MX2013007344A - Sistema de generacion en aerosol con medios para deshabilitar consumibles. - Google Patents

Sistema de generacion en aerosol con medios para deshabilitar consumibles.

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Abstract

Se proporciona un sistema de generación de aerosol que comprende: una porción de almacenamiento para almacenar un substrato formador de aerosol, un elemento generador de aerosol para generar un aerosol a partir del substrato formador de aerosol, un sistema de circuitos de control en comunicación con la porción de almacenamiento, y medios para deshabilitar que se encuentran dentro de la porción de almacenamiento para presentar la porción de almacenamiento inoperable en el sistema de generación de aerosol en respuesta a una señal deshabilitante del sistema de circuitos de control. También se proporciona un método en un sistema de generación de aerosol, que comprende una porción de almacenamiento para almacenar un substrato formador de aerosol, un elemento generador de aerosol para generar un aerosol a partir del substrato formador de aerosol, un sistema de circuitos de control con la porción de almacenamiento y medios para deshabilitar que se encuentran dentro de la porción de almacenamiento configurados para presentar la porción de almacenamiento inoperable en el sistema de generación de aerosol en respuesta a una señal deshabilitante del sistema de circuitos de control, el método comprende: enviar una señal deshabilitante del sistema de circuitos de control a los medios para deshabilitar siguiendo una determinación de que una cantidad del substrato en aerosol en la porción de almacenamiento esté por abajo de un nivel de umbral o siguiendo una determinación de un malfuncionamiento en el sistema.

Description

SISTEMA DE GENERACIÓN DE AEROSOL CON MEDIOS PARA DESHABILITAR CONSUMIBLES Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un sistema generador de aerosol. En particular, la presente invención se relaciona con un sistema generador de aerosol en donde el substrato formador de aerosol es líquido y está contenido en una porción de almacenamiento de líquido.
Antecedentes de la Invención El documento WO 2007/078273 describe un utensilio eléctrico para fumar. Un líquido está almacenado en un contenedor que se comunica con un evaporador calentador, energizado por un suministro de batería a través de una serie de pequeñas aberturas. El calentador está en la forma de un calentador eléctrico enrollado en espiral montado en un soporte eléctricamente aislante. Durante el uso, el calentador se activa por la boca del usuario para encender el suministro de energía de batería. La succión sobre la boquilla por el usuario provoca que el aire sea arrastrado a través de los orificios en el contenedor, sobre el evaporador calentador dentro de la boquilla y finalmente a la boca del usuario.
Los sistemas generadores de aerosol de la técnica previa, que incluyendo al sistema para fumar antes descrito, presentan algunas ventajas, pero tienen la oportunidad de mejorarse en su diseño, en particular, en lo referente al manejo de la porción de almacenamiento de líquido Breve Descripción de la Invención De conformidad con un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema generador de aerosol que comprende: una porción de almacenamiento que contiene al substrato formador de aerosol; un elemento generador de aerosol para generar un aerosol desde el substrato formador de aerosol; circuitería de control en comunicación con la porción de almacenamiento o con el elemento generador de aerosol; y medios de inhabilitación para que la porción de almacenamiento quede inoperante en el sistema generador de aerosol en respuesta a una señal de inhabilitación desde la circuitería de control.
De preferencia, el medio de inhabilitación es parte de la porción de almacenamiento. De preferencia, el sistema generador de aerosol es un sistema operado en forma eléctrica. El elemento generador de aerosol de preferencia, se opera en forma eléctrica. De preferencia, la porción de almacenamiento se puede separar del cuerpo principal del sistema generador de aerosol y la circuitería de control está arreglada en el cuerpo principal del sistema generador de aerosol.
Es conveniente poder inhabilitar automáticamente la porción de almacenamiento por varias razones. Cuando la porción de almacenamiento está vacía o casi vacía o cuando el sistema no funciona correctamente, el sistema puede no producir el aerosol con las características deseadas, por ejemplo, el tamaño de partícula de aerosol o la composición química. Además, cuando la porción de almacenamiento de líquido está vacía o casi vacia, el inhabilitar la porción de almacenamiento es un medio para informar al u que el substrato formador de aerosol necesita ser reemplazado. También, el inhabilitar automáticamente la porción de almacenamiento se puede usar para evitar o al menos dificultar, el re-uso de la porción de almacenamiento rellena con materiales de substrato dañinos o inapropiados, de menor calidad.
El sistema generador de aerosol de preferencia, también comprende un cuerpo principal y la porción de almacenamiento forma o es parte de un cartucho de consumible configurado para acoplarse con el cuerpo principal. Es conveniente permitir la inhabilitación del cartucho de consumible pero se debe mantener el cuerpo principal como una parte de re-uso. El cuerpo principal puede incluir los componentes más costosos, tal como la circuitería de control y la interfaz del usuario.
De preferencia, el medio de inhabilitación es un componente eléctrico que está configurado para ser conmutado o dañado por una señal de inhabilitación. De preferencia, el componente es un fusible eléctrico que se puede fundir con una señal de corriente suficientemente alta. Sin embargo, se pueden usar otros componentes eléctricos tal como un interruptor o transistor. Sin embargo, se pueden usar otros medios para inhabilitar la porción de almacenamiento. Por ejemplo, la circuitería de control se puede configurar para verificar ópticamente la porción de almacenamiento antes de que el elemento generador de aerosol se pueda activar y el medio de inhabilitación puede ser un material electrocrómico, o , una tinta termocrómica en la porción de almacenamiento, la cual se calienta por el calentador en respuesta a la señal de inhabilitación.
En forma alternativa, en casos en donde se reconoce o identifica que la porción de almacenamiento usa la circuitería lógica (por ejemplo, eléctrica, electromagnética u óptica), por medio de un ¡dentificador único, la misma circuitería se puede usar para escribir un "bit inválido" (bit de etiqueta) en la memoria de esa circuitería por la cual la porción de almacenamiento se "inhabilita" y por lo tanto, no se puede usar con el sistema generador de aerosol subyacente. Sin embargo, en casos en donde la porción de almacenamiento comprende tal circuitería lógica, el bit inválido se puede almacenar en la porción de almacenamiento en sí, lo cual evita otro uso con otro sistema generador de aerosol.
De preferencia, la circuitería de control está configurada para determinar o calcular cuando la cantidad del substrato formador de aerosol en la porción de almacenamiento está por debajo de una cantidad umbral, y para emitir la señal de inhabilitación cuando se determina o calcula que la cantidad del substrato formador de aerosol en la porción de almacenamiento está por debajo de la cantidad umbral. La circuitería de control puede determinar la cantidad del substrato en la porción de almacenamiento por una medición directa, una medición indirecta o por cálculos. Por ejemplo, el sistema puede incluir medios para medir directamente la masa de la porción de almacenamiento, tal como el balance. La circuitería de control se puede configurar para calcular la masa del substrato consumido al monitorear el uso del sistema. Por ejemplo, la circuitería de control puede calcular el consumo del substrato con base en el número de veces que se ha activado el elemento generador de aerosol. En forma alternativa, la circuiteria de control puede usar un cambio en el comportamiento del sistema, el cual es indicativo de que la porción de almacenamiento se está vaciando para calcular la cantidad de substrato que resta en la porción de almacenamiento.
La cantidad umbral del substrato formador de aerosol liquido en la porción de almacenamiento de liquido puede ser una cantidad absoluta o una cantidad relativa, por ejemplo, un valor de porcentaje.
Cuando la cantidad del substrato formador de aerosol líquido ha disminuido, por ejemplo, cuando la porción de almacenamiento de líquido está vacía o casi vacía, se puede suministrar un substrato formador de aerosol líquido insuficiente al sistema generador de aerosol. En caso de que se use un calentador como el elemento generador de aerosol, esto puede resultar en que la temperatura del calentador se incrementa. De este modo, la temperatura del calentador, según es detectada por un sensor de temperatura, puede permitir que la circuiteria eléctrica determine que la cantidad de substrato formador de aerosol líquido en la porción de almacenamiento de líquido ha disminuido a un umbral predeterminado.
De preferencia, la circuiteria de control está configurada para emitir una señal de inhabilitación cuando la circuiteria de control ha detectado un mal funcionamiento en el sistema. Por ejemplo, cuando el calentador se usa para generar aerosol, el sensor de temperatura puede ser usado para detectar el sobre-calentamiento del calentador o del substrato. El sensor de temperatura está acoplado con la circuiteria de control y la circuiteria de control emite una señal de inhabilitación cuando la temperatura detectada por el sensor de temperatura excede un primer umbral de temperatura. Esto es conveniente ya que permite que el sistema evite la generación de compuestos de aerosol dañinos o no deseados.
De preferencia, el substrato formador de aerosol tiene propiedades físicas, por ejemplo, un punto de ebullición apropiado para usarse en el sistema generador de aerosol. De preferencia, el substrato formador de aerosol es un líquido. De preferencia, el liquido comprende un material con contenido de tabaco que comprende compuestos de sabor de tabaco volátiles que se liberan del líquido luego del calentamiento. En forma alternativa o además, el líquido puede comprender un material de no tabaco. El líquido puede incluir agua, solventes, etanol, extractos de planta y sabores naturales o artificiales. De preferencia, el liquido también comprende un formador de aerosol. Los ejemplos de formadores de aerosol apropiados son glicerína y propilenglicol.
De preferencia, la porción de almacenamiento está configurada de modo que el substrato en la porción de almacenamiento queda protegida del aire ambiental, y en algunas modalidades de la luz, de modo que el riesgo de degradación del substrato se reduce en forma importante. Además, se puede mantener un alto nivel de higiene.
De preferencia, el elemento generador de aerosol es un calentador configurado para calentar el substrato. Sin embargo, se pueden usar otros elementos generadores de aerosol, tal como un transductor vibratorio.
De preferencia, el calentador es un calentador eléctrico. El calentador eléctrico puede comprender un solo elemento de calentamiento eléctrico. En forma alternativa, el calentador eléctrico puede comprender más que un elemento de calentamiento, por ejemplo, dos o tres o cuatro o cinco o seis o más elementos de calentamiento. El elemento de calentamiento o los elementos de calentamiento pueden estar configurados apropiadamente para así calentar más efectivamente el substrato formador de aerosol liquido.
De preferencia, la circuitería de control está configurada para emitir una señal de inhabilitación en respuesta a la medición de temperatura o de resistencia. Con más preferencia, la circuitería de control está configurada para emitir una señal de inhabilitación en respuesta a una determinación de que la temperatura o la resistencia del elemento de calentamiento ha excedido un umbral predeterminado.
El elemento (o elementos) de calentamiento eléctrico, de preferencia, comprende un material eléctricamente resistivo. Los materiales eléctricamente resistivos incluyen, sin limitar, semiconductores tal como cerámicas dopadas, cerámicas eléctricamente "conductoras" (tal como por ejemplo, disiliciuro de molibdeno), carbón, grafito, metales, aleaciones de metal y materiales compuestos hechos de un material de cerámica y un material metálico. Tales materiales compuestos pueden comprender cerámicas dopadas o no dopadas. Los ejemplos de cerámicas dopadas apropiados incluyen carburos de silicio dopados. Los ejemplos de metales apropiados incluyen titanio, zirconio, tántalo y metales del grupo platino Los ejemplos de aleaciones de metal apropiadas incluyen acero inoxidable, Constantan, aleaciones que contienen níquel-, cobalto-, cromo-, aluminio-, titanio-, zirconio-, hafnio-, niobio-, molibdeno-, tántalo-, tungsteno-, estaño, galio-, manganeso-, y hierro- y super-aleaciones con base de níquel, hierro, cobalto, acero inoxidable, Timetal®, aleaciones con base de hierro-aluminio y aleaciones con base de hierro-manganeso- aluminio. El Timetal® es una marca registrada de Titanium Metals Corporation. En materiales compuestos, el material eléctricamente resistivo puede estar opcionalmente, incrustado en, encapsulado o recubierto con un material aislante o viceversa, dependiendo de la cinética de la transferencia de energía y las propiedades fisicoquímicas externas requeridas. El elemento de calentamiento puede comprender una hoja grabada metálica aislada entre dos capas de un material inerte. En ese caso, el material inerte puede comprender Kapton®, hoja toda de poliamida o de mica. El Kapton® es una marca registrada de E.l. du Pont de Nemours and Company.
El elemento de calentamiento eléctrico puede tomar cualquier forma apropiada. Por ejemplo, el por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede adoptar la forma de una cuchilla de calentamiento. En forma alternativa, el por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede adoptar la forma de una caja o substrato que tiene diferentes : porciones electro-conductoras, o un tubo metálico eléctricamente resistivo. La porción de almacenamiento de líquido puede incorporar un elemento de calentamiento desechable. En forma alternativa, una o más agujas o barras de calentamiento que están dispuestas a través del substrato formador de aerosol también son apropiadas. En forma alternativa, el elemento de calentamiento eléctrico puede comprender una hoja flexible de un material. Otras alternativas incluyen un alambre o filamento de calentamiento, por ejemplo, un elemento de Ni-Cr, de platino, de tungsteno o un alambre de aleación o una placa de calentamiento. Opcionalmente, el elemento de calentamiento se puede depositar en un material portador rígido.
El elemento de calentamiento eléctrico puede comprender un sumidero de calor o un depósito de calor, que comprende un material con la capacidad de absorber y almacenar el calor y después liberar con el tiempo el calor para calentar al substrato formador de aerosol. El sumidero de calor se puede formar de cualquier material apropiado, tal como un metal o un material de cerámica apropiado. De preferencia, el material tiene una alta capacidad de calor (sensible al material de almacenamiento de calor) o es un material con la capacidad de absorber y luego liberar el calor a través de un proceso reversible, tal como un cambio de fase de alta temperatura. Los materiales de almacenamiento de calor sensibles incluyen gel de sílice, alúmina, carbón, esterilla de vidrio, fibra de vidrio, minerales, un metal o una aleación, tal como aluminio, plata o plomo y un material de celulosa, tal como el papel. Otros materiales apropiados que liberan el calor a través de un cambio de fase reversible incluyen parafina, acetato de sodio, naftaleno, cera, óxido de polietileno, un metal, una sal de metal, una mezcla de sales eutécticas o una aleación.
El sumidero de calor o el depósito de calor se puede configurar de modo que está en contacto directo con el substrato formador de aerosol y puede transferir el calor almacenado directamente al substrato. En forma alternativa, el calor almacenado en el sumidero de calor o en el depósito de calor se puede transferir al substrato formador de aerosol por medio de un conductor de calor, tal como un tubo metálico.
El calentador puede calentar al substrato formador de aerosol por medio de la conducción. El calentador puede estar parcialmente en contacto con el substrato. En forma alternativa, el calor desde el calentador puede ser conducido al substrato por medio de un elemento conductor de calor.
En forma alternativa, el calentador puede transferir el calor al aire ambiental entrante que se arrastra a través del sistema generador del aerosol calentado eléctricamente durante el uso, lo cual a su vez, calienta el substrato formador de aerosol por convección. El aire ambiental se puede calentar antes de pasar a través del substrato formador de aerosol. En forma alternativa, el aire ambiental se puede arrastrar primero a través del substrato líquido y después calentarse.
De preferencia, el substrato formador de aerosol es un líquido a temperatura ambiente y el sistema generador de aerosol también comprende una mecha capilar para conducir el substrato formador de aerosol líquido desde la porción de almacenamiento hasta el elemento generador de aerosol.
De preferencia, la mecha capilar está arreglada para estar en . contacto con el líquido en la porción de almacenamiento de líquido. De preferencia, la mecha capilar se extiende dentro de la porción de almacenamiento. En ese caso, durante el uso, el líquido se transfiere desde la porción de almacenamiento de líquido hasta el calentador ; eléctrico (u otro elemento generador de aerosol) por la acción capilar de la mecha capilar. En una modalidad, la mecha capilar tiene un primer extremo y un segundo extremo, el primer extremo se extiende dentro de la porción de almacenamiento para hacer contacto con el líquido en la misma y el calentador eléctrico está configurado para calentar el liquido en el segundo extremo. Cuando el calentador se activa, el líquido en el segundo extremo de la mecha capilar se evapora por el elemento de calentamiento para formar un vapor súper-saturado. El vapor súper-saturado se mezcla con el flujo de aire y se conduce con el mismo. Durante el flujo, el vapor se condensa para formar el aerosol y el aerosol se conduce hacia la boca del usuario. El substrato formador de aerosol líquido tiene propiedades físicas, incluyendo viscosidad, que permite que el líquido sea conducido a través de la mecha capilar por la acción capilar.
La mecha capilar puede tener una estructura fibrosa o esponjosa. De preferencia, la mecha capilar comprende un grupo de capilaridades. Por ejemplo, la mecha capilar puede comprender una pluralidad de fibras o hebras, u otros tubos de orificio fino. Las fibras o hebras pueden estar generalmente alineadas en la dirección longitudinal del sistema generador de aerosol. En forma alternativa, la mecha capilar puede comprender un material tipo esponja o tipo espuma formado con una forma de barra. La forma de barra puede extenderse a lo largo de la dirección longitudinal del sistema generador de aerosol. La estructura de la mecha forma una pluralidad de pequeños orificios o tubos, a través de los cuales se puede conducir el líquido por la acción capilar. La mecha capilar puede comprender cualquier material apropiado o combinación de materiales. Los ejemplos de materiales capilares apropiados son materiales de espuma o esponja, materiales con base de cerámica o de grafito en forma de fibras o polvos sinterizados, metal espumado o material de plástico, un material fibroso por ejemplo, hecho de fibras enrolladas o extruidas, tal como acetato de celulosa, poliéster o poliolefina enlazada, polietileno, fibras de terileno o de polipropileno, fibras de nylon o cerámica.. La mecha capilar puede tener cualquier capilaridad y porosidad apropiadas para asi ser usada con diferentes propiedades físicas. El líquido tiene propiedades físicas que incluyen sin limitar viscosidad, tensión superficial, densidad, conductividad térmica, punto de ebullición y presión de vapor que permiten que el líquido sea conducido a través del dispositivo capilar por la acción capilar.
De preferencia, el elemento generador de aerosol está en la forma de un alambre o filamento de calentamiento que encierra y opcionalmente ofrece el soporte a la mecha capilar. Las propiedades capilares de la mecha, combinadas con las propiedades del substrato líquido, aseguran que durante el uso normal, cuando hay varios substratos formadores de aerosol, la mecha siempre está mojada en el área de calentamiento.
El sistema generador de aerosol puede comprender un despliegue del usuario. En ese caso, la indicación puede comprender una indicación en el despliegue del usuario. En forma alternativa, la indicación puede comprender una indicación audible, o cualquier otro tipo de indicación para el usuario.
El sistema generador de aerosol también puede comprender un suministro de energía eléctrica. De preferencia, el sistema generador de aerosol comprende un alojamiento. De preferencia, el alojamiento es alargado. Cuando el generador de aerosol incluye una mecha capilar, durante el uso, el eje longitudinal de la mecha capilar y el eje longitudinal del alojamiento pueden ser esencialmente paralelos. El alojamiento puede comprender una cubierta y una boquilla. En ese caso, todos los componentes pueden estar contenidos en la cubierta o en la boquilla. En una modalidad, el alojamiento incluye un cartucho removible de consumible que comprende la porción de almacenamiento de liquido, la mecha capilar y el calentador. En esa modalidad, esas partes del sistema generador de aerosol se pueden remover del alojamiento como un solo componente.
El alojamiento puede comprender cualquier material apropiado o combinación de materiales. Los ejemplos de los materiales apropiados incluyen metales, aleaciones, plásticos o materiales compuestos que contienen uno o más de esos materiales, o termoplásticos que son apropiados para aplicaciones alimenticias o farmacéuticas, por ejemplo, polipropileno, polieteretercetona (PEEK), y polietileno. De preferencia, el material es ligero y no quebradizo.
De preferencia, el sistema generador de aerosol es portátil. El sistema generador de aerosol puede ser un sistema para fumar, y puede tener un tamaño comparable con un cigarro o cigarrillo convencional. El sistema para fumar puede tener una longitud total de entre aproximadamente 30 mm y aproximadamente 100 mm. El sistema para fumar puede tener un diámetro externo entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 13 mm.
De preferencia, el sistema generador de aerosol operado en forma eléctrica es un sistema para fumar operado en forma eléctrica.
En un segundo aspecto, la invención proporciona un cartucho para usarse en un sistema generador de aerosol, el cartucho comprende: un substrato formador de aerosol; y medios de inhabilitación para dejar el cartucho inoperante en el sistema generador de aerosol, el medio de inhabilitación está configurado para ser activado por una señal desde el sistema generador de aerosol.
El substrato formador de aerosol y el medio de inhabilitación pueden adoptar cualquiera de las formas descritas con relación al primer aspecto de la invención. El cartucho puede incluir una porción de almacenamiento para almacenar al substrato formador de aerosol y puede incluir una mecha capilar, como se describe con relación al primer aspecto de la invención. El cartucho también puede incluir un elemento generador de aerosol como se describe con relación al primer aspecto de la invención. El cartucho puede también incluir uno o más de la circuitería de control, el suministro de energía y una interfaz del usuario, como se describe con relación al primer aspecto de la invención.
En un tercer aspecto, la invención proporciona un dispositivo generador de aerosol para usarse con un cartucho de consumible, el cartucho de consumible contiene un substrato formador de aerosol y un medio de inhabilitación configurado para dejar al cartucho inoperante en el dispositivo generador de aerosol en respuesta a la señal de inhabilitación, el sistema generador de aerosol comprende: circuitería de control configurada para emitir una señal de inhabilitación para el medio de inhabilitación, cuando se determina o se calcula que la cantidad del substrato formador de aerosol en la porción de almacenamiento está por debajo de una cantidad umbral o cuando se · detecta un mal funcionamiento.
La circuitería de control se puede configurar como se describe con relación al primer aspecto de la invención. El dispositivo generador de aerosol también puede incluir un elemento generador de aerosol como se describe con relación al primer aspecto de la invención. El cartucho también puede incluir uno o más de un suministro de energía y una interfaz del usuario como se describe con relación al primer aspecto de la invención.
De conformidad con un cuarto aspecto de la invención, se proporciona un método en un sistema generador de aerosol que comprende una porción de almacenamiento para almacenar al substrato formador de aerosol, un elemento generador de aerosol para generar un aerosol desde el substrato formador de aerosol, circuitería de control en comunicación con la porción de almacenamiento y un medio de inhabilitación asociado con la porción de almacenamiento para que la porción de almacenamiento quede inoperante en el sistema generador de aerosol en respuesta a la señal de inhabilitación desde la circuitería de control, el método comprende: enviar una señal de inhabilitación desde la circuitería de control hasta el medio de inhabilitación después de determinar que la cantidad del substrato de aerosol en la porción de almacenamiento está por debajo de un nivel de umbral o después de determinar un mal funcionamiento en el sistema.
De conformidad con un quinto aspecto de la invención, se proporciona circuitería eléctrica para un sistema generador de aerosol, la circuitería eléctrica está configurada para llevar a cabo el método de conformidad con el segundo aspecto de la invención.
De conformidad con un sexto aspecto de la invención, se proporciona un programa de computadora, que cuando se ejecuta el circuitería eléctrica programable para un sistema generador de aerosol, provoca que la circuitería eléctrica programable lleve a cabo el método de conformidad con el segundo aspecto de la invención.
Las características descritas con relación al sistema generador de aerosol de la invención también se pueden aplicar con el método de la invención. Y las características descritas con relación al método de la invención también se pueden aplicar en el sistema generador de aerosol de la invención.
Breve Descripción de los Dibujos La invención será descrita, solamente a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema generador de aerosol operado en forma eléctrica que tiene una porción de almacenamiento de líquido; y La Figura 2 es una ilustración esquemática de un mecanismo de inhabilitación apropiado para usarse en el sistema, como se muestra en la Figura 1.
Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema generador de aerosol operado en forma eléctrica que tiene una porción de almacenamiento de líquido. En la Figura 1, el sistema es un sistema para fumar. El sistema 100 para fumar de la Figura 1 comprende un alojamiento 101 que tiene un extremo 103 de la boquilla y un extremo 105 de cuerpo. En el extremo de cuerpo, se proporciona un suministro de energía eléctrica en forma de una batería 107 y circuitería 109 de control eléctrico. Un sistema 111 de detección de fumada también es provisto en cooperación con la circuitería 109 de control. En el extremo de boquilla, se proporciona una porción de almacenamiento de líquido en la forma de un cartucho 113 que contiene un líquido 115, una mecha capilar 117 y un calentador 119. Se debe hacer notar que el calentador solamente se muestra esquemáticamente en la Figura 1. En la modalidad ejemplificativa mostrada en la Figura 1, un extremo de la mecha capilar 117 se extiende dentro del cartucho 113 y el otro extremo de la mecha capilar 117 queda rodeado por el calentador 119. El calentador está conectado con la circuitería eléctrica a través de conexiones 121, que pasan a lo largo de la parte exterior del cartucho 113 (no mostrado en la Figura 1). El alojamiento 101 también incluye una entrada 123 de aire, una salida 125 de aire en el extremo de la boquilla y una cámara 127 formadora de aerosol.
Durante el uso la operación es como sigue. El líquido 115 se transfiere o conduce por la acción capilar desde el cartucho 113 desde el extremo de la mecha 117 que se extiende dentro del cartucho hasta el otro extremo de la mecha que está rodeada por el calentador 119. Cuando el usuario extrae aire en el sistema generador de aerosol por la salida 125 de aire, el aire ambiental se arrastra a través de la entrada 123 de aire. En la configuración mostrada en la Figura 1, el sistema 111 de detección de fumada detecta la fumada y activa el calentador 119. La batería 107 suministra la energía al calentador 119 para calentar el extremo de la mecha 117 rodeada por el calentador. El líquido en ese extremo de la mecha 117 se evapora por el calentador 119 para crear un vapor súper- saturado. Al mismo tiempo, el liquido a ser evaporado es reemplazado por otro líquido que se puede a lo largo de la mecha 117 por la acción capilar. (Algunas veces, esto es referido como "acción de bombeo"). El vapor súper-saturado creado se mezcla y se conduce en el flujo de aire desde la entrada 123 de aire en la cámara 127 formadora de aerosol, el vapor se condensa para formar un aerosol inhalable, que es conducido hacia la salida 125 y dentro de la boca del usuario.
En la modalidad mostrada en la Figura 1, la circuitería 109 de control eléctrico y el sistema 111 de detección de fumada de preferencia, son programables. La circuitería 109 de control eléctrico y el sistema 111 de detección de fumada se puede usar para manejar la operación del : sistema generador de aerosol. Esto ayuda con el control del tamaño de partícula en el aerosol.
La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema generador de aerosol, operado en forma eléctrica de conformidad con la presente ; invención. Sin embargo, son posibles otros ejemplos. Además, se debe hacer notar que la Figura 1 es de naturaleza esquemática. En particular, los componentes mostrados no están a escala, ya sea en forma individual o uno con relación al otro. El sistema generador de aerosol necesita incluir o recibir un substrato formador de aerosol. El sistema generador de aerosol requiere cierta clase de elemento generador de aerosol, tal como un calentador o un transductor vibratorio, para generar el aerosol desde el substrato formador de aerosol. Por último, el sistema generador de aerosol requiere circuiteria de control para inhabilitar el sistema. Esto será descrito más adelante con referencia a la Figura 2. Por ejemplo, el sistema no necesita ser un sistema para fumar. Un sistema de detección no necesita ser provisto. En su lugar, el sistema puede operar por la activación manual, por ejemplo, el usuario opera un interruptor cuando se toma una fumada. Por ejemplo, la forma y el tamaño generales del alojamiento se pueden alterar. Además, el sistema puede no incluir una mecha capilar.
Sin embargo, en una modalidad preferida, el sistema si incluye una mecha capilar para conducir el substrato líquido desde la porción de almacenamiento a por lo menos un elemento de calentamiento. La mecha capilar puede estar hecha de una variedad de materiales porosos y capilares y de preferencia, tiene una capilaridad pre-definida, conocida. Los ejemplos incluyen materiales con base de cerámica o de grafito en la forma de fibras o polvos sinterizados. Las mechas de diferentes porosidades se pueden usar para adaptar las diferentes propiedades físicas del liquido, tal como la densidad, viscosidad, la tensión superficial y la presión del vapor. La mecha puede ser apropiada para que la cantidad requerida de líquido sea suministrada al calentador. De preferencia, el calentador comprende por lo menos un alambre o filamento ; de calentamiento extendido alrededor de la mecha capilar.
El sistema generador de aerosol de la invención incluye circuiteria de control que opera para inhabilitar el cartucho 113. Esto se puede llevar a cabo por varias razones. En una modalidad preferida, la circuitería de control está configurada para determinar la cantidad de substrato formador de aerosol en la porción de almacenamiento. Cuando se determina que la porción de almacenamiento de líquido está vacía o casi vacía, la circuitería 109 de control inhabilita el cartucho 113. Esto se realiza principalmente debido a que cuando la porción de almacenamiento que está casi vacía, el substrato formador de aerosol con líquido insuficiente se puede suministrar al calentador. Esto puede significar que el aerosol creado e inhalado por el usuario no tiene las propiedades deseadas, por ejemplo, el tamaño de partícula del aerosol. Esto puede resultar en una experiencia no agradable para el usuario. Además, es conveniente proporcionar un mecanismo por el cual se pueda informar al usuario que la porción de almacenamiento de líquido está vacía o casi vacía. Entonces el usuario puede prepararse para reemplazar la porción de almacenamiento. El inhabilitar los cartuchos vacíos también proporciona seguridad para el usuario. Existe el riesgo de que los cartuchos puedan ser llenados con sustancias peligrosas o de menor calidad. Pero al inhabilitar los cartuchos en una forma permanente impide que se puedan volver a llenar y volverse a usar.
La Figura 2 ¡lustra una modalidad de un sistema de inhabilitación que se puede usar en el sistema, como se describe con referencia a la Figura 1. El sistema de inhabilitación de la Figura 2 tiene dos partes. Una parte se mantiene en el cartucho 113 de consumible y la otra parte se ; mantiene en la circuitería 109 de control. Un fusible 201 eléctrico está ubicado en el consumible. Un puerto de conexión de tres contactos 221 se usa para realizar la interfaz con la porción 113 de almacenamiento de consumible y el cuerpo principal del dispositivo 101. La parte consumible contiene un elemento 119 calentador. La energía suministrada al elemento 119 de calentamiento, que está en la forma de una señal modulada, es controlada por la salida 205 digital en el microcontrolador 203 y a través del transistor T1. El electrodo 207 de batería positiva está conectada con la otra pata del elemento 119 de calentamiento y el fusible 201 eléctrico.
En la modalidad mostrada en la Figura 2, se hace una determinación de que el cartucho 113 está casi vacío al monítorear la temperatura del elemento 119 de calentamiento. Cuando el cartucho está casi vacío, un substrato formador de aerosol con líquido insuficiente se suministra al calentador a través de la mecha. Esto resulta en que la temperatura del calentador se incrementa, ya que se usa menos energía para evaporar el substrato. De este modo, la temperatura del calentador permite que la circuitería de control determine que la cantidad del substrato formador de aerosol líquido en la porción de almacenamiento de líquido ha disminuido a un umbral predeterminado. Una vez que se alcanza una temperatura crítica, el consumible se inhabilita para evitar la violación del consumible por el usuario quien rellena el cartucho. La inhabilitación también proporciona al usuario con una indicación de que el consumible necesita ser reemplazado. La inhabilitación del consumible también evita la generación de compuestos dañinos formados por el exceso de calor.
La medición de la temperatura del elemento de calentamiento está con base en el cálculo de la corriente que pasa a través de la resistencia 209. Esto se determina por la señal hasta la entrada 213 y sobre el voltaje de la batería convertido en valores digitales a través de dos entradas análogas al microcontrolador. Conforme se incrementa la temperatura del elemento de calentamiento, también lo hace la resistencia. La relación entre la resistencia y la temperatura para el elemento de calentamiento se puede programar o almacenar en el microcontrolador. Cuando el microcontrolador determina que se ha alcanzado la temperatura crítica, el microcontrolador activa la señal 2 digital conectada con el transistor T2, que funde el fusible 201 eléctrico. Después de esta operación, cada vez que el usuario inhala en el dispositivo, el microcontrolador 203 verifica la validez el fusible 201 a través de una línea 215 de habilitación de conexión y cuando se pierde la conexión, entonces el dispositivo no opera. Cuando se reemplaza el consumible por uno nuevo, con un fusible intacto, el sistema regresa al modo operativo normal.
Se debe apreciar que son posibles otros medios para inhabilitar el cartucho y son posibles otras configuraciones de circuitería cuando se usa el fusible u otro componente electrónico interruptor o de interrupción de corriente. Por ejemplo, un sensor de temperatura dedicado se puede conectar con el microcontrolador colocado para detectar la temperatura del elemento calentador.
La circuitería de control se puede configurar para advertir al usuario cuando la circuitería de control ha determinado que la cantidad de : líquido en la porción de almacenamiento de líquido ha disminuido a un : primer umbral y el cartucho se inhabilita cuando la circuitería de control ha determinado que la cantidad de líquido en la porción de almacenamiento de líquido ha disminuido a un segundo umbral. Por ejemplo, cuando el sistema generador de aerosol incluye un despliegue del usuario, se puede indicar en el despliegue del usuario que la porción de almacenamiento de líquido está vacía o casi vacía y se proporciona un cálculo del número de fumadas restantes antes de que ocurra la inhabilitación. En forma alternativa o además, un sonido audible puede indicar al usuario que la porción de almacenamiento de líquido está vacía o casi vacía. Los métodos alternativos para indicar al usuario que la porción de almacenamiento de líquido está vacía o casi vacía, por supuesto son posibles. Una ventaja de advertir al usuario es que el usuario puede entonces prepararse para reemplazar la porción de almacenamiento de líquido.
La presente invención proporciona un sistema y un método para dejar un cartucho de consumible inoperante en un sistema generador de aerosol. Esto ofrece beneficios de seguridad así como otros beneficios en términos de experiencia y conveniencia del usuario. Aunque se ha descrito una modalidad particular, hay varias formas para inhabilitar un cartucho de consumible y varias condiciones bajo las cuales se puede activar el medio de inhabilitación que caen dentro del alcance de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema generador de aerosol caracterizado porque comprende: una porción de almacenamiento para almacenar un substrato formador de aerosol; un elemento generador de aerosol para generar un aerosol desde el substrato formador de aerosol; circuiteria de control en comunicación con la porción de almacenamiento del elemento generador de aerosol; y medios de inhabilitación para dejar la porción de almacenamiento inoperante en el sistema generador de aerosol en respuesta a una señal de inhabilitación desde la circuiteria de control; en donde la circuiteria de control está configurada para determinar o calcular cuándo la cantidad del substrato formador de aerosol en la porción de almacenamiento está por debajo de una cantidad umbral, y para emitir una señal de inhabilitación cuando se determina o se calcula que la cantidad del substrato formador de aerosol en la porción de almacenamiento está por debajo de una cantidad umbral.
2. El sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un cuerpo principal, en donde la porción de almacenamiento es un cartucho de consumible configurado para acoplarse con el cuerpo principal.
3. El sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado la circuiteria de control está configurada en el cuerpo principal del sistema generador de aerosol.
4. El sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 1, 2 ó 3 caracterizado el medio de inhabilitación es un componente que está configurado para ser cambiado o dañado por una señal de inhabilitación.
5. El sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado el componente es un fusible eléctrico.
6. El sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el componente es un interruptor eléctrico o información digital que interactúa con la circuitería de control y representa el estado de habilitación/inhabilitación para la porción de almacenamiento.
7. El sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la circuitería de control está configurada para emitir una señal de inhabilitación cuando la circuitería de control ha detectado un mal : funcionamiento en el sistema generador de aerosol.
8. El sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento generador de aerosol para generar un aerosol desde el substrato formador de aerosol es un calentador configurado para calentar el '. substrato.
9. El sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema generador de aerosol es un sistema para fumar operado en forma eléctrica.
10. Un cartucho para usarse en un sistema generador de aerosol, el cartucho está caracterizado porque comprende: un substrato formador de aerosol; y medios de inhabilitación para dejar al cartucho inoperante en el sistema generador de aerosol, el medio de inhabilitación está configurado para ser activado por una señal desde el sistema generador de aerosol.
11. El cartucho de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el medio de inhabilitación es un componente eléctrico que está configurado para ser cambiado o dañado por la señal.
12. Un dispositivo generador de aerosol para usarse con un cartucho de consumible que contiene al substrato formador de aerosol y medios de inhabilitación configurados para dejar al cartucho inoperante en el dispositivo generador de aerosol en respuesta a una señal de inhabilitación, el sistema generador de aerosol está caracterizado porque comprende: circuitería de control configurada para emitir una señal de inhabilitación al medio de inhabilitación cuando la cantidad se determina o se calcula que el substrato generador de aerosol en la porción de , almacenamiento está por debajo de una cantidad umbral o cuando se detecta un mal funcionamiento.
13. El dispositivo generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la circuitería de control está configurada para determinar o para calcular cuándo la cantidad del substrato formador de aerosol está por debajo de una cantidad umbral.
14. Un método en un sistema generador de aerosol que comprende una porción de almacenamiento para almacenar un substrato formador de aerosol, un elemento generador de aerosol para generar un aerosol desde el substrato formador de aerosol, circuitería de control en comunicación con la porción de almacenamiento y medios de inhabilitación asociados con la porción de almacenamiento configurados para dejar a la porción de almacenamiento inoperante en el sistema generador de aerosol en respuesta a una señal de inhabilitación desde la circuitería de control, el método está caracterizado porque comprende: enviar una señal de inhabilitación desde la circuitería de control hasta el medio de inhabilitación después de determinar que la cantidad de substrato de aerosol en la porción de almacenamiento está por debajo de un nivel umbral o después de determinar el mal funcionamiento del sistema.
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