MX2014010189A - Articulo electronico para fumar y elemento calentador mejorado. - Google Patents

Abstract

Un cigarrillo electrónico incluye un suministro liquido que incluye un material liquido, un calentador capaz de operar para calentar el material liquido a una temperatura suficiente para vaporizar el material liquido y formar un aerosol, y una mecha en comunicación con el material liquido y en comunicación con el calentador tal que la mecha entregue el material liquido al calentador. El calentador es formado de un material de malla.

Description

ARTÍCULO ELECTRÓNICO PARA FUMAR Y ELEMENTO CALENTADOR MEJORADO Compendio de Características Selectas Un cigarrillo electrónico incluye un calentador que comprende un listón de material de malla eléctricamente resistivo enrollado alrededor de una mecha. La mecha está en comunicación con un suministro liquido que contiene material liquido. El calentador es operativo para vaporizar material liquido para producir un aerosol.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista en sección transversal de un cigarrillo electrónico de acuerdo con una primera forma de realización donde el inserto de extremo de boca incluye salidas divergentes ; la figura 2 es una vista en perspectiva de un inserto de extremo de boca para uso con el cigarrillo electrónico de la figura 1; la figura 3 es una vista en sección transversal a lo largo de la linea B-B del inserto de extremo de boca de la figura 2; la figura 4 es una vista en sección transversal de un cigarrillo electrónico de acuerdo con la primera forma de realización e incluyendo además un ensamblaje de manguito; la figura 5 es una vista superior de un cigarrillo electrónico que incluye una tira de aroma en una superficie externa del mismo; la figura 6 es una vista en sección transversal de una segunda forma de realización de un inserto de extremo de boca para uso con los cigarrillos electrónicos de las figuras 1 y 4; la figura 7 es una vista explotada del inserto de extremo de boca de la figura 6; la figura 8 es una vista amplificada de un calentador para uso en el cigarrillo electrónico de las figuras 1 y 4, donde el calentador es formado de un material de malla; la figura 9 es una vista amplificada de un calentador, donde el calentador incluye una región de conexión soldada; la figura 10 es una vista amplificada de una forma de realización del ensamblaje de calentador de malla y mecha al colocarse dentro del cigarrillo electrónico e incluyendo una región de conexión soldada; la figura 11 es una vista amplificada de otra forma de realización del ensamblaje de calentador de malla y mecha al colocarse dentro del cigarrillo electrónico e incluyendo una región de conexión soldada; la figura 12 es una vista en sección transversal, abreviada, de un cigarrillo electrónico que incluye un calentador que se extiende longitudinalmente.

Descripción Detallada Un cigarrillo electrónico (articulo para fumar) incluye un elemento calentador de malla y, en una forma de ' realización preferida, un calentador formado de un listón de material de malla eléctricamente resistivo, envuelto alrededor de una mecha que está en comunicación de fluidos con un suministro liquido. El uso de un listón metálico aplanado tal como un material de malla como calentador provee muchas ventajas. El listón envuelto proporciona un contacto de superficie a superficie incrementado entre el calentador y la mecha de modo de proveer transferencia más eficiente y uniforme del calor entre el calentador y la mecha. El arreglo provee un mayor volumen de aerosol con la misma cantidad de energía eléctrica que un calentador de alambre (una bobina de un solo alambre) . En adición, las dimensiones del calentador de listón pueden ser ajustadas para lograr mayor o menor resistividad eléctrica para satisfacer los requerimientos de diseño de un cigarrillo electrónico particular. Siendo un listón de material, la resistividad del calentador de listón puede ser controlada de manera más consistente de un calentador al siguiente. Similarmente, debido al tamaño del calentador de listón, la envoltura del calentador de listón alrededor de la mecha puede ser controlada más consistentemente.

De preferencia, el calentador de listón está envuelto de manera uniforme alrededor de la mecha de modo que exista un espaciamiento uniforme entre arrollamientos del calentador de listón alrededor de la mecha. El tamaño y el contacto de superficie a superficie entre el calentador de listón y la mecha asegura la conservación del espaciamiento uniforme, lo cual a su vez asegura el calentamiento uniforme de la mecha.

Como se muestra en las figuras 1 y 4, un cigarrillo electrónico 60 comprende un cartucho reemplazable (o primera sección) 70 y un aditamento re-utilizable (o segunda sección) 72, que se acoplan juntos en una conexión roscada 205 o por medio de otros dispositivos tales como ajuste estrecho, tope, ajuste a presión, grapa y/o sujetador. La primera sección 70 incluye un tubo externo 6 (o alojamiento) que se extiende en una dirección longitudinal y un tubo interno 62 colocado coaxialmente dentro del tubo externo 6. El cigarrillo electrónico 60 también incluye un pasaje central de aire 20 en un sello corriente arriba 15. El pasaje central de aire 20 abre al tubo interno 62. Más aun, el cigarrillo electrónico 60 incluye un suministro liquido 22. El suministro liquido 22 comprende un material liquido y opcional-mente un medio de almacenamiento liquido 210 (mostrado en la figura 1) capaz de operar para almacenar en él el material liquido. De preferencia, el suministro liquido 22 está contenido en un anillo externo entre el tubo externo 6 y el tubo interno 62. El anillo está sellado en un extremo corriente arriba por el sello 15 y un tapón de liquido 10 en un extremo corriente abajo de modo de impedir fuga del material liquido del suministro líquido 22. De esta manera, el suministro liquido 22 rodea por lo menos parcialmente el pasaje central de aire 20. En otras formas de realización, el suministro liquido 22 puede ser una botella auto-contenida u otro recipiente capaz de contener liquido. Un calentador 14 se extiende transversalmente a través del canal central 21.

En la forma de realización preferida, el calentador 14 también está contenido en el tubo interno 62 corriente abajo de y en relación espaciada con el pasaje central de aire 20. Una mecha 28 está en comunicación con el material liquido en el suministro liquido 22 y en comunicación con el calentador 14 tal que la mecha 28 disponga material liquido en relación próxima al calentador 14. La mecha 28 de preferencia comprende filamentos que tienen una capacidad de aspirar un liquido, con mayor preferencia un haz de filamentos de vidrio (o cerámicos) y, con la mayor preferencia, un haz que comprende un qrupo de arrollamientos de filamentos de vidrio, de preferencia tres de tales arrollamientos, todos los cuales arreglos siendo capaces de aspirar liquido vía acción capilar por los espaciamientos intersticiales entre los filamentos. De preferencia, la mecha 28 es flexible e incluye tres hilos, cada hilo incluyendo una pluralidad de filamentos. Más aun, se observa que las porciones de extremo 29 y 31 de la mecha 28 son flexibles y capaces de plegarse hacia los confines de la región de suministro liquido 22. La mecha 28 puede incluir filamentos que tienen una sección transversal que es generalmente de forma de cruz, de trébol, de Y, o cualquiera otra forma adecuada.

De preferencia, la mecha 28 incluye cualquier material adecuado o combinación de materiales. Ejemplos de materiales adecuados son materiales a base de cerámica o grafito. Más aun, la mecha 28 puede tener cualquier capilaridad y porosidad adecuadas líquidos que generan aerosol que tienen propiedades físicas diferentes, tales como densidad, viscosidad, tensión superficial y presión de vapor. Las propiedades capilares de la mecha 28, combinadas con las propiedades del líquido, aseguran que la mecha 28 siempre esté húmeda en el área del calentador 14 para evitar sobrecalentar el calentador 14.

Una fuente de energía 1 en el aditamento 72 es capaz de operar para aplicar voltaje a través del calentador 14. El cigarrillo electrónico 60 también incluye por lo menos una entrada de aire 44 capaz de operar para entregar aire al pasaje central de aire 20 y/u otras porciones del tubo interno 62.

El cigarrillo electrónico 60 incluye además un inserto de extremo de boca 8 teniendo por lo menos dos salidas fuera de eje, de preferencia divergentes 24 (v.gr., tres, cuatro, cinco o más, de preferencia dos a diez salidas o más, con mayor preferen-cía seis a ocho salidas, incluso con mayor preferencia dos a seis salidas oo cuatro salidas) . El inserto de extremo de boca 8 está en comunicación de fluidos con el pasaje central de aire 20 vía el interior del tubo interno 62 y un pasaje central 63, que se extiende a través del tapón 10.

Más aun, como se muestra en las figuras 1, 4, 10 y 11, el calentador 14 se extiende en una dirección transversal a la dirección longitudinal y calienta el material liquido a una temperatura suficiente para vaporizar el material liquido y formar un aerosol. En otras formas de realización, se contemplan otras orientaciones del calentador 14, tal como se muestra en la figura 12, el calentador dispuesto longitudinalmente dentro del tubo interno 62. Disponiendo longitudinalmente el calentador 14, la superficie del calentador 14 está dentro del tubo interno y entrega un mayor volumen de aerosol que los calentadores que se extienden transversales a la dirección longitudinal y hacia el anillo externo. También de preferencia, como se muestra, el calentador 14 está dispuesto de manera central dentro del tubo interno 62. Sin embargo, en otras formas de realización, el calentador 14 puede estar dispuesto adyacente a una superficie interna del tubo interno 62.

Haciendo ahora referencia a la figura 1, la mecha 28, el suministro liquido 22 y el inserto de extremo de boca 8 están contenidos en la primera sección 70 y la fuente de energía 1 está contenida en una segunda sección 72. En una forma de realización, la primera sección (el cartucho) 70 es desechable y la segunda sección (el aditamento) 72 es re-utilizable . Las secciones 70, 72 pueden ser unidas por una conexión roscada 205 con lo cual la sección corriente abajo 70 puede ser reemplazada cuando se agota el suministro líquido 22. Tener una primera sección 70 y una segunda sección 72 separadas aporta varias ventajas. Primero, si la primera sección 70 contiene el por lo menos un calentador 14, el suministro liquido 22 y la mecha 28, todos los elementos que están potencialmente en contacto con el liquido son desechados cuando se reemplaza la primera sección 70. De esta manera, no habrá contaminación cruzada entre primeras secciones 70 diferentes, por ejemplo, cuando se usan diferentes materiales líquidos. Asimismo, si la primera sección 70 es reemplazada a intervalos adecuados, hay poca posibilidad de que el calentador se tape con liquido. Más aun, la cantidad de liquido en el suministro liquido 22 puede ser seleccionada tal que el suministro liquido 70 se agote una vez que también se agota una carga completa de la batería. De esta manera, la primera sección 70 puede ser reemplazada con cada carga de batería. De manera opcional, la primera sección 70 y la segunda sección 72 están dispuestas para trabarse juntas de manera capaz de liberarse cuando vinculan.

En la forma de realización preferida, la por lo menos una entrada de aire 44 incluye una o dos entradas de aire. De manera alternativa, pueden haber tres, cuatro, cinco o más entradas de aire. De preferencia, sin hay más de una entrada de aire, las entradas de aire están ubicadas en diferentes lugares a lo largo del cigarrillo electrónico 60. Por ejemplo, como se muestra en las figuras 4 y 5, una entrada de aire 44a puede ser colocada en el extremo corriente arriba del sensor de fumada 16 adyacente al cigarrillo tal que el sensor de fumada suministre energía al calentador al detectar una fumada por parte del fumador. La entrada de aire 44a debe comunicarse con el inserto de extremo de boca 8 de modo que una aspiración en el cigarrillo electrónico active el sensor de fumada. El aire de la entrada de aire 44a puede entonces fluir a lo largo de la batería y al pasaje central de aire 20 en el sello 15 y/o a otras porciones del tubo interno 62 y/o el tubo externo 6. Por lo menos una entrada de aire 44 adicional puede estar ubicada adyacente a y corriente arriba del sello 15 o en cualquiera otra ubicación deseable. Alterar el tamaño y el número de las entradas de aire 44 puede también ayudar a establecer la resistencia a la aspiración del cigarrillo electrónico 60.

En una forma de realización preferida, el calentador 14 está dispuesto para comunicarse con la mecha 28 y calentar el material líquido contenido en la mecha 28 a una temperatura suficiente para vaporizar el material líquido y formar un aerosol .

De preferencia, el calentador 14 es de preferencia un listón de malla de alambre enrollado alrededor de una mecha 28. Ejemplos de materiales resistivos eléctricamente adecuados incluyen titanio, zirconio, tántalo y metales del grupo del platino. Ejemplos de aleaciones de metal adecuadas incluyen acero inoxidable, aleaciones que contienen níquel, cobalto, cromo, aluminio, titanio, zirconio, hafnio, niobio, molibdeno, tántalo, tungsteno, estaño, galio, manganeso y hierro, y super- aleaciones basadas en níquel, hierro, cobalto, acero inoxidable. Por ejemplo, el calentador puede ser formado de alumínido de níquel, un material con una capa de alúmina sobre la superficie, alumínidos de hierro y otros materiales compuestos; el material eléctricamente resistivo puede opcionalmente adosarse en, encapsularse en o revestirse con un material aislante o viceversa, dependiendo de la cinética de transferencia de energía y las propiedades fisicoquímicas externas requeridas. De preferencia, el calentador 14 comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en acero inoxidable, cobre, aleaciones de cobre, aleaciones de níquel-cromo, super-aleaciones, y sus combinaciones. En una forma de realización preferida, el calentador 14 es formado de aleaciones de níquel-cromo o aleaciones de hierro-cromo.

En otra forma de realización, el calentador 14 puede ser construido de un alumínido de hierro (v.gr., FeAl o Fe3Al) , tal como los descritos en la patente US 5,595, 706 de Sikka y colaboradores, presentada el 29 de diciembre de 1994, o alumínido de níquel (v.gr., Ni3Al) . El uso de alumínido de hierro es ventajoso en que el alumínido de hierro exhibe una elevada resistividad. El FeAl exhibe una resistividad de aproximadamente 180 micro-ohmios, mientras que el acero inoxidable exhibe aproximadamente 50 a 91 micro-ohmios. La mayor resistividad reduce el consumo de corriente o la carga sobre la fuente de energía (batería) 1.

En una forma de realización preferida, el calentador de material de malla 14 es formado de un material térmica y/o eléctricamente conductor. Materiales adecuados para formar el material de malla son seleccionados del grupo que consiste en acero inoxidable, cobre, aleaciones de cobre, Inconel®, disponible de Special Metals Corporation, el cual es una aleación de níquel y cromo, Nichrome®, el cual también es una aleación de níquel y cromo, y sus combinaciones. Más aun, en una forma de realización preferida, el calentador de material de malla 14 es formado de una aleación de níquel y cromo libre de hierro.

En una forma de realización preferida, el calentador 14 comprende un listón de material de malla que rodea por lo menos parcialmente la mecha 28. En esa forma de realización, de preferencia el calentador puede extenderse a lo largo de toda la longitud de la mecha 28 o solamente a lo largo de una porción de la longitud de la mecha 28.

En otra forma de realización, como se muestra en las figuras 8-11, el calentador 14 es formado de un listón de metal aplanado tal como material de malla conductora envuelto alrededor de la mecha 28. De preferencia, el material de malla es envuelto completamente alrededor de una porción de la mecha 28 por lo menos una vuelta, pero de preferencia aproximadamente un número predeterminado de vueltas (v.gr., dos a diez vueltas o dos a seis vueltas) . En la forma de realización preferida, el calentador de malla 14 es envuelto alrededor de la mecha 28 alrededor de cuatro vueltas. De preferencia, el material de malla es originalmente un listón aplanado alargado que es envuelto alrededor de la mecha 28 para incrementar el área superficial de contacto entre el calentador 14 y la mecha 28.

En una forma de realización, como se muestra en las figuras 8, 9, 10 y 11, una región de conexión conductora 99, de poste o soldada, es formada de un material de baja resistencia soldado a través de cada porción de extremo del calentador 14. Soldando un poste 99 o formando una región de conexión soldada 99 en cada extremo del calentador de malla 14, la corriente eléctrica conduce de manera uniforme a través de la longitud y la anchura del calentador de malla 14 de modo de evitar puntos calientes. Por ejemplo, los postes o las regiones de conexión soldada 99 pueden ser formados de alambre chapado con oro. Los postes o las regiones de conexión soldada 99 pueden estar contenidos totalmente en el anillo externo, como se muestra en la figura 10, tal que el calentador de malla 14 se extienda hacia el anillo externo. De manera alternativa, como se muestra en la figura 11, el calentador de malla 14 puede contenerse totalmente dentro del tubo interno 62 y los postes o las regiones de conexión soldada 99 pueden contenerse dentro del tubo interno, tal que la conexión eléctrica sea formada dentro del tubo interno 62. Las terminales eléctricas 26 están unidas a cada poste o región de conexión soldada 99, tal que una zona calentada sea formada entre las terminales eléctricas 26 cuando se aplica voltaje mediante la fuente de energía, de modo de calentar el material líquido en contacto con el material de malla a una temperatura suficiente para por lo menos vaporizar parcialmente el líquido. De manera alternativa, las terminales eléctricas 26 pueden estar unidas directamente al calentador de malla 14.

Un anillo de cierre puede deslizarse sobre una superficie externa del tubo interno de modo de cerrar sustancial-mente el resto de espacio abierto provisto entre el elemento de calentador-mecha y la ranura, como se describe en la solicitud de patente US 13/741,254, presentada el 14 de enero de 2013, cuya divulgación completa se incorpora en la presente por referencia a la misma. Más aun, el calentador de mecha 14 de preferencia tiene una envoltura recta y espaciada uniformemente de la mecha 28 de modo de evitar puntos calientes.

En una forma de realización preferida, el calentador de listón 14 es construido de un filamento de malla de alambre que tiene una anchura en la gama de alrededor de 0.5 a alrededor de 2 mm, de preferencia alrededor de 1 mm, y una longitud en el rango de alrededor de 20 a alrededor de 40 mm. Cuando se envuelve alrededor de la mecha 28, el calentador de listón 14 establece un elemento de calentador y mecha que se extiende en el rango de alrededor de 10 a alrededor de 15 mm, de preferencia alrededor de 12 mm o menos, y una anchura en el rango de alrededor de 0.5 a alrededor de 2.0 mm, de preferencia alrededor de 1.5 mm o menos. A alrededor de 1.5 mm de anchura, el elemento de calentador y mecha es de preferencia orientado longitudinalmente dentro del cigarrillo electrónico mientras que los elementos de calentador y mecha que tienen una menor anchura pueden ser colocados en una dirección transversal dentro del cigarrillo electrónico.

En la forma de realización preferida, el listón de material de malla puede variar de tamaño de alrededor de 200 a alrededor de 600 de malla. En la forma de realización preferida, el material de malla es de alrededor de 400 de malla e incluye pequeños huecos/intersticios 13 entre los alambres que forman el material de malla. De preferencia, el material de malla es formado con alambre de 0.001 in o más de diámetro, tal como el alambre disponible de Smallparts, Inc., de Logansport, Indiana, Estados Unidos. También de preferencia, el alambre que comprende la malla es alambre sólido de alrededor de 0.0014 a alrededor de 0.0016 in de diámetro.

En la forma de realización preferida, el material de malla del elemento calentador de listón 14 tiene un patrón tipo tablero de damas, cruzado, con intersticios 13 en él. De preferencia, el material de malla de listón es una sola capa de material de malla plana, alargada. También de preferencia, el material de malla alcanza una resistencia eléctrica que varia de alrededor de 0.3 a alrededor de 10 Ohmios, con mayor preferencia alrededor de 0.8 a alrededor de 5.0 Ohmios, con mayor preferencia alrededor de 4.0 Ohmios o menos.

Como se señaló antes, debido a que el calentador de material de malla 14 tiene un área superficial más grande, el calentador 14 hace contacto con una porción más grande de la mecha 28 de modo de tener una capacidad para proveer una mayor cantidad de aerosol. En adición, el líquido puede ser aspirado hacia los intersticios 13 del material de malla desde la mecha 28 durante un ciclo de energía del cigarrillo electrónico.

Ventajosamente, el material de malla provee un rango capaz de resistividad capas de funcionar para aplicaciones tales como en cigarrillos electrónicos. En adición, el uso de un calentador de material de malla 14 permite la liberación de aerosol a través del calentador mismo. En adición, el calentador de material de malla 14 puede acrecentar la formación del líquido de la mecha 28 en aerosol.

En la forma de realización preferida, la mecha 28 comprende uno o más filamentos. Como se señaló antes, la mecha 28 está rodeada por lo menos parcialmente por el calentador 14. Más aun, en la forma de realización preferida, la mecha 28 se extiende a través de aberturas opuestas en el tubo interno 62 tal que cada porción de extremo 29, 31 de la mecha 28 esté en contacto con el suministro líquido 22.

Se ha observado que durante un ciclo de energía, se libera aerosol de porciones de la mecha 28 dispuestas entre arrollamientos del calentador de listón 14 y a través del calentador de listón 14 mismo.

En la forma de realización preferida, la mecha 28 es fibrosa. Por ejemplo, la mecha 28 puede incluir una pluralidad de fibras o hilos. Las fibras o los hilos pueden estar alineados generalmente en una dirección perpendicular a la dirección longitudinal del cigarrillo electrónico. En la forma de realización preferida, la mecha 28 comprende filamentos que tienen una capacidad para aspirar un liquido, con mayor preferencia un haz de filamentos de vidrio (o cerámicos) y con la mayor preferencia un haz que comprende un grupo de arrollamientos de filamentos de vidrio, de preferencia tres de tales arrollamientos, todos los cuales arreglos son capaces de aspirar liquido via acción capilar por los espaciamientos intersticiales entre los filamentos. De preferencia, la mecha 28 es flexible e incluye tres hilos, cada hilo incluyendo una pluralidad de filamentos.

En la forma de realización preferida, la fuente de energía 1 incluye una batería dispuesta en el cigarrillo electrónico 60 tal que el ánodo esté corriente abajo del cátodo. Un conector de ánodo de batería 4 hace contacto con el extremo corriente abajo de la batería. El calentador 14 puede estar conectado a la batería mediante dos terminales eléctricas 26 separadas (mostradas en las figuras 1, 4, 8, 9, 10, 11 y 12) .

De preferencia, los contactos eléctricos o la conexión entre el calentador 14 y las terminales eléctricas 26 son altamente conductores y resistentes a la temperatura mientras que el calentador 14 es altamente resistivo de modo que la generación de calor ocurra principalmente a lo largo del calentador 14 y no en los contactos.

La batería puede ser una batería de iones de litio o una de sus variantes, por ejemplo una batería de polímero de iones de litio. De manera alternativa, la batería por ejemplo una batería de polímero de iones de litio. De manera alternativa, la batería puede ser una batería de hidruro de metal-níquel, una batería de níquel-cadmio, una batería de litio-manganeso, una batería de litio-cobalto, o una celda de combustible. En ese caso, de preferencia, el cigarrillo electrónico 60 es susceptible de ser usado por un fumador hasta que se agota la energía que hay en la fuente de energía. De manera alternativa, la fuente de energía 1 puede ser recargable e incluye circuitos que permite a la batería cargarse mediante un dispositivo externo de carga. En ese caso, de preferencia los circuitos, cuando están cargados, proveen energía para un número predeterminado de fumadas, después de las cuales los circuitos deben ser re-conectados a un dispositivo externo de carga.

De preferencia, el cigarrillo electrónico 60 también incluye circuitos de control que incluyen un sensor de fumada 16. Los circuitos de control pueden ser un circuito integrado específico a una aplicación (ASIC) . El sensor de fumada 16 es capaz de operar para detectar una caída de presión de aire e iniciar la aplicación de voltaje desde la fuente de energía 1 al calentador 14. Los circuitos de control pueden también incluir una luz activadora de calentador 48 operable para brillar cuando se activa ei calentador 14. De preferencia, la luz de activación de calentador 48 comprende un LED y está en un extremo corriente arriba del cigarrillo electrónico 60 de modo que la luz de activación de calentador 48 tome la apariencia de un carbón encendido durante una fumada. Más aun, la luz de activación de calentador 48 puede estar dispuesta para ser visible al fumador. Además, la luz de activación de calentador 48 puede ser utilizada para diagnóstico del sistema de cigarrillo. La luz 48 puede también ser configurada tal que el fumador pueda activar y/o desactivar la luz 48 para privacidad, tal que la luz 48 no se active durante la acción de fumar, si se desea.

De preferencia, la por lo menos una entrada de aire 44a está ubicada adyacente al sensor de fumada 16, tal que el sensor de fumada 16 detecte flujo de aire indicativo de un fumador que está dando una fumada y active la fuente de energía 1 y la luz de activación de calentador 48 para indicar que el calentador 14 está funcionando.

Un circuito de control está de preferencia integrado con un sensor de fumada 16 y suministra energía al calentador 14 en respuesta al sensor de fumada 16, de preferencia con un limitador de periodo de tiempo máximo.

De manera alternativa, los circuitos de control pueden incluir un interruptor que opera manualmente para que un fumador inicie una fumada. El periodo de tiempo del suministro de corriente eléctrica al calentador puede ser pre-fijado, dependiendo de la cantidad de liquido que se desee vaporizar. De manera alternativa, los circuitos pueden suministrar energía al calentador 14 en tanto el sensor de fumada 16 detecte una caída de presión.

De preferencia, cuando se activa, el calentador 14 calienta una porción de la mecha 28 rodeada por el calentador por menos de alrededor de 10 segundos, con mayor preferencia menos de alrededor de 7 segundos. De esta, manera, el ciclo de energía (o máxima longitud de fumada) puede variar en un periodo de alrededor de 2 a alrededor de 10 segundos (v.gr., alrededor de 3 a alrededor de 9 segundos, alrededor de 4 a alrededor de 8 segundos, o alrededor de 5 a alrededor de 7 segundos) .

En la forma de realización preferida, el suministro líquido 22 incluye un medio de almacenamiento de líquido 210 que contiene material líquido. De manera alternativa, el suministro líquido 22 comprende solamente material líquido. El suministro líquido 22 está contenido en un anillo externo entre el tubo interno 62 y el tubo externo 6 y entre el tapón 10 y el sello 15. De esta manera, el suministro líquido 22 rodea por lo menos parcialmente el pasaje central de aire 20 y el calentador 14, y el calentador 14 se extiende entre porciones del suministro líquido 22.

De preferencia, el medio de almacenamiento líquido 210 es un material fibroso que comprende algodón, polietileno, poliéster, rayón, y sus combinaciones. El medio de almacenamiento de liquido 210 puede comprender un arrollamiento de gaza de algodón u otro material fibroso alrededor del tubo interno 62. De preferencia, las fibras o filamentos en el medio de almacenamiento de liquido 210 tienen un diámetro que varia de alrededor de 6 a alrededor de 15 mieras (v.gr., alrededor de 8 a alrededor de 12 mieras, o alrededor de 9 a alrededor de 11 mieras) . El medio de almacenamiento de liquido 210 puede ser un material sinterizado, poroso o espumado. También de preferencia, las fibras son dimensionadas para que no sean respirables y pueden tener una sección transversal que tiene una forma de Y, forma de cruz, forma de trébol o cualquiera otra forma adecuada. En la alternativa, la región de suministro de liquido 22 puede comprender un tanque lleno que carece de un medio de almacenamiento de liquido 210 y conteniendo solamente material liquido. En una forma de realización, el medio de almacenamiento de liquido 210 puede ser construido de un cerámico de alúmina.

Asimismo de preferencia, el material liquido tiene un punto de ebullición adecuado para uso en el cigarrillo electrónico 60. Si el punto de ebullición es demasiado alto, el calentador 14 no será capaz de vaporizar liquido en la mecha 28. Sin embargo, si el punto de ebullición es demasiado bajo, el liquido puede vaporizar incluso cuando el calentador 14 no está siendo activado .

De preferencia, el material liquido incluye un material que contiene tabaco que incluye compuestos de sabor de tabaco, volátiles, que son liberados del liquido al calentarse y pueden contener nicotina. El liquido puede también ser un material que contiene sabor de tabaco o un material que contiene nicotina que no tiene sabor. De manera alternativa o en adición, el liquido puede incluir un material no de tabaco, otros materiales de sabor, y puede estar libre de nicotina. Por ejemplo, el liquido puede incluir agua, solventes, etanol, extractos de plantas y sabores naturales o artificiales. De preferencia, el líquido incluye además un formador de aerosol. Ejemplos de formadores de aerosol adecuados son glicerina y propileno glicol.

En uso, el material líquido es transferido del suministro líquido 22 y/o el medio de almacenamiento de líquido 21 en proximidad del calentador 14 mediante acción capilar de la mecha 28. En una forma de realización, la mecha 28 tiene un primer extremo 29 y un segundo extremo 31 como se muestra en la figura 1. El primer extremo 29 y el segundo extremo 31 se extiende hacia lados opuestos del medio de almacenamiento de líquido 21 para contacto con el material líquido ahí contenido. También de preferencia, el calentador 14 rodea por lo menos parcialmente una porción central de la mecha 28 tal que cuando se activa el calentador, el líquido en la porción central de la mecha 28 es vaporizado por el calentador 14 para vaporizar el material líquido y formar un aerosol.

Una ventaja de esta forma de realización es que el material líquido en el suministro liquido 22 es protegido contra el oxigeno (debido a que el oxígeno no puede generalmente entrar a la porción de almacenamiento de líquido vía la mecha) y, en algunas formas de realización, contra la luz, de modo que el riesgo de degradación del material líquido sea reducido de manera significativa. De esta manera, pueden mantenerse niveles elevados de vida en estante y limpieza.

Como se muestra en las figuras 1-3, el inserto de extremo de boca 8 incluye por lo menos dos salidas divergentes 24 (v.gr., tres, cuatro, cinco o de preferencia seis a ocho salidas o más) . De preferencia, las salidas 24 del inserto de extremo de boca 8 están ubicadas en extremos de los pasajes fuera de eje 80 (mostrados en la figura 3) y están anguladas hacia afuera con relación a la dirección longitudinal del cigarrillo electrónico 10 (es decir, de manera divergente) . Como se usa en la presente, la expresión "fuera de eje" denota un ángulo con la dirección longitudinal del cigarrillo electrónico. También de preferencia, el inserto de extremo de boca (o guía de flujo) 8 incluye salidas distribuidas de manera uniforme alrededor del inserto de extremo de boca 8 de modo de distribuir aerosol de manera sustancialmente uniforme en la boca de un fumador durante uso. De esta manera, al pasar el aerosol a la boca de un fumador, el aerosol entra en la boca y se mueve en diferentes direcciones de modo de proveer una sensación plena en la boca en comparación con cigarrillos electrónicos que tienen un solo orificio en el eje, el cual dirige el aerosol a una sola ubicación en la boca de un fumador.

En adición, las salidas 24 y los pasajes fuera de eje 80 están dispuestos tal que gotitas de material liquido no formado en aerosol llevadas en el aerosol impacten las superficies interiores 81 del inserto de extremo de boca 8 y/o las superficies interiores de los pasajes fuera de eje tal que las gotitas sean retiradas o desintegradas. En la forma de realización preferida, las salidas del inserto de extremo de boca están ubicadas en los extremos de los pasajes fuera de eje y están anguladas a 5 a 60° respecto del eje longitudinal central del tubo externo 6 de modo de distribuir el aerosol de manera más completa a través la boca de un fumador durante el uso y para retirar las gotitas.

De preferencia, cada salida tiene un diámetro de alrededor de 0.015 a alrededor de 0.090 in (v.gr., alrededor de 0.020 a alrededor de 0.040 in o alrededor de 0.028 a alrededor de 0.038 in) . El tamaño de las salidas 8 y los pasajes fuera de eje 80, junto con el número de las salidas, pueden seleccionarse para ajusfar la resistencia a aspirar (RTD) del cigarrillo electrónico 60, si se desea.

Como se muestra en la figura 1, una superficie interior 81 del inserto de extremo de boca 8 puede comprender una superficie generalmente en forma de domo. De manera alternativa, como se muestra en la figura 3, la superficie interior 81' del inserto de extremo de boca 8 puede ser generalmente cilindrica o frusto-cónica, con una superficie de extremo aplanada. De preferencia, la superficie interior es sustancialmente uniforme sobre su superficie o simétrica alrededor del eje longitudinal del inserto de extremo de boca 8. Sin embargo, en otras formas de realización, la superficie interior puede ser irregular y/o tener otras formas.

De preferencia, el inserto de extremo de boca 8 es fijado dentro del tubo externo 6 de la primera sección 70. Más aun, el inserto de extremo de boca 8 puede ser formado de un polímero seleccionado del grupo que consiste en polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad, polipropileno, cloruro de polivinilo, poliéteretercetona (PEEK) , y sus combinaciones. El inserto de extremo de boca 8 puede ser de color, si se desea.

En una forma de realización preferida, el cigarrillo electrónico 60 es de alrededor del mismo tamaño que un cigarrillo convencional. En algunas formas de realización, el cigarrillo electrónico 60 puede ser de alrededor de 80 a alrededor de 110 mm de largo, de preferencia alrededor de 80 a alrededor de 100 mm de largo, y de alrededor de 7 a alrededor de 8 mm de diámetro. Por ejemplo, en una forma de realización, el cigarrillo electrónico es de alrededor de 84 mm de largo y tiene un diámetro de alrededor de 7.8 mm.

En una forma de realización, el cigarrillo electrónico 60 puede incluir un segmento de filtro (no mostrado) corriente arriba del calentador 14 y capaz de operar para restringir el flujo de aire a través del cigarrillo electrónico 60. La adición de un segmento de filtro puede también ayudar a ajusfar la resistencia a la aspiración.

El tubo externo 6 y/o el tubo interno 62 pueden ser formados de cualquier material o combinación de materiales adecuados. Ejemplos de materiales adecuados incluyen metales, aleaciones, plásticos o materiales compuestos que contienen uno o más de esos materiales, o termoplásticos que son adecuados para aplicaciones de alimentos o farmacéuticas, por ejemplo polipropileno, poliéteretercetona (PEE ) , cerámicos, y polietileno. De preferencia, el material es ligero y no quebradizo.

Como se muestra en la figura 4, el cigarrillo electrónico 60 puede también incluir un ensamblaje de manguito 87 colocado de manera removible y/o giratoria alrededor de una primera sección 70 del cigarrillo electrónico 60. Más aun, el ensamblaje de manguito 87 aisla por lo menos una porción de la primera sección 70 de modo de mantener la temperatura del aerosol antes de entrega al fumador. En la forma de realización preferida, el ensamblaje de manguito 87 es capaz de girar alrededor del cigarrillo electrónico 60 e incluye ranuras espaciadas 88 dispuestas transversalmente alrededor del ensamblaje de manguito tal que las ranuras 88 se alineen con las entradas de aire 44 en la primera sección 70 para permitir que pase aire hacia el cigarrillo electrónico 60 cuando un fumador da una fumada. Antes o durante de la acción de fumar, el fumador puede girar el ensamblaje de manguito 87 de modo de ajustar la resistencia a aspirar y/o la ventilación del cigarrillo electrónico 60.

De preferencia, el ensamblaje de manguito 87 es hecho de silicón u otro material deformable de modo de proveer una sensación suave en la boca al fumador. Más aun, el ensamblaje de manguito 87 puede impedir que el tubo externo 6 caliente la boca de un fumador si se genera demasiado calor. Sin embargo, el ensamblaje de manguito 87 puede ser formado en una o más piezas y puede ser formado de una variedad de materiales, incluyendo plásticos, metales y sus combinaciones. En una forma de realización preferida, el ensamblaje de manguito 87 es una sola pieza formada de silicón. El ensamblaje de manguito 87 puede ser retirado y re-utilizado con otros cigarrillos electrónicos o puede ser desechado junto con la primera sección 70. El ensamblaje de manguito 87 puede ser de cualquier color adecuado y/o puede incluir gráficos u otros índices.

Como se muestra en la figura 5, el cigarrillo electró-nico 60 puede también incluir una tira de aroma 89 ubicada en una superficie externa 91 de por lo menos una de las secciones primera 70 y segunda 72. De manera alternativa, la tira de aroma 89 puede estar ubicada en una porción del ensamblaje de manguito 87. De preferencia, la tira de aroma 89 está ubicada entre la batería del dispositivo y el calentador 14 tal que la tira de aroma 89 esté adyacente a la nariz de un fumador durante la acción de fumar. La tira de aroma 89 puede incluir un gel, una película o una solución incluyendo un material de fragancia o sabor que se libera antes y/o durante la acción de fumar. En una forma de realización, el sabor o el aroma del gel, fluido y/o solución pueden liberarse por medio de la acción de una fumada, la cual puede abrir una ventila sobre la tira de aroma cuando se coloca dentro de la primera sección 70 (no mostrada) . De manera alternativa, el calor generado por el calentador 14 puede ocasionar la liberación del aroma.

En una forma de realización, la tira de aroma 89 puede incluir extractos de sabor de tabaco. Tales extractos pueden ser obtenidos moliendo material de tabaco en pequeños pedazos y extrayendo con un solvente orgánico. El extracto puede entonces ser filtrado, secado (por ejemplo, con sulfato de sodio) y concentrado. De manera alternativa, los extractos pueden ser obtenidos usando técnicas conocidas en el campo de la química de sabores, tales como la técnica de destilación por extracción de sabor asistida por solvente (SAFE) (Engel y colaboradores, 1999), la cual permite la separación de la fracción volátil de la fracción no volátil. Adicionalmente, pueden usarse métodos de fraccionamiento de pH y cromatografía para separación y/o aislamiento adicionales de los compuestos específicos.

La tira de aroma 89 puede ser una tira polimérica o de papel a la cual puede aplicarse el extracto o material de sabor, por ejemplo usando un pincel o por impregnación. El material de sabor puede ser natural o artificial. De manera alternativa, el extracto o material de sabor puede ser encapsulado en un anillo de papel y/o tira y liberado manualmente por el fumador, por ejemplo apretando la tira de aroma durante la acción de fumar, de modo de liberar el aroma.

Como se muestra en las figuras 6 y 7, en una forma de realización alternativa, el cigarrillo electrónico de las figuras 1, 4, 9 y 12 puede incluir un inserto de extremo de boca 8 teniendo una pieza estacionaria 27 y una pieza capaz de girar 25. Las salidas 24, 24' están ubicadas en cada una de las piezas estacionaria 27 y capaz de girar 25. Las salidas 24, 24' se combinan, como se muestra,, para permitir que el aerosol entre en la boca de un fumador. Sin embargo, la pieza capaz de girar 25 puede ser girada dentro del inserto de extremo de boca 8 de modo de bloquear por lo menos parcialmente una o más de las salidas 24 en la pieza estacionaria del inserto de extremo de boca 8. Es decir, el consumidor puede ajusfar la cantidad de aerosol aspirado con cada fumada. Las salidas 24, 24' pueden ser formadas en el inserto de extremo de boca 8 tal que las salidas 24, 24' diverjan para proveer una sensación más plena en la boca durante la inhalación del aerosol.

Las enseñanzas anteriores proveen ejemplos de un cigarrillo electrónico 60. Detalles adicionales del cigarrillo electrónico pueden ser encontrados en la solicitud de patente provisional US, de la misma cesionaria, No. 13/756,127, presentada el 31 de enero de 2013, cuyo contenido completo se incorpora en la presente mediante referencia a la misma.

Sin desear quedar limitados por la teoría, se cree que la cantidad de voltaje aplicado al calentador de malla puede alterar la distribución de tamaños de partícula del aerosol.

Las enseñanzas de la presente son aplicables a puros electrónicos, y otros artículos para fumar. Las referencias a un "artículo electrónico para fumar" pretenden incluir puros electrónicos, cigarrillos electrónicos y similares.

Cuando se usa la palabra "alrededor" en esta descripción con relación a un valor numérico, se pretende que el valor numérico asociado incluya una tolerancia de ± 10 % alrededor del valor numérico expresado. Más aún, cuando se hace referencia a porcentajes en la descripción, se pretende que esos porcentajes sean con base en el peso, es decir porcentajes por peso.

Más aún, cuando se usan las palabras "generalmente" y "sustancialmente" con relación a formas geométricas, se pretende que no se requiera esa precisión de la forma geométrica sino laxitud para la forma dentro del ámbito de la divulgación. Cuando se usan con términos geométricos, las palabras "generalmente" y "sustancialmente" pretenden englobar no solamente características que satisfagan definiciones estrictas sino también características que se aproximen en buena medida a las definiciones estrictas.

Será ahora evidente que se ha descrito en esta descripción un cigarrillo electrónico nuevo, mejorado e inventivo, con suficiente particularidad tal como lo comprendería un técnico en la materia. Más aun, será evidente a los técnicos en la materia que existen numerosas modificaciones, variaciones, sustituciones y equivalentes para características del cigarrillo electrónico que no se apartan materialmente del espíritu y ámbito de la invención. En consecuencia, se pretende expresamente que todos dichos equivalentes, modificaciones, variaciones y sustituciones caigan dentro del espíritu y alcances de la invención, como se definen en las reivindicaciones anexas, sean materializados por las reivindicaciones anexas.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un cigarrillo electrónico que tiene un calentador que comprende un listón de material de malla eléctricamente resistivo enrollado alrededor de una mecha de filamentos, dicha mecha en comunicación con un suministro liquido que incluye material liquido, dicho calentador capaz de operar para vaporizar material liquido para producir un aerosol.

2. El cigarrillo electrónico de la reivindicación 1, donde el material de malla eléctricamente resistivo comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en acero inoxidable, cobre, aleaciones de cobre, materiales cerámicos revestidos con material resistivo de película, aleaciones de níquel y cromo, y sus combinaciones, y la malla conductora tiene una forma tubular y está en contacto con la mecha.

3. El cigarrillo electrónico de la reivindicación 1, donde el material de malla eléctricamente resistivo es de alrededor de 200 a alrededor de 600 de malla.

4. El cigarrillo electrónico de la reivindicación 1, donde el material de malla eléctricamente resistivo es de alrededor de 400 de malla.

5. El cigarrillo electrónico de la reivindicación 1, donde el material de malla eléctricamente resistivo es formado de alambre teniendo un diámetro de más de alrededor de 0.001 in.

6. El cigarrillo electrónico de la reivindicación 1, donde el material de malla eléctricamente resistivo es enrollado alrededor de la mecha alrededor de 1 a alrededor de 10 veces.

7. El cigarrillo electrónico de la reivindicación 1, donde el material de malla es alargado y aplanado es un estado no enrollado .

8. El cigarrillo electrónico de la reivindicación 1, donde el calentador tiene una longitud que varía de alrededor de 10 a alrededor de 15 mm y una anchura que varía de alrededor de 0.5 a alrededor de 2.0 mm.

9. Un método de mejorar la formación de aerosol en un cigarrillo electrónico, el método comprendiendo los pasos de: suministrar material líquido a una mecha de filamentos rodeada por lo menos parcialmente por un calentador formado de un material de malla; y calentar el material de malla para volatilizar material líquido contenido en la mecha y del aerosol.

10. Un método de mejorar la formación de aerosol en un cigarrillo electrónico, el método comprendiendo: establecer un listón de material de malla eléctricamente resistivo alrededor de una mecha de filamentos mientras se comunica dicha mecha con un suministro líquido.

11. Un artículo electrónico para fumar que tiene un calentador que comprende un listón de material de malla eléctricamente resistivo enrollado alrededor de una mecha de filamentos, dicha mecha en comunicación con un suministro líquido que incluye un material líquido, dicho calentador capaz de operar para vaporizar material liquido para producir un aerosol.

12. El articulo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el material de malla eléctricamente resistivo comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en acero inoxidable, cobre, aleaciones de cobre, materiales cerámicos revestidos con material revestido con película, aleaciones de níquel y cromo, y sus combinaciones, y la malla conductora tiene una forma tubular y está en contacto con la mecha.

13. El artículo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el material de malla eléctricamente resistivo es de alrededor de 200 a alrededor de 600 de malla.

14. El artículo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el material de malla eléctricamente resistivo es de alrededor de 400 de malla.

15. El artículo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el material de malla eléctricamente resistivo es formado con alambre teniendo un diámetro de más de alrededor de 0.001 in.

16. El artículo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el material de malla eléctricamente resistivo es enrollado alrededor de la mecha alrededor de 1 a alrededor de 10 veces .

17. El artículo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el material de malla es alargado y aplanado en un estado no enrollado.

18. El artículo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el calentador tiene una longitud que varía de alrededor de 10 a alrededor de 15 mm y una anchura que varía de alrededor de 0.5 a alrededor de 2.0 mm.

19. El artículo electrónico para fumar de la reivindicación 11, donde el material de malla tiene una resistencia eléctrica que varía de alrededor de 0.3 a alrededor de 10 Ohmios.

20. El artículo electrónico para fumar de la reivindi-cación 11, donde el listón de material de malla eléctricamente resistivo incluye una región de conexión conductora a través de una anchura del listón.