PT3145343T - Substrato de formação de aerossol e sistema de entrega de aerossol - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
SUBSTRATO DE FORMAÇÃO DE AEROSSOL E SISTEMA DE ENTREGA DE
AEROSSOL A presente invenção refere-se a um substrato de formação de aerossol para utilização em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo. A invenção refere-se, também, a um sistema de entrega de aerossol. São conhecidos sistemas de entrega de aerossol da técnica anterior, os quais compreendem um substrato de formação de aerossol e um dispositivo de aquecimento indutivo. 0 dispositivo de aquecimento indutivo compreende uma fonte de indução, a qual produz um campo eletromagnético alternado que induz uma corrente de Foucault geradora de calor num material de susceptor. 0 material de susceptor está em proximidade térmica com o substrato de formação de aerossol. 0 material de susceptor aquecido, por sua vez, aquece o substrato de formação de aerossol, o qual compreende um material que é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Várias formas de realização para substratos de formação de aerossol têm sido descritas na técnica, os quais supostamente alcançam um aquecimento adequado do substrato de formação de aerossol. A partir da técnica anterior, por exemplo, a W095/27411 Al, é conhecido um substrato de formação de aerossol para utilização em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo. 0 substrato de formação de aerossol compreende um material sólido capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após o aquecimento do substrato de formação de aerossol e um primeiro material de susceptor para aquecimento do substrato de formação de aerossol. 0 primeiro material de susceptor está disposto em proximidade térmica do material sólido.
Seria, por conseguinte, desejável assegurar que substratos de formação de aerossol que combinem possam ser utilizados em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo especifico.
De acordo com um aspeto da invenção é fornecido um substrato de formação de aerossol para utilização em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo. 0 substrato de formação de aerossol compreende um material sólido capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após o aquecimento do substrato de formação de aerossol e, pelo menos, um primeiro material de susceptor para aquecimento do substrato de formação de aerossol. 0 primeiro material de susceptor está disposto em proximidade térmica do material sólido. 0 substrato de formação de aerossol compreende, ainda, pelo menos, um segundo material de susceptor tendo uma segunda temperatura Curie, a qual é mais baixa do a temperatura máxima de aquecimento predefinida do primeiro material de susceptor. A temperatura máxima de aquecimento predefinida do primeiro material de susceptor pode ser a sua primeira temperatura Curie. Quando o primeiro material de susceptor e aquecido e alcança a sua primeira temperatura Curie, as suas propriedades magnéticas mudam inversamente a partir da fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Esta mudança de fase pode ser detetada e o aquecimento indutivo pode parar. Devido à paragem do aquecimento, o primeiro material de susceptor arrefece novamente para uma temperatura em que as suas propriedades magnéticas mudam de uma fase paramagnética para uma fase ferromagnética. Esta mudança de fase pode ser detetada e o aquecimento indutivo pode começar novamente. Em alternativa, a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor pode corresponder a uma temperatura predefinida, a qual pode ser controlada
Eletronicamente. A primeira temperatura Curie do primeiro material de susceptor, neste caso, pode ser mais elevada do que a temperatura máxima de aquecimento.
Enquanto o primeiro material de susceptor proporciona um aquecimento adequado do substrato de formação de aerossol a fim do material sólido libertar compostos voláteis, que podem formar um aerossol, o segundo material de susceptor pode ser utilizado para a identificação de um substrato de formação de aerossol combinado. 0 segundo material de susceptor tem uma segunda temperatura Curie, a qual é mais baixa do que a temperatura máxima predefinida do primeiro material de susceptor. Durante o aquecimento do substrato de formação de aerossol, o segundo material de susceptor alcança a sua segunda temperatura Curie antes que o primeiro material de susceptor chegue à sua temperatura máxima de aquecimento. Quando o segundo material de susceptor alcança a sua segunda temperatura Curie, as suas propriedades magnéticas mudam inversamente a partir da fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Como consequência, as perdas de histerese do segundo material de susceptor desaparecem. Esta mudança nas propriedades magnéticas do segundo material de susceptor pode ser detetada através de um circuito eletrónico, o qual pode ser integrado no dispositivo de aquecimento indutivo. A deteção da mudança das propriedades magnéticas pode ser realizada através de, por exemplo, uma mudança medida quantitativamente da frequência de oscilação de um circuito de oscilação conectado com uma espiral de indução do dispositivo de aquecimento indutivo, ou, por exemplo, através da determinação quantitativa de uma mudança na frequência de oscilação ou da corrente de indução que ocorreu dentro de um intervalo de tempo especifico a partir da ativação do dispositivo de aquecimento indutivo. Se for detetada uma mudança quantitativa ou qualitativa esperada numa quantidade fisicamente observada, o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol pode continuar até o primeiro material de susceptor alcançar a sua temperatura máxima de aquecimento, a fim de produzir a quantidade desejada de aerossol. Se não ocorrer a mudança quantitativa ou qualitativa esperada numa quantidade fisicamente observada, o substrato de formação de aerossol pode ser identificado como não original e o aquecimento indutivo pode parar. O substrato de formação de aerossol, de acordo com a invenção, permite uma identificação de produtos não originais, o qual pode causar problemas quando utilizado em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo especifico. Assim, os efeitos adversos do dispositivo de aquecimento indevido podem ser evitados. Também, através da deteção de substratos de formação de aerossol não originais pode ser evitada a produção e distribuição de aerossóis não específicos a um consumidor. 0 substrato de formação de aerossol é, preferencialmente um material sólido capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol. 0 termo sólido como aqui utilizado engloba materiais sólidos, materiais semissólidos e mesmo componentes líquidos, os quais podem ser fornecidos num material transportador. Os compostos voláteis são libertados através de aquecimento do substrato de formação de aerossol. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender nicotina. A nicotina contida no substrato de formação de aerossol pode ser uma matriz de sal de nicotina. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender um material baseado em plantas. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender tabaco e, preferencialmente, o material contendo tabaco contém compostos voláteis de aroma de tabaco, que são libertados a partir do substrato de formação de aerossol após o aquecimento. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender material de tabaco homogeneizado. 0 tabaco homogeneizado pode ser formado por aglomeração de tabaco particulado. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender, em alternativa, um material sem tabaco. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender um material homogeneizado baseado em plantas. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender, pelo menos, um formador de aerossol. 0 formador de aerossol pode ser qualquer composto conhecido adequado ou mistura de compostos que, em uso, facilita a formação de um aerossol, denso e estável, e que é substancialmente resistente à degradação térmica à temperatura de funcionamento do dispositivo de aquecimento indutivo. Formadores de aerossóis adequados são conhecidos na técnica e incluem, mas não estão limitados a: álcoois poli-hídricos, tais como, trietileno-glicol, 1,3-butanodiol e glicerina; ésteres de álcoois poli-hídricos, tais como, mono-glicerol, di- ou triacetato; e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como, dodecanedioato de dimetilo e tetradecanedioato de dimetilo. Formadores de aerossol particularmente preferidos são os álcoois poli-hídricos, ou misturas destes, tais como, trietileno-glicol, 1,3-butanodiol e, mais preferido, glicerina. 0 substrato de formação de aerossol pode compreender outros aditivos e ingredientes, tais como, aromatizantes. 0 substrato de formação de aerossol compreende, preferencialmente, nicotina e, pelo menos, um formador de aerossol. Numa forma de realização particularmente preferida, o formador de aerossol é glicerina. Estando os materiais de susceptor em proximidade térmica do substrato de formação de aerossol permitem um aquecimento mais eficiente e, assim, podem ser alcançadas temperaturas de funcionamento mais elevadas. Uma temperatura de funcionamento mais elevada permite que seja utilizada glicerina como um formador de aerossol, a qual proporciona um aerossol melhorado, quando comparado com os formadores de aerossol utilizados nos sistemas conhecidos.
Em outra forma de realização da invenção, o substrato de formação de aerossol compreende, ainda, pelo menos, um terceiro material de susceptor tendo uma terceira temperatura Curie. A terceira temperatura Curie do terceiro material de susceptor e a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor são diferentes uma da outra e menores do que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor. Através do fornecimento do substrato de formação de aerossol com um segundo e um terceiro material de susceptor tendo uma primeira e uma segunda temperatura Curie, que são menores do que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor, pode ser obtida uma ainda mais apurada identificação do substrato de formação de aerossol. 0 dispositivo de aquecimento indutivo pode ser equipado com um correspondente circuito eletrónico, o qual é capaz de detetar duas mudanças quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas numa quantidade fisicamente observada. Se o circuito eletrónico deteta as duas mudanças quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas da quantidade fisicamente observada, o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol e, assim, a produção de aerossol pode ser continuada. Se não for detetada as duas mudanças quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas numa quantidade fisicamente observada, o substrato de formação de aerossol pode ser identificado como não original e o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol pode parar.
Numa forma de realização do substrato de formação de aerossol, o qual compreende um segundo e um terceiro material de susceptor, a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor pode ser, pelo menos, 20% menor do que a terceira temperatura Curie do terceiro material de susceptor. Esta diferença na temperatura Curie do segundo e do terceiro material de susceptor pode facilitar a deteção de mudanças nas propriedades magnéticas do segundo e do terceiro material de susceptor, respetivamente, quando alcançam as suas respetivas segunda e terceira temperaturas Curie.
Em outra forma de realização do substrato de formação de aerossol, a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor ascende de 15% a 40% da temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor. Sendo a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor mais baixa, o processo de identificação pode ser realizado num estágio inicial do aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol. Assim, pode ser poupada energia no caso de ser identificado um substrato de formação de aerossol não original.
Numa outra forma de realização do substrato de formação de aerossol, de acordo com a invenção, a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor pode ser selecionada de tal modo que, seja aquecida indutivamente a uma temperatura média total do substrato de formação de aerossol que não exceda 240°C. A temperatura média total do substrato de formação de aerossol é aqui definida como a média aritmética das medições da temperatura nas regiões centrais e nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol. Através da predefinição dum máximo para a temperatura média total, o substrato de formação de aerossol pode ser configurado para uma produção ótima de aerossol.
Em outra forma de realização do substrato de formação de aerossol, a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor é selecionada, de tal modo que, não exceda 370°C, a fim de evitar o sobreaquecimento local do substrato de formação de aerossol compreendendo o material sólido, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Será notado que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor não necessita de corresponder, necessariamente, com a sua primeira temperatura Curie. Se a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor pode ser controlada, por exemplo, eletronicamente, a primeira temperatura Curie do primeiro material de susceptor pode ser mais elevada do que a sua temperatura máxima de aquecimento. A função primária do segundo material de susceptor e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor é permitir uma identificação de substratos de formação de aerossol combinados. A deposição de calor principal é realizada pelo primeiro material de susceptor. Por conseguinte, numa forma de realização do substrato de formação de aerossol, o segundo e o terceiro material de susceptor podem ter, cada um, uma concentração em peso que é menor do que a concentração em peso do primeiro material de susceptor. Assim, a quantidade do primeiro material de susceptor dentro do material de formação de aerossol pode ser elevada o suficiente para assegurar um aquecimento adequado e uma produção de aerossol. 0 primeiro material de susceptor, o segundo material de susceptor e, opcionalmente, o terceiro material de susceptor, respetivamente, pode ter uma configuração particulada, ou de filamento, ou semelhante a malha. Configuração geométricas diferentes do primeiro, segundo e, opcionalmente, terceiro material de susceptor podem ser combinados uns com os outros, aumentando, assim, a flexibilidade em relação a uma disposição dos materiais de susceptor dentro do substrato de formação de aerossol, a fim de otimizar a deposição de calor e a função de identificação, respetivamente. Por terem configurações geométricas diferentes, o primeiro, o segundo e, opcionalmente, o terceiro material de susceptor podem ser personalizados para as suas tarefas especificas e podem ser dispostos dentro do substrato de formação de aerossol dum modo especifico para uma otimização da produção de aerossol e da função de identificação, respetivamente.
Em, ainda, outra forma de realização do substrato de formação de aerossol, o segundo e, opcionalmente, o terceiro material de susceptor podem ser dispostos nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol. Estando disposto nas regiões periféricas durante o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol, o campo de indução pode alcançar o segundo e, opcionalmente, o terceiro material de susceptor praticamente sem impedimentos, resultando, assim, numa resposta mais rápida do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor.
Em outra forma de realização, o substrato de formação de aerossol pode estar ligado a um bocal, o qual, opcionalmente, compreende um rolo de filtro. 0 substrato de formação de aerossol e o bocal formam uma entidade estrutural. Cada vez que é utilizado um novo substrato de formação de aerossol para a geração de aerossol, o utilizador é automaticamente fornecido com um novo bocal. Isso pode ser apreciado, em particular de um ponto de vista higiénico. Opcionalmente, o bocal pode ser fornecido com um rolo de filtro, o qual pode ser selecionado de acordo com uma composição especifica do substrato de formação de aerossol.
Em, ainda, outra forma de realização da invenção, o substrato de formação de aerossol pode ser de forma geral cilíndrica e pode estar contido por uma cobertura tubular, tal como, por exemplo, um invólucro. A cobertura tubular, tal como, por exemplo, um invólucro, pode ajudar a estabilizar a forma do substrato de formação de aerossol e impedir a dissociação acidental do material sólido, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, e do primeiro, do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor.
Um sistema de entrega de aerossol de acordo com a invenção compreende um dispositivo de aquecimento indutivo e um substrato de formação de aerossol, de acordo com qualquer uma das formas de realização descritas. Um tal sistema de entrega de aerossol permite uma identificação fiável do substrato de formação de aerossol. Produtos não originais, que podem provocar problemas quando utilizados em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo especifico, podem ser identificados e rejeitados pelo dispositivo de aquecimento indutivo. Assim, os efeitos adversos do dispositivo de aquecimento indutivo podem ser evitados. Também, através da deteção de substratos de formação de aerossol não originais pode ser evitada a produção e distribuição de aerossóis não específicos a um consumidor.
Numa forma de realização do sistema de entrega de aerossol, o dispositivo de aquecimento indutivo pode ser fornecido com um circuito de controlo eletrónico, o qual é adaptado para a deteção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor tendo alcançado as suas respetivas segunda e terceira temperatura Curie. Quando alcança a sua segunda e terceira temperatura Curie, as propriedades magnéticas do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor mudam inversamente a partir da fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Como consequência, as perdas de histerese do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor desaparecem. Esta mudança nas propriedades magnéticas do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor pode ser detetada através de um circuito eletrónico, o qual pode ser integrado no dispositivo de aquecimento indutivo. A deteção pode ser realizada através de, por exemplo, uma mudança medida quantitativamente da frequência de oscilação de um circuito de oscilação conectado com uma espiral de indução do dispositivo de aquecimento indutivo, ou, por exemplo, através da determinação qualitativa se uma mudança na frequência de oscilação ou da corrente de indução ocorreu dentro de um intervalo de tempo específico a partir da ativação do dispositivo de aquecimento indutivo. No caso de o substrato de formação de aerossol compreender um segundo e um terceiro material de susceptor, têm de ser detetadas as duas mudanças quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas numa quantidade fisicamente observada. Se for detetada uma mudança quantitativa ou qualitativa esperada numa quantidade fisicamente observada, o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol pode continuar a fim de produzir a quantidade desejada de aerossol. Se não for detetada a mudança quantitativa ou qualitativa esperada numa quantidade fisicamente observada, o substrato de formação de aerossol pode ser identificado como não original e o aquecimento indutivo pode parar.
Numa outra forma de realização do sistema de entrega de aerossol, o dispositivo de aquecimento indutivo pode ser fornecido com um indicador, o qual pode ser ativado para deteção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor tendo alcançado as suas respetivas segunda e terceira temperatura Curie. 0 indicador pode ser, por exemplo, um indicador acústico ou ótico. Numa forma de realização do sistema de entrega de aerossol, o indicador ótico é um LED, o qual pode ser proporcionado num alojamento do dispositivo de aquecimento indutivo. Assim, se for detetado um substrato de formação de aerossol não original, por exemplo, uma luz vermelha pode indicar o produto não original.
As formas de realização supramencionadas do substrato de formação de aerossol e do sistema de entrega de aerossol tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição detalhada seguinte, sendo feira referência aos desenhos esquemáticos que a acompanham, os quais não estão à escala, em que: A Fig. 1 mostra um sistema de entrega de aerossol compreendendo um dispositivo de aquecimento indutivo e um substrato de formação de aerossol inserido no dispositivo; A Fig. 2 mostra uma primeira forma de realização dum substrato de formação de aerossol compreendendo um primeiro material de susceptor de configuração particulada e um segundo material de susceptor de configuração particulada; A Fig. 3 mostra uma segunda forma de realização dum substrato de formação de aerossol compreendendo um primeiro material de susceptor de configuração particulada e um segundo material de susceptor de configuração particulada; A Fig. 4 mostra uma terceira forma de realização dum substrato de formação de aerossol compreendendo um primeiro material de susceptor de configuração em filamento e um segundo e um terceiro material de susceptor de configuração particulada; A Fig. 5 mostra uma outra forma de realização dum substrato de formação de aerossol compreendendo um primeiro material de susceptor de configuração em malha e um segundo material de susceptor de configuração particulada. 0 aquecimento indutivo é um fenómeno conhecido descrito pela Lei de indução de Faraday e pela Lei de Ohm. Mais especificamente, a Lei de indução de Faraday estabelece que se a indução magnética num condutor muda, é produzida uma mudança no campo elétrico do condutor. Uma vez que este campo elétrico é produzido num condutor, uma corrente, conhecida como corrente de Foucault, flui no condutor de acordo com a Lei de Ohm. A corrente de Foucault irá gerar calor proporcional à densidade da corrente e à resistividade do condutor. Um condutor que é capaz de ser aquecido indutivamente é conhecido como um material de susceptor. A presente invenção emprega um dispositivo de aquecimento indutivo equipado com uma fonte de calor indutiva, tal como, por exemplo, uma espiral de indução, a qual é capaz de gerar um campo eletromagnético alternado a partir duma fonte AC, tal como, um circuito LC. As correntes de Foucault geradoras de calor são produzidas no material de susceptor, o qual está em proximidade térmica com um material sólido, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após aquecimento do substrato de formação de aerossol e o qual está compreendido num substrato de formação de aerossol. 0 termo sólido como aqui utilizado engloba materiais sólidos, materiais semissólidos e mesmo componentes líquidos, os quais podem ser fornecidos num material transportador. Os mecanismos principais de transferência de calor a partir do material de susceptor para o material sólido são a condução, radiação e, possivelmente, a convecção.
Na Fig. 1 esquemática, uma forma de realização exemplar dum sistema de entrega de aerossol, de acordo com a invenção, é geralmente designada pelo número de referência 100. 0 sistema de entrega de aerossol 100 compreende um dispositivo de aquecimento indutivo 2 e um substrato de formação de aerossol 1 com ele associado. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode compreender um alojamento tubular alongado 20 tendo uma câmara de acumulador 21 para acomodar um acumulador 22 ou uma bateria e uma câmara de aquecimento 23. A câmara de aquecimento 23 pode ser fornecida como uma fonte de calor indutiva, a qual, como mostrado na forma de realização exemplar representada, pode ser constituída por uma espiral indutora 31, a qual é conectada eletricamente com um circuito eletrónico 32. O circuito eletrónico 32 pode, por exemplo, ser fornecido numa placa de circuito impresso 33, o qual delimita uma extensão axial da câmara de aquecimento 23. A corrente elétrica necessária para o aquecimento indutivo é fornecido pelo acumulador 22, ou pela bateria, a qual é acomodada na câmara do acumulador 21 e a qual é conectada eletricamente com o circuito eletrónico 32. A câmara de aquecimento 23 tem uma secção transversal interna, de modo que, o substrato de formação de aerossol 1 pode ser nela preso, de forma libertável, e pode ser facilmente removido e recolocado com outro substrato de formação de aerossol 1, quando desejado. O substrato de formação de aerossol 1 pode ser de forma geral cilíndrica e pode estar contido por uma cobertura tubular 15, tal como, por exemplo, um invólucro. A cobertura tubular 15, tal como, por exemplo, um invólucro, pode ajudar a estabilizar a forma do substrato de formação de aerossol 1 e impedir uma perda acidental dos conteúdos do substrato de formação de aerossol 1. Como mostrado na forma de realização exemplar do sistema de entrega de aerossol 100, de acordo com a Fig. 1, o substrato de formação de aerossol 1 pode ser ligado a um bocal 16, o qual, com o substrato de formação de aerossol ltendo sido inserido na câmara de aquecimento 23, pelo menos, parcialmente, é saliente a partir da câmara de aquecimento 23. O bocal 16 pode compreender um rolo de filtro 17, o qual pode ser selecionado de acordo com a composição do substrato de formação de aerossol 1. O substrato de formação de aerossol 1 e o bocal 16 podem ser montados para formar uma entidade estrutural. Cada vez que um substrato de formação de aerossol 1 novo é para ser utilizado em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo 2, é fornecido automaticamente ao utilizador um novo bocal 16, o que pode ser apreciado dum ponto de vista higiénico.
Como mostrado exemplarmente na Fig. 1, a espiral indutora 31 pode ser disposta numa região periférica da câmara de aquecimento 23, na vizinhança do alojamento 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2 As sinuosidades da espiral indutora 31 encerram um espaço livre da câmara de aquecimento 23, o qual é capaz de acomodar o substrato de formação de aerossol 1. O substrato de formação de aerossol 1 pode ser inserido neste espaço livre da câmara de aquecimento 23 a partir duma extremidade aberta do alojamento tubular 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2, até alcançar uma paragem, a qual pode ser fornecida dentro da câmara de aquecimento 23. A paragem pode ser constituída por, pelo menos, um ressalto saliente a partir duma parede interior do alojamento tubular 20, ou pode ser constituída por uma placa de circuito impresso 33, o qual delimita a câmara de aquecimento 23, como é mostrado na Fig. 1. 0 substrato de formação de aerossol 1 inserido pode ser preso, de forma libertável, dentro da câmara de aquecimento 23, por exemplo, através junta de selagem anular 26, a qual pode ser fornecida na vizinhança da extremidade aberta do alojamento tubular 20. O alojamento tubular 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode ser equipado com um indicador (não mostrado na Fig. 1), preferencialmente, um LED, o qual pode ser conectado pelo circuito elétrico 32 e o qual é capaz de indicar estados específicos do sistema de entrega de aerossol 100. O substrato de formação de aerossol 1 e o bocal 16 opcional e o rolo de filtro 17 opcional são permeáveis ao ar. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode compreender um número de respiradouros 24, os quais podem ser distribuídos ao longo do alojamento tubular 20. As passagens de ar 34, que podem ser fornecidas na placa de circuito impresso 33, permitem o fluxo de ar a partir dos respiradouros 24 para o substrato de formação de aerossol 1. Deverá ser notado, que em formas de realização alternativas do dispositivo de aquecimento indutivo 2, a placa de circuito impresso 33 pode ser omitida, de tal modo que, o ar a partir dos respiradouros 24 no alojamento tubular 20 podem alcançar, praticamente sem impedimento, o substrato de formação de aerossol 1. 0 dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode ser equipado com um sensor de fluxo de ar (não mostrado na Fig. 1) para ativação do circuito eletrónico 32 e da espiral indutora 31, quando ar a entrar é detetado. O sensor de fluxo de ar pode, por exemplo, ser fornecido na vizinhança de um dos respiradouros 24 ou uma das passagens de ar 34 da placa de circuito impresso 33. Assim, um utilizador pode chupar no bocal 16, a fim de iniciar o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol 1 após o aquecimento dum aerossol, o qual é libertado através do material sólido compreendido no substrato de formação de aerossol 1, podendo ser inalado conjuntamente com o ar que é chupado através do substrato de formação de aerossol 1. A Fig. 2 mostra esquematicamente uma primeira forma de realização dum substrato de formação de aerossol, o qual é geralmente designado pelo número de referência 1. O substrato de formação de aerossol 1 pode compreender uma cobertura 15 geralmente tubular, tal como, por exemplo, um invólucro. A cobertura tubular 15 pode ser feita dum material que não impeça notoriamente um campo eletromagnético de alcançar os conteúdos do substrato de formação de aerossol 1. Por exemplo, a cobertura tubular 15 pode ser um invólucro de papel. O papel tem uma elevada permeabilidade magnética e, num campo eletromagnético alternado, não é aquecido por correntes de Foucault. 0 substrato de formação de aerossol 1 compreende um material sólido 10, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após o aquecimento do substrato de formação de aerossol 1 e, pelo menos, um primeiro material de susceptor 11 para aquecimento do substrato de formação de aerossol 1, o qual é disposto em proximidade térmica com o material sólido 10. O termo sólido como aqui utilizado engloba materiais sólidos, materiais semissólidos e mesmo componentes líquidos, os quais podem ser fornecidos num material transportador. 0 substrato de formação de aerossol 1 compreende, adicionalmente, pelo menos, um segundo material de susceptor 12 tendo uma segunda temperatura Curie. A segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor 12 é menor do que uma temperatura máxima de aquecimento predefinida do primeiro material de susceptor 11. A temperatura máxima de aquecimento predefinida do primeiro material de susceptor 11 pode ser a sua primeira temperatura Curie. Quando o primeiro material de susceptor 11 é aquecido e alcança a sua primeira temperatura Curie, as suas propriedades magnéticas mudam a partir da fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Esta mudança de fase pode ser detetada e o aquecimento indutivo ser parado. Devido ao aquecimento descontínuo, o primeiro material de susceptor 11 arrefece novamente para uma temperatura em que as suas propriedades magnéticas mudam de uma fase paramagnética para uma fase ferromagnética. Esta mudança de fase pode ser, também, detetada e o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol 1 pode ser novamente ativado. Em alternativa, a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor 11 pode corresponder a uma temperatura predefinida, a qual pode ser controlada eletronicamente. A primeira temperatura Curie do primeiro material de susceptor 11, neste caso, pode ser mais elevada do que a temperatura máxima de aquecimento predefinida. 0 primeiro material de susceptor 11 pode ser otimizado em relação à perda de calor e, assim, à eficiência do aquecimento. Assim, o primeiro material de susceptor 11 deve ter uma baixa relutância magnética e uma correspondente permeabilidade relativa elevada para otimizar as correntes de Foucault de superfície geradas através dum campo eletromagnético alternado duma dada resistência. 0 primeiro material de susceptor 11 deve, também, ter uma relativamente baixa resistência elétrica, a fim, de aumentar a dissipação de calor Joule e assim, a perda de calor.
Enquanto o primeiro material de susceptor 11 proporciona um aquecimento adequado do substrato de formação de aerossol 1 a fim do material sólido libertar compostos voláteis, que podem formar um aerossol, o segundo material de susceptor 12 pode ser utilizado para a identificação de um substrato de formação de aerossol 1 combinado. Um substrato de formação de aerossol combinado, tal como aqui utilizado, e um substrato de formação de aerossol 1 de composição claramente definida, a qual foi otimizada para utilização em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo específico. Assim, as concentrações em peso do material sólido 10 e, pelo menos, o primeiro e o segundo material de susceptor 11, 12, as suas formulações e configurações específicas, a sua disposição dentro do substrato de formação de aerossol 1, bem como, a resposta do primeiro material de susceptor 11 a um campo de indução e a produção de aerossol, como um resultado do aquecimento do material sólido 10, foram personalizados em relação a um dispositivo de aquecimento indutivo especifico. 0 segundo material de susceptor 12 tem uma segunda temperatura Curie, a qual é mais baixa do que a temperatura máxima de aquecimento predefinida do primeiro material de susceptor 11. Durante o aquecimento do substrato de formação de aerossol 1, o segundo material de susceptor 12 alcança a sua segunda temperatura Curie antes que o primeiro material de susceptor chegue à sua temperatura máxima de aquecimento. Quando o segundo material de susceptor 12 alcança a sua segunda temperatura Curie, as suas propriedades magnéticas mudam inversamente a partir da fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Como consequência, as perdas de histerese do segundo material de susceptor 12 desaparecem. Esta mudança nas propriedades magnéticas do segundo material de susceptor 12 pode ser detetada através de um circuito eletrónico, o qual pode ser integrado no dispositivo de aquecimento indutivo. A deteção da mudança das propriedades magnéticas pode ser realizada através de, por exemplo, uma mudança medida quantitativamente da frequência de oscilação de um circuito de oscilação conectado com uma espiral de indução do dispositivo de aquecimento indutivo, ou, por exemplo, através da determinação qualitativa de uma mudança na frequência de oscilação ou da corrente de indução que ocorreu dentro de um intervalo de tempo especifico a partir da ativação do dispositivo de aquecimento indutivo. Se for detetada uma mudança quantitativa ou qualitativa esperada numa quantidade fisicamente observada, o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol pode continuar até o primeiro material de susceptor 11 alcançar a sua temperatura máxima de aquecimento, a fim de produzir a quantidade desejada de aerossol. Se não ocorrer a mudança quantitativa ou qualitativa esperada numa quantidade fisicamente observada, o substrato de formação de aerossol 1 pode ser identificado como não original e o seu aquecimento indutivo pode parar. Devido ao segundo material de susceptor 12 usualmente não contribuir para o aquecimento do substrato de formação de aerossol 1, a sua concentração em peso pode ser menor do que a concentração em peso do primeiro material de susceptor 11. A temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor 11 pode ser selecionada de tal modo que, seja aquecida indutivamente a uma temperatura média total do substrato de formação de aerossol 1 que não exceda 240°C. A temperatura média total do substrato de formação de aerossol 1 é aqui definida como a média aritmética das medições da temperatura nas regiões centrais e nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol. Em outra forma de realização do substrato de formação de aerossol 1, a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor 11 é selecionada, de tal modo que, não exceda 370°C, a fim de evitar o sobreaquecimento local do substrato de formação de aerossol 1 compreendendo o material sólido 10, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol. A composição básica supramencionada do substrato de formação de aerossol 1, da forma de realização exemplar da Fig. 2, é comum a todas as formas de realização adicionais do substrato de formação de aerossol 1 que serão descritas daqui em diante. A partir da Fig. 2, poderá ser reconhecido que o substrato de formação de aerossol 1 compreende o primeiro e o segundo material de susceptor 11, 12 podendo, ambos, ser de configuração particulada. O primeiro e o segundo material de susceptor 11, 12, ambos, podem, preferencialmente, ter, novamente, um diâmetro esférico equivalente de 10 pm - 100 pm. O diâmetro esférico equivalente é utilizado em combinação com partículas de forma irregular e é definido como o diâmetro duma esfera de volume equivalente. Nos tamanhos selecionados, o primeiro e o segundo material de susceptor particulado 11, 12 podem ser distribuídos por todo o substrato de formação de aerossol 1, conforme necessário, e podem ser retidos firmemente dentro do substrato de formação de aerossol 1. Como mostrado na Fig. 2, o primeiro material de susceptor 11 pode ser distribuído através do material sólido 10 mais ou menos homogeneamente. O segundo material de susceptor 12 pode ser disposto, preferencialmente, nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol 1. A segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor 12 pode ascender de 15% a 40% da temperatura de aquecimento máxima do primeiro material de susceptor 11. Sendo a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor 12 mais baixa, o processo de identificação pode ser realizado num estágio inicial do aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol 1. Assim, pode ser poupada energia no caso de ser identificado um substrato de formação de aerossol 1 não original. A Fig. 3 mostra uma outra forma de realização dum substrato de formação de aerossol, o qual é geralmente designado pelo número de referência 1. 0 substrato de formação de aerossol 1 pode ser de forma geral cilíndrica e pode estar contido por uma cobertura tubular 15, tal como, por exemplo, um invólucro. 0 substrato de formação de aerossol 1 compreende material sólido 10, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após o aquecimento do substrato de formação de aerossol 1 e, pelo menos, um primeiro e um segundo material de susceptor 11, 12. O primeiro e o segundo material de susceptor 11, 12 podem, ambos, ser, novamente, de configuração particulada. A forma de realização da invenção do substrato de formação de aerossoll, mostrado na Fig. 3, compreende, ainda, pelo menos, um terceiro material de susceptor 13 tendo uma terceira temperatura Curie. A terceira temperatura Curie do terceiro material de susceptor 13 e a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor 12 são diferentes uma da outra e menores do que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor 11. Através do fornecimento do substrato de formação de aerossol com um segundo e um terceiro material de susceptor 12, 13 tendo uma primeira e uma segunda temperatura Curie, que são menores do que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor 11, pode ser obtida uma ainda mais apurada identificação do substrato de formação de aerossol. 0 dispositivo de aquecimento indutivo pode ser equipado com um correspondente circuito eletrónico, o qual é capaz de detetar duas mudanças quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas numa quantidade fisicamente observada. Se o circuito eletrónico deteta as duas mudanças quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas da quantidade fisicamente observada, o aquecimento indutivo do substrato de formação de aerossol 1 e, assim, a produção de aerossol pode ser continuada. Se não for detetada as duas mudanças quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas numa quantidade fisicamente observada, o substrato de formação de aerossol 1 pode ser identificado como não original e o seu aquecimento indutivo pode parar. Numa variante da forma de realização mostrada do substrato de formação de aerossoll, a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor 12 pode ser, pelo menos, 20% menor do que a terceira temperatura Curie do terceiro material de susceptor 13. Esta diferença na temperatura Curie do segundo e do terceiro material de susceptor 12, 13 pode facilitar a deteção de mudanças nas propriedades magnéticas do segundo e do terceiro material de susceptor 12, 13, respetivamente, quando alcançam as suas respetivas segunda e terceira temperaturas Curie. Como mostrado na Fig. 3, o primeiro material de susceptor 11 pode ser distribuído através do material sólido 10 mais ou menos homogeneamente. O segundo e o terceiro material de susceptor 12, 13 podem ser dispostos, preferencialmente, nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol 1.
Na Fig. 4 é mostrada, ainda, outra forma de realização dum substrato de formação de aerossol, o qual é geralmente designado pelo número de referência 1. 0 substrato de formação de aerossol 1 pode ser de forma geral cilíndrica e pode estar contido por uma cobertura tubular 15, tal como, por exemplo, um invólucro. 0 substrato de formação de aerossol 1 compreende material sólido 10, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após o aquecimento do substrato de formação de aerossol 1 e, pelo menos, um primeiro, um segundo e um terceiro material de susceptor 11, 12, 13. O primeiro material de susceptor 11 pode ser de configuração em filamento. O primeiro material de susceptor de configuração em filamento pode ter comprimentos e diâmetros diferentes e pode ser distribuído através de todo o material sólido. Como é mostrado, exemplarmente, na Fig. 4, o primeiro material de susceptor 11 de configuração em filamento pode ter uma forma semelhante a um fio e pode estender-se axialmente através duma extensão longitudinal do substrato de formação de aerossol 1. O segundo e o terceiro material de susceptor 12, 13 podem ser de configuração particulada. Podem estar dispostos, preferencialmente, nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol 1. Se for necessário, o segundo e o terceiro material de susceptor 12, 13 podem ser distribuídos através do material sólido, com picos locais de concentração.
Na Fig. 5 é mostrada, ainda, outra forma de realização dum substrato de formação de aerossol, o qual é, novamente, geralmente designado pelo número de referência 1. 0 substrato de formação de aerossol 1 pode ser, novamente, de forma geral cilíndrica e pode estar contido por uma cobertura tubular 15, tal como, por exemplo, um invólucro. O substrato de formação de aerossol compreende material sólido 10, o qual é capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após o aquecimento do substrato de formação de aerossol 1 e, pelo menos, um primeiro e um segundo material de susceptor 11, 12. O primeiro material de susceptor 11 pode ser de configuração similar a uma malha, a qual pode ser disposta dentro do substrato de formação de aerossol 1 ou, em alternativa, pode, pelo menos, parcialmente, formar uma cobertura para o material sólido 10. O termo "configuração semelhante a uma malha" incluem camadas, tendo descontinuidades através delas. Por exemplo, a camada pode ser uma tela, uma malha, uma grade ou uma folha perfurada. 0 segundo material de susceptor 12 pode ser de configuração particulada e pode ser disposto, preferencialmente, nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol.
Nas formas de realização descritas do substrato de formação de aerossol 1, o segundo e, opcionalmente, o terceiro material de susceptor 12, 13 foram descritos como sendo de configuração particulada. Pode ser notado que podem ser também de configuração em filamento. Em alternativa, pelo menos, o segundo e o terceiro material de susceptor 12, 13 podem ser de configuração particulada, embora, por outro lado, possam ser de configuração em filamento. O primeiro material de susceptor de configuração em filamento pode ter comprimentos e diâmetros diferentes. O material de susceptor de configuração particulada pode ter, preferencialmente, um diâmetro esférico equivalente de 10 μπι - 100 μπι.
Como foi mencionado antes, o dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode ser fornecido com um indicador, o qual pode ser ativado para deteção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor 12, 13 tendo alcançado as suas respetivas segunda e terceira temperatura Curie. O indicador pode ser, por exemplo, um indicador acústico ou ótico. Numa forma de realização do sistema de entrega de aerossol, o indicador ótico é um LED, o qual pode ser proporcionado num alojamento 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2. Assim, se for detetado um substrato de formação de aerossol não original, por exemplo, uma luz vermelha pode indicar o produto não original.
Embora tenham sido descritas formas de realização diferentes da invenção com referência aos desenhos que as acompanham, a invenção não está limitada a essas formas de realização. Várias mudanças e modificações são concebíveis sem se afastarem da técnica geral da presente invenção. Por isso, o âmbito da invenção é definido pelas reivindicações anexas.
Claims (15)
- REIVINDICAÇÕES1. Substrato de formação de aerossol para utilização em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo, o substrato de formação de aerossol (1) compreendendo um material sólido (10) capaz de libertar compostos voláteis que podem formar um aerossol, após o aquecimento do substrato de formação de aerossol (1), e, pelo menos, um primeiro material de susceptor (11) para o aquecimento do substrato de formação de aerossol (1), o primeiro material de susceptor (11) estando disposto em proximidade térmica do material sólido (10), caracterizado por o substrato de formação de aerossol (1) compreender, ainda, pelo menos, um segundo material de susceptor (12) tendo uma segunda temperatura Curie, a qual é mais baixa do que a temperatura máxima de aquecimento predefinida do primeiro material de susceptor (11).
- 2. Substrato de formação de aerossol de acordo com a reivindicação 1, compreendendo, ainda, pelo menos, um terceiro material de susceptor (13) tendo uma terceira temperatura Curie, sendo a terceira temperatura Curie do terceiro material de susceptor (13) e a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor (12) diferentes uma da outra e menores do que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor (11) -
- 3. Substrato de formação de aerossol de acordo com a reivindicação 2, em que a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor (12) é, pelo menos, 20°C menor do que a terceira temperatura Curie do terceiro material de susceptor (13) .
- 4. Substrato de formação de aerossol de acordo com a reivindicação 2 ou 3, em que a segunda temperatura Curie do segundo material de susceptor (12) ascende de 15% a 40% da temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor (11).
- 5. Substrato de formação de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor (11) é selecionada, de tal modo que, após ser aquecido indutivamente, a temperatura média total do substrato de formação de aerossol (1) não exceda 240°C.
- 6. Substrato de formação de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a temperatura máxima de aquecimento do primeiro material de susceptor (11) não excede 370°C.
- 7. Substrato de formação de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o segundo e, opcionalmente, o terceiro material de susceptor (12, 13) podem ter, cada um, uma concentração em peso que é menor do que a concentração em peso do primeiro material de susceptor (11).
- 8. Substrato de formação de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que, pelo menos, o primeiro material de susceptor (11), o segundo e, opcionalmente, o terceiro (12, 13) têm uma configuração particulada, ou em filamento ou similar a uma malha.
- 9. Substrato de formação de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que, o segundo e, opcionalmente, o terceiro material de susceptor (12, 13) são dispostos nas regiões periféricas do substrato de formação de aerossol (1).
- 10. Substrato de formação de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o substrato de formação de aerossol (1) é ligado a um bocal (16), o qual compreende, opcionalmente, um rolo de filtro (17).
- 11. Substrato de formação de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o substrato de formação de aerossol (1) é contido por uma cobertura tubular (15), preferencialmente, um invólucro.
- 12. Sistema de entrega de aerossol compreendendo um dispositivo de aquecimento indutivo (2) e um substrato de formação de aerossol (1) , de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.
- 13. Sistema de entrega de aerossol de acordo com a reivindicação 12, em que o dispositivo de aquecimento indutivo (2) é fornecido com um circuito de controlo eletrónico (32) , o qual é adaptado para a deteção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor (12, 13) tendo alcançado as suas segunda e terceira temperatura Curie.
- 14. Sistema de entrega de aerossol de acordo com a reivindicação 13, em que o dispositivo de aquecimento indutivo (2) é fornecido com um indicador, o qual é ativado após a deteção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material de susceptor (12, 13) tendo alcançado as suas segunda e terceira temperatura Curie.
- 15. Sistema de entrega de aerossol de acordo com a reivindicação 14, em que o indicador é um indicador ótico, preferencialmente, um LED, o qual é fornecido num alojamento (20) do dispositivo de aquecimento indutivo (2) .
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