BR112013032558B1

BR112013032558B1 - aparelho para aquecer material fumável

Info

Publication number: BR112013032558B1
Application number: BR112013032558-5A
Authority: BR
Inventors: Petr Egoyants; Dmitry Volobuev; Pavel Fimin; Oleg Abramov; Leonid Chechurin; Luba Mitnik-Gankin
Original assignee: British American Tobacco (Investments) Limited
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2021-01-12
Also published as: EP2753202A1; CN103763953B; RU2595971C2; EP2753202B1; KR20140068807A; KR102196913B1; MY164560A; KR101953201B1; KR102060691B1; CA2839099C; US20140202476A1; AU2012306504B2; JP2014518096A; RU2013155701A; CN103763953A; KR20190022908A; US20240057669A1; KR20200143532A; AR088436A1; UA110646C2

Abstract

APARELHO. Um aparelho compreendendo um aquecedor configurado para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, em que o aquecedor é alongado e compreende uma pluralidade de regiões de aquecimento controláveis independentemente dispostas sequencialmente ao longo de um eixo longitudinal do aquecedor.

Description

APARELHO PARA AQUECER MATERIAL FUMÁVEL

Campo da Invenção

[0001] A invenção refere-se a aquecimento de material fumável.

Antecedentes da Invenção

[0002] Artigos de fumar, tais como cigarros e charutos, queimam tabaco durante o uso para criar fumaça de tabaco. Têm sido feitas tentativas para fornecer alternativas a estes artigos de fumar, criando-se produtos que liberam compostos sem criar fumaça de tabaco. Exemplos de tais produtos são os chamados produtos de aquecer-sem-queimar que liberam compostos por aquecimento do tabaco, mas sem queimá-lo.

Sumário da Invenção

[0003] De acordo com a invenção, é proporcionado um aparelho que compreende um aquecedor configurado para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, em que o aquecedor é alongado e compreende uma pluralidade de regiões de aquecimento controláveis independentemente dispostas sequencialmente ao longo de um eixo longitudinal do aquecedor.

[0004] Um comprimento de cada região de aquecimento pode ser menor do que o comprimento do aquecedor.

[0005] Cada região de aquecimento pode compreender um elemento de aquecimento que tem um comprimento longitudinal que é menor do que o comprimento do aquecedor.

[0006] As regiões de aquecimento podem estar dispostas em relação de extremidade-a-extremidade ao longo do eixo longitudinal do aquecedor.

[0007] O aquecedor pode compreender uma superfície longitudinal que se estende ao longo da pluralidade de regiões de aquecimento.

[0008] O aquecedor pode ser configurado para aquecer o material fumável localizado em torno de um lado de fora da superfície longitudinal do aquecedor.

[0009] Cada região de aquecimento pode compreender uma seção do aquecedor em forma de disco.

[0010] O aquecedor pode ser disposto ao longo de um eixo longitudinal do aparelho e material fumável pode ser localizado coaxialmente para fora de uma superfície longitudinal do aquecedor.

[0011] O material fumável pode compreender um corpo substancialmente tubular de material fumável.

[0012] O aquecedor pode ser configurado para aquecer o material fumável localizado no interior de uma superfície longitudinal do aquecedor.

[0013] Cada região de aquecimento pode compreender uma seção do aquecedor em forma de anel.

[0014] O aquecedor pode ser disposto ao longo de um eixo longitudinal do aparelho e o material fumável pode ser localizado coaxialmente para dentro de uma superfície longitudinal do aquecedor.

[0015] O aquecedor pode compreender uma superfície exterior em relevo configurada para aquecer material fumável.

[0016] O aquecedor pode estar na forma substancialmente cilíndrica.

[0017] Cada região de aquecimento pode compreender uma seção do aquecedor substancialmente cilíndrica.

[0018] O aquecedor pode ser configurado para aquecer o material fumável até uma temperatura na faixa de aproximadamente 100°C a 250°C, tal como a temperatura na faixa de aproximadamente 150°C a aproximadamente 250°C.

[0019] Cada região de aquecimento pode ser disposta de modo a aquecer uma seção diferente do material fumável.

[0020] O aparelho pode compreender um controlador configurado para ativar as regiões de aquecimento sequencialmente ao longo de um período de tempo.

[0021] O controlador pode ser configurado para ativar cada região de aquecimento em resposta a uma tragada.

[0022] O aquecedor pode ser um aquecedor substancialmente cerâmico que reage à energia elétrica para emitir energia térmica.

[0023] O aparelho pode ser configurado para aquecer o material fumável, sem combustão do material fumável.

[0024] De acordo com a invenção, é proporcionado um aquecedor configurado para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, em que o aquecedor compreende uma pluralidade de regiões de aquecimento controláveis independentemente dispostas sequencialmente ao longo de um eixo longitudinal do aquecedor.

[0025] De acordo com um aspecto da invenção, é proporcionado um aparelho configurado para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, compreendendo um aquecedor infravermelho.

[0026] O aquecedor infravermelho pode compreender um aquecedor infravermelho de halogêneo.

[0027] Para fins de exemplo apenas, concretizações da invenção são descritas abaixo com referência às figuras anexas em que:

Breve Descrição das Figuras

[0028] A Figura 1 é uma ilustração em perspectiva em corte parcial de um aparelho configurado para aquecer material fumável para liberar compostos aromáticos e/ou nicotina do material fumável;

[0029] A figura 2 é uma ilustração em perspectiva em corte parcial de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que o material fumável é disposto em torno de um aquecedor de cerâmica alongado dividido em seções de aquecimento radiais;

[0030] A figura 3 é uma ilustração explodida em corte parcial de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que o material fumável é disposto em torno de um aquecedor de cerâmica alongado dividido em seções de aquecimento radiais;

[0031] A figura 4 é uma ilustração em perspectiva em corte parcial de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que o material fumável é disposto em torno de um aquecedor de infravermelho alongado;

[0032] A figura 5 é uma ilustração explodida em corte parcial de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que o material fumável é disposto em torno de um aquecedor de infravermelho alongado;

[0033] A figura 6 é uma ilustração esquemática de parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que o material fumável é disposto em torno de uma pluralidade de seções de aquecimento longitudinais alongadas espaçadas em torno de um eixo longitudinal central;

[0034] A figura 7 é uma ilustração em perspectiva de uma parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que as regiões de material fumável são disposta entre pares de placas de aquecimento aprumadas;

[0035] A figura 8 é uma ilustração em perspectiva do aparelho mostrado na figura 7, em que um invólucro externo é adicionalmente ilustrado;

[0036] A figura 9 é uma vista explodida de parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que as regiões de material fumável são dispostas entre pares de placas de aquecimento aprumadas;

[0037] A figura 10 é um fluxograma que mostra um método de ativação de regiões de aquecimento e abertura e fechamento das válvulas da câmara de aquecimento durante a tragada;

[0038] A figura 11 é uma ilustração esquemática de um escoamento de gás através de um aparelho configurado para aquecer material fumável;

[0039] A figura 12 é uma ilustração gráfica de um padrão de aquecimento que pode ser usado para aquecer material fumável utilizando um aquecedor;

[0040] A figura 13 é uma ilustração esquemática de um compressor de material fumável configurado para comprimir material fumável durante o aquecimento;

[0041] A figura 14 é uma ilustração esquemática de um expansor de material fumável configurado para expandir material fumável durante a tragada;

[0042] A figura 15 é um fluxograma que mostra um método de compressão de material fumável durante o aquecimento e de expansão de material fumável para a tragada;

[0043] A figura 16 é uma ilustração esquemática em corte transversal de uma seção de isolamento a vácuo configurada para isolar o material fumável aquecido impedindo perda de calor;

[0044] A figura 17 é uma outra ilustração esquemática em corte transversal de uma seção de isolamento a vácuo configurada para isolar o material fumável aquecido impedindo perda de calor;

[0045] A figura 18 é uma ilustração esquemática em corte transversal de uma ponte térmica resistiva de calor que se segue um caminho indireto de uma parede de isolamento de temperatura mais elevada para uma da parede de isolamento de temperatura mais baixa;

[0046] A figura 19 é uma ilustração esquemática em corte transversal de uma proteção contra o calor e uma janela transparente ao calor que são móveis em relação a um corpo de material fumável para seletivamente permitir que a energia térmica seja transmitida até diferentes seções do material fumável através da janela; e

[0047] A figura 20 é a ilustração esquemática em corte transversal de parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, em que uma câmara de aquecimento é hermeticamente vedável por meio de válvulas de retenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[0048] Tal como aqui utilizado, o termo "material de fumável" inclui qualquer material que fornece componentes volatilizados por aquecimento e inclui qualquer material contendo tabaco e pode, por exemplo, incluem um ou mais de tabaco, derivados do tabaco, tabaco expandido, tabaco reconstituído ou substitutos de tabaco.

[0049] Um aparelho 1 para o aquecimento de material fumável compreende uma fonte de energia 2, um aquecedor 3 e uma câmara de aquecimento 4. A fonte de energia 2 pode compreender uma bateria, tal como uma bateria de Li-íon, bateria de Ni, bateria alcalina e/ou similares, e está eletricamente acoplada ao aquecedor 3 para fornecer energia elétrica ao aquecedor 3, quando necessário. A câmara de aquecimento 4 está configurada para receber o material fumável 5 de modo que o material fumável 5 pode ser aquecido na câmara de aquecimento 4. Por exemplo, a câmara de aquecimento 4 pode ser localizada adjacente ao aquecedor 3, de modo que a energia térmica do aquecedor 3 aquece 0 material fumável 5 nela para volatilizar compostos aromáticos e nicotina no material fumável 5 sem queimar o material fumável 5. Um bocal 6 é fornecido, por meio do qual um usuário do aparelho 1 pode inalar os compostos volatilizados durante a utilização do aparelho 1. O material fumável 5 pode compreender uma mistura (blend) de tabaco.

[0050] Como mostrado na figura 1, o aquecedor 3 pode compreender um aquecedor 3 alongado substancialmente cilíndrico e a câmara de aquecimento 4 está localizada em torno de uma superfície circunferencial longitudinal do aquecedor 3. A câmara de aquecimento 4 e, logo, o material fumável 5, compreende camadas coaxiais em torno do aquecedor 3. No entanto, como será evidente da discussão a seguir, outras formas e configurações do aquecedor 3 e da câmara de aquecimento 4 podem ser alternativamente utilizadas.

[0051] Um invólucro 7 pode conter componentes do aparelho 1, tal como a fonte de energia 2 e o aquecedor 3. Como mostrado na figura 1, o invólucro 7 pode compreender um tubo cilíndrico com a fonte de energia 2 localizada no sentido da sua primeira extremidade 8 e o aquecedor 3 e câmara de aquecimento 4 localizados no sentido da sua segunda extremidade 9 oposta. A fonte de energia 2 e o aquecedor 3 estendem-se ao longo do eixo longitudinal do invólucro 7. Por exemplo, como mostrado na figura 1, a fonte de energia 2 e o aquecedor 3 podem estar alinhados ao longo do eixo longitudinal central do invólucro 7 em um arranjo de ponta-a-ponta, de modo que uma face de extremidade da fonte de energia 2 está frente-a-frente com uma face de extremidade do aquecedor 3. O comprimento do invólucro 7 pode ser de aproximadamente 130mm, o comprimento da fonte de energia pode ser de aproximadamente 59mm, e o comprimento do aquecedor 3 e da região de aquecimento 4 pode ser de aproximadamente 50mm. O diâmetro do invólucro 7 pode estar entre aproximadamente 15mm e aproximadamente 18mm. Por exemplo, o diâmetro da primeira extremidade do invólucro 8 pode ser de 18mm, enquanto o diâmetro do bocal 6 na segunda extremidade do invólucro 9 pode ser de 15mm. O diâmetro do aquecedor 3 pode estar entre aproximadamente 2,0mm e aproximadamente 6,0mm. O diâmetro do aquecedor 3 pode, por exemplo, estar entre aproximadamente 4,0mm e aproximadamente 4,5mm ou entre aproximadamente 2,0mm e aproximadamente 3,0mm. Poderão ainda ser utilizados diâmetros de aquecedor fora destas faixas. A profundidade da câmara de aquecimento 4 pode ser de aproximadamente 5mm e a câmara de aquecimento 4 pode ter um diâmetro exterior de cerca de 10mm, na sua superfície voltada para fora. O diâmetro da fonte de energia de 2 pode estar entre aproximadamente 14,0mm e aproximadamente 15,0mm, tal como 14,6mm.

[0052] Isolamento térmico pode ser provido entre a fonte de energia 2 e o aquecedor 3 para evitar a transferência direta de calor a de um para outro. O bocal 6 pode ser localizado na segunda extremidade 9 do invólucro 7, adjacente à câmara de aquecimento 4 e o material fumável 5. O invólucro 7 é adequado para ser segurado por um usuário durante a utilização do aparelho 1, de modo que o usuário pode inalar compostos volatilizados do material fumável do bocal 6 do aparelho 1.

[0053] Fazendo referência às figuras 2 e 3, o aquecedor 3 pode compreender um aquecedor de cerâmica 3. A cerâmica do aquecedor 3 pode, por exemplo, compreender bases de cerâmica de alumina e/ou nitreto de silício, que são laminadas e sinterizadas. Alternativamente, referindo-se às figuras 4 e 5, o aquecedor 3 pode compreender um aquecedor 3 infravermelho (IR), tal como uma lâmpada de halogênio-IR 3. O aquecedor IR 3 pode ter uma massa baixa e, logo, seu uso pode ajudar a reduzir a massa total do aparelho 1. Por exemplo, a massa do aquecedor IR pode ser de 20% a 30% menor do que a massa de um aquecedor 3 de cerâmica tendo uma potência de aquecimento de saída equivalente. O aquecedor IR 3 também tem baixa inércia térmica e, portanto, é capaz de aquecer o material fumável 5 muito rapidamente em resposta a um estímulo de ativação. O aquecedor IR 3 pode ser configurado para emitir radiação eletromagnética IR entre aproximadamente 700nm e 4,5μm de comprimento de onda.

[0054] Tal como indicado acima e mostrado na figura 1, o aquecedor 3 pode ser localizado numa região central do invólucro 7 e a câmara de aquecimento 4 e material fumável 5 podem ser localizados em torno da superfície longitudinal do aquecedor 3. Neste arranjo, a energia térmica emitida pelo aquecedor 3 viaja numa direção radial para fora a partir da superfície longitudinal do aquecedor 3 para dentro da câmara de aquecimento 4 e material fumável 5.

[0055] O aquecedor 3 pode, opcionalmente, compreender uma pluralidade de regiões individuais de aquecimento 10. As regiões de aquecimento 10 podem ser operadas de forma independente uma da outra, de modo que as várias regiões 10 podem ser ativadas em tempos diferentes para aquecer o material fumável 5. As regiões de aquecimento 10 podem ser arranjadas no aquecedor 3 em qualquer arranjo geométrico. No entanto, nos exemplos mostrados nas figuras, as regiões de aquecimento 10 são geometricamente dispostas no aquecedor 3, de modo que as diferentes regiões de aquecimento 10 individuais estão arranjadas para predominantemente e independentemente aquecer diferentes regiões do material fumável 5.

[0056] Por exemplo, referindo-se à figura 2, o aquecedor 3 pode compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento 10 alinhadas axialmente. As regiões 10 podem compreender, cada uma, um elemento individual do aquecedor 3. As regiões de aquecimento 10 podem, por exemplo, ser todas alinhadas umas com as outras ao longo de um eixo longitudinal do aquecedor 3, proporcionando assim uma pluralidade de zonas de aquecimento independentes ao longo do comprimento do aquecedor 3. Cada região 10 de aquecimento pode compreender um cilindro de aquecimento 10, que tem um comprimento finito que é significativamente menor do que o comprimento do aquecedor 3 como um todo. A disposição e as características dos cilindros 10 são discutidas abaixo em termos de discos de aquecimento, em que cada disco tem uma profundidade que é equivalente ao comprimento do cilindro. Os discos de aquecimento 10 estão dispostos com as suas superfícies radiais de frente uma para a outra ao longo do comprimento do aquecedor 3. As superfícies radiais de cada disco 10 podem tocar as superfícies radiais de seus discos vizinhos 10. Alternativamente, uma camada isolante de calor ou refletora de calor pode estar presente entre as superfícies radiais dos discos 10, de modo que a energia térmica emitida por cada um dos discos 10 não aquece substancialmente os discos vizinhos 10 e em vez disso viaja predominantemente para fora a partir da superfície circunferencial do disco 10 para dentro da câmara de aquecimento 4 e material fumável 5. Cada disco 10 pode ter substancialmente as mesmas dimensões dos outros discos 10.

[0057] Desta forma, quando uma das regiões de aquecimento 10 em particular é ativada, ela fornece energia térmica para o material fumável 5 localizado radialmente em volta da região do aquecimento 10 sem aquecer substancialmente o resto do material fumável 5. Por exemplo, referindo-se à figura 2, a região aquecida de material fumável 5 pode compreender um anel de material fumável 5 localizado em torno do disco de aquecimento 10 que foi ativado. O material fumável 5 pode, portanto, ser aquecido em seções independentes, por exemplo em anéis, em que cada seção corresponde ao material fumável 5 localizado diretamente em torno de uma das regiões de aquecimento 10 em particular e tem uma massa e volume que é significativamente menor do que o corpo de material fumável 5 como um todo.

[0058] Adicionalmente ou alternativamente, referindo-se à figura 6, o aquecedor 3 pode compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento 10 alongadas que se estendem longitudinalmente, posicionadas em locais diferentes em torno do eixo longitudinal central do aquecedor 3. Embora mostrado como sendo de diferentes comprimentos na figura 6, as regiões de aquecimento prolongando-se longitudinalmente 10 podem ser substancialmente do mesmo comprimento, de modo que cada uma se estende substancialmente ao longo de todo o comprimento do aquecedor 3. Cada região de aquecimento 10 pode compreender, por exemplo, um elemento de aquecimento IR individual 10 tal como um filamento de aquecimento IR 10. Opcionalmente, um corpo de isolamento térmico ou material refletor de calor pode ser provido ao longo do eixo longitudinal central do aquecedor 3, de modo que a energia térmica emitida por cada uma das regiões de aquecimento 10 viaje predominantemente para fora do aquecedor 3 na câmara de aquecimento 4 e, assim, aqueça o material fumável 5. A distância entre o eixo longitudinal central do aquecedor 3 e cada uma das regiões de aquecimento 10 pode ser substancialmente igual. As regiões de aquecimento 10 podem, opcionalmente, estar contidas em um tubo ou outro invólucro substancialmente transparente ao infravermelho e/ou calor, formando uma superfície longitudinal do aquecedor 3. As regiões de aquecimento 10 podem estar fixas na posição em relação às outras regiões de aquecimento 10 no interior do tubo.

[0059] Desta forma, quando uma das regiões de aquecimento 10 em particular é ativada, ela fornece energia térmica para o material fumável 5 localizado adjacente à região de aquecimento 10 sem aquecer substancialmente o resto do material fumável 5. A seção aquecida de material fumável 5 pode compreender uma seção longitudinal de material fumável 5 que fica paralela e diretamente adjacente à região de aquecimento longitudinal 10. Assim, como no exemplo anterior, o material fumável 5 pode ser aquecido em seções independentes.

[0060] Como será descrito mais adiante, as regiões de aquecimento 10 podem ser, cada uma, individualmente e seletivamente ativadas.

[0061] O material fumável 5 pode estar compreendido num cartucho 11 que pode ser inserido na câmara de aquecimento 4. Por exemplo, como mostrado na figura 1, o cartucho 11 pode compreender um tubo de material fumável 11 que pode ser inserido em torno do aquecedor 3, de modo que a superfície interna do tubo de material fumável 11 fique voltada para a superfície longitudinal do aquecedor 3. O tubo de material fumável 11 pode ser oco. O diâmetro do centro oco do tubo 11 pode ser substancialmente igual, ou ligeiramente maior, ao diâmetro do aquecedor 3, de modo que o tubo 11 fique bem ajustado em torno do aquecedor 3. O comprimento do cartucho 11 pode ser aproximadamente igual ao comprimento do aquecedor 3, de modo que o aquecedor 3 possa aquecer o cartucho 11 ao longo de todo o seu comprimento.

[0062] O invólucro 7 do aparelho 1 pode compreender uma abertura através da qual o cartucho 11 pode ser inserido na câmara de aquecimento 4. A abertura pode, por exemplo, compreender uma abertura em forma de anel localizada na segunda extremidade 9 do invólucro, de modo que o cartucho 11 possa deslizar para dentro da abertura e ser empurrado diretamente para a câmara de aquecimento 4. A abertura é, de preferência, fechada durante a utilização do aparelho 1 para aquecer o material fumável 5. Alternativamente, uma seção do invólucro 7, na segunda extremidade 9 é removível do aparelho 1 de modo que o material fumável 5 possa ser inserido na câmara de aquecimento 4. Um exemplo disto é mostrado na figura 9. O aparelho 1 pode, opcionalmente, ser equipado com uma unidade de ejeção do material fumável operável pelo usuário, tal como um mecanismo interno configurado para deslizar o material fumável usado 5 para fora e/ou para longe do aquecedor 3. O material fumável usado 5 pode, por exemplo, ser empurrado para trás, através da abertura no invólucro 7. Um novo cartucho 11 pode ser inserido como requerido.

[0063] Em uma configuração alternativa do aquecedor 3, o aquecedor 3 compreende um aquecedor em forma de espiral 3. O aquecedor em forma de espiral 3 pode ser configurado para aparafusar para dentro do cartucho de material fumável 11, e pode compreender regiões de aquecimento 10 adjacentes axialmente alinhadas, de modo a operar substancialmente do mesmo modo que o descrito no caso do aquecedor 3 alongado linear descrito acima.

[0064] Em uma configuração alternativa do aquecedor 3 e da câmara de aquecimento 4, o aquecedor 3, compreende um tubo substancialmente alongado, que pode ser cilíndrico, e a câmara de aquecimento 4 está localizada no interior do tubo 3, em vez de em volta da parte de fora do aquecedor. O aquecedor 3 pode compreender uma pluralidade de seções de aquecimento alinhadas axialmente, que podem, cada uma, compreender um anel de aquecimento configurado para aquecer o material fumável 5 localizado radialmente para dentro a partir do anel. Desta maneira, o aquecedor 3 está configurado para aquecer independentemente seções separadas de material fumável 5 na câmara de aquecimento 4 de um modo semelhante ao aquecedor 3 descrito acima em relação à figura 2. O calor é aplicado radialmente para o interior no material fumável 5, em vez de radialmente para fora, como descrito anteriormente.

[0065] Alternativamente, referindo-se às figuras 7, 8 e 9, pode ser usada uma configuração geométrica diferente do aquecedor 3 e material fumável 5. Mais particularmente, o aquecedor 3 pode compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento 10, que se prolongam diretamente dentro de uma câmara de aquecimento alongada 4 que está dividida em seções pelas regiões de aquecimento 10. Durante a utilização, as regiões de aquecimento 10 estendem-se diretamente dentro de um cartucho alongado 11 de material fumável, ou outro corpo substancialmente sólido de material fumável 5. O material fumável 5 na câmara de aquecimento 4 está, assim, dividido em seções discretas separadas uma da outra pelas regiões de aquecimento 10 espaçadas entre si. O aquecedor 3, câmara de aquecimento 4 e material fumável 5 podem estender-se em conjunto ao longo de um eixo central longitudinal do invólucro 7. Como mostrado nas figuras 7 e 9, as regiões de aquecimento 10 podem, cada uma, compreender uma projeção 10, tal como uma placa de aquecimento aprumada 10, que se prolonga para dentro do corpo de material fumável 5. As projeções 10 são discutidas abaixo no contexto de placas de aquecimento 10. O plano principal das placas de aquecimento 10 pode ser substancialmente perpendicular ao eixo principal longitudinal do corpo de material fumável 5 e câmara de aquecimento 4 e/ou invólucro 7. As placas de aquecimento 10 podem estar paralelas uma em relação à outra, como mostrado nas figuras 7 e 9. Cada seção de material fumável 5 é delimitada por uma superfície de aquecimento principal de um par de placas de aquecimento 10 localizadas de cada lado da seção de material fumável, de modo que a ativação de uma ou de ambas as placas de aquecimento 10 vai fazer com que a energia térmica seja transferida diretamente para o material fumável 5. As superfícies de aquecimento podem possuir relevo para aumentar a área da superfície da placa de aquecimento 10 contra o material fumável 5. Opcionalmente, cada placa de aquecimento 10 pode compreender uma camada termicamente refletora, que divide a placa 10 em duas metades ao longo do seu plano principal. Cada metade de placa 10 pode, assim, constituir uma região de aquecimento separada 10 e pode ser ativada independentemente para aquecer apenas a seção de material fumável 5 que se encontra diretamente contra esta metade da placa 10, em vez do material fumável 5 de ambos os lados da placa 10. Placas adjacentes 10, ou partes de frente para as mesmas, podem ser ativadas para aquecer a seção de material fumável 5 que está localizada entre as placas adjacentes, a partir de lados substancialmente opostos da seção de material fumável 5.

[0066] O cartucho ou corpo de material fumável alongado 11 pode ser instalado entre, e removido de, a câmara de aquecimento 4 e as placas de aquecimento 10 por meio da remoção de uma seção do invólucro 7 na segunda extremidade 9 do invólucro, conforme descrito anteriormente. As regiões de aquecimento 10 podem ser individualmente e seletivamente ativadas para aquecer diferentes seções do material fumável 5, conforme necessário.

[0067] Desta forma, quando uma ou um par de regiões de aquecimento 10 em particular é ativada, ela fornece energia térmica para o material fumável 5 localizado diretamente adjacente à(s) região(ões) de aquecimento 10 sem aquecer substancialmente o resto do material fumável 5. A seção aquecida de material fumável 5 pode compreender uma seção radial de material fumável 5 localizada entre as regiões de aquecimento 10, como mostrado nas figuras 7 a 9.

[0068] O aparelho 1 pode compreender um controlador 12, tal como um microcontrolador 12, que é configurado para controlar o funcionamento do aparelho 1. O controlador 12 está ligado eletronicamente aos outros componentes do aparelho 1, tal como a fonte de energia 2 e o aquecedor 3, de modo que ela pode controlar sua operação através do envio e recepção de sinais. O controlador 12 é, em particular, configurado para controlar a ativação do aquecedor 3 para aquecer o material fumável 5. Por exemplo, o controlador 12 pode ser configurado para ativar o aquecedor 3, o que pode compreender a ativação seletiva de uma ou mais regiões de aquecimento 10, em resposta a um usuário com puxar no bocal 6 do aparelho 1. Neste sentido, o controlador 12 pode estar em comunicação com um sensor de tragada 13 através de um acoplamento de comunicação adequado. O sensor de tragada 13 está configurado para detectar a ocorrência de uma tragada no bocal 6 e, em resposta, está configurado para enviar um sinal ao controlador 12 indicativo da tragada. Um sinal eletrônico pode ser utilizado. O controlador 12 pode responder ao sinal do sensor de tragada 13, ativando o aquecedor 3 e aquecendo assim o material fumável 5. A utilização de um sensor de tragada 13 para ativar o aquecedor 3 não é, no entanto, essencial e outros meios para prover um estímulo que ative o aquecedor 3 podem ser utilizados alternativamente. Os compostos volatilizados liberados durante o aquecimento podem, assim, ser inalados pelo usuário através do bocal 6. O controlador 12 pode estar localizado em qualquer posição adequada no interior do invólucro 7. Um exemplo é a posição entre a fonte de energia 2 e o aquecedor 3/câmara de aquecimento 4, tal como ilustrado na figura 3.

[0069] Se o aquecedor 3 compreende duas ou mais regiões de aquecimento 10, como descrito acima, o controlador 12 pode ser configurado para ativar as regiões de aquecimento 10 numa ordem ou padrão pré-determinado. Por exemplo, o controlador 12 pode ser configurado para ativar as regiões de aquecimento 10 sequencialmente ao longo ou em torno da câmara de aquecimento 4. Cada ativação de uma região de aquecimento 10 pode ser em resposta à detecção de uma tragada pelo sensor de tragada 13, ou pode ser desencadeado de uma forma alternativa, tal como descrito mais abaixo.

[0070] Fazendo referência à figura 10, um método de aquecimento exemplar pode compreender um primeiro passo S1, em que é detectada uma primeira tragada seguido por um segundo passo S2 em que uma primeira seção de material fumável 5 é aquecida, em resposta à primeira tragada. Numa terceira etapa S3, as válvulas 24 de entrada e de saída hermeticamente seladas podem ser abertas para permitir que o ar seja arrastado através da câmara de aquecimento 4 e para fora do aparelho 1 através do bocal 6. Numa quarta etapa, as válvulas 24 são fechadas. Estas válvulas 24 são descritas em mais detalhe abaixo em relação à figura 20. Em quinta S5, sexta S6, sétima S7 e oitava S8 etapas, uma segunda seção de material fumável 5 pode ser aquecida, em resposta a uma segunda tragada, com uma correspondente abertura e fechamento das válvulas 24 de entrada e de saída da câmara de aquecimento. Em nona S9, décima S10, décima primeira S11 e décima segunda S12 etapas, uma terceira seção de material fumável 5 pode ser aquecida, em resposta a uma terceira tragada, com uma correspondente abertura e fechamento das válvulas 24 de entrada e de saída da câmara de aquecimento, e assim em diante. Meios que não sejam um sensor de tragada 13, podem ser usados alternativamente. Por exemplo, um usuário do aparelho 1 pode acionar uma chave de controle para indicar que ele/ela está tragando novamente. Desta forma, uma nova seção de material fumável 5 pode ser aquecida para volatilizar a nicotina e compostos aromáticos para cada nova tragada. O número de regiões de aquecimento 10 e/ou de seções de material fumável 5 aquecíveis de forma independente pode corresponder ao número de tragadas para o qual o cartucho 11 foi projetado para ser utilizado. Alternativamente, cada seção de material fumável 5 independentemente aquecível pode ser aquecida pela(s) sua(s) região(ões) correspondente(s) 10 para uma pluralidade de tragadas, tais como duas, três ou quatro tragadas, de modo que uma nova seção de material fumável 5 só é aquecida após uma pluralidade tragadas ter sido efetuada por meio de aquecimento da seção de material fumável anterior.

[0071] Em vez de ativar cada região 10 de aquecimento em resposta a uma tragada indivíduo, as regiões de aquecimento 10 podem, alternativamente, ser ativadas sequencialmente, uma após a outra, em resposta a uma única tragada inicial no bocal 6. Por exemplo, as regiões 10 de aquecimento podem ser ativadas em intervalos regulares pré-determinados, ao longo do período de inalação esperado para um determinado cartucho de material fumável 11. O período de inalação pode, por exemplo, situar-se entre aproximadamente um e aproximadamente quatro minutos. Portanto, pelo menos a quinta e a nona etapas S5, S9 mostradas na figura 10 são opcionais. Cada região de aquecimento 10 pode ser ativada por um período pré-determinado correspondente à duração da pluralidade ou da única tragada para que a seção de material fumável 5 independentemente aquecível correspondente deve ser aquecida. Uma vez que todas as regiões de aquecimento 10 tenham sido ativadas para um cartucho 11 em particular, o controlador 12 pode ser configurado para indicar ao usuário que o cartucho 11 deve ser trocado. O controlador 12 pode, por exemplo, ativar uma luz indicadora na superfície externa do invólucro 7.

[0072] Será apreciado que a ativação de regiões individuais de aquecimento 10 em sequência, em vez de ativar todo o aquecedor 3 significa que a energia necessária para aquecer o material fumável é reduzida 5 em relação ao que seria necessário se o aquecedor 3 fosse ativado completamente ao longo de todo o período de inalação um cartucho 11. Portanto, a saída de potência máxima requerida da fonte de energia 2 é também reduzida. Isto significa que uma fonte de energia 2 menor e mais leve pode ser instalada no aparelho 1.

[0073] O controlador 12 pode ser configurado para desativar o aquecedor 3, ou reduzir a energia fornecida ao aquecedor 3, no intervalo entre tragadas. Isto economiza energia e prolonga a vida útil da fonte de energia 2. Por exemplo, uma vez que o aparelho 1 seja ligado por um usuário ou em resposta a algum outro estímulo, tal como a detecção de um usuário colocando a sua boca contra o bocal 6, o controlador 12 pode ser configurado para fazer com que o aquecedor 3, ou próxima região de aquecimento 10 a ser usada para aquecer o material fumável 5, seja parcialmente ativado de modo a que se aqueça em preparação para volatilizar os componentes do material fumável 5. A ativação parcial não aquece o material fumável 5 até uma temperatura suficiente para volatilizar a nicotina. Uma temperatura apropriada pode ser inferior a 120°C, tal como 100°C ou abaixo. Um exemplo é uma temperatura entre 60°C e 100°C, tal como uma temperatura entre 80°C e 100°C. A temperatura pode ser inferior a 100°C. Em resposta à detecção de uma tragada pelo sensor de tragada 13, o controlador 12 pode, então, fazer com que o aquecedor 3 ou a região de aquecimento 10 em questão aqueça o material fumável 5 ainda mais, a fim de volatilizar rapidamente a nicotina e outros compostos aromáticos para inalação pela usuário. Se o material fumável compreende tabaco 5, uma temperatura adequada para volatilizar a nicotina e outros compostos aromáticos pode ser de 100°C ou superior, tal como 120°C ou acima. Um exemplo é uma temperatura entre 100°C e 250°C, tal como entre 100°C e 220°C, entre 100°C e 200°C, entre 150°C e 250°C ou entre 130°C e 180°C. A temperatura pode ser superior a 100°C. Um exemplo de temperatura de ativação completa é de 150°C, embora outros valores, tais como 250°C também sejam possíveis. Um supercapacitor pode, opcionalmente, ser utilizado para fornecer a corrente de pico utilizada para aquecer o material fumável 5 até a temperatura de volatilização. Um exemplo de um padrão de aquecimento adequado é mostrado na figura 12, em que os picos podem respectivamente representar a ativação completa de diferentes regiões de aquecimento 10. Como pode ser visto, o material fumável 5 é mantido à temperatura de volatilização pelo período aproximado de tragada que, neste exemplo, é de dois segundos.

[0074] Três exemplos de modos de funcionamento do aquecedor 3 são descritos abaixo.

[0075] Num primeiro modo de operação, durante a ativação completa de uma região de aquecimento 10 específica, todas as outras regiões de aquecimento 10 do aquecedor estão desativadas. Portanto, quando uma nova região de aquecimento 10 é ativada, a região de aquecimento anterior está desativada. A energia é fornecida apenas para a região ativada 10.

[0076] Alternativamente, num segundo modo de operação, durante a ativação completa de uma região específica de aquecimento 10, uma ou mais das outras regiões de aquecimento 10 pode ser parcialmente ativada. A ativação parcial de uma ou mais das outras regiões de aquecimento 10 pode compreender o aquecimento da(s) outra(s) região(ões) de aquecimento 10 até uma temperatura que é suficiente para evitar substancialmente a condensação dos componentes, tais como a nicotina volatilizada do material fumável 5 na câmara de aquecimento 4. A temperatura das zonas de aquecimento 10 que estão parcialmente ativadas é menor do que a temperatura da região de aquecimento 10 que está completamente ativada. O material fumável 10 localizado adjacente às regiões parcialmente ativadas 10 não é aquecido até uma temperatura suficiente para volatilizar os componentes do material fumável 5.

[0077] Alternativamente, num terceiro modo de funcionamento, uma vez que a região específica de aquecimento 10 seja ativada, mantém-se totalmente ativada até que o aquecedor 3 seja desligado. Assim, a energia fornecida ao aquecedor 3 aumenta gradualmente à medida que mais das regiões de aquecimento 10 são ativadas durante a inalação do cartucho 11. Tal como acontece com o segundo modo descrito anteriormente, a ativação contínua de regiões de aquecimento 10 impede substancialmente a condensação de componentes, tais como a nicotina volatilizada do material fumável 5 na câmara de aquecimento 4.

[0078] O aparelho 1 pode compreender um protetor térmico 3a, o qual está localizado entre o aquecedor 3 e a câmara de aquecimento 4/material fumável 5. O protetor térmico 3a é configurado para impedir substancialmente que a energia térmica flua através do protetor térmico 3a e, consequentemente, pode ser utilizada para impedir seletivamente que o material fumável 5 seja aquecido, mesmo quando o aquecedor é ativado 3 e emite energia térmica. Fazendo referência à figura 19, o protetor térmico 3a pode, por exemplo, compreender uma camada cilíndrica de material refletor de calor, que está localizado coaxialmente em torno do aquecedor 3. Alternativamente, se o aquecedor 3 está localizado em torno da câmara de aquecimento 4 e material fumável 5, como descrito anteriormente, o protetor térmico 3a pode compreender uma camada cilíndrica de material refletor de calor, que está localizado coaxialmente em torno da câmara de aquecimento 4 e coaxialmente dentro do aquecedor 3. O protetor térmico 3a pode, adicionalmente ou alternativamente, compreender uma camada de isolamento de calor configurada para isolar o aquecedor 3 do material fumável 5. O protetor térmico 3a compreende uma janela 3b substancialmente transparente ao calor, que permite que a energia térmica se propague através da janela 3b e para dentro da câmara de aquecimento 4 e material fumável 5. Assim, a seção de material fumável 5, que está alinhada com a janela 3b é aquecida, enquanto o restante do material fumável 5 não é. O protetor térmico 3a e a janela 3b podem ser rotativos, ou de outra forma móvel em relação ao material fumável 5 de modo que as diferentes seções de material fumável 5 podem ser seletiva e individualmente aquecidas girando ou movendo o protetor térmico 3a e a janela 3b. O efeito é semelhante ao efeito proporcionado pela ativação seletiva e individual das regiões de aquecimento 10 acima referidas. Por exemplo, o protetor térmico 3a e a janela 3b podem ser girados ou de outro modo movidos incrementalmente, em resposta a um sinal proveniente do detector de tragada 13. Adicionalmente ou alternativamente, o protetor térmico 3a e a janela 3b podem ser girados ou de outro modo movidos incrementalmente, em resposta a um tempo de aquecimento pré-determinado ter decorrido. O movimento ou rotação do protetor térmico 3a e da janela 3b podem ser controlados por sinais eletrônicos do controlador 12. A rotação ou outro movimento relativo do escudo térmico 3a/janela 3b e do material fumável 5 pode ser acionado por um motor de passo 3c, sob o controle do controlador 12. Isto está ilustrado na figura 19. Alternativamente, o protetor térmico 3a e a janela 3b podem ser girados manualmente, utilizando um controle de usuário como um atuador no invólucro 7. O protetor térmico 3a não precisa ser cilíndrico e pode compreender, opcionalmente, um ou mais elementos e/ou placas estendendo-se longitudinalmente e apropriadamente posicionados.

[0079] Será apreciado que um resultado similar pode ser obtido pela rotação ou movimento do material fumável 5 em relação ao aquecedor 3, protetor térmico 3a e janela 3b. Por exemplo, a câmara de aquecimento 4 pode ser rotativa em torno do aquecedor 3. Se este for o caso, a descrição acima relativa ao movimento do protetor térmico 3a pode ser aplicada por sua vez ao movimento da câmara de aquecimento 4 em relação ao protetor térmico 3a.

[0080] O protetor térmico 3a pode compreender um revestimento sobre a superfície longitudinal do aquecedor 3. Neste caso, uma área da superfície do aquecedor é deixada sem revestimento, para formar a janela 3b transparente ao calor. O aquecedor 3 pode ser rodado ou movido de outro modo, por exemplo, sob o controle do controlador 12 ou controles de usuário, para fazer com que diferentes seções do material fumável 5 sejam aquecidas. Alternativamente, o protetor térmico 3a e janela 3b podem compreender um protetor 3a separado que pode rodar ou de outra forma é móvel em relação a tanto o aquecedor 3 quanto o material fumável 5 sob o controle do controlador 12 ou outros controles de usuário.

[0081] Referindo-nos à figura 6, o aparelho 1 pode compreender entradas de ar 14, que permitem que o ar externo seja puxado para dentro do invólucro 7 e através do material fumável aquecido 5 durante as tragadas. As entradas de ar 14 podem compreender aberturas 14 no invólucro 7 e podem estar localizadas à montante do material fumável 5 e da câmara de aquecimento 4 na direção da a primeira extremidade 8 do invólucro 7. Isto é mostrado na figura 1.

[0082] Outro exemplo é mostrado na figura 11. O ar aspirado através das entradas 14 viaja através do material fumável aquecido 5 e aí é enriquecido com vapores de material fumável, tais como vapores de aroma, antes de ser inalado pelo usuário no bocal 6. Opcionalmente, como mostrado na figura 11, o aparelho 1 pode compreender um trocador de calor 15 configurado para aquecer o ar antes que ele atravesse o material fumável 5 e/ou para arrefecer o ar antes que ele seja puxado através do bocal 6. Por exemplo, o trocador de calor 15 pode ser configurado para usar o calor extraído o ar que entra no bocal 6 para aquecer o ar fresco, antes de atravessar o material fumável 5.

[0083] O aparelho 1 pode compreender um compressor de material fumável 16, configurado para fazer com que o material fumável 5 seja comprimido quando da ativação do compressor 16. O aparelho 1 pode também compreender um expansor 17de material fumável, configurado para fazer com que o material fumável 5 se expanda após ativação do expansor 17. O compressor 16 e expansor 17 podem, na prática, ser implementados como a mesma unidade, como será explicado adiante. O compressor 16 e expansor 17 de material fumável podem opcionalmente operar sob o controle do controlador 12. Neste caso, o controlador 12 é configurado para enviar um sinal, tal como um sinal elétrico, para o compressor 16 ou expansor 17, que faz o compressor 16 ou expansor 17 comprimir ou expandir o material fumável 5, respectivamente. Alternativamente, o compressor 16 e expansor 17 podem ser acionados por um usuário do aparelho 1 usando um controle manual sobre o invólucro 7 para comprimir ou expandir o material fumável 5, conforme necessário.

[0084] O compressor 16 está, principalmente, configurado para comprimir o material fumável 5 e, assim, aumentar a sua densidade, durante o aquecimento. A compressão do material fumável aumenta a condutividade térmica do corpo de material fumável 5 e, portanto, proporciona um aquecimento mais rápido e consequente volatilização rápida de nicotina e de outros compostos aromáticos. Isto é preferível porque permite que a nicotina e compostos aromáticos sejam inalados pelo usuário sem atraso considerável em resposta à detecção de uma tragada. Consequentemente, o controlador 12 pode ativar o compressor 16 para comprimir o material fumável 5 para aquecimento por período pré-determinado, por exemplo, um segundo, em resposta à detecção de uma tragada. O compressor 16 pode ser configurado para reduzir a compressão do material fumável 5, por exemplo, sob o controle do controlador 12, depois do período pré-determinado de aquecimento. Alternativamente, a compressão pode ser reduzido ou finalizada automaticamente em resposta a o material fumável 5 atingir um limite pré-determinado de temperatura. Um limite de temperatura adequado pode estar na faixa de aproximadamente 100°C a 250°C, tal como entre 100°C e 220°C, entre 150°C e 250°C, entre 100°C e 200°C ou entre 130°C e 180°C. O limite de temperatura pode ser superior a 100°C, tal como um valor acima de 120°C, e pode ser selecionável pelo usuário. Um sensor de temperatura pode ser utilizado para detectar a temperatura do material fumável 5.

[0085] O expansor 17 é configurado principalmente para expandir o material fumável 5 e, assim, diminuir a sua densidade durante a tragada. A disposição do material fumável 5 na câmara de aquecimento 4 se torna mais solta, quando o material fumável 5 foi expandido e isto ajuda o fluxo gasoso, por exemplo ar das entradas 14 através do material fumável 5. O ar é, assim, mais capaz de transportar a nicotina e aromáticos volatilizados para o bocal 6 para inalação. O controlador 12 pode ativar o expansor 17 para expandir o material fumável 5 imediatamente após o período de compressão acima referido, de modo que o ar possa ser puxado mais livremente através do material fumável 5. O acionamento do expansor 17 pode ser acompanhado por um som audível pelo usuário ou outra indicação para indicar ao usuário que o material fumável 5 foi aquecido e que pode começar a tragada.

[0086] Fazendo referência às figuras 13 e 14, o compressor 16 e o expansor 17 podem compreender uma haste de condução acionada por molas, que está configurada para comprimir o material fumável 5 na câmara de aquecimento 4, quando a mola é liberada da compressão. Isto é esquematicamente ilustrado nas figuras 13 e 14, embora possa ser apreciado que outras construções poderão ser utilizadas. Por exemplo, o compressor 16 pode compreender um anel que tem uma espessura aproximadamente igual à da câmara de aquecimento de forma tubular 4 descrita acima, que é acionado por uma mola ou outros meios na direção da câmara de aquecimento 4 para comprimir o material fumável 5. Alternativamente, o compressor 16 pode ser constituído como parte do aquecedor 3, de modo que o aquecedor 3 propriamente dito é configurado para comprimir e expandir o material fumável 5 sob o controle do controlador 12. Por exemplo, onde o aquecedor 3 compreende placas de aquecimento aprumadas 10 do tipo anteriormente descrito, as placas 10 podem ser, independentemente, móveis numa direção longitudinal do aquecedor 3 para expandir ou comprimir as seções de material fumável 5 que estão localizadas adjacentes a elas. Um método de compressão e expansão do material fumável 5 é mostrado na figura 15.

[0087] O isolamento térmico 18 pode ser provido entre o material fumável 5 e uma superfície externa 19 do invólucro 7 para reduzir a perda de calor a partir do aparelho 1 e, assim, melhorar a eficiência com a qual o material fumável 5 é aquecido. Por exemplo, referindo-se à figura 1, uma parede do invólucro 7 pode compreender uma camada de isolamento 18, que se estende em torno do lado de fora da câmara de aquecimento 4. A camada de isolamento 18 pode compreender um comprimento substancialmente tubular de isolamento 18 localizado coaxialmente em torno da câmara de aquecimento 4 e material fumável 5. Isto é mostrado na figura 1. Será apreciado que o isolamento 18 pode também ser compreendido como parte do cartucho de material fumável 11, em que o mesmo estaria localizado coaxialmente em torno da parte externa do material fumável 5.

[0088] Referindo-se à figura 16, o isolamento 18 pode compreender isolamento a vácuo 18. Por exemplo, o isolamento 18 pode compreender uma camada que é delimitada por um material de parede 19 tal como um material metálico. Uma região interna ou núcleo 20 do isolamento 18 pode compreender um material poroso de células abertas, por exemplo, compreendendo polímeros, aerogéis ou outro material adequado, o qual é evacuado até uma pressão baixa. A pressão na região interna 20 pode estar na faixa de 0,1 a 0,001mbar. A parede 19 de isolamento 18 é suficientemente forte para suportar a força exercida contra ela, devido ao diferencial de pressão entre o núcleo 20 e as superfícies externas da parede 19, impedindo, assim, que o isolamento 18 entre em colapso. A parede 19 pode, por exemplo, compreender uma parede de aço inoxidável 19 tendo uma espessura de aproximadamente 100μm. A condutividade térmica do isolamento 18 pode estar na faixa de 0,004 a 0,005 W/mK. O coeficiente de transferência de calor do isolamento 18 pode ser entre aproximadamente 1,10W/(m2K) e aproximadamente 1,40W/(m2K) numa faixa de temperaturas de entre 100°C e 250°C, tal como entre aproximadamente 150 graus Celsius e aproximadamente 250 graus Celsius. A condutividade gasosa do isolamento 18 é desprezível. Um revestimento refletor pode ser aplicado às superfícies internas do material de parede 19 para minimizar as perdas de calor devido a propagação de radiação através do isolamento 18. O revestimento pode, por exemplo, compreender uma camada refletora de IR de alumínio tendo uma espessura de entre aproximadamente 0,3μm e 1,0μm. O estado evacuado da região do núcleo interno 20 significa que o isolamento 18 funciona, mesmo quando a espessura da região do núcleo 20 é muito pequena. As propriedades de isolamento não são substancialmente afetadas pela sua espessura. Isto ajuda a reduzir o tamanho global do aparelho 1.

[0089] Como mostrado na figura 16, a parede 19 pode compreender uma seção voltada para dentro 21 e uma seção voltada para fora 22. A seção voltada para dentro 21 está substancialmente voltada para o material fumável 5 e a câmara de aquecimento 4. A seção voltada para fora 22 está substancialmente voltada para o exterior do invólucro 7. Durante o funcionamento do aparelho 1, a seção voltada para dentro 21 pode ficar mais quente, devido à energia térmica proveniente do aquecedor 3, enquanto a seção voltada para fora 22 está mais fria, devido ao efeito do isolamento 18. A seção voltada para dentro 21 e a seção voltada para fora 22 podem, por exemplo, compreender paredes 19 substancialmente paralelas que se estendem longitudinalmente que são pelo menos tão longas quanto o aquecedor 3. A superfície interna da seção de parede voltada para fora 22, isto é, a superfície voltada para a região do núcleo evacuado 20, pode compreender um revestimento para absorção de gás no núcleo 20. Um revestimento adequado é uma película de óxido de titânio.

[0090] Referindo-se à ilustração esquemática da figura 17, a ponte térmica 23 pode ligar a seção de parede voltada para dentro 21 até a seção de parede voltada para fora 22, nas extremidades do isolamento 18, a fim de envolver completamente e conter o núcleo de baixa pressão 20. A ponte térmica 23 pode compreender uma parede 19 formada do mesmo material que as seções voltadas para dentro e para fora 21, 22. Um material adequado é o aço inoxidável, tal como discutido anteriormente. A ponte térmica 23 tem uma condutividade térmica maior do que o núcleo de isolamento 20 e, portanto, pode indesejavelmente conduzir o calor para fora do aparelho 1 e, ao fazer isso, reduzir a eficiência com a qual o material fumável 5 é aquecido.

[0091] Para reduzir as perdas de calor devido à ponte térmica 23, a ponte térmica 23 pode ser estendida para aumentar a sua resistência ao fluxo de calor da seção voltada para dentro 21 para a seção voltada para fora 22. Isto é esquematicamente ilustrado na figura 18. Por exemplo, a ponte térmica 23 pode seguir um caminho indireto entre a seção voltada para dentro 21 da parede 19 e a seção voltada para fora 22 da parede 19. Isto pode ser facilitado proporcionando o isolamento 18 sobre uma distância longitudinal, que seja mais longa do que os comprimentos do aquecedor 3, da câmara de aquecimento 4 e do material fumável 5 de modo que a ponte térmica 23 possa estender-se gradualmente da seção voltada para dentro 21 para a seção voltada para fora 22 ao longo do caminho indireto, reduzindo assim a espessura do núcleo 20 a zero, em um local longitudinal no invólucro 7, onde o aquecedor 3, a câmara de aquecimento 4 e o material fumável 5 não estão presentes.

[0092] Fazendo referência à figura 20, como discutido anteriormente, a câmara de aquecimento 4 isolada pelo isolamento 18 pode compreender válvulas de entrada e de saída 24 que vedam hermeticamente a câmara de aquecimento 4 quando fechadas. As válvulas 24 podem, assim, impedir que o ar indesejavelmente entre e saia da câmara 4 e podem evitar que sabores do material fumável saiam da câmara 4. As válvulas de entrada e saída 24 podem, por exemplo, estar dispostas no isolamento 18. Por exemplo, entre tragadas, as válvulas 24 podem ser fechadas pelo controlador 12, de modo que todas as substâncias volatilizadas permanecem contidas no interior da câmara 4 no intervalo entre tragadas. A pressão parcial das substâncias volatilizadas entre tragadas atinge a pressão de vapor saturado e a quantidade de substâncias evaporadas, portanto, depende apenas da temperatura na câmara de aquecimento 4. Isto ajuda a assegurar que o fornecimento de nicotina e compostos aromáticos volatilizados permanece constante de tragada para tragada. Durante a tragada, o controlador 12 é configurado para abrir as válvulas 24 de modo que o ar pode fluir através da câmara 4 para transportar os componentes de material fumável volatilizado para o bocal 6. Uma membrana pode estar localizada nas válvulas 24 para assegurar que nenhum oxigênio entre na câmara 4. As válvulas 24 podem ser ativadas pela respiração, de modo que as válvulas 24 abrem em resposta à detecção de uma tragada no bocal 6. As válvulas 24 podem fechar em resposta a uma detecção de que uma tragada terminou. Alternativamente, as válvulas 24 podem fechar após o decurso de um período pré-determinado após a sua abertura. O período de tempo pré-determinado pode ser programado pelo controlador 12. Opcionalmente, um meio de abertura/fechamento adequado, mecânico ou outros, pode estar presente para que as válvulas 24 abram e fechem automaticamente. Por exemplo, o movimento gasoso causado pela tragada de um usuário no bocal 6 pode ser usado para abrir e fechar as válvulas 24. Portanto, o uso do controlador 12 não é necessariamente requerido para acionar as válvulas 24.

[0093] A massa de material fumável 5 que é aquecida pelo aquecedor 3, por exemplo, por cada região de aquecimento 10, pode estar na faixa de 0,2 a 1,0g. A temperatura à qual o material fumável 5 é aquecido pode ser controlável pelo usuário, por exemplo, até qualquer temperatura escolhida dentro da faixa de temperatura de 100°C a 250°C, tal como qualquer temperatura dentro da faixa de 150°C a 250°C e outras faixas de temperatura volatilizantes descritas anteriormente. A massa do aparelho 1 como um todo pode estar na faixa de 70 a 125g. Uma bateria 2, com uma capacidade de 1000 a 3000mAh e voltagem de 3,7V pode ser utilizada. As regiões de aquecimento 10 podem ser configuradas para individualmente e seletivamente aquecer entre aproximadamente 10 e 40 seções de material fumável 5 para um único cartucho 11.

[0094] Será apreciado que qualquer das alternativas descritas acima pode ser utilizada isoladamente ou em combinação. Por exemplo, como discutido acima, o aquecedor 3 pode estar localizado em torno do exterior do material fumável 5, em vez de o material fumável 5 estar localizado em torno do aquecedor 3. O aquecedor 3 pode, portanto, circunscrever o material fumável 5 para aplicar calor ao material fumável 5 numa direção substancialmente radial para o interior.

Claims

Aparelho (1) compreendendo:
um aquecedor alongado (3) configurado para aquecer material fumável (5) contido no aparelho (1) em uso para volatilizar pelo menos um componente do material fumável (5), compreendendo uma pluralidade de regiões de aquecimento controláveis independentemente (10) dispostas sequencialmente ao longo de um eixo longitudinal do aquecedor (3) para aquecer independentemente seções de material fumável (5);
caracterizado por:
uma câmara de aquecimento de material fumável (4) arranjada para receber removivelmente o material fumável (5), a câmara de aquecimento de material fumável (4) arranjada adjacente a uma superfície longitudinal do aquecedor (3) para que a energia térmica emitida pelas regiões de aquecimento (10) viaje em uma direção radial a partir da superfície longitudinal do aquecedor (3) na direção da câmara de aquecimento (4) para aquecer independentemente as seções de material fumável (5).
Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um comprimento de cada uma das regiões de aquecimento (10) é inferior a um comprimento do aquecedor (3).
Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada região de aquecimento (10) compreende um elemento de aquecimento longitudinal que tem um comprimento que é menor do que um comprimento do aquecedor (3).
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as regiões de aquecimento (10) estão dispostas numa relação de extremidade-a-extremidade ao longo do eixo longitudinal do aquecedor (3).
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) compreende uma superfície longitudinal que se estende ao longo da pluralidade de regiões de aquecimento (10).
Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) está configurado para aquecer o material fumável (5) localizado em torno de um lado de fora da superfície longitudinal do aquecedor (3).
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada região de aquecimento (10) compreende uma seção do aquecedor (3) em forma de disco.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) é disposto ao longo de um eixo longitudinal do aparelho (1) e o material fumável (5) está localizado coaxialmente para fora de uma superfície longitudinal do aquecedor (3).
Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o material fumável (5) compreende um corpo substancialmente tubular de material fumável.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) está configurado para aquecer o material fumável (5) localizado no interior de uma superfície longitudinal do aquecedor.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, ou 10, caracterizado pelo fato de que cada região de aquecimento (10) compreende uma seção do aquecedor (3) em forma de anel.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) é disposto ao longo de um eixo longitudinal do aparelho (1) e o material fumável (5) está localizado coaxialmente para dentro de uma superfície longitudinal do aquecedor.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) compreende uma superfície exterior em relevo configurada para aquecer o material fumável (5).
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) está substancialmente na forma cilíndrica.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 14, caracterizado pelo fato de que cada região de aquecimento (10) compreende uma seção do aquecedor (3) substancialmente cilíndrica.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) está configurado para aquecer o material fumável (5) até uma temperatura em uma faixa de aproximadamente 100°C a 250°C.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 16, caracterizado pelo fato de que cada região de aquecimento (10) é disposta de modo a aquecer uma seção diferente do material fumável (5).
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 17, caracterizado pelo fato de compreende um controlador configurado para ativar as regiões de aquecimento (10) sequencialmente ao longo de um período de tempo.
Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para ativar cada região de aquecimento (10) em resposta a uma tragada.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o aquecedor (3) é substancialmente um aquecedor de cerâmica que reage à energia elétrica para emitir energia térmica.
Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 20, caracterizado pelo fato de que o aparelho é configurado para aquecer o material fumável (5), sem combustão do material fumável.