BR112020003506B1 - Cartucho para um sistema gerador de aerossol - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um cartucho (100) para um sistema gerador de aerossol, o cartucho compreendendo: uma carcaça (105) com uma abertura de extremidade de boca (110) e uma entrada de ar (150); um compartimento de armazenamento (135) dentro da carcaça e configurado para conter um substrato formador de aerossol líquido (131); uma passagem de fluxo de ar (140) que se estende da entrada de ar até a abertura de extremidade de boca; um elemento gerador de aerossol permeável a fluido (121) dentro da carcaça e com uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a segunda superfície estando em comunicação fluida com o compartimento de armazenamento; e uma vedação removível (310) com uma porção de vedação (320) e uma porção de aba (330) em conexão com a porção de vedação, a porção de vedação posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido e a porção de aba se estendem para fora da carcaça através da entrada de ar. um sistema gerador de aerossol que compreende um cartucho, conforme qualquer uma das reivindicações anteriores, e um corpo de controle (200) conectado ao cartucho, o corpo de controle configurado para controlar um fornecimento de energia elétrica para o elemento gerador de aerossol permeável a fluido.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um cartucho para um sistema gerador de aerossol que é configurado para aquecer um substrato formador de aerossol líquido para gerar um aerossol. Em particular, a invenção refere-se a sistemas geradores de aerossol portáteis, tais como sistemas para fumar operados eletricamente.

[002] Em muitos sistemas geradores de aerossol portáteis, um aquecedor elétrico é usado para vaporizar um substrato formador de aerossol líquido para gerar um aerossol. O substrato líquido é geralmente contido em um cartucho substituível, tendo uma extremidade de boca através da qual o usuário traga o aerossol gerado e uma extremidade de conexão oposta à extremidade de boca. Em um exemplo, o aquecedor elétrico é uma malha permeável a fluido fornecida na extremidade de conexão para conectar a uma unidade de controle que contém circuitos de controle e uma fonte de alimentação. O líquido é mantido em um compartimento de armazenamento entre o elemento aquecedor e a extremidade de boca do cartucho. Tal cartucho substituível permite que os usuários substituam o substrato líquido consumido sem descartar outras partes do sistema, como a fonte de alimentação e permite a conexão simples do aquecedor com a fonte de alimentação. Em uso, no entanto, devido à orientação do aquecedor e do compartimento de armazenamento, o substrato líquido pode vazar através do elemento aquecedor sob a influência da gravidade.

[003] Para reduzir o vazamento, um cartucho foi desenvolvido de modo que compreende um compartimento de armazenamento dividido em uma porção superior para armazenar um volume líquido e uma porção menor inferior contendo um material capilar. As porções superior e inferior são conectadas para permitir que o líquido passe da porção superior para a porção inferior com o elemento aquecedor posicionado entre as duas porções e em contato com o material capilar. Isso permite que o substrato líquido seja distribuído para baixo, com o auxílio da gravidade, da porção superior ao material capilar, antes de ser extraído para o elemento aquecedor por um movimento capilar ascendente. Esse projeto do cartucho garante de que o material capilar seja saturado com substrato líquido, ainda assim, mitiga a questão do vazamento durante o uso.

[004] No entanto, devido ao seu projeto complexo, um cartucho da técnica anterior é difícil de produzir em massa de forma econômica por meio de técnicas convencionais, tal como moldagem por injeção. Além disso, seria desejável adicionalmente evitar o vazamento do líquido do cartucho durante transporte e armazenamento.

[005] Em um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um cartucho para um sistema gerador de aerossol, o cartucho compreendendo: uma carcaça com uma abertura de extremidade de boca e uma entrada de ar; um compartimento de armazenamento dentro da carcaça e configurado para conter um substrato formador de aerossol líquido; uma passagem de fluxo de ar que se estende da entrada de ar à abertura de extremidade de boca; um elemento gerador de aerossol permeável a fluido dentro da carcaça, com uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a segunda superfície estando em comunicação fluida com o compartimento de armazenamento; e uma vedação removível tendo uma porção de vedação e uma porção de aba em conexão com a porção de vedação, a porção de vedação posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol e a porção de aba se estendendo para fora da carcaça através da entrada de ar.

[006] O elemento gerador de aerossol pode ser um elemento aquecedor. O elemento gerador de aerossol pode ser um aquecedor de malha. O aquecedor de malha pode permitir que o substrato formador de aerossol líquido armazenado no compartimento de armazenamento passe através de interstícios no aquecedor de malha a partir de sua segunda superfície para sua primeira superfície. Alternativamente, o elemento gerador de aerossol pode ser um elemento de vibração.

[007] A vedação removível é posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol durante o transporte e o armazenamento do cartucho. O armazenamento neste documento pode ser referido como armazenamento a longo prazo, por exemplo, armazenamento em armazéns e locais de venda e armazenamento antes do primeiro uso. A porção de vedação serve para cortar a comunicação fluida entre o elemento gerador de aerossol e a passagem de fluxo de ar. Isso pode ser conseguido mediante vedação da primeira superfície diretamente, ou vedação de uma seção para fora da carcaça adjacente à primeira referida superfície, por exemplo, paredes interiores da carcaça. Ao vedar a comunicação fluida entre a primeira superfície e a passagem de fluxo de ar, o vazamento e a evaporação do substrato formador de aerossol líquido podem ser eliminados ou pelo menos reduzidos durante o transporte e armazenamento.

[008] A porção de aba forma uma parte da vedação removível que é acessível por um usuário. Isto é, quando a porção de vedação da vedação removível for posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície, a porção de aba estenderá além da superfície exterior da carcaça.

[009] Extrair a porção de vedação através da entrada de ar, permite que uma vedação removível mais curta seja usada.

[0010] Opcionalmente, quando posicionado na passagem de fluxo de ar, a porção de vedação forma uma vedação hermética na passagem de fluxo de ar. Por exemplo, a porção de vedação pode se estender através da passagem de fluxo de ar para dar forma ao bloqueio hermético, a fim impedir o fluxo de ar na passagem de fluxo de ar. Isso impede que a poeira e a sujeira sejam coletadas dentro da passagem de fluxo de ar. Opcionalmente, a porção de vedação se estende da abertura de extremidade de boca até a entrada de ar. Opcionalmente, a porção de vedação é configurada para corresponder a dimensão da passagem de fluxo de ar de modo a bloquear completamente a passagem de fluxo de ar.

[0011] Opcionalmente, a remoção da porção de vedação da primeira superfície mediante aplicação de uma força de tração na porção de aba, coloca a primeira superfície em comunicação fluida com a passagem de fluxo de ar. Antes do primeiro uso, um usuário pode puxar a porção de aba da vedação removível do cartucho de modo a extrair a vedação removível da passagem de fluxo de ar. A remoção da vedação removível estabelece uma comunicação fluida entre o elemento gerador de aerossol e a passagem de fluxo de ar. Isso permite que o aerossol gerado seja inalado pelo usuário através da abertura de extremidade de boca. A superfície da porção de aba pode ter reentrâncias e/ou saliências para melhorar o controle de um usuário na porção de aba. Vantajosamente, a área de superfície da porção de aba é suficientemente grande para ser facilmente controlada pelos dedos do usuário.

[0012] Opcionalmente, a vedação removível é reutilizável. Uma porção de vedação removida pode ser reinserida na passagem de fluxo de ar para ser posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol. Isso permite que o cartucho seja vedado novamente para armazenamento e transporte adicionais subsequentes ao primeiro uso.

[0013] Opcionalmente, a vedação removível compreende um meio de retenção para reter a vedação removível sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol até que a força de tração referida seja aplicada na porção de aba. Os meios de retenção podem ser quaisquer meios de retenção conhecidos pelo versado na técnica, por exemplo, os meios de retenção podem ser um meio de retenção mecânica, como uma trava de mola ou um fecho que se encaixa na primeira superfície e/ou a carcaça, ou pode ser alcançado por uma técnica de ligação, tais como vedação colada, vedação por aquecimento ou vedação por indução de calor.

[0014] Opcionalmente, a porção de aba se estende para fora a partir da carcaça através da abertura de extremidade de boca. Isso permite que a abertura de extremidade de boca seja fechada pela porção de aba e pode servir como um lembrete para que o usuário remova a vedação removível antes da operação.

[0015] Opcionalmente, um mecanismo de segurança é fornecido para evitar que o elemento gerador de aerossol opere antes que a porção de vedação seja removida da passagem de fluxo de ar. Tal mecanismo de segurança pode ser qualquer mecanismo conhecido pelo versado na técnica, por exemplo, mecanismos de segurança, como vedações de conector removíveis e intertravamentos que são formados integralmente com a porção de vedação, ou podem ser sensores eletrônicos mais complicados, como sensores de fluxo de ar ou interruptores ativados por pressão em comunicação com a passagem de fluxo de ar. O mecanismo de segurança serve para evitar a operação não intencional do aquecedor, enquanto a porção de vedação está posicionada sobre o elemento aquecedor.

[0016] Opcionalmente, a vedação removível pode ser produzida a partir de elastômero termoplástico (TPE), Estireno Etileno Butileno Estireno (SEBS), polietersulfona (PESU), borracha, silicone ou qualquer material adequado conhecido pelo versado na técnica. A porção de aba e a porção de vedação podem ser moldadas ou extrudadas a partir de um único pedaço de material ou podem ser fabricadas a partir de diferentes materiais para diferentes propósitos. Por exemplo, a porção de vedação pode ser feita de um material mais elástico do que a porção de aba para conseguir uma vedação melhor, enquanto a porção de aba pode ser fabricada a partir de um material mais resiliente do que o material elástico, de modo a suportar a força de tração aplicada pelo usuário durante a remoção da vedação removível.

[0017] Opcionalmente, a porção de aba é flexível e está configurada para flexionar na entrada de ar para se conformar com um perfil externo da carcaça. Alternativamente, a porção de aba pode ser conectada de forma articulada à porção de vedação na entrada de ar de modo que a porção de aba se conforme com um perfil exterior da carcaça. Mais especificamente, a porção de aba pode ser disposta para dobrar na entrada de ar durante o armazenamento e transporte, de modo que se estenda ao longo do eixo longitudinal da carcaça. Em outras palavras, a porção de aba pode ser guardada antes do uso. Como tal, a porção de aba causa a saliência mínima e o cartucho pode ser embalado em uma embalagem mais compactada. Para remover a vedação removível, o usuário pode endireitar a porção de aba de modo que não esteja paralela à carcaça, antes de aplicar uma força de tração lateral para remover a vedação removível da carcaça.

[0018] Opcionalmente, a porção de vedação é organizada para fornecer uma vedação hermética entre o elemento gerador de aerossol e a passagem de fluxo de ar. O fornecimento de vedação hermética impede a evaporação e/ou perda de substrato líquido do compartimento de armazenamento para a atmosfera através da passagem de fluxo de ar, bem como inibir o ingresso de umidade no compartimento de armazenamento que poderia afetar a qualidade e a estabilidade do substrato líquido.

[0019] Opcionalmente, o compartimento de armazenamento compreende um primeiro compartimento e um segundo compartimento conectado um ao outro por um conector de modo que o líquido no primeiro compartimento possa passar para o segundo compartimento através de uma passagem de líquido do referido conector; e em que a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido está voltada para o primeiro compartimento e a segunda superfície está voltada para o segundo compartimento, com a segunda superfície em comunicação fluida com o segundo compartimento, de modo que o substrato formador de aerossol líquido no primeiro compartimento possa alcançar o elemento gerador de aerossol permeável a fluido apenas através do segundo compartimento.

[0020] O conector conecta de forma vedada dois compartimentos discretos e fornece uma ou mais passagens de líquido entre os mesmos. Mais especificamente, o conector é separado do primeiro compartimento e do segundo compartimento. O conector pode ser conectado ao primeiro compartimento e/ou ao segundo compartimento por um ajuste por interferência, que deforma de forma resiliente para fornecer uma vedação na conexão. Isso permite que partes individuais sejam produzidas em massa de forma barata por uma extrusão ou um processamento de moldagem, antes de serem montadas para formar um projeto de cartucho mais complexo. Por exemplo, isso permite que o elemento gerador de aerossol seja moldado com o segundo compartimento, antes de ser montado no primeiro compartimento via o referido conector. O ajuste por interferência pode ser qualquer ajuste por interferência apropriado conhecido do versado na técnica, por exemplo, o ajuste por interferência pode ser um intertravamento ou pode ser um ajuste por encaixe.

[0021] Opcionalmente, o conector e a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido definem pelo menos parte da passagem de fluxo de ar. O conector pode definir uma parede da passagem de fluxo de ar voltada para o elemento gerador de aerossol permeável a fluido. Mais especificamente, o conector permite que a porção de vedação da vedação removível seja posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol antes da montagem do cartucho. Isso melhora o acesso à primeira superfície devido ao fato de que está totalmente exposta quando a porção de vedação for posicionada.

[0022] Opcionalmente, a passagem de fluxo de ar se estende a partir da entrada de ar à abertura de extremidade de boca, e entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Isto é, o conector não só fornece passagem líquida para o substrato gerador de aerossol, mas também define uma parte da passagem de fluxo de ar para guiar um fluxo de ar sobre o elemento aquecedor e em direção à abertura de extremidade de boca.

[0023] Opcionalmente, a passagem de fluxo de ar pode se estender através do primeiro compartimento. Por exemplo, o primeiro compartimento pode ter uma seção transversal anular, com a passagem de fluxo de ar se estendendo do elemento gerador de aerossol para a abertura de extremidade de boca através do primeiro compartimento. Opcionalmente, a passagem de fluxo de ar pode se estender do elemento gerador de aerossol à abertura de extremidade de boca adjacente ao primeiro compartimento.

[0024] Opcionalmente, o conector pode ser produzido a partir de polipropileno (PP), polietileno de alta densidade (HDPE), co-poliéster, elastômero termoplástico (TPE), polisulfona (PSU) Estireno Etileno Butileno Estireno (SEBS), polietersulfona (PESU), borracha, silicone ou qualquer material adequado conhecido pelo versado na técnica. Opcionalmente, o conector pode ser feito de um material que é capaz de manter a integridade mecânica em temperaturas de até 90°C. Opcionalmente, o conector pode ser feito a partir de um material que é capaz de manter a integridade mecânica em temperaturas de até 120°C.

[0025] Opcionalmente, o primeiro compartimento tem uma capacidade de armazenamento de líquido maior do que o segundo compartimento. Opcionalmente, o primeiro compartimento é maior do que o segundo compartimento. Em uso, o primeiro compartimento é normalmente posicionado acima do elemento gerador de aerossol. Opcionalmente, o primeiro compartimento é posicionado entre o elemento gerador de aerossol permeável a fluido e a abertura de extremidade de boca.

[0026] Opcionalmente, o segundo compartimento contém um material capilar em contato com a segunda superfície do elemento gerador de aerossol. O material capilar distribui o substrato formador de aerossol líquido para o elemento gerador de aerossol contra a força da gravidade. Ao se exigir que o substrato formador de aerossol líquido se mova contra a força da gravidade para alcançar o elemento gerador de aerossol, a possibilidade de vazamento de substrato líquido é reduzida.

[0027] O material capilar pode ser produzido de um material capaz de garantir que haja substrato formador de aerossol líquido em contato com a pelo menos uma porção da segunda superfície do elemento gerador de aerossol. O material capilar pode estender-se até os interstícios ou aberturas no elemento gerador de aerossol. O elemento gerador de aerossol pode extrair o substrato formador de aerossol líquido até os interstícios ou aberturas por ação capilar.

[0028] Um material capilar é um material que ativamente transporta o líquido de uma extremidade do material a outra. O material de capilaridade pode ter uma estrutura fibrosa ou esponjosa. O material capilar preferencialmente compreende um feixe de capilares. Por exemplo, o material de capilaridade pode compreender uma pluralidade de fibras ou linhas ou outros tubos finos de furo. As fibras ou linhas podem ser geralmente alinhadas para transportar substrato formador de aerossol líquido para o elemento gerador de aerossol. Alternativamente, o material capilar pode compreender material esponjoso ou espumoso. A estrutura do material de capilaridade forma uma pluralidade de furos ou tubos pequenos, através do qual o substrato formador de aerossol líquido pode ser transportado por meio de ação capilar. O material capilar pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais adequados. Exemplos de materiais adequados são um material de esponja ou espuma, ou materiais com base em grafite ou cerâmica na forma de fibras ou pós sinterizados, metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fio ou fibras extrudadas, como acetato de celulose, poliéster ou poliolefina ligada, polietileno, etileno ou fibras de polipropileno, fibras de nylon ou cerâmica. O material de capilaridade pode ter qualquer capilaridade e porosidade adequadas de modo a ser usado com diferentes propriedades físicas líquidas. O substrato formador de aerossol líquido tem propriedades físicas, incluindo, mas não limitadas a viscosidade, tensão superficial, densidade, condutividade térmica, ponto de ebulição e pressão de vapor, que permitem que o substrato formador de aerossol líquido seja transportado através do meio capilar por ação capilar.

[0029] Alternativamente, ou além disso, o compartimento de armazenamento pode conter um material carreador para conter um substrato formador de aerossol líquido. O material carreador pode estar no primeiro compartimento, no segundo compartimento ou no primeiro e segundo compartimento. O material carreador pode ser uma espuma e uma esponja de coleta de fibras. O material carreador pode ser formado a partir de um polímero ou copolímero. Em uma modalidade, o material carreador é um polímero que passou por um processo de fiação (spun polymer). O substrato formador de aerossol pode ser liberado no material carreador durante o uso. Por exemplo, o substrato formador de aerossol líquido pode ser fornecido em uma cápsula.

[0030] Opcionalmente, o cartucho compreende um conjunto aquecedor, o conjunto aquecedor compreendendo o elemento aquecedor e porções de contato elétrico, eletricamente conectadas ao elemento aquecedor, em que as porções de contato são expostas através de uma extremidade de conexão do cartucho, de modo a permitir o contato com pinos de contato elétrico em um corpo de controle de um sistema gerador de aerossol. A extremidade de conexão está remota a uma extremidade de boca que apresenta a abertura de extremidade de boca. A extremidade da conexão configurada para se conectar a um corpo de controle de um sistema gerador de aerossol. O segundo lado do elemento gerador de aerossol pode enfrentar a extremidade de conexão e o primeiro lado do elemento gerador de aerossol pode enfrentar a extremidade de boca. A potência elétrica pode ser entregue ao elemento gerador de aerossol de um corpo de controle conectado através da extremidade de conexão da carcaça.

[0031] Opcionalmente, as porções de contato elétrico são duas almofadas de contato eletricamente condutoras. As almofadas de contato eletricamente condutoras podem ser posicionadas em uma área de borda do elemento aquecedor. Opcionalmente, as pelo menos duas almofadas de contato eletricamente condutoras podem ser posicionadas nas extremidades do elemento aquecedor. Uma almofada de contato eletricamente condutora pode ser fixada diretamente aos filamentos eletricamente condutores do elemento aquecedor. A almofada de contato eletricamente condutora pode compreender um fragmento de estanho. Alternativamente, as almofadas de contato eletricamente condutoras podem ser integrais ao elemento aquecedor.

[0032] Opcionalmente, o elemento gerador de aerossol está mais perto da extremidade de conexão do que à abertura de extremidade de boca. Isso permite uma trajetória de conexão elétrica simples e curta entre uma fonte de alimentação no corpo de controle e o elemento gerador de aerossol.

[0033] Opcionalmente, o compartimento de armazenamento pode compreender um suporte do aquecedor, o suporte do aquecedor sendo moldado sobre o conjunto aquecedor.

[0034] Opcionalmente, a primeira e segunda superfícies do elemento gerador de aerossol podem ser substancialmente planares. O elemento gerador de aerossol pode ser um elemento aquecedor. O elemento aquecedor pode compreender um elemento aquecedor substancialmente plano para permitir fabricação simples. Geometricamente, o termo elemento aquecedor "substancialmente plano" é usado para se referir a um elemento aquecedor sob a forma de um plano substancialmente bidimensional. Assim, o elemento aquecedor substancialmente plano se estende em duas dimensões ao longo de uma superfície substancialmente mais do que em uma terceira dimensão. Em particular, as dimensões do elemento aquecedor substancialmente plano nas duas dimensões na superfície são pelo menos cinco vezes maiores do que na terceira dimensão, normal à superfície. Um exemplo de um elemento aquecedor substancialmente plano é uma estrutura entre duas superfícies imaginárias substancialmente paralelas, em que a distância entre essas duas superfícies imaginárias é substancialmente menor do que a extensão entre as superfícies. Em algumas modalidades, o elemento aquecedor substancialmente plano é planar. Em outras modalidades, o elemento aquecedor substancialmente plano é curvado ao longo de uma ou mais dimensões, por exemplo, formando uma forma de cúpula ou forma de ponte.

[0035] O elemento aquecedor pode compreender uma pluralidade de interstícios ou aberturas estendendo-se desde a segunda superfície à primeira superfície e através dos quais o fluido pode passar.

[0036] O elemento aquecedor pode compreender uma pluralidade de filamentos eletricamente condutores. O termo "filamento" é usado em todo o relatório descritivo para se referir a uma trajetória elétrica entre dois contatos elétricos. Um filamento pode se ramificar arbitrariamente e divergir em várias trajetórias ou filamentos, respectivamente ou pode convergir de várias trajetórias elétricas para uma trajetória. Um filamento pode ser redondo, quadrado, plano ou qualquer outra forma transversal. Um filamento pode estar disposto de maneira reta ou curva.

[0037] O elemento aquecedor pode ser uma matriz de filamentos, por exemplo, arranjados em paralelo entre si. Preferencialmente, os filamentos podem formar uma malha. A malha pode ser tecida ou não tecida. A malha pode ser formada usando diferentes tipos de tecido ou estruturas de treliça. Alternativamente, o elemento aquecedor eletricamente condutor consiste em uma matriz de filamentos ou de um tecido de filamentos. A malha, matriz ou tecido de filamentos eletricamente condutores também podem ser caracterizados por sua capacidade de reter líquido.

[0038] Em uma modalidade preferencial, um elemento aquecedor substancialmente plano pode ser construído a partir de um fio ao qual é dada a forma de uma malha de fio. Preferencialmente, a malha tem um design de trama simples. Opcionalmente, o elemento aquecedor é uma grade de fio feita de uma tira de malha.

[0039] Os filamentos eletricamente condutores podem definir interstícios entre os filamentos e os interstícios podem ter uma largura entre 10 micrômetros e 100 micrômetros. Preferencialmente, os filamentos dão origem à ação capilar nos interstícios, de modo que, durante o uso, o líquido a ser vaporizado seja extraído até os interstícios, aumentando a área de contato entre o elemento aquecedor e o substrato formador de aerossol líquido.

[0040] Os filamentos eletricamente condutores podem formar uma malha de tamanho entre 60 e 240 filamentos por centímetro (+/- 10 por cento). Preferencialmente, a densidade da malha está entre 100 e 140 filamentos por centímetro (+/-10 por cento). Mais preferencialmente, a densidade de malha é de aproximadamente 115 filamentos por centímetro. A largura dos interstícios pode estar entre 100 micrômetros e 25 micrômetros, preferencialmente entre 80 micrômetros e 70 micrômetros, mais preferencialmente aproximadamente 74 micrômetros. A porcentagem da área aberta da malha, que é a razão entre a área dos interstícios e a área total da malha, pode estar entre 40 por cento e 90 por cento, preferencialmente entre 85 por cento e 80 por cento, mais preferencialmente aproximadamente 82 por cento.

[0041] Os filamentos eletricamente condutores podem ter um diâmetro dentre 8 micrômetros e 100 micrômetros, preferencialmente entre 10 micrômetros e 50 micrômetros, mais preferencialmente entre 12 micrômetros e 25 micrômetros e mais preferencialmente ainda, aproximadamente 16 micrômetros. Os filamentos podem ter uma seção transversal redonda ou podem ter uma seção transversal achatada.

[0042] A área da malha, matriz ou tecido dos filamentos eletricamente condutores pode ser pequena, por exemplo menos do que ou igual a 50 milímetros quadrados, preferencialmente menos do que ou igual a 25 milímetros quadrados, mais preferencialmente aproximadamente 15 milímetros quadrados. O tamanho é escolhido de modo a incorporar o elemento aquecedor em um sistema portátil. O dimensionamento da malha, matriz ou tecido dos filamentos eletricamente condutores menor ou igual a 50 milímetros quadrados reduz a quantidade de potência total necessária para aquecer a malha, matriz ou tecido de filamentos eletricamente condutores enquanto ainda garante contato suficiente da malha, matriz ou tecido de filamentos eletricamente condutores ao substrato formador de aerossol líquido. A malha, a matriz ou o tecido de filamentos eletricamente condutores podem, por exemplo, ser retangulares e ter um comprimento entre 2 milímetros e 10 milímetros e uma largura entre 2 milímetros e 10 milímetros. Preferencialmente, a malha tem dimensões de aproximadamente 5 milímetros por 3 milímetros.

[0043] Os filamentos do elemento aquecedor podem ser formados a partir de qualquer material com propriedades elétricas adequadas. Os materiais adequados incluem, mas não estão limitados a: semicondutores, como cerâmicas dopadas, cerâmicas eletricamente "condutoras" (como dissiliceto de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas metálicas e materiais compostos feitos de um material cerâmico e de um material metálico. Tais materiais compostos podem compreender cerâmicas dopadas ou não dopadas. Exemplos de cerâmicas dopadas adequadas incluem carbonetos de silício dopados. Exemplos de metais adequados incluem titânio, zircônio, tântalo e metais do grupo da platina.

[0044] Exemplos de ligas metálicas adequadas incluem aço inoxidável, constantan, ligas contendo níquel, cobalto, cromo, alumínio, titânio, zircônio, háfnio, nióbio, molibdênio, tântalo, tungstênio, estanho, gálio, manganês e ferro, e superligas à base de níquel, ferro, cobalto, aço inoxidável, Timetal®, ligas à base de ferro e alumínio e ligas à base de ferro, manganês e alumínio. Timetal® é uma marca registrada da Titanium Metals Corporation. Os filamentos podem ser revestidos com um ou mais isolantes. Os materiais preferenciais para os filamentos eletricamente condutores são aço inoxidável e grafite, mais preferencialmente aço inoxidável da série 300, como AISI 304, 316, 304L, 316L. Além disso, o elemento aquecedor eletricamente condutor pode compreender combinações dos materiais acima. Uma combinação de materiais pode ser usada para melhorar o controle da resistência do elemento aquecedor substancialmente plano. Por exemplo, materiais com uma resistência intrínseca elevada podem ser combinados com materiais com uma resistência intrínseca baixa. Isto pode ser vantajoso se um dos materiais for mais benéfico a partir de outras perspectivas, por exemplo, preço, usinabilidade ou outros parâmetros físicos e químicos. Vantajosamente, um arranjo de filamentos substancialmente plano com resistência acentuada reduz as perdas parasitas. Vantajosamente, os aquecedores de alta resistividade permitem um uso mais eficiente da energia de bateria.

[0045] Opcionalmente, os filamentos são feitos de fio. Opcionalmente, o fio é feito do metal, mais preferencialmente, feito de aço inoxidável.

[0046] A resistência elétrica da malha, matriz ou tecido de filamentos eletricamente condutores do elemento aquecedor pode estar entre 0,3 Ohm e 4 Ohms. Opcionalmente, a resistência elétrica é igual ou maior que 0,5 Ohm. Mais preferencialmente, a resistência elétrica da malha, matriz ou tecido de filamentos eletricamente condutores está entre 0,6 Ohm e 0,8 Ohm e, mais preferencialmente, cerca de 0,68 Ohm. A resistência elétrica da malha, matriz ou tecido de filamentos eletricamente condutores é de, preferencialmente, pelo menos, uma ordem de grandeza e mais preferencialmente, pelo menos, duas ordens de grandeza, maiores do que a resistência elétrica das áreas de contato eletricamente condutoras. Isso garante que o calor gerado pela passagem de corrente através do elemento aquecedor seja localizado na malha ou matriz dos filamentos eletricamente condutores. É vantajoso ter uma baixa resistência total para o elemento aquecedor se o sistema for alimentado por uma bateria. Um sistema de baixa resistência e corrente alta permite a distribuição de alta potência para o elemento aquecedor. Isto permite que o elemento aquecedor aqueça os filamentos eletricamente condutores rapidamente até uma temperatura desejada.

[0047] Alternativamente, o elemento aquecedor pode incluir uma placa de aquecimento em que uma matriz de aberturas é formada. As aberturas podem ser formadas por gravura ou usinagem, por exemplo. A placa pode ser formada a partir de qualquer material com propriedades elétricas adequadas, tal como os materiais descritos acima com relação aos filamentos de um elemento aquecedor.

[0048] A primeira superfície do elemento gerador de aerossol pode estar diretamente voltada para a abertura de extremidade de boca. Essa orientação de um elemento gerador de aerossol planar permite a montagem simples do cartucho durante a fabricação.

[0049] O compartimento de armazenamento pode compreender uma carcaça de compartimento de armazenamento. A carcaça de compartimento de armazenamento compreende um suporte do aquecedor, o suporte do aquecedor sendo moldada sobre o conjunto aquecedor. O suporte do aquecedor pode cobrir uma porção da primeira superfície do conjunto aquecedor para isolar porções de contato elétrico da passagem de fluxo de ar e pode cobrir pelo menos uma porção da segunda superfície do conjunto aquecedor para isolar as porções de contato elétrico do substrato formador de aerossol líquido.

[0050] O suporte do aquecedor pode compreender pelo menos uma parede que se estende da segunda superfície do conjunto aquecedor, a pelo menos uma parede formando parte do segundo compartimento. O suporte do aquecedor pode definir uma trajetória de fluxo de líquido a partir de uma primeira superfície do conjunto aquecedor para uma segunda superfície do conjunto aquecedor.

[0051] O compartimento de armazenamento de líquido pode manter um substrato formador de aerossol líquido. Conforme usado neste documento em relação à presente invenção, um substrato formador de aerossol é um substrato capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Os compostos voláteis podem ser liberados aquecendo o substrato formador de aerossol. Os compostos voláteis podem ser liberados movendo o substrato formador de aerossol através de passagens de um elemento vibratório.

[0052] O substrato formador de aerossol pode ser líquido à temperatura ambiente. O substrato formador de aerossol pode compreender componentes sólidos e líquidos. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender nicotina. O substrato formador de aerossol líquido contendo nicotina pode ser uma matriz de sal de nicotina. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material à base de plantas. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender tabaco. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material contendo tabaco, contendo compostos aromatizantes de tabaco voláteis, que são liberados a partir do substrato formador de aerossol mediante aquecimento. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material de tabaco homogeneizado. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material que não contém tabaco. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material à base de plantas homogeneizado.

[0053] O substrato formador de aerossol líquido pode compreender ainda um ou mais formadores de aerossol. Um formador de aerossol pode ser qualquer composto conhecido adequado ou mistura de compostos que, quando em uso, facilitem a formação de um aerossol denso e estável e que seja substancialmente resistente à degradação térmica à temperatura de operação do sistema. Exemplos de formadores de aerossol adequados incluem glicerina e propilenoglicol. Formadores de aerossol adequados são bem conhecidos na técnica e incluem, mas não estão limitados a: álcoois poli-hídricos, tais como trietilenoglicol, 1,3-butanodiol e glicerina; ésteres de álcoois poli- hídricos, tais como mono-, di- ou triacetato de glicerol; e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como dodecanodioato de dimetila e tetradecanodioato de dimetila. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender água, solventes, etanol, extratos vegetais e aromatizantes naturais ou artificiais.

[0054] O substrato formador de aerossol líquido pode compreender pelo menos um formador de aerossol. O formador de aerossol pode ser glicerina ou propilenoglicol. O formador de aerossol pode compreender tanto glicerina quanto propilenoglicol. O substrato formador de aerossol líquido pode ter uma concentração de nicotina entre cerca de 0,5% e cerca de 10%, por exemplo, cerca de 2%.

[0055] A carcaça pode ser formado de um material plástico moldável, tal como o polipropileno (PP) ou o polietileno tereftalato (PET). A carcaça pode formar uma parte ou toda uma parede do compartimento de armazenamento. A carcaça e o compartimento de armazenamento podem ser formados integralmente. Alternativamente, o compartimento de armazenamento pode ser formado separadamente da carcaça e montado na carcaça.

[0056] O cartucho pode incluir um bocal removível através do qual o aerossol pode ser extraído por um usuário. O bocal removível pode cobrir a abertura de extremidade de boca. Alternativamente, o cartucho pode ser configurado para permitir que um usuário extraia diretamente na abertura da extremidade de boca.

[0057] O cartucho pode ser recarregável com substrato formador de aerossol líquido. Alternativamente, o cartucho pode ser projetado para ser descartado quando o compartimento de armazenamento ficar sem substrato formador de aerossol líquido.

[0058] Em um segundo aspecto da invenção, é fornecido um cartucho para um sistema gerador de aerossol, compreendendo: uma carcaça com uma abertura de extremidade de boca e uma entrada de ar; um compartimento de armazenamento dentro da carcaça e configurado para conter um substrato formador de aerossol líquido; o compartimento de armazenamento com um primeiro compartimento e um segundo compartimento conectados um ao outro por um conector de modo que o líquido no primeiro compartimento possa passar para o segundo compartimento através de uma passagem de líquido no referido conector; uma passagem de fluxo de ar que se estende da entrada de ar até a abertura de extremidade de boca, a passagem de fluxo de ar passando entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento do compartimento de armazenamento; um elemento gerador de aerossol permeável a fluido com uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, em que a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido está voltada para o primeiro compartimento e a segunda superfície está voltada para o segundo compartimento, com a segunda superfície em comunicação fluida com o segundo compartimento, de modo que o substrato formador de aerossol líquido no primeiro compartimento possa alcançar o elemento gerador de aerossol permeável a fluido apenas através do segundo compartimento, em que a primeira superfície e o conector formam parte da passagem de fluxo de ar; e em que o substrato formador de aerossol líquido no primeiro compartimento pode alcançar o elemento gerador de aerossol permeável a fluido apenas através do conector e do segundo compartimento.

[0059] Os recursos do cartucho do primeiro aspecto da invenção podem ser aplicados ao segundo aspecto da invenção.

[0060] Em um terceiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema gerador de aerossol compreendendo um cartucho de acordo com qualquer um do primeiro ou segundo aspecto e um corpo de controle conectado ao cartucho, sendo o corpo de controle configurado para controlar um fornecimento de energia elétrica para o elemento gerador de aerossol.

[0061] O corpo de controle pode compreender pelo menos um elemento de contato elétrico configurado para fornecer uma conexão elétrica ao elemento gerador de aerossol quando o corpo de controle estiver conectado ao cartucho. O elemento de contato elétrico pode ser alongado. O elemento de contato elétrico pode ser carregado por mola. O elemento de contato elétrico pode entrar em contato com uma almofada de contato elétrico no cartucho.

[0062] O corpo de controle pode compreender uma porção de conexão para encaixe com a extremidade de conexão do cartucho.

[0063] O corpo de controle pode compreender uma fonte de alimentação.

[0064] O corpo de controle pode compreender um circuito de controle configurado para controlar um fornecimento de energia da fonte de alimentação para o elemento gerador de aerossol.

[0065] O circuito de controle pode compreender um microcontrolador. O microcontrolador é preferencialmente um microcontrolador programável. O circuito de controle pode compreender outros componentes eletrônicos. O circuito de controle pode ser configurado para regular um fornecimento de energia para o elemento gerador de aerossol. A energia pode ser fornecida para o elemento gerador de aerossol continuamente após a ativação do sistema ou pode ser fornecida intermitentemente, tal como a cada tragada. A energia pode ser fornecida ao elemento gerador de aerossol na forma de pulsos de corrente elétrica.

[0066] O corpo de controle pode compreender uma fonte de alimentação arranjada para fornecer energia a pelo menos um dentre o sistema de controle e o elemento gerador de aerossol. O elemento gerador de aerossol pode compreender uma fonte de alimentação independente. O sistema gerador de aerossol pode compreender uma primeira fonte de alimentação arranjada para fornecer energia ao circuito de controle e uma segunda fonte de alimentação configurada para fornecer energia ao elemento gerador de aerossol.

[0067] A fonte de alimentação pode ser uma fonte de alimentação CC. A fonte de alimentação pode ser uma bateria. A bateria pode ser uma bateria à base de lítio, por exemplo, lítio-cobalto, lítio-ferro-fosfato, titanato de lítio ou uma bateria de polímero de lítio. A bateria pode ser uma bateria de níquel-hidreto metálico ou uma bateria de níquel cádmio. A fonte de alimentação pode ser outra forma de dispositivo de armazenamento de carga, como um capacitador. A fonte de alimentação pode ser uma bateria recarregável configurada para muitos ciclos de carga e descarga. A fonte de alimentação pode ter uma capacidade que permite armazenamento de energia suficiente para uma ou mais experiências do usuário; por exemplo, a fonte de alimentação pode ter capacidade suficiente para permitir a geração contínua de aerossol durante um período de cerca de seis minutos, correspondente ao tempo normal despendido para fumar um cigarro convencional, ou por um período que é um múltiplo de seis minutos. Em outro exemplo, a fonte de alimentação pode ter capacidade suficiente para permitir um número predeterminado de tragadas ou ativações discretas do conjunto de atomização.

[0068] O sistema gerador de aerossol pode ser um sistema gerador de aerossol portátil configurado para permitir que um usuário sugue em um bocal para extrair um aerossol através da abertura de extremidade de boca. O sistema gerador de aerossol pode ter um tamanho comparável a um charuto ou cigarro convencional. O sistema gerador de aerossol pode ter um comprimento total entre cerca de 30 mm e cerca de 150 mm. O sistema gerador de aerossol pode ter um diâmetro externo entre cerca de 5 mm e cerca de 30 mm.

[0069] O cartucho ou sistema gerador de aerossol em qualquer dos aspectos da invenção pode compreender um detector de tragada em comunicação com o circuito de controle. O detector de tragada pode ser configurado para detectar quando um usuário tragar através da passagem de fluxo de ar.

[0070] O cartucho ou sistema gerador de aerossol em qualquer um dos aspectos da invenção pode compreender um sensor de temperatura em comunicação com o circuito de controle. O cartucho ou sistema gerador de aerossol pode compreender uma entrada do usuário, como um interruptor ou botão. A entrada do usuário pode permitir que um usuário ative e desative o sistema.

[0071] O cartucho ou sistema gerador de aerossol também pode compreender meios de indicação para indicar a quantidade determinada de substrato formador de aerossol líquido mantida na porção de armazenamento de líquido a um usuário. O circuito de controle pode ser configurado para ativar os meios de indicação após a determinação da quantidade de substrato formador de aerossol líquido mantida na porção de armazenamento de líquido ter sido realizada.

[0072] Os meios de indicação podem compreender um ou mais de luzes, tais como diodos luminescentes (LEDs), um visor, tal como um visor LCD e meios de indicação audíveis, tais como um alto-falante ou uma campainha elétrica e meios de vibração. O circuito de controle pode ser configurado para acender uma ou mais luzes, exibir uma quantidade no visor, emitir sons através do alto-falante ou campainha e vibrar os meios de vibração.

[0073] Em um quarto aspecto da invenção, é fornecido um sistema gerador de aerossol que compreende uma carcaça com uma abertura de extremidade de boca e uma entrada de ar; um compartimento de armazenamento dentro da carcaça e configurado para conter um substrato formador de aerossol líquido; uma passagem de fluxo de ar que se estende da entrada de ar à abertura de extremidade de boca; um elemento gerador de aerossol permeável a fluido dentro da carcaça e com uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a segunda superfície estando em comunicação fluida com o compartimento de armazenamento; uma vedação removível com uma porção de vedação e uma porção de aba em conexão com a porção de vedação, a porção de vedação posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol, e a porção de aba se estendem para fora da carcaça através da entrada de ar; e um corpo de controle configurado para controlar um fornecimento de energia elétrica para o elemento gerador de aerossol.

[0074] As características de um aspecto da invenção podem ser aplicadas aos outros aspectos da invenção.

[0075] As modalidades da invenção serão descritas agora em detalhes, a título de exemplo apenas, com referência às figuras anexas, nas quais:

[0076] A Figura 1a é uma ilustração esquemática de um sistema gerador de aerossol de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0077] A Figura 1b é uma ilustração esquemática de uma primeira seção transversal do cartucho, como mostrado na Figura 1a;

[0078] A Figura 1c é uma ilustração esquemática de uma segunda seção transversal do cartucho, como mostrado na Figura 1a;

[0079] As Figuras 2a e 2b ilustram o encaixe de uma vedação removível ao cartucho das Figuras 1a-1c;

[0080] A Figura 2c ilustra a remoção da vedação removível, como ilustrado nas Figuras 2a e 2b;

[0081] A Figura 3 mostra uma vista em seção transversal de um cartucho de acordo com outra modalidade da presente invenção;

[0082] As Figuras 4a e 4b são vistas em perspectiva de um conjunto aquecedor para o cartucho, como ilustrado na Figura 3;

[0083] A Figura 5a é uma vista em perspectiva do cartucho conforme mostrado na Figura 3;

[0084] A Figura 5b é uma vista explodida do cartucho, como ilustrado na Figura 5a; e

[0085] A Figura 6 é uma vista explodida de um cartucho de acordo com ainda outra modalidade da presente invenção.

[0086] A Figura 1a é uma ilustração esquemática de um sistema gerador de aerossol. O sistema gerador de aerossol compreende dois componentes principais, um cartucho 100 e um corpo de controle 200. Uma extremidade de conexão 115 do cartucho 100 é conectada de forma removível a uma extremidade de conexão correspondente 205 do corpo de controle 200. O corpo de controle 200 contém uma bateria 210, que nesse exemplo é uma bateria de íon de lítio recarregável, e um circuito de controle 220. O dispositivo gerador de aerossol é portátil e tem um tamanho comparável a um charuto ou cigarro convencional.

[0087] O cartucho 100 compreende uma carcaça 105 contendo um conjunto de atomização 120 e um compartimento de armazenamento de líquido com uma primeira porção/compartimento 130 e uma segunda porção/compartimento 135. Um substrato formador de aerossol líquido é armazenado no compartimento de armazenamento de líquido. Como pode ser visto na Figura 1b, a primeira porção 130 do compartimento de armazenamento de líquido é conectada à segunda porção 135 do compartimento de armazenamento de líquido, de modo que o líquido na primeira porção 130 possa passar para a segunda porção 135. O conjunto de atomização 120 recebe líquido da segunda porção 135 do compartimento de armazenamento de líquido. Nesta modalidade, o conjunto de atomização 120 é um conjunto aquecedor permeável a fluido, geralmente planar.

[0088] Uma passagem de fluxo de ar 140, 145 se estende através do cartucho 100 de uma entrada de ar 150 depois do conjunto de atomização 120 e do conjunto de atomização 120 até uma abertura de extremidade de boca 110 na carcaça de cartucho 105.

[0089] Os componentes do cartucho 100 são dispostos de modo que a primeira porção 130 do compartimento de armazenamento de líquido fique entre o conjunto de atomização 120 e a abertura de extremidade de boca 110 e a segunda porção 135 do compartimento de armazenamento de líquido fique posicionada em um lado oposto do conjunto de atomização 120 para a abertura de extremidade de boca 110. Em outras palavras, o conjunto de atomização 120 se encontra entre as duas porções 130, 135 do compartimento de armazenamento de líquido e recebe líquido da segunda porção 135, e a primeira porção 130 do compartimento de armazenamento de líquido está mais próxima da abertura de extremidade de boca 110 do que a segunda porção 135 do compartimento de armazenamento de líquido. A passagem de fluxo de ar se estende depois do conjunto de atomização 120 e entre a primeira e a segunda porção 130, 135 do compartimento de armazenamento de líquido.

[0090] O sistema é configurado de modo que um usuário possa tragar ou sugar na abertura de extremidade de boca 110 do cartucho 100 para extrair o aerossol para sua boca. Em operação, quando um usuário traga na abertura de extremidade de boca 110, o ar é extraído através da passagem de fluxo de ar desde a entrada de ar 150, depois do conjunto de atomização 120, até a abertura de extremidade de boca 110. O circuito de controle 220 controla o fornecimento de energia elétrica da bateria 210 para o cartucho 100 quando o sistema for ativado. Consequentemente, são controladas a quantidade e as propriedades do vapor produzido pelo conjunto de atomização 120. O circuito de controle 220 pode incluir um sensor de fluxo de ar e o circuito de controle 220 pode fornecer energia elétrica para o conjunto de atomização 120 quando as tragadas do usuário no cartucho 100 forem detectadas pelo sensor de fluxo de ar. Esse tipo de arranjo de controle está bem estabelecido em sistemas geradores de aerossol, como inaladores e e-cigarros. Assim, quando um usuário tragar na abertura de extremidade de boca 110 do cartucho 100, o conjunto de atomização 120 é ativado e gera um vapor que é arrastado no fluxo de ar passando através da passagem de fluxo de ar 140. O vapor arrefece com o fluxo de ar na passagem 145 para formar um aerossol, que é então extraído para a boca do usuário através da abertura de extremidade de boca 110.

[0091] Em operação, a abertura de extremidade de boca 110 é tipicamente o ponto o mais elevado do dispositivo. A construção do cartucho 100, e em particular o arranjo do conjunto de atomização 120 entre a primeira e a segunda porção 130, 135 do compartimento de armazenamento de líquido, é vantajosa porque explora a gravidade para assegurar-se de que o substrato líquido seja distribuído para o conjunto de atomização 120, mesmo que o compartimento de armazenamento de líquido esteja se esvaziando, mas impede um excesso de líquido no conjunto de atomização 120 que pode levar a vazamento de líquido na passagem de fluxo de ar 140.

[0092] A Figura 1b é uma primeira seção transversal de um cartucho 100 para uso no sistema da Figura 1a. A Figura 1c é uma segunda seção transversal, ortogonal à seção transversal da Figura 1b.

[0093] O cartucho 100 das Figura 1b e Figura 1c compreende uma carcaça externo 105 com uma extremidade de boca com uma abertura de extremidade de boca 110, e uma extremidade de conexão oposta à extremidade de boca. Dentro da carcaça 105 há um compartimento de armazenamento de líquido mantendo o substrato formador de aerossol líquido 131. O líquido é contido no compartimento de armazenamento de líquido por três componentes, uma carcaça de compartimento de armazenamento superior 137, um suporte do aquecedor 134 e uma tampa de extremidade 138. Um conjunto aquecedor 120 é armazenado no suporte do aquecedor 134. Um material capilar 136 é fornecido na segunda porção 135 do compartimento de armazenamento de líquido e encosta no elemento aquecedor numa região central do conjunto aquecedor 120. O material capilar é orientado para transportar líquido para o elemento aquecedor. O elemento aquecedor 121 compreende um elemento aquecedor de malha, formado a partir de uma pluralidade de filamentos. Os detalhes deste tipo de construção do elemento aquecedor podem ser encontrados no documento WO2015/117702, por exemplo. Uma passagem de fluxo de ar 140 se estende entre a primeira e a segunda porções 130, 135 do compartimento de armazenamento de líquido. Uma parede inferior da passagem de fluxo de ar 140 compreende o elemento aquecedor 121 e o suporte do aquecedor 134, as paredes laterais da passagem de fluxo de ar 140 compreendem porções do suporte do aquecedor 134, e uma parede superior da passagem de fluxo de ar 140 compreende uma porção da carcaça do compartimento de armazenamento superior 137. A passagem de fluxo de ar 130 tem uma porção vertical 145 que se estende através da primeira porção 130 do compartimento de armazenamento de líquido, conforme mostrado na Figura 1b, para a abertura de extremidade de boca 110.

[0094] O conjunto aquecedor 120 é geralmente planar e tem duas faces. Uma primeira face do conjunto aquecedor 120 se volta para a primeira porção 130 do compartimento de armazenamento de líquido e a abertura de extremidade de boca 110. Uma segunda face do conjunto aquecedor 120 está em contato com o material capilar 136 e o líquido 131 no compartimento de armazenamento de líquido e se volta para uma extremidade de conexão 115 do cartucho 100. O conjunto aquecedor 120 está mais perto da extremidade de conexão de modo que uma conexão elétrica do conjunto aquecedor 120 com uma fonte de alimentação possa ser obtida de forma fácil e robusta, como será descrito. A primeira porção 130 do compartimento de armazenamento de líquido é maior do que a segunda porção 135 do compartimento de armazenamento de líquido e ocupa um espaço entre o conjunto aquecedor 120 e a abertura de extremidade de boca 110 do cartucho 100. O líquido na primeira porção 130 do compartimento de armazenamento de líquido pode se deslocar até a segunda porção 135 do compartimento de armazenamento de líquido através dos canais de líquido 133 em um ou outro lado do conjunto aquecedor 120. Dois canais são fornecidos neste exemplo para fornecer uma estrutura simétrica, embora apenas um canal seja necessário. Os canais são trajetórias fechadas de fluxo de líquido definidas entre a carcaça de compartimento de armazenamento superior 137 e o suporte do aquecedor 134.

[0095] As Figuras 2a, 2b e 2c ilustram uma modalidade da presente invenção em relação ao cartucho mostrado nas Figuras 1a a 1c. Na Figura 2a, o conjunto aquecedor 120 é mostrado sendo montado na primeira porção 130 do compartimento de armazenamento, onde uma porção de vedação 320 de uma vedação removível 310 é posicionada sobre o elemento aquecedor 121 de modo a vedar um primeiro lado do elemento aquecedor 121 que é exposto à passagem de fluxo de ar 140. As Figuras 2b e 2c mostram um conjunto aquecedor 120 montado com a primeira porção 130 do compartimento de armazenamento e o cartucho terminado respectivamente. Uma porção de aba 330 da vedação removível 310 é mostrada se estendendo para fora da passagem de fluxo de ar e que se projeta da superfície exterior da carcaça 105. A porção de aba 330 permite que um usuário remova a porção de vedação 320 da vedação removível 310 da passagem de fluxo de ar 140 ao puxar a porção de aba 330, estabelecendo, assim, uma comunicação fluida entre o elemento aquecedor e a passagem de fluxo de ar 140.

[0096] A Figura 3 é uma seção transversal de uma outra modalidade da presente invenção. Nessa modalidade, uma junção de vedação 410 é fornecida entre a primeira porção 130 do compartimento de armazenamento e conjunto aquecedor 120, que é moldada com a segunda porção 135 do compartimento de armazenamento. A referida junção de vedação 410 não só simplifica o processo de fabricação, uma vez que a segunda porção 135 e a primeira porção 130 do compartimento de armazenamento podem ser produzidas separadamente antes de serem ligadas de forma vedada umas às outras, de modo a estabelecer os canais de líquido 133, tal junção de vedação 410 também define parte da passagem de fluxo de ar 140 e isso permite que a porção de vedação 320 da vedação removível 310 seja ligada ao elemento aquecedor 121 mais facilmente. A junção de vedação 410 também pode ser moldada a fim de direcionar o fluxo de ar sobre o elemento aquecedor 121, por exemplo, a mesma pode ser moldada para criar turbulência sobre a superfície do elemento aquecedor 121, de modo a melhorar a vaporização.

[0097] As Figuras 4a e 4b são vistas em perspectiva do exterior e da seção transversal de um conjunto aquecedor 120 conectado a uma junção de vedação 410. A referida junção de vedação 410 faz parte da passagem de fluxo de ar 140, estendendo-se a partir de uma extremidade de entrada de ar 440 para uma extremidade de cartucho 420. A extremidade de cartucho 420 está configurada para cooperar de forma vedada com uma conexão correspondente na carcaça 105 de modo a completar a passagem de fluxo de ar 140. A conexão entre a junção de vedação 410 até a conjunto aquecedor 120, como mostrado nas Figuras 4a e 4b, assim como a conexão entre a referida junção de vedação 140 e a carcaça 105, são ambos efetuados por um ajuste por interferência, a fim de fornecer conexões vedadas. O ajuste por interferência, mostrado na Figura 4b como um par de nervuras que se projetam de e ao longo da circunferência de uma superfície exterior da junção de vedação 410, é comprimido enquanto a junção de vedação estiver acoplada à carcaça 105 para fornecer uma vedação na conexão. As nervuras similares (não mostradas) são dispostas para se projetar de e ao longo da circunferência da superfície interior da junção de vedação 410 para formar uma vedação na conexão com o conjunto aquecedor 120. As nervuras 450, na modalidade ilustrada, são formadas integralmente com a junção de vedação 410, onde ambas as nervuras e a junção de vedação 410 são feitas a partir do mesmo material. No entanto, as nervuras 450 podem ser substituídas por anéis O-ring de elastômeros ou quaisquer outros materiais diferentes daqueles da junção de vedação 410.

[0098] Na modalidade particular mostrada na Figura 4b, a porção de vedação 320 da vedação removível 310 se encaixa no conjunto aquecedor 120 por uma vedação mecânica 340. Isto é, um anel de projeção na vedação mecânica 340 se encaixa num anel ranhurado correspondente no conjunto aquecedor 120, travando, assim, a porção de vedação 320 em posição. A vedação mecânica 340 é feita de material resiliente e sua ligação ao anel ranhurado cria uma vedação hermética entre o elemento aquecedor 121 e a passagem de fluxo de ar 140. O uso de tal vedação mecânica 340 impede não somente o vazamento de substrato líquido durante o transporte e o armazenamento, mas também impede a evaporação do substrato líquido da segunda porção 135 do compartimento de armazenamento. A vedação mecânica 340 é configurada para se desencaixar do conjunto aquecedor após aplicar uma força de tração na porção de aba 330.

[0099] A porção de vedação 320, quando posicionada na passagem de fluxo de ar 140, não só cobre e veda o primeiro lado do elemento aquecedor 121 da passagem de fluxo de ar, mas também bloqueia a passagem de fluxo de ar 140 para impedir que poeira e sujeira sejam coletadas nele.

[00100] A junção de vedação 410 também compreende conexão de passagem de fluido 430 para conectar de forma vedada a um conector correspondente na primeira porção 130 do compartimento de armazenamento por uma vedação por interferência, de modo a fornecer uma passagem de líquido vedada entre a primeira porção 130 e a segunda porção 135 do compartimento de armazenamento.

[00101] A Figura 5a é uma vista em perspectiva do cartucho montado mostrado na Figura 3, enquanto uma visão explodida também é fornecida na Figura 5b. Na Figura 5a, a vedação removível 310 é colocada na passagem de ar 140 com sua porção de vedação 320 posicionada sobre o elemento aquecedor 121, e a porção de aba 330 que se estende além da carcaça de cartucho. Como mostrado na Figura 5b, a vedação removível 310 é mostrada com um perfil em forma de "L". Isto é, a vedação removível 310 é dobra de modo que a porção de aba 330 seja disposta perpendicularmente para a porção de vedação 320 de modo a se conformar com o perfil exterior da carcaça de cartucho 105. Isso garante que cartuchos mais compactos possam ser produzidos.

[00102] Antes de seu primeiro uso, um usuário pode pegar a porção de aba 330 e puxá-la para fora e para longe da carcaça 105 a fim de remover a vedação removível 310 da passagem de ar. Isso causa a quebra da vedação hermética entre a porção de vedação 320 e o elemento aquecedor 121, e permite que o substrato líquido da segunda porção 135 do compartimento de armazenamento se exponha à atmosfera. Uma vez que a vedação removível é removida, o usuário pode conectar a extremidade de conexão 115 do cartucho 100 a uma extremidade de conexão correspondente 205 do corpo de controle 200.

[00103] A vedação removível igualmente impede que a sujeira e a poeira sejam coletadas na passagem de fluxo de ar 140 e no elemento aquecedor. Além disso, a porção de aba 330 também impede a conexão acidental do cartucho no corpo controle 200 antes de sua remoção devido ao fato de que a poção de aba 330 estaria de outra forma no caminho da conexão. Mais especificamente, a porção de aba 330 impede que o elemento aquecedor seja energizado antes que a vedação removível seja removida.

[00104] A Figura 5b ilustra uma visão explodida do cartucho exemplificativo da Figura 3. A primeira porção do compartimento de armazenamento é fabricada integralmente com a carcaça de cartucho 105 por um processo de moldagem de injeção. O conjunto aquecedor 120 é produzido primeiramente moldando o elemento aquecedor com o conjunto aquecedor 120, que se forma integralmente com a segunda porção do compartimento de armazenamento 135. O conjunto aquecedor 120 compreende almofadas de contato elétrico para fornecer a conexão elétrica ao circuito de controle 220.

[00105] Um material de retenção 139 e material capilar 136 são, então, inseridos na segunda porção 135 do compartimento de armazenamento antes da referida segunda porção 135 é fechado por uma tampa de extremidade 138. O material de retenção 139 é um material fibroso fornecido para conter qualquer substrato líquido que se aproxime da primeira porção 130, antes de ser extraído para o material capilar e ser consumido no elemento aquecedor. A tampa de extremidade 138 se liga de forma vedada à segunda porção 135 por um encaixe por interferência para manter o material capilar contido na segunda porção, assim como evitar vazamento e evaporação do substrato líquido da segunda porção 135 do compartimento de armazenamento.

[00106] A vedação removível é, então, posicionada sobre o elemento aquecedor para vedá-lo no lugar. Embora uma vedação mecânica signifique que 340 é usada nesta modalidade exemplificativa, a porção de vedação 320 da vedação removível 310 pode ser fixada no elemento aquecedor por outros mecanismos de vedação da tampa tais como a vedação por indução ou vedação colada. A junção de vedação 410 pode, então, ser instalada no conjunto aquecedor 120 por encaixe por interferência, para dar forma ao exemplo como mostrado na Figura 4a e 4b. O uso de uma junção de vedação 410 é particularmente benéfico porque o elemento aquecedor é exposto inteiramente durante a aplicação da vedação de tampa, fornecendo, assim, espaço livre suficiente para que um vedador por indução ou um vedador térmico opere na vedação de tampa.

[00107] O conjunto aquecedor 120 completado, com a junção de vedação 410 ligada, está ligado à carcaça de cartucho 105 por encaixe por interferência para formar o cartucho, como mostrado na Figura 3 e na Figura 5a.

[00108] A Figura 6 mostra outra modalidade de acordo com a presente invenção, mas sem a vedação removível 310 no lugar. O cartucho 100, como mostrado na Figura 6 é de construção similar ao exemplo, como mostrado na Figura 3 a 5, como tal uma vedação removível 310 pode ser aplicada de forma similar. Mais especificamente, a modalidade mostrada na Figura 6 compreende uma primeira porção 130 do compartimento de armazenamento formado integralmente com a carcaça 105, um conjunto aquecedor formado integralmente com uma segunda porção 135 do compartimento de armazenamento e uma tampa de extremidade 138 que é concebida para cooperar diretamente com a carcaça 105 através de um encaixe por interferência. Isto é, a tampa de extremidade 138 na Figura 6 é concebida para travar na carcaça 105, em vez do conjunto aquecedor, como mostrado nas Figuras 3 e 5. Isso pode simplificar ainda mais o processo de fabricação.

[00109] Também deve ficar claro que geometrias alternativas são possíveis dentro do escopo da invenção. O cartucho e o compartimento de armazenamento de líquido podem ter um formato em seção transversal diferente e o conjunto aquecedor pode ter um formato e configuração diferentes.

Claims (17)

1. Cartucho (100) para um sistema gerador de aerossol, que compreende: uma carcaça (105) com uma abertura de extremidade de boca (110) e uma entrada de ar (150); um compartimento de armazenamento (130) dentro da carcaça e configurado para conter um substrato formador de aerossol líquido (131); uma passagem de fluxo de ar (140) que se estende da entrada de ar à abertura de extremidade de boca; caracterizado pelo fato de que compreende um elemento gerador de aerossol permeável a fluido (121) dentro da carcaça e com uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a segunda superfície estando em comunicação fluida com o compartimento de armazenamento; e uma vedação removível (310) com uma porção de vedação (320) e uma porção de aba (330) em conexão com a porção de vedação, a porção de vedação posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido e a porção de aba que se estende para fora da carcaça através da entrada de ar.

2. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a remoção da porção de vedação (320) sobre a primeira superfície mediante aplicação de uma força de tração na porção de aba, coloca a primeira superfície em comunicação fluida com a passagem de fluxo de ar (140).

3. Cartucho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a vedação removível (310) compreende meios de retenção para reter a vedação removível sobre a passagem de fluxo de ar até que a referida força de tração seja aplicada na porção de aba.

4. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a vedação removível (310) é removível da passagem de fluxo de ar (140) através da referida entrada de ar (150).

5. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a porção de aba (330) é flexível e é configurada para se flexionar na entrada de ar (150) de modo a se conformar a um perfil exterior da carcaça.

6. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a porção de vedação (320) é disposta para fornecer uma vedação hermética entre o elemento gerador de aerossol permeável a fluido (121) e a passagem de fluxo de ar (140).

7. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o compartimento de armazenamento compreende um primeiro compartimento (130) e um segundo compartimento (135) conectado um ao outro por um conector (410) de modo que o líquido no primeiro compartimento possa passar para o segundo compartimento através de uma passagem de líquido do referido conector; e em que a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido (121) está voltada para o primeiro compartimento e a segunda superfície está voltada para o segundo compartimento, com a segunda superfície em comunicação fluida com o segundo compartimento, de modo que o substrato formador de aerossol líquido no primeiro compartimento possa alcançar o elemento gerador de aerossol permeável a fluido apenas através do segundo compartimento.

8. Cartucho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o conector (410) e a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido define pelo menos parte da passagem de fluxo de ar.

9. Cartucho, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a passagem de fluxo de ar (140) se estende da entrada de ar (150) à abertura de extremidade de boca (110) e entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento.

10. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro compartimento (130) é posicionado entre o elemento gerador de aerossol permeável a fluido e a abertura de extremidade de boca.

11. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que o conector (410) está conectado ao primeiro compartimento e/ou o segundo compartimento por um ajuste por interferência.

12. Cartucho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o elemento gerador de aerossol permeável a fluido (121) é um elemento aquecedor.

13. Cartucho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto aquecedor, o conjunto aquecedor (120) compreendendo o elemento aquecedor (121) e as porções de contato elétrico, conectadas eletricamente ao elemento aquecedor, em que as porções de contato são expostas através de uma extremidade de conexão do cartucho.

14. Cartucho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o compartimento de armazenamento compreende um conjunto aquecedor (134), o conjunto aquecedor sendo moldado sobre o conjunto aquecedor.

15. Cartucho (100) para um sistema gerador de aerossol, que compreende: uma carcaça (105) com uma abertura de extremidade de boca (110) e uma entrada de ar (150); um compartimento de armazenamento (130) dentro da carcaça e configurado para conter um substrato formador de aerossol líquido (131); o compartimento de armazenamento com um primeiro compartimento (130) e um segundo compartimento (135) conectados um ao outro por um conector (410) de modo que o líquido no primeiro compartimento possa passar para o segundo compartimento através de uma passagem de líquido no referido conector; uma passagem de fluxo de ar (140) que se estende da entrada de ar (150) até a abertura de extremidade de boca (110), a passagem de fluxo de ar passando entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento; caracterizado pelo fato de compreender ainda um elemento gerador de aerossol permeável a fluido (121) com uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, em que a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido está voltada para o primeiro compartimento e a segunda superfície está voltada para o segundo compartimento, com a segunda superfície em comunicação fluida com o segundo compartimento, de modo que o substrato formador de aerossol líquido no primeiro compartimento possa alcançar o elemento gerador de aerossol permeável a fluido apenas através do segundo compartimento, em que a primeira superfície e o conector formam parte da passagem de fluxo de ar; e em que o substrato formador de aerossol líquido no primeiro compartimento pode alcançar o elemento gerador de aerossol permeável a fluido apenas através do conector e do segundo compartimento.

16. Sistema gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende um cartucho (100), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, e um corpo de controle (200) conectado ao cartucho, o corpo de controle configurado para controlar um fornecimento de energia elétrica para o elemento gerador de aerossol permeável a fluido.

17. Sistema gerador de aerossol, que compreende: uma carcaça (105) com uma abertura de extremidade de boca (110) e uma entrada de ar (150); um compartimento de armazenamento (130) dentro da carcaça e configurado para conter um substrato formador de aerossol líquido (131); uma passagem de fluxo de ar (140) que se estende da entrada de ar (150) à abertura de extremidade de boca (110); caracterizado pelo fato de que compreende ainda um elemento gerador de aerossol permeável a fluido (121) dentro da carcaça e com uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície, a segunda superfície estando em comunicação fluida com o compartimento de armazenamento; uma vedação removível (310) com uma porção de vedação (320) e uma porção de aba (330) em conexão com a porção de vedação, a porção de vedação posicionada na passagem de fluxo de ar sobre a primeira superfície do elemento gerador de aerossol permeável a fluido e a porção de aba que se estende para fora da carcaça através da entrada de ar; e um corpo de controle (200) configurado para controlar uma fonte de energia elétrica para o elemento gerador de aerossol permeável a fluido.