ES2840005T3 - Sistemas generadores de aerosol - Google Patents
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Abstract
Un cartucho para utilizar con un sistema (10) generador de aerosol; el cartucho comprende: un depósito (32) para almacenar un líquido (34) formador de aerosol; un elemento (36a) de calentamiento por inducción; y un elemento (38) capilar para transportar el líquido (34) formador de aerosol desde el depósito (32) hasta el elemento (36a) de calentamiento por inducción, estando el elemento (36a) de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el líquido formador de aerosol transportado para vaporizarlo; caracterizado por que el cartucho comprende además un medio (74) de liberación de sabor no líquido y un elemento (36b) de calentamiento por inducción adicional dispuesto de manera que caliente el medio (74) de liberación de sabor no líquido.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistemas generadores de aerosol
Campo técnico
La presente descripción se refiere en general a los sistemas generadores de aerosol y en particular a un cartucho para utilizar con un sistema generador de aerosol, el cartucho contiene un líquido formador de aerosol que puede calentarse para producir un aerosol inhalable.
Antecedentes técnicos
El uso de sistemas generadores de aerosol (también conocidos como cigarrillos electrónicos, vaporizadores personales e inhaladores de vapor electrónicos), que se pueden utilizar como una alternativa a los productos para fumar convencionales, como cigarrillos que se encienden por un extremo, cigarros y pipas, es cada vez más extendido y popular. Los cigarrillos electrónicos que se utilizan más frecuentemente suelen estar alimentados por batería y requieren un elemento de calentamiento de resistencia para calentar y atomizar un líquido que contiene nicotina, a fin de producir un aerosol que contiene nicotina (a menudo llamado vapor) que el usuario puede inhalar. El aerosol se inhala a través de una boquilla para suministrar nicotina a los pulmones y el aerosol que exhala el usuario en general se asemeja al humo de un producto para fumar convencional. Si bien la inhalación del aerosol genera una sensación física que es similar a la de fumar de manera convencional, las sustancias químicas nocivas, tal y como dióxido de carbono y alquitrán no se producen o inhalan debido a que no hay combustión.
Los sistemas generadores de aerosol calentados inductivamente en la forma de cigarrillos electrónicos y vaporizadores se describen en los documentos de la técnica anterior US2015245669, WO2015177043 US2015320116 y GB2504732, en donde el documento US2015245669 describe un cartucho y un sistema que comprende las características mencionadas en el preámbulo de las presentes reivindicaciones 1 y 15.
En los cigarrillos electrónicos convencionales descritos anteriormente, el líquido se vierte en el elemento de calentamiento por resistencia donde se calienta y vaporiza. Sin embargo, pueden surgir problemas con el uso continuo del cigarrillo electrónico, ya que los depósitos se forman en la superficie del elemento de calentamiento por resistencia debido a la combustión localizada del líquido. Esto puede reducir la eficiencia del elemento de calentamiento por resistencia. Asimismo, cuando los depósitos se calientan posteriormente durante el funcionamiento del cigarrillo electrónico, pueden evaporarse y generar un sabor desagradable y/o gases nocivos. Estos problemas se pueden resolver reemplazando el elemento de calentamiento por resistencia o el cigarrillo electrónico en sí mismo, pero esto implica gastos indeseados e inconvenientes para el usuario.
En la presente descripción se busca solucionar estas dificultades.
Compendio de la descripción
Según un primer aspecto de la presente descripción, se proporciona un cartucho para utilizar con un sistema generador de aerosol, tal y como se define en la reivindicación 1, el cartucho comprende:
un depósito para almacenar un líquido formador de aerosol;
un elemento de calentamiento por inducción; y
un elemento capilar para transportar el líquido formador de aerosol desde el depósito hasta el elemento de calentamiento por inducción, el elemento de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el líquido formador de aerosol transportado para vaporizarlo.
El cartucho proporciona una manera conveniente para el usuario de cargar el líquido formador de aerosol en el inhalador de vapor electrónico, reduciendo así la posibilidad de generar derrames y residuos. El depósito puede ser recargable o no.
El elemento de calentamiento por inducción calienta de manera rápida y eficiente el líquido formador de aerosol transportado en presencia de un campo electromagnético y esto provoca una respuesta de calentamiento rápida. El líquido formador de aerosol transportado por el elemento capilar desde el depósito hasta el elemento de calentamiento por inducción se vaporiza cuando el elemento de calentamiento por inducción calienta el líquido formador de aerosol hasta su punto de ebullición y esto provoca que el elemento capilar transporte más líquido formador de aerosol desde el depósito hasta el elemento de calentamiento por inducción como resultado de la acción capilar.
El cartucho no posee partes móviles y el elemento de calentamiento por inducción no requiere una conexión eléctrica. En realizaciones preferidas, el elemento de calentamiento por inducción puede desecharse con el cartucho. El calentamiento óptimo se logra durante todo el proceso de vaporización del contenido del depósito debido al suministro preciso de energía controlada por microprocesador. Dado que el elemento de calentamiento por inducción se renueva cada vez que se reemplaza el cartucho, el rendimiento no disminuye ni tampoco se degrada el sabor o aroma con el paso del tiempo. Este debe contrastarse, por ejemplo, con los sistemas generadores de aerosol convencionales
descritos anteriormente que emplean un elemento de calentamiento por resistencia. En otras realizaciones, el usuario puede reemplazar fácilmente el elemento de calentamiento por inducción ofreciendo así las ventajas descritas anteriormente. Debido a que el elemento de calentamiento por inducción es un componente de bajo costo, puede reemplazarse a un costo mínimo, a diferencia del elemento de calentamiento por resistencia en los cigarrillos electrónicos convencionales descritos anteriormente.
El elemento capilar se forma a partir de un material de aislamiento eléctrico. De este modo, el elemento capilar no se calienta en presencia de un campo electromagnético. El elemento capilar se forma, de manera deseable, a partir de un material resistente al calor a fin de que pueda resistir las altas temperaturas que alcanza el elemento de calentamiento por inducción durante el funcionamiento del sistema generador de aerosol.
El elemento capilar puede hacer contacto con el elemento de calentamiento por inducción.
El elemento capilar puede estar ubicado junto al elemento de calentamiento por inducción, pero separado de este. El espacio entre el elemento capilar y el elemento de calentamiento por inducción puede variar. El espacio controla la cantidad de líquido formador de aerosol que se almacena en el elemento de calentamiento por inducción y que está disponible para vaporizarse cuando el elemento de calentamiento por inducción se calienta. Por lo tanto, el espacio afecta a, y se puede optimizar para controlar, la cantidad de aerosol generado cuando un usuario inhala durante el funcionamiento del sistema generador de aerosol.
El elemento capilar puede tener un primer extremo en contacto con el líquido formador de aerosol en el depósito y un segundo extremo opuesto dispuesto de manera que transfiere el líquido formador de aerosol transportado al elemento de calentamiento por inducción.
El segundo extremo del elemento capilar puede hacer contacto con el elemento de calentamiento por inducción. En este caso, el segundo extremo del elemento capilar puede moldearse, p. ej., puede incluir una parte de recorte para definir una salida que permita que el líquido transportado se transfiera desde el segundo extremo hasta el elemento de calentamiento por inducción. La forma, p. ej., la profundidad de la parte de recorte, controla la cantidad de líquido formador de aerosol que se almacena en el elemento de calentamiento por inducción y que está disponible para vaporizarse cuando el elemento de calentamiento por inducción se calienta. Por lo tanto, la forma afecta a, y puede optimizarse para controlar, la cantidad de aerosol generado cuando un usuario inhala durante el funcionamiento del sistema generador de aerosol.
El segundo extremo del elemento capilar puede estar ubicado junto al elemento de calentamiento por inducción, pero separado de este. El espacio entre el segundo extremo del elemento capilar y el elemento de calentamiento por inducción puede variar y el espacio controla la cantidad de líquido formador de aerosol que se almacena en el elemento de calentamiento por inducción y que está disponible para vaporizarse cuando el elemento de calentamiento por inducción se calienta. Por lo tanto, el espacio afecta a, y se puede optimizar para controlar, la cantidad de aerosol generado cuando un usuario inhala durante el funcionamiento del sistema generador de aerosol.
El elemento capilar puede comprender un tubo capilar y/o una mecha capilar. La mecha capilar puede comprender una pluralidad de hilos de mechas.
El cartucho puede incluir una pluralidad de dichos elementos capilares para transportar el líquido formador de aerosol desde el depósito hasta el elemento de calentamiento por inducción. El uso de una pluralidad de elementos capilares proporciona una mayor velocidad de transferencia del líquido formador de aerosol al elemento de calentamiento por inducción.
El elemento capilar puede comprender un cuerpo poroso. El cuerpo poroso puede incluir una lana mineral.
El cuerpo poroso puede ser un cuerpo poroso de material sólido. El cuerpo poroso puede incluir un material de cerámica poroso.
El cuerpo poroso puede encapsular al elemento de calentamiento por inducción. Este puede proporcionarse para un mejor calentamiento del líquido formador de aerosol.
El elemento de calentamiento por inducción puede comprender un disco sustancialmente circular. El disco puede tener un grosor que varía de 20 pm a 1,5 mm. El disco puede tener un diámetro que varía de 6 mm a 12 mm.
El elemento de calentamiento por inducción puede comprender aluminio o cualquier material conductivo que se calienta en presencia de un campo electromagnético como resultado de corrientes parásitas inducidas en el elemento de calentamiento por inducción y/o pérdidas de histéresis.
El cartucho puede comprender:
un primer depósito para almacenar un primer líquido formador de aerosol;
un primer elemento de calentamiento por inducción;
un primer elemento capilar para transportar el primer líquido formador de aerosol desde el primer depósito hasta el primer elemento de calentamiento por inducción, estando el primer elemento de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el primer líquido formador de aerosol transportado para vaporizarlo;
un segundo depósito para almacenar un segundo líquido formador de aerosol que difiere del primer líquido formador de aerosol en la composición;
un segundo elemento de calentamiento por inducción; y
un segundo elemento capilar para transportar el segundo líquido formador de aerosol desde el segundo depósito hasta el segundo elemento de calentamiento por inducción, estando el segundo elemento de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el segundo líquido formador de aerosol transportado para vaporizarlo.
El primer y el segundo elemento de calentamiento por inducción pueden disponerse de manera que el sistema generador de aerosol pueda calentarlos a diferentes temperaturas. Por lo tanto, el cartucho puede utilizarse para calentar líquidos formadores de aerosol con diferentes puntos de ebullición proporcionando así un calentamiento óptimo de los líquidos individuales y garantizando que ningún líquido se sobrecaliente. Por ejemplo, el primer líquido formador de aerosol puede ser glicerina vegetal y el primer elemento de calentamiento por inducción puede disponerse de manera que caliente la glicerina vegetal a una temperatura de aproximadamente 290 °C para vaporizarla. El segundo líquido puede ser propilenglicol y el segundo elemento de calentamiento por inducción puede disponerse de manera que caliente el propilenglicol a una temperatura de aproximadamente 189 °C para vaporizarlo.
El primer y el segundo elemento de calentamiento por inducción pueden formarse a partir de diferentes materiales y/o pueden tener diferentes dimensiones. Esto permite que el primer y el segundo elemento de calentamiento por inducción puedan calentarse a diferentes temperaturas cuando están sujetos al mismo campo electromagnético durante el funcionamiento del sistema generador de aerosol.
Las distribuciones anteriores que emplean el primer y el segundo depósito en combinación con el primer y el segundo elemento de calentamiento por inducción correspondientes son convenientes ya que permiten que se genere un aerosol utilizando dos líquidos formadores de aerosol diferentes, con puntos de ebullición diferentes, en un cartucho simple y fácil de usar. El uso de dos líquidos formadores de aerosol es conveniente ya que permite optimizar el sabor y el aroma del aerosol que se obtiene como resultado.
Se ha de comprender que se pueden proporcionar depósitos, elementos de calentamiento por inducción y elementos capilares adicionales, a fin de que más de dos líquidos formadores de aerosol diferentes puedan calentarse a temperaturas diferentes para vaporizarlos y producir de ese modo un aerosol inhalable.
El cartucho comprende un medio de liberación de sabor no líquido y un elemento de calentamiento por inducción adicional dispuesto de manera que pueda calentar el medio de liberación de sabor no líquido. El calor se transfiere del elemento de calentamiento por inducción adicional al medio de liberación de sabor no líquido mediante una o más acciones de conducción, radiación y convección.
El medio de liberación de sabor no líquido puede comprender cualquier material o combinación de materiales que puedan calentarse para liberar un vapor o aerosol inhalable. El medio de liberación de sabor no líquido es un material seco y puede manipularse con facilidad. El medio de liberación de sabor no líquido puede ser tabaco, un material que contiene tabaco o un material que contiene hierbas secas. El medio de liberación de sabor no líquido podría adoptar cualquier forma adecuada, incluidas piezas o gránulos pequeños, o una forma fibrosa. El medio de liberación de sabor no líquido puede impregnarse con un medio formador de vapor, tal y como propilenglicol, glicerol o una combinación de los mismos.
Una distribución “híbrida” de este tipo, en la que se utiliza un líquido formador de aerosol y un medio de liberación de sabor no líquido es muy conveniente ya que permite que la parte principal del aerosol se forme por la vaporización del líquido formador de aerosol mientras que, al mismo tiempo, permite que los compuestos de sabor más complejos se liberen al calentar el medio de liberación de sabor no líquido. El aerosol inhalable resultante tiene un sabor y un aroma que se asemeja lo más cerca posible al sabor y el aroma de un cigarrillo convencional que se enciende por un extremo u otro producto para fumar convencional.
El medio de liberación de sabor no líquido puede adherirse a una superficie del elemento de calentamiento por inducción adicional. Como alternativa, el medio de liberación de sabor no líquido puede llenarse alrededor del elemento de calentamiento por inducción adicional.
El cartucho puede incluir uno o más elementos capilares adicionales para transportar el líquido formador de aerosol desde el depósito hasta el medio de liberación de sabor no líquido. Esta distribución garantiza favorablemente que el líquido formador de aerosol pueda permearse en el medio de liberación de sabor no líquido a una velocidad óptima para evitar que se seque y que posiblemente se queme y/o carbonice durante el proceso de calentamiento.
El elemento capilar o cada uno de los elementos capilares adicionales pueden comprender un tubo capilar y/o una mecha capilar. El elemento capilar o cada uno de los elementos capilares adicionales pueden incluir una o más de las características del elemento capilar indicadas anteriormente.
El cartucho puede comprender una carcasa en la cual puede colocarse el depósito de líquido. La carcasa puede tener una o más entradas de aire a través de las cuales el aire ambiente puede fluir hacia la carcasa y una boquilla que define una salida por la cual el usuario puede inhalar el aerosol.
Según un segundo aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema generador de aerosol tal y como se define en la presente reivindicación 15, que comprende:
un cartucho según el primer aspecto de la presente descripción y un dispositivo de calentamiento por inducción dispuesto de manera que puede calentar inductivamente el(los) elemento(s) de calentamiento por inducción.
El dispositivo de calentamiento por inducción generalmente comprende una bobina de inducción.
El sistema generador de aerosol puede comprender un cuerpo en el cual se aloja el dispositivo de calentamiento por inducción y se puede formar una cavidad en el cuerpo, en la cual puede insertarse el cartucho de manera que se pueda extraer.
El sistema generador de aerosol incluye una cápsula que comprende:
un armazón que contiene un medio de liberación de sabor no líquido;
un elemento de calentamiento por inducción colocado dentro del armazón y dispuesto de manera que caliente el medio de liberación de sabor no líquido;
al menos parte del armazón comprende un material permeable al aire.
La cápsula puede ser como la que se describe en el documento GB 2527597 A.
De nuevo, este es un dispositivo “híbrido” en el que se utiliza un líquido formador de aerosol y un medio de liberación de sabor no líquido, y tiene las mismas ventajas que el dispositivo “híbrido” descrito anteriormente.
Según otro aspecto, que no pertenece a la presente invención, el sistema generador de aerosol puede incluir un elemento de calentamiento por inducción complementario, del cual al menos una parte está expuesta para permitir que la temperatura del elemento de calentamiento por inducción complementario pueda medirse directamente utilizando, por ejemplo, una sonda. Una relación predeterminada entre la temperatura del elemento de calentamiento por inducción complementario y las temperaturas de los elementos de calentamiento por inducción que calientan el(los) líquido(s) formador(es) de aerosol y, opcionalmente, el medio de liberación de sabor no líquido permite que la(s) temperatura(s) de los elementos de calentamiento por inducción puedan determinarse de manera indirecta midiendo la temperatura del elemento de calentamiento por inducción complementario. Esto es conveniente porque la medición directa de las temperaturas de los elementos de calentamiento por inducción que calientan el(los) líquido(s) formador(es) de aerosol transportado(s) y, opcionalmente, el medio de liberación de sabor no líquido es poco práctica en general debido a su tamaño y/o inaccesibilidad.
Según otro aspecto, que no pertenece a la presente invención, se proporciona un sistema generador de aerosol que comprende:
un dispositivo de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente inductivamente al menos un elemento de calentamiento por inducción y, por lo tanto, caliente uno o más líquidos formadores de aerosol y un medio de liberación de sabor no líquido; y
un elemento de calentamiento por inducción complementario dispuesto de manera que el dispositivo de calentamiento por inducción pueda calentarlo;
en donde al menos una parte del elemento de calentamiento por inducción complementario está expuesto para permitir que la temperatura del elemento de calentamiento por inducción complementario pueda medirse de manera directa, y en donde una relación predeterminada entre la temperatura del elemento de calentamiento por inducción complementario y la temperatura de al menos un elemento de calentamiento por inducción permita que la temperatura de al menos un elemento de calentamiento por inducción pueda determinarse de manera indirecta.
Según otro aspecto, que no pertenece a la presente invención, se proporciona un método para determinar la temperatura de al menos un elemento de calentamiento por inducción en un sistema generador de aerosol que comprende un dispositivo de calentamiento por inducción dispuesto de manera que pueda calentar inductivamente al menos un elemento de calentamiento por inducción y, por lo tanto, caliente uno o más de un líquido formador de aerosol y un medio de liberación de sabor no líquido, y un elemento de calentamiento por inducción complementario dispuesto de manera que el dispositivo de calentamiento por inducción pueda calentarlo, estando expuesta al menos una parte del elemento de calentamiento por inducción complementario, el método comprende:
medir directamente la temperatura de la parte expuesta del elemento de calentamiento por inducción complementario y determinar la temperatura del al menos un elemento de calentamiento por inducción en base a una relación predeterminada entre la temperatura del elemento de calentamiento por inducción complementario y la temperatura del al menos un elemento de calentamiento por inducción.
El elemento de calentamiento por inducción complementario preferiblemente tiene un tamaño más pequeño que el elemento o cada uno de los elementos de calentamiento por inducción que calienta el(los) líquido(s) formador(es) de aerosol y/o el medio de liberación de sabor no líquido.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 representa una vista diagramática transversal de un sistema generador de aerosol según la presente descripción;
las Figuras 2a-h representan vistas diagramáticas transversales de diversas realizaciones de un cartucho para utilizar con el sistema generador de aerosol de la Figura 1;
la Figura 3 representa una vista diagramática transversal de un cartucho que tiene una pluralidad de depósitos de líquido;
las Figuras 4a y 4b representan vistas diagramáticas transversales de un cartucho que contiene un líquido formador de aerosol y un medio de liberación de sabor no líquido;
la Figura 5 representa una vista diagramática transversal de un cartucho según la presente descripción, utilizado junto con una cápsula que contiene un medio de liberación de sabor no líquido; y
la Figura 6 representa una vista diagramática que ilustra el uso de un elemento de calentamiento por inducción complementario para medir la temperatura, en donde esta realización no pertenece a la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones
Las realizaciones de la presente descripción se describirán a continuación únicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que las acompañan.
En referencia a la Figura 1 inicialmente, un sistema 10 generador de aerosol comprende un cuerpo 12 alargado generalmente cilíndrico que tiene un extremo 14 proximal y un extremo 16 distal. El sistema 10 generador de aerosol incluye un dispositivo 18 de control, p. ej., en forma de una placa de circuito impreso, y una fuente 20 de energía en forma de una o más baterías que podrían, por ejemplo, recargarse por inducción. El cuerpo 12 incluye una cavidad 22 en el extremo 14 proximal en la cual puede insertarse un cartucho 30 de manera que se pueda extraer.
El cartucho 30, que se muestra como un componente separado en la Figura 2a, tiene una forma generalmente cilíndrica y comprende un depósito 32 para almacenar un líquido 34 formador de aerosol, tal y como propilenglicol, glicerina vegetal o una combinación de los mismos, y un elemento 36 de calentamiento por inducción en forma de un disco de calentamiento por inducción. El elemento 36 de calentamiento por inducción se forma a partir de un material conductivo que se calienta en presencia de un campo electromagnético como resultado de corrientes parásitas inducidas en el elemento 36 de calentamiento por inducción y/o pérdidas de histéresis. El cartucho 30 comprende un elemento 38 capilar para transportar el líquido 34 formador de aerosol desde el depósito 32 hasta el elemento 36 de calentamiento por inducción. El elemento 38 capilar se forma a partir de un material de aislamiento eléctrico no magnético y, por lo tanto, no se calienta en presencia de un campo electromagnético. El cartucho 30 también comprende una carcasa 41 en la cual se forma el depósito de líquido. La carcasa 41 posee una entrada 40 de aire y una salida 42 que define una boquilla 44 a través de la cual el usuario puede inhalar un aerosol.
El sistema 10 generador de aerosol incluye un dispositivo 24 de calentamiento por inducción que comprende una bobina 26 de inducción que puede energizarse mediante la fuente 20 de energía y cuyo funcionamiento puede controlarse mediante el dispositivo 18 de control. Como comprenderán aquellos expertos en la técnica, cuando la bobina 26 de inducción se energiza, se produce un campo electromagnético alternativo y variable con el tiempo, el cual genera corrientes parásitas y/o pérdidas de histéresis en el elemento 36 de calentamiento por inducción provocando su calentamiento. Como resultado, el líquido 34 formador de aerosol transportado al elemento 36 de calentamiento por inducción por el elemento 38 capilar se calienta y el líquido 34 formador de aerosol se vaporiza cuando alcanza su punto de ebullición. Cuando un usuario inhala a través de la boquilla 44, el aire ingresa por la entrada 40 de aire y fluye por un pasaje 46 definido en la carcasa 41. El líquido formador de aerosol vaporizado es atrapado en el aire que fluye por el pasaje 46 y se enfría para formar un aerosol antes de salir por la boquilla 44 e ingresar en la boca del usuario. A medida que se vaporiza el líquido 34 transportado desde el depósito 32 hasta el elemento 36 de calentamiento por inducción durante el funcionamiento del sistema 10 generador de aerosol, se comprenderá que el líquido 34 formador de aerosol adicional se transporta mediante el elemento 38 capilar desde el depósito 32 hasta el elemento 36 de calentamiento por inducción como resultado de la acción capilar.
En el cartucho 30 que se ilustra en las Figuras 1 y 2a, el elemento 38 capilar comprende un tubo 50 capilar que tiene un primer extremo 52 en contacto con el líquido 34 formador de aerosol en el depósito 32 y un segundo extremo 54 opuesto que está dispuesto de manera que pueda transferir el líquido 34 transportado al elemento 36 de calentamiento por inducción. En algunas realizaciones, tal y como se muestra en la Figura 2b, se proporciona una pluralidad de tubos 50 capilares para transportar el líquido 34 formador de aerosol.
En la realización que se muestra en la Figura 2c, el segundo extremo 54 del tubo 50 capilar está separado de la superficie del elemento 36 de calentamiento por inducción. El espacio determina la cantidad de líquido 34 formador de aerosol que se almacena en la superficie del elemento 36 de calentamiento por inducción y el espacio puede variar. En términos generales, a medida que el espacio aumenta entre el segundo extremo 54 del tubo 50 capilar y la superficie del elemento 36 de calentamiento por inducción, la cantidad de líquido 34 formador de aerosol almacenado en el elemento 36 de calentamiento por inducción también aumenta. A medida que aumenta la cantidad de líquido 34 formador de aerosol almacenado, también aumenta la cantidad de aerosol generado cuando un usuario inhala por la boquilla 44 durante el funcionamiento del sistema 10 generador de aerosol.
En la realización que se muestra en la Figura 2d, el segundo extremo 54 del tubo 50 capilar está dispuesto de manera que esté en contacto con la superficie del elemento 36 de calentamiento por inducción y está moldeado o configurado para permitir la transferencia del líquido 34 transportado desde el segundo extremo 54 hasta el elemento 36 de calentamiento por inducción de modo que pueda vaporizarse. Más específicamente, en la Figura 2d se verá que el segundo extremo 54 incluye una parte 56 de recorte que define una salida para permitir que el líquido 34 transportado se transfiera hacia la superficie del elemento 36 de calentamiento por inducción. En la Figura 2d se notará que la profundidad de la parte 56 de recorte controla la cantidad 34 de líquido almacenado en la superficie del elemento 36 de calentamiento por inducción, y en particular que el nivel superficial del líquido 34 almacenado corresponde a la profundidad de la parte 56 de corte.
En la realización que se muestra en la Figura 2e, el elemento 38 capilar comprende una mecha 58 capilar que comprende una pluralidad de hilos de un material de mecha apropiado.
En la realización que se muestra en la Figura 2f, el elemento 38 capilar comprende un cuerpo 60 poroso; por ejemplo, lana mineral. En esta realización, se verá que el elemento 36 de calentamiento por inducción está encapsulado por el cuerpo 60 poroso de modo que las superficies superior e inferior del elemento 36 de calentamiento por inducción están en contacto con el cuerpo 60 poroso y, por lo tanto, con el líquido 34 formador de aerosol transportado.
En la realización de las Figuras 2g y 2h, el elemento 38 capilar comprende un cuerpo 62 poroso de material cerámico u otro material sólido apropiado. En el cartucho 30 de la Figura 2g, una superficie superior del elemento 36 de calentamiento por inducción está en contacto directo con el cuerpo 62 poroso y, por lo tanto, con el líquido 34 formador de aerosol transportado. En el cartucho de la Figura 2h, el elemento 36 de calentamiento por inducción está encapsulado por el cuerpo 62 poroso de modo que las superficies superior e inferior del elemento 36 de calentamiento por inducción están en contacto con el cuerpo 60 poroso y, por lo tanto, con el líquido 34 formador de aerosol transportado. A fin de facilitar el flujo de líquido y vapor a través del cuerpo 62 poroso, el elemento 36 de calentamiento por inducción puede incluir una o más aperturas o perforaciones tal y como se ve en la Figura 2h (p. ej., puede tener forma de disco perforado).
En referencia ahora a la Figura 3, se muestra un cartucho 70 que comprende un primer depósito 32a con forma de anillo y un segundo depósito 32b cilíndrico para almacenar respectivamente el primer y el segundo líquido 34a, 34b formador de aerosol. El cartucho 70 incluye el primer y el segundo elemento 36a, 36b de calentamiento por inducción relacionados con el primer y el segundo depósito 32a, 32b, y una pluralidad de primeros elementos 38a capilares y un segundo elemento 38b capilar para transportar respectivamente el primer y el segundo líquido 34a, 34b formador de aerosol desde el primer y el segundo depósito 32a, 32b hasta el primer y el segundo elemento 36a, 36b de calentamiento por inducción correspondiente, de modo que el primer y segundo elemento 36a, 36b de calentamiento por inducción puedan vaporizar el primer y segundo líquido formador de aerosol transportados.
El primer y el segundo líquido 34a, 34b formador de aerosol almacenados en el primer y el segundo depósito 32a, 32b difieren entre sí y tienen puntos de ebullición diferentes. En una realización, el primer líquido 34a formador de aerosol es una glicerina vegetal y tiene un punto de ebullición de aproximadamente 290 °C, mientras que el segundo líquido 34b formador de aerosol es un propilenglicol y tiene un punto de ebullición más bajo, de aproximadamente 189 °C.
51 bien la Figura 3 es una ilustración diagramática, se apreciará fácilmente que el primer y el segundo elemento 36a, 36b de calentamiento por inducción tienen tamaños diferentes y en particular que el primer elemento 36a de calentamiento por inducción, que generalmente tiene forma de anillo, posee un diámetro exterior más grande que el del segundo elemento 36b de calentamiento por inducción, el cual tiene forma de disco y que el primer elemento 36a de calentamiento por inducción está colocado más cerca de la bobina 26 de inducción cuando el cartucho 70 se inserta dentro de la cavidad 22 en el cuerpo 12 del sistema 10 generador de aerosol que se muestra en la Figura 1. Como consecuencia, el acoplamiento electromagnético entre el primer elemento 36a de calentamiento por inducción y la bobina 26 de inducción es mayor que el acoplamiento electromagnético entre el segundo elemento 36b de calentamiento por inducción y la bobina 26 de inducción. El resultado de esto es que el mismo campo electromagnético calienta el primer elemento 36a de calentamiento por inducción a una temperatura más alta que el segundo elemento
36b de calentamiento por inducción. Al configurar y colocar correctamente el primer y el segundo elemento 36a, 36b de calentamiento por inducción, se comprenderá pues que estos pueden calentarse a temperaturas diferentes que están optimizadas para calentar y vaporizar el primer y el segundo líquido 34a, 34b formador de aerosol diferentes. Si bien la glicerina vegetal y el propilenglicol se proporcionaron como ejemplos del primer y segundo líquido 34a, 34b formador de aerosol, la persona experta en la técnica comprenderá fácilmente que se pueden utilizar otros líquidos formadores de aerosol.
Las figuras 4a y 4b ilustran cartuchos 72 “híbridos” que utilizan un medio 74 de liberación de sabor no líquido en combinación con un líquido 34 formador de aerosol, por ejemplo, del tipo que ya se ha descrito. El medio 74 de liberación de sabor no líquido normalmente comprende material que contiene tabaco, pero se pueden utilizar otros medios de liberación de sabor no líquidos tal y como se ha descrito anteriormente en la presente memoria descriptiva. El medio 74 de liberación de sabor no líquido suele impregnarse con un medio formador de vapor, como propilenglicol, glicerol o una combinación de ambos, y cuando se calienta a una temperatura en el rango de temperatura operativa produce un vapor inhalable.
Los cartuchos 72 que se ilustran en las Figuras 4a y 4b funcionan utilizando el mismo principio que el cartucho 70 descrito anteriormente con referencia a la Figura 3 de calentar el primer y segundo elemento 36a, 36b de calentamiento por inducción a diferentes temperaturas.
Con mayor detalle y con referencia a la Figura 4a inicialmente, el líquido 34 formador de aerosol se transporta desde el depósito 32 hasta un primer elemento 36a de calentamiento por inducción por medio de una pluralidad de elementos 38 capilares. El líquido 34 formador de aerosol transportado se vaporiza en el uso cuando entra en contacto con la superficie del primer elemento 36a de calentamiento por inducción durante el funcionamiento del sistema 10 generador de aerosol. El medio 74 de liberación de sabor no líquido se adhiere a la superficie de un segundo elemento 36b de calentamiento por inducción. Tal y como se ha descrito anteriormente en relación con la Figura 3, durante el funcionamiento del sistema 10 generador de aerosol, el segundo elemento 36b de calentamiento por inducción se calienta a una temperatura más baja que el primer elemento 36a de calentamiento por inducción y, por lo tanto, el medio 74 de liberación de sabor no líquido se calienta a una temperatura óptima para generar un sabor y aroma adecuados sin quemar o carbonizar el medio 74 de liberación de sabor no líquido. A medida que el usuario inhala por la boquilla 44, se comprenderá que el vapor que se genera al calentar el líquido 34 formador de aerosol y los compuestos de sabor que se generan al calentar el medio 74 de liberación de sabor no líquido se combinan para formar un aerosol que tiene un sabor y aroma óptimos, y que en particular se asemeja lo más cerca posible al sabor y al aroma de un cigarrillo convencional que se enciende por un extremo.
La realización de la Figura 4b es similar a la de la Figura 4a, excepto que el medio 74 de liberación de sabor no líquido se carga alrededor del segundo elemento 36b de calentamiento por inducción en lugar de adherirse a su superficie. En esta realización, se notará que hay dos entradas 40 de aire en la carcasa 41 y que las entradas 40 de aire están ubicadas a un extremo distal de la carcasa 41 a fin de optimizar el flujo de aire a través del medio 74 de liberación de sabor no líquido.
Se notará que los cartuchos 72 que se ilustran en las Figuras 4a y 4b comprenden un elemento 76 capilar para transportar el líquido 34 formador de aerosol desde el depósito 32 hasta el medio 74 de liberación de sabor no líquido. Esto garantiza que el medio 74 de liberación de sabor no líquido no se seque por completo mientras se calienta, reduciendo así la posibilidad de que se queme y/o carbonice, y optimizando el sabor y el aroma que se libera durante el proceso de calentamiento.
Como alternativa para incorporar un medio de liberación de sabor no líquido en el cartucho 72 en sí, tal y como se muestra en las Figuras 4a y 4b, se puede utilizar cualquiera de los cartuchos 30, 70 que se ilustran en las Figuras 2 y 3 junto con una cápsula 80 tal y como se muestra en la Figura 5 que contiene un medio 84 de liberación de sabor no líquido. La cápsula 80 es totalmente independiente y está separada por completo del cartucho 30. La cápsula 80 comprende un armazón 82 que contiene un medio 84 de liberación de sabor no líquido del tipo ya descrito. Uno o más elementos 86 de calentamiento por inducción están dispuestos dentro del armazón 82 de manera que pueden calentar el medio 84 de liberación de sabor no líquido durante el funcionamiento del sistema 10 generador de aerosol. Al menos una parte del armazón 82 comprende un material permeable al aire para que el aire pueda fluir por el armazón 82. A medida que el usuario inhala por la boquilla 44, se comprenderá que el vapor que se genera al calentar el líquido 34 formador de aerosol y los compuestos de sabor que se generan al calentar el medio 84 de liberación de sabor no líquido se combinan para formar un aerosol que tiene un sabor y aroma óptimos, y que en particular se asemeja lo más cerca posible al sabor y al aroma de un cigarrillo convencional que se enciende por un extremo. Se ha descrito una cápsula 80 adecuada en la solicitud de patente anterior número Gb 2527597 A del solicitante.
La Figura 6 es una vista ampliada de la cápsula 80 que se muestra en la Figura 5 y una bobina 26 de inducción asociada de un sistema 10 generador de aerosol. El sistema 10 generador de aerosol emplea un elemento 90 de calentamiento por inducción complementario del cual al menos una parte está expuesta o es de fácil acceso para medir de forma directa la temperatura del elemento 90 de calentamiento por inducción complementario utilizando, por ejemplo, una sonda de temperatura (no se muestra). Una relación predeterminada entre la temperatura del elemento 90 de calentamiento por inducción complementario y la temperatura de los elementos 86 de calentamiento por inducción dentro de la cápsula 80 permite medir de manera indirecta la temperatura de los elementos 86 de
calentamiento por inducción al medir simplemente la temperatura del elemento 90 de calentamiento por inducción complementario.
Si bien el uso de un elemento 90 de calentamiento por inducción complementario se ha descrito solo en relación con una cápsula 80, se comprenderá que el elemento 90 de calentamiento por inducción complementario se puede utilizar en combinación con cualquiera de los cartuchos 30, 70 que se ilustran en las Figuras 1 a 4 para permitir que la temperatura de los elementos 36 de calentamiento por inducción se mida de manera indirecta en base a una relación predeterminada entre la temperatura del elemento 90 de calentamiento por inducción complementario y la temperatura de los elementos 36 de calentamiento por inducción.
Si bien se han descrito realizaciones ejemplares en los párrafos anteriores, debería comprenderse que es posible realizar distintas modificaciones en esas realizaciones sin desviarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por este motivo, el ámbito y alcance de las reivindicaciones no debería limitarse a las realizaciones ejemplares descritas anteriormente.
Claims (15)
1. Un cartucho para utilizar con un sistema (10) generador de aerosol; el cartucho comprende:
un depósito (32) para almacenar un líquido (34) formador de aerosol;
un elemento (36a) de calentamiento por inducción; y
un elemento (38) capilar para transportar el líquido (34) formador de aerosol desde el depósito (32) hasta el elemento (36a) de calentamiento por inducción, estando el elemento (36a) de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el líquido formador de aerosol transportado para vaporizarlo;
caracterizado por que
el cartucho comprende además un medio (74) de liberación de sabor no líquido y un elemento (36b) de calentamiento por inducción adicional dispuesto de manera que caliente el medio (74) de liberación de sabor no líquido.
2. Un cartucho según la reivindicación 1, en donde el elemento (38) capilar tiene un primer extremo en contacto con el líquido (34) formador de aerosol en el depósito (32) y un segundo extremo opuesto dispuesto para transferir el líquido formador de aerosol transportado al elemento (36a) de calentamiento por inducción.
3. El cartucho según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el cartucho incluye una pluralidad de dichos elementos (38) capilares para transportar el líquido formador de aerosol desde el depósito (32) hasta el elemento (36a) de calentamiento por inducción.
4. Un cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cartucho comprende:
un primer depósito (32a) para almacenar un primer líquido (34a) formador de aerosol;
un primer elemento (36a) de calentamiento por inducción;
un primer elemento (38a) capilar para transportar el primer líquido (34a) formador de aerosol desde el primer depósito (32a) hasta el primer elemento (36a) de calentamiento por inducción, estando el primer elemento (36a) de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el primer líquido (34a) formador de aerosol para vaporizarlo;
un segundo depósito (32b) para almacenar un segundo líquido (34b) formador de aerosol que difiere del primer líquido (34a) formador de aerosol en la composición;
un segundo elemento (36b) de calentamiento por inducción; y
un segundo elemento (38b) capilar para transportar el segundo líquido (34b) formador de aerosol desde el segundo depósito (32b) hasta el segundo elemento (36b) de calentamiento por inducción, estando el segundo elemento (36b) de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el segundo líquido (34b) formador de aerosol transportado para vaporizarlo.
5. Un cartucho según la reivindicación 4, en donde el primer y el segundo elemento (36a, 36b) de calentamiento por inducción están dispuestos de manera que el sistema (10) generador de aerosol pueda calentarlos a diferentes temperaturas.
6. Un cartucho según la reivindicación 5, en donde el primer y el segundo elemento (36a, 36b) de calentamiento por inducción están compuestos por un material diferente y/o tienen tamaños diferentes.
7. Un cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el medio (74) de liberación de sabor no líquido se adhiere a una superficie del elemento (36b) de calentamiento por inducción adicional.
8. Un cartucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el medio (74) de liberación de sabor no líquido se carga alrededor del elemento (36b) de calentamiento por inducción adicional.
9. Un cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cartucho incluye uno o más elementos (76) capilares adicionales para transportar el líquido (34) formador de aerosol desde el depósito hasta el medio (74) de liberación de sabor no líquido.
10. Un cartucho según la reivindicación 9, en donde se selecciona el elemento (76) capilar o cada uno de los elementos capilares adicionales del grupo que consiste en un tubo capilar y una mecha capilar.
11. Un cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cartucho comprende una carcasa en la que se encuentra el depósito (32) de líquido, la carcasa posee una o más entradas (40) de aire por las cuales el aire ambiente puede fluir hacia la carcasa y una boquilla (44) que define una salida (42) por la cual se puede inhalar un aerosol.
12. Un sistema (10) generador de aerosol que comprende:
un cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y un dispositivo (24) de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente inductivamente el(los) elemento(s) de calentamiento por inducción.
13. Un sistema generador de aerosol según la reivindicación 12, en donde el dispositivo (24) de calentamiento por inducción comprende una bobina (26) de inducción.
14. Un sistema generador de aerosol según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en donde el sistema (10) generador de aerosol comprende un cuerpo en el cual se aloja el dispositivo (24) de calentamiento por inducción y una cavidad (22) formada en el cuerpo, en la cual se inserta el cartucho de manera que se pueda extraer.
15. Un sistema (10) generador de aerosol que comprende:
un cartucho que comprende:
un depósito (32) para almacenar un líquido (34) formador de aerosol;
un primer elemento (36) de calentamiento por inducción; y
un elemento (38) capilar para transportar el líquido (34) formador de aerosol desde el depósito (32) hasta el primer elemento (36) de calentamiento por inducción, estando el primer elemento (36) de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente el líquido formador de aerosol transportado para vaporizarlo;
caracterizado por que
el sistema (10) generador de aerosol incluye además
una cápsula (80) que comprende:
un armazón (82) que contiene un medio (84) de liberación de sabor no líquido;
un segundo elemento (86) de calentamiento por inducción dispuesto dentro del armazón (82) de manera que caliente el medio (84) de liberación de sabor no líquido;
al menos parte del armazón (82) comprende un material permeable al aire;
y en donde el sistema (10) generador de aerosol comprende además un dispositivo (24) de calentamiento por inducción dispuesto de manera que caliente inductivamente el primer y el segundo elemento (36, 38) de calentamiento por inducción.
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