MX2014006829A - Un dispositivo de generacion de aeorosol con flujo de aire que se puede ajustar. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema de generación de aerosol (101) para calentar un sustrato de formación de aerosol. El sistema de generación de aerosol comprende un dispositivo de generación de aerosol (105) y un cartucho (103). El sistema de generación de aerosol comprende un vaporizador para calentar el sustrato de formación de aerosol para formar un aerosol, por lo menos una entrada de aire (123) y por lo menos una salida de aire (125). La entrada de aire (123) y la salida de aire (125) están dispuestas de manera que definen una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire. El sistema de generación de aerosol comprende adicionalmente medios de control de flujo para ajustar el tamaño de por lo menos una entrada de aire (123) de manera que se controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

Description

UN DISPOSITIVO DE GENERACIÓN DE AEROSOL CON FLUJO DE AIRE QUE SE PUEDE AJUSTAR Campo de la Invención La presente invención se refiere a un dispositivo de generación de aerosol para calentar un sustrato de formación de aerosol. Particularmente, aunque no de manera exclusiva, la presente invención se refiere a un dispositivo de generación de aerosol operado en forma eléctrica para calentar un sustrato de formación de aerosol líquido.

Antecedentes de la Invención El documento WO-A-2009/132793 describe un sistema de humo calentado en forma eléctrica. Un líquido es almacenado en una porción de almacenamiento de líquido, y una mecha capilar tiene un primer extremo, el cual se extiende en la porción de almacenamiento de líquido para hacer contacto con el líquido en el mismo, y un segundo extremo el cual se extiende de la porción de almacenamiento líquido. Un elemento de calentamiento calienta el segundo extremo de la mecha capilar. El elemento de calentamiento está en la forma de un elemento de calentamiento eléctrico enrollado en forma de espiral en conexión eléctrica con un suministro de energía, y rodea el segundo extremo de la mecha capilar. Durante el uso, el elemento de calentamiento puede ser activado por el usuario para arrancar la fuente de potencia. La succión del usuario en la boquilla provoca que el aire sea jalado en el sistema de humo calentado en forma eléctrica sobre la mecha capilar y calienta el elemento y de forma subsiguiente el interior de la boca del usuario.

Breve Descripción de la Invención Es un objeto de la presente invención mejorar la generación de aerosol en un dispositivo o sistema de generación de aerosol.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de generación de aerosol que comprende un dispositivo de generación de aerosol en cooperación con un cartucho, el sistema comprende: un vaporizador para calentar un sustrato que forma un aerosol; por lo menos una entrada de aire; por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire siendo dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; y el medio de control de flujo para ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

El sistema de generación de aerosol comprende el dispositivo y cartucho de generación de aerosol, que está dispuesto para calentar el sustrato de formación de aerosol para formar el aerosol. El cartucho o dispositivo de generación de aerosol puede incluir el sustrato de formación de aerosol o puede adaptarse para recibir el sustrato de formación de aerosol. Como saben aquellos expertos en la materia, un aerosol es una suspensión de partículas sólidas o gotas líquidas en un gas, tal como el aire. El sistema de generación de aerosol puede comprender adicionalmente una cámara de formación de aerosol en una ruta de flujo de aire entre la por lo menos una entrada de aire y la por lo menos una salida de aire. La cámara de formación de aerosol puede ayudar o facilitar la generación del aerosol.

El medio de control de flujo permite la caída de presión en la entrada de aire a ser ajustada. Esto afecta la velocidad del flujo de aire a través de un dispositivo y cartucho de generación de aerosol. La velocidad de flujo de aire afecta el tamaño de gota medio y la distribución del tamaño de gota en el aerosol, lo cual, a su vez afecta la experiencia para el usuario. Por lo tanto, el medio de control de flujo es ventajoso por un número de razones. En primer lugar, el medio de control de flujo permite la resistencia a extraer (es decir, la caída de presión en la entrada de aire) que sea ajustada, por ejemplo, de acuerdo con la preferencia del usuario. En segundo lugar, para un sustrato de formación de aerosol determinado, el medio de control de flujo permite que se produzca un rango de tamaños de gota de aerosol medio. El medio de control de flujo puede ser operado por un usuario para crear un aerosol que tiene características de tamaño de gota, las cuales se adaptan a las preferencias del usuario. En tercer lugar, el medio de control de flujo permite que se produzca un tamaño de gota de aerosol medio deseado particular de los sustratos que forman el aerosol. Por lo tanto, el medio de control de flujo permite que el dispositivo de generación de aerosol y el cartucho sean compatibles con una variedad de sustratos de formación de aerosol diferentes.

Además, la velocidad de flujo de aire también puede afectar cuánta condensación se forma dentro del dispositivo y cartucho de generación de aerosol, particularmente dentro de la cámara de formación de aerosol. La condensación puede afectar de manera inversa la fuga de líquido del dispositivo y cartucho de generación de aerosol. Por lo tanto, una ventaja adicional del medio de control de flujo es que puede ser utilizado para reducir la fuga de líquido. La distribución y media de tamaño de gota en el aerosol también puede afectar la apariencia de cualquier humo. Así que, en cuarto lugar, se puede utilizar el medio de control de flujo para ajustar la apariencia de cualquier humo del dispositivo y cartucho de generación de aerosol, por ejemplo, de acuerdo con las preferencias del usuario o de acuerdo con el ambiente particular en el cual está siendo utilizado el sistema de generación de aerosol.

Preferentemente, el medio de control de flujo puede ser operado por el usuario. Por lo tanto, el usuario puede seleccionar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

Esto tiene como resultado la afectación del tamaño de gota medio y la distribución del tamaño de gota. El aerosol deseado puede ser seleccionado por el usuario para un sustrato de formación de aerosol o para una selección de sustratos que forman el aerosol útiles en el dispositivo y cartucho de generación de aerosol. De manera alternativa, el medio de control de flujo puede ser operado por un fabricante para seleccionar un tamaño deseado para la por lo menos una entrada de aire.

En una modalidad preferida, el medio de control de flujo comprende: un primer elemento y un segundo elemento, el primer y segundo elementos cooperando para definir la por lo menos una entrada de aire, en donde el primer y segundo elementos están dispuestos para moverse en relación uno con el otro de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

Preferentemente, los dos elementos son similares a una hoja. Los elementos similares a hoja pueden ser planos o curvos. Preferentemente, los dos elementos planos se mueven uno en relación con el otro deslizándose uno sobre el otro. De manera alternativa, los dos elementos planos pueden moverse en relación uno con el otro a lo largo de una rosca, por ejemplo, un tornillo roscado.

Preferentemente, el dispositivo de generación de aerosol comprende uno del primer elemento y el segundo elemento y el cartucho comprende al otro del primer elemento y el segundo elemento. El dispositivo y cartucho de generación de aerosol pueden comprender cada uno un alojamiento. Preferentemente, el primer elemento y el segundo elemento forman parte del alojamiento de cada uno del dispositivo y el cartucho. El cartucho puede comprender una boquilla. El alojamiento puede comprender cualquier material adecuado o combinación de materiales. Los ejemplos de los materiales adecuados incluyen metales, aleaciones, plásticos o materiales compuestos que contienen uno o más de estos materiales, o los materiales termoplásticos que son adecuados para aplicaciones de alimentos o farmacéuticos, por ejemplo, polipropileno, polieteretercetona (PEEK) y polietileno. Preferentemente, el material es ligero y no brillante.

El primer elemento puede incluir una abertura. El segundo elemento puede incluir una abertura. Preferentemente, el primer elemento comprende la por lo menos una abertura y el segundo elemento comprende por lo menos una segunda abertura; la primera y segunda aberturas juntas forman la por lo menos una entrada; y en donde el primer y el segundo elementos están dispuestos para moverse en relación una con la otra para variar el alcance de traslape de la primera abertura y la segunda abertura de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

Si existe muy poco traslape entre la primera abertura y la segunda abertura, la entrada de aire resultante tendrá un área de sección transversal pequeña. Si existe una cantidad muy grande de traslape entre la primera abertura y la segunda abertura, la entrada de aire resultante tendrá un área de sección transversal grande. La primera abertura puede tener cualquier forma adecuada. La segunda abertura puede tener cualquier forma adecuada. Las formas de la primera abertura y la segunda abertura pueden ser las mismas o diferentes. Se puede proporcionar cualquier número de aberturas en el primer elemento y en el segundo elemento. El número de aberturas sobre el primer elemento puede ser diferente del número de aberturas en el segundo elemento. De manera alternativa, el número de aberturas sobre el primer elemento puede ser el mismo que el número de aberturas en el segundo elemento. En ese caso, cada abertura sobre el primer elemento puede alinearse con una abertura respectiva sobre el segundo elemento para formar una entrada de aire. Por lo tanto, el número de entradas de aire puede ser el mismo que el número de aberturas en cada un del primer y segundo elementos. Las entradas de aire adicionales pueden proporcionarse una segunda área en sección transversal fija, las cuales no pueden ajustarse por los medios de control de flujo.

En una modalidad, el primer elemento y el segundo elemento son móviles en forma giratoria en relación uno con el otro. En una modalidad, el primer elemento y el segundo elemento son móviles en forma lineal en relación uno con el otro. En una modalidad, el primer elemento y el segundo elemento giran en relación uno con el otro, con el objeto de variar el tamaño de por lo menos una entrada de aire; no se involucra el movimiento lineal. En otra modalidad, el primer elemento y el segundo elemento se mueven en forma lineal en relación uno con el otro, con el objeto de variar el tamaño de por lo menos una entrada de aire; no existe rotación. Sin embargo, en otra modalidad, el primer elemento y el segundo elemento giran y se mueven linealmente en relación uno con el otro, por ejemplo, mediante un tornillo de rosca. Por ejemplo, si el primer y el segundo elementos forman parte de los alojamientos del dispositivo y cartucho de generación de aerosol, el primer y segundo elementos pueden conectarse mediante un tornillo de rosca para ensamblar el sistema de generación de aerosol. El tornillo de rosca también puede permitir que el primer y segundo elementos se muevan uno en relación con el otro, proporcionando de esta manera las medios de control de flujo.

Preferentemente, el cartucho incluye el primer elemento y el dispositivo de generación de aerosol incluye al segundo elemento. En una modalidad preferida, el cartucho comprende un alojamiento que tiene una primera manga que comprende el primer elemento e incluye por lo menos una abertura y el dispositivo de generación de aerosol comprende un alojamiento que tiene una segunda manga que comprende al segundo elemento y que incluye la por lo menos una segunda abertura, en donde la por lo menos una primera abertura y la por lo menos una segunda abertura juntas forman la por lo menos una entrada de aire, y en donde la primera manga y la segunda manga son giratorias en relación una con la otra para variar el alcance de traslape de la primera abertura y la segunda abertura, de manera que varían el área de sección transversal de la entrada de aire. Una de la primera manga y la segunda manga puede ser una manga exterior, y la otra de la primera manga y la segunda manga pueden ser una manga interior.

El medio de control de flujo es para ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire. Esto permite que la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire varíe. Adicionalmente, la por lo menos una salida de aire puede ajustarse en tamaño. Esto puede permitir que la resistencia a la extracción sea variada, por ejemplo, de acuerdo con la preferencia del usuario.

La por lo menos una entrada de aire puede formar parte del cartucho o parte del dispositivo de generación de aerosol. Si existe más de una entrada de aire, una o más de las entradas de aire puede formar parte del cartucho y una o más de las otras entradas de aire puede formar parte del dispositivo de generación de aerosol. El medio de control de flujo puede formar parte del cartucho o el dispositivo. De manera alternativa, el medio de control de flujo puede formarse por la cooperación entre parte del cartucho y parte del dispositivo. Si el medio de control de flujo comprende un primer elemento y un segundo elemento, tanto el primer como el segundo elementos pueden estar contenidos en el cartucho, o tanto el primer y el segundo elementos pueden estar contenidos en el dispositivo, o uno del primer y el segundo elementos pueden estar contenidos en el cartucho y el otro del primer y segundo elementos pueden estar contenidos en el dispositivo.

Si el primer y el segundo elementos comprenden mangas exterior e3 interior, la manga exterior y la manga interior pueden formar parte del dispositivo, o la manga exterior y la manga interior pueden formar parte del cartucho, o una de la manga exterior y la manga interior pueden formar parte del dispositivo y el otro de la manga exterior y la manga interior pueden formar parte del cartucho.

El sustrato de formación de aerosol tiene la capacidad de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Los compuestos volátiles pueden ser liberados por el calentamiento del aerosol de formación de sustrato o puede ser liberado por una reacción química o por un estímulo mecánico. El sustrato de formación de aerosol puede contener nicotina. El sustrato de formación de aerosol puede ser un sustrato que forma aerosol sólido. El sustrato de formación de aerosol, comprende preferentemente un material que contiene tabaco, un material que contiene compuestos de sabor a tabaco volátiles, los cuales son liberados del sustrato al calentarse. El sustrato de formación de aerosol puede comprender un material que no es tabaco. El sustrato que forma aerosol puede comprender un material que contiene tabaco y un material que no contiene tabaco. Preferentemente, el sustrato de formación de aerosol comprende adicionalmente un formador de aerosol. Los ejemplos de los formadores de aerosol adecuados son glicerina y propilénglicol.

Sin embargo, en una modalidad preferida, el sustrato de formación de aerosol es un sustrato que forma aerosol líquido. El sustrato que forma aerosol líquido, preferentemente tiene propiedades físicas, por ejemplo, el punto de ebullición y presión de vapor, adecuadas para el uso en un dispositivo y cartucho de generación de aerosol. Si el punto de ebullición es demasiado alto, puede no se posible calentar el líquido, aunque, si el punto de ebullición es demasiado bajo, el líquido puede calentarse demasiado fácilmente. El líquido preferentemente un material que comprende tabaco, un material que contiene compuestos de sabor a tabaco volátiles, los cuales son liberados del líquido al calentarse. De manera alternativa o adicional, el líquido puede comprender un material que no es de tabaco. El líquido puede incluir soluciones acuosa, solventes no acuosos tales como etanol, extractos de plantas, nicotina, sabores naturales o artificiales o cualquier combinación de éstos. Preferentemente, el líquido comprende adicionalmente un formador de aerosol que facilita la formación de un aerosol denso y estable. Los ejemplos de los formadores de aerosol adecuados son glicerina y propilénglicol.

Si el sustrato de formación de aerosol es un sustrato líquido, el sistema de generación de aerosol puede comprender adicionalmente una porción de almacenamiento para almacenar el sustrato de formación de aerosol líquido. Preferentemente, la porción de almacenamiento líquida es provista en el cartucho. Una ventaja de proporcionar una porción de almacenamiento es que el líquido en la porción de almacenamiento líquido es protegido del aire ambiente (debido a que el aire, generalmente no puede ingresar a la porción de almacenamiento líquida), y en algunas modalidades, la luz de manera que se reduce de manera significativa el riesgo de degradación del líquido. Además, se puede mantener un nivel alto de higiene. La porción de almacenamiento de líquido es posible que pueda llenarse nuevamente. Por lo tanto, cuando el líquido en la porción de almacenamiento líquida se ha utilizado, el sistema o cartucho de generación de aerosol es reemplazada. De manera alternativa, la porción de almacenamiento de líquido puede llenarse nuevamente. En ese caso, el sistema o cartucho de generación de aerosol puede ser reemplazada después de un número determinado de nuevos llenados de la porción de almacenamiento de líquido. Preferentemente, la porción de almacenamiento de líquido está dispuesta para contener el líquido de un número previamente determinados de bocanadas.

El sustrato de formación de aerosol puede, alternativamente, ser de cualquier otra clase de sustrato, por ejemplo, un sustrato de gas, un sustrato de gel, o cualesquiera combinaciones de los diversos tipos de sustratos.

Si el sustrato de formación de aerosol es un sustrato de formación de aerosol líquido, el vaporizador del sistema de generación de aerosol puede comprender una mecha capilar para transportar el sustrato de formación de aerosol líquido mediante una acción capilar. La mecha capilar puede ser provista en el dispositivo de generación de aerosol o en el cartucho, aunque preferentemente, la mecha capilar es provista en el cartucho. Preferentemente, la mecha capilar está dispuesta para estar en contacto con el líquido en la porción de almacenamiento de líquido. Preferentemente, la mecha capilar se extiende en la porción de almacenamiento de líquido. En ese caso, durante el uso, el líquido es transferido desde la porción de almacenamiento de líquido, mediante la acción capilar en la mecha capilar. En una modalidad, el líquido en un extremo de la mecha capilar es vaporizado por el calentador para formar un vapor súper saturado. El vapor súper saturado es mezclado y portado en el flujo de aire. Durante el flujo, el vapor se condensa para formar el aerosol y el aerosol es llevado hacia la boca de un usuario. El sustrato de formación de aerosol líquido tiene las propiedades físicas adecuadas, que incluyen tensión y viscosidad de superficie, que permiten que el líquido sea transportado a través de la mecha capilar mediante la acción capilar.

La mecha capilar puede tener una estructura fibrosa o de esponja. La mecha capilar, preferentemente comprende un conjunto de capilares. Por ejemplo, la mecha capilar puede comprender una pluralidad de fibras o hebras u otros tubos de orificios finos. Las fibras o hebras generalmente pueden estar alineadas en la dirección longitudinal del sistema de generación de aerosol. De manera alternativa, la mecha capilar puede comprender un material similar a esponja o similar a espuma formado en una forma de varilla. La forma de varilla puede extenderse a lo largo de la dirección longitudinal del sistema de generación de aerosol. La estructura de la mecha forma una pluralidad de orificios pequeños o tubos, a través de los cuales puede transportarse el líquido mediante acción capilar. La mecha capilar puede comprender cualquier material adecuado o combinación de materiales. Los ejemplos de materiales adecuados son los materiales capilares, por ejemplo, un material de esponja o espuma, materiales basados en cerámica o grafito en la forma de fibras o polvos sinterizados, material metálico o plásticos en espuma, un material fibroso, por ejemplo, elaborado a partir de fibras hiladas o extrudidas, tales como acetato de celulosa, poliéster o poliolefina enlazada, polietileno, terileno, o fibras de polipropileno, fibras de nylon o cerámica. La mecha capilar puede tener cualquier capilaridad y porosidad adecuadas de manera que se utilice con propiedades físicas líquidas diferentes. El líquido tiene propiedades físicas, que incluyen sin limitar a viscosidad, tensión de superficie, densidad, conductividad térmica, punto de ebullición y presión de vapor, los cuales permiten que el líquido sea transportado a través del dispositivo capilar mediante acción capilar. La mecha capilar debe ser adecuada, de manera que pueda entregarse al vaporizador la cantidad de líquido requerida.

De manera alternativa, en lugar de una mecha capilar, el sistema de generación de aerosol puede comprender cualquier interfase capilar o porosa entre el sustrato de formación de aerosol líquido y el vaporizador, para transportar la cantidad deseada de líquido al vaporizador. La interfase capilar o porosa puede ser provista en el cartucho o en el dispositivo, aunque preferentemente, la interfase capilar o porosa se proporciona en el cartucho. El sustrato de formación de aerosol puede ser adsorbido, recubierto, impregnado o cargado de otra manera sobre cualquier portador o soporte adecuado.

Preferentemente, aunque no de manera necesaria, la mecha capilar o interfase capilar o porosa está contenida en la misma porción que la porción de almacenamiento de líquido.

El vaporizador puede ser un calentador. El calentador puede calentar el medio de sustrato de formación de aerosol mediante uno o más de conducción, convección y radiación. El calentador puede ser un calentador eléctrico energizado por una fuente de potencia eléctrica. El calentador puede ser energizado en forma alternativa por un suministro de energía no eléctrica, tal como un combustible, por ejemplo, el calentador puede comprender un elemento térmicamente conductor que es calentado por la combustión de un combustible de gas. El calentador puede calentar el sustrato de formación de aerosol por medio de conducción y puede estar por lo menos parcialmente en contacto con el sustrato, o un portador sobre el cual es depositado el sustrato. De manera alternativa, el calor del calentador puede ser conducido al sustrato por medio de un elemento conductor de calor intermedio. De manera alternativa, el calentador puede transferir calor al aire ambiente entrante que es extraído a través del sistema de generación de aerosol durante el uso, el cual a su vez calienta el sustrato de formación de aerosol por convección. En una modalidad preferida, el sistema de generación de aerosol es operado en forma eléctrica y el vaporizador del sistema de generación de aerosol comprende un calentador eléctrico para calentar el sustrato de formación de aerosol.

El calentador eléctrico puede comprender un elemento de calentamiento único. De manera alternativa, el calentador eléctrico puede comprender más de un elemento de calentamiento, por ejemplo, dos o tres o cuatro, o cinco o seis o más elementos de calentamiento. El elemento de calentamiento o elementos de calentamiento pueden ser dispuestos en forma adecuada de manera que calienten de manera más efectiva el sustrato de formación de aerosol.

El por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico, comprender preferentemente un material eléctricamente resistente. Los materiales eléctricamente resistentes adecuados incluyen, sin limitar a, semiconductores, tales como cerámicas neutralizadas, cerámicas eléctricamente "conductoras" (tales como, por ejemplo, disilicido de molibdeno), carbón, grafito, metales, aleaciones metálicas, y materiales compuestos elaborados de un material de cerámica y un material metálico. Dichos materiales compuestos pueden comprender cerámicas neutralizadas o cerámicas no neutralizadas. Los ejemplos de cerámicas neutralizadas incluyen carburos de silicón neutralizados. Los ejemplos de metales adecuados incluyen titanio, circonio, tantalio y metales del grupo platino. Los ejemplos de aleaciones metálicas adecuadas incluyen acero inoxidable, constatan, aleaciones que contienen níquel, cobalto, cromo, aluminio, titanio, circonio, hafnio, niobio, molibdeno, tantalio, tungsteno, estaño, galio, manganeso y hierro, y las súper aleaciones basadas en níquel, hierro, cobalto, acero inoxidable, Timetal®, aleaciones basadas en hierro-aluminio y aleaciones basadas en hierro-manganeso aluminio. Timetal® es una marca comercial registrada de Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver Colorado. En los materiales compuestos, el material eléctricamente resistente puede ser incrustado de manera opcional en, encapsulado o recubierto con un material aislante, o viceversa, dependiendo de la cinética de transferencia de energía y las propiedades fisicoquímicas externas requeridas. El elemento de calentamiento puede comprender una hoja de borde metálico aislada entre dos capas de un material inerte. En ese caso, el material inerte puede comprender Kapton®, allpoliimida u hoja de mica. Kapton® es una marca comercial registrada de E.1. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Wilmington , Delaware 19898, Estados Unidos de América.

De manera alternativa, el por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede comprender un elemento de calentamiento infra-rojo, una fuente fotónica o un elemento de calentamiento inductor.

El por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede tener cualquier forma adecuada. Por ejemplo el por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede tomar la forma de una cuchilla de calentamiento. De manera alternativa, el por lo menso un elemento de calentamiento eléctrico puede tener la forma de un fundido o sustrato que tiene porciones electro-conductoras diferentes, o un tubo metálico eléctricamente resistente. La porción de almacenamiento de líquido puede incorporar un elemento de calentamiento desechable. De manera alternativa, si el sustrato de formación de aerosol es líquido, una o más agujas o varillas de calentamiento que corren a través del sustrato de formación de aerosol líquido también pueden ser adecuadas. De manera alternativa, el por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede ser un calentador de disco (extremo) o una combinación de calentador de disco con agujas o varillas de calentamiento. De manera alternativa, el por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede comprender una hoja de material flexible. Otras alternativas incluyen un cable o filamento de calentamiento, por ejemplo, un cable de aleación de níquel-cromo (Ni-Cr) platino, tungsteno o una placa de calentamiento. Opcionalmente, el elemento de calentamiento puede ser depositado en o sobre un material portador rígido.

El por lo menos un elemento de calentamiento eléctrico puede comprender un disipador térmico o depósito de calor que comprende un material con la capacidad de absorber y almacenar calor y libera de manera subsiguiente el calor con el tiempo para calentar el sustrato de formación de aerosol. El disipador térmico puede formarse de cualquier material adecuado, tal como un metal o material de cerámica adecuado. Preferentemente, el material tiene una capacidad de calor alta (material sensible de almacenamiento de calor) o es un material con la capacidad de absorber calor por medio de un proceso reversible, tal como un cambio de fase de temperatura alta. Los materiales sensibles de almacenamiento de calor adecuados incluyen gel de sílice, alúmina, carbón, estera de vidrio, fibra de vidrio, minerales, un metal o aleación tal como aluminio, plata o plomo y un material de celulosa. Otros materiales adecuados, los cuales liberan calor mediante un cambio de fase reversible incluyen parafina, acetato de sodio, naftaleno, cera, óxido de polietileno, un metal, sal metálica, una mezcla de sales eutécticas o una aleación.

El difusor térmico puede estar dispuesto de manera que está en contacto directamente con el sustrato de formación de aerosol y puede transferir el calor almacenado directamente al sustrato. De manera alternativa, el calor almacenado en el difusor de calor o depósito de calor puede ser transferido al sustrato de formación de aerosol por medio de un conductor de calor, tal como un tubo metálico.

El por lo menos un elemento de calentamiento puede calentar el sustrato de formación de aerosol por medio de conducción. El elemento de calentamiento puede estar por lo menos parcialmente en contacto con el sustrato. De manera alternativa, el calor del elemento de calentamiento puede ser conducido al sustrato por medio de un conductor de calor.

De manera alternativa, el por lo menos un elemento de calentamiento puede transferir calor al aire ambiente entrante que es extraído a través del dispositivo de generación de aerosol y el cartucho durante el uso, el cual a su vez calienta el sustrato de formación de aerosol por convección. El aire ambiente puede ser calentado antes de pasar a través del sustrato de formación de aerosol. De manera alternativa, el aire ambiente puede ser extraído primero a través del sustrato líquido y calentado posteriormente.

El calentador eléctrico puede estar contenido en el dispositivo o en el cartucho. Preferentemente, aunque no de manera necesaria, el calentador eléctrico está contenido en la misma porción que la mecha capilar.

En una modalidad preferida, el sustrato de formación de aerosol es un sustrato que forma aerosol líquido, el sistema de generación de aerosol comprende una porción de almacenamiento para almacenar el sustrato que forma aerosol líquido, y el vaporizador del sistema de generación de aerosol comprende un calentador eléctrico y una mecha capilar. En esa modalidad, preferentemente, la mecha capilar está dispuesta para estar en contacto con el líquido en la porción de almacenamiento de líquido. Durante el uso, el líquido es transferido desde la porción de almacenamiento de líquido hacia el calentador eléctrico, mediante la acción capilar en la mecha capilar. En una modalidad, la mecha capilar tiene un primer extremo y un segundo extremo, el primer extremo se extiende en la porción de almacenamiento de líquido para hacer contacto con el líquido en la misma y el calentador eléctrico que está siendo dispuesto para calentar el líquido en el segundo extremo. En otra modalidad, la mecha capilar puede residir a lo largo del borde de la porción de almacenamiento de líquido, cuando el calentador es activado, el líquido en el segundo extremo de la mecha capilar es vaporizado por el calentador para formar un vapor súper saturado. El vapor súper saturado es mezclado y portado en el flujo de aire. Durante el flujo, el vapor se condensa para formar el aerosol y el aerosol es llevado hacia la boca de un usuario.

Sin embargo, la presente invención no está limitada a vaporizadores calentadores, sino que puede ser utilizada en sistemas de generación de aerosol, en los cuales el vapor y el aerosol resultante se genera mediante un vaporizador mecánico, por ejemplo, sin limitar a un vaporizador piezo o un atomizador utilizando un líquido bajo presión.

La porción de almacenamiento de líquido, y opcionalmente, la mecha capilar y el calentador, pueden removerse del sistema de generación de aerosol como un componente único. Por ejemplo, la porción de almacenamiento de líquido, la mecha capilar y el calentador pueden estar contenidos en el cartucho.

El sistema de generación de aerosol puede ser operador en forma eléctrica y puede comprender adicionalmente una fuente de potencia eléctrica. La fuente de potencia eléctrica puede estar contenida en el cartucho o en el dispositivo de generación de aerosol. Preferentemente, la fuente de potencia eléctrica está contenida en el dispositivo de generación de aerosol. La fuente de potencia eléctrica puede ser una fuente de potencia CA o una fuente de potencia CD. Preferentemente, el suministro de energía eléctrica es una batería.

El sistema de generación de aerosol puede comprender adicionalmente un sistema de circuitos eléctrico. En una modalidad, el sistema de circuitos eléctrico comprende un sensor para de3tectar el flujo de aire que indica que un usuario está tomando una bocanada. En ese caso, preferentemente, el sistema de circuitos eléctrico está dispuesto para proporcionar un pulso de corriente eléctrica al calentador eléctrico cuando el sensor detecta que un usuario está tomando una bocanada. Preferentemente, el período de tiempo del pulso de corriente eléctrica es ajustado previamente, dependiendo de la cantidad de sustrato de formación de aerosol que se desea vaporizar. El sistema de circuitos eléctrico, preferentemente puede programarse para este propósito. De manera alternativa, el sistema de circuitos eléctrico puede comprender un interruptor que se puede operar manualmente para que un usuario inicie una bocanada. El período de tiempo del pulso de corriente eléctrica es ajustado previamente, dependiendo de la cantidad de sustrato de formación de aerosol que se desea vaporizar. El sistema de circuitos eléctrico, preferentemente puede programarse para este propósito. El sistema de circuitos eléctrico puede estar contenido en el cartucho o en el dispositivo. Preferentemente, el sistema de circuitos eléctrico está contenido en el dispositivo.

Si el sistema de generación de aerosol incluye un alojamiento, preferentemente el alojamiento es alargado. Si el sistema de generación de aerosol incluye una mecha capilar, el eje longitudinal de la mecha capilar y el eje longitudinal del alojamiento pueden ser substancialmente paralelos. El alojamiento puede comprender una porción de alojamiento para el dispositivo de generación de aerosol y una porción de alojamiento para el cartucho. En ese caso, todos los componentes pueden estar contenidos en cualquier porción del alojamiento. En una modalidad, el alojamiento incluye un inserto que se puede remover que comprende una porción de almacenamiento de líquido, la mecha capilar y el calentador. En esa modalidad, estas partes del sistema de generación de aerosol puede ser removible del alojamiento como un componente único. Esto puede ser útil para rellenar o reemplazar la porción de almacenamiento de líquido, por ejemplo.

En una modalidad particularmente preferida, el sustrato de formación de aerosol es un sustrato de formación de aerosol líquido, y el sistema de generación de aerosol comprende adicionalmente: un alojamiento que comprende una manga interior que tiene por lo menos una abertura interior y una manga exterior que tiene por lo menos una abertura exterior, las aberturas interior y exterior juntas forman la por lo menos una entrada de aire; una fuente de potencia eléctrica y un sistema de circuitos eléctricos dispuestos en el dispositivo de generación de aerosol; y una porción de almacenamiento para contener el sustrato de formación de aerosol líquido, en donde el vaporizador comprende una mecha capilar para transportar el sustrato de formación de aerosol en líquido desde la porción de almacenamiento de líquido, la mecha capilar teniendo un primer extremo que se extiende en la porción de almacenamiento de líquido y un segundo extremo opuesto al primer extremo, y un calentador eléctrico, conectado a la fuente de potencia eléctrica, para calentar el sustrato de formación de aerosol líquido en el segundo extremo de la mecha capilar; en donde la porción de almacenamiento de líquido, la mecha capilar y el calentador eléctrico están dispuestos en el cartucho del sistema de generación de aerosol; y en donde el medio de control de flujo comprende una manga interior y la manga exterior del alojamiento, las mangas interior y exterior estando dispuestas para moverse en relación una con la otra de manera que varían la extensión de traslape de la abertura interior y la abertura exterior, de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

Preferentemente, el dispositivo y cartucho de generación de aerosol son portátiles, tanto individualmente como en cooperación. Preferentemente, el dispositivo puede ser utilizado nuevamente por un usuario Preferentemente, el cartucho puede ser desechado por un usuario, por ejemplo, cuando ya no existe más líquido contenido en la porción de almacenamiento de líquido. El dispositivo y cartucho de generación de aerosol pueden cooperar para formar un sistema de generación de aerosol, el cual es un sistema de humo y el cual puede tener un tamaño que se puede comparar con un cigarro o cigarrillo convencional. El sistema de humo puede tener una longitud total entre aproximadamente 30 mm y aproximadamente 150 mm. El sistema de humo puede tener un diámetro externo entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 30 mm.

Preferentemente, el sistema que genera aerosol es un sistema de humo operado en forma eléctrica.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de generación de aerosol para calentar un sustrato de formación de aerosol, el sistema comprendiendo: un vaporizador para calentar el sustrato de formación de aerosol para formar un aerosol; por lo menos una entrada de aire; por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire siendo dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; y el medio de control de flujo para ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un cartucho que comprende una porción de almacenamiento, una porción de almacenamiento para almacenar un sustrato de formación de aerosol, un vaporizador para calentar un sustrato que forma un aerosol; por lo menos una entrada de aire; por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire siendo dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; y en donde, el cartucho comprende medios de control de flujo para ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de generación de aerosol, para calentar un sustrato que forma un aerosol, que comprende una porción de almacenamiento para almacenar un sustrato de formación de aerosol, un vaporizador para calentar un sustrato que forma un aerosol; por lo menos una entrada de aire; por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire siendo dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; y en donde, el dispositivo comprende medios de control de flujo para ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

Para todos los aspectos de la presente invención, la porción de almacenamiento puede ser una porción de almacenamiento de líquido. Para todos los aspectos de la presente invención, el sustrato de formación de aerosol puede ser un sustrato que forma un aerosol líquido.

El sustrato de formación de aerosol puede, alternativamente, ser de cualquier otra clase de sustrato, por ejemplo, un sustrato de gas, o un sustrato de gel, o cualesquiera combinaciones de los diversos tipos de sustratos.

La por lo menos una salida de aire puede proporcionarse únicamente en el cartucho. De manera alternativa, la por lo menos una salida de aire puede proporcionarse únicamente en el dispositivo de generación de aerosol. De manera alternativa, se puede proporcionar por lo menos una salida de aire puede proporcionarse en el cartucho y por lo menos una salida de aire puede proporcionarse en el dispositivo de generación de aerosol. La por lo menos una entrada de aire puede proporcionarse únicamente en el cartucho. De manera alternativa, la por lo menos una entrada de aire puede proporcionarse únicamente en el dispositivo de generación de aerosol. De manera alternativa, se puede proporcionar por lo menos una entrada de aire puede proporcionarse en el cartucho y por lo menos una entrada de aire puede proporcionarse en el dispositivo de generación de aerosol. Por ejemplo, la por lo menos una entrada de aire en el cartucho y la por lo menos una entrada de aire en el dispositivo de generación de aerosol pueden estar dispuestas para alinearse, o alinearse parcialmente cuando el cartucho está en uso con el dispositivo de generación de aerosol.

El medio de control de flujo puede proporcionarse únicamente en el cartucho. De manera alternativa, tanto el cartucho como el dispositivo de generación de aerosol pueden comprender medios de control de flujo. En esa modalidad, preferentemente el cartucho y el dispositivo de generación de aerosol cooperan para formar el medio de control de flujo. De manera alternativa, el cartucho puede comprender primeros medios de control de flujo y el dispositivo de generación de aerosol puede comprender segundos medios de control de flujo. En una modalidad preferida, el medio de control de flujo comprende: un primer elemento del cartucho y un segundo elemento del dispositivo de generación de aerosol, el primer y segundo elementos cooperando para definir la por lo menos una entrada de aire, en donde el primer y segundo elementos están dispuestos para moverse en relación uno con el otro de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

Por ejemplo, si el cartucho comprende por lo menos una entrada de aire y el dispositivo de generación de aerosol comprende por lo menos una entrada, la por lo menos una entrada de aire en el cartucho y la por lo menos una entrada de aire en el dispositivo de generación de aerosol pueden estar dispuestas para alinearse, o alinearse parcialmente cuando el cartucho está en uso con el dispositivo de generación de aerosol. El primer elemento y el segundo elemento pueden ser dispuestos para moverse en relación uno con el otro de manera que varía el alcance de traslape de la entrada de aire en el cartucho y la entrada de aire en el dispositivo de generación de aerosol. Si existe muy poco traslape entre dos entradas de aire, la entrada de aire resultante tendrá un área de sección transversal pequeña. Esto incrementará la velocidad del flujo de aire en el dispositivo de generación de aerosol. Si existe una gran cantidad traslape entre dos entradas de aire, la entrada de aire resultante tendrá un área de sección transversal grande. Esto disminuirá la velocidad del flujo de aire en el dispositivo de generación de aerosol.

Preferentemente, el vaporizador comprende una mecha capilar para transportar el sustrato de formación de aerosol liquido mediante la acción capilar. Las propiedades de dicha mecha capilar ya se han planteado. De manera alternativa, en lugar de una mecha capilar, el vaporizador puede comprender cualquier interfase capilar o porosa para transportar la cantidad deseada de líquido a ser vaporizado.

Preferentemente, el dispositivo que genera el aerosol es operado en forma eléctrica y el vaporizador comprende un calentador eléctrico para calentar el sustrato de formación de aerosol, el calentador eléctrico pudiéndose conectar a una fuente de potencia eléctrica en el dispositivo de generación de aerosol. Las propiedades de dicho calentador eléctrico ya se han planteado.

En una modalidad preferida, el vaporizador del cartucho comprende un calentador eléctrico y una mecha capilar. En esa modalidad, preferentemente, la mecha capilar está dispuesta para estar en contacto con el líquido en la porción de almacenamiento. Durante el uso, el líquido es transferido desde la porción de almacenamiento hacia el calentador eléctrico, mediante la acción capilar en la mecha capilar. En una modalidad, la mecha capilar tiene un primer extremo y un segundo extremo, el primer extremo se extiende en la porción de almacenamiento para hacer contacto con el líquido en la misma y el calentador eléctrico que está siendo dispuesto para calentar el líquido en el segundo extremo, cuando el calentador es activado, el líquido en el segundo extremo de la mecha capilar es vaporizado por el calentador para formar un vapor súper saturado.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para variar la velocidad de flujo de aire en un sistema de generación de aerosol que comprende un dispositivo de generación de aerosol en cooperación con un cartucho, el sistema de generación de aerosol comprende: un vaporizador para calentar un sustrato que forma un aerosol para formar un aerosol; por lo menos una entrada de aire; por lo menos una salida de aire, y la entrada de aire y la salida de aire siendo dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; el método comprende ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que varía la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

Ajustar el tamaño de por lo menos una entrada de aire varía la caída de presión en la entrada de aire. Esto afecta la velocidad del flujo de aire a través de un sistema de generación de aerosol y la resistencia a la extracción. La velocidad de flujo de aire afecta el tamaño de gota medio y la distribución del tamaño de gota en el aerosol, lo cual, a su vez afecta la experiencia para el usuario.

En una modalidad, el sistema de generación de aerosol comprende: un primer elemento y un segundo elemento, el primer y segundo elementos cooperando para definir la por lo menos una entrada de aire, y en donde el paso de ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada comprende mover el primer y segundo elementos en relación uno con el otro de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire. Uno del primer y segundo elementos puede proporcionarse en el dispositivo de generación de aerosol, y el otro del primer y segundo elementos puede proporcionarse en el cartucho.

Las características descritas en relación con un aspecto de la presente invención pueden aplicarse a otro aspecto de la presente invención. En particular, las características descritas en relación con el dispositivo de generación de aerosol también pueden aplicarse al cartucho.

Breve Descripción de los Dibujos La presente invención será descrita adicionalmente, solo a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos que la acompañan, en los cuales: La figura 1, muestra una modalidad de un sistema de generación de aerosol de acuerdo con la presente invención.

La figura 2, es una vista en perspectiva de una porción de un sistema de generación de aerosol de acuerdo con la presente invención, que muestra las entradas de aire con mayor detalle; La figura 3, es una gráfica que muestra la resistencia a la extracción como una función de la sección transversal de trayectoria de flujo de aire en un sistema de generación de aerosol; La figura 4, es una gráfica que muestra el efecto del flujo de aire en un tamaño de gota de aerosol para un sustrato de formación de aerosol determinado en un sistema de generación de aerosol; y La figura 5, es una gráfica que muestra el efecto del flujo de aire en un tamaño de gota de aerosol para sustratos que forman el aerosol alternativos en un sistema de generación de aerosol.

Descripción Detallada de la Invención La figura 1, muestra un ejemplo de un sistema de generación de aerosol de acuerdo con la presente invención. En la figura 1, el sistema es un sistema de humo operado en forma eléctrica que tiene una porción de almacenamiento. El sistema de humo 101 de la figura 1, comprende un cartucho 103 y un dispositivo 105. En el dispositivo 105, se proporciona una fuente de potencia eléctrica en la forma de una batería 107, y el sistema de circuitos eléctricos en la forma de accesorios 109 y el sistema de detección de bocanada 111. En el cartucho 103, se proporciona una porción de almacenamiento 113 que contiene líquido 115, una mecha capilar 117 y un vaporizador en la forma de calentador 119. Se debe observar que el calentador únicamente se muestra en forma esquemática en la figura 1. En la modalidad de ejemplo mostrada en la figura 1, un extremo de la mecha capilar 117 se extiende en la porción de almacenamiento de líquido 113 y el otro extremo de la mecha capilar 117 es rodeada por el calentador 119. El calentador está conectado al sistema de circuitos eléctricos por medio de las conexiones 121, las cuales pueden pasar a lo largo del exterior de la porción de almacenamiento de líquido 113 (no mostrada en la figura 1). El cartucho 103 y el dispositivo 105, incluyen cada uno aberturas, las cuales, cuando el cartucho y el dispositivo son ensamblados juntos, se alinean para formar las entradas de aire 123. El medio de control de flujo (a ser descrito adicionalmente haciendo referencia a las figuras 2 a 5) se proporcionan, permitiendo que el tamaño de las entradas de aire 123 se ajuste. El cartucho 103 incluye adicionalmente una salida de aire 125, y una cámara de formación de aerosol 127. La ruta de flujo de aire desde las entradas de aire 123 a través de la cámara de formación de aerosol 127 a la salida de aire 125 se muestra mediante las flechas con líneas entrecortadas.

Durante el uso, la operación es de la siguiente manera: El líquido 115 es transportado por la acción capilar desde la porción de almacenamiento de líquido 113 desde el extremo de la mecha 117, el cual se extiende en la porción de almacenamiento de líquido al otro extremo de la mecha, el cual está rodeado por el calentador 119. Cuando un usuario hace uso del sistema de generación de aerosol en la salida de aire 125, el aire ambiente es extraído a través de las entradas de aire 123 como se muestra mediante las flechas de líneas entrecortadas. En el arreglo mostrado en la figura 1, el sistema de detección de bocanada 111 detecta la bocanada y activa el calentador 119. La batería 107 suministra energía eléctrica al calentador 119 para calentar el extremo de la mecha 117 rodeado por el calentador. El líquido en ese extremo de la mecha 117 es vaporizado por el calentador 119 para crear un vapor súper saturado. Al mismo tiempo, el líquido que está siendo vaporizado es reemplazado por líquido adicional que se mueve a lo largo de la mecha 117 por acción capilar. (Esto en algunas ocasiones se denomina como la "acción de bombeo") El vapor súper saturado creado se mezcla con y es portado en el flujo de aire de las entradas de aire 123. En la cámara de formación de aerosol 127, el vapor se condensa para formar un aerosol que se puede inhalar, el cual es llevado hacia la salida 125 y dentro de la boca del usuario.

En la modalidad mostrada en la figura 1, los accesorios 109 y el sistema de detección de bocanada 111, preferentemente se pueden programar. Los accesorios 109 y el sistema de detección de bocanada 111 pueden utilizarse para administrar la operación del sistema de generación de aerosol.

La figura 1, muestra un ejemplo de un sistema de generación de aerosol de acuerdo con la presente invención. Sin embargo, son posibles muchos otros ejemplos. El sistema de generación de aerosol simplemente necesita comprender un dispositivo de generación de aerosol y un cartucho e incluye un vaporizador para calentar el sustrato de formación de aerosol para formar un aerosol, por lo menos una entrada de aire, por lo menos una salida de aire, y medios de control de flujo (que se describirán más adelante haciendo referencia a las figuras 2 a 5) para ajustar el tamaño de por lo menos una entrada de aire de manera que controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire desde la entrada de aire a la salida de aire. Por ejemplo, el sistema no necesita ser operado en forma eléctrica. Por ejemplo, el sistema no necesita ser un sistema de humo. Por ejemplo, el sustrato de formación de aerosol necesita ser un sustrato que forma aerosol líquido. Además, incluso si el sustrato de formación de aerosol es un sustrato que forma aerosol líquido, el sistema puede no incluir una mecha capilar. En ese caso, el sistema puede incluir otro mecanismo para entregar el líquido para la vaporización. Además, el sistema puede no incluir un calentador, en cuyo caso, puede estar incluido otro dispositivo para calentar el sustrato de formación de aerosol. Por ejemplo, un sistema de detección de bocanada no es necesario. En su lugar, el sistema podría ser operado mediante la activación manual, por ejemplo, el usuario que opera un interruptor cuando toma una bocanada. Por ejemplo, la forma general y el tamaño del sistema que genera el aerosol podrían ser alterados.

Como se planteó anteriormente, de acuerdo con la presente invención, el sistema que genera el aerosol incluye medios de control de flujo para ajusfar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol. Una modalidad de la presente invención, que incluye el medio de control de flujo, se describirá ahora haciendo referencia a las figuras 2 a 5. La modalidad se basa en el ejemplo mostrado en la figura 1, aunque se puede aplicar a otras modalidades de sistema de generación de aerosol. Se debe observar que las figuras 1 y 2 son de naturaleza esquemática. En particular, los componentes mostrados no necesariamente están a escala o en relación una con la otra.

La figura 2, es una vista en perspectiva de una porción del sistema de generación de aerosol de la figura 1, que muestra con mayor detalle las entradas de aire 123. La figura 2, muestra el cartucho 103 del sistema de generación de aerosol 101 ensamblado con el dispositivo 105 del sistema de generación de aerosol 101. El cartucho 103 y el dispositivo 105, incluyen cada uno aberturas, las cuales, cuando el cartucho y el dispositivo son ensamblados juntos, se alinean o alinean parcialmente para formar las entradas de aire 123.

Durante el uso, el cartucho 103 y el dispositivo 105 puede hacerse girar en relación uno con el otro como se muestra mediante la flecha. El alcance de traslape de los conjuntos de aberturas en el cartucho 103 y el dispositivo 105 define el tamaño de las entradas de aire 123. El tamaño de las entradas de aire 123 influye en la velocidad del flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol 101, el cual, a su vez, afecta el tamaño de la gota en el aerosol. Esto se describirá adicionalmente haciendo referencia a las figuras 3 a 5.

La figura 3, es una gráfica que muestra la resistencia a la extracción (caída de presión en Paséales (Pa)) como una función de la sección transversal (mm2) de trayectoria de flujo de aire en un sistema de generación de aerosol. Como puede observarse en la figura 3, la caída de presión se incrementa a medida que la sección transversal de trayectoria de flujo de aire disminuye. (Se debe observar que la relación mostrada en la figura 3 es para un índice de flujo determinado, el cual es una combinación de la duración de la bocanada y el volumen de la bocanada.) La relación entre la caída de presión dP y el área en sección transversal de trayectoria de flujo de aire 82 sigue una relación parabólica inversa de la forma dP = a /S2, en donde a es una constante. Por lo tanto, hacer girar el dispositivo 105 y el cartucho 103 en relación una con la otra para incrementar el tamaño de las entradas de aire 123 en el sistema de generación de aerosol incrementa el área en sección transversal de la trayectoria de flujo de aire, lo cual disminuye la caída de presión o la resistencia a la extracción. Hacer girar el dispositivo 105 y el cartucho 103 en relación una con la otra para disminuir el tamaño de las entradas de aire 123 en el sistema de generación de aerosol disminuye el área en sección transversal de la trayectoria de flujo de aire, lo cual incrementa la caída de presión o la resistencia a la extracción.

Como ya se mencionó, el tamaño de las entrada de aire 123 incluye en la velocidad del flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol 101. Esto, a su vez, afecta el tamaño de las gotas en el aerosol como se describirá a continuación. Como es conocido en la materia que el incremento en el índice de enfriamiento en un sistema de generación de aerosol disminuye el tamaño de gota media en el aerosol resultante. El índice de enfriamiento es una combinación del gradiente de temperatura entre el vaporizador y la temperatura circundante y la velocidad del flujo de aire local al vaporizador. El gradiente de temperatura es determinado y fijo por las condiciones ambiente, de manera que el índice de enfriamiento es impulsado principalmente por la velocidad de flujo de aire local a través del sistema de generación de aerosol, en particular a través de la cámara de formación de aerosol en la localidad del vaporizador. Por lo tanto, ajusfando la velocidad de flujo de aire a través de la cámara de formación de aerosol del sistema de generación d aerosol se habilita la generación de tipos diferentes de aerosoles para un sustrato que forma aerosol determinado.

La figura 4, es una gráfica que muestra el efecto del flujo de aire (litros por minuto) en un tamaño de gota de aerosol (mieras) para un sustrato de formación de aerosol determinado en un sistema de generación de aerosol. Se puede observar a partir de la figura 4, que el incremento en el índice de flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol disminuye el tamaño de gota de aerosol media. En contraste, al disminuir el índice de flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol se incrementa el tamaño de gota medio en el aerosol resultante.

Dos puntos en la curva de la figura 4, A y B, se han etiquetado. El estado A tiene un índice de flujo de aire relativamente bajo a través del sistema de generación de aerosol, dando como resultado un tamaño de gota medio relativamente grande en el aerosol resultante. Esto corresponde a un área de sección transversal relativamente grande de la trayectoria de flujo de aire, el cual tiene como resultado una resistencia relativamente baja a la extracción, y por ende un índice de flujo de aire relativamente bajo. Por lo tanto, el estado A corresponde al dispositivo 105 y el cartucho 103 del sistema de generación de aerosol (véanse las figuras 1 y 2) haciéndose girar en relación una con la otra de manera que tiene como resultado un traslape relativamente grande entre las aberturas en el dispositivo 105 y el cartucho 103. Esto tiene como resultado una entrada de aire relativamente grande 123, por ejemplo, del 100% del tamaño de entrada de aire máximo. En contraste, el estado B tiene un índice de flujo de aire relativamente alto a través del sistema de generación de aerosol, dando como resultado un tamaño de gota medio relativamente pequeño en el aerosol resultante. Esto corresponde a un área de sección transversal relativamente pequeña de la trayectoria de flujo de aire, el cual tiene como resultado una resistencia relativamente alta a la extracción, y por ende un índice de flujo de aire relativamente alto. Por lo tanto, el estado B corresponde al dispositivo 105 y el cartucho 103 del sistema de generación de aerosol haciéndose girar en relación una con la otra de manera que tiene como resultado una cantidad de traslape relativamente pequeña entre las aberturas en el dispositivo 105 y el cartucho 103. Esto tiene como resultado una entrada de aire relativamente pequeña 123, por ejemplo, del 40% del tamaño de entrada de aire máximo.

Como se muestra en la figura 4, la presente invención permite que el tamaño de por lo menos una entrada de aire sea ajustado de manera que se controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire. Esto permite la generación de tipos diferentes de aerosoles (es decir, aerosoles con tamaños de gota media y distribuciones y tamaño de gota diferentes) para un sustrato de formación de aerosol determinado.

De manera alternativa, ajusfando la velocidad de flujo de aire a través de la cámara de formación de aerosol del sistema de generación d aerosol se permite que un tamaño de gota de aerosol deseado sea producido para una variedad de sustratos de formación de aerosol. La figura 5, es una gráfica que muestra el efecto del flujo de aire (litros por minuto) en un tamaño de gota de aerosol (mieras) para dos sustratos de formación de aerosol alternativos 501, 503 en un sistema de generación de aerosol. Como en la figura 4, para ambos sustratos de formación de aerosol 501 y 503, el incremento del índice de flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol disminuye el tamaño de gota de aerosol media y la disminución del índice de flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol incrementa el tamaño de gota de aerosol.

Para un índice de flujo de aire determinado, el sustrato de formación de aerosol 501 tiene como resultado un tamaño de gota de aerosol medio más pequeña que el sustrato de formación de aerosol 503.

Dos puntos A y B, se han etiquetado en la figura 5. A está en la curva para el sustrato de formación de aerosol 501. B está en la curva para el sustrato de formación de aerosol 503. En A y B, es igual el tamaño de gota de aerosol media resultante. Para el estado A, debido a la propiedades del sustrato de formación de aerosol 501, el índice de flujo de aire que tiene como resultado ese tamaño de gota de aerosol medio es relativamente bajo. Esto corresponde a un área en sección transversal relativamente grande de la trayectoria de flujo de aire, lo cual tiene como resultado una resistencia relativamente baja a la extracción, y por ende un índice de flujo de aire relativamente bajo. Por lo tanto, el estado A corresponde al sistema de generación de aerosol (véanse las figuras 1 y 2) siendo giradas en relación una con la otra de manera que tienen como resultado un traslape relativamente grande entre las aberturas en el dispositivo 105 y el cartucho 103. Esto tiene como resultado una entrada de aire relativamente grande 123, por ejemplo, del 100% del tamaño de entrada de aire máximo. Para el estado B, sin embargo debido a la propiedades del sustrato de formación de aerosol 503, el índice de flujo de aire que tiene como resultado ese tamaño de gota de aerosol medio es relativamente alto. Esto corresponde a un área de sección transversal relativamente pequeña de la trayectoria de flujo de aire, el cual tiene como resultado una resistencia relativamente alta a la extracción, y por ende un índice de flujo de aire relativamente alto. Por lo tanto, el estado B corresponde al dispositivo 105 y el cartucho 103 del sistema de generación de aerosol haciéndose girar en relación una con la otra de manera que tiene como resultado un traslape relativamente pequeño entre las aberturas en el dispositivo 105 y el cartucho 103. Esto tiene como resultado una entrada de aire relativamente pequeña 123, por ejemplo, del 40% del tamaño de entrada de aire máximo.

Como se muestra en la figura 5, la presente invención permite que el tamaño de por lo menos una entrada de aire sea ajustado de manera que se controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire. Esto permite la generación de un aerosol deseado (es decir, que tiene el tamaño de gota medio y la distribución deseados) para una variedad de sustratos de formación de aerosol.

En la modalidad descrita, la rotación del dispositivo 105 y el cartucho 103 en relación uno con el otro proporciona medios de control de flujo, que permiten el ajuste de la caída de presión en las entradas de aire 123. Esto afecta la velocidad del flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol. La velocidad de flujo de aire afecta el tamaño de gota medio y la distribución del tamaño de gota en el aerosol, lo cual, a su vez afecta la experiencia para el usuario. Por lo tanto, el medio de control de flujo permite la resistencia a extraer (es decir, la caída de presión en la entrada de aire) que sea ajustada, por ejemplo, de acuerdo con la preferencia del usuario. Además, para un sustrato de formación de aerosol determinado, el medio de control de flujo permite la producción un rango de tamaños de gota de aerosol medios, y el usuario puede seleccionar el aerosol deseado de acuerdo con las preferencias del usuario. También, el medio de control de flujo permite que se produzca un tamaño de gota de aerosol medio deseado particular de los sustratos que forman el aerosol. Por lo tanto, los medios de control de flujo permiten que el sistema de generación de aerosol sea compatible con una variedad de sustratos de formación de aerosol diferentes y el medio de control de flujo permite que el usuario seleccione las propiedades de aerosol deseadas para un número de sustratos de formación de aerosol compatibles diferentes.

En la figura 2, el medio de control de flujo se proporciona mediante la rotación del dispositivo 105 y el cartucho 104 del sistema de generación de aerosol en relación uno con el otro. Sin embargo, el medio de control de flujo no necesita ser provisto mediante la cooperaciones de las dos porciones del sistema. El medio de control de flujo puede proporcionarse en el dispositivo 105. De manera alternativa o adicional, el medio de control de flujo puede proporcionarse en el cartucho 103. De hecho, el sistema de generación de aerosol no necesita comprender un cartucho y dispositivos separados. Además, en la modalidad de la figura 2, el tamaño de las entradas de aire 123 se ajusta variando el alcance de traslape de las aberturas en el dispositivo 105 y en el cartucho 103. Sin embargo, el medio de control de flujo no necesita ser formado por el traslape de los dos grupos de aberturas. El medio de control de flujo puede proporcionarse mediante cualquier otro mecanismo adecuado. Por ejemplo, el medio de control de flujo puede ser provisto por una abertura única que tiene un obturador móvil para abrir y cerrar la abertura. Además, en la modalidad de la figura 2, el dispositivo 105 y el cartucho 103 son giratorios uno en relación con el otro. Sin embargo, de manera alternativa, el dispositivo 105 y el cartucho 103 podrían ser móviles linealmente en relación uno con el otro, por ejemplo, por deslizamiento. De manera alternativa, el dispositivo 105 y el cartucho 103 podrían ser móviles uno en relación con el otro mediante una combinación de movimientos de rotación y lineales, por ejemplo, mediante un tornillo de rosca. Además, se puede proporcionar cualquier número adecuado de arreglos y formas de aberturas.

Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, el sistema que genera el aerosol incluye medios de control de flujo para ajustar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire a través del sistema de generación de aerosol. Las modalidades del sistema de generación de aerosol y medios de control de flujo se han descrito haciendo referencia a las figuras 2 a 5.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de generación de aerosol, que comprende un dispositivo de generación de aerosol en cooperación con un cartucho, el sistema para calentar un sustrato de formación de aerosol y que comprende: un vaporizador para calentar el sustrato de formación de aerosol para formar un aerosol; por lo menos una entrada; por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire estando dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; y medios de control de flujo para ajusfar el tamaño de por lo menos una entrada de aire de manera que se controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire, en donde, el medio de control de flujo comprende: un primer elemento y un segundo elemento, el primer y segundo elementos cooperando para definir la por lo menos una entrada de aire, en donde el primer y segundo elementos están dispuestos para moverse en relación uno con el otro de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire y en donde el cartucho incluye el primer elemento y el dispositivo de generación de aerosol incluye el segundo elemento.

2. Un sistema de generación de aerosol tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizado además porque el primer elemento comprende la por lo menos una abertura y el segundo elemento comprende por lo menos una segunda abertura; la primera y segunda aberturas juntas forman la por lo menos una entrada, y en donde el primer y el segundo elementos están dispuestos para moverse en relación una con la otra para variar el alcance de traslape de la primera abertura y la segunda abertura de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

3. El sistema de generación de aerosol tal y como se describe en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado además porque el primer elemento y el segundo elemento son móviles en forma giratoria en relación uno con el otro.

4. El sistema de generación de aerosol tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el primer elemento y el segundo elemento son móviles en forma lineal en relación uno con el otro.

5. El sistema de generación de aerosol tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el sustrato de formación de aerosol es un sustrato de formación de aerosol líquido.

6. El sistema de generación de aerosol tal y como se describe en la reivindicación 5, caracterizado además porque el vaporizador del sistema de generación de aerosol comprende una mecha capilar para transportar el sustrato de formación de aerosol mediante acción capilar.

7. El sistema de generación de aerosol tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el sistema de generación de aerosol es operado en forma eléctrica y el vaporizador del sistema de generación de aerosol comprende un calentador eléctrico para calentar el sustrato de formación de aerosol.

8. Un cartucho que comprende: una porción de almacenamiento para almacenar un sustrato de formación de aerosol; un vaporizador para calentar el sustrato de formación de aerosol; medios de conexión que permiten que el cartucho se conecte con el dispositivo de generación de aerosol; por lo menos una entrada de aire, durante el uso, la entrada de aire siendo definida entre el cartucho y el dispositivo de generación de aerosol; por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire estando dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; y en donde el cartucho comprende medios de control de flujo para ajustar el tamaño de por lo menos una entrada de aire de manera que se controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

9. Un dispositivo de generación de aerosol para calentar un sustrato de formación de aerosol, que comprende: medios de conexión que permiten que el dispositivo se conecte a un cartucho que comprende una porción de almacenamiento para almacenar un sustrato de formación de aerosol y un vaporizador para calentar el sustrato de formación de aerosol; por lo menos una entrada de aire, durante el uso, la entrada de aire siendo definida entre el cartucho y el dispositivo de generación de aerosol; por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire estando dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire; y en donde el dispositivo comprende medios de control de flujo para ajusfar el tamaño de por lo menos una entrada de aire de manera que se controla la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

10. El cartucho tal y como se describe en la reivindicación 8 o el dispositivo tal y como se describe en la reivindicación 9, caracterizados además porque el medio de control de flujo comprende: un primer elemento del cartucho y un segundo elemento del dispositivo de generación de aerosol, el primer y segundo elementos cooperando para definir la por lo menos una entrada de aire, en donde el primer y segundo elementos están dispuestos para moverse en relación uno con el otro de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

11. El cartucho tal y como se describe en la reivindicación 10 o el dispositivo tal y como se describe en la reivindicación 10, caracterizados además porque el primer elemento comprende la por lo menos una abertura y el segundo elemento comprende por lo menos una segunda abertura; la primera y segunda aberturas juntas forman la por lo menos una entrada, y en donde el primer y el segundo elementos están dispuestos para moverse en relación una con la otra para variar el alcance de traslape de la primera abertura y la segunda abertura de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.

12. El cartucho tal y como se describe en la reivindicación 8 o la reivindicación 10 o el dispositivo tal y como se describe en la reivindicación 9 o la reivindicación 10, caracterizados además porque el vaporizador comprende una mecha capilar para transportar el sustrato de formación de aerosol por acción capilar.

13. El cartucho tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 8, 10 y 12, o el dispositivo tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizados además porque el vaporizador comprende un calentador eléctrico para calentar el sustrato de formación de aerosol líquido, el calentador eléctrico pudiéndose conectar a una fuente de energía eléctrica.

14. Un método para variar la velocidad de flujo de aire en un sistema de generación de aerosol, que comprende un dispositivo de generación de aerosol en cooperación con un cartucho, el sistema de generación de aerosol comprendiendo un vaporizador para calentar un sustrato de formación de aerosol para formar un aerosol, por lo menos una entrada de aire definida entre el cartucho y el dispositivo de generación de aerosol y por lo menos una salida de aire, la entrada de aire y la salida de aire siendo dispuestas para definir una ruta de flujo de aire entre la entrada de aire y la salida de aire, el método comprende: mover un primer elemento del cartucho en relación con un segundo elemento del dispositivo de generación de aerosol para ajusfar el tamaño de la por lo menos una entrada de aire, de manera que varía la velocidad de flujo de aire en la ruta de flujo de aire.

15. El método tal y como se describe en la reivindicación 14, caracterizado además porque el primer elemento comprende la por lo menos una abertura y el segundo elemento comprende por lo menos una segunda abertura; la primera y segunda aberturas juntas forman la por lo menos una entrada, y en donde el primer y el segundo elementos están dispuestos para moverse en relación una con la otra para variar el alcance de traslape de la primera abertura y la segunda abertura de manera que varía el tamaño de la por lo menos una entrada de aire.