ES2964461T3

ES2964461T3 - Material fumable por calentamiento

Info

Publication number: ES2964461T3
Application number: ES20157622T
Authority: ES
Inventors: Fozia Saleem; Thomas Woodman
Original assignee: Nicoventures Trading Ltd
Current assignee: Nicoventures Trading Ltd
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2024-04-08
Anticipated expiration: 2033-04-11
Also published as: ES2788753T3; EP2840914A2; PH12014502022A1; US20210120876A1; LT3685691T; KR20210095241A; RU2018101312A; MY167281A; CL2014002840A1; UA116883C2; PL2840914T3; EP2840914B1; HUE065191T2; HK1207264A1; KR102185218B1; JP2017079762A; KR102467383B1; AU2018201483B2; JP7696957B2; PH12014502022B1

Abstract

Un aparato que comprende un calentador de película (3) configurado para calentar material fumable (5) para volatilizar al menos un componente del material fumable para inhalación, y un controlador (12) configurado para activar el calentador según un patrón predeterminado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Material fumable por calentamiento

Campo

La invención se refiere un material fumable por calentamiento.

Estado de la técnica anterior

Los artículos para fumar, tales como los cigarrillos y puros queman tabaco durante su uso para crear humo del tabaco. Se han hecho intentos para proporcionar alternativas a estos artículos para fumar creando productos que liberen compuestos sin crear humo del tabaco. Los ejemplos de tales productos se denominan productos de calentamiento sin quemado que liberan compuestos calentando, pero sin quemar el tabaco. La Patente US 5 530 225 A desvela un aparato de la técnica anterior.

Sumario

De acuerdo con la invención, se proporciona un aparato según la reivindicación 1.

Se proporcionan diversas realizaciones opcionales mediante las reivindicaciones dependientes.

Con propósitos únicamente ejemplares, a continuación se describen realizaciones de la invención con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una ilustración esquemática de sección transversal de un aparato configurado para calentar material fumable para liberar compuestos aromáticos y/o nicotina del material fumable;

La Figura 2 es una ilustración de un corte parcial en perspectiva de un aparato configurado para calentar material fumable para liberar compuestos aromáticos y/o nicotina del material fumable;

La Figura 3 es una ilustración de un corte parcial en perspectiva de un aparato configurado para calentar material fumable, en el que el material fumable se proporciona alrededor de un calentador cerámico alargado dividido en secciones de calentamiento radiales;

La Figura 4 es una vista de despiece de una sección parcial de un aparato configurado para calentar material fumable, en la que el material fumable se proporciona alrededor de un calentador cerámico alargado dividido en secciones de calentamiento radiales;

La Figura 5 es un diagrama de flujo que muestra un método de activación de zonas de calentamiento y válvulas de apertura y cierre de la cámara de calentamiento durante una calada;

La Figura 6 es una ilustración esquemática de un flujo gaseoso a través de un aparato configurado para calentar material fumable;

La Figura 7 es una ilustración gráfica de un patrón de calentamiento que puede utilizarse para calentar un material fumable utilizando un calentador;

La Figura 8 es una ilustración esquemática de un compresor de material fumable configurado para comprimir material fumable durante el calentamiento;

La Figura 9 es una ilustración esquemática de un expansor de material fumable configurado para expandir material fumable durante la calada;

La Figura 10 es un diagrama de flujo que muestra un método de compresión de un material fumable durante el calentamiento y expansión del material fumable para dar una calada;

La Figura 11 es una ilustración esquemática de sección transversal de una sección de un aislamiento de vacío configurada para aislar material fumable frente a la pérdida de calor;

La Figura 12 es otra una ilustración esquemática de sección transversal de una sección de aislamiento de vacío configurada para aislar el material fumable frente a la pérdida de calor;

La Figura 13 es una ilustración esquemática de sección transversal de un puente térmico de resistencia al calor que sigue una trayectoria indirecta desde una pared de aislamiento de una temperatura mayor hasta una pared de aislamiento de temperatura inferior;

La Figura 14 es una ilustración esquemática de sección transversal de un escudo térmico y una ventana transparente al calor que son móviles con respecto a un cuerpo de material fumable para permitir selectivamente que la energía térmica sea transmitida a diferentes secciones del material fumable a través de la ventana;

La Figura 15 es una ilustración esquemática de sección transversal de parte de un aparato configurado para calentar material fumable, en el que una cámara de calentamiento es sellable herméticamente por medio de válvulas antirretorno; y

La Figura 16 es una ilustración esquemática de sección transversal de una sección parcial de aislamiento de alto vacío configurada para aislar térmicamente un aparato configurado para calentar material fumable.

Descripción detallada

Como se utiliza en el presente documento, la expresión "material fumable" incluye cualquier material que proporcione componentes volatilizados al calentarse e incluye cualquier material que contenga tabaco y puede incluir, por ejemplo, uno o más de tabaco, derivados del tabaco, tabaco expandido, tabaco reconstituido o sustitutos del tabaco.

Un aparato 1 para material fumable por calentamiento comprende una fuente de energía 2, un calentador 3 y una cámara de calentamiento 4. La fuente de energía 2 puede comprender una batería, tal como una batería de ion de Li, una batería de Ni, una batería alcalina y/o similares, y está acoplada eléctricamente al calentador 3 para suministrar energía eléctrica al calentador 3 cuando es necesario. La cámara de calentamiento 4 está configurada para recibir material fumable 5 de modo que el material fumable 5 pueda ser calentado en la cámara de calentamiento 4. Por ejemplo, la cámara de calentamiento 4 puede situarse adyacente al calentador 3 de modo que la energía térmica del calentador 3 caliente el material fumable 5 en el mismo para volatilizar compuestos aromáticos y nicotina en el material fumable 5 sin quemar el material fumable 5. Se proporciona una boquilla 6 a través de la cual un usuario del aparato 1 puede inhalar los compuestos volátiles durante el uso del aparato 1. El material fumable 5 puede comprender una mezcla de tabaco.

Una carcasa 7 puede contener componentes del aparato 1, tal como la fuente de energía 2 y el calentador 3. Como se muestra en la figura 1, la carcasa 7 puede comprender un tubo aproximadamente cilíndrico con la fuente de energía 2 situada hacia su primer extremo 8 y el calentador 3 y la cámara de calentamiento 4 situada hacia su segundo extremo opuesto 9. La fuente de energía 2 y el calentador 3 se extienden a lo largo del eje longitudinal de la carcasa 7. Por ejemplo, como se muestra en la figura 1, la fuente de energía 2 y el calentador 3 puede alinearse a lo largo del eje longitudinal central de la carcasa 7 en una disposición sustancialmente de extremo a extremo de modo que una cara final de la fuente de energía 2 se enfrenta a una cara final del calentador 3. La longitud de la carcasa 7 puede ser aproximadamente de 130 mm, la longitud de la fuente de energía puede ser aproximadamente de 59 mm, y la longitud del calentador 3 y la zona de calentamiento 4 pueden ser aproximadamente de 50 mm. El diámetro de la carcasa 7 puede estar aproximadamente entre 15 mm y aproximadamente 18 mm. Por ejemplo, el diámetro del primer extremo 8 de la carcasa puede ser de 18 mm, mientras que el diámetro de la boquilla 6 en el segundo extremo 9 de la carcasa puede ser de 15 mm. El diámetro del calentador 3 puede estar entre aproximadamente 2,0 mm y aproximadamente 6,0 mm. El diámetro del calentador 3 puede estar, por ejemplo, entre aproximadamente 4,0 mm y aproximadamente 4,5 mm o entre aproximadamente 2,0 mm y aproximadamente 3,0 mm. Como alternativa, pueden utilizarse diámetros y grosores del calentador fuera de estos intervalos. Por ejemplo, el diámetro de la carcasa 7 y el tamaño del aparato 1 en su conjunto pueden reducirse significativamente mediante el uso del calentador de película 3 y el aislamiento de vacío 18 descritos a continuación. La profundidad de la cámara de calentamiento 4 puede ser de aproximadamente 5 mm y la cámara de calentamiento 4 puede tener un diámetro exterior de aproximadamente 10 mm en su superficie orientada hacia el exterior. El diámetro de la fuente de energía 2 puede estar entre aproximadamente 14,0 mm y aproximadamente 15,0 mm, tal como 14,6 mm. Sin embargo, como alternativa, podría utilizarse una fuente de energía 2 con un diámetro más pequeño. Puede proporcionarse un aislamiento térmico entre la fuente de energía 2 y el calentador 3 para prevenir la transferencia directa de calor de la una al otro. La boquilla 6 puede situarse en el segundo extremo 9 de la carcasa 7, adyacente a la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5. La carcasa 7 es adecuada para ser agarrada por un usuario durante el uso del aparato 1, para que el usuario pueda inhalar compuestos volatilizados de material fumable desde la boquilla 6 del aparato 1.

El calentador 3 puede comprender un calentador de película 3, tal como un calentador de película de poliimida 3. Un ejemplo es un calentador de poliimida Kapton® 3. Como alternativa, podrían utilizarse otros materiales. El calentador de película 3 tiene una alta resistencia a la tracción y una alta resistencia al desgarro. La fuerza dieléctrica del calentador 3 puede ser aproximadamente de 1000 VAC. El calentador de película 3 tiene un pequeño espesor, tal como menos de 1 mm, lo que puede contribuir significativamente a reducir el tamaño del aparato 1 en comparación con el uso de otros tipos de calentadores. Un espesor de ejemplo de la película 3 es aproximadamente de 0,2 mm, aunque, como alternativa, pueden utilizarse calentadores 3 con dimensiones de espesor más pequeño y más grande. Por ejemplo, el espesor del calentador de película 3 puede ser tan bajo como aproximadamente 0,0002 mm. La potencia de salida del calentador 3 puede estar entre aproximadamente 5 W/cm2 y aproximadamente 8 W/cm2, aunque la potencia de salida puede ser inferior y puede controlarse, según se requiera, a lo largo del tiempo. Opcionalmente, el calentador de película 3 puede ser transparente, permitiendo de este modo una inspección fácil de su estructura interna. Dicha facilitad de inspección puede ser beneficiosa para tareas de control de calidad y mantenimiento. El calentador de película 3 puede incorporar uno o más elementos de calentamiento de lámina grabada para calentar el material fumable en la cámara de calentamiento 4. La temperatura de funcionamiento del calentador 3 puede ser, por ejemplo de hasta aproximadamente 260 °C. El aparato 1 puede comprender un detector de temperatura de la resistencia (RTD, del inglésResistance Temperature Detector)o un termopar para su uso para controlar la temperatura del calentador 3. Pueden montarse sensores en la superficie del calentador 3, que están configurados para enviar mediciones de la resistencia a un controlador 12, para que el controlador 12 pueda mantener o ajustar la temperatura del calentador 3 según se requiera. Por ejemplo, el controlador 12 puede programar el calentador 3 a una temperatura establecida durante un periodo de tiempo predeterminado o puede variar la temperatura de acuerdo con un régimen de calentamiento. El controlador 12 y los ejemplos de regímenes de calentamiento se describen con mayor detalle más adelante. El calentador de película 3 tiene una masa baja y, por lo tanto, su uso puede ayudar a reducir la masa total del aparato 1.

Como se muestra en la figura 1, el calentador 3 comprende una pluralidad de zonas de calentamiento individuales 10. Las zonas de calentamiento 10 son operables independientemente entre sí, por lo que las diferentes zonas 10 se activan en diferentes momentos para calentar el material fumable 5. Las zonas de calentamiento 10 están dispuestas geométricamente en el calentador 3 de modo que las diferentes zonas de calentamiento 10 están dispuestas para calentar de forma predominante e independiente diferentes zonas del material fumable 5.

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el calentador 3 comprende una pluralidad de zonas de calentamiento 10 alineadas axialmente en una disposición sustancialmente alargada. Las zonas 10 comprenden cada una un elemento individual del calentador 3. Las zonas de calentamiento 10 están todas alineadas entre sí a lo largo de un eje longitudinal del calentador 3, proporcionando de este modo una pluralidad de zonas de calentamiento independientes a lo largo de la longitud del calentador 3.

Haciendo referencia a la figura 1, cada zona de calentamiento 10 puede comprender un cilindro de calentamiento hueco 10, que puede ser un anillo 10, que tiene una longitud finita que es significativamente inferior a la longitud del calentador 3 en su conjunto. La disposición de las zonas de calentamiento 10 alineadas axialmente define el exterior de la cámara de calentamiento 4 y están configuradas para calentar el material fumable 5 situado en la cámara de calentamiento 4. El calor se aplica internamente, predominantemente hacia el eje longitudinal central de la cámara de calentamiento 4. Las zonas de calentamiento 10 están dispuestas con sus superficies radiales, o también las transversales, enfrentadas entre sí a lo largo de la longitud del calentador 3. Las superficies transversales de cada zona de calentamiento 10 pueden separarse de las superficies transversales de su(s) zona(s) 10 colindante(s) mediante aislamiento térmico 18, como se muestra en la figura 1 y se describe más adelante.

Como se muestra en la figura 2, el calentador 3 puede situarse, como alternativa, en una zona central de la carcasa 7 y la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5 puede situarse alrededor de la superficie longitudinal del calentador 3. En esta disposición, la energía térmica emitida por el calentador 3 viaja hacia afuera de la superficie longitudinal del calentador 3 en la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5.

Las zonas de calentamiento 10 comprenden cada una un elemento individual del calentador 3. Como se muestra en las figuras 1 y 2, cada zona de calentamiento 10 puede comprender un cilindro de calentamiento 10 que tiene una longitud finita que es significativamente inferior a la longitud del calentador 3 en su conjunto. Sin embargo, como alternativa, podrían utilizarse otras configuraciones de calentador 3 y, por lo tanto, no se requiere el uso de secciones cilíndricas del calentador de película 3. Las zonas de calentamiento 10 pueden disponerse con sus superficies transversales enfrentadas entre sí a lo largo de la longitud del calentador 3. Las superficies transversales de cada zona 10 pueden tocar las superficies transversales de sus zonas colindantes 10. Como alternativa, puede haber presente una capa reflectante al calor o aislante al calor entre las superficies transversales de las zonas 10, por lo que la energía térmica emitida desde cada una de las zonas 10 no calienta sustancialmente las zonas colindantes 10 y, en su lugar, viaja predominantemente hacia la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5. Cada zona de calentamiento 10 puede tener sustancialmente las mismas dimensiones que las otras zonas 10.

De esta manera, cuando se activa una en particular de las zonas de calentamiento 10, suministra energía térmica al material fumable 5 situado adyacente, por ejemplo, radialmente adyacente, a la zona de calentamiento 10 sin calentar sustancialmente el resto del material fumable 5. Haciendo referencia a la figura 2, la zona calentada de material fumable 5 puede comprender un anillo de material fumable 5 situado alrededor de la zona de calentamiento 10 que se ha activado. Por lo tanto, el material fumable 5 puede calentarse en secciones independientes, por ejemplo, anillos o cilindros sustancialmente sólidos, donde cada sección corresponde a material fumable 5 situado directamente adyacente a una en particular de las zonas de calentamiento 10 y tiene una masa y un volumen que es significativamente menor que el cuerpo de material fumable 5 en su conjunto.

Adicionalmente, el calentador 3 puede comprender una pluralidad de zonas de calentamiento 10 alargadas que se extienden longitudinalmente, situadas en ubicaciones diferentes alrededor del eje longitudinal central del calentador 3. Las zonas de calentamiento 10 pueden ser de diferentes longitudes, o pueden ser sustancialmente de la misma longitud, por lo que cada una se extiende sustancialmente a lo largo de toda la longitud del calentador 3.

Las secciones calentadas de material fumable 5 pueden comprender secciones longitudinales de material fumable 5 que son paralelas y directamente adyacentes a las zonas de calentamiento 10 longitudinales. Por lo tanto, como se ha explicado previamente, el material fumable 5 puede calentarse en secciones independientes.

Como se describirá adicionalmente más adelante, las zonas de calentamiento 10 se activan cada una individual y selectivamente.

El material fumable 5 puede estar comprendido en un cartucho 11 que puede insertarse en la cámara de calentamiento 4. Por ejemplo, como se muestra en la figura 1, el cartucho 11 puede comprender un cuerpo sustancialmente sólido de material fumable 5, tal como un cilindro que se ajusta dentro de un rebaje del calentador 3. En esta configuración, la superficie externa del cuerpo de material fumable se enfrenta al calentador 3. Como alternativa, como se muestra en la figura 2, el cartucho 11 puede comprender un tubo 11 de material fumable, que puede insertarse alrededor del calentador 3 de modo que la superficie interna del tubo 11 de material fumable esté enfrentada a la superficie longitudinal del calentador 3. El tubo 11 de material fumable puede ser hueco. El diámetro del centro hueco del tubo 11 puede ser sustancialmente igual, o ligeramente mayor que, el diámetro o dimensión transversal del calentador 3, por lo que el tubo 11 queda ajustado alrededor del calentador 3. La longitud del cartucho 11 puede ser aproximadamente igual a la longitud del calentador 3, por lo que el calentador 3 puede calentar el cartucho 11 a lo largo de toda su longitud.

La carcasa 7 del aparato 1 puede comprender una abertura a través de la cual puede insertare el cartucho 11 en la cámara de calentamiento 4. La abertura puede comprender, por ejemplo, una abertura situada en el segundo extremo 9 de la carcasa, para que el cartucho 11 pueda deslizarse en la abertura y ser empujado directamente en la cámara de calentamiento 4. Preferiblemente, la abertura se cierra durante el uso del aparato 1 para calentar el material fumable 5. Como alternativa, una sección de la carcasa 7 en el segundo extremo 9 es extraíble del aparato 1 para que el material fumable 5 pueda insertarse en la cámara de calentamiento 4. El aparato 1 puede estar equipado opcionalmente con una unidad de eyección de material fumable operable por el usuario, tal como un mecanismo interno configurado para deslizar el material fumable 5 utilizado hacia afuera y/o lejos del calentador 3. Por ejemplo, el material fumable 5 usado puede ser empujado hacia atrás a través de la abertura en la carcasa 7. Puede insertarse un nuevo cartucho 11 según se sea necesario.

Como se ha mencionado previamente, el aparato 1 comprende un controlador 12, tal como un microcontrolador 12, que está configurado para controlar el funcionamiento del aparato 1. El controlador 12 está conectado electrónicamente a los otros componentes del aparato 1, tal como la fuente de energía 2 y el calentador 3, para que pueda controlar su funcionamiento enviando y recibiendo señales. El controlador 12 está configurado para controlar la activación del calentador 3 para calentar el material fumable 5.

Por ejemplo, el controlador 12 puede estar configurado para activar el calentador 3, que comprende activar selectivamente una o más zonas de calentamiento 10, como respuesta a que un usuario haga succión en la boquilla 6 del aparato 1. A este respecto, el controlador 12 puede estar en comunicación con un sensor de calada 13 a través de un acoplamiento comunicativo adecuado. El sensor de calada 13 está configurado para detectar cuando se produce una calada en la boquilla 6 y, como respuesta, está configurado para enviar una señal al controlador 12 indicativa de la calada. Puede utilizarse una señal electrónica. El controlador 12 puede responder a la señal desde el sensor de calada 13 activando el calentador 3 y calentando de este modo el material fumable 5. Sin embargo, el uso de un sensor de calada 13 para activar el calentador 3 no es esencial y, como alternativa, pueden utilizarse otros medios para proporcionar un estímulo para activar el calentador 3. Por ejemplo, el controlador 12 puede activar el calentador 3 como respuesta a otro tipo de estímulo de activación, tal como el accionamiento de un actuador operable por parte del usuario. Los compuestos volátiles liberados durante el calentamiento pueden ser inhalados entonces por el usuario a través de la boquilla 6. El controlador 12 puede situarse en cualquier posición adecuada dentro de la carcasa 7. Una posición de ejemplo es entre la fuente de energía 2 y el calentador 3/cámara de calentamiento 4, como se ilustra en la figura 4.

De acuerdo con la invención, el calentador 3 comprende dos o más zonas de calentamiento 10 como se ha descrito anteriormente y el controlador 12 está configurado para activar las zonas de calentamiento 10 en un orden o patrón predeterminado. De acuerdo con la invención, el controlador 12 está configurado para activar las zonas de calentamiento 10 secuencialmente a lo largo de la cámara de calentamiento 4. Cada activación de una zona de calentamiento 10 puede ser como respuesta a la detección de una calada mediante el sensor de calada 13 o puede activarse de una manera alternativa, como se describe más adelante.

Haciendo referencia a la figura 5, un método de calentamiento de ejemplo puede comprender una primera etapa S1 en la que se detecta un estímulo de activación, tal como una primera calada, seguida de una segunda etapa S2 en la que se calienta una primera sección de material fumable 5 como respuesta a la primera calada u otro estímulo de activación. En una tercera etapa S3, pueden abrirse válvulas de entrada y salida 24 sellables herméticamente para permitir que el aire sea succionado a través de la cámara de calentamiento 4 y fuera del aparato 1 a través de la boquilla 6. En una cuarta etapa, se cierran las válvulas 24. Estas válvulas 24 se describen con mayor detalle más adelante con respecto a la figura 20. En las etapas quinta S5, sexta S6, séptima S7 y octava S8, puede calentarse una segunda sección de material fumable 5 como respuesta a un segundo estímulo de activación, tal como una segunda calada, con una correspondiente apertura y cierre de las válvulas de entrada y salida 24 de la cámara de calentamiento. En las etapas novena S9, décima S10, undécima S11 y duodécima S12, puede calentarse una tercera sección del material fumable 5 como respuesta a un tercer estímulo de activación, tal como una tercera calada con una apertura y cierre correspondientes de las válvulas de entrada y salida 24 de la cámara de calentamiento, etc. Como se ha mencionado anteriormente, como alternativa, podrían utilizarse medios distintos un sensor de calada 13. Por ejemplo, un usuario del aparato 1 puede accionar un interruptor de control para indicar que está tomando una nueva calada. De esta manera, puede calentarse una sección fresca de material fumable 5 para volatilizar la nicotina y compuestos aromáticos para cada nueva calada. El número de zonas de calentamiento 10 y/o secciones calentables de forma independiente de material fumable 5 puede corresponder al número de caladas para las que está previsto utilizar el cartucho 11. Como alternativa, cada sección de material fumable 5 calentable independientemente puede calentarse mediante su(s) zona(s) de calentamiento 10 correspondiente(s) para una pluralidad de caladas, tales como dos, tres o cuatro caladas, de modo que una sección fresca de material fumable 5 se calienta únicamente después de que se hayan tomado una pluralidad de caladas mientras se calienta la sección previa de material fumable.

En lugar de activar cada zona de calentamiento 10 como respuesta a una calada individual, como alternativa, las zonas de calentamiento 10 pueden activarse secuencialmente, una tras otra, como respuesta a una sola cada inicial en la boquilla 6. Por ejemplo, las zonas de calentamiento 10 pueden activarse a intervalos regulares predeterminados a lo largo del periodo de inhalación esperado para un cartucho 11 de material fumable particular. El periodo de inhalación puede estar, por ejemplo, entre aproximadamente uno y aproximadamente cuatro minutos. Por lo tanto, al menos la quinta y la novena etapas, S5, S9, mostradas en la figura 5 son opcionales. Cada zona de calentamiento 10 puede activarse durante un periodo predeterminado correspondiente a la duración de la única o la pluralidad de caladas para las cuales pretende calentarse la sección de material fumable 5 calentable independientemente correspondiente. Una vez se han activado todas las zonas de calentamiento 10 para un cartucho particular 11, el controlador 12 puede configurarse para indicar al usuario que debe cambiarse el cartucho 11. El controlador 12 puede activar, por ejemplo, una luz indicadora en la superficie externa de la carcasa 7.

Se apreciará que activar las zonas de calentamiento individuales 10 en orden en lugar de activar todo el calentador 3 significa que la energía requerida para calentar el material fumable 5 se reduce sobre lo que sería necesario si el calentador 3 se activara totalmente durante todo el periodo de inhalación de un cartucho 11. Por lo tanto, también se reduce la potencia de salida máxima requerida de la fuente de energía 2. Esto significa que puede instalarse una fuente de energía 2 más pequeña y más ligera en el aparato 1.

El controlador 12 puede estar configurado para desactivar el calentador 3 o reducir la energía que se suministra al calentador 3, entre las caladas. Esto ahorra energía y extiende la vida útil de la fuente de energía 2. Por ejemplo, cuando el aparato 1 es encendido por un usuario o como respuesta a algún otro estímulo, tal como la detección de que usuario coloca su boca contra la boquilla 6, el controlador 12 puede configurarse para hacer que el calentador 3 o la siguiente zona de calentamiento 10 se utilice para calentar el material fumable 5, para que se active parcialmente para que se caliente en preparación para volatilizar componentes del material fumable 5. La activación parcial no caliente el material fumable 5 a una temperatura suficiente para volatilizar la nicotina. Una temperatura adecuada podría ser de aproximadamente 100 °C. Como respuesta a la detección de una calada por parte del sensor de calada 13, el controlador 12 puede entonces hacer que el calentador 3 o zona de calentamiento 10 en cuestión caliente el material fumable 5 adicionalmente para volatilizar rápidamente la nicotina y otros compuestos aromáticos para inhalación por parte de un usuario. Si el material fumable 5 comprende tabaco, una temperatura adecuada para volatilizar la nicotina y otros compuestos aromáticos puede estar entre 150 °C y 250 °C. Por lo tanto, una temperatura de activación completa de ejemplo es 250 °C. Opcionalmente puede utilizarse un supercondensador para proporcionar la corriente máxima utilizada para calentar el material fumable 5 a la temperatura de volatilización. Un ejemplo de un patrón de calentamiento adecuado se muestra en la figura 7, en la que los picos pueden representar respectivamente la activación completa de diferentes zonas de calentamiento 10. Como puede verse, el material fumable 5 se mantiene a la temperatura de volatilización durante el periodo aproximado de la calada que, en este ejemplo, es de dos segundos.

A continuación se describen tres modos operacionales de ejemplo del calentador 3.

En un primer modo operacional, durante la activación completa de una zona de calentamiento 10 particular, todas las otras zonas de calentamiento 10 del calentador se desactivan. Por lo tanto, cuando se activa una nueva zona de calentamiento 10, se desactiva la zona de calentamiento previa. Se suministra energía únicamente a la zona activada 10.

Como alternativa, en un segundo modo operacional, durante la activación completa de una zona de calentamiento 10 particular, pueden activarse parcialmente una o más de las otras zonas de calentamiento 10. La desactivación parcial de la una o más de otras zonas de calentamiento 10 puede comprender calentar la(s) otra(s) zona(s) de calentamiento 10 a una temperatura que es suficiente para evitar sustancialmente la condensación de componentes, tales como la nicotina, volatilizados del material fumable 5 en la cámara de calentamiento 4. La temperatura de las zonas de calentamiento 10 que se activan parcialmente es menor que la temperatura de la zona de calentamiento 10 que está completamente activada. El material fumable 10 situado adyacente a las zonas 10 parcialmente activadas no se calienta a una temperatura suficiente para volatilizar los componentes del material fumable 5.

Como alternativa, en un tercer modo operativo, una vez se ha activado una zona de calentamiento 10 particular, esta permanece totalmente activada hasta que se apague el calentador 3. Por lo tanto, la energía suministrada al calentador 3 aumenta gradualmente a medida que más zonas de calentamiento 10 se activan durante la inhalación desde el cartucho 11. Como con el segundo modo descrito anteriormente, la activación continua de las zonas de calentamiento 10 evita sustancialmente la condensación de componentes, tales como la nicotina volatilizada del material fumable 5 en la cámara de calentamiento 4.

El aparato 1 puede comprender un escudo térmico 3a, que está situado entre el calentador 3 y la cámara de calentamiento 4/material fumable 5. El escudo térmico 3a está configurado para evitar sustancialmente que la energía térmica fluya a través del escudo térmico 3a y, por lo tanto, puede utilizarse para evitar selectivamente que el material fumable 5 se caliente incluso cuando el calentador 3 está activado y emita energía térmica. Haciendo referencia a la figura 14, el escudo térmico 3a puede comprender, por ejemplo, una capa cilíndrica de material reflectante del calor que está situada coaxialmente alrededor del calentador 3. Como alternativa, si el calentador 3 está situado alrededor de la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5 como se ha descrito previamente con referencia a la figura 1, el escudo térmico 3a puede comprender una capa cilindrica de material reflectante del calor que está situada coaxialmente alrededor de la cámara de calentamiento 4 y coaxialmente dentro del calentador 3. El escudo térmico 3a puede comprender adicionalmente o como alternativa una capa aislante del calor configurada para aislar el calentador 3 del material fumable 5.

El escudo térmico 3a comprende una ventana sustancialmente transparente al calor 3b que permite que la energía térmica se propague a través de la ventana 3b y al interior de la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5. Por lo tanto, la sección de material fumable 5 que está alineada con la ventana 3b se calienta mientras que el resto del material fumable 5 no lo hace. El escudo térmico 3a y la ventana 3b pueden ser giratorios o móviles de otro modo con respecto al material fumable 5 de modo que las diferentes secciones del material fumable 5 pueden calentarse selectiva e individualmente rotando o moviendo el escudo térmico 3a y la ventana 3b. El efecto es similar al efecto proporcionado activando selectiva e individualmente las zonas de calentamiento 10 mencionadas anteriormente. Por ejemplo, el escudo térmico 3a y la ventana 3b pueden hacerse girar o moverse de otro modo gradualmente como respuesta a una señal desde el detector de calada 13. Adicionalmente o como alternativa, el escudo térmico 3a y la ventana 3b pueden hacerse girar o moverse de otro modo gradualmente como respuesta a que haya pasado un periodo de calentamiento predeterminado. El movimiento o rotación del escudo térmico 3a y la ventana 3b pueden controlarse mediante señales electrónicas desde el controlador 12. La rotación relativa u otro movimiento del escudo térmico 3a/ventana 3b y el material fumable 5 pueden ser realizados por un motor paso a paso 3c bajo el control del controlador 12. Esto se ilustra en la figura 14. Como alternativa, el escudo térmico 3a y la ventana 3b pueden rotarse manualmente utilizando un control de usuario, tal como un actuador en la carcasa 7. El escudo térmico 3a no necesita ser cilíndrico y opcionalmente puede comprender uno o más elementos y/o placas que se extienden longitudinalmente adecuadamente situados.

Se apreciará que puede obtenerse un resultado similar rotando o moviendo el material fumable 5 con respecto al calentador 3, escudo térmico 3a y ventana 3b. Por ejemplo, la cámara de calentamiento 4 puede ser giratoria alrededor del calentador 3. Si este es el caso, la descripción anterior relativa al movimiento del escudo térmico 3a puede aplicarse en su lugar el movimiento de la cámara de calentamiento 4 con respecto al escudo térmico 3a.

El escudo térmico 3a puede comprender un revestimiento sobre la superficie longitudinal del calentador 3. En este caso, un área de la superficie del calentador se deja sin recubrir para formar la ventana transparente al calor 3b. El calentador 3 puede hacerse girar o moverse de otro modo, por ejemplo, bajo el control del controlador 12 o controles de usuario, para hacer que secciones diferentes del material fumable 5 se calienten. Como alternativa, el escudo térmico 3a y la ventana 3b pueden comprender un escudo separado 3a que es giratorio o móvil de otro modo con respecto tanto al calentador 3 como al material fumable 5 bajo el control del controlador 12 u otros controles de usuario.

El aparato 1 puede comprender entradas de aire 14 que permiten que el aire externo se introduzca en la carcasa 7 y a través del material fumable calentado 5 durante la calada. Las entradas de aire 14 pueden comprender aberturas 14 en la carcasa 7 y pueden estar ubicadas aguas arriba del material fumable 5 y la cámara de calentamiento 4 hacia el primer extremo 8 de la carcasa 7. Esto se muestra en la figura 1. Otro ejemplo se muestra en la figura 6. El aire que entra a través de las entradas 14 viaja a través del material fumable calentado 5 y en él se enriquece con vapores de material fumable, tales como vapores aromáticos, antes de ser inhalado por el usuario en la boquilla 6. Opcionalmente, como se muestra en la figura 6, el aparato 1 puede comprender un intercambiador de calor 15 configurado para calentar el aire antes de que entre en el material fumable 5 y/o para enfriar el aire antes de que sea arrastrado a través de la boquilla 6. Por ejemplo, el intercambiador de calor 15 puede configurarse para usar calor extraído del aire que entra en la boquilla 6 para calentar el aire nuevo antes de que entre en el material fumable 5.

El aparato 1 puede comprender un compresor de material fumable 16 configurado para hacer que el material fumable 5 se comprima tras la activación del compresor 16. El aparato 1 también puede comprender un expansor de material fumable 17 configurado para hacer que el material fumable 5 se expanda tras la activación del expansor 17. El compresor 16 y el expansor 17 pueden implementarse, en la práctica, como la misma unidad según se explicará más adelante. El compresor de material fumable 16 y el expansor 17 pueden operar opcionalmente bajo el control del controlador 12. En este caso, el controlador 12 está configurado para enviar una señal, tal como una señal eléctrica, al compresor 16 o el expansor 17, lo que hace que el compresor 16 o el expansor 17 compriman o expandan, respectivamente, el material fumable 5. Como alternativa, el compresor 16 y el expansor 17 pueden ser accionados por un usuario del aparato 1 utilizando un control manual en la carcasa 7 para comprimir o expandir el material fumable 5 según se requiera.

El compresor 16 está configurado principalmente para comprimir el material fumable 5 y aumentar de este modo su densidad durante el calentamiento. La compresión del material fumable aumente la conductividad térmica del cuerpo de material fumable 5 y, por lo tanto, proporciona un calentamiento más rápido y, en consecuencia, una rápida volatilización de la nicotina y otros compuestos aromáticos. Esto se preferible puesto que permite que la nicotina y los materiales aromáticos sean inhalados por el usuario sin un retraso sustancial en la respuesta a la detección de una calada. Por lo tanto, el controlador 12 puede activar el compresor 16 para comprimir el material fumable 5 durante un periodo de calentamiento predeterminado, por ejemplo, un segundo, como respuesta a la detección de una calada. El compresor 16 puede estar configurado para reducir su compresión del material fumable 5, por ejemplo, bajo el control del controlador 12, después del periodo de calentamiento predeterminado. Como alternativa, la compresión puede reducirse o terminarse automáticamente como respuesta a que el material fumable 5 alcance una temperatura umbral predeterminada. Una temperatura umbral predeterminada puede estar en el intervalo de aproximadamente 150 °C a 250 °C, y puede ser seleccionable por el usuario. Puede utilizarse un sensor de temperatura para detectar la temperatura del material fumable 5.

El expansor 17 está configurado principalmente para expandir el material fumable 5 y disminuir de este modo su densidad durante la calada. La disposición de material fumable 5 en la cámara de calentamiento 4 se vuelve más suelta cuando el material fumable 5 se ha expandido y esto ayuda al flujo gaseoso, por ejemplo el aire de las entradas 14, a través del material fumable 5. Por lo tanto, el aire es más capaz de transportar la nicotina volatilizada y los compuestos aromáticos a la boquilla 6 para la inhalación. El controlador 12 puede activar el expansor 17 para expandir el material fumable 5 inmediatamente después del periodo de compresión mencionado anteriormente para que el aire pueda extraerse más libremente a través del material fumable 5. El accionamiento del expansor 17 puede ir acompañado por un sonido audible para el usuario u otra indicación para indicar al usuario que el material fumable 5 se ha calentado y que ha comenzado la calada.

Haciendo referencia a las figuras 8 y 9, el compresor 16 y el expansor 17 pueden comprender una varilla de activación de accionamiento por resorte que está configurada para comprimir el material fumable 5 en la cámara de calentamiento 4 cuando se libera el resorte de la compresión. Esto se ilustra esquemáticamente en las figuras 8 y 9, aunque se apreciará que podrían utilizarse otras implementaciones. Por ejemplo, el compresor 16 puede comprender un anillo, que tiene un espesor aproximadamente igual a la cámara de calentamiento 4 con forma tubular descrita anteriormente, que es accionado por un resorte u otros medios en la cámara de calentamiento 4 para comprimir el material fumable 5. Como alternativa, el compresor 16 puede estar compuesto como parte del calentador 3, por lo que el propio calentador 3 está configurado para comprimir y expandir el material fumable 5 bajo el control del controlador 12. En la figura 10 se muestra un método de compresión y expansión del material fumable 5.

El calentador 3 puede estar integrado con el aislamiento térmico 18 mencionado anteriormente. Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 1, el aislamiento térmico 18 puede comprender un cuerpo hueco, sustancialmente alargado, tal como un tubo de aislamiento 18 sustancialmente cilíndrico, que está situado coaxialmente alrededor de la cámara de calentamiento 4 y en el que están integradas las zonas de calentamiento 10. El aislamiento térmico 18 puede comprender una capa en la que se proporcionan rebajes en el perfil de superficie 21 orientado hacia el interior. Las zonas de calentamiento 10 están ubicadas es estos rebajes de modo que las zonas de calentamiento 10 están enfrentadas al material fumable 5 en la cámara de calentamiento 4. Las superficies de las zonas de calentamiento 10 que están orientadas hacia la cámara de calentamiento 4 pueden estar a ras con la superficie interior 21 del aislamiento térmico 18 en zonas de aislamiento 18 que no estén rebajadas.

La integración del calentador 3 con el aislamiento térmico 18 significa que las zonas de calentamiento 10 están rodeadas sustancialmente por el aislamiento 18 en todos los lados de las zonas de calentamiento 10, excepto las que están orientadas hacia el interior de la cámara de calentamiento 4 de material fumable. Como tal, el calor emitido por el calentador 3 se concentra en el material fumable 5 y no se disipa en otras partes del aparato 1 o en la atmósfera fuera de la carcasa 7.

La integración del calentador 3 con el aislamiento térmico 18 también puede reducir el espesor de la combinación de calentador 3 y aislamiento térmico 18. Esto puede permitir que el diámetro del aparato 1, en particular el diámetro externo de la carcasa 7, se reduzca adicionalmente. Como alternativa, la reducción en el espesor proporcionada por la integración del calentador 3 con el aislamiento térmico 18 puede permitir acomodar una cámara de calentamiento 4 de material fumable más ancha en el aparato 1, o la introducción de componentes adicionales, sin ningún aumento en el ancho total de la carcasa 7.

Como alternativa, el calentador 3 puede estar adyacente al aislamiento 18 en lugar de estar integrado en él. Por ejemplo, si el calentador 3 está ubicado externamente a la cámara de calentamiento 4, el aislamiento 18 puede estar forrado con el calentador de película 3 alrededor de su superficie orientada hacia adentro 21. Si el calentador 3 está situado internamente a la cámara de calentamiento 4, el aislamiento 18 puede estar forrado con el calentador de película 3 en su superficie orientada hacia el exterior 22.

Opcionalmente, puede haber presente una barrera entre el calentador 3 y el aislamiento 18. Por ejemplo, puede haber presente una capa de acero inoxidable entre el calentador 3 y el aislamiento 18. La barrera puede comprender un tubo de acero inoxidable que se coloca entre el calentador 3 y el aislamiento 18. El espesor de la barrera puede ser pequeño para no aumentar sustancialmente las dimensiones del aparato. Un espesor de ejemplo está entre aproximadamente 0,1 mm y 1,0 mm.

Adicionalmente, puede haber presente una capa reflectante del calor entre las superficies transversales de las zonas de calentamiento 10. La disposición de las zonas de calentamiento 10 con respecto unas de otras puede ser tal que la energía térmica emitida desde cada una de las zonas de calentamiento 10 no caliente sustancialmente las zonas colindantes de calentamiento 10 y, en cambio, viaje predominantemente hacia adentro desde la superficie circunferencial de la zona de calentamiento 10 hacia adentro de la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5.

Cada zona de calentamiento 10 puede tener sustancialmente las mismas dimensiones que las otras zonas 10.

El calentador 3 puede unirse o fijarse de otro modo en el aparato 1 utilizando adhesivo sensible a la presión. Por ejemplo, el calentador 3 puede adherirse al aislamiento 18 o barrera mencionada anteriormente utilizando un adhesivo sensible a la presión. Como alternativa, el calentador 3 puede adherirse al cartucho 11 o una superficie exterior de la cámara de calentamiento 4 de material fumable.

Como alternativa al uso de adhesivos sensibles a la presión, el calentador 3 puede fijarse en su posición en el aparato 1 utilizando una cinta autofusible o mediante abrazaderas que sujeten en su lugar el calentador 3. Todos estos métodos proporcionan una fijación segura para el calentador 3 y permiten una transferencia de calor efectiva desde el calentador 3 al material fumable 5. También son posibles otros tipos de fijación.

El aislamiento térmico 18, que se proporciona entre el material fumable 5 y una superficie externa 19 de la carcasa 7 como se ha descrito anteriormente, reduce la pérdida de calor del aparato 1 y, por lo tanto, mejora la eficiencia con la que se calienta el material fumable 5. Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 1, una pared de la carcasa 7 puede comprender una capa de aislamiento 18 que se extiende alrededor del exterior de la cámara de calentamiento 4. La capa de aislamiento 18 puede comprender una longitud de aislamiento 18 sustancialmente tubular situada coaxialmente alrededor de la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5. Esto se muestra en la figura 1. Se apreciará que el aislamiento 18 también podría estar comprendido como parte del cartucho 11 de material fumable, en el que estaría ubicado coaxialmente alrededor de del exterior del material fumable 5.

Haciendo referencia a la figura 11, el aislamiento 18 puede comprender un aislamiento de vacío 18. Por ejemplo, el aislamiento 18 puede comprender una capa que está delimitada por un material de pared 19, tal como un material metálico. Una zona interna o núcleo 20 del aislamiento 18 puede comprender un material poroso de celda abierta, que comprende, por ejemplo, polímeros, aerogeles u otro material adecuado, que se evacua a baja presión. La presión en la zona interna 20 puede estar en el intervalo de 0,1 a 0,001 mbar. La pared 19 del aislamiento 18 es lo suficientemente fuerte para soportar la fuerza ejercida contra ella debido al diferencial de presión entre el núcleo 20 y las superficies externas de la pared 19, evitando de este modo que se colapse el aislamiento 18. La pared 19 puede comprender, por ejemplo, una pared 19 de acero inoxidable que tenga un espesor de aproximadamente 100 mm. La conductividad térmica del aislamiento 18 puede estar en el intervalo de 0,004 a 0,005 W/mK. El coeficiente de transferencia de calor del aislamiento 18 puede estar entre aproximadamente 1,10 W/(m2K) y aproximadamente 1,40 W/(m2K) dentro de un intervalo de temperatura entre aproximadamente 150 grados Celsius y aproximadamente 250 grados Celsius. La conductividad gaseosa del aislamiento 18 es insignificante. Puede aplicarse un recubrimiento reflectante a las superficies internas del material de pared 19 para minimizar las pérdidas de calor debidas a la radiación que se propaga a través del aislamiento 18. El recubrimiento puede comprender, por ejemplo, un recubrimiento reflectante IR de aluminio que tiene un espesor de entre aproximadamente 0,3 mm y 1,0 mm. El estado evacuado de la zona de núcleo interna 20 significa que el aislamiento 18 funciona incluso cuando el espesor de la zona del núcleo 20 es un pequeña. Las propiedades aislantes no se ven sustancialmente afectadas por su espesor. Esto ayuda a reducir el tamaño total del aparato 1.

Como se muestra en la figura 11, la pared 19 puede comprender una sección 21 orientada hacia adentro y una sección 22 orientada hacia afuera. La sección 21 orientada hacia adentro está enfrentada sustancialmente al material fumable 5 y la cámara de calentamiento 4. La sección 22 orientada hacia afuera está enfrentada sustancialmente al exterior de la carcasa 7. Durante el funcionamiento del aparato 1, la sección 21 orientada hacia adentro puede estar más caliente debido a la energía térmica que se origina desde el calentador 3, mientras que la sección 22 orientada hacia afuera está más fría debido al efecto del aislamiento 18. La sección 21 orientada hacia adentro y la sección 22 orientada hacia afuera pueden comprender, por ejemplo, paredes 19 sustancialmente paralelas que se extienden longitudinalmente que son al menos tan largas como el calentador 3. La superficie interna de la sección de pared 22 orientada hacia afuera, es decir, la superficie que mira hacia la zona de núcleo 20 evacuada, puede comprender un recubrimiento para absorber gas en el núcleo 20. Un recubrimiento adecuado es una película de óxido de titanio.

El aislamiento térmico 18 puede comprender un aislamiento de vacío ultra alto, tal como una barrera térmica con vacío conformado Insulon® como se describe en la Patente US 7.374.063. El espesor global de dicho aislamiento 18 puede ser extremadamente pequeño. Un espesor de ejemplo está entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 1 pm, tal como aproximadamente 0,1 mm, aunque también son posibles otros espesores más grandes o más pequeños. Las propiedades de aislante térmico del aislamiento 18 no se ven sustancialmente afectadas por su espesor y, por lo tanto, puede utilizarse el aislamiento 18 delgado sin ninguna pérdida sustancial de calor adicional desde el aparato 1. El espesor muy pequeño del aislamiento térmico 18 puede permitir que el tamaño de la carcasa 7 y del aparato 1 en su conjunto se reduzcan más allá de los tamaños discutidos previamente y puede permitir que el espesor, por ejemplo, el diámetro, del aparato 1 sea aproximadamente igual al de los artículos para fumar, tales como cigarrillos, puros y puritos. El peso del aparato 1 también puede reducirse, lo que proporciona beneficios similares a los de las reducciones del tamaño discutidas anteriormente.

Aunque el aislamiento térmico 18 descrito previamente puede comprender un material absorbente de gas para mantener o ayudar a la creación de vacío en la zona del núcleo 20, no se utiliza ningún material absorbente de gas en el aislamiento de alto vacío 18. La ausencia del material absorbente del gas ayuda a mantener el espesor del aislamiento 18 muy bajo y, por tanto, ayuda a reducir el tamaño total del aparato 1.

La geometría del aislamiento ultra alto 18 permite que el vacío en el aislamiento sea más intenso que el vacío utilizado para extraer moléculas de la zona del núcleo 20 del aislamiento 18 durante la fabricación. Por ejemplo, el vacío intenso dentro del aislamiento 18 puede ser más intenso que el de la cámara del horno de vacío en la que se crea. El vacío dentro del aislamiento 18 puede ser, por ejemplo, del orden de 10-7 Torr. Haciendo referencia a la figura 16, un extremo de la zona del núcleo 20 del aislamiento de alto vacío 18 puede estrecharse a medida que la sección 22 orientada hacia afuera y la sección 21 orientada hacia adentro convergen en una salida 25 a través de la cual puede evacuarse gas en la zona del núcleo 20 para crea un vacío intenso durante la fabricación del aislamiento 18. La Figura 16 ilustra la sección 22 orientada hacia afuera convergiendo hacia la sección 21 orientada hacia adentro, pero, como alternativa, podría utilizarse una disposición inversa, en la que la sección 21 orientada hacia adentro converge hacia la sección 22 orientada hacia afuera. El extremo que converge de la pared aislante 19 está configurado para guiar moléculas de gas en la zona del núcleo 20 fuera de la salida 25 y, por lo tanto, crea un vacío intenso en el núcleo 20. La salida 25 puede sellarse para mantener un vacío intenso en la zona del núcleo 20, después de que se haya evacuado la zona 20. La salida 25 puede sellarse, por ejemplo, creando una junta de soldadura en la salida 25 calentando el material de soldadura en la salida 25 después de que el has se haya evacuado del núcleo 20. Podrían utilizarse técnicas de sellado alternativas.

Para evacuar la zona del núcleo 20, el aislamiento 18 puede colocarse en un entorno de baja presión, sustancialmente evacuado, tal como una cámara de horno de vacío de modo que las moléculas de gas en la zona del núcleo 20 fluyan al interior del entorno de baja presión fuera del aislamiento 18. Cuando la presión dentro de la zona del núcleo 20 disminuye, la geometría ahusada de la zona del núcleo 20 y, en particular, las secciones convergentes 21, 22 mencionadas anteriormente, se vuelven influyentes para guiar las moléculas de gas restantes fuera del núcleo 20 a través de la salida 25. Específicamente, cuando la presión de gas en la zona del núcleo 20 es baja, el efecto de guiado de las secciones convergentes 21, 22 orientadas hacia adentro y hacia afuera es eficaz para canalizar las moléculas de gas restantes dentro del núcleo 20 hacia la salida 25 y hacer que la probabilidad de que el gas salga del núcleo 20 sea más alta que la probabilidad de que el gas entre en el núcleo 20 desde el entorno externo de baja presión. De esta manera, la geometría del núcleo 20 permite que la presión dentro del núcleo 20 se reduzca por debajo de la presión del entorno fuera del aislamiento 18.

Opcionalmente, como se ha descrito previamente, puede haber presentes uno o más recubrimientos de baja emisividad en las superficies internas de las secciones 21, 22 orientadas hacia adentro y hacia afuera de la pared 19 para prevenir sustancialmente pérdidas de calor por radiación.

Aunque la forma del aislamiento 18 se describe de un modo general en el presente documento como cilíndrica o similar, el aislamiento térmico 18 podría tener otras formas, por ejemplo, para acomodar y aislar una configuración diferente del aparato 1, tal como diferentes formas y tamaños de la cámara de calentamiento 4, el calentador 3, la carcasa 7 o la fuente de energía 2. Por ejemplo, el tamaño y la forma del aislamiento de alto vacío 18, tal como una barreta térmica de vacío conformado Insulon® mencionada anteriormente, no están limitados sustancialmente por su proceso de fabricación. Los materiales adecuados para formar la estructura convergente descrita anteriormente incluyen materiales cerámicos, metales, metaloides y combinaciones de estos.

Haciendo referencia a la ilustración esquemática de la figura 12, un puente térmico 23 puede conectar la sección de pared 21 orientada hacia adentro a la sección de pared 22 orientada hacia afuera en uno o más bordes del aislamiento 18 para abarcar completamente y contener el núcleo de baja presión 20. El puente térmico 23 puede comprender una pared 19 formada del mismo material que las secciones 21, 22 orientadas hacia adentro y hacia afuera. Un material adecuado es el acero inoxidable, como se ha discutido previamente. El puente térmico 23 tiene una conductividad térmica mayor que el núcleo aislante 20 y, por lo tanto, puede conducir de un modo indeseable el calor fuera del aparato 1 y, al hacer esto, reducir la eficiencia con la que se calienta el material fumable 5.

Para reducir las pérdidas de calor debidas al puente térmico 23, el puente térmico 23 puede extenderse para aumentar su resistencia al flujo de calor desde la sección 21 orientada hacia adentro hasta la sección 22 orientada hacia afuera. Esto se ilustra esquemáticamente en la figura 13. Por ejemplo, el puente térmico 23 puede seguir una trayectoria indirecta entre la sección 21 orientada hacia adentro de la pared 19 y la sección 22 orientada hacia afuera de la pared 19. Esto puede facilitarse proporcionando el aislamiento 18 sobre una distancia longitudinal que sea mayor que las longitudes del calentador 3, la cámara de calentamiento 4 y el material fumable 5 para que el puente térmico 23 pueda extenderse gradualmente desde la sección 21 orientada hacia adentro a la sección 22 orientada hacia afuera, a lo largo de una trayectoria indirecta, reduciendo de este modo el espesor del núcleo 20 a cero, en una ubicación longitudinal en la carcasa 7 donde no están presentes el calentador 3, la cámara de calentamiento 4 ni el material fumable 5.

Haciendo referencia a la figura 15, como se ha discutido previamente, la cámara de calentamiento 4 aislada por medio del aislamiento 18 puede comprender válvulas de entrada y salida 24 que sellan herméticamente la cámara de calentamiento 4 cuando está cerrada. Por lo tanto, las válvulas 24 pueden evitar que entre y salga aire de un modo indeseable de la cámara 4 y pueden evitar que los sabores del material fumable salgan la cámara 4. Las válvulas 24 de entrada y de salida pueden proporcionarse, por ejemplo, en el aislamiento 18. Por ejemplo, entre caladas, las válvulas 24 pueden cerrarse por medio del controlador 12 de modo que todas las sustancias volatilizadas permanezcan contenidas dentro de la cámara 4 entre caladas. La presión parcial de las sustancias volatilizadas entre caladas alcanza la presión de vapor saturado y la cantidad de sustancias evaporadas, por lo tanto, depende únicamente de la temperatura en la cámara de calentamiento 4. Esto ayuda asegurar que la entrega de nicotina volatilizada y compuestos aromáticos permanezca constante de calada a calada. Durante la calada, el controlador 12 está configurado para abrir las válvulas 24 para que el aire pueda fluir a través de la cámara 4 para transportar los componentes del material fumable volatilizados a la boquilla 6. Puede colocarse una membrana en las válvulas 24 para asegurar que no entre oxígeno en la cámara 4. Las válvulas 24 pueden ser accionadas por respiración de modo que las válvulas 24 se abran como respuesta a la detección de una calada en la boquilla 6. Las válvulas 24 pueden cerrarse como respuesta a una detección de que la calada ha terminado. Como alternativa, las válvulas 24 pueden cerrarse después de haber transcurrido un periodo predeterminado después de su apertura. El periodo predeterminado puede ser cronometrado por el controlador 12. Opcionalmente, puede haber presentes medios mecánicos u otros medios de apertura/cierre adecuados para que las válvulas se abran y se cierren automáticamente 24. Por ejemplo, el movimiento gaseoso provocado por un usuario al tomar una calada en la boquilla 6 puede utilizarse para abrir y cerrar las válvulas 24. Por lo tanto, el uso del controlador 12 no se requiere necesariamente para accionar las válvulas 24.

La masa de material fumable 5 que es calentada por el calentador 3, por ejemplo, por cada zona de calentamiento 10, puede estar en el intervalo de 0,2 a 1,0 g. La temperatura a la que se calienta el material fumable 5 puede ser controlada por el usuario, por ejemplo, a cualquier temperatura dentro del intervalo de temperaturas de 150 °C a 250 °C como se ha descrito previamente. La masa del aparato 1 en su conjunto puede estar en el intervalo de 70 a 125 g, aunque la masa del aparato 1 puede ser menor cuando se incorpora el calentador de película 3 y/o aislamiento de alto vacío 18. Puede utilizarse una batería 2 con una capacidad de 1000 a 3000 mAh y un voltaje de 3,7 V. Las zonas de calentamiento 10 pueden configurarse para que calienten selectivamente entre aproximadamente 10 y 40 secciones de material fumable 5 para un solo cartucho 11.

Se apreciará que cualquiera de las alternativas descritas anteriormente pueden utilizarse individualmente o en combinación.

Para abordar diversas cuestiones y hacer avanzar la técnica, toda esta divulgación muestra a modo de ilustración diversas realizaciones en las que la invención o invenciones reivindicadas pueden ponerse en práctica y proporcionar un aparato superior. Las ventajas y características de la divulgación son únicamente una muestra representativa de realizaciones y no son exhaustivas ni/o exclusivas. Se presentan únicamente para ayudar a comprender y ensañar las características reivindicadas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (1) que comprende:

un calentador de película (3) configurado para calentar material fumable (5) para volatilizar al menos un componente del material fumable (5) para inhalación, comprendiendo el calentador de película (3) dos o más zonas de calentamiento (10);

un controlador (12) configurado para activar las zonas de calentamiento (10) de acuerdo con un patrón predeterminado; y

una cámara de calentamiento (4),

caracterizado por queel controlador está configurado para activar las zonas de calentamiento (10) secuencialmente a lo largo de la cámara de calentamiento (4).

2. Un aparato (1), según cualquier reivindicación anterior, en donde el calentador de película (3) es un calentador de película de poliimida (3).

3. Un aparato (1), según cualquier reivindicación anterior, en donde el calentador (3) tiene un espesor de menos de 1 mm.

4. Un aparato (1), según cualquier reivindicación anterior, en donde el calentador (3) tiene un espesor de menos de 0,5 mm.

5. Un aparato (1), según cualquier reivindicación anterior, en donde el calentador (3) tiene un espesor de entre 0,2 mm y 0,0002 mm.

6. Un aparato (1), según cualquier reivindicación anterior, en donde el aparato comprende aislamiento térmico (18) integrado con el calentador (3), o en donde el aparato comprende aislamiento térmico (18) forrado con el calentador (3).

7. Un aparato (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el aparato comprende aislamiento térmico (18) separado del calentador (3) mediante una barrera.

8. Un aparato (1), según la reivindicación 7, en donde la barrera comprende una capa de acero inoxidable.

9. Un aparato, según la reivindicación 6, la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en donde el aislamiento térmico comprende una zona de núcleo que se evacua a una presión inferior a la del exterior del aislamiento.

10. Un aparato, según la reivindicación 9, en donde las secciones de pared del aislamiento (18) a ambos lados de la zona del núcleo (20) convergen a una salida de gas sellada (25).

11. Un aparato (1), según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde un espesor del aislamiento (18) es menor de 1 mm;

12. Un aparato, según la reivindicación 11, en donde un espesor del aislamiento (18) es menor de 0,1 mm.

13. Un aparato (1), según cualquier reivindicación anterior, en donde el aparato (1) comprende una boquilla (6) para inhalar componentes volatilizados del material fumable (5).

14. Un aparato (1), según cualquier reivindicación anterior, en donde el aparato (1) está configurado para calentar el material fumable (5) sin quemar el material fumable (5).

15. Un sistema que comprende:

el aparato (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14; y

material fumable (5) para su uso con el aparato.

16. Un método de utilización de un aparato (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, comprendiendo el método material fumable por calentamiento (5) para volatilizar al menos un componente de material fumable (5) para inhalación.

17. Un método de calentamiento de material fumable (5) que utiliza un aparato (1), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.