ES2983711T3 - Dispositivo de suministro de aerosol que incluye un cabezal de chorro de burbujas y un método relacionado - Google Patents

Dispositivo de suministro de aerosol que incluye un cabezal de chorro de burbujas y un método relacionado Download PDF

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Abstract

La presente divulgación se refiere a dispositivos de suministro de aerosol. Los dispositivos de suministro de aerosol incluyen mecanismos configurados para suministrar una composición precursora de aerosol desde un depósito a un atomizador que incluye un elemento de calentamiento por vaporización para producir un vapor. Por ejemplo, un cabezal de chorro de burbujas puede estar configurado para dispensar la composición precursora de aerosol al atomizador. El cabezal de chorro de burbujas puede estar acoplado de forma fija al atomizador. El cabezal de chorro de burbujas puede incluir una entrada de precursor, un elemento de calentamiento por expulsión y una boquilla de precursor. El atomizador puede incluir un elemento de calentamiento por vaporización. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de suministro de aerosol que incluye un cabezal de chorro de burbujas y un método relacionado CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a dispositivos de suministro de aerosol, tales como artículos para fumar; y más particularmente, a dispositivos de suministro de aerosol que utilizan calor generado eléctricamente para la producción de aerosol (por ejemplo, artículos para fumar comúnmente denominados cigarrillos electrónicos). Se proporcionan dispositivos de suministro de aerosol que incluyen mecanismos para el suministro de una composición precursora de aerosol a un atomizador. Los artículos para fumar pueden configurarse para calentar un precursor de aerosol, que incorpora materiales hechos o derivados de tabaco o incorporar tabaco de otro modo, capaces de evaporarse para formar un aerosol inhalable para consumo humano.
ANTECEDENTES
El documento US 5.666.977 divulga un artículo para fumar en donde se usa un sistema generador de sabor de tabaco líquido para suministrar un medio de sabor de tabaco líquido a un calentador para generar una cantidad predeterminada de sustancia de sabor de tabaco para suministrar a un fumador. Se proporcionan medios de calentamiento eléctrico, un sistema de suministro de medio de sabor de tabaco, una fuente de energía eléctrica y medios de control para generar la sustancia de sabor de tabaco para suministrar a un fumador.
El documento EP 0845220 A1 divulga un artículo generador de sabor que tiene una carcasa constituida por partes primera y segunda que están conectadas de manera liberable entre sí. Se forma una trayectoria de flujo de gas en la primera parte de carcasa para extenderse desde un orificio de admisión de aire para alcanzar un orificio de succión. La primera parte incorpora un recipiente de material de un material líquido que contiene una sustancia de sabor. Un orificio de descarga del recipiente de material está dispuesto en la trayectoria de flujo de gas, y un calentador cerámico está dispuesto para oponerse al mismo.
El documento US 7.131.599 B2 divulga un dispositivo atomizador que comprende una carcasa que tiene una abertura de liberación, medios de descarga proporcionados dentro de la carcasa y que tiene al menos un cabezal de descarga para descargar una materia líquida como gotitas desde una boquilla que se comunica con una cavidad accionando un accionador para cambiar una presión dentro de la cavidad llena con la materia líquida, y medios atomizadores proporcionados dentro de la carcasa para atomizar las gotitas descargadas desde los medios de descarga. Al menos una parte de los medios de descarga y/o al menos una parte de los medios atomizadores están montados de manera liberable en la carcasa.
A lo largo de los años se han propuesto muchos dispositivos para fumar como mejoras sobre, o alternativas a, productos para fumar que requieren la combustión de tabaco para su uso. Muchos de estos dispositivos se han diseñado supuestamente para proporcionar las sensaciones asociadas con el fumar cigarrillos, puros o pipas, pero sin suministrar cantidades considerables de productos de combustión y pirólisis incompletas que resultan de la combustión del tabaco. Con este fin, se han propuesto numerosos productos para fumar, generadores de sabor e inhaladores medicinales que utilizan energía eléctrica para vaporizar o calentar un material volátil, o intentar proporcionar las sensaciones de fumar cigarrillos, puros o pipas sin quemar tabaco en un grado significativo. Véanse, por ejemplo, los diversos artículos para fumar alternativos, dispositivos de suministro de aerosol y fuentes generadoras de calor expuestos en la técnica anterior descrita en la patente de EE. UU. n.° 7.726.320 de Robinson et al. y las patentes de EE. UU. n.° 2013/0255702 de Griffith, Jr. et al. y 2014/0096781 de Sears et al. Véase también, por ejemplo, los diversos tipos de artículos para fumar, dispositivos de suministro de aerosol y fuentes generadoras de calor accionadas eléctricamente referenciadas por el nombre de marca y la fuente comercial en la solicitud de patente de EE. UU. con número de serie 14/170,838, solicitada el 3 de febrero de 2014, de Bless et al. Sin embargo, puede ser deseable proporcionar dispositivos de suministro de aerosol con funcionalidad mejorada. A este respecto, puede ser deseable mejorar el suministro de una composición precursora de aerosol a un atomizador. BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a sistemas de suministro de aerosol. Tales sistemas tienen la capacidad de generar aerosol como resultado del calor generado por fuentes de energía eléctrica, y de suministrar aerosol que está destinado a ser aspirado hacia la boca de un usuario. Son de particular interés los sistemas de suministro de aerosol que proporcionan componentes del tabaco en forma de aerosol, tal como se proporciona a fumadores por dispositivos comúnmente conocidos o caracterizados como cigarrillos electrónicos. Tal como se usa en el presente documento, el término “aerosol” pretende incluir vapores, gases y aerosoles de una forma o tipo adecuado para inhalación humana, ya sea visible o no, y ya sea o no de una forma que podría considerarse que es “similar al humo”.
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Se proporcionan diversas realizaciones de mecanismos para suministrar una composición precursora de aerosol a un atomizador. Estos mecanismos incluyen cabezales de chorro de burbujas, como se describe más adelante. Como se describe en el presente documento, un cabezal de chorro de burbujas es un componente configurado para calentar un fluido (por ejemplo, una composición precursora de aerosol) para producir una burbuja de vapor que aplica presión al fluido y expulsa una o más gotitas del fluido del mismo. Los cabezales de chorro de burbujas pueden definirse como que incluyen una entrada (por ejemplo, una entrada de precursor), un elemento de calentamiento de expulsión y una boquilla (por ejemplo, una boquilla de precursor), que puede alojarse dentro de, o definirse por, una oblea, sustrato o alojamiento.
En un aspecto, se proporciona un dispositivo de suministro de aerosol. El dispositivo de suministro de aerosol incluye un depósito al menos parcialmente lleno con una composición precursora de aerosol. Además, el dispositivo de suministro de aerosol incluye un cabezal de chorro de burbujas en comunicación fluida con el depósito. El cabezal de chorro de burbujas está configurado para dispensar la composición precursora de aerosol desde el depósito. Adicionalmente, el dispositivo de suministro de aerosol incluye un atomizador configurado para calentar la composición precursora de aerosol dispensada por el cabezal de chorro de burbujas para producir un aerosol. El cabezal de chorro de burbujas y el atomizador están acoplados de manera fija entre sí.
En algunas realizaciones, el dispositivo de suministro de aerosol puede incluir además un cuerpo exterior y un alojamiento recibido dentro del cuerpo exterior. El cabezal de chorro de burbujas y el atomizador pueden estar acoplados de manera fija entre sí a través del alojamiento. El cabezal de chorro de burbujas puede estar acoplado al atomizador a través de uno o más separadores. Además, el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador pueden estar acoplados eléctricamente a través de un circuito flexible.
En algunas realizaciones, el atomizador puede incluir un alojamiento, un elemento de calentamiento de vaporización acoplado al alojamiento, y un elemento de refuerzo acoplado a y configurado para soportar el alojamiento. El elemento de refuerzo puede definir un corte. El dispositivo de suministro de aerosol puede incluir adicionalmente un cuerpo exterior, en donde una superficie de calentamiento del atomizador está orientada en un ángulo distinto de cero con respecto a un eje longitudinal del cuerpo exterior.
En algunas realizaciones, el dispositivo de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo exterior. Una superficie de calentamiento del atomizador puede orientarse sustancialmente paralela a un eje longitudinal del cuerpo exterior. El cabezal de chorro de burbujas puede estar configurado para expulsar la composición precursora de aerosol de manera sustancialmente perpendicular a una superficie de calentamiento del atomizador. Una superficie de calentamiento del atomizador puede ser no plana. La superficie de calentamiento del atomizador puede ser sustancialmente cónica. Una superficie de calentamiento del atomizador puede estar texturizada.
En algunas realizaciones, el depósito puede incluir un sustrato de depósito configurado para dirigir la composición precursora de aerosol al cabezal de chorro de burbujas. El cabezal de chorro de burbujas puede estar acoplado a un extremo distal del depósito. El cabezal de chorro de burbujas puede estar acoplado a un lado lateral del depósito. El cabezal de chorro de burbujas y el atomizador pueden estar colocados entre el depósito y una boquilla. Alternativamente, el depósito puede estar situado entre una boquilla y el atomizador y el cabezal de chorro de burbujas. El dispositivo de suministro de aerosol puede incluir además un cartucho que comprende una base y un cuerpo de control que comprende un acoplador. La base puede estar configurada para acoplarse al acoplador para proporcionar una conexión mecánica y eléctrica entre el cartucho y el cuerpo de control.
En un aspecto adicional, se proporciona un conjunto combinado de dispensador y atomizador. El conjunto combinado de dispensador y atomizador puede incluir un alojamiento, un cabezal de chorro de burbujas que incluye un elemento de calentamiento de expulsión configurado para dispensar una composición precursora de aerosol desde un depósito, y un atomizador que incluye un elemento de calentamiento de vaporización configurado para calentar la composición precursora de aerosol dispensada por el cabezal de chorro de burbujas para producir un aerosol. El cabezal de chorro de burbujas y el atomizador pueden estar acoplados entre sí a través del alojamiento. El alojamiento puede estar configurado para su recepción dentro de un cuerpo exterior de un dispositivo de suministro de aerosol.
En algunas realizaciones, el cabezal de chorro de burbujas puede incluir además una entrada de precursor y una boquilla de precursor. El atomizador puede incluir además una salida de aerosol. Un área de la salida de aerosol puede ser mayor que un área de la boquilla de precursor. Una masa térmica del elemento de calentamiento de expulsión puede ser menor que una masa térmica del elemento de calentamiento de vaporización. El elemento de calentamiento de expulsión, la boquilla de precursor y el elemento de calentamiento de vaporización pueden estar alineados axialmente. El alojamiento puede definir al menos una de la entrada de precursor, la boquilla de precursor y la salida de aerosol.
En un aspecto adicional, se proporciona un dispositivo de suministro de aerosol. El dispositivo de suministro de aerosol puede incluir un depósito al menos parcialmente lleno con una composición precursora de aerosol. Además, el dispositivo de suministro de aerosol puede incluir un alojamiento que incluye una entrada de precursor en comunicación fluida con el depósito, un elemento de calentamiento de expulsión y una boquilla de precursor. El elemento de calentamiento de expulsión puede estar configurado para expulsar la composición precursora de aerosol recibida a través de la entrada de precursor a través de la boquilla de precursor. Adicionalmente, el dispositivo de suministro de aerosol puede incluir un atomizador configurado para calentar la composición precursora de aerosol dispensada desde el alojamiento para producir un aerosol. El elemento de calentamiento de expulsión y el atomizador pueden estar acoplados de manera fija entre sí.
En algunas realizaciones, el atomizador puede recibirse dentro del alojamiento, y el alojamiento y el depósito pueden recibirse dentro de un cuerpo exterior. En otra realización, el alojamiento puede acoplarse al atomizador a través de uno o más separadores. El alojamiento y el atomizador pueden estar acoplados eléctricamente a través de un circuito flexible.
En algunas realizaciones, el atomizador puede incluir un alojamiento de atomizador, un elemento de calentamiento de vaporización acoplado al alojamiento, y un elemento de refuerzo acoplado a y configurado para soportar el alojamiento. El elemento de refuerzo puede definir un corte. El dispositivo de suministro de aerosol puede incluir adicionalmente un cuerpo exterior, y una superficie de calentamiento del atomizador puede orientarse en un ángulo distinto de cero con respecto a un eje longitudinal del cuerpo exterior. En otra realización, la superficie de calentamiento del atomizador puede estar orientada sustancialmente paralela a un eje longitudinal del cuerpo exterior.
En algunas realizaciones, la boquilla de precursor puede configurarse para expulsar la composición precursora de aerosol sustancialmente perpendicular a una superficie de calentamiento del atomizador. La superficie de calentamiento del atomizador puede ser no plana. La superficie de calentamiento del atomizador puede ser sustancialmente cónica. La superficie de calentamiento del atomizador puede estar texturizada.
En algunas realizaciones, el depósito puede incluir un sustrato de depósito configurado para dirigir la composición precursora de aerosol a la entrada de precursor. El alojamiento puede estar acoplado a un extremo distal del depósito. En otra realización, el alojamiento puede estar acoplado a un lado lateral del depósito. El alojamiento y el atomizador pueden estar situados entre el depósito y una boquilla. En otra realización, el depósito puede estar situado entre una boquilla y el atomizador y el alojamiento. El dispositivo de suministro de aerosol puede incluir adicionalmente un cartucho que incluye una base y un cuerpo de control que incluye un acoplador. La base puede estar configurada para acoplarse al acoplador para proporcionar una conexión mecánica y eléctrica entre el cartucho y el cuerpo de control.
En un aspecto adicional, se proporciona un conjunto combinado de dispensador y atomizador. El conjunto combinado de dispensador y atomizador puede incluir un alojamiento, un elemento de calentamiento de expulsión configurado para dispensar una composición precursora de aerosol desde un depósito, y un elemento de calentamiento de vaporización configurado para calentar la composición precursora de aerosol dispensada por el elemento de calentamiento de expulsión para producir un aerosol. El elemento de calentamiento de expulsión y el elemento de calentamiento de vaporización pueden recibirse dentro del alojamiento, y el alojamiento puede configurarse para recibirse dentro de un cuerpo exterior de un dispositivo de suministro de aerosol.
En algunas realizaciones, el conjunto combinado de dispensador y atomizador puede incluir adicionalmente una entrada de precursor, una boquilla de precursor, un elemento de calentamiento de vaporización y una salida de aerosol. Un área de la salida de aerosol puede ser mayor que un área de la boquilla de precursor. Una masa térmica del elemento de calentamiento de expulsión puede ser menor que una masa térmica del elemento de calentamiento de vaporización. El elemento de calentamiento de expulsión, la boquilla de precursor y el elemento de calentamiento de vaporización pueden estar alineados axialmente. El alojamiento puede definir al menos una de la entrada de precursor, la boquilla de precursor y la salida de aerosol.
En un aspecto adicional, se proporciona un método para aerosolización en un dispositivo de suministro de aerosol. El método incluye dirigir un flujo de aire desde un cuerpo de control que incluye una fuente de alimentación a través de un cartucho que incluye un depósito. El método incluye adicionalmente dispensar una composición precursora de aerosol desde el depósito a través de una entrada de precursor, un elemento de calentamiento de expulsión y una boquilla de precursor. El método incluye además calentar (por ejemplo, vaporizar) la composición precursora de aerosol dispensada desde el depósito con un atomizador.
En algunas realizaciones, la dispensación de la composición precursora de aerosol y el calentamiento de la composición precursora de aerosol pueden incluir aplicar independientemente energía desde la fuente de alimentación al elemento de calentamiento de expulsión y al atomizador. La dispensación de la composición precursora de aerosol y el calentamiento de la composición precursora de aerosol pueden incluir dirigir la energía al atomizador después de aplicar energía al elemento de calentamiento de expulsión. El método puede incluir adicionalmente precalentar la composición precursora de aerosol con el elemento de calentamiento de expulsión antes de dispensar la composición precursora de aerosol. Además, el método puede incluir detectar una temperatura de la composición precursora de aerosol, en donde precalentar la composición precursora de aerosol incluye precalentar la composición precursora de aerosol a una temperatura deseada. Precalentar la composición precursora de aerosol puede incluir aplicar una anchura de pulso o amplitud de pulso de potencia relativamente más pequeña al elemento de calentamiento de expulsión en comparación con dispensar la composición precursora de aerosol. En algunas realizaciones, calentar la composición precursora de aerosol con el atomizador puede incluir calentar la composición precursora de aerosol con un elemento de calentamiento de vaporización.
En un aspecto adicional, se proporciona un método para aerosolización en un dispositivo de suministro de aerosol. El método puede incluir dirigir un flujo de aire desde un cuerpo de control que comprende una fuente de alimentación a través de un cartucho que incluye un depósito. Además, el método puede incluir dispensar una composición precursora de aerosol desde el depósito a través de un cabezal de chorro de burbujas. Adicionalmente, el método puede incluir calentar la composición precursora de aerosol dispensada desde el depósito por el cabezal de chorro de burbujas con un atomizador.
En algunas realizaciones, la dispensación de la composición precursora de aerosol y el calentamiento de la composición precursora de aerosol pueden incluir aplicar independientemente energía desde la fuente de alimentación al cabezal de chorro de burbujas y al atomizador. La dispensación de la composición precursora de aerosol y el calentamiento de la composición precursora de aerosol pueden incluir dirigir la energía al atomizador después de aplicar energía al cabezal de chorro de burbujas. El método puede incluir adicionalmente precalentar la composición precursora de aerosol con el cabezal de chorro de burbujas antes de dispensar la composición precursora de aerosol. Además, el método puede incluir detectar una temperatura de la composición precursora de aerosol. Precalentar la composición precursora de aerosol puede incluir precalentar la composición precursora de aerosol a una temperatura deseada. Precalentar la composición precursora de aerosol puede incluir aplicar una anchura de pulso o amplitud de pulso de potencia relativamente más pequeña al cabezal de chorro de burbujas en comparación con dispensar la composición precursora de aerosol.
Estas y otras características, aspectos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción detallada junto con los dibujos adjuntos, que se describen brevemente a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Habiendo descrito así la descripción en los términos generales anteriores, se hará referencia ahora a los dibujos adjuntos, que no están necesariamente dibujados a escala, y en donde:
La figura 1 ilustra una vista en despiece ordenado de un cuerpo de control según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 2 ilustra una vista en despiece de un dispositivo de suministro de aerosol que incluye un conjunto combinado de dispensador y atomizador que comprende un cabezal de chorro de burbujas estándar según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 3 ilustra una vista en sección modificada a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 2 que muestra el flujo de aire a través del mismo según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 4 ilustra una vista en sección modificada a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 2 según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 5 ilustra una vista en sección modificada en perspectiva a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 2 en el conjunto combinado de dispensador y atomizador y un depósito según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 6 ilustra una vista en sección modificada a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 2 que muestra la producción de vapor según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 7 ilustra una vista en sección a través de una realización adicional de un dispositivo de suministro de aerosol que incluye un conjunto combinado de dispensador y atomizador integral según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 8 ilustra una vista en sección a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 7 que muestra el flujo de aire a través del mismo según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 9 ilustra una vista en sección a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 7 según una realización de ejemplo de la presente invención; La figura 10 ilustra una vista en sección ampliada a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 7 según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 11 ilustra una vista en sección parcial a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 7 que muestra la producción de vapor según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 12 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo de suministro de aerosol que incluye un conjunto combinado de dispensador y atomizador que incluye un circuito flexible según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 13 ilustra una vista en sección parcial ampliada a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 12 en el conjunto combinado de dispensador y atomizador según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 14 ilustra una vista en sección modificada a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 12 que muestra el flujo de aire a través del mismo según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 15 ilustra una vista en sección parcial a través de un dispositivo de suministro de aerosol que es sustancialmente similar al dispositivo de suministro de aerosol de la figura 12, excepto que el dispositivo de suministro de aerosol incluye un conjunto combinado de dispensador y atomizador integral según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 16 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo de suministro de aerosol que incluye un conjunto combinado de dispensador y atomizador colocado entre un depósito y una boquilla según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 17 ilustra una vista en sección parcial ampliada a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 16 que muestra el flujo de aire a través del mismo según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 18 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo de suministro de aerosol que incluye un conjunto combinado de dispensador y atomizador acoplado a un lado lateral de un depósito según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 19 ilustra una vista en sección modificada parcial ampliada a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 18 que muestra el flujo de aire a través del mismo según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 20 ilustra una vista esquemática parcial de un dispositivo de suministro de aerosol en donde las superficies de expulsión y calentamiento respectivas de un cabezal de chorro de burbujas y un atomizador están orientadas en un ángulo distinto de cero con respecto a un eje longitudinal del dispositivo de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 21 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo de suministro de aerosol que incluye un conjunto combinado de dispensador y atomizador en donde el flujo de aire se produce centralmente a través del mismo según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 22 ilustra una vista en sección ampliada a través del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 21 que muestra el flujo de aire a través del mismo según una realización de ejemplo de la presente invención; La figura 23 ilustra esquemáticamente una vista en despiece ordenado ampliada del conjunto combinado de dispensador y atomizador del dispositivo de suministro de aerosol de la figura 21 según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 24 ilustra una vista en perspectiva de un atomizador sustancialmente cónico que define una superficie de calentamiento interior según una realización de ejemplo adicional de la presente invención; La figura 25 ilustra una vista en perspectiva de un atomizador sustancialmente cónico que define una superficie de calentamiento exterior según una realización de ejemplo adicional de la presente invención; La figura 26 ilustra una vista en despiece ordenado de un conjunto combinado de dispensador y atomizador que incluye un elemento de refuerzo según una realización de ejemplo adicional de la presente invención; La figura 27 ilustra una vista opuesta del conjunto combinado de dispensador y atomizador de la figura 26 en donde el elemento de refuerzo está en una configuración ensamblada según una realización de ejemplo de la presente invención;
La figura 28A ilustra una vista en sección ampliada a través de un atomizador del conjunto combinado de dispensador y atomizador de la figura 26 en donde el atomizador define una superficie de calentamiento almenada según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 28B ilustra una vista en sección ampliada a través de un atomizador del conjunto combinado de dispensador y atomizador de la figura 26, en donde el atomizador define una superficie de calentamiento parcialmente porosa según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 28C ilustra una vista en sección ampliada a través de un atomizador del conjunto combinado de dispensador y atomizador de la figura 26 en donde el atomizador define una superficie de calentamiento completamente porosa según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 29 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo de suministro de aerosol en donde un conjunto combinado de dispensador y atomizador se coloca en un cuerpo de control según una realización de ejemplo adicional de la presente invención;
La figura 30 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo de suministro de aerosol que comprende un cuerpo de control, un cartucho de dispensador y atomizador, y un cartucho de depósito según una realización de ejemplo adicional de la presente invención; y
La figura 31 ilustra esquemáticamente un método para aerosolización en un dispositivo de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERIDAS
La presente invención se describirá ahora más completamente a continuación con referencia a realizaciones ejemplares de la misma. Estas realizaciones ejemplares se describen de modo que esta invención sea minuciosa y completa, y transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la técnica. De hecho, la invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento; más bien, estas realizaciones se proporcionan de modo que esta invención satisfaga los requisitos legales aplicables. Como se usa en la memoria descriptiva, y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares “un”, “una”, “el”, “la”, incluyen variaciones plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
Como se describe a continuación en el presente documento, las realizaciones de la presente invención se refieren a sistemas, dispositivos y componentes de suministro de aerosol para los mismos. Los sistemas de suministro de aerosol según la presente invención usan energía eléctrica para calentar un material (preferentemente sin quemar el material en ningún grado significativo) para formar una sustancia inhalable; y los componentes de tales sistemas tienen la forma de artículos que son lo más preferentemente suficientemente compactos para considerarse dispositivos portátiles. Es decir, el uso de componentes de sistemas de suministro de aerosol preferidos no da como resultado la producción de humo en el sentido de que el aerosol resulta principalmente de subproductos de combustión o pirólisis de tabaco, sino que, en su lugar, el uso de esos sistemas preferidos da como resultado la producción de vapores resultantes de la volatilización o vaporización de ciertos componentes incorporados en el mismo. En realizaciones preferidas, los componentes de los sistemas de suministro de aerosol pueden caracterizarse como cigarrillos electrónicos, y esos cigarrillos electrónicos más preferiblemente incorporan tabaco y/o componentes derivados del tabaco, y por lo tanto suministran componentes derivados del tabaco en forma de aerosol.
Las piezas generadoras de aerosol de ciertos sistemas de suministro de aerosol preferidos pueden proporcionar muchas de las sensaciones (por ejemplo, rituales de inhalación y exhalación, tipos de sabores o sabores, efectos organolépticos, sensación física, rituales de uso, señales visuales tales como las proporcionadas por aerosol visible, y similares) de fumar un cigarrillo, puro, o pipa que se emplea al encender y quemar tabaco (y por lo tanto inhalar humo de tabaco), sin ningún grado sustancial de combustión de ningún componente del mismo. Por ejemplo, el usuario de una pieza generadora de aerosol de la presente invención puede sostener y usar esa pieza muy similar a un fumador emplea un tipo tradicional de artículo para fumar, extraer en un extremo de esa pieza para la inhalación de aerosol producido por esa pieza, tomar o extraer caladas a intervalos de tiempo seleccionados, y similares.
Los sistemas de suministro de aerosol de la presente invención también pueden caracterizarse como artículos productores de vapor o artículos de suministro de medicamento adecuados. Por lo tanto, dichos artículos o dispositivos pueden adaptarse para proporcionar una o más sustancias (por ejemplo, sabores y/o principios activos farmacéuticos) en una forma o estado inhalable. Por ejemplo, las sustancias inhalables pueden estar sustancialmente en forma de vapor (es decir, una sustancia que está en la fase gaseosa a una temperatura inferior a su punto crítico). Alternativamente, las sustancias inhalables pueden estar en forma de un aerosol (es decir, una suspensión de partículas sólidas finas o gotitas líquidas en un gas).
Los sistemas de suministro de aerosol de la presente invención comprenden lo más preferiblemente alguna combinación de una fuente de alimentación (es decir, una fuente de alimentación eléctrica), al menos un componente de control (por ejemplo, medios para accionar, controlar, regular y/o cesar la alimentación suministrada para la generación de calor, tal como controlando el flujo de corriente eléctrica desde una unidad de liberación de alimentación eléctrica a otros componentes de la pieza generadora de aerosol), un calentador o componente de generación de calor (por ejemplo, un elemento de calentamiento de resistencia eléctrica y componentes relacionados comúnmente denominados como que proporcionan un “atomizador”), y un precursor de aerosol (por ejemplo, una composición que comúnmente es un líquido capaz de producir un aerosol tras la aplicación de calor suficiente, tal como ingredientes comúnmente denominados “zumo de humo”, “e-líquido” y “e-zumo”), y una región o punta de boquilla para permitir la extracción sobre el dispositivo de suministro de aerosol para la inhalación de aerosol (por ejemplo, una trayectoria de flujo de aire definida a través de la pieza de generación de aerosol de manera que el aerosol generado pueda extraerse de la misma tras la extracción por un usuario).
Los formatos, configuraciones y disposiciones más específicos de los componentes dentro de los sistemas de suministro de aerosol de la presente invención serán evidentes a la luz de la invención adicional proporcionada a continuación en el presente documento. Adicionalmente, la selección y disposición de diversos componentes del sistema de suministro de aerosol puede apreciarse tras la consideración de los dispositivos electrónicos de suministro de aerosol disponibles comercialmente, tales como los productos representativos a los que se hace referencia en la sección de la técnica anterior de la presente invención.
La alineación de los componentes dentro del dispositivo de suministro de aerosol puede variar. En realizaciones específicas, la composición precursora de aerosol puede ubicarse cerca de un extremo del artículo (por ejemplo, dentro de un cartucho, que en ciertas circunstancias puede ser reemplazable y desechable), que puede configurarse para colocarse proximal a la boca de un usuario para maximizar el suministro de aerosol al usuario. Sin embargo, no se excluyen otras configuraciones. Generalmente, los componentes pueden configurarse uno con respecto al otro de modo que el calor del elemento de calentamiento pueda volatilizar la composición precursora de aerosol (así como uno o más aromatizantes, medicamentos o similares que pueden proporcionarse de manera similar para su suministro a un usuario) y formar un aerosol para su suministro al usuario. Cuando el elemento de calentamiento calienta la composición precursora de aerosol, se forma, libera o genera un aerosol en una forma física adecuada para la inhalación por un consumidor. Debe observarse que los términos anteriores están destinados a ser intercambiables de manera que la referencia a liberar, liberación, libera o liberado/da incluye formar o generar, formación o generación, forma o genera, y formado/a o generado/a. Específicamente, una sustancia inhalable se libera en forma de un vapor o aerosol o mezcla de los mismos.
Un dispositivo de suministro de aerosol incorpora una batería u otra fuente de alimentación eléctrica para proporcionar un flujo de corriente suficiente para proporcionar diversas funcionalidades al artículo, tales como alimentación de un calentador, alimentación de sistemas de control, alimentación de indicadores y similares. La fuente de alimentación puede adoptar diversas realizaciones. Preferiblemente, la fuente de alimentación es capaz de suministrar suficiente potencia para calentar rápidamente el elemento de calentamiento para proporcionar la formación de aerosol y alimentar el artículo a través del uso durante la duración de tiempo deseada. La fuente de alimentación está dimensionada preferiblemente para encajar convenientemente dentro del dispositivo de suministro de aerosol de modo que el dispositivo de suministro de aerosol pueda manipularse fácilmente; y adicionalmente, una fuente de alimentación preferida es de un peso suficientemente ligero para no restar valor a una experiencia de fumar deseable.
Un dispositivo de suministro de aerosol puede incluir un cartucho y un cuerpo de control que pueden alinearse de manera permanente o desmontable en una relación de funcionamiento. Se pueden emplear diversas realizaciones de acoplamiento entre el cartucho y el cuerpo de control, tales como un acoplamiento roscado, un acoplamiento de ajuste a presión, un ajuste de interferencia, un acoplamiento magnético o similares. El dispositivo de suministro de aerosol puede ser sustancialmente similar a una varilla, sustancialmente tubular o sustancialmente cilíndrico en algunas realizaciones cuando el cartucho y el cuerpo de control están en una configuración ensamblada.
En realizaciones específicas, uno o ambos del cartucho y el cuerpo de control pueden denominarse desechables o reutilizables. Por ejemplo, el cuerpo de control puede tener una batería reemplazable o una batería recargable y, por lo tanto, puede combinarse con cualquier tipo de tecnología de recarga, incluyendo la conexión a una toma de corriente eléctrica de corriente alterna típica, la conexión a un cargador de coche (es decir, un receptáculo de encendedor de cigarrillos) y la conexión a un ordenador, tal como a través de un cable de bus serie universal (USB). Además, en algunas realizaciones, el cartucho puede comprender un cartucho de un solo uso, como se divulga en la patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0060555 de chang et al.
En algunas realizaciones, un cartucho puede incluir una base que puede comprender características antirrotación que evitan sustancialmente la rotación relativa entre el cartucho y el cuerpo de control como se divulga en la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0261495 de Novak et al.
Un dispositivo de suministro de aerosol puede incluir un componente configurado para contener una composición precursora de aerosol. La composición precursora de aerosol, también denominada composición precursora de vapor puede comprender una variedad de componentes que incluyen, a modo de ejemplo, un alcohol polihídrico (por ejemplo, glicerina, propilenglicol o una mezcla de los mismos), nicotina, tabaco, extracto de tabaco y/o aromatizantes. Se describen diversos componentes que pueden incluirse en la composición precursora de aerosol en la patente de EE. UU. n.° 7.726.320 de Robinson et al. Se exponen tipos representativos adicionales de composiciones precursoras de aerosol en la patente de EE. UU. n.° 4.793.365 de Sensabaugh, Jr. et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.101.839 de Jakob et al.; la patente de EE. UU. n.° de publicación 2013/0008457 de Zheng et al.; el documento PCT WO 98/57556 de Biggs et al.; y “Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Inplace of Burn Tobacco”, R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988).
En el presente dispositivo de suministro de aerosol se puede usar una variedad de componentes calentadores. En diversas realizaciones, se pueden usar uno o más microcalentadores o calentadores de estado sólido similares. Las realizaciones de microcalentadores que pueden utilizarse se describen adicionalmente en el presente documento. Otros microcalentadores y atomizadores que incorporan microcalentadores adecuados para su uso en los dispositivos divulgados en la presente memoria se describen en la patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0060554 de Collett et al. En algunas realizaciones, un elemento de calentamiento puede formarse enrollando un alambre alrededor de un elemento de transporte de líquido como se describe en la publicación de solicitud de patente de EE. UU. n.° 2014/0157583 de Ward et al. Además, en algunas realizaciones, el alambre puede definir un espacio de bobina variable, como se describe en la publicación de solicitud de patente de EE. UU. n.° 2014/0270730 de DePiano et al. Se pueden emplear diversas realizaciones de materiales configurados para producir calor cuando se aplica corriente eléctrica a través de los mismos para formar un elemento de calentamiento resistivo. Los materiales de ejemplo a partir de los cuales se puede formar la bobina de alambre incluyen Kanthal (FeCrAl), Nicromo, disiliciuro de molibdeno (MoSi2- siliciuro de molibdeno (MoSi), disiliciuro de molibdeno dopado con aluminio (Mo(Si,Al)2, grafito y materiales a base de grafito; y cerámica (por ejemplo, una cerámica con coeficiente de temperatura positivo o negativo). En otras realizaciones, se puede emplear un elemento de calentamiento estampado en el atomizador, como se describe en la publicación de solicitud de patente de EE. UU. n.° 2014/0270729 de DePiano et al. Además de lo anterior, se describen elementos y materiales de calentamiento representativos adicionales para su uso en los mismos en la Patente de EE. UU. n.° 5.060.671 de Counts et al.; la patente de EE. UU. n.° 5,093,894 de Deevi et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.224.498 de Deevi et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.228.460 de Sprinkel Jr., et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.322.075 de Deevi et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.353.813 de Deevi et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.468.936 de Deevi et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.498.850 de Das; la patente de EE. UU. n.° 5.659.656 de Das; la patente de EE. UU. n.° 5.498.855 de Deevi et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.530.225 de Hajaligol; la patente de EE. UU. n.° 5.665.262 de Hajaligol; la patente de EE. UU. n.° 5.573.692 de Das et al.; y la patente de EE. UU. n.° 5.591.368 de Fleischhauer et al. Además, en otras realizaciones se puede emplear calentamiento químico. Se describen varios ejemplos adicionales de calentadores y materiales empleados para formar calentadores en la patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0060554 de Collett et al.
En algunas realizaciones, los dispositivos de suministro de aerosol de la presente invención pueden incluir un cuerpo de control y un cartucho. Cuando el cuerpo de control está acoplado al cartucho, un componente de control electrónico en el cartucho puede formar una conexión eléctrica con el cuerpo de control. El cuerpo de control puede emplear, por lo tanto, el componente de control electrónico para determinar si el cartucho es genuino y/o realizar otras funciones. Además, se describen varios ejemplos de componentes de control electrónico y funciones realizadas de este modo en la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0096781 de Sears et al.
Durante el uso, un usuario puede extraer una boquilla del cartucho del dispositivo de suministro de aerosol. Esto puede aspirar aire a través de una abertura en el cuerpo de control o en el cartucho. Por ejemplo, en una realización, se puede definir una abertura entre el acoplador y el cuerpo exterior del cuerpo de control, como se describe en la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0261408 de DePiano et al. Sin embargo, el flujo de aire puede recibirse a través de otras partes del dispositivo de suministro de aerosol en otras realizaciones.
Un sensor en el dispositivo de suministro de aerosol (por ejemplo, un sensor de calada o flujo en el cuerpo de control) puede detectar la calada. Cuando se detecta la calada, el cuerpo de control puede dirigir corriente al calentador a través de un circuito. Por consiguiente, el calentador puede vaporizar la composición precursora de aerosol, y la boquilla puede permitir el paso de aire y vapor arrastrado (es decir, los componentes de la composición precursora de aerosol en una forma inhalable) desde el cartucho a un consumidor que lo arrastra.
Se proporcionan otros detalles diversos con respecto a los componentes que pueden incluirse en el cartucho, por ejemplo, en la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0261495 de Novak et al. A este respecto, la figura 7 de la misma ilustra una vista en despiece ordenado ampliada de una base y un terminal de componente de control; la figura 8 de la misma ilustra una vista en perspectiva ampliada de la base y el terminal de componente de control en una configuración ensamblada; la figura 9 de la misma ilustra una vista en perspectiva ampliada de la base, el terminal de componente de control, un componente de control electrónico y terminales de calentador de un atomizador en una configuración ensamblada; la figura 10 de la misma ilustra una vista en perspectiva ampliada de la base, el atomizador y el componente de control en una configuración ensamblada; la figura 11 de la misma ilustra una vista en perspectiva opuesta del conjunto de la figura 10 de la misma; la figura 12 de la misma ilustra una vista en perspectiva ampliada de la base, el atomizador, el tubo de flujo y el sustrato de depósito en una configuración ensamblada; la figura 13 de la misma ilustra una vista en perspectiva de la base y un cuerpo exterior en una configuración ensamblada; la figura 14 de la misma ilustra una vista en perspectiva de un cartucho en una configuración ensamblada; la figura 15 de la misma ilustra una primera vista en perspectiva parcial del cartucho de la figura 14 de la misma y un acoplador para un cuerpo de control; la figura 16 de la misma ilustra una segunda vista en perspectiva parcial opuesta del cartucho de la figura 14 de la misma y el acoplador de la figura 11 de la misma; la figura 17 de la misma ilustra una vista en perspectiva de un cartucho que incluye una base con un mecanismo antirrotación; la figura 18 de la misma ilustra una vista en perspectiva de un cuerpo de control que incluye un acoplador con un mecanismo antirrotación; la figura 19 de la misma ilustra la alineación del cartucho de la figura 17 con el cuerpo de control de la figura 18; la figura 20 de la misma ilustra un dispositivo de suministro de aerosol que comprende el cartucho de la figura 17 de la misma y el cuerpo de control de la figura 18 de la misma con una vista modificada a través del dispositivo de suministro de aerosol que ilustra el acoplamiento del mecanismo antirrotación del cartucho con el mecanismo antirrotación del cuerpo de conector; la figura 21 de la misma ilustra una vista en perspectiva de una base con un mecanismo antirrotación; la figura 22 de la misma ilustra una vista en perspectiva de un acoplador con un mecanismo antirrotación; y la figura 23 de la misma ilustra una vista en sección a través de la base de la figura 21 de la misma y el acoplador de la figura 22 de la misma en una configuración acoplada.
Diversos componentes de un dispositivo de suministro de aerosol según la presente invención pueden elegirse de componentes descritos en la técnica y disponibles comercialmente. Se hace referencia, por ejemplo, al sistema calentador y depósito para el suministro controlable de múltiples materiales aerosolizables en un artículo electrónico para fumar descrito en la patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0000638 de Sebastian et al.
En la presente invención, la figura 1 ilustra una vista en despiece ordenado de un cuerpo 300 de control de un dispositivo de suministro de aerosol según una realización de ejemplo. Como se ilustra, el cuerpo 300 de control puede comprender un acoplador 302, un cuerpo 304 exterior, un elemento 306 de sellado, un elemento 308 adhesivo (por ejemplo, cinta KAPTON®), un sensor 310 de flujo (por ejemplo, un sensor de calada o conmutador de presión), un componente 312 de control, un espaciador 314, una fuente 316 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), una placa de circuito con un indicador 318 (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 320 conector y una tapa 322 de extremo. Se describen ejemplos de fuentes de energía eléctrica en solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2010/0028766 de Peckerar et al. Un mecanismo ejemplar que puede proporcionar capacidad de accionamiento por calada incluye un sensor de silicio Modelo 163PC01D36, fabricado por la división MicroSwitch de Honeywell, Inc., Freeport, Ill. Se describen ejemplos adicionales de conmutadores eléctricos operados por demanda que pueden emplearse en un circuito de calentamiento según la presente invención en la patente de EE. UU. n.° 4.735.217 de Gerth et al. Se proporciona una descripción adicional de los circuitos reguladores de corriente y otros componentes de control, incluyendo microcontroladores que pueden ser útiles en el presente dispositivo de suministro de aerosol en las patente de EE. UU. n.° 4.922.901, 4.947.874 y 4.947.875, todas ellas de Brooks et al., la patente de EE. UU. n.° 5.372.148 de McCafferty et al., la patente de EE. UU. n.° 6,040,560 de Fleischhauer et al. y la patente de EE. UU. n.° 7.040.314 de Nguyen et al. También se hace referencia a los esquemas de control descritos en la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0270727 de Ampolini et al.
En una realización, el indicador 318 puede comprender uno o más diodos emisores de luz. El indicador 318 puede estar en comunicación con el componente 312 de control a través del circuito 320 conector e iluminar, por ejemplo, durante la extracción de un usuario en un cartucho acoplado al acoplador 302, como lo detecta el sensor 310 de flujo. La tapa 322 de extremo puede estar adaptada para hacer visible la iluminación proporcionada por debajo de la misma por el indicador 318. Por consiguiente, el indicador 318 puede iluminarse durante el uso del dispositivo de suministro de aerosol para simular el extremo encendido de un artículo para fumar. Sin embargo, en otras realizaciones, el indicador 318 puede proporcionarse en números variables y puede adoptar diferentes formas e incluso puede ser una abertura en el cuerpo exterior (tal como para la liberación de sonido cuando dichos indicadores están presentes).
Todavía se pueden utilizar componentes adicionales en los dispositivos de suministro de aerosol de la presente invención. Por ejemplo, la patente de EE. UU. n.° 5.154.192 de Sprinkel et al. divulga indicadores para artículos para fumar; la patente de EE. UU. n.° 5.261.424 de Sprinkel, Jr. divulga sensores piezoeléctricos que pueden asociarse con el extremo de boca de un dispositivo para detectar la actividad del labio del usuario asociada con la toma de una extracción y luego desencadenar el calentamiento; la patente de EE. UU. n.° 5.372.148 de McCafferty et al. divulga un sensor de calada para controlar el flujo de energía en un conjunto de carga de calentamiento en respuesta a la caída de presión a través de una boquilla; la patente de EE. UU. n.° 5.967.148 de Harris et al. divulga receptáculos en un dispositivo para fumar que incluyen un identificador que detecta una no uniformidad en la transmisividad de infrarrojos de un componente insertado y un controlador que ejecuta una rutina de detección cuando el componente se inserta en el receptáculo; la patente de EE. UU. n.° 6.040.560 de Fleischhauer et al. divulga un ciclo de potencia ejecutable definido con múltiples fases diferenciales; la patente de EE. UU. n.° 5.934.289 de Watkins et al. divulga componentes fotónicos optrónicos; la patente de EE. UU. n.° 5.954.979 de Counts et al. divulga medios para alterar la resistencia a la aspiración a través de un dispositivo para fumar; la patente de EE. UU. n.° 6.803.545 de Blake et al. divulga configuraciones de batería específicas para uso en dispositivos para fumar; la patente de EE. UU. n.° 7.293.565 de Griffen et al. divulga diversos sistemas de carga para su uso con dispositivos para fumar; la patente de EE. UU. n.° 8.402.976 de Fernando et al. divulga medios de interfaz de ordenador para dispositivos para fumar para facilitar la carga y permitir el control por ordenador del dispositivo; la patente de EE. UU. n.° 8.689.804 de Fernando et al. divulga sistemas de identificación para dispositivos para fumar; y el documento internacional WO 2010/003480 de Flick divulga un sistema de detección de flujo de fluido indicativo de una calada en un sistema generador de aerosol. Otros ejemplos de componentes relacionados con artículos electrónicos de suministro de aerosol y que divulgan materiales o componentes que pueden usarse en el presente artículo incluyen la patente de EE. UU. n.° 4.735.217 de Gerth et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.249.586 de Morgan et al.; la patente de EE. UU. n.° 5.666.977 de Higgins et al.; la patente de EE. UU. n.° 6.053.176 de Adams et al.;el documento U.S. 6.164.287 de White; la patente de EE. UU. n.° 6.196.218 de Voges; la patente de EE. UU. n.° 6.810.883 de Felter et al.; la patente de EE. UU. n.° 6.854.461 de Nichols; la patente de EE. UU. n.° 7.832.410 de Hon; la patente de EE. UU. n.° 7.513.253 de Kobayashi; la patente de EE. UU. n.° 7.896.006 de Hamano; la patente de EE. UU. n.° 6.772.756 de Shayan; las patentes de EE. UU. n.° 8.156.944 y 8.375.957 de Hon; la patente de EE. UU. n.° 8.794.231 de Thorens et al. y 8.851.083 de Oglesby et al.; la solicitud de patente de EE.<u U .>n.° de publicación 2006/0196518 y 2009/0188490 de Hon; la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2009/0260641 y 2009/0260642 de Monsees et al.; la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2010/0024834 de Oglesby et al.; la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2010/0307518 de Wang; la solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicación 2014/0261408 de DePiano et al.;el documento internacional WO 2010/091593 de Hon; el documento internacional WO 2013/089551 de Foo. En las presentes realizaciones se pueden incorporar una variedad de los materiales divulgados por los documentos anteriores en los presentes dispositivos.
Por consiguiente, se han descrito anteriormente realizaciones de ejemplo de dispositivos de suministro de aerosol. Sin embargo, la presente invención proporciona otras diversas realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol. Como se describe a continuación en el presente documento, tales dispositivos de suministro de aerosol pueden incluir diferentes configuraciones de componentes para almacenar, administrar y/o vaporizar una composición precursora de aerosol. Algunos de los componentes de los dispositivos de suministro de aerosol pueden ser sustancialmente similares a los componentes descritos anteriormente, y por lo tanto los detalles con respecto a estos componentes y la función de los mismos no se repetirán o solo se describirán brevemente. Sin embargo, debe entenderse que la descripción de los componentes proporcionados anteriormente es igualmente aplicable a las realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol descritos a continuación en el presente documento a menos que se indique lo contrario.
A este respecto, la figura 2 ilustra una vista en despiece de un dispositivo 1200 de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención. Como se ilustra, el dispositivo 1200 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 1202 de control y un cartucho 1204. El cuerpo 1202 de control puede incluir una tapa 1206 de extremo, una placa 1208 de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 1209 conector, una fuente 1210 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un sensor 1212 de flujo, un acoplador 1214 y un cuerpo 1216 exterior (que puede incluir una o más aberturas 1233 de entrada). El cartucho 1204 puede incluir una base 1218, un conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador, un depósito 1222, una cubierta 1224, una boquilla 1226 y un cuerpo 1228 exterior.
La figura 3 ilustra una vista en sección modificada a través del dispositivo 1200 de suministro de aerosol de la figura 2. Como se ilustra en la misma, la base 1218 del cartucho 1204 puede estar configurada para acoplarse al acoplador 1214 del cuerpo 1202 de control para formar una conexión mecánica y eléctrica entre los mismos. La conexión entre la base 1218 del cartucho 1204 y el acoplador 1214 del cuerpo 1202 de control puede ser liberable de manera que, por ejemplo, el cartucho puede ser reemplazado cuando se gasta una composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) recibida en la misma. Aunque la figura 2 ilustra el cableado 1230 como acoplado a la base 1218, el cableado puede acoplarse realmente al acoplador 1214 para permitir la conexión liberable entre el cartucho 1204 y el cuerpo 1202 de control en algunas realizaciones.
La figura 3 ilustra además una trayectoria de flujo de aire a través del dispositivo 1200 de suministro de aerosol cuando un usuario aspira por la boquilla 1226. Como se ilustra, un flujo de aire o flujo 1232 de aire ambiental puede entrar en el dispositivo 1200 de suministro de aerosol a través de la una o más aberturas 1233 de entrada y desplazarse cerca o más allá del sensor 1212 de flujo. El aire 1232 puede entonces desplazarse a través de al menos una abertura 1261 de acoplador en el acoplador 1214 y al menos una abertura 1263 de base en la base 1218, alrededor del conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador y el depósito 1222 (por ejemplo, a través de una o más aberturas 1265 de suministro de aerosol definidas en el cuerpo 1228 exterior o un espacio entre el depósito y el cuerpo exterior), y fuera de la boquilla 1226.
Las aberturas 1233 de entrada pueden definirse en el cuerpo 1216 exterior del cuerpo 1202 de control de manera que el sensor 1212 de flujo, que también puede colocarse en el cuerpo de control, puede detectar el flujo 1232 de aire. El cuerpo 1202 de control puede ser reutilizable, mientras que el cartucho 1204 puede ser desechable. A este respecto, mientras que ciertos componentes dentro del cartucho 1204 pueden degradarse o agotarse, el sensor 1212 de flujo y otros componentes dentro del cuerpo de control pueden mantener la funcionalidad completa a pesar del uso repetido. Por consiguiente, colocar el sensor 1212 de flujo en el cuerpo 1202 de control y proporcionar una trayectoria de flujo correspondiente del aire 1232 a través del cuerpo de control, o proporcionar de otro modo comunicación fluida del aire que se desplaza a través del dispositivo 1200 de suministro de aerosol con el sensor de flujo, puede disminuir el coste del cartucho 1204 disminuyendo el número y tipo de componentes recibidos en el mismo. A este respecto, aunque se describe generalmente que el flujo de aire se produce a través del cuerpo de control en esta y otras realizaciones divulgadas en la presente memoria, en realizaciones adicionales se puede emplear una llave de presión para permitir que un sensor de flujo en un cuerpo de control detecte un flujo de aire a través de un cartucho sustancialmente sin ningún flujo de aire a través del cuerpo de control como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente de EE. UU. n.° de serie 14/193,961, presentada el 28 de febrero de 2014, de Worm et al. la cual se incorpora al presente documento como referencia en su totalidad.
La cubierta 1224 y el conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador pueden acoplarse a extremos opuestos del depósito 1222. Por consiguiente, la cubierta 1224 y el conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador pueden encerrar el depósito 1222 y retener la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) en su interior. Sin embargo, cuando el sensor 1212 de flujo detecta la calada, el conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador puede accionarse de manera que la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) se dispensa de manera controlable desde el depósito 1222.
A este respecto, la figura 4 ilustra una vista en sección parcial a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador. Como se ilustra, en una realización, el conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador puede incluir un cabezal 1234 de chorro de burbujas y un atomizador 1238 acoplado de manera fija al mismo. Como se analiza en detalle a continuación, el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede configurarse para dispensar la composición 1246 precursora de aerosol desde el depósito 1222 (véase, por ejemplo, la figura 6). Además, el atomizador 1238 puede configurarse para calentar la composición 1246 precursora de aerosol para producir un aerosol o vapor 1248 (véase la figura 6).
El cabezal 1234 de chorro de burbujas puede incluir una o más entradas 1245 de precursor, uno o más canales 1235 de precursor, uno o más primeros elementos 1240 de calentamiento de expulsión, una o más boquillas 1242 de precursor, y una oblea, sustrato o alojamiento 1241 asociados respectivamente con los mismos. En algunas realizaciones, el alojamiento 1241 puede comprender silicio, cerámica, grafito u otros materiales térmicamente conductores y/o aislantes inferiores. Las entradas 1245 de precursor, los canales 1235 de precursor y/o las boquillas 1242 de precursor pueden estar definidas por aberturas en el alojamiento 1241 en algunas realizaciones. Alternativamente, las entradas de precursor, los canales de precursor y/o las salidas de precursor pueden comprender elementos independientes acoplados al alojamiento. Además, los elementos 1240 de calentamiento de expulsión pueden estar situados dentro de una o más primeras cámaras 1237 de expulsión, que pueden estar definidas por el alojamiento 1241 del cabezal 1234 de chorro de burbujas. En algunas realizaciones, el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede comprender un cabezal de impresora de chorro de tinta estándar (por ejemplo, un cabezal de impresión de chorro de burbujas estándar vendido por ImTech de Corvallis, Oregón o un cabezal de chorro de estilo 45 vendido por Hewlett Packard de Palo Alto, California).
El atomizador 1238 puede estar situado con relación al cabezal 1234 de chorro de burbujas para recibir la composición 1246 precursora de aerosol dispensada desde el depósito 1222 (véase la figura 6). El atomizador 1238 está acoplado de manera fija al cabezal 1234 de chorro de burbujas de manera que el conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador puede insertarse en el cuerpo 1228 exterior del cartucho 1204 (véase, por ejemplo, la figura 3) como una unidad, en lugar de insertarse por separado en el cuerpo exterior. A modo de ejemplo, el conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador puede acoplarse con el depósito 1222 y el conjunto combinado puede insertarse en el cuerpo 1228 exterior (véase, por ejemplo, la figura 3). Además, acoplar de manera fija el cabezal 1234 de chorro de burbujas al atomizador 1238 puede permitir la colocación precisa de estos dos componentes uno con respecto al otro de manera que la composición 1246 precursora de aerosol dispensada (véase la figura 6) se recibe en una ubicación apropiada en el atomizador para la atomización.
Como se ilustra en la figura 4, en una realización el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede estar acoplado de manera fija al atomizador 1238 a través de uno o más separadores 1236. En particular, el atomizador 1238 puede incluir una oblea, sustrato o alojamiento 1243 que está acoplado al alojamiento 1241 del cabezal 1234 de chorro de burbujas a través de los separadores 1236. En algunas realizaciones, el alojamiento 1243 puede comprender silicio, cerámica, grafito u otros materiales no conductores y/o aislantes. Los separadores 1236 pueden estar configurados para proporcionar un espacio entre el cabezal 1234 de chorro de burbujas y el atomizador 1238. En algunas realizaciones, el espacio puede ser de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 10 mm, y más preferiblemente de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 3 mm para reducir las salpicaduras de la composición precursora de aerosol. Sin embargo, en otras realizaciones pueden emplearse huecos que definen diferentes dimensiones. A este respecto, el espacio entre el cabezal 1234 de chorro de burbujas y el atomizador 1238 puede seleccionarse o ajustarse para proporcionar un suministro preciso de la composición precursora de aerosol a la superficie de calentamiento del atomizador basándose en un patrón de dispersión de gotitas asociado con la expulsión de la composición precursora de aerosol desde el cabezal de chorro de burbujas (por ejemplo, para evitar la acumulación de la composición precursora de aerosol en una o más porciones del atomizador, para proporcionar una película fina y uniforme de la composición precursora de aerosol a través de la superficie de calentamiento del atomizador, y/o para dirigirse a una región específica del atomizador). El atomizador 1238 puede incluir además uno o más segundos elementos 1244 de calentamiento o vaporización. Por ejemplo, uno respectivo de los elementos 1244 de calentamiento de vaporización puede estar asociado con cada elemento 1240 de calentamiento de expulsión y cada boquilla 1242.
El cabezal 1234 de chorro de burbujas puede estar acoplado al depósito 1222 o situado de otro modo en comunicación de fluido con el mismo. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 5, en algunas realizaciones el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede estar acoplado a un extremo 1222A distal del depósito 1222 para bloquear una abertura 1222’ al depósito y retener la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) en su interior como se ha descrito anteriormente. Por tanto, las entradas 1245 de precursor en el cabezal 1234 de chorro de burbujas pueden estar en comunicación fluida con el depósito 1222 y de ese modo los canales 1235 de precursor pueden dirigir la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) a las cámaras 1237 de expulsión en donde están colocados los elementos 1240 de calentamiento de expulsión.
Acoplar el cabezal 1234 de chorro de burbujas al extremo 1222A distal del depósito 1222 puede ser ventajoso porque proporciona un mecanismo relativamente sencillo para la unión y el acoplamiento de fluido. A este respecto, el depósito 1222 puede definir una configuración hueca, sustancialmente cilindrica, y el extremo 1222A distal puede definir una configuración sustancialmente plana. De este modo, el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede estar acoplado (por ejemplo, pegado, adherido o soldado) al extremo 1222A distal del depósito 1222 para encerrar el depósito y proporcionar comunicación de fluido entre el depósito y el cabezal de chorro de burbujas.
Por consiguiente, el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede recibir la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) desde el depósito 1222. En algunas realizaciones, como se ilustra en la figura 5, el depósito 1222 puede incluir un sustrato 1239 de depósito configurado para dirigir la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) al cabezal 1234 de chorro de burbujas. A este respecto, el sustrato 1239 de depósito puede comprender cualquier material configurado para absorber o transportar de otro modo la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) al cabezal 1234 de chorro de burbujas, tal como acetato de celulosa, tereftalato de polietileno (PET), o cualquier material polimérico, ya sea tejido o no tejido y ya sea fibroso o no fibroso. Además, en otras realizaciones, el sustrato 1239 de depósito puede comprender uno o más materiales no poliméricos que pueden fabricarse como una espuma de celda abierta o similares (por ejemplo, espuma cerámica, espuma de carbono, vidrio sinterizado), de manera que el/los material(es) define(n) un medio poroso que proporcione canales de absorción. Por consiguiente, empleando el sustrato 1239 de depósito, la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) puede dirigirse al cabezal 1234 de chorro de burbujas independientemente de la orientación del dispositivo 1200 de suministro de aerosol (véase, por ejemplo, la figura 2), de manera que el dispositivo de suministro de aerosol no tiene que orientarse de una manera particular durante el uso. En algunas realizaciones, el sustrato de depósito puede ocupar solo una parte de la longitud longitudinal del depósito. Por ejemplo, el sustrato de depósito puede estar situado sólo próximo al extremo distal del depósito al que está unido el cabezal de chorro de burbujas. Esta configuración puede proporcionar sustancialmente los mismos beneficios indicados anteriormente, porque el movimiento del dispositivo de suministro de aerosol puede hacer que la composición precursora de aerosol entre en contacto con el sustrato de depósito, mientras se reduce el volumen dentro del depósito ocupado por el sustrato de depósito para permitir una mayor capacidad de fluido en el mismo.
Inicialmente se puede evitar que la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) se desplace a través del resto del conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador mediante las boquillas 1242 de precursor. A este respecto, las boquillas 1242 de precursor pueden dimensionarse apropiadamente para resistir el flujo a través de las mismas debido a, por ejemplo, tensión superficial. Alternativa o adicionalmente, una presión negativa en el depósito (por ejemplo, como se crea por un resorte y un pistón dentro del depósito o como resultado de aplicar una presión negativa al depósito antes de sellarlo para cerrarlo, puede resistir la fuga pasiva de la composición precursora de aerosol fuera del depósito y a través del cabezal de chorro de burbujas.
Sin embargo, cuando se detecta una calada por el sensor 1212 de flujo, el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede dirigir la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) en el depósito 1222 hacia el atomizador 1238. En particular, la corriente de la fuente 1210 de alimentación (véase, por ejemplo, la figura 2) puede dirigirse a los elementos 1240 de calentamiento de expulsión para calentar la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) recibida a través de las entradas 1245 de precursor y los canales 1235 de precursor de manera que se formen burbujas de vapor, que expulsan gotitas de la composición precursora de aerosol a través de las boquillas 1242 de precursor hacia el atomizador 1238, como se describe e ilustra con mayor detalle a continuación con respecto a realizaciones alternativas de la presente invención.
La corriente de la fuente 1210 de alimentación (véase, por ejemplo, la figura 2) puede aplicarse a los elementos 1244 de calentamiento de vaporización antes de, simultáneamente con o después de aplicar corriente a los elementos 1240 de calentamiento de expulsión. Sin embargo, retrasar la aplicación de la corriente a los elementos 1244 de calentamiento de vaporización hasta después de que los elementos 1240 de calentamiento de expulsión reciban corriente puede ayudar a evitar el desperdicio de energía. A este respecto, parte del calor producido por los elementos 1244 de calentamiento de vaporización antes de que la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) entre en contacto con los mismos puede transferirse de manera no deseable a las partes circundantes del dispositivo 1200 de suministro de aerosol o aire dentro del dispositivo de suministro de aerosol, en lugar de aplicarse a la composición precursora de aerosol de la manera deseada.
En una realización, una pluralidad de paredes definidas por el alojamiento 1241 del cabezal 1234 de chorro de burbujas, los separadores 1236 y/o el alojamiento 1243 del atomizador 1238 pueden definir cooperativamente una segunda cámara 1247 de vaporización (véase, por ejemplo, la figura 4) en donde están colocados los elementos 1244 de calentamiento de vaporización y a la que se suministra la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6). Por lo tanto, se pueden evitar problemas con respecto a la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) que se dirige al aire 1232 y a un usuario sin vaporizarse. A este respecto, la composición 1246 precursora de aerosol puede dirigirse en contacto con los elementos 1244 de calentamiento de vaporización en la cámara 1247 de vaporización para asegurar la vaporización de los mismos, antes de dirigirse al flujo 1232 de aire a través del dispositivo 1200 de suministro de aerosol. Como se ilustra en la figura 6, el flujo 1232 de aire puede extenderse generalmente alrededor del conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador, en lugar de fluir entre el cabezal 1234 de chorro de burbujas y el atomizador 1238 de manera que el flujo de aire no dirija la composición precursora de aerosol lejos del atomizador antes de la atomización. Obsérvese que, si la composición precursora de aerosol se dirigiera al aire sin vaporizarse, la composición precursora de aerosol puede separarse del aire y acumularse en el dispositivo de suministro de aerosol en una ubicación fuera del depósito. Esto podría dar como resultado una fuga de fluido indeseable desde el dispositivo de suministro de aerosol. Alternativa o adicionalmente, la composición precursora de aerosol líquida podría alcanzar la boca del usuario, lo que puede causar un sabor o sensación indeseable.
De este modo, las gotitas de la composición 1246 precursora de aerosol expulsadas desde las boquillas 1242 pueden ser vaporizadas por los elementos 1244 de calentamiento de vaporización del atomizador 1238 para producir un aerosol o vapor 1248 (véase la figura 6). Como se ilustra en la figura 6, el vapor 1248 producido por los elementos 1244 de calentamiento de vaporización puede salir entonces del conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador y entremezclarse y desplazarse con el aire 1232 a la boquilla 1226. Por consiguiente, el cabezal 1234 de chorro de burbujas puede emplearse para dispensar con precisión la composición 1246 precursora de aerosol (véase la figura 6) al atomizador 1238, que puede proporcionar ventajas en términos de garantizar que hay una cantidad constante de aerosol suministrado con cada extracción en el dispositivo 1200 de suministro de aerosol en comparación con realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol que se basan en mecanismos de suministro de composición precursora de aerosol pasivos tales como mechas.
La potencia eléctrica dirigida al cabezal 1234 de chorro de burbujas y al atomizador 1238 desde la fuente 1210 de alimentación puede controlarse de una o más maneras. Por ejemplo, la potencia dirigida al cabezal 1234 de chorro de burbujas puede controlarse independientemente con respecto al atomizador 1238 de una o más maneras. Además, se puede emplear modulación de amplitud de pulso y/o anchura de pulso para proporcionar una cantidad apropiada de corriente al cabezal 1234 de chorro de burbujas y al atomizador 1238. Se pueden emplear anchuras y/o amplitudes de pulso relativamente mayores para producir una cantidad de calor relativamente mayor. A este respecto, los elementos 1240 de calentamiento de expulsión pueden tener una masa térmica relativamente menor y pueden estar configurados para calentar la composición 1246 precursora de aerosol en un grado relativamente menor que los elementos 1244 de calentamiento de vaporización para expulsar y dispensar la composición precursora de aerosol, en lugar de vaporizar completamente la composición precursora de aerosol, que ocurre en el atomizador 1238. A este respecto, mientras que la expulsión de la composición precursora de aerosol puede implicar vaporización, solo una pequeña parte de la composición precursora de aerosol se vaporiza y la vaporización se produce en la cámara 1237 de expulsión sustancialmente encerrada de manera que una o más gotitas de la composición precursora de aerosol se expulsan de la misma. En contraste, los elementos de calentamiento de vaporización pueden configurarse para vaporizar una totalidad de la composición precursora de aerosol dirigida a los mismos. Por lo tanto, para calentar los elementos 1240 de calentamiento de expulsión en un grado relativamente menor que los elementos 1244 de calentamiento de vaporización, se pueden dirigir anchos de pulso y/o amplitudes de potencia relativamente más pequeños a los elementos de calentamiento de expulsión en comparación con los anchos de pulso y/o amplitudes de potencia dirigidos a los elementos de calentamiento de vaporización. Además, la aplicación de energía a los elementos 1244 de calentamiento de vaporización puede retrasarse en relación con la aplicación de energía a los elementos 1240 de calentamiento de expulsión, de manera que no se desperdicia energía en los elementos de calentamiento de vaporización antes de la expulsión de la composición precursora de aerosol.
Como se ha indicado anteriormente, en una realización el cabezal de chorro de burbujas puede comprender un cabezal de chorro de burbujas sustancialmente convencional, tal como un cabezal de chorro de tinta empleado en una impresora. Sin embargo, el cabezal de chorro de tinta puede modificarse para su uso en los dispositivos de suministro de aerosol de la presente invención. Por ejemplo, se puede ajustar el número de boquillas de precursor y entradas de precursor que conducen a las mismas, se puede ajustar el diámetro y/o la forma de las entradas de precursor y/o las boquillas de precursor, se puede ajustar el tamaño de los elementos de calentamiento de expulsión en el cabezal de chorro de burbujas, se puede ajustar el calor emitido por los elementos de calentamiento de expulsión, se puede ajustar la anchura de pulso de la potencia aplicada a los elementos de calentamiento de expulsión en el cabezal de chorro de burbujas, y/o se pueden ajustar otras características diversas. Estos cambios pueden adaptarse a las diferencias en la viscosidad de la composición precursora de aerosol frente a la tinta, así como al objetivo de dirigir la composición precursora de aerosol a un atomizador para vaporizar la composición precursora de aerosol, en contraposición a la tinta de impresión sobre un sustrato tal como papel.
La presente invención proporciona diversas realizaciones adicionales de dispositivos de suministro de aerosol que incluyen cabezales de chorro de burbujas configurados para dispensar una composición precursora de aerosol a un atomizador. Con fines de brevedad, la descripción con respecto a ciertas características y componentes de los dispositivos de suministro de aerosol que se han descrito anteriormente no se repetirá a continuación en detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción proporcionada anteriormente es aplicable a las realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol descritos a continuación, excepto cuando se indique lo contrario.
La figura 7 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo 1300 de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención. Como se ilustra, el dispositivo 1300 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 1302 de control y un cartucho 1304. El cuerpo 1302 de control puede incluir una tapa 1306 de extremo, un sensor 1308 de flujo, una fuente 1310 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un acoplador 1312 que define al menos una abertura 1361 de acoplador, y un cuerpo 1314 exterior. El cuerpo de control puede incluir adicionalmente una placa de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)) y un circuito conector como se describe en otra parte del presente documento. El cartucho 1304 puede incluir una base 1316 que define al menos una abertura 1363 de base, un conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador, un depósito 1320, una cubierta 1322 que encierra el depósito, una boquilla 1324 y un cuerpo 1326 exterior que define una o más aberturas 1365 de suministro de aerosol. La base 1316 del cartucho 1304 puede estar configurada para acoplarse al acoplador 1312 del cuerpo 1302 de control para formar una conexión mecánica y eléctrica entre los mismos, que puede ser liberable para permitir la sustitución del cartucho.
La figura 8 ilustra una vista en sección a través del dispositivo 1300 de suministro de aerosol que muestra una trayectoria de flujo de aire a través del dispositivo de suministro de aerosol cuando un usuario aspira por la boquilla 1324. Como se ilustra, un flujo de aire o flujo 1328 de aire ambiente puede entrar en el dispositivo 1300 de suministro de aerosol a través de una o más aberturas 1331 de entrada y desplazarse más allá o cerca del sensor 1308 de flujo y alrededor de la fuente 1310 de energía eléctrica. Aunque el aire 1328 ambiente se ilustra como que fluye alrededor de la fuente 1310 de alimentación eléctrica, en otras realizaciones el aire puede no fluir más allá de la fuente de alimentación eléctrica y/o el sensor de flujo puede colocarse en una ubicación alternativa. Además, las aberturas 1331 de entrada pueden estar situadas en diversas ubicaciones alternativas y definidas en otros componentes, tal como en el cuerpo 1314 exterior del cuerpo 1302 de control entre la fuente 1310 de alimentación eléctrica y el acoplador 1312. El aire 1328 puede fluir desde el cuerpo 1302 de control a través de la abertura 1361 en el acoplador 1312 y hacia y a través de la abertura 1363 de base en la base 1316, alrededor del conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador y el depósito 1320 (por ejemplo, a través de las aberturas 1365 de suministro de aerosol definidas en el cuerpo 1326 exterior o entre el depósito y el cuerpo exterior), y fuera de la boquilla 1324.
Cuando el sensor 1308 de flujo detecta la calada, el conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador puede activarse. A este respecto, como se ilustra en la vista en sección parcial de la figura 9, el conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador puede recibir una composición 1330 precursora de aerosol desde el depósito 1320 y producir un aerosol o vapor 1332. Más particularmente, como se ilustra en la vista en sección parcial ampliada de la figura 10, el conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador puede incluir una oblea, sustrato o alojamiento 1333 que define al menos una entrada 1334 de precursor a través de la cual se recibe la composición 1330 precursora de aerosol. La composición 1330 precursora de aerosol puede desplazarse entonces a través de uno o más canales 1335 de precursor a una o más boquillas 1336 de precursor. En algunas realizaciones, la entrada 1334 de precursor, los canales 1335 de precursor y/o las boquillas 1336 de precursor pueden estar definidos por el alojamiento 1333. Alternativamente, las entradas de precursor, los canales de precursor y/o las salidas de precursor pueden comprender componentes independientes acoplados al alojamiento. Inicialmente, se puede evitar que la composición 1330 precursora de aerosol se desplace a través del resto del conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador por las boquillas 1336 de precursor que conducen al mismo. A este respecto, las boquillas 1336 de precursor pueden dimensionarse apropiadamente para resistir el flujo a través de las mismas debido a, por ejemplo, tensión superficial. Alternativa o adicionalmente, la composición precursora de aerosol puede exponerse a una presión negativa dentro del depósito como se ha analizado anteriormente para reducir la probabilidad de fuga de fluido a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador.
Sin embargo, cuando el sensor 1308 de flujo (véase, por ejemplo, la figura 8) detecta la calada en el dispositivo 1300 de suministro de aerosol, la corriente puede dirigirse desde la fuente 1310 de alimentación (véase, por ejemplo, la figura 8) a uno o más primeros elementos 1338 de calentamiento de expulsión colocados dentro de una cámara 1339 de expulsión o primera definida por el alojamiento 1333. De este modo, los elementos 1338 de calentamiento de expulsión pueden calentar la composición 1330 precursora de aerosol de manera que la composición 1330 precursora de aerosol hierve y se forman burbujas 1346 de vapor. Cada burbuja 1340 de vapor se expande extremadamente rápido, creando un pulso de presión que luego provoca que una gotita 1342 de la composición 1330 precursora de aerosol se expulse a través de una respectiva de las boquillas 1336 de precursor. Después de que finaliza la aplicación de energía al elemento 1338 de calentamiento de expulsión, la burbuja 1340 de vapor se colapsa a medida que la composición 1330 precursora de aerosol y la burbuja 1340 de vapor se enfrían. La tensión superficial y la energía superficial asociadas con la composición 1330 precursora de aerosol en la boquilla 1336 de precursor y las fuerzas capilares debidas a la interacción de la composición precursora de aerosol con el canal de microfluido definido por la entrada 1334 de precursor, los canales 1335 de precursor y las boquillas de precursor pueden hacer que más de la composición precursora de aerosol se dirija desde el depósito hacia el elemento 1338 de calentamiento de expulsión, de manera que la composición precursora de aerosol reabastezca la cámara 1337 de expulsión y de manera que el ciclo de expulsión pueda repetirse. Por lo tanto, puede no requerirse el uso de una válvula independiente para dispensar la composición 1330 precursora de aerosol. Por consiguiente, el cabezal y dispensador 1318 de chorro de burbujas combinados pueden comprender un cabezal 1350 de chorro de burbujas que incluye los elementos 1338 de calentamiento de expulsión, las entradas 1334 de precursor, los canales 1335 de precursor y las boquillas 1336 de precursor.
Como se ilustra adicionalmente en la figura 10, las gotitas 1342 de la composición 1330 precursora de aerosol pueden expulsarse a través de las boquillas 1336 de precursor hacia uno o más segundos elementos 1344 de calentamiento o vaporización. A este respecto, cada elemento 1338 de calentamiento de expulsión, boquilla 1336 de precursor, y elemento 1344 de calentamiento de vaporización de una parte respectiva del conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador pueden alinearse axialmente de manera que la composición 1330 precursora de aerosol se expulsa sobre los elementos de calentamiento de vaporización. Los elementos 1344 de calentamiento de vaporización pueden colocarse en una segunda cámara o cámara 1346 de vaporización definida por el alojamiento 1333 y a la que se suministran las gotitas 1342 de la composición 1330 precursora de aerosol. Uno respectivo de los elementos 1344 de calentamiento de vaporización puede estar asociado con cada elemento 1338 de calentamiento de expulsión y cada una de las boquillas 1336 de precursor. De este modo, las gotitas 1342 de la composición 1330 precursora de aerosol expulsadas de las boquillas 1336 de precursor pueden vaporizarse por los elementos 1344 de calentamiento de vaporización para producir el vapor 1332 (véase, por ejemplo, la figura 9).
A este respecto, los elementos 1338 de calentamiento de expulsión pueden tener una masa térmica relativamente menor y pueden estar configurados para calentar la composición 1330 precursora de aerosol en un grado relativamente menor en comparación con los elementos 1344 de calentamiento de vaporización. El vapor 1332 (véase, por ejemplo, la figura 9) producido por los elementos 1344 de calentamiento de vaporización puede salir entonces del conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador a través de una o más salidas 1348 de aerosol que pueden definirse por el alojamiento 1333 en la segunda cámara 1346. Para hacer que el vapor 1332 salga a través de las salidas 1348 de aerosol, en lugar de desplazarse hacia atrás a través de las boquillas 1336 de precursor, las salidas de aerosol pueden definir un área mayor que un área de las boquillas de precursor. Además, al proporcionar las salidas 1348 de aerosol con un área relativamente mayor y/o proporcionar la segunda cámara 1346 con un volumen relativamente grande, se pueden evitar problemas con respecto a la rápida expansión de la composición 1330 precursora de aerosol en el vapor 1332 (véase, por ejemplo, la figura 9) que causan daños al conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador.
Como se ilustra en la figura 11, el vapor 1332 puede mezclarse y desplazarse con el aire 1328 hacia la boquilla 1324 (véase, por ejemplo, la figura 8). Por ejemplo, el vapor 1332 y el aire 1328 pueden desplazarse a través de las aberturas 1365 de suministro de aerosol definidas en el cuerpo 1326 exterior del cartucho 1304. Como se ha descrito anteriormente, la composición precursora de aerosol puede expulsarse hacia, y vaporizarse dentro de, las cámaras 1346 de vaporización. De este modo, se pueden evitar problemas con respecto a la composición precursora de aerosol que se dirige al aire 1328 (véase, por ejemplo, la figura 8) sin ser atomizada primero.
Por consiguiente, el conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador de las figuras 7-11 puede ser una unidad integral (por ejemplo, proporcionada como un chip de silicio) que incluye tanto el cabezal 1350 de chorro de burbujas (por ejemplo, que comprende los elementos 1338 de calentamiento de expulsión, las entradas 1334 de precursor, los canales 1335 de precursor, y las boquillas 1336 de precursor) como un atomizador 1352 (por ejemplo, que comprende las salidas 1348 de aerosol y los elementos 1344 de calentamiento de vaporización) acoplados de manera fija entre sí a través del alojamiento 1333, que está configurado para su recepción dentro del cuerpo 1326 externo del cartucho 1304 (véase, por ejemplo, la figura 8). Por el contrario, el conjunto 1220 combinado de dispensador y atomizador ilustrado en las figuras 2-6 puede incluir un cabezal 1234 de chorro de burbujas convencional (por ejemplo, un cabezal de chorro de burbujas de una impresora de inyección de tinta) que puede acoplarse de manera fija a un atomizador 1238 (por ejemplo, a través de los separadores 1236) y modificarse para actuar como un dispensador para dispensar una composición precursora de aerosol al atomizador.
La figura 12 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo 1400 de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención. Como se ilustra, el dispositivo 1400 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 1402 de control y un cartucho 1404, que se ilustran en una configuración desacoplada. El cuerpo 1402 de control puede incluir una tapa 1406 de extremo, una placa 1408 de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 1409 conector, una fuente 1410 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un sensor 1411 de flujo (por ejemplo, un sensor de calada o conmutador de presión), un acoplador 1412, cableado 1413 y un cuerpo 1414 exterior. El cartucho 1404 puede incluir una base 1416, un conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador, un depósito 1420, una cubierta 1422 que encierra el depósito, una boquilla 1424 y un cuerpo 1426 exterior. La base 1416 del cartucho 1404 puede estar configurada para acoplarse al acoplador 1412 del cuerpo 1402 de control para formar una conexión mecánica y eléctrica entre los mismos, que puede liberarse para permitir la sustitución del cartucho.
La figura 13 ilustra una vista en sección parcial ampliada del dispositivo 1400 de suministro de aerosol en donde el cuerpo 1402 de control y el cartucho 1404 están acoplados entre sí. Como se ilustra, el conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador puede comprender un cabezal 1450 de chorro de burbujas y un atomizador 1452. El cabezal 1450 de chorro de burbujas y el atomizador 1452 pueden comprender cualquiera de los componentes y características de los cabezales de chorro de burbujas y atomizadores descritos en otra parte de la presente memoria.
Como se ilustra adicionalmente en la figura 13, el cabezal 1450 de chorro de burbujas y el atomizador pueden acoplarse a través de un circuito 1453 flexible. En particular, el circuito 1453 flexible puede estar acoplado eléctricamente a la base 1416 de manera que el conjunto 1418 de dispensador y atomizador esté conectado eléctricamente al cartucho 1402 a través de la base y el acoplador 1412. El circuito 1453 flexible puede acoplar eléctricamente adicionalmente el cabezal 1450 de chorro de burbujas al atomizador 1452 de manera que la potencia puede dirigirse al cabezal de chorro de burbujas y al atomizador de las maneras descritas en otra parte en el presente documento.
Además, en algunas realizaciones, el circuito flexible puede acoplar mecánicamente el cabezal 1450 de chorro de burbujas al atomizador 1452, de manera que el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador estén acoplados de manera fija entre sí. A este respecto, el circuito 1453 flexible puede comprender un sustrato de poliamida de alta temperatura u otro material flexible no conductor con un circuito impreso, grabado o formado de otro modo sobre el mismo. Además, en algunas realizaciones, el conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador puede acoplarse al depósito 1420 y luego este conjunto puede insertarse en el cuerpo 1426 exterior del cartucho 1404. A este respecto, el acoplamiento mecánico entre el cabezal 1450 de chorro de burbujas y el atomizador 1452 a través del circuito 1453 flexible puede permitir la inserción de esta manera. Además, el circuito 1453 flexible puede estar configurado para flexionarse de manera que, por ejemplo, el conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador pueda presionarse contra la base 1416 para definir un espacio o separación deseada entre el cabezal 1450 de chorro de burbujas y el atomizador 1452. A este respecto, por ejemplo, el circuito 1453 flexible puede colocar inicialmente el cabezal 1450 de chorro de burbujas y el atomizador 1452 a una separación relativamente grande y el circuito flexible puede flexionarse durante el montaje, por ejemplo, como resultado del contacto con la base 1416 para definir la separación deseada.
Como se ilustra además en la figura 13, en algunas realizaciones el cuerpo 1414 exterior del cuerpo 1402 de control puede definir una o más aberturas 1431 de entrada, el acoplador 1412 puede definir al menos una abertura 1427 de acoplador, la base 1416 puede definir al menos una abertura 1429 de base, y el cuerpo 1426 exterior del cartucho 1404 puede definir al menos una abertura 1465 de suministro de aerosol, que puede permitir el flujo de aire a través del dispositivo 1400 de suministro de aerosol. A este respecto, la figura 14 ilustra una vista en sección a través del dispositivo 1400 de suministro de aerosol que muestra una trayectoria de flujo de aire a través del dispositivo de suministro de aerosol cuando un usuario aspira por la boquilla 1424. Como se ilustra, un flujo de aire o flujo 1428 de aire ambiente puede entrar en el dispositivo 1400 de suministro de aerosol a través de las aberturas 1431 de entrada que pueden definirse en el cuerpo 1414 exterior del cuerpo 1402 de control y desplazarse más allá o cerca del sensor 1411 de flujo. El aire 1428 puede fluir desde el cuerpo 1402 de control a través del acoplador 1412 en la abertura 1427 de acoplador (véase la figura 13) y a través de la abertura 1429 de base definida en la base 1416 del cartucho 1404, a través y/o alrededor del conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador, alrededor del depósito 1420 (por ejemplo, a través de la abertura 1465 de suministro de aerosol definida en el cuerpo 1426 exterior o entre el depósito y el cuerpo exterior, tal como se ilustra en la figura 15), y fuera de la boquilla 1424. Obsérvese que aunque la abertura 1465 de suministro de aerosol se ilustra como que define una trayectoria de flujo no lineal, en otras realizaciones la abertura de suministro de aerosol puede definir una trayectoria de flujo lineal (por ejemplo, que se extiende paralela a la longitud longitudinal del cartucho) para simplificar la fabricación del cartucho y proporcionar una trayectoria de flujo con una caída de presión más pequeña.
En particular, el aire 1428 puede desplazarse a través de la base 1416 a través de la al menos una abertura 1429 de base (véase la figura 13). Como se ilustra en la figura 13, la abertura 1429 de base puede colocarse próxima a un borde radialmente externo de la base 1412. De este modo, como se ilustra en la figura 14, el aire 1428 puede entrar en el cartucho cerca de una superficie interior del cuerpo 1426 exterior. El aire 1428 puede fluir alrededor y parcialmente a través del conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador entre el cabezal 1450 de chorro de burbujas y el atomizador 1452 (véase la figura 13).
Cuando el sensor 1411 de flujo detecta la calada, el conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador puede activarse de manera que el cabezal 1450 de chorro de burbujas expulse la composición precursora de aerosol del depósito 1420 hacia el atomizador 1452 (véase la figura 13). Aunque la configuración descrita anteriormente del flujo de al menos parte del aire 1428 a través del conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador puede dar como resultado que la composición precursora de aerosol sea expulsada al flujo 1428 de aire antes de la atomización, el uso de la abertura 1429 de base puede regular el flujo del aire a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador de manera que sustancialmente toda la composición precursora de aerosol pueda entrar en contacto con el atomizador 1452 (véase la figura 13) y llegar a atomizarse, en lugar de llegar a ser arrastrada con el aire en forma líquida y, posteriormente, posiblemente separarse de la misma. Además, parte del aire 1428 puede fluir alrededor, en lugar de a través, del conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador, de manera que el flujo del aire puede distribuirse a través de un área relativamente grande y, por lo tanto, el flujo del aire a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador puede definir una velocidad relativamente baja que puede no afectar la dispensación de la composición precursora de aerosol sobre el atomizador 1452 (véase la figura 13) en gran medida. Adicionalmente, el circuito 1453 flexible y/o los alojamientos del cabezal 1450 de chorro de burbujas y el atomizador 1452 pueden definir una cámara de vaporización que resiste además dirigir la composición precursora de aerosol al flujo 1428 de aire sin ser atomizada. En algunas realizaciones, el atomizador puede desplazarse aguas abajo del cabezal de chorro de burbujas para tener en cuenta el movimiento de la composición precursora de aerosol causado por el flujo de aire. Después de la atomización, el aire y el vapor pueden desplazarse alrededor del depósito 1422 y fuera de la boquilla 1424 al usuario. Obsérvese que las realizaciones del dispositivo de suministro de aerosol que incluyen un circuito flexible pueden configurarse para evitar problemas con respecto a que la composición precursora de aerosol líquida se arrastre con aire sin vaporizarse. A este respecto, por ejemplo, el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador pueden estar separados relativamente cerca uno del otro y el atomizador puede calentarse a una temperatura tal que la composición precursora de aerosol pueda atomizarse incluso si no entra en contacto con el atomizador.
Como se ha indicado anteriormente, el circuito 1453 flexible puede emplearse para establecer una conexión mecánica y eléctrica entre un cabezal 1450 de chorro de burbujas y un atomizador 1452 de un conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador. Sin embargo, el circuito 1453 flexible también puede configurarse para conectar eléctricamente el conjunto 1418 combinado de dispensador y atomizador y la fuente 1410 de alimentación en el cartucho a través del acoplador 1412 y la base 1416. A este respecto, diversas otras realizaciones de conjuntos combinados de dispensador y atomizador pueden estar conectados eléctricamente a uno o más componentes de un dispositivo de suministro de aerosol a través de un circuito flexible.
Por ejemplo, la figura 15 ilustra una vista en sección parcial de una realización de un dispositivo 1400’ de suministro de aerosol que es sustancialmente similar al dispositivo 1400 de suministro de aerosol de las figuras 12-14. Sin embargo, como se ilustra, el dispositivo 1400’ de suministro de aerosol de la figura 15 puede incluir un conjunto 1418’ combinado de dispensador y atomizador que comprende una oblea, sustrato o alojamiento 1433’ compartidos, en donde se alojan tanto un cabezal de chorro de burbujas como un atomizador. A este respecto, por ejemplo, el conjunto 1418’ combinado de dispensador y atomizador de la figura 15 puede ser sustancialmente similar al conjunto 1318 combinado de dispensador y atomizador de la figura 9. En esta realización, el circuito 1453 flexible puede emplearse para proporcionar una conexión eléctrica al conjunto combinado de dispensador y atomizador independientemente de si el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador están colocados dentro de alojamientos independientes o un alojamiento compartido. Obsérvese también que el uso del conjunto 1418’ combinado de dispensador y atomizador que incluye un cabezal de chorro de burbujas y el atomizador dentro del alojamiento 1433’ compartido, a través del cual no fluye aire, puede evitar cualquier problema con respecto a la composición precursora líquido que es transportada por el flujo de aire sin atomización.
La figura 16 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo 1500 de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención. Como se ilustra, el dispositivo 1500 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 1502 de control y un cartucho 1504, que se ilustran en una configuración desacoplada. A este respecto, una base 1516 del cartucho 1504 puede estar configurada para acoplarse a un acoplador 1512 del cuerpo 1502 de control para formar una conexión mecánica y eléctrica entre los mismos, que puede ser liberable para permitir la sustitución del cartucho.
El cuerpo 1502 de control puede incluir una tapa 1506 de extremo, una placa 1508 de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 1509 conector, una fuente 1510 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un sensor 1511 de flujo (por ejemplo, un sensor de calada o conmutador de presión), el acoplador 1512, el cableado 1513 y un cuerpo 1514 exterior. El cartucho 1504 puede incluir la base 1516, un conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador, un depósito 1520, una boquilla 1524, un aislante 1555 y un cuerpo 1526 exterior. En la realización ilustrada, el acoplador 1516 define una cubierta 1522 que encierra el depósito 1520. A este respecto, cerrando herméticamente un extremo del depósito 1520 con el acoplador 1516, el montaje del cartucho 1504 puede simplificarse. Sin embargo, en otras realizaciones, la cubierta puede comprender un componente que está separado del acoplador.
La figura 17 ilustra una vista en sección parcial ampliada del dispositivo 1500 de suministro de aerosol en donde el cuerpo 1502 de control y el cartucho 1504 se acoplan entre sí. Como se ilustra, el conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador puede comprender un cabezal 1550 de chorro de burbujas y un atomizador 1552, que pueden estar acoplados fijamente entre sí (por ejemplo, mediante uno o más separadores). El cabezal 1550 de chorro de burbujas y el atomizador 1552 pueden comprender cualquiera de los componentes y características de los cabezales de chorro de burbujas y atomizadores descritos en otra parte de la presente memoria.
La figura 17 ilustra además una trayectoria de flujo de aire a través del dispositivo 1500 de suministro de aerosol cuando un usuario aspira por la boquilla 1524. Como se ilustra, un flujo de aire o flujo 1528 de aire ambiente puede entrar en el dispositivo 1500 de suministro de aerosol a través de una o más aberturas 1531 de entrada que pueden definirse en el cuerpo 1514 exterior del cuerpo 1502 de control y desplazarse más allá o cerca del sensor 1511 de flujo. El aire 1528 puede fluir desde el cuerpo 1502 de control a través de al menos una abertura 1561 de acoplador definida en el acoplador 1512 y a través de una o más aberturas 1529 de base definidas en la base 1516 del cartucho 1504, alrededor del depósito 1520 (por ejemplo, a través de uno o más canales 1565 de suministro de aire definidos en el cuerpo 1526 exterior o entre el depósito y el cuerpo exterior), alrededor y parcialmente a través del conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador, y fuera de la boquilla 1524.
Como resultado de esta configuración, parte o todo el aire 1528 puede fluir lateralmente a través del cartucho 1504 a través del conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador entre un cabezal 1550 de chorro de burbujas y un atomizador 1552. Cuando el sensor 1511 de flujo detecta la calada, el conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador puede activarse de manera que el cabezal 1550 de chorro de burbujas expulsa la composición precursora de aerosol del depósito 1520 hacia el atomizador 1552.
Aunque la configuración descrita anteriormente del flujo de al menos parte del aire 1528 a través del conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador puede dar como resultado que la composición precursora de aerosol sea expulsada al flujo 1528 de aire antes de la atomización, el uso de la una o más aberturas 1529 de base puede regular el flujo del aire a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador de manera que sustancialmente toda la composición precursora de aerosol pueda entrar en contacto con el atomizador 1552 (véase la figura 13) y llegar a atomizarse, en lugar de llegar a ser arrastrada con el aire en forma líquida y, posteriormente, posiblemente separarse del mismo. Además, parte del aire 1528 puede fluir alrededor, en lugar de a través, del conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador, de manera que el flujo del aire puede distribuirse a través de un área relativamente grande y, por lo tanto, el flujo del aire a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador puede definir una velocidad relativamente baja que puede no afectar la dispensación de la composición precursora de aerosol sobre el atomizador 1552 (véase la figura 13) en gran medida. Además, como se describió anteriormente, uno o más separadores y/o alojamientos del cabezal 1550 de chorro de burbujas y el atomizador 1552 pueden definir una cámara de vaporización que resiste además dirigir la composición precursora de aerosol hacia el flujo 1528 de aire sin atomizarse y/o el atomizador puede colocarse aguas abajo del cabezal de chorro de burbujas para tener en cuenta el movimiento de la composición precursora de aerosol causado por el flujo de aire. Después de la atomización, el aire y el vapor pueden desplazarse alrededor del depósito 1522 y fuera de la boquilla 1524 al usuario.
Obsérvese que en los dispositivos 1200, 1300, 1400 de suministro de aerosol de las figuras 2-15, el depósito está colocado entre la boquilla y el conjunto combinado de dispensador y atomizador, que puede comprender un cabezal de chorro de burbujas y un atomizador. Esta configuración puede ser deseable porque coloca el atomizador distalmente desde la boquilla de manera que la boca del usuario no entre en contacto con una superficie calentada. Por el contrario, el conjunto 1518 combinado de dispensador y atomizador del dispositivo 1500 de suministro de aerosol de las figuras 16 y 17 está colocado entre el depósito 1520 y la boquilla 1524. Esta configuración puede ser preferible porque el aerosol producido por el atomizador puede tener que desplazarse solo una distancia relativamente corta a la boquilla 1524 de manera que se reduzca el potencial para que la composición precursora de aerosol se condense fuera del aire 1528 después de la vaporización. Sin embargo, para mantener la boquilla 1524 y/o el cuerpo 1526 exterior fríos al tacto en áreas en donde un usuario puede poner en contacto sus labios, el dispositivo 1500 de suministro de aerosol puede comprender además un aislante 1555 como se ilustra en la figura 16. El aislante 1555 puede comprender cualquier realización de materiales aislantes tales como plástico, fibra de vidrio o materiales fenólicos. Además, el aislante 1555 puede estar situado próximo a, o definir, uno o ambos del cuerpo 1526 exterior y la boquilla 1524 o una parte de los mismos.
La figura 18 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo 1600 de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención. Como se ilustra, el dispositivo 1600 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 1602 de control y un cartucho 1604, que se ilustran en una configuración acoplada. A este respecto, una base 1616 del cartucho 1604 puede estar configurada para acoplarse a un acoplador 1612 del cuerpo 1602 de control para formar una conexión mecánica y eléctrica entre los mismos, que puede ser liberable para permitir la sustitución del cartucho.
El cuerpo 1602 de control puede incluir una tapa 1606 de extremo, una placa 1608 de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 1609 conector, una fuente 1610 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un sensor 1611 de flujo (por ejemplo, un sensor de calada o conmutador de presión), el acoplador 1612, el cableado 1613 y un cuerpo 1614 exterior. El cartucho 1604 puede incluir la base 1616, un conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador, un depósito 1620, una boquilla 1624 y un cuerpo 1626 exterior. En la realización ilustrada, el acoplador 1616 define una cubierta 1622 que encierra el depósito 1620. A este respecto, cerrando herméticamente un extremo del depósito 1620 con el acoplador 1616, el montaje del cartucho 1604 puede simplificarse. Sin embargo, en otras realizaciones, la cubierta puede comprender un componente que está separado del acoplador.
La figura 19 ilustra una vista en sección parcial ampliada del dispositivo 1600 de suministro de aerosol en donde el cuerpo 1602 de control y el cartucho 1604 están acoplados entre sí. Como se ilustra, el conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador puede comprender un cabezal 1650 de chorro de burbujas y un atomizador 1652, que pueden estar acoplados de manera fija entre sí (por ejemplo, mediante uno o más separadores 1636). El cabezal 1650 de chorro de burbujas y el atomizador 1652 pueden comprender cualquiera de los componentes y características de los cabezales de chorro de burbujas y atomizadores descritos en otra parte de la presente memoria.
Como se ilustra adicionalmente en la figura 18, el cuerpo 1614 exterior del cuerpo 1602 de control puede definir una o más aberturas 1631 de entrada, el acoplador 1612 puede definir al menos una abertura 1661 de acoplador, la base 1616 y puede definir al menos una abertura 1629 de base, que puede permitir el flujo de aire a través del dispositivo 1600 de suministro de aerosol. A este respecto, la figura 19 ilustra además una trayectoria de flujo de aire a través del dispositivo 1600 de suministro de aerosol cuando un usuario aspira por la boquilla 1624. Como se ilustra, un flujo de aire o flujo 1628 de aire ambiente puede entrar en el dispositivo 1600 de suministro de aerosol a través de las aberturas 1631 de entrada, que pueden definirse en el cuerpo 1614 exterior del cuerpo 1602 de control, y desplazarse más allá o cerca del sensor 1611 de flujo. El aire 1628 puede fluir desde el cuerpo 1602 de control a través de la abertura 1661 de acoplador definida en el acoplador 1612 y a través de la base 1616 del cartucho 1604 a través de la abertura 1629 de base, entre el depósito 1620 y el cuerpo 1626 exterior, alrededor y parcialmente a través del conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador, y fuera de la boquilla 1624. Cuando el sensor 1611 de flujo detecta la calada, el conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador puede activarse de manera que el cabezal 1650 de chorro de burbujas expulsa la composición precursora de aerosol del depósito 1620 hacia el atomizador 1652.
Aunque la configuración descrita anteriormente del flujo de al menos parte del aire 1628 a través del conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador puede dar como resultado que la composición precursora de aerosol sea expulsada al flujo 1628 de aire antes de la atomización, el uso de la al menos una abertura 1629 de base puede regular el flujo del aire a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador de manera que sustancialmente toda la composición precursora de aerosol pueda entrar en contacto con el atomizador 1652 y llegar a atomizarse, en lugar de llegar a ser arrastrada con el aire en forma líquida y, a continuación, posiblemente separarse de la misma. Además, parte del aire 1628 puede fluir alrededor, en lugar de a través, del conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador, de manera que el flujo del aire puede distribuirse a través de un área relativamente grande y, por lo tanto, el flujo del aire a través del conjunto combinado de dispensador y atomizador puede definir una velocidad relativamente baja que puede no afectar la dispensación de la composición precursora de aerosol sobre el atomizador 1652 en gran medida. Además, como se describió anteriormente, los separadores 1636 y/o alojamientos del cabezal 1650 de chorro de burbujas y el atomizador 1652 pueden definir una cámara de vaporización que resiste además dirigir la composición precursora de aerosol hacia el flujo 1628 de aire sin atomizarse, y/o el atomizador puede colocarse aguas abajo del cabezal de chorro de burbujas para tener en cuenta el movimiento de la composición precursora de aerosol causado por el flujo de aire. Después de la atomización, el aire y el vapor pueden desplazarse alrededor del depósito 1620 y fuera de la boquilla 1624 al usuario.
Como se ilustra en las figuras 18 y 19, el conjunto combinado de dispensador y atomizador puede colocarse próximo a la boquilla 1624, lo que puede proporcionar beneficios en términos de evitar la condensación de la condensación del precursor de aerosol vaporizado dentro del dispositivo de suministro de aerosol como se describió anteriormente. Se puede emplear un aislante cerca de la boquilla para reducir la cantidad de calor transferido a los labios de un usuario como se ha descrito adicionalmente anteriormente. Como se ilustra adicionalmente en la figura 19, en algunas realizaciones el conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador puede estar acoplado a un lado 1655 lateral del depósito 1620. Esta configuración puede permitir un flujo sustancialmente longitudinal a través del conjunto 1618 combinado de dispensador y atomizador y a la boquilla 1624. A este respecto, una superficie de calentamiento del atomizador 1652 (por ejemplo, que comprende las superficies exteriores de los elementos de calentamiento de vaporización como se describió anteriormente) y una superficie de expulsión del cabezal 1650 de chorro de burbujas (por ejemplo, que comprende las boquillas de precursor) pueden orientarse sustancialmente paralelas a un eje longitudinal del cuerpo 1626 exterior del cartucho 1604 y un eje longitudinal del dispositivo 1600 de suministro de aerosol como un todo. De este modo, el flujo 1628 de aire puede producirse entre superficies paralelas definidas por el cabezal 1650 de chorro de burbujas y el atomizador 1652, de manera que el flujo de aire y aerosol puede avanzar de una manera sustancialmente lineal a la boquilla 1624.
Por el contrario, las realizaciones de los dispositivos 1200, 1300, 1400, 1500 de suministro de aerosol descritos anteriormente incluyen realizaciones de un conjunto combinado de dispensador y atomizador unido a un extremo distal del depósito de una manera por la que la superficie de calentamiento del atomizador y la superficie de expulsión del cabezal de chorro de burbujas están orientadas sustancialmente perpendiculares al cuerpo exterior del cartucho y un eje longitudinal del dispositivo de suministro de aerosol en su conjunto. Aunque unir el conjunto combinado de dispensador y atomizador al extremo distal del depósito proporciona una construcción simplificada del dispositivo de suministro de aerosol, esta configuración puede dar como resultado una trayectoria de flujo de aire no lineal a través del dispositivo de suministro de aerosol. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 14, el aire puede hacer que una o más vueltas bruscas entren y/o salgan del conjunto combinado de dispensador y atomizador cuando el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador están orientados perpendicularmente a un eje longitudinal del dispositivo de suministro de aerosol. Estas vueltas bruscas pueden aumentar de manera no deseable la caída de presión asociada con el uso del dispositivo de suministro de aerosol de manera que un estiramiento sobre el mismo puede requerir un esfuerzo relativamente mayor. Además, las vueltas bruscas en la trayectoria de flujo de aire en o aguas abajo del conjunto combinado de dispensador y atomizador pueden ser perjudiciales porque tales transiciones pueden hacer que el aerosol se condense de nuevo en forma líquida como resultado del impacto de estructuras circundantes dentro del dispositivo de suministro de aerosol (por ejemplo, el cuerpo exterior del cartucho). Por lo tanto, puede ser deseable el uso de una trayectoria de flujo de aire que esté orientada generalmente paralela a un eje longitudinal del cartucho, y que no incluya vueltas bruscas. A este respecto, el dispositivo 1600 de suministro de aerosol ilustrado en las figuras 18 y 19 está configurado para evitar los problemas indicados anteriormente. Sin embargo, también debe observarse que el uso de cabezales de chorro de burbujas y atomizadores orientados de tal manera que las respectivas superficies de expulsión y calentamiento de los mismos sean sustancialmente perpendiculares a un eje longitudinal del cartucho, tal como se describe en las realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol de las figuras 2-17, pueden ser deseables porque tal configuración puede definir un flujo de aire relativamente más lento a través de la misma, de tal manera que puede mejorarse la atomización de la composición precursora de aerosol.
Aunque el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador del dispositivo de suministro de aerosol de las figuras 18 y 19 se ilustran como configurados de tal manera que sus respectivas superficies de expulsión y calentamiento están orientadas sustancialmente paralelas al eje longitudinal del cartucho y el dispositivo de suministro de aerosol en su conjunto, ciertas realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol que incluyen cabezales de chorro de burbujas y los atomizadores en donde las respectivas superficies de expulsión y calentamiento están orientadas en ángulos distintos de cero con respecto a un eje longitudinal del cuerpo exterior pueden proporcionar todavía muchos de los beneficios descritos anteriormente con respecto al dispositivo 1600 de suministro de aerosol de las figuras 18 y 19. A este respecto, la figura 20 ilustra una vista esquemática parcial de un dispositivo 1700 de suministro de aerosol que incluye un conjunto 1718 combinado de dispensador y atomizador en donde superficies de expulsión y calentamiento respectivas de un cabezal 1750 de chorro de burbujas y un atomizador 1752 del mismo están orientadas en un ángulo distinto de cero con respecto a un eje 1770 longitudinal del dispositivo de suministro de aerosol. Sin embargo, el ángulo entre estas superficies y el eje 1770 longitudinal es relativamente pequeño (por ejemplo, menos de aproximadamente 45 grados), de modo que se reduce una caída de presión causada por las vueltas en una trayectoria de flujo 1728 de aire antes de salir de una boquilla 1724 en comparación con realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol que, de otro modo, son similares pero definen vueltas más bruscas en la trayectoria de flujo. Además, los ángulos relativamente pequeños entre las superficies de expulsión y calentamiento del cabezal 1750 de chorro de burbujas y el atomizador 1752 y el eje 1770 longitudinal también pueden ayudar a evitar problemas con respecto a la condensación del aerosol después de la vaporización e introducción en el flujo 1728 de aire porque el aire y el aerosol que sale del conjunto combinado de dispensador y atomizador pueden salir sin problemas del mismo sin hacer una vuelta brusca.
La figura 21 ilustra una vista en sección a través de un dispositivo 1800 de suministro de aerosol según una realización de ejemplo adicional de la presente invención. Como se ilustra, el dispositivo 1800 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 1802 de control y un cartucho 1804, que se ilustran en una configuración acoplada. A este respecto, una base 1816 del cartucho 1804 puede estar configurada para acoplarse a un acoplador 1812 del cuerpo 1802 de control para formar una conexión mecánica y eléctrica entre los mismos, que puede ser liberable para permitir la sustitución del cartucho.
El cuerpo 1802 de control puede incluir una tapa 1806 de extremo, una placa 1808 de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 1809 conector, una fuente 1810 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un sensor 1811 de flujo (por ejemplo, un sensor de calada o conmutador de presión), el acoplador 1812, el cableado 1813 y un cuerpo 1814 exterior. El cartucho 1804 puede incluir la base 1816, un conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador, un depósito 1820, una boquilla 1824 y un cuerpo 1826 exterior. En la realización ilustrada, el acoplador 1816 define una cubierta 1822 que encierra el depósito 1820. A este respecto, cerrando herméticamente un extremo del depósito 1820 con el acoplador 1816, el montaje del cartucho 1804 puede simplificarse. Sin embargo, en otras realizaciones, la cubierta puede comprender un componente que está separado del acoplador.
La figura 22 ilustra una vista en sección parcial ampliada del dispositivo 1800 de suministro de aerosol en donde el cuerpo 1802 de control y el cartucho 1804 están acoplados entre sí. Como se ilustra, el conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador puede comprender un cabezal 1850 de chorro de burbujas y un atomizador 1852, que pueden estar acoplados fijamente entre sí (por ejemplo, mediante uno o más separadores 1836). El cabezal 1850 de chorro de burbujas y el atomizador 1852 pueden comprender cualquiera de los componentes y características de los cabezales de chorro de burbujas y atomizadores descritos en otra parte de la presente memoria.
Las figuras 21 y 22 ilustran además una trayectoria de flujo de aire a través del dispositivo 1800 de suministro de aerosol cuando un usuario aspira por la boquilla 1824. Como se ilustra en la figura 21, un flujo de aire o flujo 1828 de aire ambiente puede entrar en el dispositivo 1800 de suministro de aerosol a través de una o más aberturas 1831 de entrada que pueden definirse en el cuerpo 1814 exterior del cuerpo 1802 de control y desplazarse más allá o cerca del sensor 1811 de flujo. Como se ilustra en la figura 22, el aire 1828 puede fluir desde el cuerpo 1802 de control a través de una entrada 1861 de acoplador definida en el acoplador 1812 y hacia la base 1816 del cartucho 1804, a través del depósito 1820, a través del conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador, y fuera de la boquilla 1824.
En particular, el aire 1828 puede desplazarse a través de la base 1816 a través de al menos una abertura 1829 de base. Además, el depósito 1820 puede definir un canal 1854 que se extiende a través del mismo. A este respecto, el depósito 1820 puede definir una configuración anular alargada de manera que el precursor de aerosol encerrado en el mismo esté separado del canal 1854 (por ejemplo, por una pared interior del depósito que define el canal). El canal 1854 puede dirigir el flujo 1828 de aire al conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador. A este respecto, el cabezal 1850 de chorro de burbujas puede incluir una abertura 1856 de flujo de aire y el atomizador 1852 puede incluir una abertura 1858 de suministro de aerosol configurada para dirigir el flujo 1828 de aire a través de la misma. En la realización ilustrada, la abertura 1829 de base, el canal 1854 a través del depósito 1820, la abertura 1856 de flujo de aire a través del cabezal 1850 de chorro de burbujas, y la abertura 1858 de suministro de aerosol a través del atomizador 1852 están dispuestas linealmente a lo largo de un eje longitudinal que se extiende a través del cartucho 1804 de manera que el flujo 1828 de aire se desplaza a lo largo de una trayectoria sustancialmente lineal y, por tanto, pueden evitarse problemas con respecto al aumento de una caída de presión del dispositivo 1800 de suministro de aerosol y que provocan condensación. El dispositivo 1800 de suministro de aerosol puede estar configurado además para evitar la producción de condensación como resultado de que el conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador esté colocado entre el depósito 1820 y la boquilla 1824. Como se ha descrito anteriormente, se puede emplear un aislante para reducir la transferencia de calor a la boquilla y al cuerpo exterior.
La figura 23 ilustra esquemáticamente una vista ampliada en despiece ordenado del cartucho 1804 próximo al conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador. Como se ilustra, el depósito 1820, el cabezal 1850 de chorro de burbujas y el atomizador 1852 pueden configurarse para dispensar y atomizar la composición precursora de aerosol de manera radial o anular. A este respecto, como se ilustra esquemáticamente, las entradas de precursor, los canales de precursor, los elementos de calentamiento de expulsión y/o las boquillas de precursor del cabezal 1850 de chorro de burbujas pueden estar situadas en una pluralidad de posiciones 1860 radiales anularmente alrededor de la abertura 1856 de flujo de aire que se extiende a través del cabezal de chorro de burbujas. De manera similar, un elemento 1862 de calentamiento de vaporización del atomizador 1852 puede extenderse sustancialmente radial y anularmente alrededor de la abertura 1858 de suministro de aerosol que se extiende a través del atomizador. Esta configuración puede permitir la dispensación y atomización de la composición precursora de aerosol alrededor, en lugar de en el flujo 1828 directo de aire a través del dispositivo 1800 de suministro de aerosol, para evitar dirigir la composición precursora de aerosol líquida al flujo de aire. Esta configuración también puede facilitar el flujo 1828 sustancialmente lineal de aire, para combinar los beneficios de los dispositivos de suministro de aerosol descritos anteriormente.
En las realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol descritas anteriormente, el atomizador se ha descrito generalmente como que define una superficie de calentamiento sustancialmente plana en donde se colocan el elemento(s) de calentamiento de vaporización. A este respecto, los cabezales de chorro de burbujas han definido una superficie de expulsión sobre la que se colocan las boquillas de precursor que también es generalmente plana y paralela a la superficie de calentamiento del atomizador. De este modo, el cabezal de chorro de burbujas ha expulsado la composición precursora de aerosol de manera sustancialmente perpendicular a la superficie de calentamiento del atomizador. Sin embargo, se pueden emplear otras configuraciones diversas de atomizadores.
Por ejemplo, la figura 24 ilustra un atomizador 1900 según una realización alternativa de la presente invención. El atomizador 1900 puede emplearse junto con cualquiera de los conjuntos combinados de dispensador y atomizador analizados en otra parte en el presente documento. Por ejemplo, el atomizador 1900 puede emplearse en lugar del atomizador 1852 del conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador del dispositivo de suministro de aerosol de las figuras 21-23.
Como se ilustra, el atomizador 1900 puede incluir una superficie 1902 de calentamiento interior que no es plana. En particular, el atomizador 1900 y la superficie 1902 de calentamiento interior del atomizador pueden ser sustancialmente cónicos (por ejemplo, definiendo una configuración cónica truncada hueca, como se ilustra). A este respecto, el atomizador 1900 puede configurarse para recibir un flujo de aire y composición precursora de aerosol 1904 a través del mismo, de manera que la superficie 1902 de calentamiento interior del atomizador recibe el flujo de aire y la composición 1904 precursora de aerosol sobre la misma.
De este modo, la superficie 1902 de calentamiento puede atomizar la composición precursora de aerosol. Por ejemplo, una pluralidad de elementos 1906 de calentamiento de vaporización pueden estar situados en la superficie 1902 de calentamiento interior. A modo de ejemplo adicional, en algunas realizaciones, los elementos de calentamiento pueden estar dispuestos helicoidalmente en la superficie 1902 de calentamiento interior. Esta configuración puede ventajosamente entrar en contacto con una mayoría de la composición precursora de aerosol dirigida a través del atomizador 1900. De este modo, un flujo de aire y aerosol 1908 puede salir del atomizador 1900.
La figura 25 ilustra una realización alternativa de un atomizador 2000, que puede emplearse en lugar del atomizador 1852 del conjunto 1818 combinado de dispensador y atomizador del dispositivo de suministro de aerosol de las figuras 21-23. El atomizador 2000 puede incluir una superficie 2002 de calentamiento exterior. Como se ilustra, el atomizador 2000 en su conjunto, además de la superficie 2002 de calentamiento exterior, puede definir una configuración sustancialmente cónica. En esta realización, un flujo de aire y la composición 2004 precursora de aerosol pueden dirigirse hacia un extremo estrecho del atomizador 2000. De este modo, la composición precursora de aerosol puede ser vaporizada por uno o más elementos 2006 de calentamiento de vaporización colocados en la superficie 2002 de calentamiento exterior para producir un flujo de aire y aerosol 2008. Los elementos 2006 de calentamiento de vaporización pueden estar dispuestos helicoidalmente en la superficie 2002 de calentamiento exterior con el fin de calentar y vaporizar ventajosamente la composición precursora de aerosol.
Obsérvese también que aunque el uso de múltiples elementos 1906, 2006 de calentamiento de vaporización se analiza generalmente anteriormente, en otras realizaciones puede emplearse un único elemento de calentamiento de vaporización. Por ejemplo, el elemento de calentamiento de vaporización puede comprender un único filamento continuo incrustado o impreso en la superficie de calentamiento. A modo de ejemplo adicional, el filamento continuo individual puede definir una configuración helicoidal (por ejemplo, en la superficie de calentamiento interior en el atomizador ilustrado en la figura 24 o en la superficie de calentamiento exterior en el atomizador ilustrado en la figura 25), como se describió anteriormente. El uso de un único filamento continuo para el elemento de calentamiento de vaporización puede ser preferible porque puede simplificar la construcción del atomizador.
Por lo tanto, en algunas realizaciones, una superficie de calentamiento de un atomizador puede definir una configuración no plana. El uso de un atomizador que incluye una superficie de calentamiento no plana puede permitir diversas configuraciones de flujo alternativas a través de dispositivos de suministro de aerosol. En particular, los atomizadores sustancialmente cónicos de las figuras 24 y 25 pueden configurarse respectivamente para enfocar o distribuir aire y aerosol mientras que todavía proporcionan una trayectoria de flujo de aire sustancialmente recta con un aumento mínimo en la caída de presión asociada con una calada en el dispositivo de suministro de aerosol. En estas y otras realizaciones de dispensadores y atomizadores combinados, el cabezal de chorro de burbujas puede dirigir la composición precursora de aerosol en un ángulo no perpendicular con respecto a la superficie de calentamiento del atomizador. Evitando dirigir la composición precursora de aerosol de manera directamente normal a la superficie de calentamiento del atomizador, se pueden evitar problemas con respecto a las salpicaduras de la composición precursora de aerosol. A este respecto, la composición precursora de aerosol salpicada puede desviarse hacia atrás hacia el cabezal de chorro de burbujas, lo que podría provocar que el cabezal de chorro de burbujas se obstruya. Además, en la realización del atomizador 1900 de la figura 24, cualquier composición precursora de aerosol salpicada puede retenerse dentro del atomizador y entrar en contacto con otra parte de la superficie 1902 de calentamiento interior, de manera que el precursor de aerosol salpicado todavía se vaporiza debido a la superficie de calentamiento interior del atomizador que define una cámara. Se describen otras diversas realizaciones de atomizadores troncocónicos en la solicitud de patente de EE. UU. n.° de serie 14/329,334, presentada el 11 de julio de 2014, de Taluskie et al.
La figura 26 ilustra una vista en despiece de una realización alternativa de un conjunto 2100 combinado de dispensador y atomizador que puede incluirse en realizaciones de los dispositivos de suministro de aerosol descritos en la presente memoria. Como se ilustra, el conjunto 2100 combinado de dispensador y atomizador puede incluir un cabezal 2102 de chorro de burbujas y un atomizador 2104. Los detalles con respecto a las realizaciones de cabezales de chorro de burbujas se han descrito anteriormente y no se repetirán en su totalidad. Brevemente, sin embargo, el cabezal 2102 de chorro de burbujas puede incluir una oblea, sustrato o alojamiento 2106 que puede definir al menos una entrada 2108 de precursor (véase la figura 27) configurada para recibir una composición precursora de aerosol desde un depósito y al menos una boquilla 2110 de precursor configurada para dispensar la composición precursora de aerosol al atomizador 2104.
Además, el atomizador 2104 puede comprender una oblea, sustrato o alojamiento 2112. Adicionalmente, como se ilustra, en algunas realizaciones el atomizador 2104 puede comprender además un elemento 2114 de refuerzo. El elemento 2114 de refuerzo puede configurarse para soportar el alojamiento 2112 del atomizador 2104 para proporcionar estabilidad estructural al mismo. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 27, el elemento 2114 de refuerzo puede acoplarse al alojamiento 2112 del atomizador 2104 de manera que se soporte el alojamiento. En particular, el elemento 2114 de refuerzo puede estar acoplado a una parte posterior del alojamiento 2112, en donde al menos un elemento 2116 de calentamiento de vaporización está acoplado a la parte frontal del alojamiento, opuesta al mismo.
A este respecto, el elemento de refuerzo puede configurarse para proporcionar rigidez, soporte y estructura al atomizador 2014 sin aumentar sustancialmente la masa térmica del mismo. Puede ser deseable proporcionar al atomizador 2104 una masa térmica relativamente baja de manera que el atomizador pueda calentarse rápidamente a una temperatura suficiente para vaporizar la composición precursora de aerosol cuando se aplica corriente a la misma. Por lo tanto, el atomizador 2104 puede calentarse rápidamente cuando un usuario aspira por el dispositivo de suministro de aerosol asociado.
Al colocar el elemento 2114 de refuerzo opuesto al elemento 2116 de calentamiento de vaporización, el elemento de refuerzo puede evitar el contacto directo con el elemento de calentamiento para reducir la transferencia de calor al elemento de refuerzo. Además, como se ilustra en la figura 26, el elemento 2114 de refuerzo puede definir un recorte 2118. El recorte 2118 puede reducir aún más la masa térmica del atomizador 2104 mientras que aún permite que el elemento 2114 de refuerzo proporcione al atomizador una resistencia mejorada. A este respecto, el corte puede estar situado centralmente de manera que el elemento de refuerzo define un marco que se extiende alrededor de un borde exterior del alojamiento 2112. Esta configuración da como resultado solo una pérdida relativamente pequeña en el momento de inercia del elemento 2114 de refuerzo mientras también coloca la masa del mismo lejos del elemento 2116 de calentamiento de vaporización para reducir aún más la transferencia de calor al elemento de refuerzo. Adicionalmente, el elemento 2114 de refuerzo puede comprender plástico, cerámica, vidrio u otras realizaciones de materiales aislantes y no conductores que están configurados para evitar la transferencia de calor y eléctrica al mismo.
Como se ilustra en la figura 27, el atomizador 2104 puede comprender además una o más almohadillas 2120 conductoras. Las almohadillas 2120 conductoras pueden configurarse para entrar en contacto con el elemento 2116 de calentamiento de vaporización para dirigir corriente al mismo. Sin embargo, para evitar que las almohadillas 2120 conductoras produzcan calor de manera no deseable, las almohadillas conductoras pueden comprender un material y/o una configuración (por ejemplo, un calibre más grueso) que define una resistencia más baja que un material del elemento 2116 de calentamiento de vaporización. Por ejemplo, las almohadillas 2120 conductoras pueden comprender plata paladio y el elemento 2116 de calentamiento de vaporización puede comprender platino. A modo de ejemplo adicional, en algunas realizaciones, las almohadillas 2120 conductoras pueden comprender plata paladio, y el elemento 2116 de calentamiento de vaporización puede comprender una formulación de plata paladio que define una resistencia relativamente mayor. Sin embargo, como puede entenderse, pueden emplearse otros diversos materiales en otras realizaciones que incluyen, por ejemplo, oro, plata, platino, paladio, tungsteno y combinaciones de los mismos. Los materiales que definen las almohadillas conductoras y el elemento de calentamiento de vaporización pueden seleccionarse para definir una resistencia deseada y atributos de unión apropiados con respecto al alojamiento y/u otras partes del atomizador.
En algunas realizaciones, el atomizador 2104 puede estar configurado para acoplarse de manera fija al cabezal 2102 de chorro de burbujas a través de los postes 2103 (véase la figura 27). A este respecto, como se ilustra en la figura 26, el alojamiento 2112 y/o el elemento 2114 de refuerzo pueden definir rebajes 2122a, 2122b configurados para acoplarse a los postes 2103. En algunas realizaciones, los postes 2103 pueden acoplar eléctricamente el cabezal 2102 de chorro de burbujas al atomizador 2104. Por tanto, por ejemplo, las almohadillas 2120 conductoras pueden colocarse próximas a los rebajes 2122a, 2122b definidos en el atomizador 2104 de manera que puede establecerse una conexión eléctrica entre las mismas.
Como se ha indicado anteriormente, puede ser deseable evitar salpicaduras de una composición precursora de aerosol dispensada sobre un atomizador. Por lo tanto, las realizaciones de los dispositivos de suministro de aerosol de la presente invención pueden incluir características adicionales o alternativas configuradas para mitigar las salpicaduras de la composición precursora de aerosol y realizar otras funciones. A este respecto, las figuras 28A-C ilustran vistas parciales ampliadas de realizaciones del atomizador 2104 de las figuras 26 y 27 en donde la superficie de calentamiento del mismo está texturizada, en lugar de ser lisa. Obsérvese, sin embargo, que tal texturación puede emplearse en cualquiera de los atomizadores descritos en el presente documento.
En particular, la figura 28A ilustra una realización del atomizador 2104A en donde una superficie 2124A de calentamiento está almenada. En otras palabras, la superficie 2124A de calentamiento define un patrón sustancialmente regular de salientes y rebajes. La figura 28B ilustra una realización del atomizador 2104B en donde una superficie 2124B de calentamiento es parcialmente porosa. A este respecto, la topografía de la superficie 2124B de calentamiento puede ser sustancialmente similar a la de una espuma de células cerradas. La figura 28C ilustra una realización del atomizador 2104C en donde una superficie 2124C de calentamiento es completamente porosa. A este respecto, la topografía de la superficie 2102C de calentamiento puede ser sustancialmente similar a la de una espuma de celdas abiertas o un material sinterizado.
En algunas realizaciones, la superficie 2124A-C de calentamiento puede definirse por, o recubrirse con una capa de pasivación colocada en una superficie exterior de la misma (por ejemplo, en la parte superior del alojamiento 2112 y el elemento 2116 de calentamiento de vaporización. A este respecto, la capa de pasivación está configurada para evitar que ocurran oxidación, reacciones catalíticas y otras diversas reacciones químicas en el atomizador cuando se pulveriza sobre la misma una composición 2128 precursora de aerosol. Por ejemplo, la capa de pasivación puede comprender óxido de aluminio, vidrio o un material cerámico, que puede pulverizarse catódicamente o depositarse de otro modo sobre los elementos 2116 de calentamiento de vaporización y el alojamiento 2112.
Al emplear una superficie de calentamiento texturizada, la composición precursora de aerosol puede ser menos propensa a salpicaduras debido a que la superficie de calentamiento texturizada capta la composición precursora de aerosol desviada, de manera que la composición precursora de aerosol es menos probable que se desvíe de vuelta al cabezal de chorro de burbujas. Además, el uso de una superficie de calentamiento texturizada puede aumentar un área eficaz de la superficie de calentamiento sobre la que se dirige la composición precursora de aerosol. Por consiguiente, el calor puede transferirse más eficazmente a la composición precursora de aerosol para mejorar la vaporización de la composición precursora de aerosol.
En algunas realizaciones, la superficie de calentamiento puede incluir una capa absorbente o de mecha, que puede definir opcionalmente la superficie texturizada, y que puede configurarse para reducir las salpicaduras y la pérdida de calor y realizar otras funciones como se describe a continuación. La capa absorbente, que puede comprender papel de alúmina en algunas realizaciones, puede colocarse fuera de la capa de pasivación y puede configurarse para recibir la composición precursora de aerosol. De este modo, la composición precursora de aerosol puede saturar la capa absorbente, de modo que se aplique calor a la composición precursora de aerosol absorbida dentro de esta capa. En esta realización, el cabezal de chorro de burbujas puede rellenar la composición precursora de aerosol dentro de la capa absorbente a medida que se vaporiza. A este respecto, la capa absorbente puede estar al menos parcialmente saturada con la composición precursora de aerosol antes de recibir una aspiración en el dispositivo de suministro de aerosol, de modo que el aerosol puede producirse más rápidamente.
Obsérvese que aunque se han descrito anteriormente realizaciones particulares de atomizadores, pueden emplearse diversas otras realizaciones de atomizadores para vaporizar la composición precursora de aerosol en las realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol proporcionados en el presente documento. Dichos atomizadores pueden incluir calentadores planos, superficies de alambre enrollado, microcalentadores (por ejemplo, incorporados en un chip), placas de vidrio, láseres, calentadores resistivos y cualquier otra forma y realización de calentador. Por ejemplo, en una realización, un elemento de calentamiento de vaporización puede estar asociado respectivamente con cada boquilla de precursor y cada elemento de calentamiento de expulsión del cabezal de chorro de burbujas. Sin embargo, en otras realizaciones, múltiples boquillas de precursor y múltiples elementos de calentamiento de expulsión (por ejemplo, todas las boquillas de precursor y los elementos de calentamiento de expulsión del cabezal de chorro de burbujas) pueden expulsar la composición precursora de aerosol sobre un único elemento de calentamiento de vaporización para vaporizar la composición precursora de aerosol. Además, los materiales empleados en los elementos de calentamiento de expulsión y los elementos de calentamiento de vaporización pueden variar. Por ejemplo, se pueden emplear los materiales descritos anteriormente con respecto a los elementos de calentamiento de la bobina de alambre. Otros diversos materiales que pueden emplearse en los elementos de calentamiento de expulsión y los elementos de calentamiento de vaporización, así como los otros diversos elementos de calentamiento descritos en el presente documento, pueden incluir platino o materiales recubiertos con platino y tintas resistivas (por ejemplo, impresas en un material cerámico).
En otra realización, el alojamiento para uno o ambos del cabezal de chorro de burbujas y el atomizador puede comprender un chip de silicio. En esta realización, uno o ambos de los elementos de calentamiento de vaporización y los elementos de calentamiento de expulsión pueden comprender el silicio dopado del chip de silicio. En otras palabras, parte del chip de silicio puede definir un circuito resistivo configurado para producir calor para expulsar o vaporizar la composición precursora de aerosol.
En realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol que incluyen un cabezal de chorro de burbujas, puede ser deseable reducir la viscosidad de la composición precursora de aerosol para facilitar la dispensación de gotitas de la composición precursora de aerosol como se ha analizado anteriormente. Por consiguiente, en una realización, la composición precursora de aerosol puede precalentarse. Por ejemplo, los elementos de calentamiento de expulsión pueden emplearse para precalentar la composición precursora de aerosol antes de calentar la composición precursora de aerosol hasta un punto tal que se forme una burbuja de vapor y se expulse una gotita de la composición precursora de aerosol a través de una boquilla de precursor. Tal precalentamiento puede implicar aplicar una corriente pulsada a los elementos de calentamiento de expulsión. A este respecto, puede aplicarse una anchura de pulso de potencia relativamente menor a los elementos de calentamiento de expulsión del cabezal de chorro de burbujas durante el precalentamiento de la composición precursora de aerosol en comparación con una anchura de pulso de la potencia aplicada a los elementos de calentamiento de expulsión del cabezal de chorro de burbujas durante la dispensación de la composición precursora de aerosol. En otra realización, la composición precursora de aerosol puede diluirse (por ejemplo, con agua) para disminuir la viscosidad de la misma. Por consiguiente, el uso del cabezal de chorro de burbujas con una composición precursora de aerosol puede facilitarse de una o ambas de estas maneras. En una realización, la viscosidad de la composición precursora de aerosol puede definir inicialmente un intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 400 centipoises a 20 grados Celsius. Sin embargo, la viscosidad de la composición precursora de aerosol puede reducirse a través de una o ambas de dilución (por ejemplo, a través de agua) o precalentamiento para definir una viscosidad de menos de aproximadamente 100 centipoises a 20 grados Celsius. En comparación, la tinta empleada en impresoras de inyección de tinta puede definir generalmente una viscosidad relativamente más baja (por ejemplo, de aproximadamente 10 a aproximadamente 40 centipoises a 20 grados Celsius).
En las realizaciones proporcionadas en el presente documento, el conjunto combinado de dispensador y atomizador se ha descrito generalmente como colocado en un cartucho. Sin embargo, en otra realización, el cabezal de chorro de burbujas y/o el atomizador pueden estar colocados en el cuerpo de control. Por ejemplo, en una realización, el cabezal de chorro de burbujas puede estar situado en el cuerpo de control y configurado para expulsar la composición precursora de aerosol hacia un atomizador en el cartucho. En esta realización, la composición precursora de aerosol puede dirigirse desde un depósito en el cartucho al cabezal de chorro de burbujas en el cuerpo de control y de vuelta al atomizador en el cartucho. En otra realización, el cabezal de chorro de burbujas puede estar situado en el cartucho y configurado para expulsar la composición precursora de aerosol desde un depósito en el cartucho hacia un atomizador en el cuerpo de control.
Además, la figura 29 ilustra una realización alternativa de un dispositivo 2200 de suministro de aerosol en donde un conjunto combinado de dispensador y atomizador está colocado en el cuerpo de control. Como se ilustra, el dispositivo 2200 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 2202 de control y un cartucho 2204, que se ilustran en una configuración desacoplada. A este respecto, una base 2216 del cartucho 2204 puede estar configurada para acoplarse a un acoplador 2212 del cuerpo 2202 de control para formar una conexión mecánica y eléctrica entre los mismos, que puede ser liberable para permitir la sustitución del cartucho.
El cuerpo 2202 de control puede incluir una tapa 2206 de extremo, una placa 2208 de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 2209 conector, una fuente 2210 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un sensor 2211 de flujo (por ejemplo, un sensor de calada o conmutador de presión), el acoplador 2212, el cableado 2213, un conjunto 2218 combinado de dispensador y atomizador y un cuerpo 2214 exterior. En algunas realizaciones, el cuerpo 2202 de control puede comprender además una placa 2219 de montaje, y el conjunto 2218 combinado de dispensador y atomizador puede montarse entre la placa de montaje y el acoplador 2212. En la realización ilustrada, un cabezal 2250 de chorro de burbujas del conjunto 2218 combinado de dispensador y atomizador puede estar acoplado al acoplador 2212, un atomizador 2252 del conjunto combinado de dispensador y atomizador puede estar acoplado a la placa 2219 de montaje, y el cabezal de chorro de burbujas puede estar acoplado al atomizador a través de un circuito 2253 flexible.
El cartucho 2204 puede incluir la base 2216, un depósito 2220, una cubierta 2222 que encierra el depósito, una boquilla 2224 y un cuerpo 2226 exterior. Cuando el cartucho 2204 está acoplado al cuerpo 2202 de control, el depósito 2220 puede estar en comunicación fluida con el cabezal 2250 de chorro de burbujas. A este respecto, el depósito 2220 puede definir una salida 2256. En algunas realizaciones, la base 2216 también puede definir una salida 2258 que puede alinearse con la salida 2256 al depósito 2220. Una o ambas salidas 2256, 2258 pueden sellarse inicialmente para retener una composición precursora de aerosol en el depósito 2220. A este respecto, a modo de ejemplo, un sello de lámina o plástico puede cubrir las salidas 2256, 2258. Sin embargo, el sello puede romperse (por ejemplo, perforando el sello) cuando la base 2216 del cartucho 2204 se acopla con el acoplador 2212 del cuerpo 2202 de control. De este modo, al colocar el cabezal 2250 de chorro de burbujas cerca del acoplador 2212, el cabezal de chorro de burbujas puede recibir la composición precursora de aerosol transferida desde el depósito 2220 a través de las salidas 2256, 2258 y a través de una entrada 2260 en el acoplador. De este modo, el cabezal 2250 de chorro de burbujas puede dispensar la composición precursora de aerosol al atomizador 2252 para producir un aerosol. Un flujo de aire puede entrar a través de una o más aberturas 2262 de entrada en el cuerpo 2214 exterior del cuerpo 2202 de control y desplazarse a través de una abertura 2261 de placa de montaje definida en la placa 2219 de montaje y a través y/o alrededor del conjunto 2218 combinado de dispensador y atomizador. El aire y aerosol combinados pueden dirigirse de este modo a través de una abertura 2267 de acoplador definida en el acoplador 2212, una abertura 2263 de base definida en la base 2216, y a través de una abertura 2265 de suministro de aerosol definida en el cuerpo 2226 exterior (o entre el depósito y el cuerpo exterior) a la boquilla 2224.
Además, la figura 30 ilustra una realización alternativa de un dispositivo 2300 de suministro de aerosol en donde un conjunto combinado de dispensador y atomizador está colocado en un cuerpo de dispensador y atomizador independientes. Como se ilustra, el dispositivo 2200 de suministro de aerosol puede incluir un cuerpo 2302 de control, un cartucho 2303 dispensador y atomizador, y un cartucho 2304 de depósito, que se ilustran en una configuración desacoplada. A este respecto, una base 2316 del cartucho 2304 de depósito puede configurarse para acoplarse a un acoplador 2364 del cartucho 2303 de dispensador y atomizador, y una base 2366 del cartucho de dispensador y atomizador puede configurarse para acoplarse a un acoplador 2312 del cuerpo 2302 de control para formar conexiones mecánicas y eléctricas entre los mismos, que pueden liberarse para permitir la sustitución del cartucho de dispensador y atomizador y/o el cartucho de depósito.
El cuerpo 2302 de control puede incluir una tapa 2306 de extremo, una placa 2308 de circuito con un indicador (por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED)), un circuito 2309 conector, una fuente 2310 de alimentación eléctrica (por ejemplo, una batería, que puede ser recargable), un sensor 2311 de flujo (por ejemplo, un sensor de calada o conmutador de presión), el acoplador 2312 y el cableado 2313. El cartucho 2303 de dispensador y atomizador puede incluir un cuerpo 2371 exterior, la base 2366, el acoplador 2364, y un conjunto 2318 combinado de dispensador y atomizador. Como se ilustra, en una realización, el conjunto 2318 combinado de dispensador y atomizador puede estar situado entre, y acoplado a, la base 2366 y el acoplador 2364. En particular, el conjunto 2318 combinado de dispensador y atomizador puede incluir un cabezal 2350 de chorro de burbujas y un atomizador 2352, que pueden estar conectados a través de un circuito 2353 flexible. En una realización, el cabezal 2350 de chorro de burbujas puede estar montado en el acoplador 2364 y el atomizador 2352 puede estar montado en la base 2366 del cartucho 2303 de dispensador y atomizador.
El cartucho 2304 de depósito puede incluir la base 2316, un depósito 2320, una cubierta 2322 que encierra el depósito, una boquilla 2324 y un cuerpo 2326 exterior. Cuando el cartucho 2304 de depósito está acoplado al cartucho 2303 de dispensador y atomizador, el depósito 2320 puede estar en comunicación fluida con el cabezal 2350 de chorro de burbujas. A este respecto, el depósito 2320 puede definir una salida 2356. En algunas realizaciones, la base 2316 del cartucho 2304 de depósito también puede definir una salida 2358 que puede alinearse con la salida 2356 al depósito. Una o ambas salidas 2356, 2358 pueden sellarse inicialmente para retener una composición precursora de aerosol en el depósito 2320. A este respecto, a modo de ejemplo, un sello de lámina o plástico puede cubrir las salidas 2356, 2358. Sin embargo, el sello puede romperse (por ejemplo, perforando el sello) cuando la base 2316 del cartucho 2304 de depósito se acopla con el acoplador 2364 del cartucho 2303 de dispensador y atomizador. De este modo, al colocar el cabezal 2350 de chorro de burbujas cerca del acoplador 2364 del cartucho 2303 de dispensador y atomizador, el cabezal de chorro de burbujas puede recibir la composición precursora de aerosol transferida desde el depósito 2320 a través de las salidas 2356, 2358 y a través de una entrada 2360 en el acoplador del conjunto de dispensador y atomizador. De este modo, el cabezal 2350 de chorro de burbujas puede dispensar la composición precursora de aerosol al atomizador 2352 para producir un aerosol.
Un flujo de aire puede entrar a través de una o más aberturas 2362 de entrada en el cuerpo 2314 exterior del cuerpo 2302 de control y de ese modo dirigirse a través de al menos una abertura 2361 de acoplador definida en el acoplador 2312 del cuerpo de control, al menos una abertura 2363 de base definida en la base 2366 y a través y/o alrededor del conjunto 2318 de dispensador de aerosol y atomizador. El aire y aerosol combinados pueden desplazarse entonces a través de una abertura 2365 de acoplador definida en el acoplador 2364 del cartucho 2303 de dispensador y atomizador, a través de una abertura 2367 de base definida en la base 2316 del cartucho 2304 de depósito, a través de una abertura 2369 de suministro de vapor definida en el cuerpo 2326 exterior del cartucho de depósito (o entre el depósito y el cuerpo exterior) a la boquilla 2324.
Por consiguiente, pueden emplearse diversas configuraciones de posiciones alternativas para los componentes de los dispositivos de suministro de aerosol analizados en el presente documento. Como se ha indicado anteriormente, en una realización el conjunto combinado de dispensador y atomizador puede estar colocado en el cuerpo de control (véase, por ejemplo, la figura 29). Esta configuración puede ser deseable porque el conjunto combinado de dispensador y atomizador puede tener una vida útil que exceda la del depósito. Sin embargo, en otra realización, el conjunto combinado de dispensador y atomizador puede ser recibido en un cartucho de dispensador y atomizador independiente (véase, por ejemplo, la figura 30). Esta configuración puede ser deseable porque, aunque el dispensador y el atomizador combinados pueden tener una vida útil que exceda la del depósito, la vida útil del conjunto combinado de dispensador y atomizador puede ser menor que la de la fuente de alimentación y otros componentes del cuerpo de control, o viceversa. Además, esta configuración puede permitir la sustitución de realizaciones alternativas de conjuntos combinados de dispensador y atomizador o de cuerpos de control para permitir la personalización del dispositivo de suministro de aerosol para adaptarse a las preferencias del usuario (por ejemplo, empleando un cabezal de chorro de burbujas configurado para producir una cantidad mayor o menor de aerosol con cada calada o empleando un cuerpo de control con una batería mayor).
En realizaciones de dispositivos de suministro de aerosol que incluyen un cabezal de chorro de burbujas, el cabezal de chorro de burbujas se ha descrito generalmente como acoplado de manera fija al atomizador que vaporiza la composición precursora de aerosol. Por ejemplo, en una realización (véanse, por ejemplo, las figuras 2-6) el cabezal de chorro de burbujas está acoplado al atomizador a través de separadores. En otra realización (véanse, por ejemplo, las figuras 7-11), el cabezal de chorro de burbujas está acoplado de manera fija al atomizador a través de un alojamiento compartido. En una realización adicional, el cabezal de chorro de burbujas está acoplado al atomizador a través de un circuito flexible y uno o ambos del atomizador y el cabezal de chorro de burbujas están acoplados a la estructura que rodea el conjunto combinado de dispensador y atomizador (véanse, por ejemplo, las figuras 12-15). Sin embargo, en otra realización, el cabezal de chorro de burbujas puede estar desacoplado y alineado con el atomizador. De este modo, el espacio entre el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador puede ajustarse para el diseño particular del cabezal de chorro de burbujas, la viscosidad de la composición precursora de aerosol y otros diversos factores.
Además, en algunas realizaciones, el atomizador y/o el cabezal de chorro de burbujas pueden configurarse para realizar un ciclo de limpieza (por ejemplo, produciendo calor para eliminar el residuo de la composición precursora de aerosol del mismo) ya sea automáticamente (por ejemplo, después de un número especificado de usuarios) o manualmente cuando así lo estipula un usuario. Esto puede ser particularmente útil en realizaciones en donde el cabezal de chorro de burbujas y/o el atomizador están colocados en el cuerpo de control o un cartucho de dispensador y atomizador y, por lo tanto, configurados para su reutilización con múltiples depósitos.
Los dispositivos de suministro de aerosol descritos en el presente documento pueden evitar ciertos problemas asociados con los dispositivos de suministro de aerosol convencionales que emplean una mecha para dirigir una composición precursora de aerosol a un atomizador. A este respecto, el uso de una mecha puede provocar la separación de los ingredientes de una composición precursora de aerosol. Además, el uso de una mecha para transferir la composición precursora de aerosol desde un sustrato a un elemento de calentamiento puede dar como resultado fugas. Por consiguiente, las realizaciones de los dispositivos de suministro de aerosol descritos en la presente memoria pueden proporcionar estas y/u otras ventajas, incluyendo las ventajas descritas anteriormente con respecto a un mayor control sobre la cantidad dispensada de composición precursora de aerosol. Adicionalmente, los cabezales de chorro de burbujas y los atomizadores descritos en el presente documento pueden requerir menos energía para dispensar y atomizar una composición precursora de aerosol que otras realizaciones de mecanismos de suministro y vaporización de fluido. Además, el uso de un cabezal de chorro de burbujas puede permitir la personalización del mismo (por ejemplo, en la fábrica o por un usuario final). Por ejemplo, la frecuencia y/o duración de la dispensación por el cabezal de chorro de burbujas puede ajustarse para que coincida con las preferencias del usuario. De este modo, por ejemplo, el dispositivo de suministro de aerosol puede configurarse para vaporizar una cantidad relativamente más pequeña o más grande de composición precursora de aerosol con cada calada en el dispositivo de suministro de aerosol, y tales cambios pueden realizarse sin requerir un cambio en el hardware del dispositivo de suministro de aerosol. A este respecto, tales cambios pueden implementarse mediante software, o un cambio de ajustes electrónicos.
Obsérvese que aunque los dispositivos de suministro de aerosol descritos en el presente documento se describen generalmente como que incluyen un cartucho (por ejemplo, un cartucho reemplazable) y un cuerpo de control (por ejemplo, un cuerpo de control reutilizable), pueden emplearse diversas otras realizaciones. Por ejemplo, en otras realizaciones, los dispositivos de suministro de aerosol pueden incluir más de dos piezas (por ejemplo, como se describió anteriormente con referencia a la figura 30). En una realización adicional, el dispositivo de suministro de aerosol puede definir una configuración integral de una pieza. Por lo tanto, cualquiera de los dispositivos de suministro de aerosol descritos en la presente memoria puede configurarse de cualquiera de una variedad de maneras en uno o más cuerpos exteriores.
En el presente documento se describen diversas realizaciones de atomizadores y elementos de calentamiento de vaporización. Como puede entenderse, pueden emplearse otras diversas realizaciones de atomizadores y elementos de calentamiento de vaporización en otras realizaciones. A modo de ejemplo, en algunas realizaciones, el atomizador puede comprender un calentador de bobina, que puede recibir una composición precursora de aerosol dispensada por un cabezal de chorro de burbujas.
Además, la configuración particular del cabezal de chorro de burbujas con respecto al atomizador puede variar. Por ejemplo, en una realización, un conjunto combinado de dispensador y atomizador puede incluir un alojamiento con un primer canal que se extiende a través del mismo. El cabezal de chorro de burbujas y el atomizador pueden estar acoplados a lados opuestos del primer canal de tal manera que el cabezal de chorro de burbujas puede dispensar una composición precursora de aerosol sobre el atomizador. Por ejemplo, un segundo canal definido en el alojamiento puede suministrar la composición precursora de aerosol al cabezal de chorro de burbujas. El vapor resultante puede salir del alojamiento a través del primer canal en donde se reciben el cabezal de chorro de burbujas y el atomizador.
En una realización adicional, se proporciona un método para aerosolización en un dispositivo de suministro de aerosol. Como se ilustra en la figura 31, el método puede incluir dirigir un flujo de aire desde un cuerpo de control que comprende una fuente de alimentación a través de un cartucho que comprende un depósito en la operación 2402. Además, el método puede incluir dispensar una composición precursora de aerosol desde el depósito a través de un cabezal de chorro de burbujas en la operación 2404. El método puede incluir adicionalmente calentar la composición precursora de aerosol dispensada desde el depósito por el cabezal de chorro de burbujas con un atomizador en la operación 2406.
En algunas realizaciones del método de dispensación de la composición precursora de aerosol en la operación 2404 y de calentamiento de la composición precursora de aerosol en la operación 2406 comprenden aplicar independientemente energía desde la fuente de energía al cabezal de chorro de burbujas y al atomizador. Además, la dispensación de la composición precursora de aerosol en la operación 2404 y el calentamiento de la composición precursora de aerosol en la operación 2406 pueden comprender dirigir la energía al atomizador después de aplicar energía al cabezal de chorro de burbujas. El método puede comprender además precalentar la composición precursora de aerosol con el cabezal de chorro de burbujas antes de dispensar la composición precursora de aerosol en la operación 2406. Adicionalmente, el método puede incluir detectar una temperatura de la composición precursora de aerosol, en donde precalentar la composición precursora de aerosol comprende precalentar la composición precursora de aerosol a una temperatura deseada. Precalentar la composición precursora de aerosol puede comprender aplicar una anchura de pulso de potencia relativamente más pequeña al cabezal de chorro de burbujas en comparación con dispensar la composición precursora de aerosol.
Muchas modificaciones y otras realizaciones de la invención resultarán evidentes para un experto en la técnica a la que pertenece esta invención que tiene el beneficio de las enseñanzas presentadas en las descripciones anteriores y los dibujos asociados. Por lo tanto, debe entenderse que la invención no debe limitarse a las realizaciones específicas divulgadas en el presente documento y que se pretende que las modificaciones y otras realizaciones estén incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Aunque se emplean términos específicos en la presente memoria, se usan en un sentido genérico y descriptivo solamente y no con fines de limitación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol, que comprende:
un depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320) al menos parcialmente lleno con una composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol;
un cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas en comunicación fluida con el depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320), estando configurado el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas para dispensar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol desde el depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320); y
un atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) configurado para calentar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol dispensada por el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas para producir un aerosol,caracterizado por queel cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) están acoplados de manera fija entre sí para formar una unidad combinada, de manera que el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) combinado y el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas se pueden insertar en un cartucho (1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1804, 2204, 2304) del dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol como la unidad combinada.
2. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 1, en el que se cumplen una o más de las siguientes condiciones:
el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas está configurado para expulsar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol sustancialmente perpendicular a una superficie de calentamiento del atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352);
una superficie de calentamiento del atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) no es plana, y opcionalmente en donde la superficie de calentamiento del atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) es sustancialmente cónica; una superficie de calentamiento del atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) está texturizada;
el depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320) comprende un sustrato (1239) de depósito configurado para dirigir la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol al cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas;
el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas está acoplado a un extremo (1222A) distal del depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320); el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas está acoplado a un lado (1655) lateral del depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320);
el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) están colocados entre el depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320) y una boquilla (1226, 1324, 1424, 1524, 1624, 1724, 1824, 2224, 2324);
el depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320) está situado entre una boquilla (1226, 1324, 1424, 1524, 1624, 1724, 1824, 2224, 2324) y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) y el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas;
en el que el cartucho (1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1804, 2204, 2304) comprende una base (1218, 1316, 1416, 1516, 1616, 1816, 2216, 2316) y un cuerpo (1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1802, 2202, 2302) de control que comprende un acoplador (1214, 1312, 1412, 1516, 1616, 1816, 2212, 2312), estando configurada la base (1218, 1316, 1416, 1516, 1616, 1816, 2216, 2316) para acoplarse al acoplador (1214, 1312, 1412, 1516, 1616, 1816, 2212, 2312) para proporcionar una conexión mecánica y eléctrica entre el cartucho (1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1804, 2204, 2304) y el cuerpo (1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1802, 2202, 2302) de control.
3. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además un cuerpo (1228, 1326, 1426, 1526, 1626, 1826, 2226, 2326) exterior y un alojamiento (1333, 1433’) recibido dentro del cuerpo (1228, 1326, 1426, 1526, 1626, 1826, 2226, 2326) exterior, en el que el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) están acoplados de manera fija entre sí a través del alojamiento (1333, 1433’).
4. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 3, en el que el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas comprende un elemento (1240, 1338) de calentamiento de expulsión y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) comprende un elemento (1244, 1344, 1862, 1906, 2006, 2116) de calentamiento de vaporización.
5. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 4, en el que una masa térmica del elemento (1240, 1338) de calentamiento de expulsión es menor que una masa térmica del elemento (1244, 1344, 1862, 1906, 2006, 2116) de calentamiento de vaporización.
6. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 4, en el que el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas comprende además una entrada (1245, 1334, 2108) de precursor y una boquilla (1242, 1336, 2110) de precursor, y en el que el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) comprende además una salida (1348) de aerosol,
opcionalmente, en el que un área de la salida (1348) de aerosol es mayor que un área de la boquilla (1242, 1336, 2110) de precursor,
opcionalmente, en el que el elemento de calentamiento de expulsión, la boquilla (1242, 1336, 2110) de precursor y el elemento (1244, 1344, 1862, 1906, 2006, 2116) de calentamiento de vaporización están alineados axialmente,
en el que opcionalmente el alojamiento (1333, 1433’) define al menos una de la entrada (1245, 1334, 2108) de precursor, la boquilla (1242, 1336, 2110) de precursor y la salida (1348) de aerosol.
7. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas está acoplado al atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) a través de uno o más separadores (1236, 1636, 1836), o
en el que el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) están acoplados eléctricamente a través de un circuito (1453, 2253, 2353) flexible.
8. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) comprende un alojamiento (2112), un elemento (2116) de calentamiento de vaporización acoplado al alojamiento (2112), y un elemento (2114) de refuerzo acoplado a y configurado para soportar el alojamiento (2112).
9. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 8, en el que el elemento (2114) de refuerzo define un recorte (2118).
10. El dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además un cuerpo exterior, en el que una superficie de calentamiento del atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) está orientada en un ángulo distinto de cero con respecto a un longitudinal (1770) longitudinal del cuerpo exterior, o
que comprende además un cuerpo exterior, en el que una superficie de calentamiento del atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) está orientada sustancialmente paralela a un eje longitudinal del cuerpo (1626) exterior.
11. Un método para aerosolización en un dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol, que comprende:
dirigir un flujo de aire desde un cuerpo (1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1802, 2202, 2302) de control que comprende una fuente (1210, 1310, 1410, 1510, 1610, 1810, 2210, 2310) de alimentación a través de un cartucho (1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1804, 2204, 2304) que comprende un depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320);
dispensar una composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol desde el depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320) a través de un cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas; y
calentar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol dispensada desde el depósito (1222, 1320, 1420, 1520, 1620, 1820, 2220, 2320) por el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas con un atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352),caracterizado por queel cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) están acoplados de manera fija entre sí para formar una unidad combinada, de manera que el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) combinado y el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas se pueden insertar en el cartucho (1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1804, 2204, 2304) del dispositivo (1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2200) de suministro de aerosol como la unidad combinada.
12. El método de aerosolización según la reivindicación 11, en el que la dispensación de la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol y el calentamiento de la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol comprenden aplicar independientemente energía desde la fuente (1210, 1310, 1410, 1510, 1610, 1810, 2210, 2310) de alimentación al cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas y el atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352).
13. El método de aerosolización según la reivindicación 12, en el que la dispensación de la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol y el calentamiento de la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol comprenden dirigir la potencia al atomizador (1238, 1352, 1452, 1552, 1652, 1752, 1852, 1900, 2000, 2104, 2252, 2352) después de aplicar potencia al cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas.
14. El método de aerosolización según la reivindicación 12, que comprende además precalentar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol con el cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas antes de dispensar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol.
15. El método de aerosolización según la reivindicación 14, en el que se cumplen una o más de las siguientes condiciones:
el método de aerosolización comprende además detectar una temperatura de la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol, en el que precalentar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol comprende precalentar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol a una temperatura deseada;
precalentar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol comprende aplicar una anchura de pulso o amplitud de pulso de potencia relativamente más pequeña al cabezal (1234, 1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 2102, 2250, 2350) de chorro de burbujas en comparación con dispensar la composición (1246, 1330, 1904, 2004) precursora de aerosol.
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