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ES2888403T3 - Conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo de generación de vapor - Google Patents

Conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo de generación de vapor Download PDF

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ES2888403T3 ES18759348T ES18759348T ES2888403T3 ES 2888403 T3 ES2888403 T3 ES 2888403T3 ES 18759348 T ES18759348 T ES 18759348T ES 18759348 T ES18759348 T ES 18759348T ES 2888403 T3 ES2888403 T3 ES 2888403T3
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Abstract

Un conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo de generación de vapor, comprendiendo el conjunto de calentamiento: una fuente (13) de alimentación recargable; y una bobina (12) de inducción; caracterizado por un controlador (14) de inducción configurado para controlar selectivamente la bobina de inducción para calentar, en uso, un susceptor (24) y para recibir, en uso, un campo electromagnético generado por una fuente externa para cargar la fuente de alimentación.

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo de generación de vapor
La presente invención se refiere a un conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo de generación de vapor. Los dispositivos que calientan, en lugar de quemar, una sustancia para producir un vapor para inhalación, se han vuelto populares entre los consumidores en los últimos años. Tales dispositivos pueden utilizar uno de varios enfoques diferentes para proporcionar calor a la sustancia. Uno de tales enfoques es un dispositivo de generación de vapor que emplea un sistema de calentamiento inductivo. En tal dispositivo, se proporciona una bobina de inducción (en lo sucesivo, también denominada inductor) con el dispositivo y se proporciona un susceptor con la sustancia de generación de vapor. Se proporciona energía eléctrica al inductor cuando un usuario activa el dispositivo, lo que a su vez crea un campo electromagnético. El susceptor se acopla con el campo y genera calor que se transfiere a la sustancia y se crea vapor a medida que se calienta la sustancia.
Tal enfoque tiene el potencial de proporcionar un mejor control del calentamiento y, por lo tanto, de la generación de vapor. Sin embargo, en la práctica, tal enfoque puede dar como resultado un dispositivo relativamente voluminoso con una gran cantidad de componentes. Esto puede hacer que su producción sea costosa e incómoda para los usuarios que esperan un dispositivo simple y compacto.
Los usuarios esperan que tal dispositivo sea recargable, por lo que es deseable un sistema seguro y fiable para recargar el dispositivo de generación de vapor. Sin embargo, la instalación de tal sistema de recarga junto con una fuente de alimentación recargable puede conducir a un número aún mayor de componentes en un dispositivo voluminoso y pesado.
El documento WO2017/118553 da a conocer un dispositivo de generación de vapor de acuerdo con la técnica anterior.
La presente invención busca mitigar al menos algunos de los problemas anteriores.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo de generación de vapor de acuerdo con la reivindicación 1.
Utilizando la bobina de inducción tanto para emitir como para recibir un campo electromagnético, es posible proporcionar de forma fiable calentamiento inductivo y carga inductiva a partir del mismo miembro en un dispositivo de generación de vapor. Esto conduce a un recuento reducido de componentes que mejora el tamaño, el peso, el coste de producción y la seguridad del dispositivo.
El susceptor puede comprender uno o más de, pero sin limitarse a, aluminio, hierro, níquel, acero inoxidable y sus aleaciones (p. ej., Níquel-Cromo). Con la aplicación de un campo electromagnético en su proximidad, el susceptor puede generar calor debido a las corrientes parásitas y a las pérdidas por histéresis magnética que dan como resultado una conversión de energía de electromagnética a calor.
Preferiblemente, el conjunto de calentamiento por inducción comprende además un inversor dispuesto para cambiar una corriente continua procedente de la fuente de alimentación a una corriente alterna de alta frecuencia; un rectificador dispuesto para cambiar una corriente alterna de alta frecuencia procedente de la bobina de inducción a una corriente continua; y un controlador de inducción dispuesto para estar, en uso, en conexión eléctrica con la fuente de alimentación, la bobina de inducción, el rectificador y con el inversor de tal manera que, en uso, la corriente alterna de alta frecuencia se pueda suministrar de forma selectiva a la bobina de inducción y un susceptor se puede calentar inductivamente por la bobina de inducción y, en uso, se puede suministrar una corriente continua de forma selectiva a la fuente de alimentación cuando se recibe energía en la bobina de inducción en forma de un campo electromagnético generado por una fuente externa, para cargar inductivamente la fuente de alimentación.
El controlador de inducción proporciona un medio para controlar las capacidades de inducción del conjunto de calentamiento, suministrando selectivamente corriente eléctrica a la bobina de inducción y a la fuente de alimentación. Esto permite al usuario del dispositivo controlar eficientemente el alcance tanto de las funcionalidades de calentamiento como para las de carga a través de la bobina de inducción y suministrar corriente eléctrica solo cuando sea necesario.
La utilización de una sola unidad de control para controlar las dos funciones a través de la bobina de inducción reduce el número de componentes y mejora la seguridad del conjunto de calentamiento. La inclusión de un inversor y un rectificador es ventajosa en algunas situaciones en las que la corriente dentro del conjunto de calentamiento necesita cambiar entre corriente alterna y corriente continua.
El conjunto puede estar dispuesto para funcionar en uso con un campo electromagnético fluctuante que tiene una densidad de flujo magnético de entre aproximadamente 0,5 T y aproximadamente 2,0 T en el punto de mayor concentración.
La fuente de alimentación y los circuitos pueden estar configurados para funcionar a alta frecuencia. Típicamente, la fuente de alimentación y los circuitos pueden estar configurados para funcionar a una frecuencia de entre aproximadamente 80 kHz y aproximadamente 500 kHz, preferiblemente de entre aproximadamente 150 kHz y aproximadamente 250 kHz, más preferiblemente 200 kHz.
Si bien la bobina de inducción puede comprender cualquier material adecuado, típicamente la bobina de inducción puede comprender un alambre de Litz o un cable de Litz.
Si bien el conjunto de calentamiento puede adoptar cualquier forma, puede estar dispuesto para que adopte sustancialmente la forma de la bobina de inducción, para reducir el uso excesivo de material. Preferiblemente, la bobina de inducción tiene una forma sustancialmente cilíndrica.
La sección transversal circular de una bobina de inducción cilíndrica es ideal para insertar un cuerpo que va a ser calentado inductivamente y calentar el cuerpo de manera uniforme, y conduce a una forma de un conjunto de calentamiento que es cómoda de sostener para el usuario.
Preferiblemente, el inversor y el rectificador son el mismo miembro dispuesto para cambiar selectivamente una corriente continua procedente de la fuente de alimentación a una corriente alterna de alta frecuencia, y para cambiar selectivamente una corriente alterna de alta frecuencia procedente de la bobina de inducción a una corriente continua.
Dado que las funciones del inversor y del rectificador en la conmutación entre corriente continua y corriente alterna son funciones sustancialmente similares que se desempeñan a la inversa, es posible emplear un solo miembro para invertir una corriente continua en una dirección y para rectificar una corriente alterna en la otra dirección. Esto proporciona una solución simple y fiable para reducir el coste de producción y la cantidad de componentes en el conjunto de calentamiento, y da como resultado un dispositivo significativamente más compacto y ligero.
El conjunto de calentamiento se puede cargar colocando una fuente externa de campo electromagnético en la proximidad de la bobina de inducción. Típicamente, la fuente externa puede comprender una bobina de inducción externa para recibir y transmitir un campo electromagnético. Si bien la fuente externa puede interactuar con la bobina de inducción de cualquier manera, típicamente el conjunto de calentamiento está dispuesto para recibir al menos una parte de una fuente externa de un campo electromagnético dentro de su volumen.
Al colocar una parte de la fuente externa dentro del conjunto de calentamiento (en algunos ejemplos, al proporcionar una proyección (que forma parte de la fuente externa) que se puede insertar en el compartimento de calentamiento cuando no hay ningún cuerpo/cápsula en el compartimento), es posible asegurar una conexión inalámbrica segura y compacta entre la fuente externa de campo electromagnético y la bobina de inducción del conjunto de calentamiento. Esta disposición asegura que el acoplamiento electromagnético entre la bobina de inducción y la fuente externa sea fuerte, para aumentar la eficiencia de la carga inductiva a la fuente de alimentación del conjunto de calentamiento por inducción. Además, en esta disposición, el conjunto de calentamiento actúa como un escudo contra el campo electromagnético durante la carga.
Alternativamente, al menos una parte del conjunto está dispuesta para ser, en uso, insertada en el volumen de una fuente externa de un campo electromagnético. La fuente externa puede tener una abertura y una parte de su volumen interno dentro de la cual se puede insertar el conjunto. Alternativamente, la fuente externa puede tener un orificio pasante en ella de modo que su perímetro interno permita que el conjunto se inserte a través de la misma. Esto permite que la boquilla quede expuesta mientras funciona en conexión con una fuente externa compacta, incluso en los ejemplos en los que la boquilla encierra el compartimento de calentamiento cuando se une al dispositivo de generación de vapor.
Al acoplar el conjunto a un dispositivo externo, ya sea interna o externamente, puede haber situaciones en las que se requiera una conexión física estable. El dispositivo puede estar provisto de medios para fijar la posición de la fuente externa en relación con el conjunto de calentamiento por inducción. Preferiblemente, puede haber medios para fijar la posición de la bobina externa en relación con la bobina de inducción del conjunto, tal como un mecanismo de ajuste a presión. Esto puede permitir que los dos dispositivos se acoplen físicamente de tal manera que también se pueda mantener el acoplamiento electromagnético.
Puede haber situaciones en las que sea ventajoso proporcionar un campo electromagnético para cargar desde el exterior del conjunto de calentamiento por inducción como se detalla más adelante.
De acuerdo con la presente invención, también se proporciona un dispositivo de generación de vapor que comprende: un conjunto de calentamiento por inducción de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención; un compartimento de calentamiento dispuesto para recibir un cuerpo que comprende una sustancia que se puede vaporizar y un susceptor que se puede calentar por inducción; una entrada de aire dispuesta para proporcionar aire al compartimento de calentamiento; una salida de aire en comunicación con el compartimento de calentamiento.
Al utilizar un conjunto de calentamiento que está optimizado para múltiples funciones de calentamiento y carga del dispositivo de generación de vapor, es posible proporcionar un dispositivo de generación de vapor fiable, ligero y compacto.
El cuerpo puede ser una cápsula que incluye en uso una sustancia que se puede vaporizar dentro de una carcasa permeable al aire. El material permeable al aire puede ser un material que es eléctricamente aislante y no magnético. El material puede tener una alta permeabilidad al aire para permitir que el aire fluya a través del material con una resistencia a las altas temperaturas. Los ejemplos de materiales permeables al aire adecuados incluyen fibras de celulosa, papel, algodón y seda. El material permeable al aire también puede actuar como filtro. Alternativamente, el cuerpo puede ser una sustancia que se puede vaporizar envuelta en papel. Alternativamente, el cuerpo puede ser una sustancia que se puede vaporizar contenida dentro de un material que no es permeable al aire, pero que comprende perforaciones o aberturas apropiadas para permitir el flujo de aire. Alternativamente, el cuerpo puede ser la propia sustancia que se puede vaporizar. El cuerpo se puede formar sustancialmente en forma de barra.
La sustancia que se puede vaporizar puede ser cualquier tipo de material sólido o semisólido. Los ejemplos de tipos de sólidos que se pueden vaporizar a modo de ejemplo incluyen polvo, gránulos, bolitas, fragmentos, hebras, material poroso o láminas. La sustancia puede comprender material derivado de plantas y, en particular, la sustancia puede comprender tabaco.
Preferiblemente, la sustancia que se puede vaporizar puede comprender un formador de aerosol. Los ejemplos de formadores de aerosol incluyen alcoholes polihídricos y sus mezclas tales como glicerina o propilenglicol. Típicamente, la sustancia que se puede vaporizar puede comprender un contenido de formador de aerosol de entre aproximadamente el 5% y aproximadamente el 50% sobre una base de peso seco. Preferiblemente, la sustancia que se puede vaporizar puede comprender un contenido de formador de aerosol de aproximadamente el 15% sobre una base de peso seco.
La sustancia que se puede vaporizar puede ser el propio formador de aerosol. En este caso, la sustancia que se puede vaporizar puede ser líquida. En este caso, el cuerpo puede tener una sustancia de retención de líquidos (p. ej., un haz de fibras, material poroso tal como cerámica, etc.) que retiene el líquido que va a ser vaporizado por un vaporizador tal como un calentador, y permite que se forme un vapor y liberado o emitido desde la sustancia de retención de líquidos hacia la salida de aire para su inhalación por un usuario.
Al calentarse, la sustancia que se puede vaporizar puede liberar compuestos volátiles. Los compuestos volátiles pueden incluir nicotina o compuestos aromatizantes tales como aromatizantes de tabaco.
Dado que la bobina de inducción produce un campo electromagnético cuando funciona para calentar un susceptor, cualquier miembro que comprenda un susceptor que se puede calentar por inducción se calentará cuando se coloque en la proximidad del dispositivo en funcionamiento y, como tal, no hay restricción en la forma del cuerpo que es recibido por el compartimento de calentamiento. Preferiblemente, el cuerpo que va a ser calentado es de forma cilíndrica y, como tal, el compartimento de calentamiento está dispuesto para recibir un artículo que se puede vaporizar sustancialmente cilíndrico.
La capacidad del compartimento de calentamiento para recibir un miembro sustancialmente cilíndrico que va a ser calentado es ventajosa ya que, a menudo, las sustancias que se pueden vaporizar y los productos de tabaco en particular se envasan y venden en forma cilíndrica.
También de acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de carga de un dispositivo de generación de vapor que comprende: el conjunto de calentamiento por inducción de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención; un dispositivo de carga que comprende una bobina de carga dispuesta para inducir una corriente en la bobina de inducción del conjunto de calentamiento por inducción mediante la producción de un campo electromagnético.
Al hacer que un dispositivo de carga produzca un campo electromagnético para inducir una corriente en la bobina de inducción del conjunto de calentamiento por inducción para cargar la fuente de alimentación, es posible proporcionar una carga inalámbrica segura y eficiente al dispositivo de generación de vapor.
Aunque el dispositivo de carga puede adoptar cualquier forma, preferiblemente el dispositivo de carga es sustancialmente cilíndrico.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para cargar un dispositivo de generación de vapor, comprendiendo el método las etapas de: colocar un dispositivo de carga en la proximidad de un conjunto de calentamiento por inducción del dispositivo de generación de vapor, comprendiendo el conjunto de calentamiento por inducción una fuente de alimentación recargable y una bobina de calentamiento por inducción; y transferir energía desde el dispositivo de carga en forma de un campo electromagnético a la bobina de calentamiento por inducción del conjunto de calentamiento para suministrar carga a la fuente de alimentación recargable.
Al utilizar la bobina de calentamiento por inducción del dispositivo de generación de vapor para proporcionar carga inductiva a la fuente de alimentación del dispositivo, es posible proporcionar carga inalámbrica al dispositivo sin la necesidad de una segunda disposición de inducción separada para la carga.
Aunque el dispositivo de carga puede estar dispuesto para interactuar con la bobina de inducción de cualquier forma, preferiblemente, una parte del dispositivo de carga se inserta al menos parcialmente en un volumen del conjunto de calentamiento por inducción. Esto asegura que se mantenga una conexión adecuada entre el dispositivo de carga y la bobina de calentamiento por inducción para proporcionar un acoplamiento seguro y fiable para cargar la fuente de alimentación.
Alternativamente, al menos una parte del conjunto de calentamiento por inducción se puede insertar al menos parcialmente en un volumen del dispositivo de carga.
Puede haber situaciones en las que sea ventajoso proporcionar un campo electromagnético para cargar desde el exterior del conjunto de calentamiento por inducción. Por ejemplo, puede ser deseable hacer funcionar al mismo tiempo tantos las funcionalidades de calentamiento como las de carga del conjunto de calentamiento por inducción o hacer funcionar el calentamiento mientras el dispositivo externo está acoplado y/o hacer funcionar la carga mientras un cuerpo/cápsula está en el espacio interno del compartimento de calentamiento, en cuyo caso es ventajosa una fuente externa de campo electromagnético que envuelve el conjunto de calentamiento por inducción. Al tener el conjunto de calentamiento dispuesto para ser insertado en un dispositivo de carga externo, es posible liberar el espacio interno del conjunto (p. ej., el espacio interno del compartimento de calentamiento) para que sea ocupado por una sustancia que va a ser calentada (p. ej., un cuerpo/cápsula). El espacio interno se puede definir radialmente hacia dentro de la bobina de inducción y puede estar dispuesto para recibir un cuerpo que comprende una sustancia que se puede vaporizar y un susceptor o susceptores que se pueden calentar por inducción, por ejemplo, como se describió anteriormente.
Adicionalmente, para el caso de que se requiera el calentamiento y la carga al mismo tiempo, el conjunto de calentamiento por inducción puede comprender dos bobinas, una para cargar y otra para calentar, preferiblemente, en la misma vía y una al lado de la otra.
En todos los casos (es decir, si una parte del dispositivo de carga externo se inserta en un volumen (p. ej., el compartimento de calentamiento) del dispositivo de generación de vapor, o cuando una parte del dispositivo de generación de vapor se inserta en un volumen del dispositivo de carga externo (p. ej., colocando una parte del dispositivo de carga externo sobre el dispositivo de generación de vapor)), es preferible si el dispositivo de carga externo puede incluir una bobina de carga primaria (que se puede hacer funcionar para inducir una corriente en la bobina de inducción del dispositivo de generación de vapor) que puede estar dispuesta para ser sustancialmente coaxial con la bobina de inducción del dispositivo de generación de vapor y superponerse sustancialmente con la misma, cuando se acoplan entre sí en una configuración de carga.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se describirá ahora a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 ilustra esquemáticamente un conjunto de calentamiento por inducción de acuerdo con un ejemplo de la presente invención.
La Figura 2A ilustra esquemáticamente el flujo de corriente a través del conjunto de calentamiento por inducción de la Figura 1, cuando funciona para calentar un susceptor externo.
La Figura 2B ilustra esquemáticamente el flujo de corriente a través del conjunto de calentamiento por inducción de la Figura 1, cuando funciona para cargar la fuente de alimentación recargable.
La Figura 3 ilustra esquemáticamente cómo el conjunto de calentamiento por inducción de las Figuras 1, 2A y 2B puede interactuar con una fuente externa de campo electromagnético.
La Figura 4 ilustra esquemáticamente una vista despiezada ordenadamente de un dispositivo de generación de vapor de acuerdo con un ejemplo de la presente invención.
La Figura 5 ilustra esquemáticamente el dispositivo de generación de vapor de la Figura 4, en uso.
La Figura 6 ilustra esquemáticamente otro ejemplo de cómo el conjunto de calentamiento por inducción de las Figuras 1, 2A y 2B puede interactuar con una fuente externa ejemplar de campo electromagnético.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La Figura 1 ilustra esquemáticamente un conjunto 10 de calentamiento por inducción de acuerdo con un ejemplo de la presente invención. En este ejemplo, el conjunto 10 de calentamiento incluye una bobina 12 de inducción y una fuente 13 de alimentación recargable. La fuente 13 de alimentación y la bobina 12 de inducción se colocan en conexión eléctrica de tal manera que la energía eléctrica se pueda transmitir selectivamente entre los dos componentes. La bobina 12 de inducción está dispuesta para calentar un susceptor externo al recibir energía eléctrica de la fuente 13 de alimentación y producir un campo electromagnético. La bobina 12 de inducción está dispuesta además para recibir un campo electromagnético generado externamente, para inducir selectivamente una corriente eléctrica para cargar la fuente 13 de alimentación recargable. En este ejemplo, la bobina 12 de inducción es sustancialmente cilíndrica de tal manera que la forma del conjunto 10 de calentamiento por inducción también es sustancialmente cilíndrica.
Cuando funciona para calentar un susceptor externo, una corriente alterna cambiada a partir de una corriente continua suministrada por la fuente 13 de alimentación fluye a través de la bobina 12 de inducción para generar un campo electromagnético controlado en una región cerca de la bobina 12. El campo electromagnético generado proporciona una fuente para que un susceptor externo absorba la energía electromagnética y la convierta en calor, logrando así el calentamiento por inducción.
El conjunto 10 de calentamiento por inducción de la Figura 1 también se puede hacer funcionar para cargar inductivamente la fuente 13 de alimentación cuando una fuente externa de campo electromagnético se coloca cerca de la bobina 12 de inducción. Cuando funciona para cargar la fuente 13 de alimentación recargable, la bobina 12 de inducción interactúa con un campo externo para absorber energía electromagnética e inducir una corriente alterna, que se cambia a corriente continua y se transfiere a la fuente 13 de alimentación para proporcionar carga inductiva. De esta manera, la bobina 12 de inducción proporciona medios tanto para las funcionalidades de calentamiento como para las de carga del conjunto 10 de calentamiento por inducción.
En algunos ejemplos, el conjunto 10 de calentamiento por inducción comprende además un controlador 14 de inducción, como se muestra en las Figuras 2A y 2B. En este ejemplo, el controlador 14 de inducción está dispuesto para estar, en uso, en conexión eléctrica con la fuente 13 de alimentación y la bobina 12 de inducción, para controlar selectivamente la corriente eléctrica que fluye entre la fuente 13 de alimentación y la bobina 12 de inducción de tal manera que se pueda regular el grado de calentamiento o carga. El controlador 14 de inducción puede ser hecho funcionar manualmente por el usuario para seleccionar un ajuste de calor, o programado para ajustar automáticamente la corriente a través de la bobina 12 de inducción de acuerdo con parámetros predeterminados.
El conjunto 10 de calentamiento por inducción comprende además un inversor dispuesto para cambiar una corriente continua procedente de la fuente 13 de alimentación a una corriente alterna de alta frecuencia para accionar la bobina 12 de inducción, y un rectificador dispuesto para cambiar una corriente alterna de alta frecuencia procedente de la bobina 12 de inducción a una corriente continua para cargar la fuente 13 de alimentación.
La Figura 2A ilustra el flujo de corriente a través del conjunto 10 de calentamiento por inducción cuando funciona para calentar un susceptor externo. La corriente eléctrica de la fuente 13 de alimentación, convertida en una corriente alterna de alta frecuencia por el inversor, es suministrada selectivamente a la bobina 12 de inducción por el controlador 14 de inducción. La corriente alterna en la bobina 12 de inducción produce un campo electromagnético dinámico en la región de la bobina 12, que puede ser absorbido por un susceptor externo para lograr un calentamiento inductivo.
La Figura 2B ilustra el flujo de corriente a través del conjunto 10 de calentamiento por inducción cuando funciona para cargar la fuente 13 de alimentación recargable. La energía se recibe en la bobina 12 de inducción en forma de un campo electromagnético dinámico generado por una fuente externa. El campo electromagnético produce una fuerza electromotriz en la bobina 12 de inducción para generar una corriente eléctrica alterna de alta frecuencia. La corriente alterna de la bobina 12 de inducción, convertida en corriente continua por el rectificador, es suministrada selectivamente a la fuente 13 de alimentación recargable por el controlador 14 de inducción. De esta manera, la fuente 13 de alimentación recargable puede ser cargada inductiva e inalámbricamente por una fuente externa de campo electromagnético, utilizando la bobina 12 de inducción como un susceptor de recepción (o equivalentemente como el enrollamiento secundario de una disposición de transformador como es bien conocido en la técnica de la carga inductiva).
Aunque en aras de la claridad, el inversor y el rectificador se han descrito como componentes separados, estos componentes pueden ser el mismo miembro dispuesto para funcionar a la inversa, para cambiar selectivamente una corriente continua procedente de la fuente 13 de alimentación a una corriente alterna de alta frecuencia y para cambiar selectivamente una corriente alterna de alta frecuencia procedente de la bobina 12 de inducción a una corriente continua.
La Figura 3 ilustra esquemáticamente dos ejemplos de cómo el conjunto 10 de calentamiento por inducción de las Figuras 1, 2A y 2B puede interactuar con una fuente externa de campo electromagnético. Como se muestra en la Figura 3, una posible configuración del conjunto 10 de calentamiento por inducción y de la fuente externa 17 de campo electromagnético tiene al menos una parte del conjunto 10 de calentamiento por inducción insertada en un volumen de la fuente externa 17 de campo electromagnético. En esta configuración, el conjunto 10 de calentamiento por inducción se inserta en la fuente externa 17 de tal manera que la bobina 12 de inducción del conjunto 10 de calentamiento se superpone sustancialmente con una región de generación de campo electromagnético de la fuente externa 17. En este ejemplo, el campo electromagnético externo es generado por una bobina de generación en la fuente externa 17, pero el campo puede ser producido por cualquier otro medio adecuado, por ejemplo, por una fuente puntual.
En otro ejemplo, el conjunto 10 de calentamiento por inducción está dispuesto para recibir una parte de la fuente externa 17 de campo electromagnético dentro de un volumen del conjunto 10 de calentamiento. En este ejemplo, la fuente externa 17 se inserta en el conjunto 10 de calentamiento por inducción de tal manera que el componente de generación de campo de la fuente externa 17 está contenido sustancialmente dentro del interior de la bobina 12 de inducción. Esta disposición permite que el conjunto de calentamiento por inducción se cargue de forma segura y fiable mientras que mantiene una forma compacta.
El conjunto 10 de calentamiento por inducción es capaz de funcionar para cargar la fuente 13 de alimentación en cualquiera de las configuraciones anteriores, eligiéndose la configuración para satisfacer las necesidades de las demandas del usuario. Por ejemplo, puede ser deseable operar al mismo tiempo tanto las funcionalidades de calentamiento como las de carga del conjunto 10 de calentamiento por inducción, en cuyo caso es deseable una fuente externa 17 de campo electromagnético que envuelva el conjunto 10 de calentamiento por inducción.
La Figura 4 ilustra esquemáticamente una vista despiezada ordenadamente de un dispositivo 20 de generación de vapor de acuerdo con un ejemplo de la presente invención. En este ejemplo, el dispositivo de generación de vapor comprende el conjunto 10 de calentamiento por inducción y comprende además un compartimento 21 de calentamiento, dispuesto para recibir un cuerpo 22 que comprende una sustancia 23 que se puede vaporizar y un susceptor 24 que se puede calentar por inducción. El compartimento 21 de calentamiento está al menos parcialmente adyacente a o contenido en el volumen de la bobina 12 de inducción. Una entrada 25 de aire colocada junto al compartimento 21 de calentamiento proporciona aire del entorno circundante al compartimento 21 de calentamiento. Una salida 26 de aire está en comunicación con el compartimento 21 de calentamiento y proporciona la capacidad de extraer el vapor producido dentro del compartimento 21 de calentamiento. Todos, o algunos de los componentes mostrados en la Figura 4 están dispuestos para ser extraíbles, y la Figura 5 ilustra cómo los diferentes componentes del dispositivo 20 de generación de vapor mostrado en la Figura 4 se ensamblan juntos durante el uso.
El compartimento 21 de calentamiento está dispuesto para recibir un cuerpo 22 que comprende una sustancia 23 que se puede vaporizar y un susceptor 24 que se puede calentar por inducción. Preferiblemente, el cuerpo 22 tiene una capa o membrana para contener la sustancia que se puede vaporizar, siendo la capa o membrana permeable al aire. Por ejemplo, el cuerpo 22 puede ser una cápsula desechable que contiene tabaco y al menos un elemento susceptor que se puede calentar por inducción. El susceptor 24 puede estar en contacto directo o indirecto con la sustancia 23 que se puede vaporizar, de tal manera que cuando el susceptor 24 es calentado inductivamente por la bobina 12 de inducción del conjunto 10 de calentamiento por inducción, el calor se transfiere desde el susceptor 24 a la sustancia 23 que se puede vaporizar, para calentar la sustancia 23 que se puede vaporizar y producir vapor. La vaporización de la sustancia 23 que se puede vaporizar se facilita mediante la adición de aire del entorno circundante a través de la entrada 25 de aire. El vapor generado al calentar la sustancia 23 que se puede vaporizar sale luego del compartimento 21 de calentamiento a través de la salida 26 de aire y puede, por ejemplo, ser inhalado por un usuario del dispositivo. El flujo de aire a través del compartimento 21 de calentamiento, es decir, desde la entrada 25 de aire a través del compartimento 21 y fuera de la salida 26 de aire, puede ser ayudado por la presión negativa creada por un usuario que extrae aire del lado de la salida 26 del dispositivo 20.
Cuando el dispositivo 20 se utiliza para generar vapor que va a ser inhalado, también se puede instalar una boquilla 27 en el dispositivo, en comunicación con la salida 26 de aire. La boquilla 27 proporciona la capacidad de que un usuario extraiga fácilmente el vapor generado del dispositivo 20.
La Figura 6 ilustra esquemáticamente cómo se puede hacer funcionar el dispositivo 20 de generación de vapor de las Figuras 4 y 5 para cargar la fuente 13 de alimentación recargable y calentar inductivamente un susceptor 24. Un dispositivo 30 de inducción externo que comprende una bobina externa 32 rodea el perímetro del conjunto 10 de calentamiento por inducción de tal manera que los ejes centrales de la bobina 12 de calentamiento y la bobina externa 32 se superponen sustancialmente. En este ejemplo, el dispositivo 30 de inducción externo tiene dos extremos abiertos, a través de los cuales se puede insertar el conjunto 10 de calentamiento por inducción. Puede haber medios para fijar la posición de la bobina externa 32 en relación con la bobina 12 de inducción, tal como un mecanismo de ajuste a presión. Esto permite que el dispositivo 20 de generación de vapor sea hecho funcionar para calentar un susceptor 24 y cargar la fuente 13 de alimentación recargable al mismo tiempo.
Como se apreciará a partir de lo anterior, la presente invención, al evitar la necesidad de un sistema de inducción para calentar y otro sistema de inducción separado para cargar, permite la provisión de un dispositivo de generación de vapor que es económico, compacto y adecuado para uso portátil. La invención logra un dispositivo de generación de vapor electrónico con un mecanismo de carga seguro y eficiente, y un recuento de componentes más bajo para reducir el tamaño, el peso y el coste de fabricación, y aún así permite tanto las funcionalidades de calentamiento como las de carga de tal dispositivo de generación de vapor.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo de generación de vapor, comprendiendo el conjunto de calentamiento:
una fuente (13) de alimentación recargable; y
una bobina (12) de inducción; caracterizado por
un controlador (14) de inducción configurado para controlar selectivamente la bobina de inducción para calentar, en uso, un susceptor (24) y para recibir, en uso, un campo electromagnético generado por una fuente externa para cargar la fuente de alimentación.
2. Un conjunto de calentamiento por inducción según la reivindicación 1, que comprende, además:
un rectificador dispuesto para cambiar una corriente alterna de alta frecuencia inducida en la bobina de inducción por un campo electromagnético generado por la fuente externa a una forma adecuada para cargar la fuente de alimentación recargable.
3. Un conjunto de calentamiento por inducción según la reivindicación 2, en el que el rectificador está dispuesto para cambiar la corriente alterna de alta frecuencia procedente de la bobina de inducción a una corriente continua.
4. Un conjunto de calentamiento por inducción según la reivindicación 3, que comprende, además:
un inversor dispuesto para cambiar una corriente continua procedente de la fuente de alimentación a una corriente alterna de alta frecuencia; y
el controlador de inducción está dispuesto para estar, en uso, en conexión eléctrica con la fuente de alimentación, la bobina de inducción, el rectificador y con el inversor de tal manera que, en uso, la corriente alterna de alta frecuencia se pueda suministrar selectivamente a la bobina de inducción y un susceptor se puede calentar inductivamente por la bobina de inducción y, en uso, se puede suministrar una corriente continua de forma selectiva a la fuente de alimentación cuando se recibe energía en la bobina de inducción en forma de un campo electromagnético generado por una fuente externa, para cargar inductivamente la fuente de alimentación.
5. Un conjunto de calentamiento por inducción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la bobina de inducción tiene una forma sustancialmente cilíndrica.
6. Un conjunto de calentamiento por inducción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el inversor y el rectificador son el mismo miembro dispuesto para cambiar selectivamente una corriente continua procedente de la fuente de alimentación a una corriente alterna de alta frecuencia, y para cambiar selectivamente una corriente alterna de alta frecuencia procedente de la bobina de inducción a una corriente continua.
7. Un conjunto de calentamiento por inducción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el conjunto está dispuesto para recibir al menos una parte de una fuente externa de un campo electromagnético dentro de su volumen.
8. Un conjunto de calentamiento por inducción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos una parte del conjunto está dispuesta para ser, en uso, insertada en el volumen de una fuente externa de un campo electromagnético.
9. Un dispositivo de generación de vapor que comprende:
un conjunto de calentamiento por inducción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8;
un compartimento (21) de calentamiento dispuesto para recibir un cuerpo (22) que comprende una sustancia (23) que se puede vaporizar y un susceptor que se puede calentar por inducción:
una entrada (25) de aire dispuesta para proporcionar aire al compartimento de calentamiento
una salida (26) de aire en comunicación con el compartimento de calentamiento.
10. Un dispositivo de generación de vapor según la reivindicación 9, en el que el compartimento de calentamiento está dispuesto para recibir un artículo que se puede vaporizar sustancialmente cilindrico.
11. Un sistema de carga de dispositivo de generación de vapor que comprende:
el conjunto de calentamiento por inducción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8;
un dispositivo de carga que comprende una bobina de carga dispuesta para inducir una corriente en la bobina de inducción del conjunto de calentamiento por inducción mediante la producción de un campo electromagnético.
12. Un sistema de carga de dispositivo de generación de vapor según la reivindicación 11, en el que el dispositivo de carga es sustancialmente cilíndrico.
13. Un método para cargar un dispositivo de generación de vapor, comprendiendo el método las etapas de:
colocar un dispositivo de carga en la proximidad de un conjunto de calentamiento por inducción del dispositivo de generación de vapor, comprendiendo el conjunto de calentamiento por inducción una fuente de alimentación recargable y una bobina de calentamiento por inducción; caracterizado por
transferir energía desde el dispositivo de carga en forma de un campo electromagnético a la bobina de calentamiento por inducción del conjunto de calentamiento para suministrar carga a la fuente de alimentación recargable.
14. Un método según la reivindicación 13, en el que una parte del dispositivo de carga se inserta al menos parcialmente en un volumen del conjunto de calentamiento por inducción.
15. Un método según la reivindicación 13, en el que una parte del conjunto de calentamiento por inducción se inserta al menos parcialmente en un volumen del dispositivo de carga.
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