ES2951138T3 - Unidad de calentamiento para un sistema generador de aerosol - Google Patents

Abstract

Se proporciona un conjunto calentador (30) para un sistema generador de aerosol, comprendiendo el conjunto calentador: un elemento calentador eléctrico (36) configurado para calentar un sustrato líquido formador de aerosol para formar un aerosol; y un cuerpo capilar (22) que tiene una superficie exterior porosa (32) y que está configurado para transportar el sustrato líquido formador de aerosol al elemento calefactor eléctrico, en el que el elemento calefactor eléctrico está dispuesto a lo largo de la superficie exterior porosa; en el que un primer lado del conjunto calentador está dispuesto para recibir un sustrato líquido formador de aerosol y un primer canal de flujo de aire está dispuesto en un lado opuesto del conjunto calentador al primer lado y adyacente al elemento calentador eléctrico, definiendo una trayectoria de flujo de aire que se extiende más allá del elemento calefactor eléctrico y está configurado para transportar el aerosol; en donde un segundo canal de flujo de aire se extiende desde una entrada de aire (13) hacia el conjunto calentador en una primera dirección, y un tercer canal de flujo de aire se extiende desde el conjunto calentador hasta una salida de aire (15), en una segunda dirección, en donde la primera dirección es opuesta a la segunda dirección, y en donde la trayectoria del flujo de aire proporciona una conexión fluida entre el segundo canal de flujo de aire y el tercer canal de flujo de aire. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de calentamiento para un sistema generador de aerosol

La presente invención se refiere a sistemas generadores de aerosol y a unidades de calentamiento para sistemas generadores de aerosol, las unidades de calentamiento comprenden un calentador eléctrico adecuado para vaporizar un sustrato formador de aerosol. En particular, la invención se refiere a sistemas generadores de aerosol portátiles, tales como sistemas para fumar operados eléctricamente. Aspectos de la invención se refieren a un sistema generador de aerosol y a cartuchos para un sistema generador de aerosol.

Un tipo de sistema generador de aerosol es un sistema para fumar operado eléctricamente. Los sistemas para fumar operados eléctricamente que consisten en una porción de dispositivo que comprende una batería y circuitos electrónicos de control, y una porción de cartucho que comprende un suministro de sustrato formador de aerosol, y un vaporizador operado eléctricamente, son conocidos. A un cartucho que comprende tanto un suministro de sustrato formador de aerosol como un vaporizador se hace referencia a veces como “cartomizador”. El vaporizador es típicamente una unidad de calentamiento. En algunos ejemplos conocidos, el sustrato formador de aerosol es un sustrato líquido formador de aerosol y el vaporizador comprende una bobina de alambre de calentamiento enrollado alrededor de una mecha alargada empapada en un sustrato líquido formador de aerosol. La porción del cartucho comprende típicamente no solo el suministro del sustrato formador de aerosol y una unidad de calentamiento operada eléctricamente, sino también una boquilla por la que el usuario succiona durante el uso para aspirar el aerosol hacia dentro de su boca.

Los sistemas para fumar operados eléctricamente que vaporizan un líquido formador de aerosol mediante calentamiento para formar un aerosol comprenden típicamente una bobina de alambre que se envuelve alrededor de un material capilar que contiene el líquido. La corriente eléctrica que pasa a través del alambre causes calentamiento resistivo del alambre que vaporiza el líquido en el material capilar. El material capilar se contiene típicamente dentro de una trayectoria de flujo de aire de manera que cuando el aire se aspira, pasa la mecha y arrastra el vapor. El vapor se enfría subsecuentemente para formar un aerosol.

Este tipo de sistema puede ser efectivo para producir aerosoles, pero también puede ser un desafío fabricarlo de manera repetible y a bajo costo. Además, el conjunto de mecha y bobina, junto con las conexiones eléctricas asociadas, pueden ser frágiles y difíciles de manejar.

El documento CN 204317492 U describe un dispositivo de atomización para atomizar una matriz de fluidos para formar un aerosol. El dispositivo de atomización comprende un cuerpo, una cavidad acomodativa, al menos un elemento de calentamiento y partes de permeación con estructuras de microporos. El cuerpo está provisto de una entrada de aire, una tobera con una salida de aire está conectada además en el cuerpo, y un pasaje de flujo de aire está formado dentro del cuerpo y entre la salida de aire y la entrada de aire. La cavidad acomodativa se dispone dentro del cuerpo y se usa para almacenar la matriz de fluidos. Los elementos de calentamiento se disponen en el paso de flujo de aire y se usan para calentar parte de la matriz de fluidos y permitir que la matriz de fluidos se evapore para formar el aerosol. Cada parte de permeación se proporciona con al menos una superficie de calentamiento, cada elemento de calentamiento está en contacto con la superficie de calentamiento correspondiente, y las partes de permeación se usan para dirigir la parte de la matriz de fluidos a las superficies de calentamiento que se calientan y atomizan por los elementos de calentamiento.

Sería conveniente proporcionar una unidad de calentamiento para un sistema generador de aerosol, como un sistema para fumar operado eléctricamente, que tenga características de aerosol mejoradas. Sería conveniente además proporcionar una unidad de calentamiento más robusta para un sistema generador de aerosol y proporcionar un cartucho para un sistema generador de aerosol que tenga características de aerosol mejoradas. Para cumplir los objetivos mencionados anteriormente, la presente invención proporciona un sistema y un cartucho como se define en las presentes reivindicaciones 1 y 11, en donde las reivindicaciones dependientes definen modalidades ventajosas de la reivindicación 1.

Se proporciona una unidad de calentamiento para su uso en un sistema generador de aerosol que tiene una porción de almacenamiento de líquido para contener un sustrato líquido formador de aerosol, la unidad de calentamiento que comprende; un calentador eléctrico que tiene al menos un elemento de calentamiento para calentar el sustrato líquido formador de aerosol para formar un aerosol; y un cuerpo capilar para transportar el sustrato líquido formador de aerosol desde la porción de almacenamiento de líquido del sistema generador de aerosol al menos un elemento de calentamiento, en donde el al menos un elemento de calentamiento se forma a partir de un material eléctricamente conductor depositado directamente sobre una superficie externa porosa del cuerpo capilar.

Ventajosamente, al depositar un material eléctricamente conductor directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar para formar el al menos un elemento de calentamiento, puede mejorarse el contacto entre el al menos un elemento de calentamiento y el cuerpo capilar. Por ejemplo, compensando la rugosidad o desnivel de la superficie en la superficie externa del cuerpo capilar. Esto puede permitir una reducción en el número o gravedad de “puntos calientes” en la superficie externa del cuerpo capilar que de cualquier otra manera puede ocurrir si el elemento de calentamiento no está en contacto con el cuerpo capilar a lo largo de su longitud y puede, por lo tanto, resultar en características de aerosol mejoradas. El contacto mejorado entre el al menos un elemento de calentamiento y el cuerpo capilar también puede permitir el suministro mejorado del sustrato líquido formador de aerosol al elemento de calentamiento.

Adicionalmente, al formar el elemento de calentamiento depositando un material eléctricamente conductor directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar, el elemento de calentamiento se adhiere al cuerpo capilar. Esto reduce el riesgo de pérdida de contacto entre el elemento de calentamiento y el cuerpo capilar causada por la deformación del elemento de calentamiento, por ejemplo, durante el ensamblaje o debido a las tensiones térmicas inducidas durante el uso. También permite utilizar geometrías o diseños de calentadores que de otro modo podrían no ser posibles. Por ejemplo, geometrías o diseños de elementos de calentamiento que son más complejos o que utilizan filamentos más delgados de lo que sería posible mediante el uso de un calentador eléctrico preformado.

Como se usa en la presente descripción, el término “cuerpo capilar” se refiere a un componente de la unidad de calentamiento que es capaz de transportar el sustrato líquido formador de aerosol al calentador eléctrico por acción capilar.

Como se usa en la presente descripción, el término "material eléctricamente conductor" denota un material que tiene una resistividad de 1x10-2Qm, o menos.

Como se usa en la presente descripción, el término “depositado” significa aplicado como un recubrimiento en la superficie externa del cuerpo capilar, por ejemplo, en forma de un líquido, plasma o vapor que posteriormente se condensa o agrega para formar el elemento de calentamiento, en lugar de simplemente colocarse sobre el cuerpo capilar como un componente sólido y preformado.

Como se usa en la presente descripción, el término “depositado directamente” significa que el material eléctricamente conductor se deposita sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar de manera que el al menos un elemento de calentamiento está en contacto directo con la superficie externa porosa.

Como se usa en la presente descripción, el término “poroso” significa formado a partir de un material que es permeable al sustrato líquido formador de aerosol y permite que el sustrato líquido formador de aerosol migre a través de él.

En ciertas modalidades preferidas, el material eléctricamente conductor del al menos un elemento de calentamiento se difunde al menos parcialmente en la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

Como se usa en la presente descripción, el término “difundido en la superficie externa porosa” significa que el material eléctricamente conductor se incrusta en, o se mezcla con, el material de la superficie externa porosa en la interfaz entre el material eléctricamente conductor y el cuerpo capilar, por ejemplo, al extenderse hacia dentro de los poros de la superficie externa porosa.

Con esta disposición, el contacto entre el al menos un elemento de calentamiento y el cuerpo capilar puede mejorarse adicionalmente, lo que conduce a una reducción adicional en el número o gravedad de los “puntos calientes” en la superficie externa del cuerpo capilar y características de aerosol mejoradas. Además, al extenderse hacia la superficie externa porosa del cuerpo capilar, aumenta el área de contacto entre el al menos un elemento de calentamiento y el cuerpo capilar. Esto puede conducir a una mejora adicional en el suministro de sustrato líquido formador de aerosol al elemento de calentamiento por el cuerpo capilar y al calentamiento mejorado del sustrato líquido formador de aerosol por el elemento de calentamiento. También puede mejorar la adhesión entre el elemento de calentamiento y el cuerpo capilar, reduciendo además el riesgo de pérdida de contacto entre el elemento de calentamiento y el cuerpo capilar causada por la deformación del elemento de calentamiento, por ejemplo, durante el ensamblaje o debido a las tensiones térmicas inducidas durante el uso.

El material eléctricamente conductor a partir del cual se forma el al menos un elemento de calentamiento puede depositarse sobre la superficie externa porosa de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el material eléctricamente conductor puede depositarse sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar como un líquido mediante el uso de una pipeta o jeringa de dispensación, o mediante el uso de un dispositivo de transferencia de punta fina tal como una aguja.

En algunas modalidades, el al menos un elemento de calentamiento comprende un material eléctricamente conductor imprimible impreso en la superficie externa porosa del cuerpo capilar. En tales modalidades, puede usarse cualquier técnica de impresión conocida adecuada. Por ejemplo, uno o más de impresión de pantalla, impresión por huecograbado, impresión flexible, impresión de inyección de tinta. Tales procesos de impresión pueden ser particularmente aplicables para procesos de producción de alta velocidad.

Alternativamente, el material eléctricamente conductor, a partir del cual se forma el al menos un elemento de calentamiento, puede depositarse sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar mediante uno o más procesos de deposición de vacío, tales como la deposición de evaporación y la pulverización.

El al menos un elemento de calentamiento puede estar formado por cualquier material eléctricamente conductor adecuado. En ciertas modalidades preferidas, el material eléctricamente conductor comprende uno o más de un metal, un polímero conductor eléctrico y una cerámica conductora eléctrica.

Los metales eléctricamente conductores adecuados incluyen aluminio, plata, níquel, oro, platino, cobre, tungsteno y sus aleaciones. En algunas modalidades, el material eléctricamente conductor comprende un polvo metálico suspendido en un pegamento, tal como una resina epoxi. En una modalidad, el material eléctricamente conductor comprende epoxi cargado de plata.

Los polímeros eléctricamente conductores adecuados incluyen PEDOT (poli(3,4-etilendioxitiofeno)), PSS (poli(sulfuro de p-fenileno)), PEDOT:PSS (mezcla de PEDOT y Ps S), PANI (polianilinas), PPY (poli(pirrol)), PPV (poli(p-fenileno vinileno)), o cualquier combinación de los mismos.

Las cerámicas conductoras eléctricas adecuadas incluyen ITO (óxido de estaño indio), SLT (titanato de estroncio dopado con etanol), SYT (titanato de estroncio dopado con etrio) o cualquier combinación de los mismos.

El material eléctricamente conductor puede comprender además uno o más aditivos seleccionados de un grupo que consiste en: disolventes; agentes de curado; promotores de adhesión; surfactantes; agentes de reducción de viscosidad; e inhibidores de agregación. Tales aditivos pueden usarse, por ejemplo, para ayudar al depósito del material eléctricamente conductor en la superficie externa porosa del cuerpo capilar, aumentar la cantidad en la que el material eléctricamente conductor se difunde hacia la superficie externa porosa del cuerpo capilar, para reducir el tiempo necesario para que se establezca el material eléctricamente conductor, aumentar el nivel de adhesión entre el material eléctricamente conductor y el cuerpo capilar, o reducir la cantidad de agregación de partículas suspendidas, como partículas metálicas o polvo, en el material eléctricamente conductor antes de la aplicación sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

El perfil de calentamiento del calentador eléctrico puede ser esencialmente constante a través de la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

En algunas modalidades, el al menos un elemento de calentamiento está dispuesto de manera que su perfil de temperatura varía a través del calentador eléctrico.

Ventajosamente, al variar el perfil de temperatura del al menos un elemento de calentamiento, el calor generado por el calentador eléctrico a través de la superficie externa del cuerpo capilar puede ajustarse de conformidad con las características del cartucho, por ejemplo, de conformidad con las características de flujo de aire del cartucho.

En ciertas modalidades preferidas, el al menos un elemento de calentamiento se dispone de manera que el calentador eléctrico genera más calor hacia la periferia de la superficie externa porosa. Esto permite que el calentador eléctrico compense la pérdida de calor de la periferia de la superficie externa, por ejemplo, la pérdida de calor debido a la conducción térmica, lo que da como resultado una temperatura más uniforme a través de la superficie externa porosa.

El perfil de calentamiento del calentador eléctrico puede variarse a través de la superficie externa porosa al variar la distribución del al menos un elemento de calentamiento a través de la superficie externa porosa. Por ejemplo, el perfil de calentamiento del calentador eléctrico puede aumentarse hacia el centro de la superficie externa porosa al aumentar la densidad de distribución del al menos un elemento de calentamiento hacia el centro de la superficie externa porosa. Como se usa en la presente descripción, el término “densidad de distribución” se refiere a la proporción de la superficie externa porosa en la que se deposita el material eléctricamente conductor del al menos un elemento de calentamiento. Por ejemplo, una densidad de distribución del 50 por ciento en un área particular de la superficie externa porosa indicaría que el material eléctricamente conductor se deposita en el 50 por ciento de esa área y no en el 50 por ciento restante de esa área.

El perfil de calentamiento del calentador eléctrico puede variarse a través de la superficie externa porosa al variar la resistencia del elemento de calentamiento a través de la superficie externa porosa.

En algunas modalidades, la resistencia del al menos un elemento de calentamiento disminuye hacia el centro de la superficie externa porosa para variar el perfil de calentamiento del calentador eléctrico a través de la superficie externa porosa. Con esta disposición, el calentador eléctrico genera más calor hacia la periferia de la superficie externa porosa del cuerpo capilar. Esto puede permitir que el calentador eléctrico compense la pérdida de calor de la periferia de la superficie externa del cuerpo capilar, por ejemplo, pérdida de calor debido a la conducción térmica, lo que da como resultado una temperatura más uniforme a través de la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

La resistencia del al menos un elemento de calentamiento puede variarse mediante el uso de una pluralidad de elementos de calentamiento formados a partir de materiales eléctricamente conductores que tienen diferentes valores de resistividad. Por ejemplo, la resistencia del al menos un elemento de calentamiento puede disminuirse hacia el centro de la superficie externa porosa al disponer la pluralidad de elementos de calentamiento en la superficie externa porosa de manera que la resistividad de al menos uno de los elementos de calentamiento hacia la periferia de la superficie externa porosa del cuerpo capilar es mayor que la resistividad de al menos uno de los elementos de calentamiento hacia el centro de la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

En algunas modalidades, el área de sección transversal del al menos un elemento de calentamiento varía. Esto permite que el perfil de temperatura del al menos un elemento de calentamiento se ajuste de conformidad con las características del cartucho, ya que la resistencia del al menos un elemento de calentamiento es inversamente proporcional a su área de sección transversal. En tales modalidades, el al menos un elemento de calentamiento puede comprender un elemento de calentamiento que tiene un área de sección transversal que varía a lo largo de la longitud del elemento de calentamiento. Alternativa o adicionalmente, el al menos un elemento de calentamiento puede comprender un primer elemento de calentamiento que tiene una primera área de sección transversal y un segundo elemento de calentamiento que tiene un segundo área de sección transversal que es diferente a la primera área de sección transversal.

En ciertas modalidades preferidas, el área de sección transversal del al menos un elemento de calentamiento aumenta hacia el centro de la superficie externa porosa. Esto resulta en más generación de calor desde el al menos un elemento de calentamiento hacia la periferia de la superficie externa porosa. Esto permite que el calentador eléctrico compense la pérdida de calor de la periferia de la superficie externa, por ejemplo, la pérdida de calor debido a la conducción térmica, lo que da como resultado una temperatura más uniforme a través de la superficie externa porosa.

El área de sección transversal del al menos un elemento de calentamiento puede variarse variando el grosor del al menos un elemento de calentamiento, o el ancho del al menos un elemento de calentamiento, o tanto el grosor como el ancho del al menos un elemento de calentamiento.

Como se usa en la presente descripción, los términos "variar", "varía", "diferir", "difiere" y "diferente" se refieren a desviaciones más allá de las tolerancias de fabricación estándar y, en particular, a valores que se desvían entre sí al menos un 5 por ciento.

Como se usa en la presente descripción, el término “grosor” se refiere a la dimensión del elemento de calentamiento en una dirección perpendicular a la superficie externa porosa del cuerpo capilar y perpendicular a la longitud del elemento de calentamiento.

Como se usa en la presente descripción, el término “ancho” se refiere a la dimensión del elemento de calentamiento en una dirección paralela a la superficie externa porosa del cuerpo capilar y perpendicular a la longitud del elemento de calentamiento.

En cualquiera de las modalidades descritas anteriormente, las partes adyacentes de al menos un elemento de calentamiento pueden estar separadas para definir una pluralidad de aberturas en el calentador eléctrico, en donde el tamaño de las aberturas varía para variar el perfil de temperatura del calentador eléctrico. En tales modalidades, el al menos un elemento de calentamiento puede comprender una pluralidad de elementos de calentamiento que se separan para definir la pluralidad de aberturas. Alternativa o adicionalmente, el al menos un elemento de calentamiento puede comprender uno o más elementos de calentamiento que formen una forma no lineal tal que las secciones adyacentes del uno o más elementos de calentamiento estén separadas para definir la pluralidad de aberturas.

En ciertas modalidades preferidas, el tamaño de las aberturas es menor hacia la periferia de la superficie porosa del cuerpo capilar.

Esto puede resultar en más generación de calor desde el al menos un elemento de calentamiento hacia la periferia de la superficie externa porosa. Esto permite que el calentador eléctrico compense la pérdida de calor de la periferia de la superficie externa, por ejemplo, la pérdida de calor debido a la conducción térmica, lo que da como resultado una temperatura más uniforme a través de la superficie externa porosa. Esta disposición también permite que más aerosol pase a través del calentador eléctrico en la porción central de la superficie externa porosa y puede ser ventajoso en las unidades de calentamiento en las que el centro de la superficie porosa es el área de vaporización más importante. Por ejemplo, el tamaño medio de las aberturas en la porción periférica de la superficie externa porosa del cuerpo capilar es al menos 10 por ciento menor que el tamaño medio de las aberturas fuera de la porción periférica de la superficie externa porosa del cuerpo capilar, preferentemente al menos 20 por ciento menos, con mayor preferencia al menos 30 por ciento menos. La porción periférica puede tener un área de menos de aproximadamente el 80 por ciento del área total de la superficie externa porosa del cuerpo capilar, preferentemente menos de aproximadamente el 60 por ciento, con mayor preferencia menos de aproximadamente el 40 por ciento, con la máxima preferencia menos de aproximadamente el 20 por ciento.

El calentador eléctrico puede comprender un único elemento de calentamiento. Alternativamente, el calentador eléctrico puede comprender una pluralidad de elementos de calentamiento conectados en serie o en paralelo. En tales modalidades, la pluralidad de elementos de calentamiento puede formarse a partir del mismo material eléctricamente conductor.

Alternativamente, el calentador eléctrico puede comprender al menos un primer elemento de calentamiento formado a partir de un primer material eléctricamente conductor y al menos un segundo elemento de calentamiento formado a partir de un segundo material eléctricamente conductor diferente al primer material eléctricamente conductor, los primer y segundo materiales conductores eléctricos se depositan directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar. Preferentemente, la resistividad del primer material eléctricamente conductor difiere de la resistividad del segundo material eléctricamente conductor.

Ventajosamente, esto permite que el perfil de temperatura del al menos un elemento de calentamiento y, por lo tanto, el calor generado por el calentador eléctrico a través de la superficie externa del cuerpo capilar se ajuste de conformidad con las características deseadas.

En ciertas modalidades preferidas, el calentador eléctrico comprende una pluralidad de elementos de calentamiento formados a partir de materiales eléctricamente conductores que tienen diferentes valores de resistividad. En tales modalidades, la pluralidad de elementos de calentamiento puede disponerse de manera que la resistividad de al menos uno de los elementos de calentamiento hacia la periferia de la superficie externa porosa del cuerpo capilar sea mayor que la resistividad de al menos uno de los elementos de calentamiento hacia el centro de la superficie externa porosa del cuerpo capilar. Con esta disposición, el calentador eléctrico genera más calor hacia la periferia de la superficie externa porosa del cuerpo capilar. Esto permite que el calentador eléctrico compense la pérdida de calor de la periferia de la superficie externa del cuerpo capilar, por ejemplo, la pérdida de calor debido a la conducción térmica, lo que da como resultado una temperatura más uniforme a través de la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

El calentador eléctrico puede comprender una pluralidad de elementos de calentamiento formados a partir de una pluralidad de diferentes materiales conductores eléctricos. En algunas modalidades, el calentador eléctrico comprende una pluralidad de elementos de calentamiento, cada uno formado a partir de un material eléctricamente conductor diferente.

Uno o varios de los elementos de calentamiento pueden estar formados por un material cuya resistencia varíe significativamente con la temperatura, como una aleación de hierro y aluminio. Esto permite usar una medida de la resistencia de los elementos de calentamiento para determinar la temperatura o los cambios de temperatura. Esto puede usarse en un sistema de detección de bocanada y para controlar

El calentador eléctrico puede comprender una primera y segunda porciones del contacto eléctricamente conductoras en contacto eléctrico con al menos un elemento de calentamiento. En tales modalidades, la primera y segunda porciones del contacto eléctricamente conductoras pueden formarse a partir de un material eléctricamente conductor depositado directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

En algunas modalidades, esencialmente todo el calentador eléctrico se forma a partir de uno o más materiales eléctricamente conductores depositados directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

La resistencia eléctrica del calentador eléctrico está preferentemente entre 0,3 y 4 ohmios. Con mayor preferencia, la resistencia eléctrica del calentador eléctrico está entre 0,5 y 3 Ohmios, y con mayor preferencia aproximadamente 1 Ohmio.

Cuando el calentador eléctrico comprende porciones del contacto eléctricamente conductor para entrar en contacto con el al menos un elemento de calentamiento, la resistencia eléctrica del al menos un elemento de calentamiento es preferentemente al menos un orden de magnitud, y con mayor preferencia al menos dos órdenes de magnitud, mayor que la resistencia eléctrica de las porciones del contacto. Esto garantiza que el calor generado por el paso de corriente a través del calentador eléctrico se localice en al menos un elemento de calentamiento. En general, es ventajoso que el calentador eléctrico tenga una resistencia global baja si el cartucho se va a utilizar con un sistema generador de aerosol alimentado por una batería. También es conveniente minimizar las pérdidas parásitas entre los contactos eléctricos y los elementos de calentamiento para minimizar las pérdidas parásitas de energía. Un sistema de baja resistencia y alta corriente permite suministrar una gran energía al calentador eléctrico. Esto permite al calentador calentar rápidamente los elementos de calentamiento a la temperatura deseada.

Las porciones del contacto eléctricamente conductor pueden fijarse directamente al menos a un elemento de calentamiento. Alternativamente, las porciones del contacto eléctricamente conductor pueden ser parte integrante del al menos un elemento de calentamiento. La provisión de porciones del contacto eléctricamente conductor que son parte integrante del al menos un elemento de calentamiento permite una conexión fiable y sencilla del calentador eléctrico a un suministro de energía.

El cuerpo capilar puede ser una mecha capilar u otro tipo o forma de cuerpo capilar, tal como un tubo capilar. En modalidades preferidas, el cuerpo capilar comprende un material capilar. El material capilar puede comprender cualquier material adecuado o combinaciones de materiales. El cuerpo capilar puede comprender un único material capilar.

En algunas modalidades, el cuerpo capilar incluye un primer material capilar y un segundo material capilar, en donde el al menos un elemento de calentamiento está formado por un material eléctricamente conductor depositado directamente sobre una superficie externa porosa del primer material capilar, y en donde el segundo material capilar está en contacto con el primer material capilar y separado del calentador eléctrico por el primer material capilar, teniendo el primer material capilar una temperatura de descomposición térmica más alta que el segundo material capilar. El primer material capilar actúa eficazmente como un separador que separa el al menos un elemento de calentamiento del segundo material capilar, de manera que el segundo material capilar no está expuesto a temperaturas superiores a su temperatura de descomposición térmica. En algunas modalidades, la temperatura de descomposición térmica del primer material capilar es de al menos 160 grados centígrados, y preferentemente al menos 250 grados centígrados.

Como se usa en la presente descripción, “temperatura de descomposición térmica” implica la temperatura a la cual un material comienza a descomponerse y perder masa por la generación gaseosa por productos.

El segundo material capilar puede ocupar ventajosamente un volumen mayor que el primer material capilar y puede contener más sustrato formador de aerosol que el primer material capilar. El segundo material capilar puede tener un rendimiento de la mecha superior al del primer material capilar. El segundo material capilar puede ser menos costoso o tener una capacidad de llenado más alta que el primer material capilar. El segundo material capilar puede ser polipropileno.

El primer material capilar puede separar el calentador eléctrico del segundo material capilar una distancia de al menos 1,5 milímetros, y preferentemente entre 1,5 milímetros y 2 milímetros para proporcionar una caída de temperatura suficiente a través del primer material capilar.

Cuando el cuerpo capilar comprende un material capilar, el material capilar puede tener una estructura fibrosa o esponjosa. El material capilar, preferentemente, comprende un conjunto de capilares. Por ejemplo, el material capilar puede comprender una pluralidad de fibras o hilos u otros tubos de calibre fino. Las fibras o hebras pueden alinearse generalmente para llevar el líquido hacia el calentador. Alternativamente, el material capilar puede comprender un material similar a la esponja o similar a la espuma. La estructura del material capilar forma una pluralidad de pequeños orificios o tubos, a través de los cuales el líquido puede transportarse mediante la acción capilar. El material o materiales capilares pueden comprender cualquier material o combinación de materiales adecuados. Ejemplos de materiales adecuados son un material de esponja o espuma, materiales a base de cerámica o de grafito en forma de fibras o polvos sinterizados, material de metal espumado o plástico, un material fibroso, por ejemplo, hecho de fibras hiladas o extruidas, tales como acetato de celulosa, poliéster, o poliolefina unida, polietileno, fibras terileno o polipropileno, fibras de nilón o cerámica. El material capilar puede tener cualquier capilaridad y porosidad adecuadas a fin de usarse con diferentes propiedades físicas del líquido. El líquido tiene propiedades físicas, que incluyen, pero no se limitan a la viscosidad, tensión superficial, densidad, conductividad térmica, punto de ebullición y presión de vapor, que permita que el líquido se transporte a través del dispositivo capilar por acción capilar.

Se proporciona un cartucho para su uso en un sistema generador de aerosol, el cartucho comprende una porción de almacenamiento de líquido para contener un sustrato líquido formador de aerosol; y una unidad de calentamiento de conformidad con cualquiera de las modalidades descritas anteriormente.

En modalidades alternativas, la unidad de calentamiento puede proporcionarse como una parte integral de un sistema generador de aerosol, en lugar de formar parte de un cartucho para su uso en el sistema generador de aerosol.

La porción de almacenamiento de líquido del cartucho puede proporcionarse por el cuerpo capilar. Por ejemplo, el cuerpo capilar puede fabricarse de un material capilar de alta retención que forma una porción de almacenamiento de líquido del cartucho. Alternativamente, la porción de almacenamiento de líquido y el cuerpo capilar pueden ser componentes distintos del cartucho.

Cuando la porción de almacenamiento de líquido y el cuerpo capilar son componentes distintos del cartucho, en ciertas modalidades, el cuerpo capilar comprende un primer extremo que se extiende hacia dentro de la porción de almacenamiento de líquido para entrar en contacto con el líquido en el mismo y un segundo extremo poroso opuesto al primer extremo, en donde el al menos un elemento de calentamiento se forma a partir de un material eléctricamente conductor depositado directamente sobre el segundo extremo del cuerpo capilar. Alternativamente, el primer extremo del cuerpo capilar puede estar fuera de la porción de almacenamiento de líquido y el cuerpo capilar puede comprender al menos otra superficie porosa para entrar en contacto con el líquido en la porción de almacenamiento de líquido. Por ejemplo, el cuerpo capilar puede comprender una o más paredes laterales porosas del cuerpo capilar para entrar en contacto con el líquido en la porción de almacenamiento de líquido y a través de las cuales el sustrato líquido formador de aerosol se transporta desde la porción de almacenamiento de líquido al calentador eléctrico.

La porción de almacenamiento de líquido puede incluir un alojamiento para contener un sustrato líquido formador de aerosol, el alojamiento tiene la abertura, en donde el cuerpo capilar está dispuesto de manera que el calentador eléctrico se extiende a través de la abertura.

El cartucho puede incluir una porción de almacenamiento de líquido que comprende un alojamiento para contener un sustrato líquido formador de aerosol, el alojamiento tiene una abertura. El alojamiento puede ser un alojamiento rígido e impermeable a los fluidos. Como se usa en la presente descripción “alojamiento rígido” se refiere a un alojamiento que se soporta él mismo. El cuerpo capilar puede ser un material capilar contenido en el alojamiento de la porción de almacenamiento.

El alojamiento puede contener dos o más materiales capilares diferentes, en donde un primer material capilar, en contacto con al menos un elemento de calentamiento, tiene una temperatura de descomposición térmica más alta y un segundo material capilar, en contacto con el primer material capilar pero no en contacto con al menos un elemento de calentamiento, tiene una temperatura de descomposición térmica más baja. El primer material capilar actúa de forma efectiva como un separador que separa el elemento de calentamiento del segundo material capilar de manera que el segundo material capilar no se expone a temperaturas por encima de su temperatura de descomposición térmica. Como se usa en la presente descripción, “temperatura de descomposición térmica” implica la temperatura a la cual un material comienza a descomponerse y perder masa por la generación gaseosa por productos. El segundo material capilar puede ocupar ventajosamente un volumen mayor que el primer material capilar y puede contener más sustrato formador de aerosol que el primer material capilar. El segundo material capilar puede tener un rendimiento de la mecha superior al del primer material capilar. El segundo material capilar puede ser menos costoso o tener una capacidad de llenado más alta que el primer material capilar. El segundo material capilar puede ser polipropileno.

Cuando la porción de almacenamiento de líquido comprende un alojamiento que tiene una abertura, el al menos un elemento de calentamiento puede extenderse a través de la dimensión de longitud completa de la abertura del alojamiento. La dimensión de ancho es la dimensión perpendicular a la dimensión de longitud en el plano de la abertura. Preferentemente, el al menos un elemento de calentamiento tiene una anchura inferior a la anchura de la abertura del alojamiento. Preferentemente, el calentador eléctrico está separado del perímetro de la abertura. La anchura del al menos un elemento de calentamiento puede ser inferior a la anchura de la abertura en al menos una región de la abertura. La anchura del al menos un elemento de calentamiento puede ser inferior a la anchura de la abertura en toda la abertura. El ancho del al menos un elemento de calentamiento puede ser inferior al 90 por ciento, por ejemplo, inferior al 50 por ciento, por ejemplo, inferior al 30 por ciento, por ejemplo, inferior al 25 por ciento del ancho de la abertura del alojamiento. El área del al menos un elemento de calentamiento puede ser inferior al 90 por ciento, por ejemplo, inferior al 50 por ciento, por ejemplo, inferior al 30 por ciento, por ejemplo, inferior al 25 por ciento del área de la abertura del alojamiento. El área del al menos un elemento de calentamiento puede estar, por ejemplo, entre el 10 y el 50 por ciento del área de la abertura, preferentemente entre el 15 y el 25 por ciento del área de la abertura. El área abierta del al menos un elemento de calentamiento, que es la relación entre el área de las aberturas y el área total del calentador eléctrico, es preferentemente de aproximadamente 25 a aproximadamente 56 por ciento. La abertura puede tener cualquier forma apropiada. Por ejemplo, la abertura puede tener una forma circular, cuadrada o rectangular. El área de la abertura puede ser pequeña, preferentemente menor o igual a aproximadamente 25 milímetros cuadrados. La distancia entre el elemento de calentamiento y la periferia de la abertura se dimensiona preferentemente de manera que se reduzca considerablemente el contacto térmico. La separación entre el elemento de calentamiento y la periferia de la abertura puede ser de entre 25 micras y 40 micras.

El al menos un elemento calentador se dispone preferentemente de manera que el área de contacto físico con la porción de almacenamiento de líquido se reduce en comparación con un caso en el que los elementos de calentamiento del calentador eléctrico están en contacto alrededor de toda la periferia de la porción de almacenamiento de líquido. Preferentemente, al menos un elemento de calentamiento no entra en contacto directo con el perímetro de la porción de almacenamiento de líquido. De esta manera se reduce el contacto térmico con la porción de almacenamiento de líquido y se reducen las pérdidas de calor a la porción de almacenamiento de líquido y otros elementos adyacentes, por ejemplo, los de un sistema generador de aerosol en el que se usa el cartucho.

Sin desear ceñirse a ninguna teoría en particular, se cree que, al distanciar el elemento de calentamiento de la porción de almacenamiento de líquido, se transfiere menos calor a la porción de almacenamiento de líquido, lo que aumenta la eficacia del calentamiento y, por tanto, la generación de aerosol.

El calentador eléctrico puede comprender un único elemento de calentamiento o una pluralidad de elementos de calentamiento conectados en paralelo o en serie. Cuando el calentador eléctrico comprende al menos una primera y una segunda porciones del contacto eléctricamente conductor para entrar en contacto con al menos un elemento de calentamiento, la primera y la segunda porciones del contacto eléctricamente conductor pueden disponerse de manera que la primera porción de contacto entre en contacto con el primer elemento de calentamiento y la segunda porción de contacto entre en contacto con el último elemento de calentamiento de los elementos de calentamiento conectados en serie. Pueden proporcionarse porciones del contacto adicionales para permitir la conexión en serie de todos los elementos de calentamiento.

Cuando el calentador eléctrico incluya una pluralidad de elementos calentadores, éstos podrán estar dispuestos espacialmente de forma esencialmente paralela entre sí. Preferentemente, los elementos de calentamiento están separados entre sí. Sin querer ceñirnos a ninguna teoría en particular, se cree que separar los elementos de calentamiento entre sí puede proporcionar un calentamiento más eficaz. Por ejemplo, mediante un espaciado adecuado de los elementos de calentamiento, se puede obtener un calentamiento más uniforme en toda el área de abertura en comparación con, por ejemplo, cuando se usa un único elemento de calentamiento que tiene la misma área.

Cuando el calentador eléctrico comprende una pluralidad de elementos de calentamiento, al menos uno de la pluralidad de elementos de calentamiento puede comprender un primer material y al menos otro de la pluralidad de elementos de calentamiento puede comprender un segundo material diferente del primer material. Esto es beneficioso por razones eléctricas o mecánicas. Por ejemplo, uno o varios de los elementos de calentamiento pueden estar formados por un material que tenga una resistencia que varíe significativamente con la temperatura, como una aleación de hierro y aluminio. Esto permite usar una medida de la resistencia de los elementos de calentamiento para determinar la temperatura o los cambios de temperatura. Esto puede usarse en un sistema de detección de bocanadas y para controlar la temperatura del calentador para mantenerla dentro de un intervalo de temperatura deseado.

El al menos un elemento de calentamiento puede comprender un conjunto de filamentos eléctricamente conductores que se extienden a lo largo de la longitud del al menos un elemento de calentamiento, estando definida una pluralidad de aberturas por intersticios entre los filamentos eléctricamente conductores. En tales modalidades, el tamaño de la pluralidad de aberturas puede variarse al aumentar o disminuir el tamaño de los intersticios entre filamentos adyacentes. Esto puede lograrse variando el ancho de los filamentos eléctricamente conductores, o variando el intervalo entre los filamentos adyacentes, o variando tanto el ancho de los filamentos eléctricamente conductores como el intervalo entre los filamentos adyacentes.

Como se usa en la presente descripción, el término “filamento” se refiere a una trayectoria eléctrica dispuesta entre dos contactos eléctricos. Un filamento puede ramificarse y divergir arbitrariamente en varias trayectorias o filamentos, respectivamente, o puede converger a partir de varias trayectorias eléctricas en una trayectoria. Un filamento puede tener una sección transversal redonda, cuadrada, plana o de cualquier otra forma. En las modalidades preferidas, los filamentos tienen una sección transversal esencialmente plana. Un filamento puede disponerse de manera recta o curva.

Los filamentos eléctricamente conductores pueden ser esencialmente planos.

Tal como se usa en la presente descripción, “esencialmente plano” significa preferentemente formado en un solo plano y, por ejemplo, no envuelto ni conformado de otro modo para ajustarse a una forma curva u otra forma no plana. Un calentador eléctrico plano puede manipularse fácilmente durante su fabricación y proporciona una construcción robusta.

El sustrato líquido formador de aerosol es un sustrato líquido capaz de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Los compuestos volátiles pueden liberarse mediante el calentamiento del sustrato formador de aerosol.

El sustrato formador de aerosol es un líquido. El sustrato formador de aerosol puede comprender material de origen vegetal. El sustrato formador de aerosol puede comprender tabaco. El sustrato formador de aerosol puede comprender un material que contiene tabaco que contiene compuestos volátiles con sabor a tabaco, que se liberen del sustrato formador de aerosol al calentarse. Alternativamente, el sustrato formador de aerosol puede comprender un material que no contiene tabaco. El sustrato formador de aerosol puede comprender material de origen vegetal homogeneizado. El sustrato formador de aerosol puede comprender un material de tabaco homogeneizado. El sustrato formador de aerosol puede comprender al menos un formador de aerosol. Un formador de aerosol es cualquier compuesto o mezcla de compuestos conocidos adecuados que, durante el uso, facilitan la formación de un aerosol denso y estable y que es esencialmente resistente a la degradación térmica en la temperatura de operación del sistema. Los formadores de aerosol adecuados son bien conocidos en la técnica e incluyen, pero no se limitan a: alcoholes polihídricos, tales como trietilenglicol, 1,3-butanodiol y glicerina; ésteres de alcoholes polihídricos, tales como mono-, di- o triacetato de glicerol; y ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- o policarboxílicos, tales como dodecanodioato de dimetilo y tetradecanodioato de dimetilo. Los formadores de aerosol preferidos son los alcoholes polihídricos o sus mezclas, tales como el trietilenglicol, 1,3-butanodiol y, la más preferida, la glicerina. El sustrato formador de aerosol puede comprender otros aditivos e ingredientes, tales como saborizantes.

De conformidad con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema generador de aerosol que comprende: un dispositivo generador de aerosol y un cartucho de conformidad con cualquiera de las modalidades descritas anteriormente, en donde el cartucho se acopla de manera desmontable al dispositivo, y en donde el dispositivo incluye un suministro de energía para la unidad de calentamiento.

Como se usa en la presente descripción, que el cartucho esté "acoplado de manera desmontable" al dispositivo significa que el cartucho y el dispositivo pueden acoplarse y desacoplarse entre sí sin dañar ni el dispositivo ni el cartucho.

El cartucho se puede cambiar después del consumo. Como el cartucho contiene el sustrato formador de aerosol y el calentador eléctrico, éste también se intercambia regularmente de manera que se mantienen las condiciones óptimas de vaporización incluso después de un uso prolongado de la unidad principal.

El sistema generador de aerosol puede comprender además circuitos eléctricos conectados al calentador eléctrico y a una fuente de energía eléctrica, los circuitos eléctricos se configuran para monitorear una resistencia eléctrica del calentador eléctrico y para controlar el suministro de energía desde la fuente de energía eléctrica al calentador eléctrico en base a la resistencia eléctrica monitoreada. Por ejemplo, los circuitos eléctricos pueden configurarse para monitorear una resistencia eléctrica de uno o más elementos de calentamiento. Al monitorear la temperatura del calentador eléctrico, el sistema puede evitar el sobrecalentamiento o el subcalentamiento del calentador eléctrico y garantizar que se proporcionen las condiciones óptimas de vaporización.

Los circuitos eléctricos pueden comprender un microprocesador, que puede ser un microprocesador programable, un microcontrolador, o un chip integrado de aplicación específica (ASIC) u otros circuitos electrónicos capaces de proporcionar control. Los circuitos electrónicos pueden comprender componentes electrónicos adicionales. El circuito eléctrico puede configurarse para regular un suministro de energía al calentador. La energía puede suministrarse al calentador eléctrico continuamente después de la activación del sistema o puede suministrarse intermitentemente, tal como sobre una base de bocanada en bocanada. La energía puede entregarse al calentador eléctrico en la forma de pulsos de corriente eléctrica.

El dispositivo generador de aerosol incluye un suministro de energía para el calentador eléctrico del cartucho. La fuente de energía puede ser una batería, tal como una batería de fosfato de hierro de litio, dentro del dispositivo. Como una alternativa, el suministro de energía puede ser otra forma de dispositivo de almacenamiento de carga tal como un condensador. El suministro de energía puede requerir recargarlo y puede tener una capacidad que permita el almacenamiento de suficiente energía para una o más experiencias de fumar. Por ejemplo, el suministro de energía puede tener suficiente capacidad para permitir la generación continua de aerosol durante un periodo de alrededor de seis minutos, que corresponde al tiempo típico que lleva fumar un cigarrillo convencional, o durante un periodo que sea múltiplo de seis minutos. En otro ejemplo, el suministro de energía puede tener suficiente capacidad para permitir un número predeterminado de bocanadas o activaciones discretas del calentador.

La porción de almacenamiento de líquido puede estar situada en un primer lado del calentador eléctrico y un canal de flujo de aire situado en un lado opuesto del calentador eléctrico a la porción de almacenamiento, de manera que el flujo de aire que pasa por el calentador eléctrico arrastre el sustrato formador de aerosol vaporizado.

El sistema puede ser un sistema para fumar operado eléctricamente. El sistema puede ser un sistema generador de aerosol portátil. El sistema generador de aerosol puede tener un tamaño comparable con un tabaco o cigarrillo convencional. El sistema para fumar puede tener una longitud total entre aproximadamente 30 milímetros y aproximadamente 150 milímetros. El sistema para fumar puede tener un diámetro externo entre aproximadamente 5 milímetros y aproximadamente 30 milímetros.

Se proporciona un método de fabricación un cartucho para su uso en un sistema generador de aerosol, el método comprende las etapas de: proporcionar una porción de almacenamiento de líquido para contener un sustrato líquido formador de aerosol; proporcionar un cuerpo capilar que tiene una superficie externa porosa; formar un elemento de calentamiento eléctrico depositando un material eléctricamente conductor directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar; llenar la porción de almacenamiento de líquido con sustrato líquido formador de aerosol; y conectar el cuerpo capilar a la porción de almacenamiento de líquido de manera que el cuerpo capilar transmita el sustrato líquido formador de aerosol contenido en la porción de almacenamiento de líquido desde la porción de almacenamiento de líquido al elemento de calentamiento eléctrico.

La porción de almacenamiento de líquido del cartucho puede proporcionarse por el cuerpo capilar. Por ejemplo, el cuerpo capilar puede fabricarse de un material capilar de alta retención que forma una porción de almacenamiento de líquido del cartucho. Alternativamente, la porción de almacenamiento de líquido y el cuerpo capilar pueden ser componentes distintos del cartucho.

Cuando la porción de almacenamiento de líquido y el cuerpo capilar son componentes distintos del cartucho, en ciertas modalidades, el cuerpo capilar comprende un primer extremo que se extiende hacia dentro de la porción de almacenamiento de líquido para entrar en contacto con el líquido en el mismo y un segundo extremo poroso opuesto al primer extremo, en donde el al menos un elemento de calentamiento se forma a partir de un material eléctricamente conductor depositado directamente sobre el segundo extremo del cuerpo capilar. Alternativamente, el primer extremo del cuerpo capilar puede estar fuera de la porción de almacenamiento de líquido y el cuerpo capilar puede comprender al menos otra superficie porosa para entrar en contacto con el líquido en la porción de almacenamiento de líquido. Por ejemplo, el cuerpo capilar puede comprender una o más paredes laterales porosas del cuerpo capilar para entrar en contacto con el líquido en la porción de almacenamiento de líquido y a través de las cuales el sustrato líquido formador de aerosol se transporta desde la porción de almacenamiento de líquido al calentador eléctrico.

La porción de almacenamiento de líquido puede incluir un alojamiento para contener un sustrato líquido formador de aerosol, el alojamiento tiene la abertura, en donde el cuerpo capilar está dispuesto de manera que el calentador eléctrico se extiende a través de la abertura.

El material eléctricamente conductor a partir del cual se forma el al menos un elemento de calentamiento puede depositarse sobre la superficie externa porosa de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el material eléctricamente conductor puede depositarse sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar como un líquido mediante el uso de una pipeta o jeringa de dispensación, o mediante el uso de un dispositivo de transferencia de punta fina tal como una aguja. En ciertas modalidades, el material eléctricamente conductor se deposita directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar mediante uno o más métodos de deposición por vacío, tales como la deposición por evaporación y la pulverización.

En modalidades preferidas, el material eléctricamente conductor se deposita imprimiendo un material eléctricamente conductor imprimible directamente sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar. En tales modalidades, puede usarse cualquier técnica de impresión conocida adecuada. Por ejemplo, pueden usarse una o varias de las siguientes técnicas: serigrafía, impresión por huecograbado, impresión por flexografía e impresión por chorro de tinta. Tales procesos de impresión pueden ser particularmente ventajosos cuando se usan en procesos de producción de alta velocidad.

El material eléctricamente conductor imprimible puede comprender cualquier material eléctricamente conductor adecuado. En ciertas modalidades preferidas, el material eléctricamente conductor comprende uno o más de un metal, un polímero conductor eléctrico y una cerámica conductora eléctrica.

Los metales eléctricamente conductores adecuados incluyen aluminio, plata, níquel, oro, platino, cobre, tungsteno y sus aleaciones. En algunas modalidades, el material eléctricamente conductor comprende un polvo metálico suspendido en un pegamento, tal como una resina epoxi. En una modalidad, el material eléctricamente conductor comprende epoxi cargado de plata.

Los polímeros eléctricamente conductores adecuados incluyen PEDOT (poli(3,4-etilendioxitiofeno)), PSS (poli(sulfuro de p-fenileno)), PEDOT:PSS (mezcla de PEDOT y P^s S), PANI (polianilinas), PPY (poli(pirrol)), PPV (poli(p-fenileno vinileno)), o cualquier combinación de los mismos.

Las cerámicas conductoras eléctricas adecuadas incluyen ITO (óxido de estaño indio), SLT (titanato de estroncio dopado con etanol), SYT (titanato de estroncio dopado con etrio) o cualquier combinación de los mismos.

El material eléctricamente conductor imprimible puede comprender además uno o más aditivos seleccionados de un grupo que consiste en: disolventes; agentes de curado; promotores de adhesión; surfactantes; agentes de reducción de viscosidad; e inhibidores de agregación. Tales aditivos pueden usarse, por ejemplo, para ayudar al depósito del material eléctricamente conductor en la superficie externa porosa del cuerpo capilar, aumentar la cantidad en la que el material eléctricamente conductor se difunde hacia la superficie externa porosa del cuerpo capilar, para reducir el tiempo necesario para que se establezca el material eléctricamente conductor, aumentar el nivel de adhesión entre el material eléctricamente conductor y el cuerpo capilar, o reducir la cantidad de agregación de partículas suspendidas, como partículas metálicas o polvo, en el material eléctricamente conductor antes de la aplicación sobre la superficie externa porosa del cuerpo capilar.

Habiendo sido impreso en la superficie externa porosa del cuerpo capilar, el material eléctricamente conductor impreso puede curarse de cualquier manera conocida adecuada para formar el al menos un elemento de calentamiento. Por ejemplo, el material eléctricamente conductor impreso puede curarse mediante la exposición al calor o a la luz ultravioleta. Alternativa o adicionalmente, el material eléctricamente conductor impreso puede curarse por sinterización o iniciando una reacción química. En una modalidad particular, el material eléctricamente conductor impreso comprende cobre y se cura para formar el al menos un elemento de calentamiento al iniciar una reacción química.

En ciertas modalidades, el método comprende además la etapa de tratar térmicamente el material eléctricamente conductor para aumentar la conductividad eléctrica del al menos un elemento de calentamiento. En una modalidad particular, el material eléctricamente conductor comprende una cerámica eléctricamente conductora, tal como óxido de indio-tinta, y el método comprende además la etapa de tratar térmicamente el material eléctricamente conductor para cultivar granos de microcristal de la cerámica y aumentar de esta manera su conductividad eléctrica.

Las características que se describen con relación a uno o más aspectos pueden aplicarse igualmente a otros aspectos de la invención. En particular, las características descritas en relación con la unidad de calentamiento del primer aspecto pueden aplicarse igualmente al cartucho del segundo aspecto, y viceversa, y las características descritas en relación con la unidad de calentamiento del primer aspecto o el cartucho del segundo aspecto pueden aplicarse igualmente al sistema generador de aerosol del tercer aspecto o al método de fabricación del cuarto aspecto.

Las modalidades de la invención se describirán ahora, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:

Las Figuras 1A a 1D son ilustraciones esquemáticas de un sistema, que incorpora un cartucho, de acuerdo con una modalidad de la invención;

La Figura 2 es una vista en despiece del cartucho del sistema que se muestra en la Figura 1;

Las Figuras 3A a 3E muestran del primer al quinto ejemplo de unidades de calentamiento; y

La Figura 4 muestra un gráfico de temperatura contra la distancia a través de la superficie externa del cuerpo capilar para cada una de las disposiciones de las Figuras 3A y 3E.

Las Figuras 1A a la 1D son ilustraciones esquemáticas de un sistema generador de aerosol, que incluye un cartucho de conformidad con una modalidad de la invención. La Figura 1A es una vista esquemática de un dispositivo generador de aerosol 10, o unidad principal, y un cartucho separado 20, que juntos forman el sistema generador de aerosol. En este ejemplo, el sistema generador de aerosol es un sistema para fumar operado eléctricamente.

El cartucho 20 contiene un sustrato formador de aerosol y se configura para recibirse en una cavidad 18 dentro del dispositivo. El cartucho 20 debería reemplazarse por un usuario cuando el sustrato formador de aerosol proporcionado en el cartucho se ha agotado. La Figura 1A muestra el cartucho 20 justo antes de la inserción dentro del dispositivo, con la flecha 1 en la Figura 1A que indica la dirección de inserción del cartucho.

El dispositivo generador de aerosol 10 es portátil y tiene un tamaño comparable a un tabaco o cigarrillo convencional. El dispositivo 10 comprende un cuerpo principal 11 y una porción de boquilla 12. El cuerpo principal 11 contiene una batería 14, tal como una batería de litio hierro fosfato, circuitos electrónicos de control 16 y una cavidad 18. La porción de boquilla 12 está conectada al cuerpo principal 11 mediante una conexión articulada 21 y puede moverse entre una posición abierta como se muestra en las Figuras 1A a 1C y una posición cerrada como se muestra en la Figura 1D. La porción de boquilla 12 se coloca en posición abierta para permitir la inserción y la eliminación de los cartuchos 20 y se coloca en posición cerrada cuando el sistema se va a usar para generar aerosol, como

se describirán. La porción de boquilla comprende una pluralidad de entradas de aire 13 y una salida 15. Durante el uso, un usuario succiona o toma una bocanada en la salida para aspirar aire de las entradas de aire 13, a través de la porción de boquilla hacia la salida 15, y a partir de ahí hacia la boca o los pulmones del usuario. Se proporcionan deflectores internos 17 para forzar el aire que fluye a través de la porción de boquilla 12 pasado el cartucho, como se describirá más adelante.

La cavidad 18 tiene una sección transversal circular y se dimensiona para recibir un alojamiento 24 del cartucho 20. Se proporcionan conectores eléctricos 19 en los lados de la cavidad 18 para proporcionar una conexión eléctrica entre los circuitos electrónicos de control 16 y la batería 14 y los contactos eléctricos correspondientes en el cartucho 20.

La Figura 1B muestra el sistema de la Figura 1A con el cartucho insertado dentro de la cavidad 18, y la cubierta 26 que se retira. En esta posición, los conectores eléctricos permanecen contra los contactos eléctricos en el cartucho, como se describirá más adelante.

La Figura 1C muestra el sistema de la Figura 1B con la cubierta 26 completamente retirada y la porción de boquilla 12 que se mueve a una posición cerrada.

La Figura 1D muestra el sistema de la Figura 1C con la porción de boquilla 12 en la posición cerrada. La porción de boquilla 12 se retiene en la posición cerrada mediante un mecanismo de cierre (no ilustrado). Será evidente para un experto en la técnica que se pueden utilizar otros mecanismos adecuados para retener la boquilla en una posición cerrada, como un ajuste a presión o un cierre magnético.

La porción de boquilla 12 en una posición cerrada retiene el cartucho en contacto eléctrico con los conectores eléctricos 19 de manera que se mantiene una buena conexión eléctrica durante el uso, cualquiera que sea la orientación del sistema. La porción de boquilla 12 puede incluir un elemento elastomérico anular que se acopla a una superficie del cartucho y se comprime entre un elemento rígido del alojamiento de la boquilla y el cartucho cuando la porción de boquilla 12 está en la posición cerrada. Esto asegura que se mantenga una conexión eléctrica buena a pesar de las tolerancias de fabricación.

Por supuesto que otros mecanismos para mantener una conexión eléctrica buena entre el cartucho y el dispositivo pueden emplearse alternativa o adicionalmente. Por ejemplo, el alojamiento 24 del cartucho 20 puede proporcionarse con una rosca o ranura (no ilustrada) que se acopla con la correspondiente ranura o rosca (no ilustrada) formado en la pared de la cavidad 18. Un acoplamiento roscado entre el cartucho y el dispositivo puede usarse para asegurar la alineación rotacional correcta, así como para retener el cartucho en la cavidad y asegurar una conexión eléctrica buena. La conexión roscada puede extenderse por solamente la mitad de una vuelta o menos del cartucho, o puede extenderse por varias vueltas. Alternativa o adicionalmente, los conectores eléctricos 19 pueden estar polarizados para que entren en contacto con los contactos del cartucho.

La Figura 2 es una vista despiezada de un cartucho 20 adecuado para su uso en un sistema generador de aerosol, por ejemplo, un sistema generador de aerosol del tipo de Figura 1. El cartucho 20 comprende un alojamiento cilíndrico generalmente circular 24 que tiene un tamaño y una forma seleccionados para recibirse en una cavidad correspondiente de, o montado de una manera apropiada con otros elementos del sistema generador de aerosol, por ejemplo, la cavidad 18 del sistema de la Figura 1. El alojamiento 24 tiene un extremo abierto y contiene un sustrato formador de aerosol. En este ejemplo, el sustrato formador de aerosol es un líquido y el alojamiento 24 contiene además un cuerpo capilar que comprende un material capilar 22 que está empapado en el sustrato líquido formador de aerosol. En este ejemplo, el sustrato formador de aerosol comprende 39 por ciento en peso de glicerina, 39 por ciento en peso de propilenglicol, 20 por ciento en peso de agua y saborizantes y 2 por ciento en peso de nicotina. Un material capilar es un material que transporta activamente líquido de un extremo a otro, y puede fabricarse de cualquier material adecuado. En este ejemplo el material capilar se forma de poliéster. En otros ejemplos, el sustrato formador de aerosol puede ser un sólido.

El material capilar 22 tiene una superficie externa porosa 32 a la que se fija un calentador eléctrico 30. El calentador 30 comprende un par de contactos eléctricos 34 fijos en lados opuestos de la superficie externa porosa 32 y un elemento de calentamiento 36 fijo a la superficie externa 32 y a los contactos eléctricos 34. En este ejemplo, el calentador 30 comprende un único elemento de calentamiento 36 que se extiende entre los contactos eléctricos 34 y que tiene una disposición en zig-zag o serpentín. Sin embargo, ahora será evidente para un experto en la técnica que también pueden usarse otras disposiciones de calentador. Por ejemplo, el calentador puede comprender un único elemento de calentamiento en una forma de doble espiral, o seguir una trayectoria más compleja y tortuosa, o seguir una trayectoria esencialmente lineal. Igualmente, el calentador puede comprender una pluralidad de elementos de calentamiento, por ejemplo, una pluralidad de elementos de calentamiento esencialmente paralelos. Los contactos eléctricos 34 y el elemento calentador 36 se forman integralmente a partir de un material eléctricamente conductor que se ha depositado como un líquido directamente sobre la superficie externa porosa 32 y posteriormente se seca. Como la superficie externa 32 es porosa, el material eléctricamente conductor se difunde hacia dentro de la superficie externa 32 durante la deposición de manera que, cuando el material eléctricamente conductor se seca, el calentador 30 se fija de manera segura al material capilar 22. La difusión del material eléctricamente conductor en la superficie externa 32 aumenta además el área de contacto entre el elemento de calentamiento 36 y el material capilar 22, mejorando de esta manera la eficiencia de la transferencia de calor desde el elemento de calentamiento 36 al material capilar 22.

El calentador 30 está cubierto por una cubierta desmontable 26. La cubierta 26 comprende una lámina de plástico impermeable a los líquidos que se pega sobre la unidad de calentamiento, pero que puede despegarse fácilmente. Se proporciona una lengüeta en el lado de la cubierta 26 para permitir que un usuario agarre la cubierta cuando la quita. Ahora resultará evidente para un experto en la técnica que, aunque el pegado se describe como el método para asegurar la lámina de plástico impermeable, también pueden usarse otros métodos conocidos en la técnica, como el termosellado o la soldadura por ultrasonidos, siempre y cuando el consumidor pueda retirar fácilmente la cubierta 26.

Se entenderá que son posibles otros diseños de cartuchos. Por ejemplo, el material capilar con el cartucho puede comprender dos o más materiales capilares separados, o el cartucho puede comprender un tanque para contener un depósito de líquido libre.

Los filamentos calentadores del elemento calentador 36 quedan expuestos a través de la abertura 35 en el sustrato 34 de manera que el sustrato formador de aerosol vaporizado pueda escapar al flujo de aire pasando a la unidad de calentamiento.

Durante el uso, el cartucho 20 se coloca en el sistema generador de aerosol, y la unidad de calentamiento 30 se pone en contacto con una fuente de energía que se comprende en el sistema generador de aerosol. Se proporciona un circuito electrónico para alimentar el elemento calentador 36 y volatilizar el sustrato generador de aerosol. El sustrato formador de aerosol vaporizado puede entonces escapar al flujo de aire más allá del calentador 30.

En las Figuras 3A a 3E, se representan los primeros a quintos ejemplos de disposición del calentador eléctrico 30.

En el primer ejemplo, como se muestra en la Figura 3A, el calentador 30 comprende contactos eléctricos diametralmente opuestos 34 y un único elemento de calentamiento 36 que se conecta a los contactos eléctricos 34 y se extiende entre los contactos eléctricos 34 a lo largo de una trayectoria de serpenteo o zig-zag. En el segundo ejemplo, como se muestra en la Figura 3B, el calentador 30 comprende contactos eléctricos diametralmente opuestos 34 y un único elemento de calentamiento 36 que se conecta a los contactos eléctricos 34 y se extiende entre los contactos eléctricos 34 a lo largo de una doble trayectoria en espiral. En el tercer ejemplo, como se muestra en la Figura 3C, el calentador 30 comprende contactos eléctricos diametralmente opuestos 34 y un único elemento de calentamiento 36 conectado a los contactos eléctricos 34 y que se extiende entre los contactos eléctricos 34 a lo largo de una trayectoria tortuosa. En el cuarto ejemplo, como se muestra en la Figura 3D, el calentador 30 comprende contactos eléctricos diametralmente opuestos 34 y una pluralidad de elementos de calentamiento 36 conectados a los contactos eléctricos 34 y que se extienden entre los contactos eléctricos 34 a lo largo de trayectorias esencialmente paralelas. En el quinto ejemplo, como se muestra en la Figura 3E, el calentador 30 es esencialmente el mismo que el primer ejemplo de calentador como se representa en la Figura 3A, excepto que el área de sección transversal del elemento de calentamiento 36 varía a través de la superficie externa porosa 32 para variar el perfil de calentamiento del calentador 30 a través de la superficie externa porosa 32. En particular, el ancho del elemento de calentamiento 36 es más estrecho hacia la periferia de la superficie externa 32 y aumenta hacia el centro de la superficie externa porosa 32. Esto resulta en una reducción en la cantidad de calor generado por el elemento de calentamiento hacia el centro de la superficie externa porosa 32 y un aumento en la cantidad de calor generado por el elemento de calentamiento hacia la periferia de la superficie externa porosa 32 con relación a la disposición mostrada en la Figura 3A. Esto permite que el calentador eléctrico compense la pérdida de calor de la periferia de la superficie externa, por ejemplo, la pérdida de calor debido a la conducción térmica, y reduce la temperatura en el centro de la superficie externa porosa, lo que da como resultado una temperatura más uniforme a través de la superficie externa porosa, como se discute más abajo en relación con la Figura 4.

La Figura 4 es un gráfico de temperatura contra la distancia a través de la superficie externa del cuerpo capilar para cada una de las disposiciones de las Figuras 3A y 3E. La curva A ilustra la temperatura del primer calentador de ejemplo de la Figura 3A. La curva E ilustra la temperatura para el quinto calentador de ejemplo de la Figura 3E. Como se ilustra por la curva A, la temperatura de la superficie externa porosa mediante el uso del primer calentador de ejemplo es menor hacia su periferia y aumenta hacia su centro para formar un punto caliente en una región estrecha en el centro del elemento de calentamiento. Como se ilustra por la curva E, la temperatura de la superficie externa porosa mediante el uso del quinto calentador de ejemplo es mayor hacia su periferia que la de la superficie externa porosa mediante el uso del primer calentador de ejemplo. Adicionalmente, la temperatura en el centro de la superficie externa porosa es menor mediante el uso del quinto ejemplo de elemento de calentamiento, y se extiende a través de una región más ancha, como se ilustra por la curva E. Por lo tanto, el perfil de temperatura a través de la superficie externa porosa es más uniforme para el quinto calentador de ejemplo que para el primer calentador de ejemplo, particularmente en la región central.

Cuando el cartucho está ensamblado, el elemento de calentamiento 36 está en contacto directo con el material capilar 22, por lo que el sustrato formador de aerosol puede transportarse directamente al calentador. En ejemplos de la invención, el sustrato formador de aerosol entra en contacto con la mayor parte, si no toda, la superficie del elemento de calentamiento 36, de manera que la mayor parte del calor generado por la unidad de calentamiento pasa directamente al sustrato formador de aerosol. Por el contrario, en las unidades de calentamiento de bobina y mecha convencionales solamente una fracción pequeña del alambre calentador está en contacto con el sustrato formador de aerosol.

Durante el uso, la unidad de calentamiento funciona preferentemente por calentamiento resistivo, aunque también puede operar usando otros procesos de calentamiento adecuados, tales como calentamiento inductivo. Cuando la unidad de calentamiento funciona por resistencia, se hace pasar corriente a través del calentador bajo el control de los circuitos electrónicos de control 16, para calentar los filamentos dentro de un intervalo de temperatura conveniente. El elemento o elementos de calentamiento 36 tienen una resistencia eléctrica significativamente mayor que los contactos eléctricos 34 de manera que las altas temperaturas se localizan en el elemento de calentamiento. El sistema puede estar configurado para generar calor proporcionando corriente eléctrica al calentador en respuesta a una bocanada del usuario o puede estar configurado para generar calor continuamente mientras el dispositivo está en estado "encendido". Diferentes materiales para los elementos pueden ser adecuados para diferentes sistemas. Por ejemplo, en un sistema calentado continuamente, los materiales con una capacidad calorífica específica relativamente baja son adecuados y compatibles con el calentamiento de baja corriente. En un sistema accionado por bocanadas, en el que el calor se genera en ráfagas cortas utilizando impulsos de corriente elevados, pueden ser más adecuados los materiales que tengan una alta capacidad calorífica específica.

En un sistema accionado por bocanadas, el dispositivo puede incluir un sensor de bocanadas configurado para detectar cuándo un usuario ha aspirado aire a través de la porción de boquilla. El sensor de bocanadas (no ilustrado) está conectado a los circuitos electrónicos de control 16 y los circuitos electrónicos de control 16 están configurados para suministrar corriente al calentador 30 sólo cuando se determina que el usuario está tomando una bocanada en el dispositivo. Puede usarse cualquier sensor de flujo de aire como un sensor de bocanadas, tal como un micrófono.

En una posible modalidad, los cambios en la resistividad del al menos un elemento de calentamiento pueden usarse para detectar un cambio de temperatura. Esto puede usarse para regular la energía suministrada al calentador para garantizar que se mantiene dentro de un intervalo de temperatura deseado. Los cambios repentinos en la temperatura también pueden usarse como medio para detectar cambios en el flujo de aire más allá del elemento de calentamiento que son el resultado de una bocanada por parte del usuario en el sistema. Uno o varios de los elementos pueden ser sensores de temperatura dedicados y pueden estar formados por un material que tenga un coeficiente de resistencia a la temperatura adecuado para ese fin, como una aleación de hierro y aluminio, Ni-Cr, platino, tungsteno o aleación.

El flujo de aire a través de la porción de boquilla cuando se usa el sistema se ilustra en la Figura 1D. La porción de boquilla incluye deflectores internos 17, que están moldeados integralmente con las paredes externas de la porción de boquilla y garantizan que, a medida que el aire se extrae de las entradas 13 hacia la salida 15, fluye sobre el calentador 30 del cartucho en el que se está vaporizando el sustrato formador de aerosol. Cuando el aire pasa la unidad de calentamiento, el sustrato vaporizado se arrastra en el flujo de aire y se enfría para formar un aerosol antes de salir por la salida 15.

Aunque las modalidades descritas tienen cartuchos con alojamientos que tienen una sección transversal esencialmente circular, es por supuesto posible formar alojamientos de cartucho con otras formas, tal como una sección transversal rectangular o sección transversal triangular. Estas formas de alojamientos asegurarían una orientación deseada dentro de la cavidad con forma correspondiente, para asegurar la conexión eléctrica entre el dispositivo y el cartucho.

Otros diseños de cartucho que incorporan una unidad de calentamiento de acuerdo con esta descripción pueden concebirse ahora por una persona con conocimientos básicos en la técnica. Por ejemplo, el cartucho puede incluir una porción de boquilla y puede tener cualquier forma deseada. Además, un calentador de acuerdo con la descripción puede usarse en sistemas de otros tipos a los ya descritos, como humidificadores, ambientadores y otros sistemas generadores de aerosol.

Ejemplo 1

EpoTek (RTM) H20E, un pegamento conductor eléctrico de epoxi de carga plateada disponible de Epoxy Technology Inc. de Billerica Montana EE. UU., se dispensó manualmente mediante la punta de la aguja sobre un cuerpo capilar formado de Sterlitech GB140, un material capilar de fibra de vidrio disponible de Sterlitech Corporation de Kent Washington EE. UU., para formar el elemento de calentamiento y los contactos eléctricos del calentador. Para probar el calentador, se usó un suministro de energía programable Agilent N6705B para pasar una corriente eléctrica a través del calentador durante 3 segundos. La corriente se suministró a un voltaje de 3,55 V y con una energía de 4,3 W. Se usó una cámara infrarroja para registrar la temperatura de la superficie externa del cuerpo capilar durante la prueba.

Ejemplo 2

EpoTek (RTM) H20E, un pegamento conductor eléctrico de epoxi de carga plateada disponible de Epoxy Technology Inc. de Billerica Montana EE. UU., se dispensó manualmente mediante la punta de la aguja sobre un cuerpo capilar formado a partir de un material capilar cerámico poroso con un tamaño de poro de 20 micras y un 40­ 45 por ciento de porosidad, para formar el elemento de calentamiento y los contactos eléctricos del calentador. Para probar el calentador, se usó un suministro de energía programable Agilent N6705B para pasar una corriente eléctrica a través del calentador durante 3 segundos. La corriente se suministró a un voltaje de 3,55 V y con una energía de 4,3 W. La resistencia del calentador se midió a 2,3 ohmios. Se usó una cámara infrarroja para registrar la temperatura de la superficie externa del cuerpo capilar durante la prueba, que se encontró que alcanzaba su máximo a 185 grados centígrados.

Las modalidades ilustrativas descritas anteriormente ilustran, pero no son limitantes. En función de las modalidades ilustrativas descritas anteriormente, otras modalidades coherentes con las modalidades ilustrativas anteriores ahora serán evidentes para un experto en la técnica.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema generador de aerosol, que comprende:

un dispositivo generador de aerosol (10) que comprende una fuente de energía (14); y

un cartucho (20) acoplable de manera desmontable al dispositivo generador de aerosol (10), el cartucho (20) que comprende:

una porción de almacenamiento de líquido configurada para contener un sustrato líquido formador de aerosol; y

una unidad de calentamiento (30) que comprende:

un elemento de calentamiento eléctrico (36) configurado para calentar el sustrato líquido formador de aerosol para formar un aerosol; y

un cuerpo capilar (22) que tiene una superficie externa porosa y se configura para transportar el sustrato líquido formador de aerosol al elemento de calentamiento eléctrico (36), en donde el elemento de calentamiento eléctrico se fija e incorpora en una superficie de extremo porosa del cuerpo capilar (22);

el sistema generador de aerosol que comprende, además:

una porción de boquilla (12) que tiene una entrada de aire (13) y una salida de aire (15);

en donde un primer lado de la unidad de calentamiento (30) se dispone para recibir el sustrato líquido formador de aerosol y un canal de flujo de aire se dispone en un lado opuesto de la unidad de calentamiento (30) al primer lado y adyacente al elemento de calentamiento eléctrico (36), el canal de flujo de aire que define una primera trayectoria de flujo de aire que se extiende más allá del elemento de calentamiento eléctrico (36) y se configura para transmitir el aerosol,

en donde una segunda trayectoria de flujo de aire se extiende desde la entrada de aire (13) hacia la unidad de calentamiento (30) en una primera dirección, y una tercera trayectoria de flujo de aire se extiende desde la unidad de calentamiento (30) hacia la salida de aire (15), en una segunda dirección, en donde la primera dirección es opuesta a la segunda dirección,

en donde la primera trayectoria de flujo de aire proporciona una conexión de fluido entre la segunda trayectoria de flujo de aire y la tercera trayectoria de flujo de aire, y

en donde la fuente de energía (14) del dispositivo generador de aerosol se configura para suministrar energía a la unidad de calentamiento (30).

2. Un sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 1, en donde el elemento de calentamiento eléctrico (36) se extiende a lo largo de la superficie de extremo porosa en forma de serpentina.

3. Un sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde el cuerpo capilar (22) comprende cerámica.

4. Un sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la superficie de extremo porosa en la que se coloca el elemento de calentamiento eléctrico (36) es esencialmente plana.

5. Un sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la unidad de calentamiento (30) comprende además dos contactos eléctricos (34) conectados al elemento de calentamiento eléctrico (36), los contactos eléctricos (34) se disponen en lados opuestos de la superficie de extremo porosa, de manera que el elemento de calentamiento eléctrico (36) se extiende entre los contactos eléctricos (34) y forma una conexión eléctrica entre ellos.

6. Un sistema generador de aerosol de conformidad con la reivindicación 5, en donde los contactos eléctricos (34) son integrales con el elemento de calentamiento eléctrico (36).

7. Un sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la unidad de calentamiento (30) es esencialmente plana.

8. Un sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el elemento de calentamiento eléctrico (36) comprende un filamento que tiene una sección transversal esencialmente plana.

9. Un sistema generador de aerosol de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el elemento de calentamiento eléctrico (36) comprende material eléctricamente conductor impreso sobre la superficie de extremo porosa del cuerpo capilar (22).

10. Un sistema generador de aerosol de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el dispositivo generador de aerosol (10) comprende una cavidad (18) para recibir el cartucho.

11. Un cartucho para un sistema generador de aerosol, el cartucho que comprende:

una porción de boquilla (12) que tiene una entrada de aire (13) y una salida de aire (15);

una porción de almacenamiento de líquido configurada para contener un sustrato líquido formador de aerosol; y

una unidad de calentamiento (30) que comprende:

un elemento de calentamiento eléctrico (36) configurado para calentar el sustrato líquido formador de aerosol para formar un aerosol; y

un cuerpo capilar (22) que tiene una superficie externa porosa y que se configura para transportar el sustrato líquido formador de aerosol al elemento de calentamiento eléctrico (36), el elemento de calentamiento eléctrico (36) se fija e incorpora en una superficie de extremo porosa del cuerpo capilar (22),

en donde la porción de almacenamiento de líquido se dispone en un primer lado de la unidad de calentamiento (30) y un canal de flujo de aire se dispone en un lado opuesto de la unidad de calentamiento (30) al primer lado y adyacente al elemento de calentamiento eléctrico (36), el canal de flujo de aire que define una primera trayectoria de flujo de aire que se extiende más allá del elemento de calentamiento eléctrico (36) y se configura para transportar el aerosol;

en donde una segunda trayectoria de flujo de aire se extiende desde la entrada de aire (13) hacia la unidad de calentamiento (30) en una primera dirección, y una tercera trayectoria de flujo de aire se extiende desde la unidad de calentamiento (30) hacia la salida de aire (15), en una segunda dirección, en donde la primera dirección es opuesta a la segunda dirección; y

en donde la primera trayectoria de flujo de aire proporciona una conexión de fluido entre la segunda trayectoria de flujo de aire y la tercera trayectoria de flujo de aire.