CN106170216B - 用于电子吸烟装置的胶囊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电子吸烟装置(1)的胶囊(6)，其中电子雾化器雾化用的液体容纳在由端壁(51)、侧壁(50)和可刺穿膜(34)封闭的空腔内。所述侧壁(50)的邻近所述空腔的内表面(52)上设有一个以上的槽(54)。当所述可刺穿膜(34)被刺穿时，所述一个以上的槽(54)用于提供邻近所述侧壁(50)的空气通道，从而随着所述液体经由所述可刺穿膜(34)中的穿孔离开所述空腔来促进空气进入所述空腔中。

Description

用于电子吸烟装置的胶囊
技术领域
本发明涉及一种用于电子吸烟装置的胶囊以及包括电子吸烟装置和这种胶囊的系统。
背景技术
例如，设计作为电子烟的电子吸烟装置一般包括容纳电源(通常是可充电电池)的细长外壳、适于将从安装在电子烟上的胶囊供应的液体雾化的可电激活的雾化器以及控制电子元件(例如，按钮或感测使用者的抽吸的传感器形式的开关)和相关电路。开关的致动(例如通过按压按钮或在烟嘴处检测到使用者的抽吸时)使得雾化器中的加热器通电一定时间，从而将雾化器区域内的液体雾化。这里和下文中，雾化器的动作称为“雾化”，相关的产物称为“烟雾”，不论组成如何，可能含有气体和烟成分。
EP 2 443 946 Al公开了一种电子烟和含有将要被雾化器雾化的液体的胶囊。胶囊包括一端由可刺穿膜密封的壳体。为了将胶囊安装到电子烟上，将胶囊插入软套管烟嘴中且与容纳雾化器的管子的端部连接。当安装时，设置在金属导芯的端部的尖状物刺穿膜，然后胶囊的液体由导芯引导至雾化器。当雾化器被激活时，产生烟雾，然后烟雾穿过设置在胶囊的外表面上的一些通道，从而到达可以经由烟嘴由使用者吸入的端部开口。
如果胶囊内所含的液体要从胶囊中流出，那么需要进行环境空气和液体的交换。这意味着，随着液体离开胶囊，空气不得不进入胶囊以避免形成会阻止液体流动的真空。通常，胶囊包括由塑料材料制成的注射成型的壳体。液体的配方规定了如液体的粘度以及内聚力和相对于壳体的粘附力等参数。取决于这些参数，如果气泡不能移走液体且没有额外的空气进入胶囊，那么由于所产生的压力条件，液体从胶囊的流出可能会停止。在这种情况下，例如，需要通过摇动等外力来使系统恢复原状，这对使用者来说一般是不方便的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电子吸烟装置的胶囊，其可靠地输送液体而不会出现由于与空气交换相关的问题所导致的流动中断。
这个目的由下文中限定的用于电子吸烟装置的胶囊来实现。本发明还涉及一种包括相关的胶囊和电子吸烟装置的系统。在下文中限定了本发明的有利变体。
根据本发明实施方案的胶囊适用于电子吸烟装置并且包括壳体。所述壳体包括限定用于容纳液体的空腔的侧壁。所述空腔一端的开口端由可刺穿膜封闭。当所述膜被刺穿时，所述壳体的这个开口端充当容纳在所述壳体内的液体可以通过其从空腔离开的接入口。
根据本发明，限定所述空腔的所述侧壁的内表面上设有至少一个槽。
优选地，所述胶囊具有纵轴，其中所述至少一个槽一般在所述侧壁的至少部分长度内在纵向方向上延伸。
由于胶囊的壳体的内表面不光滑，即，其中在壳体的内表面中设有一个以上的槽，所以壳体的内表面的表面积增大了。于是，槽和壳体的尺寸和构造可以是这样的，即，使得容纳在壳体内的高粘度液体不润湿壳体的内表面且不填充槽。以这种方式，所述槽用于形成一种基本上没有液体的空气通道，从而促进胶囊的空气流通以及液体和空气的交换。这改善了液体流动并且有助于连续的液体供应。进一步改善的空气流通减小了容纳在胶囊中的液体的很大一部分由于与液体/空气交换相关的问题而留在胶囊中的可能性。
至少一个槽的配置有许多可能性。如上面已经提到的，纵向配置的槽可以以有利的方式将空气从接入口引导至胶囊的内部。一般的例子是多于一个的槽对称配置。通常，槽的数量、长度、宽度、深度和形状可以改变。优选地，设置有至少三个槽。所述槽的截面形状的例子是三角形、四边形或大致半圆形。槽的截面形状可以沿着槽的长度变化。槽的尖锐边缘可以是有利的，因为在那种情况下，未润湿壳体的内表面的液体趋向于以更加明显的方式被拦在槽的区域之外。取决于壳体的材料和容纳在壳体中的液体的性质，本领域技术人员可以以适宜的方式来设计设置在内表面中的槽。
当通过注射成型来制造胶囊的壳体时，槽可以由专用形成的模具芯来提供。
槽的效果将取决于壳体的材料和容纳在胶囊中的液体的性质。在本发明有利的实施方案中，所述壳体包含疏水性材料(例如，聚烯烃或PTFE，优选聚丙烯)。液体包含用于产生烟雾的液体。通常，这种用于产生烟雾的液体是亲水性的。它们可以包含诸如水和多元醇(特别是丙三醇和/或丙二醇)等成分。通常，液体含有0％～20％(更优选0％～10％，最优选2％～7％)的水和多元醇(例如，丙三醇(优选0％～70％，更优选10％～50％，最优选15％～25％)和/或丙二醇(优选50％～95％，更优选60％～90％，最优选70％～80％))。所有的百分比都按重量计，与液体的总重量有关。
从多元醇的氢键产生的内聚力比与聚丙烯的疏水性甲基之间的粘附力(例如，范德华力)更强。因此，对应的液体/固体表面张力产生显著的液体曲率，而不是润湿壳体表面。换句话说，在槽附近，液体不会趋向于进入槽，从而使得槽能够在胶囊内提供空气通道。
通常，所述液体的粘度为20mm2/s～200mm2/s，优选为40mm2/s～100mm2/s，最优选为55mm2/s～75mm2/s。
所述胶囊的壳体可以包括在其外表面上并沿着其至少部分外周的台阶，所述台阶由在所述台阶两侧不同的所述壳体的截面形状形成。当将胶囊插入设置在电子吸烟装置上用于安装胶囊的接口中时，这种台阶可以充当止动件。
根据本发明的系统包括如前面所说明的胶囊和电子吸烟装置。所述电子吸烟装置包括外壳、电源(该术语还涵盖用于容纳和/或连接如电池或可充电电池等电源的装置)、适于将从所述胶囊供应的液体雾化的可电加热的雾化器、适于将所述胶囊安装在所述电子吸烟装置上的接口以及控制电子元件。
在系统有利的实施方案中，胶囊的开口端由可刺穿膜密封，并且所述电子吸烟装置包括导芯状传导元件，所述导芯状传导元件具有设有刺穿用尖端的自由端。所述导芯状传导元件适于在所述胶囊的膜被所述刺穿用尖端刺穿之后，将来自所述胶囊的液体流动引导至所述雾化器，用来与空气进行交换。由于如上所述的胶囊的设计，空气可以进入胶囊的内部，并且与经由导芯状传导元件从胶囊传输到雾化器的液体进行交换。由于进入胶囊中的空气使胶囊内部的压力均衡，所以保持了液体的连续流动(主要通过雾化器的条件来驱动，该条件相应地由使用者的需求决定)。通常，抽吸检测器感测使用者在电子烟的烟嘴处吸入时所形成的真空，这使得控制电子元件激活雾化器的加热器，从而将雾化器区域内的液体雾化。以这种方式形成的烟雾被使用者吸入，然后使得新鲜的液体从胶囊流到雾化器中。
例如，电子吸烟装置可以像如EP 2 443 946Al或WO 2013/113174Al中所描述的常规电子吸烟装置那样来设计。
附图说明
在下文中，通过实施方案进一步说明了本发明。在附图中，
图1是根据本发明系统的实施方案的示意性纵断面图，其示出了电子吸烟装置和安装在其中的胶囊的一部分，
图2是胶囊的示意性纵断面图，
图3是胶囊的壳体的示意性纵视图，
图4是从壳体的开口端看到的壳体的端视图，和
图5是壳体的三维视图。
具体实施方式
图1示出了电子吸烟装置的实施方案的示意性纵断面图。由附图标记1表示的电子吸烟装置包括外壳，在本实施方案中，外壳包括称为雾化器部2的部分和称为电池部3的部分的两个部分。与雾化器部2连接的端盖4包围含有液体的胶囊6。胶囊6(将通过图2～5更详细地说明)通过远离吸烟装置1的雾化器部2延伸的圆筒状管子8保持在适当位置。
外壳的电池部3未详细示出。它容纳作为电源的可充电电池和用于控制电子吸烟装置1的控制电子元件，控制电子元件包括抽吸传感器，该抽吸传感器检测使用者在端盖4处的吸入，这使得控制电子元件关闭电子电路，从而将电流供给到配置在外壳的雾化器部2中的可加热的雾化器。为了提供机械支撑和电接触，阴螺纹10和与其隔离开的杆12配置在图1所示的电池部3的端部区域中。阴螺纹10与电池的接地端连接，杆12与控制电子元件连接，该控制电子元件充当需要时(即，当检测到抽吸时)向杆12供电的开关。
外壳的雾化器部2的端部包括用于提供与接地端的连接的阳螺纹14和当将阳螺纹14旋进阴螺纹10中时抵住杆12的另一个杆16，参照图1。
在本实施方案中，雾化器包括由陶瓷制成的圆柱状支撑件20，其保持住由不锈钢制成的支架22。支撑件20和支架22被配置的金属丝(例如，充当导芯24的镍丝结构)包围。例如，支撑件20的内部空间和导芯材料可以通过由镍铬合金制成的加热丝26来加热。
胶囊6包括具有由可刺穿膜34密封的开口端32和封闭端36的壳体30。在本实施方案中，壳体30和壳体30的封闭端36通过由聚丙烯材料注射成型形成为单件。膜34包括热密封到壳体30上的铝膜。在本实施方案中，形成烟雾的液体(参见下文)容纳在由壳体30和可刺穿膜34封闭的空腔内，并且在空腔中不含有用于吸收液体的如棉花等海绵状材料的情况下，液体在空腔内自由流动。
当将壳体30插入管子8中时，安装在支架22端部的刺穿用的尖状物(在图中未示出)刺穿膜34，并且导芯24进入胶囊6的内部。当导芯24进入胶囊6的内部时，胶囊6中所含的液体通过毛细作用从胶囊6内导出并供应到雾化器，在那里将其分布在绕着支撑件20的导芯材料中。以这种方式，液体能够容易通过加热丝26加热，以被雾化并形成烟雾。
在本实施方案中，参照图2中所示的示意性纵断面图，胶囊6的壳体30由三部分构成，即，包括壳体30的封闭端36的端部40、中央部42和邻近壳体30的开口端32的圆筒部44。
在其端部40中，本实施方案中的壳体30具有三角形截面形状(垂直于其纵轴)。在壳体30的中央部42中，截面形状也大致呈三角形，但是与端部40的截面有点不同。以这种方式，在端部40与中央部42相接的区域中形成有一些台阶46。这些台阶46用作止动件，当将胶囊6插入管子8中时这些台阶紧靠在管子8的端面上，参照图1。在图1的示意性图示中，没有正确显示出胶囊6的三角形对称。然而，这种对称性从图4中可以很明显地看出。
图3示出了壳体30的示意性纵视图。壳体30包括侧壁50和在封闭端36处的端壁51。图3还显示出了侧壁50的部分内表面(由52标示)。内表面52设有纵向延伸的槽54。如图4和图5所示，槽54(在本实施方案中，总共六个)对称地配置并且具有大致三角形截面形状。在壳体30的端壁51处，槽54通过一般环形的槽56(也具有大致三角形截面形状)相互连接。槽54没有一直延伸到壳体30的开口端32，从而在此区域中留下平滑区域58。
在本实施方案中，壳体30的外部长度为约23mm。外部长度的优选值为20mm～26mm或22mm～24mm。壳体30的内径为约3.4mm或略小；它可以有所变化。内径的优选值为2.5mm～4.0mm或3.0mm～3.5mm。壳体30的侧壁50的厚度是不恒定的，并且在0.8mm～1.6mm之间变化。侧壁的厚度的优选值为0.5mm～2.0mm。端壁51的厚度与侧壁50的厚度相当。一般地，壳体30的其他尺寸也是可以想到的。
此外，在本实施方案中，槽54的长度为10mm～15mm，深度(相对于侧壁50垂直测量的)为0.2mm～0.5mm，以及宽度为0.3mm～0.5mm。因此，槽54在壳体30的内部长度的约40％～80％内延伸。槽54的深度和宽度可以沿着给定槽54的长度变化。一般地，槽54的其他尺寸也是可以想到的。
在本实施方案中，胶囊6中的液体含有2％～7％的水、15％～25％的丙三醇和70％～80％的丙二醇。百分比按重量计，与液体的总重量有关。也可以含有如香料等其他成分。例如，液体的粘度为55mm2/s～75mm2/s。这种液体为亲水性的并且具有相当高的粘度。
如已经提到的，在该实施方案中，壳体30由疏水性的聚丙烯材料制成。因此，胶囊6中的亲水性液体不会润湿侧壁50的内表面52。对应的液体/固体表面张力在槽54、56附近产生显著的液体曲率，使得液体一般不会填满槽54、56。在膜34被刺破之后，当通过导芯24将液体从胶囊6导出时，槽充当分配胶囊6内的空气和促进卸压的空气通道。
在此实施方案中，槽54、56未延伸到邻近刺穿的膜34的平滑区域58中。由于平滑区域邻近刺穿的膜34，所以空气进入胶囊6的这个部分是比较容易的，从而平滑区域58中没有槽不是关键的，因此槽54、56没有必要延伸到这个区域中。由于由槽54、56形成的空气通道提供的卸压，而极大地促进了液体从胶囊6通畅和连续的流出。
当使用电子吸烟装置1时，消费者(使用者)将端盖4从外壳的雾化器部2移除，并且将新鲜的胶囊6插入到管子8中，使得安装在支架22上的尖状物刺穿膜34。在这种状态下，胶囊6通过支架22(包括导芯24的材料)和剩下的膜34之间的摩擦力固定。然后，导芯24将胶囊6的液体内容物分配到雾化器的区域中，从而当控制电子元件致动加热丝26时，液体内容物可以被雾化。与管子8的圆形截面相比，胶囊6的三角形截面确保了在壳体30的中央部42和管子8的内表面之间提供一些自由空间。参照图1，由于端盖4不接触胶囊6，所以在端盖4内设置有另一个自由空间64。因此，当导芯24内的液体被雾化器雾化并产生烟雾时，烟雾可以被在端盖4处吮吸的使用者吸入。
在它的端部区域中，端盖4被设计为具有吸入孔(未在图1中示出)的烟嘴70。上述抽吸检测器感测消费者在该吸入孔的吸入，这启动前述加热步骤。端盖4包括与设置在外壳的雾化器部2上的凹部74配合的弹性突起72，其以可拆卸的方式保持端盖4。当胶囊6是空的时，消费者可以卸下端盖4，并将胶囊6从管子8上移除。

Claims (20)

1.一种用于电子吸烟装置的胶囊，所述胶囊(6)包括：
具有远离端壁(51)延伸的侧壁(50)的壳体(30)，所述侧壁(50)和所述端壁(51)限定在一端(32)开口的空腔；
封闭由所述端壁(51)和所述侧壁(50)限定的空腔的开口端(32)的可刺穿膜(34)；和
容纳在由所述壳体(30)和所述可刺穿膜(34)限定的空腔内的液体，
其特征在于，所述壳体(30)的侧壁(50)的邻近所述空腔的内表面(52)上设有一个以上的槽(54)，其中当所述可刺穿膜(34)被刺穿时，所述一个以上的槽(54)用于提供邻近所述壳体(30)的侧壁(50)的空气通道，从而随着所述液体经由所述可刺穿膜(34)中的穿孔离开所述空腔来促进空气进入所述空腔中。
2.根据权利要求1所述的胶囊，其中所述胶囊(6)具有在所述壳体(30)的端壁(51)和所述可刺穿膜(34)之间延伸的纵向范围，并且所述一个以上的槽(54)一般在所述侧壁(50)的至少部分长度内在纵向方向上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中所述一个以上的槽(54)在所述侧壁(50)的内表面(52)上对称配置地设置。
4.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中所述一个以上的槽(54)包括至少三个槽。
5.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中所述一个以上的槽(54)的截面形状沿着其至少部分长度呈选自以下的截面形状：三角形、四边形、大致半圆形。
6.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中所述壳体(30)包含疏水性材料。
7.根据权利要求6所述的胶囊，其中所述壳体(30)包含选自以下的材料：聚丙烯、聚乙烯。
8.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中容纳在由所述壳体(30)和所述可刺穿膜(34)限定的空腔内的液体是亲水性液体。
9.根据权利要求8所述的胶囊，其中容纳在由所述壳体(30)和所述可刺穿膜(34)限定的空腔内的液体含有包括在以下组中的至少一种成分：水、多元醇、丙三醇、丙二醇。
10.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中容纳在由所述壳体(30)和所述可刺穿膜(34)限定的空腔内的液体的粘度为20mm2/s～200mm2/s。
11.根据权利要求10所述的胶囊，其中容纳在由所述壳体(30)和所述可刺穿膜(34)限定的空腔内的液体的粘度为40mm2/s～100mm2/s。
12.根据权利要求10所述的胶囊，其中容纳在由所述壳体(30)和所述可刺穿膜(34)限定的空腔内的液体的粘度为55mm2/s～75mm2/s。
13.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中所述壳体(30)包括在其外表面上并沿着其至少部分外周的台阶(46)，其中所述壳体(30)的截面形状在所述台阶(46)的两侧不同。
14.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中所述胶囊(6)的外部长度为20mm～26mm，所述壳体(30)的内径为2.5mm～4.0mm，以及所述壳体(30)的侧壁(50)的厚度为0.5mm～2.0mm。
15.根据权利要求14所述的胶囊，其中所述胶囊(6)的外部长度为22mm～24mm。
16.根据权利要求14所述的胶囊，其中所述壳体(30)的内径为3.0mm～3.5mm。
17.根据权利要求14所述的胶囊，其中所述壳体(30)的侧壁(50)的厚度为0.8mm～1.6mm。
18.根据权利要求1或2所述的胶囊，其中所述一个以上的槽(54)中的至少一个的长度为10mm～15mm，深度为0.2mm～0.5mm，以及宽度为0.3mm～0.5mm。
19.一种系统，包括：
根据权利要求1～18中任一项所述的胶囊(6)；和
电子吸烟装置(1)，所述电子吸烟装置包括：外壳(2，3)、电源、适于将从所述胶囊(6)供应的液体雾化的可电加热的雾化器(20、22、24、26)、适于将所述胶囊(6)安装在所述电子吸烟装置(1)上的接口(8)以及控制电子元件。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述电子吸烟装置(1)包括导芯状传导元件(24)，所述导芯状传导元件具有设有刺穿用尖端的自由端，并且适于在所述胶囊(6)的膜(34)被所述刺穿用尖端刺穿之后将液体从所述胶囊(6)供给到所述雾化器(20、22、24、26)。
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