CN107205496A - 浮质引导装置及包括所述浮质引导装置的浮质发生系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种浮质发生系统，该系统包括：浮质发生装置；浮质递送装置；以及浮质引导装置。浮质引导装置(1)包括具有进气口(11)和出气口(12)的室(10)，且浮质递送装置构造为在其最窄部分(13)处使浮质在使用时从浮质发生装置被引入室中，并且气流路径被限定为从进气口到出气口，以便将浮质传递到出气口。还提供一种在浮质发生系统中使用的浮质引导装置，该装置包括：室，具有进气口和出气口。浮质在使用时在其最窄部分处从浮质发生装置被引入室中，且气流路径被限定为从进气口到出气口以便将浮质输送至出气口。

Description

浮质引导装置及包括所述浮质引导装置的浮质发生系统
技术领域
本发明涉及一种浮质引导装置以及包含所述浮质引导装置的浮质发生系统。更具体地，其涉及一种用于控制和改变在浮质发生系统(如电子烟)中使用的气流的浮质引导装置。
背景技术
浮质发生系统(如电子烟)在所属领域中变得越来越众所周知。这些电子烟的工作原理通常集中于在不燃烧材料的情况下向用户提供经调味的蒸汽。一些已知设备包括毛细芯部(capillary wick)和线圈加热器，用户可以在设备的衔口(mouthpiece)上抽吸来激活，或者例如通过致动设备上的按钮来激活。这接通激活加热器的电池电源，该加热器使液体或固体材料汽化。衔口上的抽吸还导致空气经过一个或多个进气口且经由毛细芯部朝向衔口被吸入设备，并且在毛细芯部附近产生的蒸汽与来自进气口的空气混合且作为浮质送向衔口。
浮质发生系统(如电子烟)的设计中的一个重要因素是系统内气流的调节，这影响递送到用户的浮质的质量和数量。浮质的颗粒大小也是一个主要的考虑因素，并且浮质的最佳颗粒大小可以确定所述浮质到肺部的最佳传递；直径大于例如1.0微米的浮质颗粒可以在它们到达肺部之前被困住或被阻碍，直径小于例如1.0微米的浮质颗粒可以被更有效地递送到肺部。
为了解决上述问题已经作出了一些尝试。例如，通过EP2319334A1的设备，可以通过改变毛细芯部上游的气流路径的横截面区域以便利用文丘里效应来在设备内控制气流速度。流经收缩截面的气流的速度增加，从而满足连续性的原理，而其压力必须降低以使机械能量守恒。同样地，流经较宽截面的气流的速度必须相反地降低，而其压力增加。
然而，试图控制气流速度的已知设备的问题在于由于例如制造公差产生的系统内的不一致性、或者由于例如用户的抽吸不同等外部因素产生的不一致性可能导致在浮质发生系统内的合成气流随之发生变化。例如，电子烟的现有模式的汽化室中的压降有时在40mmWC与250mmWC之间广泛变化，更普遍地在100mmWC与125mmWC之间变化。此外，相同模式的电子烟所使用的汽化室中实现的压降时常具有明显的不一致性。另一问题在于，如果这些不一致性出现在电子烟的特定设计中，则几乎不可能更改该设计来进一步改变气流，进而导致整个系统缺乏适应性。
由于现有浮质发生系统内压降的不一致性，因此有可能的是，当用户在衔口上进行抽吸动作时，没有待汽化的液体材料或固体材料可以存在于芯部上。这导致称为“干喷(dry puffing)”的不良效果，其中毛细芯部经加热器燃烧且用户体验到烧焦的味道。在其它情况下，在毛细芯部上可能存在太多液体材料或固体材料，在此情况下，加热器不能使所有的所述材料汽化，进而导致系统效率低。
发明内容
本发明试图提供一种克服上述问题的浮质(aerosol)发生系统，如电子烟，其包括用于改变和调节浮质发生系统内的气流的灵活且经改进的装置。
本发明人已认识到，需要更大程度的灵活性和控制来提高浮质发生系统(如电子烟)的吸烟体验。
因此，从本发明的一个方案来看，提供了一种浮质发生系统，该系统包括：浮质发生装置；浮质递送装置；以及浮质引导装置，其中浮质引导装置包括具有进气口和出气口的室，浮质递送装置被构造为：浮质在使用时在其最窄部分从浮质发生装置被引入室中，且其中气流路径被限定为从进气口到出气口，以便将浮质传递到出气口。
在使用时，当系统被激活时，浮质发生装置汽化液体材料而形成过饱和的蒸汽(或者在固体材料的情况下，浮质发生装置引起升华作用而从固体材料形成过饱和的蒸汽)，该过饱和的蒸汽与来自至少一个进气口的空气混合并冷凝形成浮质，浮质经由浮质递送装置被传递到浮质引导装置的室。通过用户的嘴进行的抽吸动作，浮质被输送向浮质引导装置的室的出气口，使气流路径被限定为沿从室的上游部到室的下游部的方向从室的进气口到出气口。
在本发明中，术语“浮质发生装置”应该被理解为表示任何可发生浮质的装置。例如，浮质发生装置可以包括加热器、或者加热器和芯部组件，将在下文中描述。在另一示例中，浮质发生装置可以包括：压降控制装置，用以降低液体的沸点或固体的升华点，例如借助室的形状。在再一示例中，浮质发生装置可以包括浮质喷射系统、喷雾器(nebuliser)、电喷射装置和/或振动孔式浮质发生器(仅列举一些)。
在本发明中，术语“浮质递送装置”应该被理解为表示任何用以实现通过浮质发生装置发生的浮质在使用时被送至室的装置。例如，浮质递送装置可以包括例如穿过室的壁的至少一个穿孔，用以接收芯部以使浮质在使用时产生于(且被送至)室的最窄部分处。在该实例中，浮质发生装置可包括用于加热芯部的末端的加热器。另外或替代性地，浮质递送装置可以包括：管，用以将浮质在使用时从浮质发生装置引导到室中且朝向室，其中浮质发生装置位于室的外部。替代性地，浮质递送装置可以包括：导向装置，用以在浮质发生装置在使用时位于室内的情况下，将浮质引导向室的最窄部分。这样的导向装置可包括例如被包含在室中的管的部件，该部件将浮质引导向室的最窄部分。这样的引导装置可额外或替代地简单包括一装置，以设置浮质发生装置的方位，使得例如使用定位装置将浮质引导为朝向室的最窄部分。
根据本发明的浮质发生系统(可以是电子烟)提供了多个优点。明显的是，浮质通过浮质递送装置在室的最窄部分处被引入浮质引导装置，此处低压的区域作为真空效果的结果而存在。在待汽化的材料为液体的情况下，在室的最窄部分处的低压的区域将液体吸入且同时室的最窄部分的构型借助文丘里效应增加气流速度。在被汽化(或被升华)的固体材料的情况下，浮质递送装置可以被构造为使所述固体材料靠近室的最窄部分且靠近浮质发生装置定位，以使固体材料被汽化(或被升华)并被递送到所使用的室的最窄部分、气流速度借助文丘里效应增加的位置。在一些优选示例中，浮质可以在使用时被生成于室的最窄部分处。
借助本发明，室的最窄部分也是气流通过浮质引导装置最快的位置。通过控制室的最窄部分的大小和构型，气流速度和气流方向均被调节，所得浮质中的颗粒大小被控制且特别地相对于已知装置有所减小。而且，使用时的空气在气流路径中的流动得越快，则越多的浮质在每次喷出时可以被递送到用户，因此导致更有效的浮质递送机制且同时提升了系统的效率和用户的吸烟体验。
在待汽化的材料是液体的情况下，液体可以被存储在位于浮质引导装置的室的内部或外部的储液器(liquid reservoir)中。在下文中将会更详细地描述这种储液器的构型。待汽化的液体可以具有适于在本发明的浮质发生系统中使用的物理性质，例如，它可以具有适于使所述液体在室的最窄部分处汽化的沸点。如果液体的沸点很高，则浮质发生装置将不能汽化所述液体。如果液体的沸点很低，则液体可能甚至在浮质发生装置被激活之前被汽化。
待汽化的液体材料的使用与浮质在室的最窄部分处的递送相结合是特别有利的。例如，在最窄位置处降低的气压的区域使这种液体的沸点下降，因而使装置更有效并节省电能。因此，室的最窄部分可以由于其形状而成为浮质发生装置。另外，在室的最窄部分处降低的压力作用为从储液器朝向室的最窄部分抽出液体，产生更好的喷射对喷射(puff-to-puff)的一致性并确保总是有足够的待汽化液体，这消除了干喷的问题。这还使流经浮质发生系统的浮质的流速增加，从而将通过增加每次喷射时的浮质发生量来提高用户体验。
液体材料优选地包括烟草或含烟草的香料。此外，或替代性地，液体材料可以包括不含烟草的香料。液体还可以包括甘油(glycerine，丙三醇)或乙二醇衍生物、或者它们的混合物。
优选地，浮质引导装置的室可以包括收缩部，使室的上游部被限定在进气口与收缩部之间，以及使室的下游部被限定在收缩部与出气口之间。所述收缩部可以是室的最窄部分。
优选地，室的上游部和室的下游部可以分别从进气口和出气口朝向收缩部锥化。室的锥化有利地提供了沿气流路径的压差的改进控制。特别地，锥化部的逐渐倾斜降低室中的阻力(drag)且进而以控制的方式调节气流。
优选地，室的上游部的锥化角度可以大于室的下游部的锥化角度和/或室的上游部的长度可以小于室的下游部的长度。
替代性地，浮质引导装置的室可以包括上游部，上游部从进气口向内锥化。此外，或替代性地，浮质引导装置的室可以包括下游部，下游部从出气口向内锥化。
在每个包括锥化的本发明的示例中，室的上游部的锥化角度可以相对于室的纵轴线在20与40度之间，更优选地在25与35度之间，以及再更优选地为30度。另外，室的下游部的锥化角度可以相对于室的纵轴线在3与7度之间，更优选地在4与6度之间，以及再更优选地为5度。这些特殊的锥化角度已通过本发明来确定，以提供室中气流流速的最佳增量，同时在使用时维持横跨浮质引导装置的室的适当压差。
浮质引导装置的典型优选尺寸可以为长度在14与15毫米之间，最宽部分处的直径为10到15毫米以及最窄部分处的直径为1到5毫米，其中上游部的长度可以在8与10毫米之间，以及下游部的长度可以在30与40毫米之间。在特定示例中，浮质引导装置的全长可以为46.5毫米，其最宽部分处的直径可以为13.5毫米，其最窄部分处的直径可以为2毫米，上游部的长度可以为9.25毫米，以及下游部的长度可以为37.25毫米。浮质引导装置的这些特殊尺寸优选地使其合适地落在浮质引导系统内，以使气流可以通过该装置调节和优化。
在另一示例中，浮质引导装置的室可以包括至少两个收缩部。所述至少两个收缩部可以具有相同的大小、长度和/或形状。至少两个收缩部具有相同的大小，则所述至少两个收缩部的其中两个或每个可以代表室的最窄部分。替代性地，至少两个收缩部可以为不同的大小、长度和/或形状。
优选地，浮质引导装置包括圆形截面形状。从正交于截面区域的平面来看，室的圆形或任何其它形状的截面区域的直径可以横跨所述室的长度减小或增大，以及室的最窄部分与最小的截面区域有关。
在一个示例中，浮质引导装置的室的进气口和出气口可以具有相同的尺寸。在另一示例中，浮质引导装置的室的进气口和出气口可以具有不同的尺寸。进气口和出气口的相对尺寸(以及室的上游部和下游部的相对锥化)可以被选定为提供用以控制横跨室和/或浮质引导装置的室的进气口与出气口之间的压差的压力控制装置。特别地，进气口和出气口的相对尺寸还可以影响室内的气流速度和强度。如果室的进气口和出气口的尺寸相等，则所述进气口与所述出气口之间的压差可以为零。然而，如果进气口具有大于出气口的尺寸，则横跨浮质引导装置的室可以具有一总压降。另一方面，如果进气口具有小于出气口的尺寸，则横跨浮质引导装置的室可以存在一总压力增量。
浮质引导装置的室的形状还可以提供另一压力控制装置。例如，室的壁的锥化可以提供另一压力控制装置(除了由室的进气口和出气口的相对尺寸提供的之外)。例如，室的锥形壁的逐渐倾斜可以作用于降低阻力，因此使横跨室的特殊截面的压力均匀。
优选地，压力控制装置可以被构造为提供使用时在75与110mmWC之间的横跨室的压差。压差可以优选地为压降。横跨室的压降的这个范围为横跨传统香烟的长度的压降。
浮质引导装置优选地包括隔热材料，例如塑料。当然，其它隔热材料可以被考虑，特别是根据由浮质发生装置将产生的浮质的性质，并且这样的材料对于本领域技术人员来说是已知的。这种材料的一个优势是使浮质引导装置内的热量损失降低，以使浮质生成系统的热效率可以被提升。当浮质发生装置包括加热器时这是特别重要的。
浮质引导装置的室的内部可呈肋状。这样的构型可以有利地降低沿室的壁的空气的鞘流量(amount of sheath flow)，因而提升了系统的效率。
浮质引导装置的室可以优选地使用3D打印技术制造。室还可以优选地包括单个本体元件，其作用为降低部件之间的可变性。单个元件的使用还避免了组装多个部件的需要，因而增加了装置的使用简易性。这尤其有利于例如室缺陷或已达到其使用寿命的末端且不再工作的情况下，因为本发明使其可以被快速简单地更换。
浮质引导装置在浮质发生系统内的多种位置可以被考虑。在一个示例中，浮质发生系统还可以包括外壳，用以容置浮质引导装置的室。外壳可以被构造为接纳浮质引导装置，其可以插入浮质发生系统且可从浮质发生系统移除。这提供的特殊优点在于，不同的浮质引导装置可以根据多种操作因素而被设置用以浮质发生系统。浮质引导装置的可插入且可移除性质的优点在于，如果浮质发生系统的操作环境随时间而改变，则所述装置可能被改变。浮质引导装置还可以包括固定装置(例如，O型环)，固定装置将浮质引导装置固定到浮质发生系统的外壳，这防止浮质引导装置在使用时在浮质发生系统内的非预期移动。浮质引导装置还可以向浮质发生系统提供结构完整性。
优选地，浮质发生系统的浮质发生装置可以位于浮质引导装置外侧和/或靠近室的最窄部分。替代性地，浮质发生系统的浮质发生装置可以位于浮质引导装置内侧。浮质发生装置位于浮质引导装置外侧的优点在于，它不会影响或改变浮质引导装置的室中的气流。但是，如果浮质发生装置位于浮质引导装置内侧，则它可以被构造为通过作用为空气必须环绕其流动的引导件来进一步调节气流路径中的气流。在这个示例中，浮质发生装置还可以作用为用以捕获浮质颗粒的捕获部件，其中上述浮质颗粒具有大于大约1.0微米的直径。这不仅移除了以任何方式都可能无法到达用户的浮质颗粒，其作用还在于通过移除所述浮质颗粒来提供更好的均匀性。
优选地，浮质发生装置可以包括加热器，其中加热器包括陶瓷加热装置、线圈(acoil of wire)加热装置、感应加热装置、超声波加热装置和/或压电加热装置的其中任一种。
优选地，浮质发生装置还可以包括由浮质引导装置的室在其最窄部分通过至少一个穿孔接收的芯部，并且芯部可以与储液器连通。浮质发生系统还可以包括所述储液器。
更优选地，浮质发生装置还可以包括通过至少一个穿孔被浮质引导装置的室在其最窄部分处接收的芯部，并且芯部可以与储液器连通。在这个示例中，浮质发生装置可以包括线圈加热器(coil heater)，所述线圈加热器位于室的最窄部分处或者大体上位于室的最窄部分处。芯部可以从例如位于浮质引导装置的室的外侧的至少一个储液器抽吸待汽化的液体。
从本发明的另一方案来看，提供了一种在浮质发生系统中使用的浮质引导装置，该装置包括：室，具有进气口和出气口；其中浮质在使用时从浮质发生装置在室的最窄部被引入室，其中气流路径被限定为从进气口到出气口，以便将浮质输送至出气口。浮质发生系统可以是电子烟。
将理解的是，上述所有与浮质发生系统的浮质引导装置有关的特征和优点同样可以单独地应用于浮质引导装置。
优选地，浮质引导装置的室可以包括收缩部，使得室的上游部被限定在进气口与收缩部之间，并且使室的下游部被限定在收缩部与出气口之间。所述收缩部可以是室的最窄部分。
优选地，室的上游部和室的下游部可以分别从进气口和出气口朝向收缩部锥化。室的锥化有利地提供了沿气流路径的压差的改进控制。特别地，锥化部的逐渐倾斜降低室中的阻力且进而以控制的方式调节气流。
优选地，室的上游部的锥化角度可以大于室的下游部的锥化角度和/或室的上游部的长度可以小于室的下游部的长度。
替代性地，浮质引导装置的室可以包括上游部，上游部从进气口向内锥化。此外，或替代性地，浮质引导装置的室可以包括下游部，下游部从出气口向内锥化。
在每个包括锥化的本发明的示例中，室的上游部的锥化角度可以相对于室的纵轴线在20与40度之间，更优选地在25与35度之间，以及再更优选地为30度。另外，室的下游部的锥化角度可以相对于室的纵轴线在3与7度之间，更优选地在4与6度之间，以及再更优选地为5度。这些特殊的锥化角度已通过本发明来确定，以提供室中气流流速的最佳增量，同时在使用时维持横跨浮质引导装置的室的适当压差。
浮质引导装置的典型优选尺寸可以为长度在14与15毫米之间，最宽部分处的直径为10到15毫米以及最窄部分处的直径为1到5毫米，其中上游部的长度可以在8与10毫米之间，以及下游部的长度可以在30与40毫米之间。在特定示例中，浮质引导装置的全长可以为46.5毫米，其最宽部分处的直径可以为13.5毫米，其最窄部分处的直径可以为2毫米，上游部的长度可以为9.25毫米，以及下游部的长度可以为37.25毫米。浮质引导装置的这些特殊尺寸优选地使其合适地落在浮质引导系统内，以使气流可以通过该装置调节和优化。
在另一示例中，浮质引导装置的室可以包括至少两个收缩部。所述至少两个收缩部可以具有相同的大小、长度和/或形状。至少两个收缩部具有相同的大小，则所述至少两个收缩部的其中两个或每个可以表示室的最窄部分。替代性地，至少两个收缩部可以为不同的大小、长度和/或形状。
优选地，浮质引导装置包括圆形截面形状。从正交于截面区域的平面来看，室的圆形或任何其它形状的截面区域的直径可以横跨所述室的长度减小或增大，以及室的最窄部分与最小的截面区域有关。
在一个示例中，浮质引导装置的室的进气口和出气口可以具有相同的尺寸。在另一示例中，浮质引导装置的室的进气口和出气口可以具有不同的尺寸。进气口和出气口的相对尺寸(以及室的上游部和下游部的相对锥化)可以被选定为提供用以控制横跨室和/或浮质引导装置的室的进气口与出气口之间的压差的压力控制装置。特别地，进气口和出气口的相对尺寸还可以影响室内的气流速度和强度。如果室的进气口和出气口的尺寸相等，则所述进气口与所述出气口之间的压差可以为零。然而，如果进气口具有大于出气口的尺寸，则横跨浮质引导装置的室可以具有一总压降。另一方面，如果进气口具有小于出气口的尺寸，则横跨浮质引导装置的室可以存在一总压力增量。
浮质引导装置的室的形状还可以提供压力控制装置。例如，室的壁的锥化可以提供另一压力控制装置(除了由室的进气口和出气口的相对尺寸提供的之外)。例如，室的锥形壁的逐渐倾斜可以作用于减小阻力，因此使横跨室的特定横截面的压力均匀。
优选地，压力控制装置可以被构造为使用时横跨室提供75与110mmWC之间的压差。压差可以优选地为压降。横跨室的压降的这个范围为横跨传统香烟的长度的压降。
浮质引导装置优选地包括隔热材料，例如塑料。当然，其它隔热材料可以被考虑，特别是根据将由浮质发生装置产生的浮质的性质，并且这样的材料对于本领域技术人员来说是已知的。这种材料的一个优点是使浮质引导装置内的热量损失降低，以使浮质发生系统的热效率可以被提升。当与浮质引导装置一起布置的浮质发生系统的浮质发生装置包括加热器时这是特别重要的。
浮质引导装置的室的内部可呈肋状。这样的构型可以有利地降低沿室的壁的空气的鞘流量，因而提升了系统的效率。
浮质引导装置的室可以优选地使用3D打印技术制造。室还可以优选地包括单个本体元件，其作用为降低部件之间的可变性。单个元件的使用还避免了组装多个部件的需要，因而增加了装置的使用简易性。这尤其有利于例如室存在缺陷或已达到其使用寿命的终点且不再工作的情况下，因为本发明使其可以被快速简单地更换。
优选地，浮质引导装置可以插入浮质发生系统且可从浮质发生系统移除。这提供的特殊优点在于，不同的浮质引导装置可以根据多种操作因素而被设置用于浮质发生系统。浮质引导装置的可插入且可移除性质的优点在于，如果浮质发生系统的操作环境随时间而改变，则所述装置可能被改变。浮质引导装置还可以包括固定装置(例如，O型环)，固定装置将其固定到浮质发生系统的外壳，这防止浮质引导装置在使用时在浮质发生系统内的非预期移动。浮质引导装置还可以向浮质发生系统提供结构完整性。
附图说明
现在将参考附图仅借助示例描述本发明的某些优选实施例，在附图中：
图1A至图1C示出根据本发明的实施例的浮质引导装置的示意图；
图2A至图2C示出根据本发明的另一实施例的浮质引导装置的示意图；
图3A至图3C示出根据本发明的实施例的浮质发生系统的示意图；以及
图4A至图4C示出根据本发明的另一实施例的浮质发生系统的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的浮质引导装置1的示例。图1A示出这种浮质引导装置1的示意图，图1B示出浮质引导装置1的侧视图以及图1C示出浮质引导装置1的端视图。在图1A至图1C的每张图中，可以看出浮质引导装置1包括室10的进气口11和出气口12。在使用时，浮质在室10的最窄部分13处从浮质发生装置(未示出)引入到室10中，并且气流路径被限定为从进气口11到出气口12以便将浮质输送至出气口12。
室10的最窄部分13可以被认为是收缩部，使室10的上游部14被限定在进气口11与收缩部13之间，且使室10的下游部15被限定在收缩部13与出气口12之间。应该理解的是，任一附图的示例中针对浮质引导装置的室的尺寸的任何叙述，例如“最窄部分”、“收缩部”、“截面区域”、“进气口”和“出气口”的尺寸是参考所述室的内部尺寸作出的。
根据文丘里效应，室10的最窄部分13是气流最快流经浮质引导装置1的点。通过控制室10的最窄部分13的大小和构型，气流速度和气流方向均可以被调节，且所得浮质的颗粒大小可以被更精确地控制且特别地相对于已知装置有所降低。而且，使用时在气流路径中的气流越快，则可被递送到用户的浮质越多，因而导致更有效的浮质递送机制且同时提升了浮质引导装置1可插入的浮质发生系统的效率以及用户的吸烟体验。
如图1B所示，室10的上游部14和下游部15均分别从进气口11和出气口12朝向室10的最窄部分或收缩部13向里锥化。室10的锥化有利地提供了沿着气流路径的压差的改进控制。特别地，锥化部的逐渐倾斜降低室10中的阻力且因而以控制的方式调节气流。
图1B中示出的室10的上游部14的锥化角度，其大于室10的下游部15的锥化角度。上游部14的长度还被示出为小于室10的下游部15的长度。因此，在使用时进入浮质引导装置1的空气将从进气口11朝向最窄部分或收缩部13加速，然后从最窄部分或收缩部13朝向出气口12逐步减速，且气流将在最窄部分或收缩部13处达到最快。
在图1B中，上游部14的锥化角度θ是30度而下游部15的锥化角度φ是5度。锥化角度已被确定为提供气流速度在室10中最窄部分或收缩部13处的最佳增量，以在使用时产生横跨浮质引导装置1的室10的适当压差。在图1B所示的示例中，浮质引导装置1的长度是46.5毫米，其最宽部分处的直径是13.5毫米，其最窄部分处的直径是2毫米，上游部14的长度是9.25毫米而下游部15的长度是37.25毫米。
如图1C所示，浮质引导装置1包括圆形横截面形状。如图1B所示，浮质引导装置1的横截面形状从进气口11到最窄部分或收缩部13减小，然后从最窄部分或收缩部13到出气口12增大。
如图1B所示，进气口11和出气口12具有相同的尺寸。但是，进气口11和出气口12可以替代性地具有不同的尺寸。进气口11和出气口12的相对尺寸(以及室10的上游部14与下游部15的相对锥化)可以被选定为提供用以控制浮质引导装置1的室10的进气口11与出气口12之间的压差的压力控制装置。特别地，进气口11和出气口12的相对尺寸还可以影响室10内的气流速度和强度。压力控制装置还可以通过浮质引导装置1的室10的形状来设置。例如，如图1B所示的室10的壁的锥化通过锥形壁的逐渐倾斜提供压力控制装置，其作用于降低阻力而因此使横跨室10的特定截面的压力均匀。使用时，在进气口11与最窄部分13之间横跨浮质引导装置1的室10的压降可以优选地在75与110mmWC之间，这也是横跨传统香烟长度的压降的范围。
图1中示出的浮质引导装置1可以例如采用塑料材料来制造，该材料是隔热的。其它合适的隔热材料可以被使用且对于本领域技术人员来说是已知的。其优点在于，当浮质引导装置1被插入浮质发生系统中时，系统可具有更好的热效率，因为降低了热量损失。如果浮质发生装置包括加热器，那么这是特别重要的。
虽然在图1中没有示出，浮质引导装置1的室10的内部可呈肋状。这样的构型可以有利地降低沿室的壁的空气的鞘流量，因而提升了系统的效率。
图1的浮质引导装置1的室10可以使用3D打印技术制造。这个技术可以被用于制造如图1所示的包括单个本体元件的室10，其起作用以降低部件之间的可变性。单个元件的使用还避免了组装多个部件的需要，因而增加了浮质引导装置1的使用简易性。
图2A至图2C示出本发明的浮质引导装置2的另一实施例。浮质引导装置2包括具有进气口21和出气口22的室20。浮质引导装置2的最窄部分或收缩部23被示出为处在室20的上游部26与下游部27之间。
参考图1描述的所有特征以及所述特征的构型同样还可以应用于图2中示出的实施例。相对于图1所示的实施例，图2所示的实施例还包括在室2中、室的最窄部分23处的穿孔24，毛细芯部25通过穿孔24被接收。在这个实施例中，毛细芯部25形成浮质发生装置的一部分，且穿孔24形成浮质递送装置。毛细芯部25可以与储液器(未示出)连接，储液器位于室20的外侧或内侧。
在使用时，当包括浮质引导装置2的系统被激活时，浮质发生装置汽化液体材料以形成具有极大饱和度的蒸汽，其中浮质发生装置还可以包括加热器(未示出)。具有极大饱和度的蒸汽与来自系统的至少一个进气口的空气混合，并且凝聚以形成浮质，浮质经由毛细芯部25通过穿孔24被递送到浮质引导装置2的室20的最窄部分23处。通过用户的嘴的抽吸动作，浮质被输送向浮质引导装置2的室20的出气口22，以使气流路径被限定为沿从室20的上游部26到下游部27的方向从进气口21到出气口22。
参考图2B，低压区域被形成在室20的最窄部分23，以使液体材料从储液器(未示出)被吸入。同时，在室20的最窄部分23处的低压区域导致气流的速度借助文丘里效应增加，以使室20的最窄部分23处的气流比最窄部分23的上游和下游的气流快。
待汽化的液体可以具有适于在浮质发生系统中使用的物理性质，例如，它可以具有适于使所述液体在室20的最窄部分23处汽化的沸点。如果液体的沸点很高，则浮质发生装置将不能汽化所述液体。如果液体的沸点很低，则甚至在浮质发生装置被激活之前，液体就可能被汽化。
待汽化的液体材料的使用结合浮质在室20的最窄部分23处的递送而实现了特殊的优点。例如，在最窄点23处降低的气压的区域使这种液体的沸点下降，因而使浮质引导装置2更有效并节省电能。因此，室20的最窄部分23可以由于其形状而成为浮质发生装置2。另外，在室20的最窄部分23处降低的压力可作用以从储液器(未示出)经由芯部25朝向室20的最窄部分23抽出液体，产生更好的喷射对喷射的一致性并确保总是有足够的待汽化液体，这消除了干喷的问题。这还使在使用时流经浮质发生系统2的浮质的流速增加，这将通过增加每次喷射时的浮质发生量来增强用户体验。这还产生对于在汽化液体中存在的浮质液滴的颗粒大小的更好的控制，以及对于所述浮质颗粒的空间分布的控制。
液体材料包括烟草或含烟草的香料。此外，或替代性地，液体材料可以包括不含烟草的香料。待汽化的液体还可以包括甘油或乙二醇衍生物、或者它们的混合物。
浮质发生装置(未示出)可以包括加热器(未示出)，其中加热器包括陶瓷、线圈、感应加热装置、超声波加热装置和/或压电加热装置的其中任一种。
浮质发生装置(未示出)还包括通过至少一个穿孔24由浮质引导装置2的室20在室的最窄部分23处接收的芯部25，并且芯部25与储液器(未示出)连通。浮质发生系统2还可以包括所述储液器(未示出)。在这个示例中，浮质发生装置(未示出)可以优选地包括线圈加热器，其位于室20的最窄部分23处或者大体上位于室20的最窄部分23处。芯部25可以从例如位于浮质引导装置的室20外侧的至少一个储液器(未示出)抽取待汽化的液体。
现在参考图3A至图3C，示出浮质发生系统3。图3A示出浮质发生系统3的示意图和分解图。图3B示出浮质发生装置3的侧视图。图3C示出浮质发生装置3在穿过系统的中心的平面中的侧视图，其中该系统包括浮质发生装置(未示出)、浮质递送装置(未示出)和浮质引导装置30，其中浮质引导装置30包括具有进气口32和出气口33的室31。
浮质递送装置(未示出)被构造为使得浮质在使用时从浮质发生装置在其最窄部分34处被引入室31中，并且气流路径被限定为从进气口32到出气口33以便将浮质送至出气口33。浮质发生系统3还包括外壳37和衔口38。浮质引导装置30可以是图1或图2所示的实施例的任一个，或者浮质引导装置30也可以是任何其它合适的浮质引导装置。
优选地，浮质发生装置(未示出)可以包括芯部(未示出)，该芯部通过至少一个穿孔(未示出)由浮质引导装置30的室31在室的最窄部分34处接收，并且芯部(未示出)可以与储液器(未示出)连通。浮质发生装置(未示出)可以包括线圈加热器，所述线圈加热器位于室31的最窄部分34处或者大体上位于室31的最窄部分34处。芯部(未示出)可以从例如位于浮质引导装置30的室31外侧的至少一个储液器(未示出)抽取待汽化的液体。
浮质发生系统3的外壳37在使用时容纳浮质引导装置30的室31。外壳37被构造为接纳浮质引导装置30，浮质引导装置30可以插入浮质发生系统3且可从浮质发生系统3移除。这提供的特定优点在于，不同的浮质引导装置可根据多种操作因素而被设置用于浮质发生系统3。浮质引导装置的可移除性质的优点还在于，如果浮质发生系统3的操作环境随时间而改变或者浮质引导装置达到其使用寿命的末端，则所述装置可以被改变。浮质引导装置还可以包括固定装置(例如，O型环)，固定装置将其固定到浮质发生系统3的外壳37，这防止浮质引导装置在使用时在浮质发生系统3内的非预期移动。浮质引导装置30还可以向浮质发生系统3提供结构完整性。
图4A至图4C示出浮质发生系统4、5、6中的浮质引导装置40a、50a、60a的替代性实施例。每个浮质生成系统4、5、6包括外壳44、54、64和衔口45、55、65。每个浮质生成系统4、5、6还包括芯部48、58、68和线圈加热器49、59、69，线圈加热器49、59、69被示出为接近室40b、50b、60b的最窄部分43、53、63。在另一示例中，芯部48、58、68和线圈加热器49、59、69还可以朝向最窄部分43、53、63延伸和/或可以延伸到在最窄部分43、53、63内的位置。后者的设置提供了将浮质引入室40b、50b、60b中的有利效果，由于借助文丘里效应在最窄部分43、53、63处形成的低压区域。低压区域作用于特别有效地朝向芯部48、58、68和线圈加热器49、59、69抽取液体，因而产生更多待汽化的在芯部48、58、68的端部处存在的液体，因此每次喷射时更多的浮质可以被递送到用户。
在图4A中，浮质引导装置40a的室40b具有进气口41，进气口41具有大于出气口42的尺寸。通过文丘里效应，空气从进气口41朝向出气口42加速，出气口也是室40b的最窄部分43。然后空气可以在从出气口42离开之后减速。从图4A可以看出，浮质发生装置46包括储液器47、芯部48和线圈加热器49。在使用时芯部的一端与储液器47中的液体连通，且加热器49加热芯部48的另一端。芯部48还作用为浮质递送装置，浮质通过靠近线圈加热器49的浮质发生装置46而产生，以使浮质在室的最窄部分43处被引至浮质引导装置40a的室40b。
浮质发生装置46在图4A中示出为处于浮质引导装置40a的室40b中。浮质发生装置46还靠近室40b的最窄部分43。浮质发生装置46可作用为通过起到空气必须环绕其流动的引导件的作用来进一步调节气流路径中的气流。在这个示例中，浮质发生装置还可以起到用于捕获较大浮质颗粒的捕获部件的作用，其中上述较大浮质颗粒具有大于大约1.0微米的直径。这不仅去除了可能无法到达用户的肺的较大浮质颗粒，还起作用以通过去除所述较大浮质颗粒来提供更好的均匀性。
在图4B中，浮质引导装置50a的室50b具有进气口51，进气口51具有小于出气口52的尺寸。通过文丘里效应，当空气进入进气口51时空气被加速(进气口也是室50b的最窄部分53)，并且从进气口51朝向出气口52减速。从图4B可以看出，浮质发生装置56包括储液器57、芯部58和线圈加热器59。在使用时芯部的一端与储液器57中的液体连通，且加热器59加热芯部58的另一端。芯部58还起到浮质递送装置的作用，浮质通过靠近线圈加热器59的浮质发生装置56产生，以使浮质在室的最窄部分53处被引至浮质引导装置50a的室50b。
浮质发生系统5的浮质发生装置56被示出为位于浮质引导装置50a内侧。浮质发生装置56位于浮质引导装置50a外侧的优点在于，它将不影响或改变浮质引导装置50a的室50b中的气流。
应该理解的是，虽然分别在图4A和图4B中示出的浮质引导装置40a、50a没有在浮质发生系统4、5的外壳44、54的全长延伸，但本发明的其它实施例可以包括与浮质引导装置40a、50a具有相同通常外形的浮质引导装置，其在浮质发生系统的外壳的整个长度上延伸。
图4C示出浮质引导装置60a，其可以是如图4A和图4B所示的浮质引导装置40a、50a的结合。替代性地，浮质引导装置60a可以由单个元件制造而成且没有两个单独的部件。具有含单个部件的浮质引导装置60a的优点在于，在制造过程中可以减少部件之间的可变性。替代性地，浮质引导装置60a可以由两个单独的部件(例如分别在图4A和图4B中示出的浮质引导装置40a、50a)构成。
在图4C中，浮质引导装置60a的室60b具有进气口61，进气口61具有与出气口62相同的尺寸。因此，进气口61与出气口62之间的总压差为零。在进气口61与最窄部分63之间，室60b的横截面区域的尺寸减小，所以在其间存在压降。在最窄部分63与出气口62之间，室60b的横截面区域的尺寸增大，所以在其之间存在压力增大。在最窄部分63处具有低压的区域。另外如图4C所示的室60b的壁的锥化通过锥形壁的逐渐倾斜提供了压力控制装置，其作用为减小阻力且因此使横跨室60b的特定横截面的压力均匀。在使用时，横跨浮质引导装置60a的室60b的进气口61与最窄部分63之间的压降可以优选地在75与110mmWC之间，这是横跨传统香烟的长度的压降的范围。
通过文丘里效应，空气从进气口61朝向室60b的最窄部分63加速，然后从进气口61朝向出气口62减速。从图4C可以看出，浮质发生装置66包括储液器67、芯部68和线圈加热器69。在使用时芯部的一端与储液器67中的液体连通，且加热器69加热芯部68的另一端。芯部68还起到浮质递送装置的作用，浮质通过靠近线圈加热器69的浮质发生装置66产生，以使浮质在室的最窄部分63处被引至浮质引导装置60a的室60b。
在图4A至图4C的每个图中，锥化部的逐渐倾斜降低室中的阻力且进而以控制的方式调节气流。
应该理解的是，在需要时，与本发明的一个实施例有关的上述特征同样还可以应用于任何其它实施例。例如，图4A至图4C的浮质引导装置40a、50a、60a分别可以从图3A至图3C的浮质发生系统3的外壳37移除以及被插入其中。

Claims (15)

1.一种浮质发生系统，所述系统包括：
浮质发生装置；
浮质递送装置；以及
浮质引导装置，
其中所述浮质引导装置包括具有进气口和出气口的室，所述浮质递送装置被构造为使得浮质在使用时，在所述室的最窄部分处，从所述浮质发生装置被引入所述室中，以及其中气流路径被限定为从所述进气口到所述出气口，以便将所述浮质传递到所述出气口。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述浮质引导装置的室包括收缩部，使所述室的上游部被限定在所述进气口与所述收缩部之间，以及使所述室的下游部被限定在所述收缩部与所述出气口之间。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述室的上游部和所述室的下游部分别从所述进气口和所述出气口朝向所述收缩部锥化。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述室的上游部的锥化角度大于所述室的下游部的锥化角度和/或所述室的上游部的长度小于所述室的下游部的长度。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述室包括上游部，所述上游部从所述进气口向内锥化。
6.根据权利要求1或5所述的系统，其中所述室包括下游部，所述下游部从所述出气口向内锥化。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的系统，其中所述室的上游部的锥化角度相对于所述室的纵轴线在20度与40度之间，更优选地在25度与35度之间，以及再更优选地为30度。
8.根据权利要求3至4中任一项或权利要求6所述的系统，其中所述室的下游部的锥化角度相对于所述室的纵轴线在3度与7度之间，更优选地在4度与6度之间，以及再更优选地为5度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述浮质引导装置能够插入所述浮质发生系统且能够从所述浮质发生系统移除。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述浮质发生装置位于所述装置外侧和/或靠近所述室的最窄部分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述浮质发生装置包括加热器，其中所述加热器包括陶瓷、线圈、感应加热装置、超声波加热装置和/或压电加热装置中的任一种。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述浮质发生装置还包括通过至少一个穿孔被所述室在室的最窄部分处接纳的芯部，并且所述芯部与储液器连通。
13.一种在浮质发生系统中使用的浮质引导装置，所述装置包括：
室，具有进气口和出气口；
其中浮质在使用时，在所述室的最窄部分处，从浮质发生装置被引入所述室中，
以及其中气流路径被限定为从所述进气口到所述出气口，以便将所述浮质输送至所述出气口。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述室包括收缩部，使所述室的上游部被限定在所述进气口与所述收缩部之间，以及使所述室的下游部被限定在所述收缩部与所述出气口之间。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述室的上游部和所述室的下游部分别从所述进气口和所述出气口朝向所述收缩部锥化。
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