CN107708454A - 电子蒸汽供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的各种实施例提供一种具有纵向轴线的电子蒸汽供给系统(610)。电子蒸汽供给系统包括控制单元(620)和构造为基本上沿着所述纵向轴线与控制单元接合和分离的至少一个烟弹(630)。该至少一个烟弹包括待蒸发液体的储液器(670)。电子蒸汽供给系统进一步包括感应加热组件，该感应加热组件包括至少一个驱动线圈(650)和多个加热元件(655A、655B)。这些加热元件位于该至少一个烟弹中以蒸发所述液体。该至少一个烟弹被构造为将液体从储液器供应到加热元件上以进行蒸发。当与控制单元接合时，该至少一个烟弹定位为使得加热元件位于该至少一个驱动线圈内。电子蒸汽供给系统被构造为支持该多个加热元件中的不同加热元件的选择性供能。

Description

电子蒸汽供给系统
技术领域
本发明涉及电子蒸汽供给系统，例如电子尼古丁输送系统(例如电子烟)。
背景技术
图1是传统的电子烟10的一个实例的示意图。电子烟具有通常柱形的形状，沿着由虚线LA指示的纵向轴线延伸，并且包括两个主要部件，即，控制单元20和雾化器30。雾化器包括：内部腔室，其包含包括尼古丁的液体制剂的储液器；蒸发器(例如加热器)；以及烟嘴(mouthpiece)35。雾化器30可进一步包括芯或类似设备以将少量液体从储液器运送至加热器。控制单元20包括对电子烟10供电的可再充电电池和用于主要控制电子烟的电路板。当加热器从电池接收电力时，如由电路板控制的，加热器使尼古丁蒸发，然后用户通过烟嘴35吸入此蒸汽(气溶胶)。
控制单元20和雾化器30可通过在与纵向轴线LA平行的方向上分开而彼此分离，如图1所示，但是当通过连接而使用装置10时连接在一起，在图1中示意性地如25A和25B所指示的，以在控制单元20和雾化器30之间提供机械连接性和电连接性。用来连接到雾化器的控制单元20上的电连接器也用作用于当使控制单元从雾化器30分离时连接充电装置(未示出)的插座。可使雾化器30从控制单元20分离，并且当耗尽尼古丁的供应时扔掉雾化器30(如果这样希望的话，用另一雾化器替换)。
图2和图3分别提供了图1的电子烟的控制单元20和雾化器30的示意图。注意，为了清楚的原因，已经从图2和图3省略了各种部件和细节，例如配线和更复杂的形状。如图2所示，控制单元20包括用于对电子烟10供电的电池单元或电池210，以及芯片，例如用于控制电子烟10的(微)控制器。使控制器附接到也包括传感器单元的小印刷电路板(PCB)215。如果用户在烟嘴上吸入，那么将空气通过一个或多个进气孔(未在图1和图2中示出)吸入电子烟。传感器单元检测此气流，并且响应于这种检测，控制器从电池210对雾化器30中的加热器供电。
如图3所示，雾化器30包括空气通道161，其沿着雾化器30的中心(纵向)轴线从烟嘴35延伸到连接器25A以使雾化器连接到控制单元20。在空气通道161周围设置包含尼古丁的液体170的储液器。例如，可通过提供浸泡在液体中的棉花或泡沫，来应用此储液器170。雾化器还包括线圈形式的加热器155，其用于加热来自储液器170的液体以产生蒸汽，从而使其流过空气通道161并通过烟嘴35流出。通过线路166和167对加热器供电，接着线路166和167经由连接器25A连接到电池210的相反两极(正极和负极，或者反过来)。
控制单元的一端提供连接器25B，其用于使控制单元20连接到雾化器30的连接器25A。连接器25A和25B在控制单元20和雾化器30之间提供机械连接性和电连接性。连接器25B包括两个电端子，外触点240和内触点250，它们由绝缘体260隔离。连接器25A同样包括内电极175和外电极171，它们由绝缘体172隔离。当使雾化器30连接到控制单元20时，雾化器30的内电极175和外电极171分别接合控制单元20的内触点250和外触点240。内触点250安装在螺旋弹簧255上，使得内电极175推抵内触点250以压缩螺旋弹簧255，从而当雾化器30连接到控制单元20时帮助确保良好的电接触。
雾化器连接器设置有两个凸耳或凸片180A、180B，其在相反的方向上延伸远离电子烟的纵向轴线。这些凸片用来提供用于使雾化器30连接到控制单元20的卡口式组装件。将认识到，其他实施例在控制单元20和雾化器30之间可使用不同形式的连接，例如滑入配合或螺钉连接。
如上所述，通常一旦已经耗尽储液器170，便丢弃雾化器30，并且购买并安装新的雾化器。相比之下，控制单元20可与一系列雾化器一起重复使用。因此，特别希望保持雾化器的成本相对较低。这样做的一种方法已经基于(i)控制单元、(ii)蒸发器部件和(iii)储液器构造三件式装置。在此三件式装置中，仅有最终零件(储液器)是一次性的，而控制单元和蒸发器都是可重复使用的。然而，具有三件式装置在制造和用户操作方面都会增加复杂性。而且，在这种三件式装置中难以提供图3所示的类型的芯吸设备以将液体从储液器运送至加热器。
另一种方法是使雾化器30可重新填充，使得其不再是一次性的。然而，使雾化器可重新填充会带来可能的问题，例如，用户可能尝试用不合适的液体(不由电子烟的供应商提供的液体)重新填充雾化器。存在这样的危险：此不合适的液体可能导致低质量的顾客体验，和/或可能是有危险的，这是由于导致电子烟本身损坏，或者可能是由于产生有毒蒸汽。
因此，现有的用于降低一次性部件的成本(或者用于避免需要这种一次性部件)的方法仅获得有限的成功。
发明内容
在所附权利要求书中定义本发明。
本发明的各种实施例提供一种具有纵向轴线的电子蒸汽供给系统。电子蒸汽供给系统包括控制单元和至少一个构造为基本上沿着所述纵向轴线与控制单元接合和分离的烟弹(cartridge，套筒)。该至少一个烟弹包括待蒸发液体的储液器。电子蒸汽供给系统进一步包括感应加热组件，该感应加热组件包括至少一个驱动线圈和多个加热元件。这些加热元件位于该至少一个烟弹中以蒸发所述液体。该至少一个烟弹构造为将液体从储液器供应到加热元件上以进行蒸发。当与控制单元接合时，该至少一个烟弹被定位为使得加热元件位于该至少一个驱动线圈内。电子蒸汽供给系统构造为支持该多个加热元件中的不同加热元件的选择性供能(energisation，通电)。
本文描述的方法不限于例如下面阐述的具体实施例，而是包括并考虑本文提出的特征的任意适当组合。例如，可根据本文描述的方法提供一种电子蒸汽供给系统，该方法视情况而包括下面描述的各种特征中的任意一个或多个。
附图说明
现在将参考以下附图仅通过实例详细地描述本发明的各种实施例：
图1是举例说明了已知的电子烟的一个实例的示意图(分解)图。
图2是图1的电子烟的控制单元的示意图。
图3是图1的电子烟的雾化器的示意图。
图4是举例说明了根据本发明的一些实施例的电子烟的示意图，示出了与烟弹组装的控制单元(顶部)、控制单元本身(中间)和烟弹本身(底部)。
图5和图6是举例说明了根据本发明的一些其他实施例的电子烟的示意图。
图7是根据本发明的一些实施例的用于例如图4、图5和图6所示的电子烟的控制电子设备的示意图。
图7A、图7B和图7C是根据本发明的一些实施例的用于例如图6所示的电子烟的控制电子设备的零件的示意图。
具体实施方式
图4是举例说明了根据本发明的一些实施例的电子烟410的示意图(请注意，术语电子烟在本文中可与其他类似术语互换地使用，例如电子蒸汽供给系统、电子气溶胶供给系统，等等)。电子烟410包括控制单元420和烟弹430。图4示出了与烟弹430组装的控制单元420(顶部)、控制单元本身(中间)和烟弹本身(底部)。注意，为了清楚起见，省略各种实现细节(例如内部配线，等等)。
如图4所示，电子烟410具有通常柱形的形状，其带有中心纵向轴线(表示为LA，用虚线示出)。注意，通过柱体的横截面，即，与线LA垂直的平面中的横截面，根据需要可以是圆形的、椭圆形的、正方形的、长方形的、六边形的，或者一些其他规则的或不规则的形状。电子烟410的一般轮廓和形状(形状因子)与如图1至图3所示的电子烟10的一般轮廓和形状相同或大体相似(或者可布置为是如图1至图3所示的电子烟10的一般轮廓和形状)。此一致性由于多种原因而是有帮助的，例如可能共用部件和包装、用户接受度和易于操作、品牌识别，等等。
烟嘴435位于烟弹430的一端，同时电子烟410的相反端(相对于纵向轴线)表示为末端424。烟弹430的与烟嘴435在纵向上相反的端用参考数字431表示，同时控制单元420的与末端424在纵向上相反的端用参考数字421表示。
烟弹430能够通过沿着纵向轴线移动而与控制单元420接合和脱离。更特别地，烟弹的端431能够与控制单元421的端接合和脱离。因此，端421和431将分别叫做控制单元接合端和烟弹接合端。
控制单元420包括电池411和对电子烟提供控制功能的电路板415，例如，通过提供控制器、处理器、ASIC或类似形式的控制芯片。电池通常是柱形形状的，并且具有位于沿着电子烟的纵向轴线LA的地方或者至少靠近纵向轴线LA的中心轴线。在图4中，将电路板415示出为在与烟弹430相反的方向上与电池411纵向地隔开。然而，技术人员将知道各种其他用于电路板415的位置，例如，其可位于电池的相反端。另一种可能性是，电路板415位于沿着电池的侧面的地方——例如，电子烟410具有长方形横截面，电路板位于电子烟的一个外壁附近，然后电池411朝向电子烟410的相对外壁稍微偏离。还注意，由电路板415提供的功能(如下面更详细地描述的)可分开到多个电路板中和/或分开到不安装到PCB的装置中，并且这些附加装置和/或PCB可适当地位于电子烟410内。
电池单元或电池411通常是可再充电的，并且可支持一种或多种再充电机构。例如，可在末端424处，和/或接合端421处，和/或沿着电子烟的侧面的地方，设置充电连接(未在图4中示出)。而且，除了经由一个或多个再充电连接或插座再充电以外(或者代替经由一个或多个再充电连接或插座再充电)，电子烟410可支持电池411的感应再充电。
控制单元420包括管部440，该管部沿着纵向轴线LA延伸远离控制单元的接合端421。管部440在外部由外壁442限定，外壁442通常可以是控制单元420的整个外壁或壳体的一部分，并且在内部由内壁424限定。腔体426由管部的内壁424和控制单元420的接合端421形成。当此腔体426接合控制单元时(如图4的顶部图中所示)，此腔体426能够接收并容纳烟弹430的至少一部分。
管部的内壁424和外壁442限定在纵向轴线LA周围形成的环形空间。(驱动或工作)线圈450位于此环形空间内，线圈的中心轴线与电子烟410的纵向轴线LA基本上对齐。线圈450电连接到对线圈提供电力和控制的电池411和电路板415，这样使得在操作中，线圈450能够对烟弹430提供感应加热。
烟弹包括储液器470，储液器包含液体制剂(通常包括尼古丁)。储液器包括烟弹的基本上环形的区域，其在烟弹的外壁476和烟弹的内管或内壁472之间形成，两者都与电子烟410的纵向轴线LA基本上对齐。可将液体制剂自由保持在储液器470内，或者储液器470可包含在一些结构或材料中，例如海绵，以帮助将液体保持在储液器内。
外壁476具有横截面减小的部分476A。这允许烟弹的此部分476A容纳到控制单元中的腔体426中，以使烟弹430与控制单元420接合。外壁的剩余部分具有更大的横截面，以在储液器470内提供增加的空间，还对电子烟提供连续的外表面——即，烟弹壁476与控制单元420的管部440的外壁442基本上平齐。然而，将认识到，电子烟410的其他实现方式可具有更复杂的/更有结构的外表面(与图4所示的平滑外表面相比)。
内管472的内部限定通道461，该通道在气流的方向上从空气进口461A(位于烟弹的与控制单元接合的端431处)穿过延伸到空气出口461B，空气出口461B由烟嘴435提供。位于中心通道461内且由此位于通过烟弹的气流内的是加热器455和芯454。如可在图4中看到的，加热器455大约位于驱动线圈450的中心。特别地，可通过烟弹430的横截面减小的部分476A开始邻接控制单元420的管部440的(最靠近烟嘴435的)端的步骤(如图4的顶部图所示)，来控制加热器455沿着纵向轴线的位置。
加热器455由金属材料制成，以允许用作感应加热组件中的感受器(或工件)。更特别地，感应加热组件包括驱动(工作)线圈450，其产生(当由电池411和PCB 415上的控制器适当地供电和控制时)具有高频变化的磁场。此磁场在线圈的中心最强，即，在腔体426内最强，加热器455位于那里。变化的磁场在导电加热器455中感应涡电流，从而在加热元件455内导致电阻加热。注意，磁场中的变化的高频导致将涡电流(经由集肤效应)限制于加热元件的表面，从而增加加热元件的有效电阻，并由此增加产生的加热效果。
而且，将加热元件455通常选择为是具有高磁导率的磁性材料，例如(含铁的)钢(而不只是导电材料)。在此情况中，由于涡电流的原因而产生的电阻损耗由磁滞损耗(其由磁畴的重复翻转而导致)补充，以提供更有效的功率从驱动线圈450到加热元件455的转移。
加热器至少部分地由芯454包围。芯用来将液体从储液器470运送到加热器455上以进行蒸发。芯可由任意合适的材料制成，例如，耐热的纤维材料，并且通常从通道461延伸通过内管472中的孔以进入储液器470。将芯454布置为以受控的方式对加热器455供应液体，因为芯防止液体从储液器自由地泄漏到通道461中(也可通过在储液器本身内具有合适的材料来帮助此液体保持)。替代地，芯454将液体保持在储液器470内，并保持在芯454本身上，直到激活加热器455为止，于是使由芯454保持的液体蒸发到气流中，因此气流沿着通道461移动以经由烟嘴435离开。然后芯454将更多液体从储液器470吸入其本身中，该过程通过后续蒸发(和吸入)而重复，直到耗尽烟弹为止。
虽然在图4中将芯454示出为与加热元件455分开(虽然包含)，但是在一些实现方式中，可将加热元件455和芯454一起组合成单个部件，例如由多孔的纤维钢材料制成的加热元件，该材料也可用作芯454(以及加热器)。另外，虽然在图4中将芯454示出为支撑加热元件455，但是在其他实施例中，加热元件455可设置有单独的支撑部，例如，通过安装到管472的内部(而不是由加热元件支撑，或者除了由加热元件支撑以外)。
加热器455可以是基本上平面的，并与线圈450的中心轴线和电子烟的纵向轴线LA垂直，这是因为感应主要出现在此平面中。虽然图4示出了延伸穿过内管472的整个直径的加热器455和芯454，但是通常加热器455和芯454将不覆盖空气通道461的整个横截面。相反，通常提供允许空气从进口461A和加热器455及芯454周围流过内管以获取加热器产生的蒸汽的空间。例如，当沿着纵向轴线LA看时，加热器和芯可具有“O”形构造，其带有中心孔(未在图4中示出)以允许气流沿着通道461流动。许多其他构造是可能的，例如具有“Y”形或“X”形构造的加热器。(注意，在这种实现方式中，“Y”或“X”的臂将是相对宽的，以提供更好的感应)。
虽然图4将烟弹的接合端431示出为覆盖空气进口461A，但是雾化器的此端可设置有一个或多个孔(未在图4中示出)，以允许将预期的进气吸入通道461。还注意，在图4所示的构造中，在烟弹430的接合端431和控制单元的对应接合端421之间具有微小的间隙422。可将空气从此间隙422通过空气进口461A吸入。
电子烟可提供一条或多条允许空气初始进入间隙422的路径。例如，烟弹的外壁476A和管部440的内壁444之间可具有足够的间隔，以允许空气进入间隙422。如果烟弹未紧密地纳入腔体426，那么这种间隔可自然地出现。另选地，可将一个或多个空气通路提供为沿着这些壁中的一个或两个壁的微小凹槽以支持此气流。另一种可能性是用于容纳将设置有一个或多个孔的控制单元420，首先允许将空气吸入控制单元，然后使其从控制单元进入间隙422。例如，用于将空气吸入控制单元的孔可能如图4中用箭头428A和428B指示的方式定位，并且接合端421可能设置有一个或多个用于使空气从控制单元420离开进入间隙422(并从那里进入烟弹430)的孔(未在图4中示出)。在其他实现方式中，可省略间隙422，并且气流可例如直接从控制单元420通过空气进口461A进入烟弹430。
电子烟可设置有一个或多个用于感应加热组件的激活机构，即，以触发驱动线圈450的工作来加热该加热元件455。一种可能的激活机构是，在控制单元上提供按钮429，用户可按压按钮429以激活加热器。此按钮可以是机械装置、触敏垫、滑动控制，等等。加热器可保持激活，只要用户持续按压或以其他方式肯定地致动按钮429，以适于电子烟的一口烟的最大激活时间(通常是几秒)为条件。如果达到此最大激活时间，那么控制器可自动地禁用感应加热器以防止过热。控制器在连续激活之间还可实施最小间隔(同样，通常是几秒)。
还可通过由用户吸入导致的气流激活感应加热组件。特别地，控制单元420可设置有用于检测由吸入导致的气流(或压降)的气流传感器。于是气流传感器能够对控制器通知此检测，并且相应地激活感应加热器。感应加热器可保持激活，只要持续检测到气流，同样以如上最大激活时间为条件(通常也是几口烟之间的最小间隔)。
可使用加热器的气流致动来代替提供按钮429(因此可省略按钮)，或者另选地，电子烟可能需要双重激活，以操作——即，气流的检测和按钮429的按压两者。对双重激活的此需求可帮助对电子烟的意外激活提供保护。
将理解，气流传感器的使用通常涉及在吸入时穿过控制单元的气流，其适合于检测(即使此气流仅提供用户最后吸入的气流的部分)。如果在吸入时没有这样的气流穿过控制单元，那么按钮429可用于激活，尽管也可能提供一种气流传感器来检测经过控制单元420的表面(而不是穿过控制单元420)的气流。
具有多种可将烟弹保持在控制单元内的方式。例如，控制单元420的管部440的内壁444和横截面减小的外壁476A可各自设置有用于相互接合的螺纹(未在图4中示出)。也可使用其他形式的机械接合，例如滑入配合、锁止机构(可能带有释放按钮或者类似物)。而且，控制单元可设置有附加部件以提供紧固机构，例如下面描述的。
概括地说，将烟弹430附接到用于图4的电子烟410的控制单元420比图1至图3所示的电子烟10的情况中简单。特别地，对电子烟410使用感应加热允许烟弹430和控制单元420之间的连接仅是机械的，而不是也必须对电阻加热器提供与配线的电连接。因此，如果这样希望的话，可通过对控制单元和烟弹的壳体使用合适的塑料模制来实现机械连接；相比之下，在图1至图3的电子烟10中，雾化器的壳体和控制单元的壳体必须以某种方式结合至金属连接器。而且，必须以相对精确的方式制造图1至图3的电子烟10的连接器，以确保控制单元和雾化器之间的可靠的、低接触电阻的电连接。相比之下，用于电子烟410的烟弹430和控制单元420之间的纯机械连接的制造公差通常更大。这些因素均帮助简化烟弹的制造，从而降低此一次性(会用尽的)部件的成本。
而且，传统的电阻加热通常使用包围纤维芯的金属加热线圈，然而，相对难以使这种结构的制造自动化。相比之下，感应加热元件455通常以一些形式的金属盘(或其他基本上平面的部件)为基础，其是与自动制造过程相关的更简单的结构。这再次帮助降低一次性烟弹430的制造成本。
感应加热的另一好处是，传统的电子烟可能使用焊料将电源线粘结至电阻加热线圈。然而，有人担心在这种电子烟的操作过程中来自线圈的热量可能从焊料中挥发出不良成分，然后用户将吸入该不良成分。相比之下，没有电线粘结至感应加热元件455，因此可避免在烟弹内使用焊料。而且，如传统电子烟中的电阻加热线圈通常包括相对小直径(以增加电阻并由此增加加热效果)的电线。然而，这种薄电线相对纤弱，因此可能由于一些机械误处理和/或可能通过局部过热然后熔化而易于受损。相比之下，如用于感应加热的盘形加热元件455通常更耐受这种损坏。
图5和图6是举例说明了根据本发明的一些其他实施例的电子烟的示意图。为了避免重复，图5和图6的通常与如图4所示相同的方面将不再描述，除了与说明图5和图6的特殊特征相关的以外。还注意，具有相同的最后两位数字的参考数字在图4至图6中通常表示相同的或相似的(或者以其他方式对应的)部件(参考数字中的第一位数字对应于包含该参考数字的图号)。
在图5所示的电子烟中，控制单元520与图4所示的控制单元420大体相似，然而，烟弹530的内部结构与图4所示的烟弹430的内部结构稍微不同。因此并不是具有中心气流通道，对于图4的电子烟410(其中储液器470包围中心气流通道461)，在图5的电子烟510中，空气通道561与烟弹的中心纵向轴线(LA)偏离。特别地，烟弹530包含将烟弹530的内部空间分成两个部分的内壁572。由内壁572和一部分外壁576限定的第一部分，提供用于容纳液体制剂的储液器570的腔室。由内壁572和外壁576的相对部分所限定的第二部分，限定通过电子烟510的空气通道561。
另外，电子烟510没有芯，而是依赖于多孔加热元件555以用作控制液体从储液器570流出的加热元件(感受器)和芯。多孔加热元件可由例如通过将钢纤维烧结或以其他方式粘结在一起而形成的材料制成。
加热元件555位于储液器570的与烟弹的烟嘴535相反的端处，并且可在此端形成储液器腔室的部分壁或全部壁。加热元件的一个面与储液器570中的液体接触，而加热元件555的相反面暴露于可认为是空气通道561的一部分的气流区域538。特别地，此气流区域538位于加热元件555和烟弹530的接合端531之间。
当用户在烟嘴435上吸入时，将空气通过烟弹530的接合端531从间隙522吸入区域538(以与对图4的电子烟410描述的方式相似的方式)。响应于气流(和/或响应于用户按下按钮529)，激活线圈550以对加热器555供电，从而加热器555从储液器570中的液体产生蒸汽。然后将此蒸汽吸入由吸入导致的气流中，并且此蒸汽沿着通道561(如用箭头指示的)移动并通过烟嘴535离开。
在图6所示的电子烟中，控制单元620与图4所示的控制单元420大体相似，但是现在容纳两个(更小的)烟弹630A和630B。这些烟弹中的每个在结构上都与图4中的烟弹420的横截面减小的部分476A类似。然而，烟弹630A和630B各自的纵向伸长仅是图4中的烟弹420的横截面减小的部分476A的纵向伸长的一半，从而允许使两个烟弹包含在对应于如图4所示的电子烟410中的腔体426的电子烟610中的区域内。另外，控制单元620的接合端621可设置有例如一个或多个支柱或凸片(未在图6中示出)，其将烟弹630A、630B保持在图6所示的位置中(而不是封闭该间隙区域622)。
在电子烟610中，可将烟嘴635认为是控制单元620的一部分。特别地，可将烟嘴635提供为可移除帽或盖，其可拧到或夹到控制单元620的剩余部分上及从控制单元620的剩余部分拧下或剪下(或者可使用任意其他合适的紧固机构)。从控制单元635的剩余部分移除烟嘴帽635以插入新的烟弹或者移除旧的烟弹，然后将烟嘴帽固定回到控制单元上以使用电子烟610。
电子烟610中的各个烟弹630A、630B的操作与电子烟410中的烟弹430的操作类似，类似之处在于，每个烟弹包括伸入相应储液器670A、670B中的芯654A、654B。另外，每个芯630A、630B包括容纳于相应芯654A、654B中的加热元件655A、655B，并可由设置于控制单元620中的相应线圈650A、650B供电。加热器655A、655B使液体蒸发到穿过两个烟弹630A、630B的公共通道661中并通过烟嘴635离开。
可使用不同的烟弹630A、630B，例如以对电子烟610提供不同的气味。另外，虽然将电子烟610示出为容纳两个烟弹，但是将认识到，一些装置可容纳更大数量的烟弹。而且，虽然烟弹630A和630B彼此大小相同，但是一些装置可容纳不同大小的烟弹。例如，电子烟可容纳一个更大的具有基于尼古丁的液体的烟弹，以及一个或多个小烟弹以根据需要提供气味或其他添加剂。
在一些情况中，电子烟610可能能够容纳(并操作)不同数量的烟弹。例如，可能具有安装在控制单元接合端621上的弹簧或其他弹性装置，其尝试沿着纵向轴线朝向烟嘴635延伸。如果移除一个图6所示的烟弹，那么此弹簧将因此帮助确保，将使剩余烟弹牢固地保持在烟嘴上以进行可靠的操作。
如果电子烟具有多个烟弹，那么一个选择是，这些烟弹都由单个横跨所有烟弹的纵向伸长的线圈激活。另选地，对于每个相应的烟弹630A、630B可具有单独的线圈650A、650B，如图6中举例说明的。另一种可能性是，可选择性地使单个线圈的不同部分供能以模拟(模仿)多个线圈的存在。
如果电子烟具有多个用于相应烟弹的线圈(其是真正分开的线圈，或者由单个更大线圈的不同段模仿)，那么电子烟的激活(例如通过检测来自吸入的气流和/或通过用户按下按钮)可使所有线圈供能。然而电子烟410、510、610支持多个线圈的选择性激活，由此用户可选择或指定激活哪个(那些)线圈。例如，电子烟610可具有这样的模式或用户设置，其中响应于激活，仅使线圈650A(而不是线圈650B)供能。于是这将基于线圈650A(而不是线圈650B)中的液体制剂产生蒸汽。这将允许用户在对任意设定吸入提供的蒸汽方面更灵活地操作电子烟610(而用户不用必须只是对该特殊吸入物理地移除或插入不同的烟弹)。
将认识到，将图4至图6所示的电子烟410、510和610的各种实现方式仅作为实例提供，并非旨在是排他性的。例如，图5所示的烟弹设计可能包含在多个例如图6所示的烟弹装置中。技术人员将意识到许多其他可实现的变化，例如，通过混合并匹配不同实现方式的不同特征，更一般地通过视情况而增加、替换和/或移除特征。
图7是根据本发明的一些实施例的图4至图6的电子烟410、510、610的主要电子部件的示意图。位于烟弹430中的加热元件455可包括任何合适的用于感应加热的结构，或者这些结构的组合。图7所示的剩余元件位于控制单元420中。将认识到，由于控制单元420是可重复使用的装置(与一次性的或会用尽的烟弹430相比)，所以相对于控制单元的生产而言的一次性成本是可接受的，相对于烟弹的生产而言的重复成本是不可接受的。控制单元420的部件可安装在电路板415上，或者可分开地容纳于控制单元420中以与电路板415(如果提供的话)结合操作，但是不物理地安装在电路板本身上。
如图7所示，控制单元包括可再充电电池411，其与再充电连接器或插座725相连，例如微型USB接口。此连接器725支持电池411的再充电。另选地，或者另外地，控制单元还可通过无线连接(例如通过感应充电)来支持电池411的再充电。
控制单元420进一步包括控制器715(例如处理器或特定用途集成电路，ASIC)，其与压力或气流传感器716相连。控制器可响应于传感器716检测到气流而激活感应加热，如在下面更详细地讨论的。另外，控制单元420进一步包括按钮429，其也可用来激活感应加热，如上所述。
图7还示出了用于电子烟的通信/用户接口718。这可包括一个或多个根据特殊实现方式的设备。例如，用户接口可包括一个或多个灯和/或扬声器以对用户提供输出，例如以指示故障、电池充电状态，等等。接口718还可支持与外部装置(例如智能手机、膝上型电脑、计算机、笔记本电脑、平板电脑，等等)的无线通信，例如蓝牙或近场通信(NFC)。电子烟可利用此通信接口对外部装置输出信息(例如装置状态、使用统计，等等)，以由用户迅速获取。通信接口还可用来允许电子烟接收指令，例如由用户输入到外部装置中的配置设置。例如，用户接口718和控制器715可用来命令电子烟选择性地激活不同的线圈650A、650B(或者其部分)，如上所述。在一些情况中，通信接口718可使用工作线圈450作为用于无线通信的天线。
可视情况而使用一个或多个芯片来实现控制器。控制器715的操作通常至少部分地由在控制器上运行的软件程序控制。可将这种软件程序储存在非易失性存储器中，例如ROM，其可集成在控制器715本身中，或者作为单独的部件(未示出)而提供。控制器715可访问ROM以根据需要和当需要时加载并执行各个软件程序。
控制器通过判断何时适于激活装置或不适于激活装置来控制电子烟的感应加热，例如，判断是否已经检测到吸入，及是否尚未超过最大吸入时限。如果控制器确定将激活电子烟以进行蒸发，那么控制器使电池411准备好对换流器712供电。换流器712构造为将从电池411输出的直流电转换成交流电信号，该交流电信号通常具有相对高的频率——例如，1MHz(尽管可代为使用其他频率，例如5kHz、20kHz、80kHz或300kHz，或者由两个这种值限定的任意范围)。然后使从交流电信号从换流器通向工作线圈450，如果需要的话，则经由合适的阻抗匹配(未在图7中示出)。
可将工作线圈450集成到一些形式的谐振电路中，例如通过与电容器(未在图7中示出)并联组合，将换流器712的输出调节到谐振电路的谐振频率。此谐振导致将在工作线圈450中产生的相对高的电流，接着该电流在加热元件455中产生相对高的磁场，从而导致加热元件455的快速且有效的加热，以产生预期的蒸汽或气溶胶输出。
图7A举例说明了根据一些实现方式的用于具有多个线圈的电子烟610的控制电子设备的零件(同时省略与多个线圈不直接相关的控制电子设备的清楚方面)。图7A示出了电源782A(通常对应于图7的电池411和换流器712)、开关结构781A，以及两个工作线圈650A、650B，每个工作线圈与如图6所示(但是不包含在图7A中)的相应的加热元件655A、655B相关联。开关结构具有三个在图7A中用A、B和C表示的输出。还假设在两个工作线圈650A、650B之间具有电流路径。
为了操作感应加热组件，将这三个输出中的两个闭合(以允许电流流过)，同时剩余的输出保持断开(为了防止电流流过)。闭合输出A和C激活两个线圈，从而激活两个加热元件655A、655B；闭合A和B选择性地激活工作线圈650A；并且闭合B和C只激活工作线圈650B。
虽然可能将工作线圈650A和650B只作为单个整体线圈(其一起接通或断开)处理，但是使例如由图7的实现方式提供的工作线圈650A和650B中的任一个或两个选择性地供能的能力具有许多优点，包括：
a)选择用于设定的一口烟的蒸汽成分(例如香料)。因此只激活工作线圈650A可只从储液器670A产生蒸汽；只激活工作线圈650B可只从储液器670B产生蒸汽；激活两个工作线圈650A、650B可从两个储液器670A、670B产生蒸汽的组合。
b)控制用于设定的一口烟的蒸汽的量。例如，如果储液器670A和670B实际上包含相同的液体，那么与只激活一个工作线圈本身相比，激活两个工作线圈650A、650B可用来产生更强的(更高的蒸汽水平)烟雾。
c)延长电池(充电)寿命。如已经讨论的，当图6的电子烟只包含单个烟弹时，例如630B(而不是也包括烟弹630A)，可能操作该电子烟。在此情况中，只使对应于烟弹630B的工作线圈650B供能更有效，然后烟弹630B用来使液体从储液器670B蒸发。相比之下，如果不使对应于(不见的)烟弹630A的工作线圈650A供能(因为此烟弹和相连的加热元件650A从电子烟610消失)，那么这在不减小蒸汽输出的情况下节省能量消耗。
虽然图6的电子烟610对于每个相应的工作线圈650A、650B具有分开的加热元件655A、655B，但是在一些实现方式中，不同的工作线圈可使单个(更大的)工件或感受器的不同部分供能。因此，在这种电子烟中，不同的加热元件655A、655B可呈现为在不同工作线圈上共用的更大的感受器的不同部分。另外地(或另选地)，多个工作线圈650A、650B可呈现为单个整体驱动线圈的不同部分，可使其各个部分选择性地供能，如以上相对于图7A讨论的。
如果使用多个加热元件来控制用于设定一口烟的蒸汽的量，那么具有更大数量的加热元件(例如，不止图7A所示的两个)将赋予更好的控制粒度。还将认识到，可通过对每个工作线圈供应更大的电功率以使对应加热元件供能来增加蒸汽量，然而，此实际性有限。例如，提供过大的功率可能对加热元件导致非常高的温度，这可能改变蒸汽的化学组成，并带来可能的安全考量。
图7B示出了另一用于在多个工作线圈650A、650B上选择性地支持的实现方式。因此在图7B中，假设工作线圈彼此不电连接，而是每个工作线圈650A、650B分别地(分开地)通过开关结构781B经由一对独立连接件与电源782B相连。特别地，使工作线圈650A经由开关连接件A1和A2与电源782B相连，并且使工作线圈650B经由开关连接件B1和B2与电源782B相连。图7B的此构造提供与以上相对于图7A讨论的优点相似的优点。另外，图7B的架构也可容易按比例放大以与不止两个工作线圈一起工作。
图7C示出了另一用于在多个工作线圈上选择性地支持的实现方式，在此情况中是三个用650A、650B和650C表示的工作线圈。每个工作线圈直接连接到相应的电源782C1、782C2和782C3。图7的构造可支持任意单个工作线圈650A、650B、650C的选择性供能，或者任意一对工作线圈的同时供能，或者所有三个工作线圈的同时供能。
在图7C的构造中，对于不同工作线圈650中的每个工作线圈，可重复电源782的至少一些部分。例如，每个电源782C1、782C2、782C3可包括其自己的换流器，但是它们可共用单个最终电源，例如电池411。在此情况中，电池411可经由与图7B所示的开关结构类似的开关结构连接到换流器(但是是对于直流电而不是交流电)。另选地，每条相应的从电源782到工作线圈650的电源线可设置有其自己的单独开关，其可闭合以激活工作线圈(或者断开以防止这种激活)。在此布置中，可将不同线路上的这些单独开关的集合认为是另一种形式的开关结构。
具有多种可管理或控制图7A至图7C的开关的方式。在一些情况中，用户可操作直接设置开关结构的机械开关或物理开关。例如，电子烟610可在外壳上包括开关(未在图6中示出)，由此可在一种设置中激活烟弹630A，并可在另一种设置中激活烟弹630B。开关的另一设置可允许一起激活两个烟弹。另选地，控制单元610可具有与每个烟弹相关联的单独按钮，并且用户压住用于预期烟弹的按钮(或者如果应激活两个烟弹则可能压住两个按钮)。另一种可能性是，按钮或电子烟上的其他输入装置可用来选择更强的烟雾(并导致接通两个工作线圈或所有工作线圈)。这个按钮也可用来选择气味的添加，并且开关可能操作与该气味相关联的工作线圈——通常除了用于包含尼古丁的基液的工作线圈以外。技术人员将意识到这种开关的其他可能的实现方式。
在一些电子烟中，用户可经由图7所示的通信/用户接口718(或者任何其他类似设备)设置开关结构，而不是直接(例如，机械地或物理地)控制开关结构。例如，此接口可允许用户指定不同气味或烟弹(和/或不同强度水平)的使用，然后控制器715可根据此用户输入设置开关结构781。
另一种可能性是，可自动地设置开关结构。例如，如果在烟弹630A的示出位置中不存在烟弹，那么电子烟610可防止激活工作线圈650A。换句话说，如果不存在这种烟弹，那么可不激活工作线圈650A(从而省电，等等)。
具有多种可用于检测是否存在烟弹的机构。例如，控制单元620可设置有通过将烟弹插入相关位置来机械地操作的开关。如果烟弹没有就位，那么该开关被设置成使得不对对应的工作线圈供电。另一种方法将是使控制单元具有一些用于检测是否将烟弹插入设定位置的光设备或电设备。
注意，在一些装置中，一旦已经检测到烟弹就位，则对应工作线圈便总是可激活——例如，其总是响应于烟雾(吸入)检测而被激活。在其他支持自动的和用户控制的开关结构的装置中，即使已经检测到烟弹就位，用户设置(或者类似的，如以上讨论的)也可判断烟弹是否可在任何设定喷烟时激活。
虽然已经结合例如图6所示的多个烟弹的使用描述了图7A至图7C的控制电子设备，但是关于单个具有多个加热元件的烟弹，也可使用这些控制电子设备。换句话说，控制电子设备能够选择性地使单个烟弹内的这些多个加热元件中的一个或多个供能。这种方法仍可提供以上讨论的好处。例如，如果烟弹包含多个加热元件，但是只有单个共用储液器，或者多个加热元件，每个带有其自己的相应储液器，但是所有储液器包含相同的液体，那么使更多或更少的加热元件供能可对用户提供一种增加或减小通过一口烟提供的蒸汽的量的方式。类似地，如果单个烟弹包含多个加热元件，那么每个加热元件带有其自己的相应的包含特殊液体的储液器，那么使不同的加热元件(或者其组合)供能可对用户提供一种选择性地消耗用于不同液体(或者其组合)的蒸汽的方式。
在一些电子烟中，各种工作线圈及它们的相应的加热元件(实现为单独的工作线圈和/或加热元件，或者实现为更大的驱动线圈和/或感受器的一些部分)都可是彼此基本上相同的，以提供同质结构。另选地，可使用异质结构。例如，参考如图6所示的电子烟610，可将一个烟弹630A布置为加热至比其他烟弹630B低的温度，和/或(通过提供更小加热功率而)提供更低的蒸汽输出。因此，如果一个烟弹630A包含主液体制剂(其包含尼古丁)，而另一烟弹630B包含香料，那么可能希望烟弹630A输出比烟弹630B更多的蒸汽。而且，可根据待蒸发的一种或多种液体来布置每个加热元件655的操作温度。例如，操作温度应足够高到使特殊烟弹的相关的一种或多种液体蒸发，但是通常不会高到使这些液体化学分解(分离)。
具有多种对工作线圈和加热元件的不同组合提供不同操作特性(例如温度)的方式，从而产生如上讨论的异质结构。例如，可视情况而改变工作线圈和/或加热元件的物理参数——例如，不同的大小、几何形状、材料、线圈匝数，等等。另外地(或另选地)，可改变工作线圈和/或加热元件的操作参数，例如通过对工作线圈提供不同的交流电频率和/或不同的电源电流。
为了解决各种问题并使技术进步，本公开内容通过例证示出了可实践所要求保护的发明的各种实施例。本公开内容的优点和特征仅是这些实施例的代表性实例，并非是彻底的和/或排他的。它们仅用来帮助理解并教导所要求保护的发明。将理解，本公开内容的优点、实施例、实例、功能、特征、结构和/或其他方面并不视为限制由权利要求书定义的本公开内容或者限制权利要求书的等价内容，并且理解，可使用其他实施例，并且在不脱离权利要求书的范围的情况下可进行改变。各种实施例可适当地包含、包括或者基本上包括，所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的各种组合，而不是本文具体描述的那些。本公开内容可包括其他目前未要求保护的但是可能在未来要求保护的发明。

Claims (22)

1.一种电子蒸汽供给系统，具有纵向轴线并且包括：
控制单元和被构造为基本上沿着所述纵向轴线与所述控制单元接合和分离的至少一个烟弹，所述至少一个烟弹包括待蒸发液体的储液器；以及
感应加热组件，该感应加热组件包括至少一个驱动线圈和多个加热元件，其中，所述加热元件位于所述至少一个烟弹中以蒸发所述液体，所述至少一个烟弹被构造为将液体从所述储液器供应到所述加热元件上以进行蒸发，当所述至少一个烟弹与所述控制单元接合时，所述至少一个烟弹被定位为使得所述加热元件位于所述至少一个驱动线圈内，并且
其中，所述电子蒸汽供给系统被构造为支持所述多个加热元件中的不同加热元件的选择性供能。
2.根据权利要求1所述的电子蒸汽供给系统，其中，该系统支持所述多个加热元件中的任意单独加热元件的选择性供能。
3.根据权利要求2所述的电子蒸汽供给系统，其中，该系统支持所述多个加热元件中的一个或多个单独加热元件的任意子集的选择性供能。
4.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供给系统，其中，该系统支持所述多个加热元件中的所有加热元件的供能。
5.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供给系统，其中，该系统具有两个或三个加热元件。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电子蒸汽供给系统，其中，该系统具有多于三个加热元件。
7.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供给系统，其中，所述多个加热元件位于一个烟弹中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子蒸汽供给系统，进一步包括多个烟弹，其中，每个烟弹包含相应的加热元件。
9.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供给系统，其中，所述多个加热元件对应于单个感受器的不同部分。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的电子蒸汽供给系统，其中，所述多个加热元件中的每个加热元件是单独的感受器。
11.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供给系统，其中，存在一个具有多个部分的驱动线圈，每个部分对应于相应的加热元件，并且其中，能通过激活该驱动线圈的对应部分来选择性地使各个加热元件供能。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的电子蒸汽供给系统，其中，存在对应于每个相应加热元件的单独驱动线圈，并且其中，通过激活对应的驱动线圈能选择性地使各个加热元件供能。
13.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供给系统，进一步包括开关结构，该开关结构位于所述控制单元中的电池与所述至少一个驱动线圈之间，以支持所述多个加热元件中的不同加热元件的选择性供能。
14.根据权利要求13所述的电子蒸汽供给系统，其中，用户能直接确定所述开关结构的设置以执行选择性供能。
15.根据权利要求13或14所述的电子蒸汽供给系统，其中，所述控制单元进一步包括用于从用户接收设置信息的用户接口或通信接口，并且其中，所述电子蒸汽供给系统进一步包括控制器，该控制器用于基于从用户接收的设置信息来设置所述开关结构。
16.根据权利要求13、14或15所述的电子蒸汽供给系统，其中，所述控制单元进一步包括用于基于在所述控制单元中存在或不存在烟弹来自动地对所述开关结构进行设置的设备。
17.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供给系统，其中，所述感应加热组件被构造为使得不同的所述加热元件具有不同的操作加热特征。
18.根据权利要求17所述的电子蒸汽供给系统，其中，所述不同的操作加热特征是温度和加热功率中的至少一者。
19.一种用于与具有纵向轴线的电子蒸汽供给系统一起使用的控制单元，所述电子蒸汽供给系统包括控制单元和被构造为基本上沿着所述纵向轴线与所述控制单元接合和分离的至少一个烟弹，所述至少一个烟弹包括待蒸发的液体的储液器，所述控制单元包括至少一个驱动线圈，所述至少一个驱动线圈用于使位于所述至少一个烟弹中的多个加热元件在这些加热元件位于所述至少一个驱动线圈内时供能，以通过感应加热使所述液体蒸发，并且其中，所述控制单元被构造为支持所述多个加热元件中的不同加热元件的选择性供能。
20.一种用于与具有纵向轴线的电子蒸汽供给系统一起使用的烟弹，所述电子蒸汽供给系统包括控制单元和被构造为基本上沿着所述纵向轴线与所述控制单元接合和分离的至少一个烟弹，所述至少一个烟弹包括待蒸发的液体的储液器，以及多个感应加热元件，当所述加热元件位于所述控制单元的至少一个驱动线圈内时，所述加热元件用于使所述液体蒸发，并且其中所述电子蒸汽供给系统被构造为支持多个所述加热元件中的不同加热元件的选择性供能。
21.一种基本上如参考附图在本文描述的电子蒸汽供给系统。
22.一种基本上如参考附图在本文描述的用于操作电子蒸汽供给系统的方法。
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