CN108135270B - 用于产生可吸入介质的设备 - Google Patents
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Abstract
公开了用于产生可吸入介质的设备和方法。一种设备(1)包括:容器(132、232、332、432),其用于容纳液体(118、218、318、418);加热器(130、230、330、430、630、730),其用于在使用中使容纳于容器中的液体挥发以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;以及接收器(114、214、314、414、614、714),其用于接收材料(124、224、324、424、624、724a、724b)。接收器位于加热器附近,以使得在使用中,用加热器加热在接收器中接收的材料。在使用中在接收器中接收的材料的一种或多种成分与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合,以产生可吸入介质。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于产生可吸入介质的设备和方法。
背景技术
诸如香烟、雪茄等的烟制品在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过创造不燃烧而释放化合物的产品,来提供这些燃烧烟草的制品的替代物。
这些产品的实例是通过加热材料而不是燃烧材料来释放化合物的加热装置。该材料可以是例如烟草或者其他非烟草产品,其可以包含或者可以不包含尼古丁。作为另一实例,具有所谓的电子烟装置。这些装置通常包含液体,加热该液体以使该液体蒸发,从而产生可吸入的蒸气或者气溶胶。液体可包含尼古丁和/或香料和/或产生气溶胶的物质,例如甘油。已知的电子烟装置通常不包含或者不使用烟草。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供一种用于产生可吸入介质的设备,该设备包括:容器,其用于容纳液体;加热器,其用于在使用中使容纳于容器中的液体挥发以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;以及接收器(receptacle),其用于接收材料;其中,接收器位于加热器附近,以使得在使用中,用加热器加热在接收器中接收的材料,并且其中,在使用中在接收器中接收的材料的一种或多种成分与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流相混合,以产生可吸入介质。
该设备可被布置成使得:在使用中,蒸气和气溶胶中的至少一种的流在使用中通过在接收器中接收的材料,从而在蒸气和气溶胶中的至少一种的流中夹带一种或多种成分。
液体容器和接收器可以是整体单元。
该设备可包括气体进口,并且在使用中来自气体进口的气体流可经过在使用中在接收器中接收的材料,从而在气体流中夹带一种或多种成分,并可将夹带有一种或多种成分的气体流与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流组合。
该设备可被布置成使得接收器位于气体进口和加热器中间。
接收器可包围加热器。
接收器的形状可以是环形的。
接收器可包括两个或更多个不连续的接收部分,每个接收部分用于接收材料的相应的不连续部分。
液体容器可从设备移除。
加热器可至少部分地经由从加热器发射的辐射和来自加热器的热传导中的一者或两者来加热在使用中在接收器中接收的材料。
加热器可至少将在使用中在接收器中接收的材料的外部加热到比设备的环境温度更高的温度。
加热器可至少将在使用中在接收器中接收的材料的外部加热到30℃到100℃的范围内的温度。
加热器可至少将在使用中在接收器中接收的材料的外部加热到40℃到80℃的范围内的温度。
接收器可包括用于在使用中将材料保持在接收器内的一个或多个保持器。
该一个或多个保持器可允许蒸气和气溶胶中的至少一种通过,并防止在使用中在接收器中接收的材料通过。
接收器可具有在其中接收的材料。
材料的形状可以是环形的。
材料可包括凹槽,加热器可至少部分地插入凹槽内。
可将材料包含在自支撑材料容器中。
材料可以是固体形式的材料。
固体形式的材料可以是烟草,或者可包括烟草。
固体材料可以是有香味的材料,或者可包括有香味的材料。
根据本发明的第二方面,提供一种使用以下设备产生可吸入介质的方法,该设备包括:容器,其用于容纳液体;加热器,其用于使液体挥发;以及接收器,其用于接收材料,该方法包括:使用加热器使容纳于容器中的液体挥发,以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;使用加热器加热在接收器中接收的材料;并将该材料的一种或多种成分与蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合以产生可吸入介质。
根据本发明的第三方面,提供一种用于与用于产生可吸入介质的设备一起使用的烟弹,烟弹包括:容器,其用于容纳液体;加热器,其用于在使用中使容纳于容器中的液体挥发,以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;以及接收器,其用于接收材料;其中,接收器位于加热器附近,以使得在使用中,用加热器加热在接收器中接收的材料,并且其中,在使用中在接收器中接收的材料的一种或多种成分与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合,以产生可吸入介质。
根据本发明的第四方面,提供一种用于与用于产生可吸入介质的设备一起使用的雾化器,雾化器包括:加热器,其用于在使用中使液体挥发以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;以及接收器,其用于接收材料;其中,接收器位于加热器附近,以使得在使用中,用加热器加热在接收器中接收的材料,并且其中,在使用中在接收器中接收的材料的一种或多种成分与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合,以产生可吸入介质。
从参考附图仅通过实例给出的本发明的优选实施例的以下描述中,本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出了代表性设备的示意性横截面;
图2示出了代表性烟弹的示意性横截面;
图3示出了代表性烟弹的示意性横截面;
图4示出了代表性烟弹的示意性横截面;
图5示意性地示出了代表性接收器的透视图;
图6示意性地示出了代表性接收器的透视图;并且
图7示意性地示出了代表性接收器的透视图。
具体实施方式
参考图1,举例说明了用于产生可吸入介质的设备1的实例的示意性横截面。粗略地说,设备1使液体挥发以形成通过固体材料的蒸气或者气溶胶,从而产生包含一种或多种来源于材料的成分的可吸入介质。
在这方面,首先可注意,通常,蒸气是一种处于比其临界温度低的温度的气相的物质,这意味着例如可通过增加其压力而不降低温度来使蒸气凝结成液体。另一方面,通常,气溶胶是一种空气或者另一气体中的微小固体颗粒或者液滴的胶体。“胶体(colloid)”是这样一种物质,其中,在微观上分散的不溶性颗粒悬浮在另一物质中。
回到图1,设备1包括外本体102,其容纳烟弹104、电池106,以及用户可吸的烟嘴110。烟弹104连接到电池106,但是可从电池106移除。可移除外本体102的至少一部分以暴露烟弹104,从而允许烟弹104的安装、移除和/或替换。烟弹104具有用于包含液体118的液体容器132和已在其中接收固体材料124的接收器114。
固体材料124可以是例如烟草,或者其他有香味的材料,其可用来产生预期的味道或者香气,或者其他特性,例如尼古丁含量。
在图1的实例中,接收器114的形状总体是圆柱形的,并与液体容器132是一体的。接收器114包括第一保持器122和第二保持器112,以将固体材料124保持在接收器114内。第一保持器122和第二保持器112是可渗透的,以允许气相材料(例如蒸气或者气溶胶)通过,但是防止固相材料(例如固体材料124)通过。例如,第一保持器122和第二保持器112可包括由金属或者塑料或者陶瓷或者橡胶等制成的网,或者可渗透膜,或者简单地是带有穿过其中的孔的圆盘。在一些实例中,靠近加热器130的保持器(例如,如图1所示的第一保持器122)由耐热材料和/或带有高热导率的材料制成可能是有用的。保持器112、122可与接收器114制成一体,从而可与液体容器132(或者烟弹104)本身制成一体。在液体容器132可从设备1移除的实例中,保持器112、122中的一个或多个,例如第一保持器122,可以是可移除的以允许接近接收器114,从而允许用户增加、移除或者替换在其中接收的固体材料114。
在图1的实例中,烟弹104被布置成使得当使液体118挥发以产生液滴的气溶胶或者使液体充分加热以产生蒸气时,气溶胶或者蒸气的至少一部分(优选地是全部或者基本上全部)通过固体材料124,例如以从固体材料124获取香味。
在此实例中,通常在烟弹104中心提供液体容器132。在所示实例中,液体容器132的形状是截锥形的,但是可具有不同的形状,例如圆锥形的、圆柱形的,等等。液体容器132的形状是环形的,并且其内壁134限定圆柱形通道116,圆柱形通道116延伸通过从液体容器的一端延伸到另一端的液体容器132的长度。液体容器132可由刚性的、不漏水的且不透气的材料形成,例如金属、合适的塑料,等等。
烟弹104设置有加热器130和与加热器130(热)接触的芯部(未示出)。在此实例中,将加热器130和芯部作为单个单元150提供,有时叫做“雾化器”150。在此情况中,在烟弹104包括雾化器150的地方,这种烟弹104通常叫做“雾化烟弹(cartomiser)”104。示意性地示出了加热器130的方向,例如加热器130可以是其纵向轴线与烟弹104的纵向轴线垂直或者平行的线圈。芯部(未示出)与液体118接触。这可通过例如将芯部(未示出)插入通过液体容器132的端壁136中的通孔(未示出)来实现。另选地或者另外地,端壁136可以是多孔件,其允许液体从液体容器132通过,并且芯部(未示出)可与多孔端壁136接触。端壁136可以是例如多孔陶瓷圆盘的形式。此类型的多孔端壁136帮助调节到芯部(未示出)上的液体的流量。芯部通常是有吸收性的,并且用来通过毛细管作用(在图1中用箭头A示出)从液体容器132抽吸液体118。芯部优选地是非织造的,并且可以是例如棉或者羊毛材料等,或者是合成材料,包括例如聚酯、尼龙、纤维胶、聚丙烯等,或者是陶瓷材料。
在此实例中,烟弹104连接到电池106以使得能够对加热器130供电。当对加热器130供电时(其可例如通过用户操作设备1的按钮或者通过整体设备的抽吸检测器而发起,如本身已知的),通过芯部从液体容器132吸入液体118(如图1中箭头A所示),并用加热器130加热液体118以使液体挥发或者蒸发,从而产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流。当用户在烟嘴110上吸时,通过空气进口(未示出)抽吸空气。通过加热器130使液体118挥发或者蒸发到来自空气进口(未示出)的空气中,从而产生蒸气和气溶胶中的一种。朝向接收器114的第一保持器122抽吸蒸气或者气溶胶,并使其通过固体材料124,如箭头B所示。蒸气或者气溶胶从固体材料124获取(夹带)香味(和/或其他成分)。从而将固体材料124的一种或多种成分与蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合。在固体材料124包含或者包括尼古丁的实例中,蒸气或者气溶胶还可包含从固体材料夹带的尼古丁。在通过烟嘴110离开(如箭头B所示)以由用户吸入之前,蒸气或者气溶胶通过第二保持器112进入液体容器132的长度内的圆柱形通道116,如箭头B所示。可在烟嘴110处或其附近设置单向阀(未示出),以使得蒸气或者气溶胶仅可离开烟弹104且无法回流到加热器130或者设备1的电子器件(未示出)。
在此实例中,固体材料124无法从接收器114移除,并且烟弹104是一次性的。
材料124是当从液体118产生的气溶胶或者蒸气通过材料124时可用来将香味(和/或固体材料124的一种或多种其他成分)传递给气溶胶或者蒸气的材料。在一些实例中,固体材料124的该一种或多种成分可包括固体材料本身固有的成分。材料124例如可由烟草组成或者包括烟草。当气溶胶或者蒸气通过并越过烟草材料124时,热的气溶胶或者蒸气从烟草材料夹带走使烟草具有其影响器官感觉的特性的有机物及其他化合物或者成分,从而当气溶胶或者蒸气通向烟嘴110时将香味传递给气溶胶或者蒸气。然而将理解,除了烟草以外的材料可用来将不同的香味(和/或一种或多种其他成分)传递给气溶胶流或者蒸气流。固体材料124的该一种或多种成分可包括对固体材料124增加的成分。例如,在材料中或者在液体中可包括香料。另外,在材料124是烟草或者包括烟草的地方,气溶胶流或者蒸气流从烟草材料124抽吸足够的尼古丁。
另选地或者另外地,在材料124不包含任何烟草的地方,可在液体118中提供尼古丁。因此,在计划设备1对用户提供尼古丁的地方,可在液体118中提供尼古丁,在材料是烟草或者包括烟草的情况中可从材料124获得尼古丁,或者是这些的任何组合。同样地,可对材料124(不管材料是否是烟草还是是否包括烟草)和/或对液体10增加香料。固体材料124本身可以是固体材料的混合物,各种固体材料中的一种或多种包括一种或多种可与蒸气流或者气溶胶流混合的成分。将认识到,固体材料124可包括未被夹带入通过其的气溶胶或者蒸气的一种或多种其他成分。
在此实例中,接收器114,及由此在其中接收的固体材料124,与加热器130相邻。
将接收器114及由此将材料124放在加热器130附近,这允许由加热器130的余热加热材料124。例如,加热器130可经由辐射(特别是红外辐射)加热接收器114和在其中接收的材料124,该辐射由加热器130(或者其部件)发射,直接照射在接收器114(或者其一部分)或者接收器114的保持器122上,或者直接照射在固体材料124本身上(例如经由保持器122中的穿孔)。加热器130可另选地或者另外地通过从加热器130(和/或其任何周围部件)到接收器114的热传导来加热接收器114和在其中接收的材料124。到接收器114的热传导可经由加热器130和接收器114之间的中间部件。可能优选地,接收器114和/或接收器114与加热器130之间的部件(例如,保持器122)包括良好的热导体,例如,铜或者其他金属,非金属(例如石墨烯或者其他碳基材料)。还可提供使加热器或者其部件连接到接收器或者直接连接到固体材料124的专用导热部件(未示出),以确保从加热器130到接收器114和/或在其中接收的材料124的热量的良好的热传导。由加热器130加热的接收器114,接着通过例如热传导,辐射,对流,或者其任何组合,加热在其中接收的固体材料124。在此情况中,加热器130经由接收器114加热材料124。
由加热器130对材料124加热,促使成分从材料124的释放。在材料124是烟草或者包括烟草的实例中,烟草的加热(例如高于环境温度)增加烟草的挥发成分的释放,从而增加传递给例如通过其的蒸气和/或气溶胶的香味的水平。由加热器130对材料124进行的使液体118挥发的加热,减小了提供单独的、专用的对材料124加热的加热器的需求,从而可减小对装置供电所需的电力,从而可延长电池寿命。
而且,加热器附近的蒸气或者气溶胶可具有比已经远离加热器的蒸气或者气溶胶更高的温度。因此加热器附近的蒸气或者气溶胶的温度可高于材料124的环境温度。因此,接收器114及由此放在加热器130附近的材料124可允许蒸气或者气溶胶通过固体材料,以有助于对固体材料124的加热。这可促进成分从固体材料124释放到通过其的蒸气或者气溶胶中。
在以上实例中,接收器114形成液体容器132的一部分。在其他实例中,可将接收器114放在烟弹104的其他部分中,例如放在雾化器150内。
图2举例说明了实例烟弹204的示意性横截面,其可例如在图1的设备1中使用,代替烟弹104。为了简洁,对图2中的与已经参考图1描述的那些特征相同或者相似的特征赋予与图1中相似的参考数字,但是增加100,并将不再详细地描述。图2中的烟弹204相对于图1中的烟弹104的主要差异是,在图2的烟弹204中,接收器214位于雾化器250内,而在图1的烟弹104中,接收器114位于液体容器132内。
现在参考图2的实例,烟弹204包括雾化器250和用于包含液体218的液体容器232。液体容器232的形状是环形的,并且其内壁234限定圆柱形通道216,圆柱形通道216延伸通过从液体容器232的一端延伸到另一端的液体容器232的长度。雾化器250具有已经在其中接收固体材料224的接收器214。雾化器250设置有加热器230和与加热器230(热)接触并与液体218接触的芯部(未示出)。芯部用来从液体容器232吸入液体218(在图2中用箭头A示出)。接收器214包括第一保持器222和第二保持器212以将固体材料224保持在接收器214内。
在图2的实例中,接收器214位于雾化器250内并与其制成一体。保持器212、222可与接收器214制成一体,从而可与雾化器250(或者烟弹204)本身制成一体。在液体容器232不可从雾化器250移除(即,烟弹204是“雾化烟弹”)的情况中,烟弹204可以是一次性的。在雾化器250可从液体容器232移除的实例中,保持器212、222中的一个或多个,例如第二保持器212,可从雾化器250移除以允许接近接收器214,从而允许用户增加、移除或者替换在其中接收的材料224。可选地,可省略第一保持器212(即,如图2中绘制的上保持器),以使得仅由第二保持器222(即,如图1中绘制的下保持器)及例如重力和/或液体容器232,将材料224保持在接收器214中。材料224可以是,例如,诸如烟草的松散材料,可将其放在接收器214中和从接收器214移除。材料224可形成为是自支撑的,例如烟草塞或者烟草棒等,可将其放在接收器214中和从接收器214移除。材料224,不管是否是自支撑的,都可容纳于自支撑容器(未示出)中,自支撑容器是蒸气或者气溶胶可渗透的。可将容器224放在接收器214中和从接收器214移除。容器(未示出)可由例如耐热材料和/或带有高热导率的材料制成。
在此实例中,通过芯部从液体容器232吸入液体218(在图1中示出为箭头A)并用加热器230加热液体218以使液体218挥发或者蒸发到来自进口(未示出)的空气中,以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流。朝向接收器214的第一保持器222抽吸蒸气或者气溶胶,并使其通过固体材料224,如箭头B所示。蒸气或者气溶胶从固体材料224获取(夹带)香味(和/或其他成分)。从而将材料的成分与蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合,以产生可吸入介质。在离开以由用户吸入之前,蒸气或者气溶胶通过第二保持器212进入液体容器232的长度内的圆柱形通道216内,如箭头B所示。
在此实例中,接收器214,及由此在其中接收的固体材料224,位于雾化器250的加热器230附近。与以上参考图1描述的类似,将接收器214及由此将材料224放在雾化器250中的加热器230附近可确保通过材料224的蒸气或者气溶胶仍处于升高的温度,并允许材料224由加热器230本身的余热加热。这促使从材料224释放成分,从而提供类似的如上所述的能耗和液体使用的减少。
在以上实例中,烟弹104、204被布置成使得将接收器114、214放在加热器130的下游,因此在由用户吸入之前,由加热器130、230挥发的液体(以蒸气和气溶胶中的至少一种的形式流动)通过在接收器114、214中接收的固体材料124、224。然而,在其他实例中,接收器,及由此在其中接收的固体材料,位于加热器的上游,并且将由加热器挥发的作为蒸气和气溶胶中的一种流动的液体与已经通过在接收器中接收的固体材料的气体流混合。
图3举例说明了另一实例烟弹304的示意性横截面,其可在图1的设备1中使用,代替图1的烟弹104。为了简洁,对图3中的与已经参考图2(及由此已经参考图1)描述的那些特征相同或者相似的特征赋予与图2中相似的参考数字,但是增加100,并将不再详细地描述。图3中的烟弹304相对于图2中的烟弹204的主要差异是,在图3的烟弹304中,接收器314位于加热器330的上游,而在图2的烟弹204中,接收器114位于加热器230的下游。
现在参考图3的实例,与以上参考图1和图2描述的实例中类似,烟弹304包括雾化器350和用于包含液体318的液体容器332。液体容器332的形状是环形的,并且其内壁334限定圆柱形通道316,圆柱形通道316延伸通过从液体容器332的一端延伸到另一端的液体容器332的长度。雾化器350具有已经在其中接收固体材料324的接收器314。雾化器350设置有加热器330和与加热器330(热)接触并与液体318接触的芯部(未示出)。芯部用来从液体容器332吸入液体318(在图3中用箭头Q示出)。接收器314包括第一保持器322和第二保持器312以将固体材料324保持在接收器314内。
在此实例中,雾化器350具有气体进口340以允许气体(例如空气)进入雾化器350。在此实例中,接收器314与雾化器350制成一体,并且接收器314位于加热器330的上游。在此实例中,接收器314与进口340制成一体。保持器312、322可与接收器314制成一体,从而可与雾化器350(或者烟弹304)本身制成一体。在这种情况中,烟弹304可以是一次性的。在保持器312、322中的一个或多个(例如第二保持器312)是可移除的实例中,用户可接近接收器314,从而增加、移除或者替换在其中接收的材料324。
在此实例中,用户在整体设备(未在图3中示出)的烟嘴(未在图3中示出)上吸的结果是,将气体(例如空气)吸入进口340。朝向第一保持器322抽吸气体,并使其通过在接收器314中接收的固体材料324,从而将固体材料324的一种或多种成分(例如香味)带入气体流中。固体材料324位于加热器330附近,从而由加热器330加热。与如果不加热固体材料314相比,固体材料314的加热促进了固体材料314的成分释放到气体流中。然后抽吸具有该一种或多种在其中夹带的成分的气体流,使其通过第二保持器312并越过加热器330(或者在加热器330附近)(在图3中用箭头P示出)。通过芯部从液体容器332吸入液体318(在图3中示出为箭头Q)并用加热器330加热液体318以使液体318挥发到蒸气和气溶胶中的至少一种的流中。因此将蒸气流或者气溶胶流与气体流混合,具有该一种或多种在其中夹带的成分,以产生可吸入介质。然后这些流的混合物在离开以由用户吸入之前通过第二保持器312进入液体容器332的长度内的圆柱形通道316(在图3中示出为箭头R)。
在此实例中,接收器314,及由此在其中接收的固体材料324,位于雾化器350的加热器330附近。与以上参考图1和图2描述的类似,将接收器314及由此将材料324放在雾化器350中的加热器330附近可允许材料324由加热器330本身的余热加热。与如果不加热固体材料相比,这促进了成分从材料324释放到气体流中,从而释放到可吸入介质中。由加热器330对材料324进行的使液体318挥发的加热,减小了提供单独的对材料324加热的加热器的需求,从而可减小对装置供电所需的电力,从而可延长电池寿命。进一步,由于材料324由加热器330本身加热并在气体流(随后在该气体流中增加蒸气或者气溶胶)中夹带其成分,气溶胶或者蒸气的温度不需要依赖于其本身以从材料314释放成分。而且,在此实例中,蒸气或者气溶胶不需要通过固体材料314以使所产生的可吸入介质具有在其中夹带的固体材料314的成分。结果,固体材料314不过滤蒸气或者气溶胶(即,具有清楚的从加热器330到烟嘴(未在图3中示出)的流路)。对于设定的加热器330的温度及由此设定的液体318的量,因此与气溶胶或者蒸气必须通过固体材料的情况相比,离开烟弹304的蒸气或者气溶胶的产量增加。另选地,对于离开烟弹304的蒸气或者气溶胶的设定产量,可使用减小的加热器330的温度和/或液体318的量,从而提供相关的功率和液体消耗的节约。
在以上实例中,烟弹104、204、304被布置为使得液体容器132、232、332的形状是环形的,并且其内壁134、234、334限定圆柱形通道136、236、336,圆柱形通道136、236、336延伸通过液体容器132、232、332的长度。然而,在其他实例中,液体容器的形状可以不是环形的,并且烟弹可包括外壳,其在液体容器和外壳之间限定环形通道,蒸气和气溶胶可通过环形通道以由用户吸入。
而且,在以上实例中,接收器114、214、314的形状总体是圆柱形的,并且气体或者蒸气/气溶胶通过接收器从接收器114、214、314的一端流向另一端。然而,在其他实例中,接收器可以是环形的,并且气体或者气溶胶/蒸气可径向地向外(或者向内)流过接收器,从而流过在其中接收的固体材料。
图4举例说明了实例烟弹404的示意性横截面,其可例如在图1的设备1中使用,代替烟弹104。为了简洁,对图4中的与已经参考图3(及由此已经参考图1和图2)描述的那些特征相同或者相似的特征赋予与图3中相似的参考数字,但是增加100,并将不再详细地描述。图4的烟弹404相对于以上描述的其他烟弹的主要差异是,在图4的烟弹404中,在加热器430处产生的蒸气或者气溶胶径向地通过包含固体材料424的环形接收器414流出,以将固体材料424的成分带入蒸气流或者气溶胶流中。而且,在图4的烟弹404中,在从烟弹404流出以由用户吸入之前,离开接收器414的蒸气或者气溶胶流过液体容器432和外壳480之间的环形通道470。
参考图4,烟弹404包括雾化器450和用于包含液体418的液体容器432。雾化器450具有已经在其中接收固体材料424的环形接收器414。雾化器450设置有加热器430和与加热器430(热)接触并与液体418接触的芯部490。芯部490从液体容器432吸入液体418(在图4中用箭头X示出)。
在此实例中,接收器414的形状总体是环形的,与雾化器450制成一体并位于加热器430的下游。接收器414被定位成使得加热器430总体位于接收器414的中心,即,环形接收器414包围加热器430。接收器414包括第一保持器422和第二保持器412,以将固体材料124保持在接收器214内。第一保持器422和第二保持器412是可渗透的,以允许气相材料(例如蒸气或者气溶胶)通过,但是防止固相材料(例如固体材料424)通过。保持器412、422本身可以是环形的,或者可仅部分地在环形接收器414的外壁和内壁周围延伸。保持器412、422可与接收器414制成一体,从而可与雾化器450(或者烟弹404)本身制成一体。因此烟弹404可以是一次性的。接收器414包括顶壁474和底壁414,除了保持器412、422以外,顶壁474和底壁414可将固体材料保持在接收器414内的适当位置。顶壁474和底壁414中的一者或两者可从雾化器450移除,以允许接近接收器414,从而允许用户增加、移除或者替换在其中接收的材料424。将认识到,为了接收在环形接收器中,固体材料424本身的形状可能需要是环形的。
在此实例中,液体容器432的形状不是环形的,而是截锥形的,但是可以是任何其他形状,例如圆柱形,等等。烟弹404包括外壳480,外壳连接到雾化器450并包围液体容器432。在此实例中,外壳的形状是截锥形的,但是可以是任何形状,例如圆柱形,等等。液体容器432和外壳480在其之间限定环形通道470,环形通道470在液体容器432的长度上延伸。
在此实例中,通过芯部490从液体容器432吸入液体418(在图4中示出为箭头X)并用加热器430加热液体418以使液体418挥发或者蒸发为蒸气和气溶胶中的至少一种的流。从加热器430朝向环形接收器414的第一保持器422向外抽吸蒸气或者气溶胶,并使其通过固体材料424(在图4中用箭头Y示出)。蒸气或者气溶胶从固体材料424获取香味(和/或其他成分)。在离开以由用户吸入之前(在图4中用箭头Z示出),蒸气或者气溶胶通过第二保持器412进入限定在外壳480和液体容器432之间的环形通道470(在图4中用箭头Y示出)。
在此实例中,环形接收器414,及由此在其中接收的固体材料424,位于雾化器450的加热器430附近,并包围加热器430。与以上参考图1描述的类似,将接收器414及由此将材料424放在雾化器450中的加热器430附近可允许材料424由加热器430本身的余热加热。而且,由于加热器附近的蒸气或者气溶胶可具有比材料424的环境温度更高的温度,所以通过固体材料424的蒸气或者气溶胶可有助于材料424的加热。固体材料424的加热促使从材料424释放成分,从而提供类似的如上所述的成分产量的提高和/或能耗的减小。而且,按照此实例,包围加热器430的接收器414使得接收器414能够覆盖加热器430周围的更大比例(即,更大立体角)的空间,从而收集加热器430的更多余热。这进一步促使从材料424释放成分,从而提供类似的如上所述的成分产量的提高和/或能耗的减小。
图5更详细地举例说明了如图4中举例说明的在加热器430周围的固体材料424和环形接收器414的透视图。固体材料424可包括通过接收到环形接收器414中而形成环形形状的松散材料。另选地或者另外地,固体材料424可预成形为环形形状,以是自支撑的。另选地或者另外地,固体材料424可包含在自支撑容器(未示出)中,其形状是环形的且是蒸气或者气溶胶可渗透的,可将该容器放在接收器414中。在任何情况中,固体材料424总体是圆盘形的,并且沿着圆盘的主轴线包括孔494,其从圆盘的一侧上的第一开口490一直穿过固体材料延伸到圆盘的相反侧上的第二开口492。在使用中,加热器430基本上位于孔494内。从由孔494限定的固体材料的表面收集来自加热器130的余热。
虽然在图4和图5中接收器414和固体材料424的形状是环形的,但是这并不需要必须是这种情况。例如,固体材料可以总体是盘形的,并且包括加热器可位于其中(即,至少部分地插入其中)的凹槽。
图6举例说明了放在加热器630上的盘形接收器624和固体材料624的透视图。总体盘形的固体材料624沿着圆盘的主轴包括凹槽694,其从圆盘的一侧上的第一开口690部分地穿过固体材料延伸到位于圆盘内的闭合端692。在使用中,加热器630基本上位于凹槽694内。从由凹槽694限定的固体材料的表面收集来自加热器130的余热,凹槽694包括闭合端692。在此情况中,加热器630周围的区域的大立体角可由固体材料624覆盖,因此大比例的来自加热器630的余热可由固体材料624收集。可使将固体材料624接收到其中的接收器614相应地成形。在使固体材料预成形为自支撑结构的实例中,或者在固体材料本身包含在自支撑容器(未示出)中的实例中,可在固体材料本身中构造凹槽694的结构。在此情况中,接收器614不需要提供用于凹槽694的结构,并且可以总体是圆盘形的。图6中举例说明的接收器614和/或凹入的固体材料624可与例如图4所示的烟弹404一起使用,代替那里示出的接收器414和/或环形固体材料424,该烟弹404接着可例如在图1所示的设备1中使用,代替那里示出的烟弹104。
虽然在图4、图5和图6中接收器414、614和固体材料424、624具有单个连续形状,但是这并不需要必须是这种情况。例如,接收器可由两个或更多个不连续的部分形成,并且可在任一个或者两个中接收固体材料。
图7举例说明了接收器714的透视图,已经在其中接收两块分开的放在加热器730的任一侧的固体材料724a、724b。在此实例中,这两块固体材料724a、724b是立方形的。将每块材料724a、724b定位为使得每块材料724a、724b的一个带有最大表面积的面面向加热器730。可使可将一块或者两块固体材料724a、724b接收到其中的接收器714成形为相应地包括两个立方形凹槽。在使固体材料724a、724b预成形为自支撑结构的实例中,或者在固体材料块724a、724b本身包含在自支撑容器(未示出)中的实例中,接收器714例如可包括一个总体立方形的凹槽,可将固体材料724a、724b的块放在该凹槽中。图7中举例说明的接收器714和/或固体材料724a、724b的块可与例如图4所示的烟弹404一起使用,代替那里示出的接收器414和/或环形固体材料424,该烟弹404接着可例如在图1所示的设备1中使用,代替那里示出的烟弹104。
虽然在以上实例中,将接收器和/或固体材料描述为总体是圆盘形的,或者总体是环形的,或者总体是立方形的,但是将认识到,在一些实例中,可代为使用任何形状的体积。
虽然以上实例涉及接收器114、214等与烟弹104、240等的使用,但是将容易认识到,具有许多所谓的电子烟(其中的一些没有这样的烟弹,而是例如与设备1制成一体的可再填充室)的构造,并且以上实例也可适用于这些其他构造。实际上,将接收器114、214等定位在加热器130、230等附近以使液体118、218等挥发,以使得加热器130、230等加热在接收器114、214等中接收的固体材料124、224,并且使固体材料124、224等的一种或多种成分与上述蒸气或者气溶胶的流混合可与设备的构造或者布置无关。
上述实例的许多其他变型和替代方式是可能的。
例如,在一些情况中,可能将具有在其中接收的固体材料的接收器排他地或者另外地定位在电池部分106等中,上述烟弹与电池部分一起使用,假设接收器靠近加热器。
作为另一实例,在固体材料可从接收器移除的情况中,可从接收器省略固体材料,例如按照用户的选择。这对用户提供了更大的灵活性。
在一些上述实例中,烟弹包括完全包围液体容器432的环形通道470。在其他实例中,通道470不是环形的且不包围液体容器432。例如,通道470可仅部分地包围液体容器432,并且可具有多个分开的通道,每个通道仅部分地包围液体容器432。
在一些以上实例中,液体容器和接收器基本上沿着设备或者烟弹的纵向轴线同轴地(in-line,一列式)布置。在其他实例中,将液体容器和接收器布置为在设备或者烟弹的纵向方向上至少部分地重叠;在这些实例中,液体容器和接收器总体可仍沿着设备或者烟弹的纵向轴线同轴地布置,或者可并排地布置,或者一个部分地或完全地位于另一个内。在又一些实例中,液体容器和接收器同心地布置(液体容器位于接收器内,或者反过来),并且可布置为沿着设备或者烟弹的纵向轴线相对于彼此完全偏离,或者重叠,或者一个完全地位于另一个内。
该液体优选地是可在合理温度下挥发的液体,优选地在100℃-300℃的范围内,更特别地大约是150℃-250℃,因为这会帮助降低与烟弹一起使用的设备的能耗。合适的材料包括电子烟装置中传统使用的那些,包括例如丙二醇和丙三醇(也叫做甘油)。还如相对于以上实例描述的,固体材料是当从液体产生的气溶胶或者蒸气通过材料时可用来将香味(或者其他成分)传递给气溶胶或者蒸气的材料。例如,材料可包括传递冷却感觉、加热感觉、营养好处、刺激好处或者在用户体内产生或引起任何其他感觉或好处的成分。材料可例如由烟草组成或者包括烟草。当气溶胶或者蒸气通过并越过烟草材料时,气溶胶或者蒸气从烟草材料夹带使烟草具有其影响器官感觉的特性的有机物及其他化合物或者成分,从而当气溶胶或者蒸气通向烟嘴时将香味传递给气溶胶或者蒸气。除烟草以外的材料可用于赋予气溶胶或蒸气流不同的香味。例如,可将除了烟草以外的材料与烟草混合,或者与其他材料的混合物混合,例如,香草荚、八角、薄荷叶、其他香草,等等。例如,在材料中或者在液体中,或者在这二者中,可包括香料。
在任何上述实例中,设备控制器可整体上控制设备的操作。控制器例如可导致当需要时对加热器供电,当不需要加热时关闭加热器。可这样控制加热器的操作,以使得将液体和/或材料加热到最佳温度。特殊的考虑因素包括确保固体材料不燃烧,确保实现适当的液体蒸发,确保所蒸发的液体或者气溶胶处于合适的温度下以从固体材料释放化合物,并且确保到达用户的蒸气或者气溶胶处于舒适的且安全的温度下。可提供抽吸检测器(一种本身已知的装置)以当需要使加热元件通电时对控制器发出信号。另选地或者另外地,用户可经由控制器或者整体设备(未示出)外部的接口来控制设备,例如经由无线电控制信号,或者来自分开的控制装置的蓝牙等,例如智能手机等。该设备还可具有:一个或多个过滤器,其用于在蒸气或者气溶胶到达用户之前过滤蒸气或者气溶胶;冷却装置,其用于在蒸气或者气溶胶到达用户之前使蒸气或者气溶胶冷却;设备内部的绝缘体,以保护用户不经受在壳体内产生的热量,等等。
在使用中,特别是固体材料是烟草的情况中,优选地将烟草,或者至少烟草(或者其他材料)的外部或者表面,加热到大约30℃至100℃之间的温度,最优选的在40℃和80℃之间,以与环境温度相比促进烟草的成分的释放。材料可仅由加热器加热,或者可另外由具有比固体材料的温度更高的温度的穿过固体材料的蒸气或者气溶胶加热。在由加热器加热的情况中,可将材料,特别是在烟草的情况中,加热到大约40℃至80℃的范围内的温度,尽管将认识到,任何高于材料的环境温度和/或高于设备的环境温度的温度整体上将促进成分从固体材料的释放。然而将认识到,可使用其他温度。例如,可将固体材料,或者至少材料的表面,加热到高于210℃的温度,例如高达大约230℃或者240℃左右,甚至高达290℃左右。所存在的烟草的量可以是例如在50mg至300mg左右的范围内。烟草的量的最合适的值可以是例如在50mg至150mg的范围内,130mg是目前发现的在一些应用中特别适合的值。在一个典型实例中,在设备的每次操作中加热的烟草的量(即,每吸一口烟)可以在大约8mg至50mg的对应范围内。
在使用中,可将液体加热到大约100℃-300℃之间的温度,更特别地大约是150℃至250℃。合适的液体材料118等包括在加热时提供挥发成分的材料,通常是气溶胶的形式。合适的固体材料124等包括任何包含烟草的材料,并且可例如包括以下材料中的一种或多种:烟草本身、不同种类的烟草、烟草衍生物、粒状烟草、挤压烟草、膨胀烟草、再造烟草、烟草末、烟精、均质烟草或者烟草替代物。在烟草的情况中,固体材料可以是烟草杆、烟草棒或者烟草塞、松散烟草、块状烟草等的形式,并且可以是例如相对干燥的形式或者相对潮湿的形式。烟草可能已经改性,例如化学改性,例如使其pH值改性,以促使烟草的所选成分的释放,例如尼古丁。合适的固体材料可包括其他非烟草的产品,其根据产品的不同而可包含尼古丁或者可不包含尼古丁。可使用透明材料作为包装材料形成烟草棒,以使得用户可看见烟草。一种特别合适的材料是“NatureFlex”(商标),其是一种由Innovia薄膜有限公司制造的由可再生新材料制成的可生物降解薄膜。
如本文中使用的,术语“香味”和“香料”指的是在当地法规允许的可用来在用于成人消费者的产品中产生预期味道或者香味的材料。它们可包括提取物(例如,欧亚甘草、八仙花、日本白皮厚朴叶、甘菊、胡芦巴、丁香、薄荷醇、日本薄荷、八角、肉桂、香草、鹿蹄草、樱桃、浆果、桃、苹果、杜林标酒、波旁威士忌、苏格兰威士忌、威士忌、荷兰薄荷、薄荷、薰衣草、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树、肉豆蔻、檀香木、香柠檬、天竺葵、蜂蜜精华、玫瑰油、香子兰、柠檬油、橙油、桂皮、香菜、干邑、茉莉、夷兰、鼠尾草、茴香、多香果、姜、茴芹、芫荽、咖啡,或者来自任何种类的薄荷属的薄荷油)、香味增强剂、苦味受体位点阻滞剂、感受器位点激活剂或者刺激剂、糖和/或代糖(例如,三氯蔗糖、乙酰氨基磺酸钾、阿斯巴甜、糖精、甜精、乳糖、蔗糖、葡萄藤、果糖、山梨糖醇,或者甘露醇),以及其他添加剂,例如木炭、叶绿素、矿物质、植物成分,或者呼吸清新剂。它们可以是人造物质、合成成分或者天然成分,或者其混合物。它们可以是任何合适的形式,例如,油、液体、固体,或者粉末。例如,可使液体、油,或者其他这种流体香料浸在多孔固体材料中,以将香味和/或其他特性传递给该多孔固体材料。这样,液体或者油是其浸于其中的固体材料的成分。
虽然在以上实例中材料指的是固体材料或者固体形式的材料,但是这并非需要必须是这种情况。在其他实例中,材料可以是流体,例如液体。
将把以上实施例理解为本发明的说明性实例。应理解,相对于任何一个实施例描述的任何特征可单独使用,或者与其他所述特征组合使用,也可与任何其他实施例的一个或多个特征组合使用,或者与任何其他实施例的任何组合组合使用。而且,在不脱离在所附权利要求中定义的本发明的范围的情况下,还可使用以上未描述的等价物和改进。
Claims (31)
1.一种用于产生可吸入介质的设备,所述设备包括:
容器,用于容纳液体;
芯部,布置为从所述容器中抽吸液体;
加热器,用于在使用中使由所述芯部从所述容器中吸取的液体挥发以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;以及
环形接收器,用于接收材料;
其中,所述环形接收器位于所述加热器的附近并包围所述加热器,以使得在使用中,用所述加热器加热在所述环形接收器中接收的材料,并且其中,在使用中在所述环形接收器中接收的所述材料的一种或多种成分与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合,以产生所述可吸入介质;
其中,所述设备被布置为使得:在使用中,所述蒸气或气溶胶的流径向地向外经过由所述环形接收器接收的所述材料,从而在所述蒸气或气溶胶的流中夹带所述一种或多种成分。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述容器和所述环形接收器是整体单元。
3.根据权利要求1所述的设备,其中,所述设备包括气体进口,并且其中,在使用中来自所述气体进口的气体流经过在使用中在所述环形接收器中接收的材料,从而在所述气体流中夹带所述一种或多种成分,并且其中,夹带有所述一种或多种成分的所述气体流与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流相组合。
4.根据权利要求3所述的设备,其中,所述设备被布置为使得所述环形接收器位于所述气体进口与所述加热器中间。
5.根据权利要求1所述的设备,其中,所述环形接收器包括两个或更多个不连续的接收部分,每个接收部分用于接收材料的相应的不连续部分。
6.根据权利要求1所述的设备,其中,所述容器能从所述设备移除。
7.根据权利要求1所述的设备,其中,在使用中,所述加热器至少部分地经由从所述加热器发射的辐射和来自所述加热器的热传导中的一者或两者来加热在使用中在所述环形接收器中接收的材料。
8.根据权利要求1所述的设备,其中,在使用中,所述加热器将在使用中在所述环形接收器中接收的材料的至少外部加热到比所述设备的环境温度更高的温度。
9.根据权利要求1所述的设备,其中,在使用中,所述加热器将在使用中在所述环形接收器中接收的材料的至少外部加热到30℃到100℃的范围内的温度。
10.根据权利要求1所述的设备,其中,在使用中,所述加热器将在使用中在所述环形接收器中接收的材料的至少外部加热到40℃到80℃的范围内的温度。
11.根据权利要求1所述的设备,其中,所述环形接收器包括用于在使用中将材料保持在所述环形接收器内的一个或多个保持器。
12.根据权利要求11所述的设备,其中,所述一个或多个保持器允许蒸气和气溶胶中的至少一种通过,并防止在使用中在所述环形接收器中接收的材料通过。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备,其中,所述环形接收器具有在所述环形接收器中接收的材料。
14.根据权利要求13所述的设备,其中,所述材料的形状是环形的。
15.根据权利要求13所述的设备,其中,所述材料包括凹槽,所述加热器至少部分地插入所述凹槽内。
16.根据权利要求13所述的设备,其中,所述材料容纳在自支撑材料容器中。
17.根据权利要求13所述的设备,其中,所述材料是固体形式的材料。
18.根据权利要求17所述的设备,其中,固体形式的所述材料是烟草,或者包括烟草。
19.根据权利要求17所述的设备,其中,固体的所述材料是有香味的材料,或者包括有香味的材料。
20.一种使用设备产生可吸入介质的方法,所述设备包括:容器,用于容纳液体;芯部,布置为从所述容器中抽吸液体;加热器,用于使由所述芯部从所述容器中吸取的液体挥发;以及环形接收器,用于接收材料,其中,所述环形接收器包围所述加热器,所述方法包括:
使用所述加热器使由所述芯部从所述容器中吸取的液体挥发,以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;
使用所述加热器加热在所述环形接收器中接收的材料;并且
通过使所述蒸气或气溶胶的流径向地向外经过在所述环形接收器中接收的所述材料,从而在所述蒸气或气溶胶的流中夹带所述材料的一种或多种成分,将所述材料的一种或多种成分与蒸气和气溶胶中的至少一种的流混合以产生所述可吸入介质。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,所述混合包括:
使来自气体进口的气体流经过所述材料,从而在所述气体流中夹带所述材料的一种或多种成分;并且
将夹带有所述一种或多种成分的所述气体流与蒸气和气溶胶中的至少一种的流组合。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述气体流是空气流。
23.根据权利要求20到权利要求22中任一项所述的方法,其中,对所述环形接收器中接收的材料的加热是经由从所述加热器发射的辐射和来自所述加热器的热传导中的一者或两者进行。
24.根据权利要求20到权利要求22中任一项所述的方法,其中,对所述环形接收器中接收的材料的加热包括:将在所述环形接收器中接收的材料的至少外部加热到比所述设备的环境温度更高的温度。
25.根据权利要求20到权利要求22中任一项所述的方法,其中,对所述环形接收器中接收的材料的加热包括:将在所述环形接收器中接收的材料的至少外部加热到30℃到100℃的范围内的温度。
26.根据权利要求20到权利要求22中任一项所述的方法,其中,对所述环形接收器中接收的材料的加热包括:将在所述环形接收器中接收的材料的至少外部加热到40℃到80℃的范围内的温度。
27.根据权利要求20到权利要求22中任一项所述的方法,其中,所述材料是固体材料。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,所述固体材料是烟草,或者包括烟草。
29.根据权利要求27所述的方法,其中,所述固体材料是有香味的材料,或者包括有香味的材料。
30.一种用于与用于产生可吸入介质的设备一起使用的烟弹,所述烟弹包括:
容器,用于容纳液体;
芯部,布置为从所述容器中抽吸液体;
加热器,用于在使用中使由所述芯部从所述容器中吸取的液体挥发,以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;以及
环形接收器,用于接收材料;
其中,所述环形接收器位于所述加热器附近并包围所述加热器,以使得在使用中,用所述加热器加热在所述环形接收器中接收的材料,并且其中,在使用中在所述环形接收器中接收的材料的一种或多种成分与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流相混合,以产生所述可吸入介质;
其中,所述烟弹被布置为使得:在使用中,所述蒸气或气溶胶的流径向地向外经过由所述环形接收器接收的所述材料,从而在所述蒸气或气溶胶的流中夹带所述一种或多种成分。
31.一种用于与用于产生可吸入介质的设备一起使用的雾化器,所述雾化器包括:
芯部,布置为从用于产生可吸入介质的所述设备的容器中抽吸液体;
加热器,用于在使用中使由所述芯部吸取的液体挥发以产生蒸气和气溶胶中的至少一种的流;以及
环形接收器,用于接收材料;
其中,所述环形接收器位于所述加热器附近并包围所述加热器,以使得在使用中,用所述加热器加热在所述环形接收器中接收的材料,并且其中,在使用中在所述环形接收器中接收的材料的一种或多种成分与在使用中的蒸气和气溶胶中的至少一种的流相混合,以产生所述可吸入介质;
其中,所述雾化器被布置为使得:在使用中,所述蒸气或气溶胶的流径向地向外经过由所述环形接收器接收的所述材料,从而在所述蒸气或气溶胶的流中夹带所述一种或多种成分。
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