CN108348007B - 具有可变容积的液体储存器的电子吸烟装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电子吸烟装置(10；110；210；310)，其包括电源(18)，储存液体的液体储存器(34；34；234；334)和雾化器(26)。雾化器(26)适于当通过电源(18)操作时雾化储存在液体储存器(34；34；234；334)中的液体。液体储存器(34；34；234；334)包括储存液体的第一腔室(40)，第一腔室(40)具有可减小的且不可增大的可变容积。

Description

具有可变容积的液体储存器的电子吸烟装置

技术领域

本发明总体上涉及电子吸烟装置，特别涉及电子香烟。

背景技术

诸如电子香烟(e-cigarette)的电子吸烟装置通常具有容纳电源(例如，单次使用或可再充电电池，电插头或其他电源)的壳体以及可电操作的雾化器。雾化器蒸发或雾化从储存器供应的液体并提供蒸发或雾化的液体作为气雾剂。控制电子器件控制雾化器的激活。在一些电子香烟中，在电子吸烟装置内设置气流传感器，气流传感器检测使用者在装置上的抽吸(例如，通过感测穿过装置的负压或气流模式)。气流传感器指示或将抽吸信号发送至控制电子器件以启动该装置并产生蒸气。在其他电子香烟中，使用开关启动电子香烟以产生一股蒸气。

众所周知，当容纳在液体容器内的液体直接提供到雾化器的加热元件上，例如加热线圈上时，可以增加电子吸烟装置的消耗的喜悦。这种液体的直接提供增强了由雾化器产生的蒸气量和气雾剂的味道。然而，在消耗之前，需要使用移液管或其等同物手动执行这种液体的直接应用，同时需要拆卸电子吸烟装置。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电子吸烟装置，其包括电源，储存液体的液体储存器和雾化器。所述雾化器适于当通过所述电源操作时雾化储存在所述液体储存器中的液体。所述液体储存器包括储存液体的第一腔室，所述第一腔室具有可减小的且不可增大的可变容积。

结合以下参考附图对本发明的示例性实施例的描述，本发明的特点，特征和优点以及如上所述获得它们的方式将变得更加明显和更清楚地被理解。

附图说明

在附图中，相同的元件标号表示每个视图中的相同元件：

图1是示例性电子香烟的示意性横截面图；

图2A和2B示出根据第一实施例的具有可变容积的液体储存器的横截面图；

图3A和3B示出根据第二实施例的具有可变容积的液体储存器的横截面图；

图4是根据第二实施例的电子香烟的示意性横截面图；

图5A至5C示出根据第三实施例的具有可变容积的液体储存器的横截面图；

图6A是根据第三实施例的电子香烟的示意性横截面图；

图6B是根据第四实施例的电子香烟的示意性横截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考电子香烟示例性地描述电子吸烟装置。如图1所示，电子吸烟装置10通常具有包括筒形中空管的壳体，筒形中空管具有端盖16。筒形中空管可以是单件或多件管。在图1中，筒形中空管被示出为具有电源部分12和雾化器/液体储存器部分14的两件式结构。电源部分12和雾化器/液体储存器部分14一起形成筒形管，其尺寸和形状与传统的香烟大致相同，通常约为100mm，直径为7.5mm，但是长度可以在70到150或180毫米，直径可以在5到28毫米的范围内变动。

电源部分12和雾化器/液体储存器部分14通常由金属，例如钢或铝，或耐磨塑料制成并且与端盖16一起作用以提供容纳电子香烟10的部件的壳体。电源部分12和雾化器/液体储存器部分14可以被构造成通过摩擦推动配合(friction push fit)，卡扣配合(snapfit)或卡口连接(bayonet attachment)，磁性配合(magnetic fit)或螺纹(screwthreads)来配合在一起。端盖16设置在电源部分12的前端。端盖16可以由半透明塑料或其他半透明材料制成，以允许位于端盖附近的LED 20发出通过端盖的光。端盖可以由金属或其他不允许光线通过的材料制成。

可以在端盖中，在筒形中空管旁边的入口边缘处，沿着筒形中空管的长度的任何位置，或者在电源部分12和雾化器/液体储存器部分14的连接处设置空气入口。图1示出了设置在电源部分12和雾化器/液体储存器部分14之间的连接处的一对空气入口38。

在筒形中空管电源部分12内设置电池18，发光二极管(LED)20，控制电子器件22和可选的气流传感器24。电池18电连接到控制电子器件22，它们电连接到LED 20和气流传感器24。在这个示例中，LED 20位于电源部分12的前端，邻近端盖16，并且控制电子器件22和气流传感器24设置在电池18的另一端的中心空腔中，电池18的另一端邻近雾化器/液体储存器部分14。

气流传感器24起到抽吸检测器的作用，检测使用者在电子吸烟装置10的雾化器/液体储存器部分14上的抽吸(puffing)或吮吸(sucking)。气流传感器24可以是用于检测气流或气压变化的任何合适的传感器，诸如包括由于气压变化而引起运动的可变形膜的麦克风开关。或者，传感器可以是霍尔元件或机电传感器。

控制电子器件22也连接到雾化器26。在所示的示例中，雾化器26包括加热线圈28，加热线圈28缠绕在在雾化腔室31内延伸的芯的周围，雾化腔室31与雾化器/液体储存器部分14的空气流动通道32相连通。线圈28可以定位在雾化器26中的任何位置，并且可以横向或平行于液体储存器34。芯30和加热线圈28不完全阻塞雾化腔室31。而是在加热线圈28的任一侧上设置气隙，使得空气能够流过加热线圈28和芯30。雾化器可以可选地使用其他形式的加热元件，例如陶瓷加热器，或纤维或网状材料加热器。非电阻加热元件，如声波，压电和喷射喷雾(sonic,piezo and jet spray)，也可用于雾化器中以代替加热线圈。

空气流动通道32围绕中心布置的筒形液体储存器34，其中芯30的端部邻接或延伸到液体储存器34中。芯30可以是诸如玻璃纤维束的多孔材料，液体储存器34中的液体通过毛细管作用从芯30的端部被吸向由加热线圈28环绕的芯30的中心部分。

液体储存器34可以可选地包括浸泡在液体中的填塞物，其中芯30的端部邻接填塞物。在其他实施例中，液体储存器34可以包括环形空腔，环形空腔被布置成填充有液体并且芯30的端部延伸到环形空腔中。

液体储存器34包括储存液体的第一腔室40。第一腔室40具有可减小的且不可增大的可变容积。第一腔室40与邻近雾化器26布置的出口开口46相连通。根据这种布置，液体可以从液体储存器34通过出口开口46直接供应到加热元件28。出口开口被构造成当第一腔室40中的压力超过预定阈值时允许液体通过。液体储存器还包括第二腔室42，第二腔室42借助于柔性可扩张材料片与第一腔室40分开。第二腔室42与入口开口相连通并且可以填充有通过入口开口48提供的流体。加压的流体可以通过单向阀50从压力源52提供。如下面参照图2A、2B详细描述的，上面描绘的设置容易地允许将液体受控地直接供应到加热元件28。

空气吸入端口36设置在雾化器/液体储存器部分14的远离端盖16的后端。吸入端口36可以由筒形中空管雾化器/液体储存器部分14形成，或者可以形成在端盖中。

在使用中，使用者吮吸电子吸烟装置10。这使得空气经由一个或多个空气入口，例如空气入口38，被吸入电子吸烟装置10，并且通过雾化腔室31和空气流动通道32被吸向空气吸入端口36。产生的气压变化由气流传感器24检测，气流传感器24产生传递给控制电子器件22的电信号。控制电子器件22响应该信号激活加热线圈28，这导致存在于芯30中的液体被蒸发以在雾化腔室31内产生气雾剂(其可以包括气体和液体成份)。当使用者继续吮吸电子吸烟装置10时，该气雾剂通过空气流动通道32被吸动并被使用者吸入。同时，控制电子器件22还激活LED 20，使得LED 20点亮，这通过半透明端盖16可见，模仿传统香烟末端的发光余烬的外观。当芯30中存在的液体转变成气雾剂时，更多的液体通过毛细管作用从液体储存器34被吸入芯30中，并且因此可以通过随后激活加热线圈28而转换成气雾剂。

一些电子吸烟装置旨在是一次性的，并且电池18中的电力旨在足以蒸发容纳在液体储存器34内的液体；之后，扔掉电子吸烟装置10。在其他实施例中，电池18是可再充电的并且液体储存器34是可再填充的。在液体储存器34是环形空腔的情况下，这可以通过经由再填充口再填充液体储存器34来实现。在其他实施例中，电子吸烟装置10的雾化器/液体储存器部分14可从电源部分12拆卸，并且新的雾化器/液体储存器部分14可装配有新的液体储存器34，从而补充液体的供应。在一些情况下，更换液体储存器34可能涉及更换加热线圈28以及芯30以及更换液体储存器34。包括雾化器26和液体储存器34的可更换单元被称为雾化烟弹。

新的液体储存器34可以是具有空气流动通道32的烟弹(cartridge)的形式，使用者通过空气流动通道32吸入气雾剂。在其他实施例中，气雾剂可穿过中心通道流动至空气吸入端口36，中心通道延伸穿过烟弹中的环形液体储存器。

当然，除了典型的电子吸烟装置10的结构和功能的以上描述之外，还存在变化。例如，可以省略LED 20。气流传感器24可以邻近端盖16设置，而不是设置在电子香烟的中间。气流传感器24可以用使得使用者能够手动地激活电子香烟的开关替换，而不是响应于检测到气流或气压的变化。

可以使用不同类型的雾化器。因此，例如，雾化器可以在浸泡在液体中的多孔体内部的空腔中具有加热线圈。在此设计中，通过激活线圈加热多孔体，或者通过热空气经过或通过多孔体，来蒸发多孔体内的液体从而产生气雾剂。或者，雾化器可以使用压电雾化器与加热器结合或在没有加热器的情况下产生气雾剂。

在图2A和2B中，图1的电子吸烟装置10的液体储存器34与经由入口开口48连接到液体储存器34的第二腔室42的压力源52一起以横截面图示出。这些图用于说明以受控方式通过液体储存器34的第一腔室40的出口开口46直接向雾化器26(参见图1)供应液体的过程，第一腔室40储存液体。

液体储存器34包括固定容积的刚性槽41，刚性槽41包括第一腔室40和第二腔室42。第一腔室40和第二腔室42由布置在槽41内的柔性可扩张片44分开。片对第一腔室40中的液体和第二腔室42中存在的流体是不可渗透的。

由于刚性槽41的容积固定，第一腔室40的容积由第二腔室42的可适应容积控制。第二腔室42的容积又由存在于第二腔室42中的压力水平控制，压力水平可通过经由入口开口48将加压的流体填充到第二腔室42中而增加。在入口开口48和供应加压的流体的压力源52之间布置有单向阀50，单向阀50防止流体从第二腔室42离开。换句话说，第二腔室42中的压力水平只能通过增加第二腔室42的容积来降低。在图2A所示的状态下，第二腔室42中的压力水平使得避免了片44扩张到第二腔室42的容积中。换句话说，通过存在于第二腔室42中的压力水平来防止第一腔室40的容积增大。

通过操作压力源52，将加压的流体填充到第二腔室42中，由此增加第二腔室42中的压力。第二腔室42中增加的压力，经由柔性可扩张片44，导致第一腔室40中的压力也增加。如图2B所示，只要第一腔室40中的压力水平超过预定阈值，液体54就穿过第一腔室40的出口开口46。结果是，第一腔室40的容积减小并且第二腔室42的容积由于片44的相应扩张而增加。同时，假定没有另外的加压流体被填充到第二腔室42中，第一腔室40中的压力水平降至预定阈值以下。换句话说，通过出口46直接向雾化器26的加热元件28供应液体可以仅通过压力来控制，而不需要任何保持材料(holdingmaterial)。因此液体的输送尤其独立于液体储存器的方向。仅储存液体的第一腔室40的容积减小的事实确保了与第一腔室40的填充水平无关的受控的液体供应。

压力源52可以由电子吸烟装置10的使用者操作，以便将液体直接供应到雾化器的加热元件28。压力源52可以由使用者手动操作；例如在压力源52形成为能够由使用者通过按压与泵可操作地连接的按钮来操作的泵的情况下。根据另一个变体，压力源可以包含加压的流体，流体可以通过使用者以受控的方式打开阀50而填充到第二腔室42中。换句话说，压力源52与阀50一起可以形成容积修改单元的一部分，容积修改单元被构造成由电子吸烟装置10的使用者操作以便减小第一腔室40的容积，即通过出口开口46直接供应来自液体储存器34的第一腔室40的液体。

也可以通过控制电子器件22，例如基于通过应用在控制电子器件22中的抽吸计数器计数的抽吸，操作阀50或压力源52来操作，使得液体可以自动地供应到加热元件，例如任何10到50次的抽吸。

图3A和3B示出了根据第二实施例的液体储存器134的横截面图。与图2A、2B的实施例相反，储存液体的第一腔室40至少部分地形成为柔性但不可扩张材料的囊状物144。为了通过出口开口46供应液体，如参照图2A、2B详细描述的，通过增加第二腔室42中的压力水平来挤压囊状物144。

如图3A、3B所示，出口开口46与单向阀56相连通。一方面，该阀56可以限定上述阈值，上述阈值必须被超过以使得液体通过阀56和出口开口46。另一方面，阀56可防止空气通过出口开口46进入第一腔室40。当然，阀56也可以与图1、2A、2B的实施例结合使用。

在图4中，根据第二实施例的电子吸烟装置110以横截面图示出。与根据图1至3的实施例相反，液体储存器234基本上由柔性不可扩张材料的囊状物144与刚性基座部分146一起形成，其与芯30相连通。囊状物144与刚性部分146一起包括第一腔室40。关于液体储存器234没有第二腔室。为了将液体供应到雾化器26的加热元件28，电子吸烟装置110的使用者可以手动挤压囊状物144。为此，柔性弹性部分58布置在雾化器/液体储存部分的可如图4中的箭头所示被压下的侧壁中。由于没有空气可以通过出口开口46进入囊状物144并且囊状物144是不可扩张材料的事实，所以第一腔室40的容积仅能够减小。液体可以容易地且以受控的方式通过压力，即通过使用者手动挤压囊状物144，而供应给加热线圈28。

图5A至5C以横截面图示出了具有第一腔室40的液体储存器324的另一可选的实施例，第一腔室40具有可变的可减小且不可增大的容积。液体储存器324包括刚性中空筒形体141，中空筒形体141对应于固定容积的槽，并且液体储存器324包括储存液体的第一腔室40。液体储存器324还包括密封地插入到中空筒形体141的开口端中的活塞60。活塞60被构造成运动到中空筒形体141中(如图5B、5C中的箭头所示)，由此增加第一腔室40中的压力水平以获得高于预定阈值的值。结果，液体54通过出口开口46供应，并且第一腔室40的容积减小(参见图5A至5C)。

由活塞60占据的中空筒形体141的部分对应于第二腔室42。活塞60与阻挡单元62,64,66机械连接，阻挡单元62,64,66被构造成基本上防止活塞60运动到筒形中空体外。因此，第二腔室42的容积只能增加并且第一腔室40的容积必然仅减小。阻挡单元包括在筒形中空体141的内壁上的台阶部分66，台阶部分66与从活塞60的杆突出的弹簧偏置的阻挡元件62接合。由于当活塞60向前运动时阻挡元件62可被相应的凹部64容纳，所以活塞60可运动到筒形中空体141中。然而，如图5C中可见，通过阻挡元件62接合台阶部分66来防止活塞60在相反方向上的运动。

在图6A和6B中，以横截面图示出了电子吸烟装置210,310的两个可选的实施例，其都包括如上关于图5A至5C所描述的液体储存器324。

如图6A所示，活塞60进入筒形中空体141的运动可以，例如由电子吸烟装置210的使用者，通过简单地将活塞60推入相应的的方向(图6A中的箭头所示)来实现。为此目的，活塞60连接到电子吸烟装置210的吸嘴70，吸嘴70被构造成沿吸烟装置210的纵向可滑动地被推动。

可选地，如图6B所示，关于设置有顶部线圈系统雾化器的实施例，活塞60进入筒形中空体141中的运动可以通过沿着图中所示的箭头的方向拉动相应的吸嘴170来实现。吸嘴170被构造成沿着电子吸烟装置310的纵向可滑动地被拉动并且连接到活塞60。

进一步可选地，并且在图中未示出，活塞60可以通过螺旋接合(screwjoint)运动，例如，包括与设置在活塞的杆上的螺纹互锁的可旋转转盘，其中可旋转盘可由电子吸烟装置的使用者操作。可旋转转盘可以以这样的方式固定地连接到棘轮上，即转盘仅可以沿使活塞运动到筒形中空体中的方向旋转。换句话说，阻挡单元可以与转盘连接，使得根据图5的阻挡单元是非必要的。

总之，在一个方面中，电子吸烟装置具有电源，储存液体的液体储存器和雾化器。所述雾化器适于当通过所述电源操作时雾化储存在所述液体储存器中的液体。所述液体储存器包括储存液体的第一腔室，所述第一腔室具有可减小的且不可增大的可变容积。

根据一实施例，所述电子吸烟装置的使用者通过操作所述电子吸烟装置的容积修改单元，可以控制所述第一腔室的容积的减小。所述容积修改单元可以包括压力源，以直接或间接地增加所述第一腔室中的压力水平。

根据一实施例，所述第一腔室与出口开口相连通。所述出口开口可以邻近所述雾化器布置，以便通过所述出口开口将液体供应到所述雾化器。

根据一实施例，所述出口开口被构造成当所述第一腔室中的压力超过预定阈值时允许液体通过。

根据一实施例，所述出口开口与单向阀相连通，例如，防止空气进入所述第一腔室。

根据一实施例，所述液体储存器包括柔性材料的件(piece)，所述柔性材料的件至少部分地限定所述第一腔室。

根据第一变体，所述柔性材料可以是不可扩张的。所述件可以形成至少部分地限定所述第一腔室的囊状物。所述电子吸烟装置然后可以进一步包括挤压单元，所述挤压单元被构造成允许挤压所述囊状物。

根据第二变体，所述件形成为布置在所述液体储存器内的片(sheet)，以便将所述第一腔室与所述液体储存器的第二腔室分开。在这种情况下，所述柔性材料优选是可扩张的。

根据一实施例，所述液体储存器包括固定容积的槽，所述槽包括所述第一腔室和第二腔室。所述第一腔室和所述第二腔室可以通过可以布置在所述槽中的上述柔性片分开。所述电子吸烟装置可以包括容积修改单元，所述容积修改单元被构造成增加所述第二腔室的容积。

根据一实施例，所述第二腔室与被构造成使流体进入第二腔室的入口开口相连通。所述入口开口可以连接到压力源，使得例如，加压的流体可以填充到所述第二腔室中。所述压力源可以由所述电子吸烟装置的使用者操作。

根据一实施例，在所述入口开口和所述压力源之间布置有单向阀。由此可以确保没有流体可以离开所述第二腔室。

根据一实施例，所述液体储存器包括刚性中空筒形体和活塞，所述中空筒形体包括所述第一腔室，所述活塞密封地插入所述中空筒形体的开口端。所述活塞被构造成运动到所述中空筒形体中，由此减小所述第一腔室的容积。所述活塞与阻挡单元机械连接，所述阻挡单元被构造成防止所述活塞运动到所述筒形中空体外。

根据第二方面，提供了一种用于电子吸烟装置或用于电子吸烟装置的雾化器/液体储存器部分或用于电子吸烟装置的雾化烟弹的液体储存器。所述液体储存器包括储存液体的第一腔室，所述第一腔室具有可减小的且不可增大的可变容积。

已经描述了关于根据第一方面的电子吸烟装置的相应的液体储存器的优选的实施例。

尽管已经结合目前被认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等同布置。

参考标记列表

10,110,210,310 电子吸烟装置

12 电源部分

14 雾化器/液体储存器部分

16 端盖

18 电池

20 发光二极管(LED)

22 控制电子器件

24 气流传感器

26 雾化器

28 加热线圈

30 芯

32 空气流动通道

34,134,234,334 液体储存器

36 空气吸入端口

38 空气入口

40 第一腔室

41 刚性槽

42 第二腔室

44 柔性可扩张片

46 出口开口

48 入口开口

50,56 阀

52 压力源

54 液体

58 柔性弹性部分

60 活塞

62 阻挡单元

64 凹部

66 台阶部分

70,170 吸嘴

141 柔性不可扩张囊状物

146 刚性部分

Claims (13)

1.一种电子吸烟装置(10；110；210；310)，包括：

电源(18)，储存液体的液体储存器(34；134；234；334)和雾化器(26)，所述雾化器(26)适于当通过所述电源(18)操作时雾化储存在所述液体储存器(34；134；234；334)中的液体，其中，

所述液体储存器(34；134；234；334)包括储存液体的第一腔室(40)，所述第一腔室(40)具有可减小的且不可增大的可变容积；

其中，所述液体储存器包括柔性材料的件(44；144)，所述柔性材料的件(44；144)至少部分地限定所述第一腔室(40)；

其中，所述件(44)形成为布置在所述液体储存器内的片，以便将所述第一腔室(40)与所述液体储存器的第二腔室(42)分开，且其中所述柔性材料是可扩张的。

2.根据权利要求1所述的电子吸烟装置(10)，其中，所述电子吸烟装置(10)的使用者通过操作所述电子吸烟装置(10)的容积修改单元(50,52；58；60)，控制所述第一腔室(40)的容积的减小。

3.根据权利要求1所述的电子吸烟装置(10)，其中，所述第一腔室(40)与出口开口(46)相连通。

4.根据权利要求3所述的电子吸烟装置(10)，其中，所述出口开口(46)被构造成当所述第一腔室(40)中的压力超过预定阈值时允许液体(54)通过。

5.根据权利要求3或4所述的电子吸烟装置(10)，其中，所述出口开口(46)与单向阀(56)相连通。

6.根据权利要求1所述的电子吸烟装置(10；110)，其中，所述柔性材料是不可扩张的，且其中所述件形成至少部分地限定所述第一腔室(40)的囊状物(144)。

7.根据权利要求6所述的电子吸烟装置(10；110)，进一步包括挤压单元，所述挤压单元被构造成允许挤压所述囊状物(144)。

8.根据权利要求1所述的电子吸烟装置(10)，其中，所述液体储存器(34)包括固定容积的槽(41)，所述槽(41)包括所述第一腔室(40)和所述第二腔室(42)，其中，所述电子吸烟装置(10)包括容积修改单元，所述容积修改单元被构造成增加所述第二腔室(42)的容积。

9.根据权利要求8所述的电子吸烟装置(10)，其中，所述第二腔室(42)与被构造成使流体进入所述第二腔室(42)的入口开口(48)相连通。

10.根据权利要求9所述的电子吸烟装置(10)，其中，所述入口开口(48)连接到压力源(52)。

11.根据权利要求10所述的电子吸烟装置(10)，其中，在所述入口开口(48)和所述压力源(52)之间布置有单向阀(50)。

12.根据权利要求1所述的电子吸烟装置(210,310)，其中，所述液体储存器包括刚性中空筒形体(141)和活塞(60)，所述中空筒形体(141)包括所述第一腔室(40)，所述活塞(60)插入所述中空筒形体(141)的开口端，其中，所述活塞(60)被构造成运动到所述中空筒形体中，由此减小所述第一腔室(40)的容积，并且其中，所述活塞(60)与阻挡单元(62,64,66)机械连接，所述阻挡单元(62,64,66)被构造成防止所述活塞(60)运动到所述中空筒形体外。

13.一种用于电子吸烟装置(10；110；210；310)或用于电子吸烟装置(10；110；210；310)的雾化器/液体储存器部分(14)或用于电子吸烟装置(10；110；210；310)的雾化烟弹的液体储存器，其中，所述液体储存器(34；134；234；334)包括储存液体的第一腔室(40)，所述第一腔室(40)具有可减小的且不可增大的可变容积；

其中，所述液体储存器包括柔性材料的件(44；144)，所述柔性材料的件(44；144)至少部分地限定所述第一腔室(40)；

其中，所述件(44)形成为布置在所述液体储存器内的片，以便将所述第一腔室(40)与所述液体储存器的第二腔室(42)分开，且其中所述柔性材料是可扩张的。

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