CN108697867A - 用于气溶胶生成系统的雾化组合件 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于气溶胶生成系统的雾化组合件。所述雾化组合件包括具有入口端和出口端的管道区段。所述管道区段的所述入口端被配置成连接到液体存储部分，并且所述管道区段的所述出口端与雾化喷嘴进行流体连通。所述管道区段被配置用于穿过所述雾化喷嘴传递液体气溶胶形成基质流。所述雾化喷嘴包括用于穿过所述喷嘴建立气流的空气通道。所述气流与所述液体气溶胶形成基质流混合，以增强穿过所述雾化喷嘴传递的所述液体气溶胶形成基质流的雾化。

Description

用于气溶胶生成系统的雾化组合件

技术领域

本发明涉及一种气溶胶生成系统，例如，手持式电操作气溶胶生成系统的雾化组合件。本发明还涉及一种包括此雾化组合件的气溶胶生成系统，以及一种生成气溶胶生成系统中的气溶胶的方法。

背景技术

一种类型的气溶胶生成系统是电操作气溶胶生成系统。已知手持式电操作气溶胶生成系统由以下项组成：装置部分，其包括电池和控制电子装置；筒部分，其包括容纳在液体存储部分中的气溶胶形成基质的供应源和电操作蒸发器；以及衔嘴，用户从所述衔嘴吸入气溶胶。蒸发器通常包括缠绕细长芯体的加热丝的线圈，所述细长芯体浸泡在容纳在液体存储部分中的液体气溶胶形成基质中。

EP 0 957 959 B1公开一种用于从源接收液体材料的电操作气溶胶生成器，所述气溶胶生成器包括用于通过具有开口端的导管从源泵送计量的量的液体材料的泵。提供围绕导管的加热元件。在激活加热器之后，导管内的液体材料就挥发。在挥发之后，液体材料就膨胀并且以气体形式离开导管的开口端。

在加热之后就形成残留物。在毛细管中，残留物会导致堵塞。这种影响会改变液体输送性质。此外，间接地加热液体材料：首先加热导管或毛细管芯，所述导管或毛细管芯又加热液体材料。因此，在能量传递过程中可能会损失热量。

此外，上述系统中的挥发相当慢，因为大量液体将在导管内的受限体积中挥发。

需要提供一种具有低维护液体输送系统和改进的雾化效果的改进的气溶胶生成系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于气溶胶生成系统的雾化组合件，所述雾化组合件包括用于传送液体气溶胶形成基质的管道区段，所述管道区段具有入口端和出口端。管道区段的入口端被配置成连接到液体存储部分，并且管道区段的出口端连接到雾化喷嘴。管道区段被配置用于穿过雾化喷嘴传递液体气溶胶形成基质流。雾化喷嘴包括用于穿过雾化喷嘴建立气流的空气通道，所述气流与液体气溶胶形成基质流混合，以增强穿过雾化喷嘴传递的液体气溶胶形成基质流的雾化。

在本发明的实例中，液体气溶胶形成基质精细地分布到小液滴的喷射射流中。通过将喷射射流与气流混合，可以增强液体气溶胶形成基质的雾化。例如，可以减小液滴的平均大小。液体可以更均匀地分布并且可以通过下游加热器元件完全地，即无残留物且快速地挥发。以此方式，可以实现可再生的气溶胶生成。

管道区段可以包括用于穿过雾化喷嘴可控制地传递预限定量的液体气溶胶形成基质的泵送单元。泵送单元可以是任何可商购的泵送系统，例如，电动泵、机动泵、微型泵或手动泵。泵送单元被配置成将液体气溶胶形成基质从液体存储部分输送到雾化喷嘴。泵送单元进一步被配置成通过略微过压将液体气溶胶形成基质传递到雾化喷嘴，使得液体气溶胶形成基质变换成喷射射流。

代替使用用于将液体气溶胶形成基质从液体存储部分传送到雾化喷嘴的泵送单元，还可以使用包括加压液体气溶胶形成基质的液体存储部分。管道区段随后可以包括可控单向阀，所述可控单向阀可以被配置成在激活之后就将计量的量的液体气溶胶形成基质传递到雾化喷嘴。液体气溶胶形成基质可以通过机械构件或通过将合适的喷射剂添加到液体气溶胶形成基质而在液体存储部分中加压。机械构件可以包含弹性可收缩容器或泵送系统。

管道区段的入口部分被配置用于连接到液体存储部分。管道区段与液体存储部分之间的连接可以是永久连接或可释放连接。在一些实施例中，液体存储部分可以是可再填充的。在一些实施例中，液体存储部分可以是可替换的，并且可以在其为空时或在用户将希望使用不同类型的液体基质进行气溶胶生成时更换。管道区段与液体存储部分之间的可释放连接可以通过任何合适的连接构件，包含鲁尔锥形连接(锁定或装配类型)建立。

管道区段可以进一步包括用于控制穿过管道区段的流体流的至少一个单向阀。可以使用具有足够大小和液体流量的任何可商购的单向阀门，包含迷你和微型翼阀、鸭嘴阀、止回阀。阀门可以由任何合适材料，例如，可以用于食品工业或医疗应用的材料制成。

用于本发明的液体气溶胶形成基质的特征为相比于水相对高的粘度。液体气溶胶形成基质的粘度可以在约10毫帕·秒到500毫帕·秒的范围内，优选地在约17毫帕·秒到86毫帕·秒的范围内。液体气溶胶形成基质是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热液体气溶胶形成基质来释放挥发性化合物。液体气溶胶形成基质可以包括植物类材料。液体气溶胶形成基质可以包括烟草。液体气溶胶形成基质可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，所述挥发性烟草香味化合物在加热之后就从液体气溶胶形成基质中释放。液体气溶胶形成基质可以替代地包括不含烟草的材料。液体气溶胶形成基质可以包括均质化植物类材料。液体气溶胶形成基质可以包括均质化烟草材料。液体气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。液体气溶胶形成基质可以包括其它添加剂和成分，例如，香料。

根据本发明的第二方面，提供一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括上文所公开的雾化组合件并且进一步包括具有空气入口和衔嘴的外壳，其建立从空气入口到衔嘴的气流路径。

当用户通过衔嘴吸入时，在空气入口与衔嘴之间的气流路径中生成气流，其中穿过雾化喷嘴的空气通道引导此气流的至少一部分。气流与液体气溶胶形成基质流混合，由此增强喷射嘴的雾化效果。

穿过雾化喷嘴的气流可以与雾化喷嘴内的液体气溶胶形成基质流混合，并且混合流可以穿过雾化喷嘴的共同出口端传递。

或者，穿过雾化喷嘴的气流以及液体气溶胶形成基质流穿过提供于雾化喷嘴中的单独出口传递。在一些实施例中，雾化喷嘴可以具有用于液体气溶胶形成基质的中心出口开口，所述中心出口开口产生液体气溶胶形成基质的小液滴的喷射射流。从中心开口径向向外并且与中心开口同心地布置的环形出口开口可以提供为气流出口开口。气流与出口开口下游的喷射射流混合。

雾化喷嘴可以包括用于气流和液体气溶胶形成基质流中的每一个的多个出口开口。

可商购的雾化喷嘴通常使用在喷嘴的出口中引起气流管理的特定帽盖，所述特定帽盖形成喷射射流的限定几何形状。可以设计或从市场上现有的模型中选择雾化喷嘴的帽盖，以形成用于与加热元件的热表面的几何形状和大小匹配的喷雾的几何形状和大小。

除了穿过雾化喷嘴的初级气流路径之外，气溶胶生成系统可以被配置成进一步限定次级气流路径。额外的气流可以在气溶胶生成之前或之后重新组合，以实现所需的气流组合。

如果提供次级空气入口，则仅穿过雾化喷嘴的空气通道引导在吸入之后就由用户生成的全部气流的一部分。优选地，穿过雾化喷嘴的空气通道引导全部气流的约30％到90％，更优选地，约50％到70％。

可以在加热器组合件上引导由雾化喷嘴生成的喷射射流。加热器组合件可以包括适用于蒸发液体气溶胶形成基质的任何类型的已知加热元件。加热器组合件可以是基本上平坦的并且可以具有任何所需形状。加热器组合件可以具有宽度和长度尺寸在3毫米与10毫米之间的矩形、多边形、圆形或卵形形状。

加热元件可以包括适用于接收和加热气溶胶形成基质以用于气溶胶生成系统中的薄的，优选地基本上平坦的导电材料，例如，纤维网、导电膜，或加热条带的阵列。

加热元件可以包括多个开口。例如，加热元件可以包括其间具有空隙的纤维网。加热元件可以包括任选地穿有小孔的薄膜或板。加热元件可以包括串联连接的窄加热条带的阵列。

加热器组合件可以包括耐热衬底以及提供于耐热衬底中或耐热衬底的表面上的加热元件。加热器组合件的耐热衬底可以由玻璃、耐热玻璃、陶瓷、硅、半导体、金属或金属合金制成。

耐热衬底可以是基本上平坦的并且可以具有任何所需形状。耐热衬底可以具有例如，宽度和长度尺寸在3毫米与10毫米之间的矩形、多边形、圆形或卵形形状。耐热衬底的厚度可以在0.2毫米与2.5毫米之间的范围内。在一些实施例中，耐热衬底可以具有大小为约7x 6毫米或5x5毫米(L x W)的矩形形状。

加热元件可以提供为提供给耐热衬底的表面的薄膜涂层。加热元件可以浸渍、沉积或印刷在耐热衬底的表面上。薄膜加热元件的材料可以是具有适宜电特性以及对耐热衬底的足够高粘附性的任何合适材料。

加热元件可以提供于耐热衬底的体积内，可以夹在耐热衬底的两个元件之间或可以通过耐热材料的保护层覆盖。

在一些实施例中，液体气溶胶形成基质可以传递到耐热衬底的前侧，并且加热元件可以提供于耐热衬底的后侧上。

加热器组合件可以与分配组合件间隔开。通过提供与传递组合件间隔开的加热器组合件，与具有用于将液体气溶胶形成基质流从传递组合件载送到加热器组合件的管道段的蒸发器相比，可以更佳地控制传递到加热器组合件的液体气溶胶形成基质的量。可以避免由于此管道段引起的不合需要的毛细管作用。当通过气隙时，在撞击加热器组合件的表面之前，所传递量的液体气溶胶形成基质将变换成液滴的射流。因此，在一些实例中，可以增强所传递量的液体气溶胶形成基质在加热器组合件上的均匀分布，从而引起每吸入循环生成具有预定量的汽化气溶胶形成基质的气溶胶的更佳可控性和重复性。

加热器组合件的操作温度可以在120摄氏度与210摄氏度之间，优选地在150摄氏度与180摄氏度之间。在一些实例中，装置的操作温度可以变化。

穿过雾化喷嘴传递的液体气溶胶形成基质的流速在0.5微升每秒到2微升每秒内。在包括微型泵的实施例中，微型泵可以允许在可变或恒定持续时间间隔内以例如，大致0.7微升每秒到4.0微升每秒的流速按需要传递液体气溶胶形成基质。在从8赫兹到15赫兹的泵送频率内操作的微型泵中，一个激活循环的泵送体积可以是约0.5微升。优选地，作为每次抽吸的液体气溶胶形成基质的剂量，每个激活循环中的泵送体积可以具有约0.4微升到0.5微升。

气溶胶生成系统可以包括用于检测用户的操作以起始气溶胶生成的用户操作检测单元。用户操作检测单元可以通过抽吸检测系统，例如，抽吸传感器配置。替代地或任选地，用户操作检测单元可以通过开/关型按钮，例如，电开关配置。

气溶胶生成系统进一步包括用于控制液体气溶胶形成基质的传递以及用于激活加热器组合件的控制单元。在响应于所检测用户操作而激活加热器组合件之后，液体气溶胶形成基质的传递可以延时。在例如使用开/关型按钮或抽吸传感器由用户激活之后，控制单元就可以首先激活加热器组合件，并且随后在延迟约0.3秒到1秒，优选地从0.5秒到0.8秒之后，可以激活传递装置。激活的持续时间可以固定或可以对应于类似于例如，通过用户操作检测单元检测到的按压开/关型按钮或抽吸的用户动作。或者，取决于加热器反应以实现产生气溶胶所需的温度的速度，控制单元可以适用于同时激活加热器组合件和液体传递。或者，加热器可以在用户体验开始时激活，并且在任何给定的时间间隔内在装置的使用期间保持供电。

优选地，气溶胶生成可以包括装置部分以及可替换的液体存储部分。装置部分可以包括电源和控制单元。电源可以是任何类型的电影，通常是电池。用于传递装置的电源可以不同于网格加热元件的电源或可以相同。

电源可以是一种形式的电荷存储装置，例如电容器、超级电容器，或超高级电容器。电源可能需要再充电，并且可以具有允许为一次或多次用户体验存储足够能量的容量；例如，电源可以具有足够容量以允许在约六分钟的时段内或在六分钟的倍数的时段内连续生成气溶胶。在另一实例中，电源可以具有足够容量以允许预定抽吸次数或蒸发器的间断激活。

气溶胶生成系统可以是电操作系统。优选地，气溶胶生成系统是便携式的。气溶胶生成系统可以具有相当于常规雪茄或香烟的大小。气溶胶生成系统可以具有在大致45毫米与大致160毫米之间的总长度。气溶胶生成系统可以具有在大致7毫米与大致25毫米之间的外径。

根据本发明的第三方面，提供一种用于生成气溶胶的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有入口端和出口端的管道区段，所述管道区段的所述入口端被配置成连接到液体存储部分；将雾化喷嘴提供到管道区段的出口端；以及穿过雾化喷嘴传递液体气溶胶形成基质流，其中雾化喷嘴包括用于穿过喷嘴建立气流的空气通道。所述方法进一步包括以下步骤：将气流与液体气溶胶形成基质流混合，以增强穿过雾化喷嘴传递的液体气溶胶形成基质流的雾化。

当在气溶胶生成系统的衔嘴处抽吸时，优选地由用户生成穿过雾化喷嘴的气流，其中穿过雾化喷嘴的空气通道引导在空气入口与衔嘴之间的气流的至少一部分。

通过同时利用用户的吸入作用来生成穿过雾化喷嘴的气流，液体气溶胶形成基质的雾化基本上得到增强，同时仅需要对现有气溶胶生成系统进行非常有限的修改。

关于一个方面描述的特征可以同等地应用于本发明的其它方面。

附图说明

现将仅借助于实例参考附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1是包含本发明的雾化器的气溶胶生成系统的实施例的侧视图；

图2示出包括本发明的雾化器的图1的气溶胶生成系统的放大和细节图。

具体实施方式

图1示出包括本发明的雾化组合件的气溶胶生成系统的组件。气溶胶生成系统10包括外壳12、电源14、控制单元16、液体存储部分18、管道区段20、微型泵22、雾化喷嘴24，以及加热器组合件26。外壳包括空气入口28以及在其近端处的衔嘴30。

气溶胶生成系统10可以由用户通过电源开关的手动操作来激活，或可以在用户抽吸时通过对应检测构件自动地激活。在检测到抽吸之后，控制单元16就激活微型泵22和加热器组合件26。微型泵22通过雾化喷嘴24将预限定量的液体气溶胶形成基质传递到加热器组合件26上，其中液体气溶胶形成基质汽化并且以气溶胶形式传递给用户。

雾化喷嘴24将液体气溶胶形成基质变换成小液滴的喷射射流32。此雾化效果由在雾化喷嘴24的气流通道36中建立的气流34支持。图2是图1的气溶胶生成系统的放大图，其更详细地描绘穿过雾化组合件的气流通道36和流体流路径38。液体气溶胶形成基质朝向提供于管道区段20的出口端20a处的雾化喷嘴24在管道20中输送。雾化喷嘴24具有用于形成液体气溶胶形成基质的小液滴的喷射射流的中心出口40开口。雾化喷嘴24进一步包括气流通道36，所述气流通道与空气入口28进行流体连通并且在从中心开口40径向向外且与中心开口40对称地布置的环形出口开口42中终止。离开环形出口开口42的气流34与喷射射流混合并且增强液体气溶胶形成基质的小液滴的雾化。

喷射射流32传递到加热器组合件26上，其中气溶胶形成基质挥发以形成气溶胶。在所描绘的实施例中，穿过雾化喷嘴24的气流通道36引导全部气流。或者，额外的次级空气入口可以提供于气溶胶生成系统的外壳中。进入次级空气入口的侧气流可以在通过加热器组合件挥发之前或之后与主流混合。

上文所描述的示例性实施是说明性的而不是限制性的。考虑到上文所论述的示例性实施例，与上文示例性实施例一致的其它实施例现在对所属领域的普通技术人员将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种用于气溶胶生成系统的雾化组合件，其包括：

管道区段，其具有入口端和出口端，所述管道区段的所述入口端被配置成连接到液体存储部分，并且所述管道区段的所述出口端与雾化喷嘴进行流体连通，

所述管道区段被配置用于穿过所述雾化喷嘴传递液体气溶胶形成基质流，

其中所述雾化喷嘴包括用于穿过所述喷嘴建立气流的空气通道，所述气流与穿过所述雾化喷嘴传递的所述液体气溶胶形成基质流混合。

2.根据权利要求1所述的雾化组合件，其中所述管道区段包括用于穿过所述雾化喷嘴可控制地传递预限定量的液体气溶胶形成基质的泵。

3.根据前述权利要求中任一项所述的雾化组合件，其中所述泵是电动泵、机动泵，或手动泵。

4.根据权利要求1所述的雾化组合件，其中所述液体气溶胶形成基质在所述液体存储部分中加压。

5.根据前述权利要求中任一项所述的雾化组合件，其中所述管道区段包括用于控制穿过所述管道区段的流体流的至少一个单向阀。

6.一种气溶胶生成系统，其包括：

具有空气入口和衔嘴的外壳，其建立从所述空气入口到所述衔嘴的气流路径；以及

根据权利要求1到5中任一项所述的雾化组合件。

7.根据权利要求6所述的气溶胶生成系统，其中当在所述气溶胶生成系统的所述衔嘴处抽吸时，由用户生成穿过所述雾化喷嘴的气流，其中穿过所述雾化喷嘴的所述空气通道引导在所述空气入口与所述衔嘴之间的所述气流的至少一部分。

8.根据权利要求6或7中任一项所述的气溶胶生成系统，其中穿过所述雾化喷嘴的所述气流与所述雾化喷嘴内的所述液体气溶胶形成基质流混合，并且所述混合流穿过共同出口端传递。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的气溶胶生成系统，其中穿过所述雾化喷嘴的所述气流以及所述液体气溶胶形成基质流穿过具有单独出口端的单独通道传递。

10.根据权利要求6到9中任一项所述的气溶胶生成系统，其进一步包括加热器元件，

所述加热器元件被定位成使得所述雾化的液体气溶胶形成基质喷射到所述加热器元件上。

11.根据权利要求10所述的气溶胶生成系统，其中所述加热器元件嵌入在耐热材料中。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述雾化喷嘴被配置成产生适用于所述加热器元件的形状的特定喷射图案。

13.根据权利要求6到12中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述系统包括主要单元和液体存储部分，其中所述主要单元包括电源、控制单元以及根据权利要求1到5中任一项所述的雾化组合件，并且其中所述液体存储部分可拆卸地连接到所述主要单元。

14.一种用于生成气溶胶的方法，其包括：

提供具有入口端和出口端的管道区段，所述管道区段的所述入口端被配置成连接到液体存储部分，

将雾化喷嘴提供到所述管道区段的所述出口端，

穿过所述雾化喷嘴传递液体气溶胶形成基质流，

其中所述雾化喷嘴包括用于穿过所述喷嘴建立气流的空气通道，

将所述气流与所述液体气溶胶形成基质流混合，以增强穿过所述雾化喷嘴传递的所述液体气溶胶形成基质流的雾化。

15.根据权利要求14所述的用于生成气溶胶的方法，其中穿过所述雾化喷嘴的所述空气通道引导在空气入口与衔嘴之间的由用户生成的气流的至少一部分。