CN109561734A - 气溶胶供应系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种气溶胶供应系统(100)包括电源(142)、在操作中由该电源供电的气流发生器(144)以及喷嘴(116)，并且其中气流发生器布置成在操作中产生气流，该气流首先通过雾化器(145)以产生气溶胶化的有效载荷(148)，且其次通过喷嘴，并且喷嘴布置成在操作中将气溶胶化的有效载荷作为流喷出以供使用者吸入，而无需用他们的嘴唇接触气溶胶供应系统。

Description

气溶胶供应系统及方法

技术领域

本公开涉及一种气溶胶供应系统及方法。

背景技术

气溶胶供应(AP)系统，例如电子烟、非燃烧烟草加热系统以及其他气溶胶输送系统，通常持有有效载荷，该有效载荷是典型地包括尼古丁的待蒸发液体(这有时被称为“电子烟油”)的贮存器、或者是由此可以释放出挥发物或其他液体或颗粒固体的植物材料或一些其他(表面上是固体的)植物衍生物或材料的贮存器。当使用者在装置上吸入时，通常启动电(例如电阻)加热器以使少量液体蒸发或释放挥发物、颗粒等，实际上是产生气溶胶，该气溶胶从而由使用者吸入。液体可以在溶剂(例如乙醇或水)中包含尼古丁，以及甘油或丙二醇以帮助气溶胶形成，并且还可以包括一种或多种另外的香料。植物材料可以包含烟草或衍生物。技术人员将意识到可以在AP系统中使用许多不同的有效载荷配方。

使用这种AP系统以这种方式吸入气溶胶的做法通常被称为“吸电子烟”。

因此，通常将这种AP系统视为个体和个人物品，与其他人共享会是不卫生的，并且随着时间的推移，系统所有者也可能会认识到其是不卫生的，特别是在系统清洗困难的情况下。

本发明试图解决或减轻该问题。

发明内容

在第一方面中，根据权利要求1提供了一种气溶胶供应系统。

在另一方面中，根据权利要求14提供了一种气溶胶供应方法。

在另一方面中，根据权利要求18提供了一种计算机可读介质。

在另一方面中，根据权利要求19提供了一种计算机可读介质。

在所附权利要求中限定了本发明的其他各个方面和特征。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式描述本发明的实施例，其中贯穿若干视图相同的附图标记表示相同或相应的部分：

-图1是根据本发明的一个实施例的气溶胶供应系统的示意图。

-图2A-2C是根据本发明的一个实施例的气溶胶供应系统的图示。

-图3是根据本发明的一个实施例的气溶胶供应系统的示意图。

-图4是根据本发明的一个实施例的气溶胶供应系统中的气溶胶分散的示意图。

-图5是根据本发明的一个实施例的气溶胶供应方法的流程图。

具体实施方式

公开了一种气溶胶供应系统和方法。在以下描述中，呈现了许多具体细节以便提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，并非一定必需采用这些具体细节来实施本发明。相反，为了清楚起见，在适当的地方省略了本领域技术人员已知的具体细节。

如前所述，诸如电子烟的传统AP系统需要使用者将系统放入他们的嘴中；这允许使用者吸入空气并产生通过装置的气流。通常，检测该气流并用于触发液体或固体有效载荷的加热，以产生气载有效载荷(即蒸汽、挥发物和/或微粒)，该气载有效载荷随后被捕获到气流中，以形成气溶胶化的有效载荷，该有效载荷被使用者吸入，尽管替代地，该装置可以通过与吸入基本上同时按压的按钮来触发。应当理解，除非明确说明，当本说明书提到“液体”或“电子烟油”时，它包括等效的固体植物物质源，并且类似地，“蒸汽”包括等效的挥发物和颗粒(即有助于吸入气溶胶化的有效载荷的那些)。

因此，在这种传统系统中，使用者的吸入对于检测何时启动系统以及何时提供将气溶胶化的有效载荷传输给使用者所需的气流是重要的。然而，这要求气溶胶供应系统足够紧密地保持在使用者的嘴中，以使得吸入引起足够的空气流过AP系统。

结果，在几个使用者之间共享AP系统可能被认为是不卫生的，特别是在熟人和相对陌生人(例如在晚宴或其他休闲社交聚会中可能遇到的)之间。这限制了公共体验以及分享或尝试团体中其他人所享有的液体和香味的范围。

此外，即使在不打算共享AP系统的情况下，系统的使用也可能出现随时间变得不卫生的感觉，特别是如果烟嘴(mouthpiece)难以与AP系统分离并且彻底清洁。

因此，并且现在参照图1，在本发明的一个实施例中，AP系统设置成在操作中产生其自身的气流，从而消除了使用者通过在AP系统的烟嘴周围用他们的嘴形成密封并吸入而产生气流的需要。

图示的AP系统100类似于盒状壳体101，其具有从底座的主体延伸的喷嘴116，尽管该壳体的特定形状不是必需的；例如，还明确设想了圆柱形壳体。

在壳体内部，AP系统包括电池142。电池可以是单次使用或可充电的，并且可以或不可以由使用者接近。AP系统还可以包括控制单元，以向AP系统的其他部件提供选择性的和/或调节的电力。

AP系统还包括气流发生器144(例如所谓的诸如压电鼓风机或压电风扇、或者替代地电动风扇或泵的微型鼓风机；替代地，可以使用具有电致动释放装置的压缩空气源，但是在图中未示出)，还包括雾化器145，其包括有效载荷148(例如如前所述的液体或固体材料的贮存器)和加热器146。图1中所示的加热器被显示为围绕有效载荷的线圈，但这是一个纯粹的非限制性示例，并且设想了任何合适的用于从有效载荷产生蒸汽、挥发物或颗粒(即，使有效载荷的一部分气溶胶化)的加热装置。气流发生器144和雾化器145一起可以被称为气溶胶发生器130。

与传统的AP系统类似，壳体101可以提供对有效载荷148的接近，该有效载荷可以采用可移除盒的形式，其可以用不同的盒替换或互换以提供不同的香味或强度的蒸汽。同样，这种盒可以以与传统AP系统中的盒类似的方式操作。替代地，有效载荷可以是使用者无法接近的；例如，AP系统可以是具有密封壳体的一次性单元，当有效载荷用完时，其操作寿命结束。

在气溶胶发生器130的操作中，气流发生器144通过壳体中的一个或多个通气孔122吸入空气并将其引导至雾化器145。该通风孔或每个通风孔可以定位在壳体上的任何位置，这将使得合适的空气流动到气流发生器的入口。通常，这将在正常使用期间保持在壳体的下侧，如图1所示。

一般而言，雾化器145以与传统AP系统类似的方式操作，并且可以以任何合适的方式产生蒸汽。例如，雾化器中的有效载荷148可以直接以液体形式持有液体(电子烟油)，或者可以利用例如泡沫基质或棉质材料等的一些吸收结构作为液体的保持器。液体然后从有效载荷148供给到加热器146以进行雾化(例如通过蒸发)而形成气载有效载荷。例如，液体可以通过毛细作用经由芯条(图1中未示出)从有效载荷148流到加热器146。从气流发生器产生的气流然后与气载有效载荷结合而形成气溶胶。

应当理解，可以在不使用加热器的情况下形成气溶胶，例如通过使用压电振动或其他机械装置。通过静电雾化产生气溶胶也是可能的，并且明确预期了在本雾化器中使用这种方式。因此，雾化器可以使用上述机制中的任何一个或多个来产生气溶胶，并且本文中对加热器146的引用在适用时结合这些替代方案。

类似地，如本文先前所述，液体(或者等效地挥发物或颗粒)可以以植物材料或一些其他(表面上为固体的)植物衍生物或材料的形式提供。在这种情况下，可以认为液体代表材料中的挥发物或颗粒，其在材料被加热而没有燃烧时蒸发。应注意，包含这种类型的材料的AP系统通常不需要芯条将液体输送到加热器，而是提供加热器相对于材料的合适布置而提供合适的加热。

在任何情况下，气溶胶然后由气流携带到雾化器(并且因此也是气溶胶发生器)外并通过喷嘴116，可选地经由流动导向装置或通道(未示出)。气溶胶形成独特的气溶胶化的有效载荷流，这里被称为“带”，其然后从喷嘴流出。使用者然后可以吸入该带，而不需要将他们的嘴或鼻子物理地放置成与喷嘴接触。可以提供诸如LED 164的可选的灯来照亮该带。

以这种方式，AP系统以比比较装置更卫生的方式提供气溶胶化的有效载荷，该比较装置要求使用者用他们的嘴围绕烟嘴形成基本上气密的密封，以便通过吸入将空气吸入装置。

操作中的AP系统的示例性图示在图2A-2C中示出。图2A显示了产生气溶胶流或“带”的AP系统。图2B是从喷嘴116流出的带的特写。图2C示出了然后使用者如何可以在不需要将该装置放入他们的嘴中的情况下吸入带(尽管如果他们希望，他们可以这样做，或者可以从安装在壳体的主体外部的喷嘴“吸吮”)。

因为本AP系统不需要使用者吸入来产生气流，因此不能使用对这种气流的检测来启动雾化器(以及气流发生器，在本AP系统的情况下)，所以需要用于产生气溶胶化的有效载荷的替代控制机构。

在本发明的一个实施例中，AP系统100因此包括控制按钮162，该控制按钮的启动可以直接向气溶胶发生器130供电，或者替代地可以向控制器160提供信号，该控制器又向气溶胶发生器的各个部件提供适当的电力，如本文稍后将描述的。

现在参照图3，在AP系统100`的一个替代实施例中，先前描述的雾化器145由呈典型的电子烟装置或其它合适的AP装置形式的一个单独的AP系统400代替，该AP装置包括它自己的电池442、进气口(air intake vent)422、加热器446和有效载荷448。纯粹为了清楚起见，在下文中将单独的AP系统400称为电子烟，但是应当理解，这仅仅是说明性的，并且可以考虑任何合适的AP装置。

在该替代实施例中，壳体101`包括电子烟可以放置在其中的凹槽或接收器136。壳体还包括由壳体电池142供电的气流发生器144，但是其现在设置为以类似于使用者吸入的方式迫使或抽吸空气通过电子烟。

可以理解的是，如果气流发生器放置在电子烟的上游(如图3所示)，那么它将迫使空气通过电子烟并通过喷嘴排出，而如果它放置在电子烟的下游，它将抽吸空气通过电子烟并通过喷嘴排出而达到类似的效果。两种布置都被认为落在本发明的范围内，但是应当注意，气流发生器放置在电子烟的下游可能导致气溶胶化的有效载荷冷凝或以其他方式积聚在气流发生器的运动部件上。这对于一次性装置可能不是重要问题，但是在长时间使用后可能影响功能。

在任何情况下，电子烟以常规方式响应所产生的空气流，通过检测由于气流引起的压降并启动其加热器以产生吹过喷嘴116的气溶胶化的有效载荷，从产生这里被称为“带”的独特的气溶胶化的有效载荷流，其然后从喷嘴流出。

用于电子烟的凹部或接收器可以具有双重作用，即，充当导流器，以将从气流发生器喷出的空气引向电子烟的进气口422，并将从单独的AP系统推动或抽吸的气溶胶化的有效载荷引向喷嘴16。

因此，替代AP系统100`与电子烟400一起协作，以类似于图1所示的前述实施例的AP系统的方式工作。

有利地，这使得能够将传统电子烟和类似的AP系统从需要嘴接触的吸入启动装置转换成流或带装置，由此可以吸入气溶胶化的有效载荷而无需嘴接触。

可以以多种方式控制雾化蒸汽流或带的特征。带的特性潜在地包括其形状、其速度、其密度和其频率。以下讨论对这些中的每个起作用的因素。

带的形状通常取决于喷嘴开口的横截面。扁平的信箱式开口将产生气溶胶化的有效载荷的平面带，至少在距离AP系统的短距离内。同时，如图2A和2B所示，圆形横截面将产生蒸汽柱。本领域已知的其它喷嘴开口形状包括但不限于平扇、扩展范围平扇、均匀平扇、双孔平扇、空心锥和全锥。应当理解，喷嘴可以是可互换的。

可选地，形状可以动态地改变，例如通过利用旋转盘机构，其以类似于喷头机构的方式位于包括多个开口的喷嘴的主体中或下方。因此，当使用这种机构时，扭转喷嘴可以将带的有效横截面从宽流变为窄流。

类似地，具有电控致动器的弹性喷嘴可以改变开口的有效横截面积，正如在相机中发现的类型的光圈快门那样。

类似地，可以使用电动针或针阀，其中针安装在锥形喷嘴出口的芯部内；当针移动靠近喷嘴出口时，带流被切断。可以使用不同的针轮廓来产生不同的效果。

类似地，当气流离开喷嘴时，气流可能会扭转，例如通过使用具有不同横截面积的两个导向通道来供应喷嘴，导致组合气溶胶的横截面的压差，在中间产生扭转的气流。替代地或另外地，可以提供内刻螺旋形或螺旋形的导向通道或喷嘴的内表面。

类似地，结合适当的气流控制(本文中稍后描述)并且例如通过将雾化的蒸汽引向导向通道或喷嘴的壁，可以由AP系统产生涡流环。替代地，可以通过合适的喷嘴(例如空心锥喷嘴或盘和芯锥形喷嘴)提供环状气溶胶分布。

应当理解，上述成形技术中的一种或多种可以适当地彼此结合使用；例如，扭转气流可以结合喷嘴尺寸的调节来执行。

形成带的气溶胶流的速度响应于气流发生器压力和流动路径。

气流发生器的压力反过来将通过用于产生气流的技术的选择来确定最大值和最小值。压电鼓风机单元和隔膜泵例如可以产生每分钟1升的流量，产生大约1.5-2.0kPa的静压(在任何喷嘴输出之前)。同时，压电桨叶像传统手持风扇一样起作用。一个或多个这样的设备可以用在单个AP系统中，因此，作为非限制性示例，流速可以为每分钟0.1至3升的数量级，但是更典型地将是每分钟1升的数量级。

应注意，如上所述的压电装置在隔膜或桨叶的共振频率下工作；这是非常有效的，但通常意味着该装置仅以一种速度运行并且仅具有一个(最大)流速。然而，通常由于这些装置的尺寸和压电致动器的材料特性，共振频率为几万赫兹的数量级。因此，可以通过使用以十分之一秒或百分之一秒的数量级工作的可变启动占空比来实现流量控制；由此产生的快速喷气快速混合并因此在它们流入和通过雾化器145或电子烟400期间变得缓和。

此外，在使用多个装置鼓风机或桨叶的情况下，可以选择性地启动或停用它们以改变气流量，但是应当理解，这在空间、成本和功耗方面可能相对低效。

用于气流发生器的其他技术包括DC电动机风扇，其根据风扇运行的速度提供高度可控的气流速率。然而，与压电泵相比，它们是嘈杂的并且具有相对高的功耗。此外，它们还包括移动部件，例如易磨损或破裂的轴承，可能导致AP系统的故障或维修需求。

最后，可以使用具有电启动阀的压缩空气罐。这可能适用于例如一次性装置。替代地，该罐例如可以使用手动泵进行再充电，该手动泵可以与壳体成为一体或者单独提供。应当理解，压缩空气罐可以与电动操作鼓风机、桨叶或风扇结合使用，以提供气流的偶然增加。

由气流发生器产生的气流压力因此可以由控制器控制(例如，通过使用占空比)，以适当地设定特定AP系统和/或喷嘴设置的气流特性的默认水平，以便产生具有期望特性的气溶胶化的有效载荷带。因此，也可以通过增大(如果可能的话)或减小默认压力水平来调节通过AP系统的总气流速度、以及气溶胶化的有效载荷从喷嘴的离开速度。这反过来可以提供与带形状、带范围和带内的气溶胶化的有效载荷密度相关的不同特性。

此外，可选地，使用者可以调节气流速度，因此可以在AP系统的壳体上提供输入机构以执行该调节。例如，可以以类似于便携式立体声系统上的音量控制的方式提供“加速”和“减速”按钮或转盘。因此，根据默认气流速度设置，控制器可响应于使用者输入而增大(如果可能或者减小气流)。使用者然后可以看到这对带的属性的影响，并选择他们喜欢的速度设置。可选地，控制器可以存储该设置以供后续使用。

气溶胶化的有效载荷密度响应于AP系统内的气流速度和有效载荷雾化速率。雾化速率反过来通常是施加到有效载荷的热量(或其他雾化激励)的函数。

同样，可以动态地调节用于气溶胶化的有效载荷的热量或其他激励的水平，例如通过使用占空比。在加热器的情况下，施加到加热器的电压/电流可以适于产生更多或更少的气溶胶化的有效载荷(例如液体蒸汽)。

因此，为了保持带内的期望的气溶胶化的有效载荷密度，用于控制雾化速率的占空比或电压/电流优选地响应于通过雾化器的流速。

因为气流由已知的部件产生并且在已知的流动路径内起作用，所以可以预先计算并因此假设气流发生器的给定状态的流速(并且可选地也假设喷嘴的给定状态的流速，如果这是可调节的)。因此，控制单元160可以包括查找表，该查找表使气流发生器的控制设置与用于使有效载荷气溶胶化的加热器或其它激励机构的相应控制设置相关联，使得随着流速增大，雾化速率增大相应的适当量。对应关系可以是线性的或非线性的，并且可以凭经验确定。

替代地或另外地，可以直接测量通过雾化器的空气流速以控制雾化速率。

有许多用于测量气流的技术可以考虑用于AP系统中，尽管有些技术要么太笨重，要么实践起来昂贵，或者可能在由系统提供的条件下提供不必要的高精度或不足的精度。

气流测量选项因此包括：

-差压检测器；然而，在实践中，由气流引起的压降将非常低，并且这些检测器也对环境温度和压力的变化敏感。

-科里奥利质量气流检测器；这种检测器可能在AP系统内在所讨论的流量范围内具有低精度，并且它们自身导致压降，这可能影响AP系统的流速和带特性。

-超声多普勒流量检测器；随着流动通道变小，这些检测器的精度变低，并且依赖于包含大到足以产生反射的颗粒并具有足够的密度以产生可测量的结果的气溶胶化的有效载荷，但有利地的是，这些检测器不会中断气溶胶的流动。

-激光多普勒流量检测器；类似于超声波多普勒流量检测器，但可以检测小得多的颗粒，例如蒸汽颗粒，但可能相对昂贵。

-热流或“热线”检测器；当空气流过热线或板时，它们测量该热线或板上的温度变化，这将通过传导带走一些热量。这种传感器可以放置在雾化器中的加热器的上游，这样它不依赖于加热器对气流的影响。原则上，加热器本身的测量可以用作热线检测器，其使用加热器的预期温度和实际温度之间的测量差异作为流速的指示。在任何一种情况下都可以通过测量热线或加热器的电阻来检测温度，该电阻作为其温度的函数而变化。

-热电偶检测器；这些可用于测量所产生的气溶胶的温度，其中气溶胶温度的相对降低表明较高的流速。对于给定的流速和给定的加热温度，可以针对所假定的气溶胶温度进行比较。

-层流检测器；这些使用接触流动通道的侧面(因此减慢)的最外空气柱与最内空气柱(相对无摩擦)的差别流量监测。然而，这种装置相对侵入到气流内，并且也相对昂贵。

因此，虽然所有这些检测器都可以被认为可以与AP系统一起使用，但最可能的检测器将是热线检测器，或者作为介于气流发生器和雾化器之间的流动路径内的单独的热线风速计，或者来自加热器本身的测量。

在任何情况下，给定了假定的气流速率和/或测量的气流速度，可以调节雾化器中的加热器或激励源，以通过增加或减少热量/激励来改变空气中气溶胶化的有效载荷的密度。

通常，密度可以由使用者调整，因此可以在AP系统的壳体上设置输入机构以执行该调整。例如，可以以类似于便携式立体声系统上的音量控制的方式提供“密度上升”和“密度下降”按钮或转盘。因此，根据默认密度设置，控制器160可响应于使用者输入而增大或减小带内的气溶胶化的有效载荷的密度。可选地，控制器160可以存储调整后的密度设置以供后续使用。并且可选地，控制器160可以基于测量的或已知的气流速度施加最大密度。

应理解，在雾化器由单独的AP系统(例如放置在壳体内的电子烟)提供的实施例中，可能无法获得上述密度控制。在这种情况下，流量控制可用于提供针对特定类型的电子烟校准的气流速度，以便从电子烟产生默认的气溶胶密度。然而，替代地，可以提供与AP系统特别兼容的电子烟或其他单独的AP系统，使得AP系统可以控制单独的AP系统的加热/雾化行为，例如通过电触点或无线通信，例如蓝牙，并且如果使用流量测量，该单独的AP系统可以包括合适的流量传感器。以这种方式，可以使用这种装置的组合来控制气溶胶密度。

控制器160可以可选地提供其它控制功能，包括定时功能，例如在启动气流发生器之前预热雾化器加热器146预定时间，从而当气流到达雾化器145时产生雾化的有效载荷，并且可以与之结合以产生气溶胶化的有效载荷。这样的定时功能可以延伸到时变电压/电流控制，例如在将电压/电流降低到温度保持水平之前最初快速地将加热器加热到工作温度。

还可以控制定时以在预定时间段之后自动切断气流和加热器，以便控制在单次操作中输送的气溶胶化的有效载荷的总量。该定时可以优先于由AP系统提供的任何手动控制(例如，按钮162的启动)，或者可能反之亦然。这种定时还可以用于其他目的，例如诸如产生脉冲带，可能包括不同长度的流和间隙以产生图案，或者使具有来自可选光源164的不同颜色光的脉冲同步。

如上所述，带的速度和气溶胶密度可以由使用者调节，并且这些调节可以通过对AP装置的控制来提供。此外，诸如定时的其他控制方面可能由使用者设置或调整。因此，可选地，可以无线地提供这些控制作为对AP系统的控制的替代或补充，例如通过介于控制器与运行控制器应用程序的移动电话或平板电脑之间的蓝牙链路，或者类似地使用介于控制器和移动电话或平板电脑之间的近场通信。

因此，应当理解，这里讨论的控制方法可以在常规硬件(诸如AP系统和/或移动电话，如果适用的话)上执行，该常规硬件通过软件指令或通过包括或替代专用硬件而被适当地适配。

因此，可以以计算机程序产品的形式实现对传统等效设备的现有部分的所需适配，该计算机程序产品包括存储在非暂时性机器可读介质(诸如软盘、光盘、硬盘、PROM、RAM、闪存或这些的任意组合或其它存储介质)上的处理器可实现指令，或者以硬件实现为ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)或适于用在适配传统等效设备中的其它可配置电路。单独地，这种计算机程序可以通过数据信号在网络(例如以太网、无线网络、因特网或这些的任何组合或其他网络)上传输。

在移动电话或平板电脑上，这种软件指令可以包括实现包括以下步骤的方法：

-与AP系统100建立通信(例如蓝牙或NFC)；

-可选地从AP系统接收状态数据，例如像加热器温度和气流的当前默认值，由此可以计算气溶胶密度值，以及潜在的其他有用信息，例如电池充电水平、有效载荷水平等；

-向使用者呈现使用者界面，其可以包括对AP系统的对从包括以下内容的列表中选择的一个或多个的控制：

i.由AP系统产生的气流速度；

ii.喷嘴处的空气速度；

iii.加热器温度(例如作为最小-最大刻度)；

iv.气溶胶化的有效载荷密度(例如作为“强度”刻度)；以及

v.启动持续时间(例如，作为最小-最大刻度)；

-从使用者界面读取指定一个或多个控制值的一个或多个输入；以及

-然后向AP系统发送相应的控制值，在必要时计算适当的控制值，或者可选地将它们转换成适合AP系统的值(例如，将最小-最大刻度上的位置转换为响应于AP系统的实际最小值和最大值的特定值)。

示例计算包括计算加热器温度和气流速度以实现指示的气溶胶化的有效载荷密度，如本文先前所述，或者计算合适的气流以在喷嘴处实现期望的空速。在喷嘴可互换的情况下，例如通过AP系统中的控制器可以检测当前喷嘴配置并发送到移动电话。替代地，在喷嘴本身可配置的情况下，可以调节气流速率和喷嘴配置的组合以实现期望的空速。

在软件能够支持多个AP系统模式的情况下，各个模式可以在握手过程中识别它们自己，并且AP模式的相关属性可以由软件检索，以定义例如哪些控制可用并呈现给使用者，以及这些控制的哪些范围可用。

相应地，在AP系统本身上，这种软件指令可以包括实现包括以下步骤的方法：

-与远程设备(例如移动电话或平板电脑)建立通信(例如，蓝牙或NFC)；

-可选地向远程设备发送状态数据，例如像加热器温度和气流的当前默认值，由此可以计算气溶胶密度值，以及潜在的其他有用信息，例如电池充电水平、有效载荷水平等；

-从远程设备接收与从包括以下内容的列表中选择的一个或多个的控制对应的控制值：

i.由AP系统产生的气流速度；

ii.喷嘴处的空气速度；

iii.加热器温度；

iv.气溶胶化的有效载荷密度；以及

v.启动持续时间；

-然后调整已接收到控制值的变化的AP系统的该部件或每个相应部件的行为。

同样，像移动电话软件一样，可选地，如果移动电话不响应于某些使用者输入(例如期望的气溶胶化的有效载荷密度或带的强度)而执行相关计算，而是简单地发送这些使用者输入值作为控制值的代理，则这些计算可以由控制器160执行以获得正确的控制值。

如前所述，带的一个显著特性是，它可以由使用者吸入，而不需要使用烟嘴；因此，AP系统产生其自己的气流。因此可以不鼓励使用者将喷嘴放入他们的嘴中(这可能是出于习惯而做的)。因此，可选的喷嘴防护装置118可围绕喷嘴放置，以阻止或防止使用者将喷嘴放入他们的嘴中。此外，该防护装置可以在其底座附近(即，在靠近壳体101的端部附近)(未示出)包括一个或多个通气孔，使得如果使用者确实将喷嘴防护装置放入他们的嘴中，仍然可以保持压力平衡。这种防护装置还可以用于保护喷嘴出口免受可能影响带的形成的破坏性外部气流，例如风。图2A、2B和2C示出了仅作为示例的透明喷嘴防护装置。

带的另一个显著特性是，它旨在由单个使用者基本上立即吸入，因此它在短持续时间内(通常在0.5到5秒的数量级)并且以从AP系统喷嘴喷出的紧密流产生。

现在还参照图4，在本发明的一个实施例中，然后在没有破坏性气流(例如横向微风或使用者吸入)的情况下，该紧密流的特征可以是，优选地在超出喷嘴的第一个3cm期间具有在0-5°范围内的扩散角，更优选地在超出喷嘴的第一个3cm期间具有在0-4°范围内的扩散角，更优选地在超出喷嘴的第一个3cm期间具有0-3°范围内的扩散角，更优选地在超出喷嘴的第一个3cm期间具有0-2°范围内的扩散角，并且更优选地在超出喷嘴的第一个3cm期间具有0-1°范围内的扩散角。扩散角可以被理解为表征作为距喷嘴端部的距离的函数的可见气溶胶的宽度变化。因此，纯平行层流将具有0°的扩散角。图4示出了对于想象的2.5mm喷嘴直径的5°、2°和0°的选定扩散角。

同时，图2A和2B示出了在超出喷嘴的第一个3cm期间具有大约1°-2°的扩散角的带/流。通常在该距离之后，空气阻力和湍流导致流开始分裂。

喷嘴出口的直径通常为1-5mm的数量级，因此在超出喷嘴的第一个3cm期间带的直径类似地为1-5mm的数量级。

使用者通常可以从距喷嘴1-15cm的距离吸入。图2C示出了使用者在大约5cm的距离处吸入。

再次参照图1和图3，在本发明的一个概述实施例中，气溶胶供应(AP)系统(100、100`)包括电源142、在操作中由电源供电的气流发生器144；和喷嘴116。如前所述，气流发生器设置成在操作中产生气流，该气流首先通过雾化器145以产生气溶胶化的有效载荷，其次通过喷嘴；并且喷嘴布置成在操作中将气溶胶化的有效载荷作为流喷出以供使用者吸入。

应当理解，因此使用者不需要用他们的嘴唇接触气溶胶供应系统，尽管如果他们希望这样做，他们也可以。因此，可选地，在该概述实施例的实例中，可以设置烟嘴，使得使用者可以可移除地附接到喷嘴，以便通过经由烟嘴吸入以更常规的方式与AP系统物理地交互。当天气条件(例如风)使得AP的使用更加困难时，这可能是有用的。相反，使用者可能希望默认地使用这样的烟嘴，但是可以选择将其移除并利用带/流，例如当在家中放松时，或者当希望与朋友共享AP时。

在该概述实施例的实例中，AP系统包括雾化器，例如作为AP系统的整体或可移除部件，和/或包括整体或可替换的有效载荷。可选地，在这种情况下，雾化器是第二单独的AP系统400的一部分(因此是AP系统100`的可移除部件)，并且AP系统100`包括配置为接收第二单独的AP系统400的接收器。接收器可以成形为将由气流发生器产生的气流引向第二单独的AP系统的进气口422，和/或在第二单独的AP系统的进气口422的下游提供至少部分密封，从而迫使至少一部分空气流入第二单独的AP系统中。

在该概述实施例的实例中，气溶胶化的有效载荷以响应于从包括与气流发生器相关联的预定气流速率(例如，当前发生器设置的假定气流速率，如本文前面描述的)、以及AP系统内空气流动路径内的气流速率的测量(例如，使用本文前面描述的任何一个或多个流速传感器)的列表中选择的一个或多个的速率生成。可选地，在这种情况下，传感器是热流传感器。在这种情况下，如前所述，雾化器的加热器可以作为热流传感器工作，例如通过测量其作为温度的函数的电阻并将其与对于驱动加热器的给定电压/电流在预期温度下的预期电阻进行比较。

在该概述实施例的实例中，气流发生器包括从由压电鼓风机、压电桨叶、电动风扇和压缩空气源组成的列表中选择的一个或多个。

在该概述实施例的实例中，喷嘴可从AP系统移除(例如通过从壳体拧下)，因此可与一个或多个替代喷嘴互换。替代喷嘴可以具有不同的出口形状以改变带/流的形状以及潜在地改变带/流的扩散性质，如本文前面所讨论的。

在该概述实施例的实例中，AP系统包括喷嘴防护装置，该喷嘴防护装置布置成防止喷嘴和使用者的嘴唇之间的接触，例如，如果使用者无意中试图以与吸入启动式AP系统的正常使用相对应的方式从喷嘴吸入。如前所述，喷嘴可包括通气孔，使得使用者的吸入通过通气孔从外部吸入空气，此外，由AP装置产生的任何气流在使用者不吸入的情况下都有出口装置，从而基本上避免了在装置内建立压力(这会使气流发生器张紧，或者导致与雾化器或装置的其他部分内的气溶胶沉积相关的问题)相关的任何问题。

在该概述实施例的实例中，AP系统包括控制器160，并且响应于使用者输入，控制器可操作以改变从由气流发生器输出的气流速率和雾化器的气溶胶化的有效载荷产生速率组成的列表中选择的一个或多个。如本文先前所述，使用者输入可能受到由控制器施加的最大或最小设置影响，例如，为了将流中的气溶胶化的有效载荷密度限制在优选范围内。在这种情况下，控制可以可选地包括在AP系统中，例如以向控制器提供输入信号的按钮或转盘的形式，替代地或另外地，AP系统可以可选地包括诸如蓝牙或NFC通信装置的无线通信装置，并且无线通信装置从包括相应的无线发射机的单独设备(例如移动电话)接收使用者输入。

现在转向图5，在本发明的一个概述实施例中，一种气溶胶供应方法包括：

-在第一步骤s510中，在AP系统(100、100`)内生成气溶胶化的有效载荷；以及

-在第二步骤s520中，在AP系统内产生气流，其中所产生的气流携带气溶胶化的有效载荷通过喷嘴116；以及

-在第三步骤s530中，通过喷嘴将气溶胶化的有效载荷作为流喷出，以供使用者吸入。如前所述，应当理解，因此使用者不需要用它们的嘴唇接触气溶胶供应系统，尽管他们可能希望这样做。

应当理解，步骤s510和s520可以以任何顺序开始，包括同时，并且可以基本上重叠。类似地，步骤s530在操作期间可以与步骤s520基本上重叠。

在该概述实施例的实例中，在AP系统100`内产生气溶胶化的有效载荷的步骤由可操作地耦合到AP系统100`的第二AP系统400执行。

在该概述实施例的实例中，产生气溶胶化的有效载荷的步骤包括以响应于从包括与气流发生器相关联的预定气流速率和空气流动路径内的气流速率的测量的列表中选择的一个或多个的速率产生气溶胶化的有效载荷的步骤。

在该概述实施例的实例中，该方法还包括设置喷嘴防护装置的步骤，该喷嘴防护装置布置成防止喷嘴和使用者的嘴唇之间的接触。

在本发明的一个概要实施例中，一种具有计算机可执行指令的计算机可读介质，该计算机可执行指令适于使计算机系统执行一种包括以下步骤的方法：与根据权利要求1的AP系统100建立通信；向使用者呈现使用者界面，该使用者界面包括对AP系统的对选自包括由AP系统产生的气流速率、喷嘴处的空气速度、加热器温度、气溶胶化的有效载荷密度和启动持续时间的列表中的一个或多个的一个或多个控制；从使用者界面读取指定一个或多个控制值的一个或多个输入；以及将相应的控制值发送给AP系统。

Claims (19)

1.一种气溶胶供应(AP)系统，包括

电源；

气流发生器，在操作中由所述电源供电；以及

喷嘴；

并且其中

所述气流发生器布置成在操作中产生气流，所述气流首先通过雾化器以产生气溶胶化的有效载荷，并且其次通过所述喷嘴；并且

所述喷嘴布置成在操作中将所述气溶胶化的有效载荷作为流喷出以供使用者吸入，而不需要用他们的嘴唇接触所述气溶胶供应系统。

2.根据权利要求1所述的AP系统，包括所述雾化器。

3.根据权利要求2所述的AP系统，其中所述AP系统包括布置成接收第二单独AP系统的接收器；并且

所述雾化器是所述第二单独AP系统的一部分。

4.根据前述权利要求中任一项所述的AP系统，其中所述气溶胶化的有效载荷以响应于从由以下组成的列表中选择的一项或多项的速率产生：

i.与所述气流发生器相关的预定气流速率；以及

ii.所述AP系统内空气流动路径内的气流速率的测量。

5.根据权利要求4所述的AP系统，包括热流传感器。

6.根据权利要求5所述的AP系统，其中所述雾化器的加热器能用作所述热流传感器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的AP系统，其中所述气流发生器包括从由以下组成的列表中选择的一项或多项：

i.压电鼓风机；

ii.压电桨叶；

iii.电动风扇；以及

iv.压缩空气源。

8.根据前述权利要求中任一项所述的AP系统，其中所述喷嘴能从所述AP系统移除并能与一个或多个替代喷嘴互换。

9.根据前述权利要求中任一项所述的AP系统，包括：

喷嘴防护装置，布置成防止所述喷嘴和使用者的嘴唇之间的接触。

10.根据权利要求9所述的AP系统，其中所述喷嘴防护装置布置成保护所述喷嘴的出口免受破坏性外部气流。

11.根据权利要求9或10所述的AP系统，包括

烟嘴，能移除地附接到所述喷嘴防护装置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的AP系统，包括：

控制器；并且其中

响应于使用者输入，所述控制器能操作成改变从由以下组成的列表中选择的一项或多项：

i.由所述气流发生器输出的所述气流速率；以及

ii.所述雾化器的气溶胶化的有效载荷产生速率。

13.根据权利要求12所述的AP系统，包括：

无线通信装置；并且其中

所述无线通信装置从包括无线发射器的单独装置接收所述使用者输入。

14.一种气溶胶供应方法，包括以下步骤：

在AP系统内产生气溶胶化的有效载荷；以及

在AP系统内产生气流；

其中所产生的气流携带所述气溶胶化的有效载荷通过喷嘴，并且

通过所述喷嘴将所述气溶胶化的有效载荷作为流喷出以供使用者吸入，而不需要用他们的嘴唇接触所述气溶胶供应系统。

15.根据权利要求14所述的气溶胶供应方法，其中在AP系统内产生气溶胶化的有效载荷的步骤由能操作地连接到所述AP系统的第二AP系统执行。

16.根据权利要求14或15所述的气溶胶供应方法，其中产生气溶胶化的有效载荷的步骤包括以下步骤

以响应于从由以下组成的列表中选择的一项或多项的速率产生所述气溶胶化的有效载荷：

i.与气流发生器相关的预定气流速率；以及

ii.空气流动路径内的气流速率的测量。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的气溶胶供应方法，包括以下步骤：

设置布置成防止所述喷嘴和使用者的嘴唇之间的接触的喷嘴防护装置。

18.一种计算机程序，包括适于使远程装置的计算机系统执行包括以下步骤的方法的计算机能执行指令：

与根据权利要求1所述的AP系统100建立通信；

向使用者呈现使用者界面，所述使用者界面包括对所述AP系统的对从由以下组成的列表中选择的一项或多项的一个或多个控制：

i.由所述AP系统产生的气流速率，

ii.所述喷嘴处的空气速度，

iii.加热器温度，

iv.气溶胶化的有效载荷密度，以及

v.启动持续时间；

从所述使用者界面读取指定一个或多个控制值的一个或多个输入；以及

将相应的控制值发送给所述AP系统。

19.一种计算机程序，包括适于使根据权利要求1所述的AP系统的计算机系统执行包括以下步骤的方法的计算机能执行指令：

与远程装置建立通信；

从所述远程装置接收与从由以下组成的列表中选择的一项或多项的控制对应的控制值：

i.由所述AP系统产生的气流速度，

ii.所述喷嘴处的空气速度，

iii.加热器温度，

iv.气溶胶化的有效载荷密度，以及

v.启动持续时间；以及

调整已接收到控制值的变化的所述AP系统的该部件或每个相应部件的行为。