CN109757781A - 加热器、烟弹和雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加热器，一种烟弹和一种使用该加热器和烟弹的雾化装置。该加热器包括用于插入烟弹的端部，具有侧壁和侧壁上的至少一个开口的本体，以及本体内的腔室。该端部有一个出口。该腔室和开口提供用于将气溶胶通过出口排放到加热器外部的气流路径。当本体被加热时，气溶胶由可雾化物质产生。该烟弹包括具有顶端、底端、和延伸通过两端的纵轴的壳体、位于或靠近顶端的气溶胶出口、容纳可雾化材料的容器、与可雾化材料接触的导油芯、以及沿纵轴延伸的支承。当加热器插入烟弹时，支承被移动以露出气溶胶出口。

Description

加热器、烟弹和雾化装置

技术领域：

本发明涉及加热器、烟弹和使用该加热器和该烟弹的雾化装置，特别是涉及使用加热器和无加热器烟弹的电子雾化装置。

背景技术：

雾化装置(例如，电子香烟或电子烟)近年来已成为传统香烟的一种受欢迎的替代品，部分原因是，在烟草烟雾中常见的大部分有毒物质并不存在于雾化装置的用户所吸入的雾气中。此外，雾化装置比烟草更具乐趣，因为电子烟油作为一种被装置雾化的液体混合物，有数千种口味供用户选择。

自21世纪初问世以来，现代电子雾化装置在设计上不断发展。该装置的基本设计包括一个储油仓，该储油仓存储电子烟油并带有一个雾化电子烟油的加热元件。加热元件通常是线圈状的，当电子烟油消耗完或者储油仓功能失常后，即使加热元件可能仍处于良好的工作状态，加热元件也必须随储油仓一起丢弃。这就带来了对组件不必要的浪费、替换储油仓的成本较高、以及储油仓重量增加的问题。成本和重量的增加使得电子雾化装置的常用用户很难购买和携带大量的替换储油仓，也阻碍了他们在商务和休闲场合与他人分享和享受电子雾化设备的愿望。

鉴于上述情况，有必要重新设计雾化装置以降低其成本和重量。

发明内容：

本发明涉及加热和雾化某些可雾化材料的装置。更具体地，该类装置可包括加热器、烟弹、和使用加热器和烟弹的雾化装置。

在一个方面，本发明的实施例提供了一种用于雾化装置的加热器。该加热器可包括第一端部，用于插入包含可雾化材料的无加热器烟弹中，具有侧壁且在侧壁上有至少一个开口的本体，和位于本体内部的腔室。所述第一端部有出口。腔室和至少一个开口为气溶胶提供气流路径，该气流路径用于至少通过所述出口将气溶胶排至加热器外。当所述本体被加热时，可雾化材料生成气溶胶。

在另一个方面，本发明的实施例提供了一种用于雾化装置的无加热器烟弹。该无加热器烟弹包括壳体(该壳体具有顶端、底端、和从顶端延伸至底端的纵轴)，位于顶端或靠近顶端的气溶胶出口，包含可雾化材料的容器，与可雾化材料接触的导油芯，以及至少部分地沿纵轴延伸的支承。当加热器插入无加热器烟弹时，支承被移动以露出气溶胶出口。

在又一个方面，本发明的实施例提供了一种雾化装置，其包括加热器、烟弹、和底座。加热器包括用于插入烟弹的第一端部，具有侧壁且在侧壁上有至少一个开口的本体，以及位于本体内部的腔室。第一端部具有出口。腔室和至少一个开口提供气流路径，该气流路径用于至少通过所述出口将气溶胶排至加热器外。烟弹包括壳体(该壳体具有顶端、底端、和从顶端延伸至底端的纵轴)，位于顶端或靠近顶端的气溶胶出口，包含可雾化材料的容器，与可雾化材料接触的导油芯，以及至少部分地沿纵轴延伸的支承。底座包括电源，该电源用于提供能量加热加热器。当本体被加热时，可雾化材料产生气溶胶。当加热器插入到烟弹时，支承被移动以露出气溶胶出口。

应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述仅是示例性和解释性的，并不对所要求保护的本发明构成限制。

附图说明：

图1示出与本发明部分实施例一致的示例性雾化装置的示意图。

图2示出与本发明部分实施例一致的示例性电子雾化装置的电路图。

图3A-3B示出与本发明部分实施例一致的示例性加热器的示意图。

图3C-3D示出与本发明部分实施例一致的示例性加热器本体的示意图。

图4A示出与本发明部分实施例一致的示例性加热器本体的示意图。

图4B示出与本发明部分实施例一致的其它示例性的加热器本体的横截面图。

图5A-5C示出与本发明部分实施例一致的具有多个开口的示例性加热器的示意图。

图5D示出与本发明部分实施例一致的示例性加热器的开口和侧壁之间的相对尺寸的示意图。

图6A-6N示出与本发明部分实施例一致的示例性加热器中开口的形状。

图7示出与本发明部分实施例一致的带有加热材料的示例性加热器的示意图。

图8示出与本发明部分实施例一致的另一具有加热材料的示例性加热器的示意图。

图9A示出与本发明部分实施例一致的示例性烟弹的横截面图。

图9B示出与本发明部分实施例一致的、图9A中的示例性烟弹在加热器插入其中时候的横截面图。

图10A示出与本发明部分实施例一致的另一示例性烟弹的横截面图。

图10B示出与本发明部分实施例一致的、图10A中的示例性烟弹在加热器插入其中时候的横截面图。

图11A示出与本发明部分实施例一致的另一示例性烟弹的横截面图。

图11B示出与本发明部分实施例一致的、图11A中的示例性烟弹在加热器插入其中时候的横截面图。

具体实施方式：

现在参照附图更详细地描述示例性实施例。在可能的情况下，在各图中将使用对应的附图标记来表示相同或相似的部分。

图1示出与本发明部分实施例一致的示例性雾化装置的示意图。尽管以下说明使用了烟弹式电子烟作为本发明的实施方式，应当注意，这只是一个例子，根据本发明教示内容，本领域的普通技术人员应该知道本发明能够在其它雾化装置上实施的同时取得与本发明相同的效果。

雾化装置可以是电子的，也可以是非电子的。对于非电子雾化装置(“NEVD”)，热量可从一个间接由电力驱动的热源提供，以提高装置内加热器的温度，从而使储存在烟弹腔室中的材料雾化，以生成气溶胶供用户吸入。此类热源的例子包括打火机、微波、超声波、红外线等。例如，NEVD的尖端可由热源加热，热能可被传输至与该尖端热导通的加热器。在本发明中，“热连接”或“热导通”是指当两个或多个部件通过导热路径连接时，在这些部件之间存在热能的流动。加热器可从可雾化材料在烟弹的腔体内生成气溶胶。这样产生的气溶胶，也叫雾气，可能含有悬浮的细微固体颗粒或小液滴。当用户在NEVD对着出口吸气时，气溶胶会从腔室中排出并被用户吸入。

如图1所示的电子雾化装置(“EVD”)100可包括加热器110、烟弹120和底座130。EVD通常由一个或多个电池供电。电池可以是碱性电池，锂离子电池，或者其它能够提供EVD的工作电压任何类型的电池，该电压通常在0.1V-15V的范围内。所述电池可以是不可充电的一次电池或可充电的二次电池。一次电池使用化学反应不易可逆的材料。在能量密度和初始购买成本方面，它们优于二次电池(即，可充电电池)。另一方面，从长远来看，二次电池更具有经济效益，因为每次充电后电池都可以重复使用。

根据本发明的部分实施例，EVD 100可以使用一个位于底座130的电池仓131中的二次锂离子电池132。值得注意的是，电池的数量和类型不限于这些实施例。对于NEVD，底座130可包括其它类型的电源，这些电源可向加热器110提供热能，而无需直接使用电。

电池132可以通过电池充电器(未图示)在底座130之外进行充电。只需将电池132从连接底部的盖子133处取出即可。或者，电池132可通过底座130内的充电电路(未图示)充电，该充电电路可通过底座130侧面的端口134插入外部电源。端口134可以是USB端口、mini-USB端口、micro-USB端口、USB-C端口、或其它类型的为充电电路提供电源以便为电池132充电的合适的端口。在一些实施例中，端口134可设置在EVD 100外表面的另一部分，而不仅仅是图1所示的位置。

图2示出与本发明部分实施例一致的示例性EVD的电路图。与上述实施例类似，EVD可包括电池232。电池232可设计为具有两个极-阴极和阳极。如图2所示，一极可以接地，另一极可以连接到电子开关242。图2中加热器210的符号表示它使用电阻加热元件，当电流通过时，电阻加热元件产生热量。加热器210产生的热量与其电阻和电流平方的乘积成正比。通常用于EVD的加热器的电阻在0.01Ω到10Ω之间。即便如此，加热器类型也不限于电阻加热元件。只要它能将电能转换成热能，其它类型的加热器也可以应用到依据本发明的EVD中。例如，加热器210可以是导电线圈(例如：铜)，当交流电流通过线圈并在加热器的金属本体中产生电流时，该线圈能够通过磁感应加热。该导电线圈可以围绕本体的至少一部分。导电线圈和被导电线圈包围的本体部分之间可能存在间隙，因此当加热器插入无加热器的烟弹时，烟弹内的导油芯可位于本体和导电线圈之间。因此，导油芯在组装好的雾化装置中找到了其位置，并且在装置被携带时不会轻易错位。

根据图2，EVD还可以包括电子开关242和信号处理和控制电路241，这两者与电池232一起接地。电子开关242可以连接到EVD的第一传感器243。传感器243可以是EVD外表面上的按钮或开关，也可以是EVD内的压力传感器，可在用户吸气时激活。当接通时，电路闭合，电流开始通过加热器210产生热量。当断开时，电路断路，电流停止在两级之间流动，热量不再产生。电子开关242的开/关可进一步通过信号处理和控制电路241控制，该电路可与传感器243和电子开关242耦合。当用户以推动、开关、或吸气动作激活传感器243时，电信号可发送至信号处理和控制电路241。信号处理和控制电路241可以用预定的算法对信号进行处理，并向电子开关242发送开/关信号，以接通或断开电路。

图2中的电路还可以包括第二传感器244。传感器244可以是辅助激活传感器。例如，当传感器243是按钮时，传感器244可能是压力传感器。当感测到气流超过临界压力值时，压力传感器被激活。用户可以从EVD的吸嘴吸气来产生气流。这些实施例中的加热操作在两个传感器检测到用户操作时激活，例如，在吸气的同时按压传感器243。这种设计可以通过消除只用一个传感器进行加热激活的EVD中的加热操作的误触发，以增强EVD的安全特性。在其它实施例中，传感器244可以是短路检测传感器。当电路中的电阻抗非常低或接近零时，就会发生短路，从而导致电路中的电流过大。当传感器244检测到电流量高于正常工作电流或接近电路的最大工作电流(通常在0.1A-60A范围内)时，它可自动导致断路。例如，当检测到的电流超过最大工作电流的80％时，传感器244可导致断路并切断电流。因此，短路检测传感器为EVD增加了另一层安全性。

参考图1，EVD 100还可包括加热器110。加热器110可包括电阻加热元件，或能够将电能转换为热的任何其它类型的加热元件。在与本发明部分实施例中，电能可以通过接触电极115和135从底座130传输到加热器110的加热元件。电极135可以是一对连接到或嵌入到底座130中的电极接片，电极115可以是一对连接到或嵌入到加热器110底部的电极接片。电极135的每个接片对应电极115的一个接片并与之形成电流路径。当电极135与电极115接触时，为电阻加热元件提供产生热量的电流的电路形成了。

加热器110还可包括附加元件119。附加元件119通过例如锁定功能(未图示)将加热器110的底端添附到底座130上。附加元件119的一个目的是保持电极135和115之间的紧密接触，当强大的外力(例如：掉落到地上或异常吸气)本可能会导致加热器110错位时，电路不会被切断。

与传统的单用途加热器不同，本发明的加热器可具备两种功能。加热器的第一个功能，顾名思义，是加热可雾化材料以产生气溶胶。第二个功能是通过加热器的出口为气溶胶排到加热器外部提供气流路径。气流路径部分地由侧壁和加热器侧壁上的至少一个开口所限定的腔室形成。图3A和3B示出与本发明部分实施例一致的示例性加热器的示意图。

根据本发明的实施例，加热器310可包括本体311和两端312和313。如上所述，端部313可以嵌入或连接与电源电极耦合的电极。如图3A和3B所示，热器310还可以具有电线315，电线315将电极与加热器本体热连接。因此，从电能转换而来的热能可从电源提供给本体311。

端部312可用于插入雾化装置的烟弹中，该烟弹内部具有可雾化材料，但缺少市场上烟弹中常见的加热器(例如：导电线圈)。这种烟弹可称为“无加热器烟弹”。在插入无加热器烟弹后，加热器310可提供热量，从可雾化材料生成气溶胶。形成气溶胶的过程也被称为“烟雾化过程”，即，物理物质被转化成足够小且轻的颗粒从而能够被空气带走。在EVD应用中，当加热器将可雾化材料的温度升高到例如100-280℃的范围时，可通过雾化产生气溶胶。

为实现插入功能，端312可比插入加热器310的烟弹表面更硬。硬度是对由机械压痕或磨损引起的局部变形阻力的测量，它取决于许多因素，如：延展性、弹性刚度、强度、韧性、应力、塑性等。可以使用几种不同的度量来测量已知材料的硬度。例如，布氏硬度通过加载在材料试件上的压头穿透度来测量材料的压痕硬度。压头可以是直径为10mm、具有3000kgf的钢球。洛氏硬度通过测量压头在不同载荷下的穿透深度来确定材料的压痕硬度。最常用的洛氏标尺是“B”和“C”刻度，分别使用直径为1/16英寸(1.588mm)的钢球(100kgf载荷)和120°钻石球锥(150kgf载荷)。维氏硬度是布氏硬度的替代品，测量材料硬度时不考虑压头的尺寸。下述表1列出了一些适合制造312端的材料硬度值的测试结果。

表1 某些材料的硬度值

上述列出的不锈钢、镍铬合金、FeCrAl合金、钛、和镍，以及比上述示例中的材料硬度值更大的材料(例如：陶瓷)可用作端312的材料。此外，材料不限于这些特定类型。只要材料的硬度大于烟弹表面的硬度(例如：硅胶)，本领域的普通技术人员就知道它可以用于制造端312。

根据本发明的部分实施例，整个加热器310可由与端312相同的材料制成。在一些其它实施例中，加热器310的其余部分(例如：本体311)也可由与端312的材料不同的材料制成。其余部分的硬度也可能高于烟弹表面的硬度。这样可以将加热器310插入烟弹中，也可以延长加热器310的寿命，因为插入和加热可能会重复数百次甚至数千次。一般来说，材料越硬，使用该材料制造加热器的成本就越高。因此，有时可优选一种经济高效的材料，而不是制造加热器硬度最大的材料。

与上述材料相比，铜和铝是硬度相对较低的两种材料。尽管如此，如果对加热器参数进行仔细选择和测试，它们也可以用作加热器材料。表2展示了四个与图3A和3B中所示加热器类似的圆柱形加热器样品的测试结果。

表2 不同材料样品加热器的变形力

第一个参数OD(Φ6.5)代表样品加热器的外径，测量为加热器的横截面图中的外径。第二个参数ID(Φ5.8或Φ5.9)表示同一加热器的内径。两个参数差的一半表示侧壁的厚度(第一个样品为0.35mm，第二个样品为0.3mm)。第三个参数L(18)表示加热器沿纵轴的长度(例如，图5C中所示的轴501)。水平变形力是指水平(即，垂直于纵轴)施加给加热器的可能导致其变形的最小力。垂直变形力是指垂直(即，沿纵轴)施加给加热器的可能导致其变形的最小力。当烟弹允许以小于水平和垂直变形力的力插入加热器时，铜和铝也可用于制造端312。

根据本发明的实施例，加热器可以具有多种形状。作为在图3A和3B中的一个示例，本体311可制造成管状，因此在本体311内形成出口314和腔室319(由虚线圈说明)。在一些其它实施例中，本体311的形状可以是圆锥体(如图3C所示)或截圆锥体(如图3D所示)，每个圆锥体中都有一个腔室(未图示)。这些形状也有助于将加热器插入无加热器烟弹。腔室可延伸至加热器310的整个长度。或者，腔室的长度可短于加热器310的长度，但仍足够长，以便通过侧壁316上的一个或多个开口与加热器310的外部相连，从而使烟弹内可雾化材料产生的气溶胶可通过开口流入腔室。加热加热器310后，腔室319外部附近的可雾化材料被雾化，形成含有雾化了的电子烟油的气溶胶。当用户向雾化装置吸气时，腔室319和开口317提供气流路径，将所产生的气溶胶至少通过出口314排至加热器310外。出口314可位于端部312的尖端。或者，出口314也可设置在端部312的尖端附近(例如，在锥形加热器本体中)，同时获得类似的结果。流入腔室319的气溶胶可在加热器310内进一步加热。这可以防止气溶胶在腔室319的冷凝，下文将结合无加热器烟弹的说明进行进一步说明。

尽管图3A至3D中的示例性本体311具有圆形横截面，本发明不限制横截面形状。图4A是根据本发明的另一个实施例的加热器的示例性本体的示意图。加热器本体的横截面形状为三角形。图4B示出加热器本体横截面形状的其它示例的示意图。如从左上到右下逐行所示，加热器本体的横截面形状可以是，例如，椭圆形、蜂窝形、双菱形、五角形、新月形、六角形、蝙蝠形、三角形、四叶草形、四角星、矩形(包括正方形)、无穷大符号形、十字形、和星形。此外，横截面不一定要在整个加热器本体长度上始终保持一个形状。而是在一些实施例中，只要能够形成腔室并且能够实现本发明的预期目的，加热器本体可以包含两个或更多不同形状的横截面。

与本发明的实施例一致，加热器310的侧壁316上可包括一个或多个开口311。开口311可以包括如图3A和3B所示的单个开口，也可以包括如图5A和5B所示的多个开口。开口311不仅允许气溶胶进入加热器310的腔室319，还提供了一个空气入口，当用户从连接到烟弹的吸嘴向雾化装置吸气时，该入口帮助将气溶胶通过腔室输送给用户。因此，只要能达到这两个目的，就不会对开孔的数量及其在侧壁上的位置/对齐进行明确限制。

尽管如此，为了获得更好的热效率和增强用户的雾化体验，此处公开几种优选实施例。例如，可在加热器本体的下半部分上设置至少一个或多个开口，这意味着它们更靠近第二端部(用于连接)而非第一端部(用于插入)。这是因为由于重力作用，烟弹内的可雾化材料倾向于向第二端部下沉，因此相比于烟弹内导油芯的上部更集中于下部。如果开口接近较高浓度的可雾化材料，则会增加相同热量所产生的气溶胶数量。在另一个例子中，多个开口可以沿着加热器的纵轴旋转对称地对齐。本发明中使用的短语“旋转对称”或“旋转地对称”意味着开口在侧壁上对齐，使得这些开口的图案在沿轴局部(小于360度)旋转后，看起来可以一模一样。例如，图5C显示了具有两个开口和轴501的示例性加热器，其中侧壁是展开的平面。沿着轴501旋转180度后，两个开口看起来可能相同，因此可以说是沿着轴501彼此旋转对称。开口设置为旋转对称有助于提高加热效率，因而，与开口的其它设置相比，可以净化气溶胶。

在图3A和3B中，开口311的形状为圆形。开口311形状的更多示例如图6A到6N所示。形状可以是，例如，椭圆形、蜂巢形、双菱形、新月形、六边形、蝙蝠形、四叶草形、四角星形、矩形(包括正方形)、无穷大符号形、十字架形、星形、五角星形、和三角形。当侧壁上有多个开口时，开口不一定是相同的形状。而是只要开口可作为雾化材料和空气进入加热器腔室的入口，加热器本体可包含两个或更多不同形状的开口。

图5D示出与本发明部分实施例一直的示例性加热器的开口和侧壁之间的相对尺寸示意图。如图5D所示，开口为直径(D)约为1mm的圆。圆柱形侧壁的外圆周(C)约为9.42mm，长度(L)约为26mm。开口和侧壁之间的面积比(R)可通过以下方程式1计算：

因此，图5D中的示例具有约0.32％的开口与侧壁面积比。当有多个开口时，开口与侧壁面积比可通过下面的方程式2计算，这是一个考虑了每个开口面积(s1，s2，…，sk)的更复杂的函数：

该方程将所有开口的总面积相加，然后用侧壁的面积除以该值。为了获得更好的热效率和增强用户的雾化体验，R值最好不小于0.32％。

根据本发明的部分实施例，雾化装置的加热器可以由直接传递到其本体的热能加热。在其它实施例中，加热器本体可以通过覆盖本体的至少一部分的加热材料进行加热，从而将热能传递给本体。图7示出了带有加热材料的示例性加热器的示意图。加热器710可包括加热材料718，其将从电线715接收的电能转换为热能并与加热器本体热导通。

加热材料718的示例可包括电阻加热元件，例如在其上具有印刷电路的薄膜。当电流通过电路时，薄膜可能产生热量。印刷电路可以是一条或多条电线的形式，可以设置成具有预定的阻抗。雾化装置的内部信号处理和控制电路可根据阻抗对加热器进行温度控制。薄膜可以被制造成厚度小于或等于0.05mm，这样当加热器插入烟弹时，覆盖在加热器本体上的额外薄层对加热器的穿透能力几乎没有影响。此外，当加热器插入烟弹并通过导油芯或其中的其它部件时，比侧壁薄很多的薄膜可能不容易脱落或变形。例如，本发明的侧壁可以为0.15mm或更厚，以保持适合普通使用的硬度和厚度。

薄膜可以是任何形状。图7中所示的示例性薄膜包括相互堆叠的多个T形。优选地，加热材料可设置为避免覆盖开口717，否则将阻碍空气或气溶胶流入加热器本体的腔室中。

图8示出与本发明部分实施例一致的另一具有加热材料的示例性加热器的示意图。加热器810侧壁816上的所有开口817均为蜂窝状，构成六角形网格。侧壁816上的六角形网格可围绕加热器810的外表面。薄膜818可覆盖除开口外的六角形网格区域中的整个侧壁。蜂窝状开孔优于其它形状的地方在于，六角形网格区域内的加热器810的表面可以被划分为具有最小总周长的等面积区域。在实践中，这种开口的设置减少了薄膜818所需的电阻加热元件的数量，同时也使薄膜818在每对相邻开口之间具有均匀的区域，从而减少了由于薄膜818上印刷电路尺寸的变化而引起的不均匀加热所造成的潜在损害。此外，在这种均匀布置的电阻加热元件中，更容易计算薄膜818的电阻，这另外有助于温度控制。

根部本发明的另一些部分实施例，可以在本体和加热材料之间涂覆绝缘层。例如，可以在加热器本体之上和加热材料下方涂上绝缘层，从而切断本体(例如，导电材料)和加热材料(例如，带印刷电路的薄膜)之间的任何电流。这可以降低由于加热器本体和薄膜之间的电接触而引起的印刷电路的短路或电阻值变化的风险。

本发明进一步提供了一种不带加热器的烟弹。烟弹是发生雾化的地方。在一些实施例中，烟弹可以是雾化器加储油仓、雾化烟弹、或透明雾化烟弹。

雾化器加储油仓是现今EVD最早一代的烟弹。雾化器可以包含一个小的加热元件(例如，金属线圈)。储油仓可容纳电子烟油和导油芯材料。电子烟油是雾化装置中使用的混合物。它可能含有丙二醇(PG)、植物甘油(VG)、和调味剂。PG是一种粘稠、无色、且几乎无味的液体，尝起来是甜的。VG是一种无色、无味、粘稠的液体，尝起来也是甜的。PG与VG的不同比例可能会产生不同的雾化体验，例如，不同的雾化云密度。调味剂可以是人造的，也可以是天然的，且可给用户带来更愉快的体验。尽管并非总是如此，电子烟油还可以包括尼古丁或其它医用物质。导油芯材料能够将电子烟油吸到雾化器的加热元件上。当加热时，加热元件可以雾化电子烟油，形成气溶胶供用户吸入。

雾化烟弹是新一代的烟弹，它将加热元件集成到内腔中。加热元件可以被浸有可雾化材料的导油芯材料包围。当加热时，浸泡的材料被雾化，形成气溶胶。在所有可雾化材料用完后，雾化烟弹通常会被丢弃，因为它的加热元件可能无法更换，或者需要花费大量的时间和精力来更换。

透明雾化烟弹是最新一代的烟弹，它提供了一个透明或半透明的储油仓，允许用户监控雾化装置中剩余的电子烟油的量。

图9A示出与本发明部分实施例一致的示例性一次性烟弹的横截面图。一次性药烟弹可在可雾化材料使用完毕后丢弃，且可雾化材料不可再填充。烟弹920可具有壳体921，其具有顶端922、底端923、和延伸穿过顶端922和底端923的纵轴901。顶端922和底端923的设计或尺寸可能相同，也可能不同。为了区分两端，可将底端923定义为要插入加热器的壳体921的端部，如图9A所示。

烟弹920还可包括容器925。容器925可以是透明、半透明、或不透明的。它可以沿着轴901从顶端922延伸到底端923，穿过壳体921的整个长度。或者，它可以短于壳体921的整个长度。尽管图9A中所描绘的容器925具有圆柱形，但它不限于此类形状，也可以是任何其它形状。

容器925可设置为容纳导油芯926和可雾化材料(未图示)。如上文所述，可雾化材料可以是电子烟油。它还可能包括尼古丁盐，尼古丁盐包含在烟叶中的自然状态下的尼古丁，且需要更高的温度才能有效雾化。可雾化材料可以是可用于医疗用途的大麻二酚(“CBD”)或可用于娱乐用途的四氢大麻酚(“THC”)。值得注意的是，CBD和THC的使用可能会由于预期用途所在地的司法管辖区的法律而有所不同。即便如此，本发明在技术上适用于本文所述的所有可雾化材料。

当可雾化材料是液体时，导油芯926与液体可雾化材料接触，浸泡材料，并通过毛细管作用将其输送至已插入的加热器附近。当液体在狭窄的空间中流动时就会发生毛细作用，且无须借助外力(例如，重力)甚至会与之相反。多孔材料通常支持毛细作用，因此可用于制造导油芯926。导油芯926的这种多孔材料可包括棉、海绵、微孔陶瓷、纸、玻璃纤维、化学纤维、或其它高分子材料。当加热器升高到高温(例如，100-280℃)时，加热器附近的可雾化材料雾化以生成气溶胶。加热器的实际温度可根据容器925中材料的雾化温度而调整。雾化温度表示液体物质开始雾化的温度。如图9B所示，所产生的气溶胶可通过加热器910侧壁上的一个或多个开口流入或被吸入(例如，通过用户吸气)至加热器910内的腔室919。腔室919可进一步加热气溶胶以防止气溶胶冷凝。当物质的物理状态由气相转变为液相时，就会发生冷凝。这是雾化的反向过程。因此，本发明的实施例可以在加热器本体的外部附近和内部为可雾化材料提供双重加热，从而提高热效率和用户的雾化体验。

烟弹920在壳体内部还可以有一个支承927，支承至少可以部分地沿纵轴901延伸。但是，支承927的纵轴(未图示)不一定与轴901重叠。它可以偏离轴901，但与其平行。在插入加热器之前，支承927可以用作阻止可雾化材料从烟弹中泄漏的阻塞物。在图9A所示的实施例中，支承927可以在物理接触到导油芯926的同时具有比导油芯926还要长的长度，因此浸泡在导油芯926中的可雾化材料不会进一步沿路径滴落到烟弹外部。当加热器以类似于将柱塞推入注射器的方式插入烟弹920中时，它还可以保持导油芯926的良好形状。如果没有927支承，由于导油芯926被挤压成小部件而导致导油芯926和加热器之间的接触面积缩小，因此雾化效率可能会显著降低。

根据本发明的部分实施例，如图9A所示，支承927可以是导杆或其它细杆。支承927可以由与可雾化材料没有化学反应的任何材料制成。优选地，支承927可由轻质材料制成，该轻质材料可降低烟弹920的总重量，以便于用户携带。它的硬度也可能低于加热器插入端的硬度，这样加热器就可以插入烟弹而不会变形，从而延长加热器的使用寿命。用于制造支承927的合适材料包括硅胶、塑料、合成树脂，甚至金属(如铝或铜)、或合金(如不锈钢)，只要其硬度不会在加热器被插入时引起加热器变形。

如图9A所示，烟弹920还可包括靠近顶端922的气溶胶出口924。图9B示出了插入加热器时图9A中的示例性烟弹的横截面图。插入带有开口914的加热器910时，可以移动支承927以露出气溶胶出口924。更具体地，支承927可以完全从烟弹920上移除，这样除了加热器910的腔室919中的气流路径外，还可以形成延伸的气流路径939。因此，当用户向烟弹920的顶端吸气时，可以加热加热器910，从加热器体内外的雾化材料中生成气溶胶，并且可以进一步将气溶胶推出腔室919和气流路径939，并通过气溶胶出口924排出。可选地，可将吸嘴(未图示)安装在920烟弹顶端922的顶部，以方便用户向雾化装置吸气。吸嘴也有一个出口，通过这个出口，气溶胶被进一步排出。

在部分其它的实施例中，气溶胶出口924可以是在壳体921侧面的靠近烟弹920顶端922的开口，并且可以朝向一侧。例如，顶端922和气溶胶出口924之间的距离可以小于烟弹920长度的1/2。在这些实施例中，支承927没有完全从烟弹924中取出，并且可以至少部分保留在烟弹924中。如果用户希望在可雾化材料耗尽之前更换烟弹，用户可以简单地将支承927推回到其原始位置，并将加热器910从烟弹924中顶出。这样可以节省烟弹中未使用的可雾化材料，以备将来使用。这些实施例中的气溶胶出口924最好位于不与导油芯926接触的壳体921侧面的一部分，因为任何接触都可能由于出口924的较大尺寸而导致可雾化材料泄漏到壳体921外部。此外，根据这些实施例，支承927可具有形成气流路径的中空的内部。气流路径可与加热器910的腔室919的气流路径连接，以便将两个路径连接起来，使气溶胶通过之后再通过气溶胶出口924排出。

根据部分实施例，烟弹920还可以包括槽928。槽928位于壳体921的底端923附近。槽928可设置为允许插入加热器910。从下面观察并面向底端923时，槽928可能具有圆形、方形、矩形、或三角形，或其它允许插入的形状。槽928可以由可被加热器910穿透的材料(未图示)覆盖，例如，塑料膜。当用户向槽928插入加热器910时，薄膜将被破坏，加热器910可被插入烟弹920中。在部分其它的实施例中，槽928可以由可拆卸的盖子覆盖。盖子可以是可翻开的扣盖类型。它也可以是一个类似于水瓶盖的旋转盖。用户可以打开盖子，将加热器910插入烟弹920中。在另外的实施例中，插槽928不必被覆盖。它可通过支承927气密密封。这可以通过将槽928的形状设置为与支承927底部的形状匹配来实现，这样支承927可以填充槽928的整个开放区域，从而气密密封。

根据部分实施例，烟弹920可进一步包括一个或多个加强构件929。可在壳体921的底端923处或其附近设置加强构件929。图9A示出在底端923处设置有加强构件929，这意味着加强构件929接触或伸出底端923。或者，可在靠近底端923的位置提供加强构件929，例如，在底端923和加强构件929之间且小于烟弹920长度的1/2的距离处。加强构件929可具有环形，其一端具有形成槽928的开口。加强构件929的另一端可与导油芯926物理接触。加强构件929可用作插入端口，引导加热器910顺利进入烟弹920，而不会导致导油芯926变形，如图9A和9B所示。

在部分其它的实施例中，可在壳体921的上端922处或其附近设置加强构件929'。短语“在”和“附近”的含义可以与上述段落中使用的含义相同。类似地，这些实施例中的加强构件929’的一端上可以有一个开口，作为引导支承927部分或完全从烟弹920中移除的移除端口。另一端可与导油芯926物理接触。

图10A示出与本发明部分实施例一致的示例性可再填充烟弹的横截面图。可再填充的容器可在可雾化材料用完后再使用，并且可再填充可雾化材料。

类似于图9A和9B中的烟弹920，图10A中的烟弹1020可具有壳体1021，其具有顶端1022、底端1023、和延伸通过顶端1022和底端1023的纵轴1001。烟弹1020还可包括容器1025，可设置为容纳导油芯1026和可雾化材料(未图示)。进一步地，烟弹1020的壳体内可还有一个支承1027。烟弹1020还可包括靠近顶端1022的气溶胶出口1024，如图10A所示。烟弹1020还可包括槽1028，该槽1028位于壳体1021的底端1023附近。此外，烟弹1020还可配备一个或多个加强构件1029。

图10B示出了插入加热器时图10A中示例性烟弹的横截面图。当带有开口1014的加热器1010插入烟弹1020时，支承1027被移动以露出气溶胶出口1024。当加热器1010被加热时，可从加热器本体外部附近和内部的可雾化材料中产生气溶胶，并且可进一步将气溶胶推出腔室1019和气流路径1039，并通过气溶胶出口1024排出。

图10A和10B中的烟弹1020的这些零件和组件的设置和功能与图9A和9B中的烟弹920相似，因此此处不再重复。一次性烟弹920和可再填充烟弹1020之间的一个区别是，烟弹1020在壳体上有一个充油孔，允许将可雾化材料添加或从容器1025中倒出。充油孔可以位于壳体921的任何部分上，并且可以由一个盖子或一个塞子覆盖。

图11A示出与本发明部分实施例一致的烟弹式电子烟的示例性烟弹的横截面图。烟弹式电子烟的烟弹可以是可再填充的，也可以是非可再填充的。

类似于图9A和9B中的烟弹920以及图10A和10B中的烟弹1020，图11A中的烟弹1120可具有壳体1121，其具有顶端1122、底端1123、和延伸通过顶端1122和底端1123的纵轴1101。烟弹1120还可包括容器1125，其可设置为容纳导油芯1126和可雾化材料(未图示)。烟弹1120在壳体内还可以有一个支承1127。烟弹1120还可包括靠近顶端1122的气溶胶出口1124，如图11A所示。烟弹1120还可包括槽1128，槽1128位于壳体1121的底端1123附近。此外，烟弹1120还可配备一个或多个加强构件1129。

图11B示出了插入加热器时图11A中示例性烟弹的横截面图。当带有开口1114的加热器1110插入烟弹1120时，支承1127被移动以露出气溶胶出口1124。当加热器1110被加热时，可从加热器本体内外的可雾化材料中产生气溶胶，并且可进一步将气溶胶推出腔室1119，并通过气溶胶出口1124排出。

图11A和11B中的烟弹1120的这些零件和组件的设置和功能与图9A和9B中的烟弹920以及图10A和10B中的烟弹1020相似，因此此处不再重复。烟弹1120和烟弹920、1020的一个区别是烟弹1120的长度比加热器1110的长度短。因此，图11B中的加热器1110可沿纵轴1101插入并穿过烟弹1120的整个长度，并伸至气溶胶出口1024之外。这使得气溶胶能够在通过开口1114排出之前完全在加热器1110内流动。

在图9A到11B所示的每个示例性雾化装置中，加热器本体最好长于沿着各自纵轴的导油芯长度。当加热器本体完全插入烟弹时，这可以防止可雾化材料从出口914、1024、1124泄漏到腔室919、1019、1119中。因此，不同程度的雾化可能会减少，并且雾化体验可能更为一致。

根据本发明的加热器、烟弹、和雾化装置具有许多优点。例如，根据本发明的加热器至少可以重复使用数百次，并且可以与许多不同类型的烟弹兼容，而无需调整整体结构。加热器还为可雾化材料提供在加热器本体的外部附近以及内部的双重加热，从而提高热效率和用户的雾化体验。根据本发明，由于内部没有设置加热器，因此烟弹更轻，制造成本更低。通过简单地插入加热器并移动其中包含的结构以露出气溶胶出口，可以容易地使用药烟弹。因此，包含了依据本发明的加热器和烟弹的雾化装置也受益于上述优点。

本领域技术人员显然可以针对本发明所公开的装置和相关设备进行各种修改和改变。本领域技术人员从本发明所公开的装置和相关设备的说明和实践中显然可以得到其它实施例。

本说明书和实例仅被视为示例性的，其真实范围由以下权利要求及其等同物所表示。

Claims (78)

1.一种用于雾化装置的加热器，其特征在于，包括：

第一端部，用于插入包含可雾化材料的无加热器烟弹中，所述第一端部有出口；

本体，所述本体具有侧壁在所述侧壁上有至少一个开口；以及

腔室，所述腔室位于所述本体内，所述腔室和所述至少一个开口提供至少通过所述出口将气溶胶排至所述加热器外的气流路径，其特征在于，所述气溶胶在所述本体被加热时由所述可雾化材料产生。

2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，还包括覆盖所述本体的至少一部分的加热材料，其特征在于，所述加热材料不覆盖所述至少一个开口中的任何一个。

3.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述加热材料包括电阻加热元件。

4.根据权利要求3所述的加热器，其特征在于，所述加热材料包括在其上具有印刷电路的薄膜。

5.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述本体与所述加热材料之间涂覆有绝缘层。

6.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述本体至少部分被连接到电源的导电线圈包围。

7.根据权利要求6所述的加热器，其特征在于，当所述加热器插入所述无加热器烟弹时，所述无加热器烟弹内的至少一部分导油芯位于所述本体和所述导电线圈之间。

8.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述至少一个开口设置在与所述第一端部相比更靠近第二端部的本体部分上。

9.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述本体具有多个开口，所述开口沿着所述加热器的纵轴旋转对称地对齐。

10.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述至少一个开口的总面积不小于所述本体的侧壁面积的0.32％。

11.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述本体由铜、铝、不锈钢、FeCrAl合金、镍铬合金、镍、钛、或陶瓷中的一种或多种制成。

12.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述本体的材料的硬度大于所述无加热器烟弹的支承的硬度。

13.根据权利要求12所述的加热器，其特征在于，所述材料的布氏硬度等于或大于152HB。

14.根据权利要求12所述的加热器，其特征在于，所述材料的洛氏硬度等于或大于50(HRB)或11(HRC)。

15.根据权利要求12所述的加热器，其特征在于，所述材料的维氏硬度等于或大于160HV。

16.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述本体为管状、圆锥体或截圆锥体。

17.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述本体的横截面包括以下一种或多种形状：圆形、椭圆形、蜂巢形、双菱形、五角星、新月形、六角形、蝙蝠形、三角形、四叶草型、四角星形、矩形、正方形、无穷大符号形、十字架形、和星形。

18.一种用于雾化装置的无加热器烟弹，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有顶端、底端、和延伸通过顶端和底端的纵轴；

气溶胶出口，所述气溶胶出口位于所述顶端或其附近；

容器，所述容器包含可雾化材料；

导油芯，所述导油芯与所述可雾化材料接触；以及

支承，所述支承至少部分地沿着所述纵轴延伸；

其中，当加热器插入所述无加热器烟弹时，所述支承被移动以露出所述气溶胶出口。

19.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述气溶胶出口位于所述顶端的尖端。

20.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述气溶胶出口位于所述壳体的一侧且靠近所述顶端，所述顶端与所述气溶胶出口之间的距离小于所述无加热器烟弹长度的1/2。

21.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，还包括安装在所述顶端的吸嘴。

22.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，还包括靠近所述壳体的所述底端的槽，其特征在于，所述槽被设置成允许插入加热器。

23.根据权利要求22所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述槽由可被所述加热器穿透的材料覆盖。

24.根据权利要求22所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述槽由可拆卸的盖子覆盖。

25.根据权利要求22所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述气溶胶出口和所述槽均由所述支承密封。

26.根据权利要求22所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述支承为导杆。

27.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，当所述加热器插入所述无加热器烟弹时，所述支承完全从所述无加热器烟弹上移除。

28.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，当所述加热器插入所述烟弹时，至少一部分的所述支承仍留在所述无加热器烟弹中。

29.根据权利要求28所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述支承具有中空内部，所述中空内部形成所述气溶胶通过的气流路径。

30.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，包括位于所述壳体的所述底端的加强构件。

31.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，包括靠近所述壳体的所述底端的加强构件，并且所述底端与所述加强构件之间的距离小于所述无加热器烟弹长度的1/2。

32.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，包括位于所述壳体的所述顶端的加强构件。

33.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，包括靠近所述壳体的所述顶端的加强构件，并且所述顶端和所述加强构件之间的距离小于所述无加热器烟弹长度的1/2。

34.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述支承由硅胶、塑料、合成树脂、铝、铜、或不锈钢中的至少一种或多种制成。

35.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述导油芯由棉、海绵、微孔陶瓷、纸、玻璃纤维、或化学纤维中的至少一种制成。

36.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，所述支承的材料的硬度大于所述导油芯的硬度。

37.根据权利要求18所述的无加热器烟弹，其特征在于，包括在所述壳体上的充油孔，其中，所述可雾化材料可通过所述充油孔重新填充。

38.一种雾化装置，其特征在于，包括：

加热器，所述加热器包括：

用于插入烟弹的第一端部，所述第一端部具有出口；

本体，所述本体具有侧壁且在所述侧壁上有至少一个开口；以及

腔室，所述腔室位于所述本体内，所述腔室和所述至少一个开口提供用于至少通过所述出口将气溶胶排至所述加热器外的气流路径；

烟弹，所述烟弹包括：

壳体，所述壳体具有顶端、底端、和延伸通过顶端和底端的纵轴；

气溶胶出口，所述气溶胶出口位于所述顶端或其附近；

容器，所述容器包含可雾化材料；

导油芯，所述导油芯与所述可雾化材料接触；以及

支承，所述支承至少部分地沿着纵轴延伸；以及

底座，所述底座包括：

电源，用于提供能量加热所述加热器；

其中，所述气溶胶是由所述可雾化材料在所述本体被加热时产生；并且

其中，当所述加热器插入所述烟弹时，所述支承被移动以露出所述气溶胶出口。

39.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述加热器本体比所述导油芯沿所述纵轴的长度更长。

40.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述加热器还包括覆盖所述本体的至少一部分的加热材料，其中，所述加热材料不覆盖所述至少一个开口中的任何一个。

41.根据权利要求40所述的雾化装置，其特征在于，所述加热材料包括电阻加热元件。

42.根据权利要求41所述的雾化装置，其特征在于，所述加热材料包括在其上具有印刷电路的薄膜。

43.根据权利要求40所述的雾化装置，其特征在于，所述本体与所述加热材料之间涂覆有绝缘层。

44.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述加热器还包括附在所述底座上的第二端部。

45.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述本体至少部分被连接到电源的导电线圈包围。

46.根据权利要求44所述的雾化装置，其特征在于，当所述加热器插入所述烟弹时，所述烟弹内的至少一部分所述导油芯位于所述本体和所述导电线圈之间。

47.根据权利要求44所述的雾化装置，其特征在于，所述至少一个开口设置在与所述第一端部相比更靠近所述第二端部的本体部分上。

48.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述至少一个开口设置在与所述第一端部相比更靠近所述第二端部的本体部分上。

49.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述至少一个开口设置在与所述第一端部相比更靠近所述第二端部的本体部分上。

50.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述本体具有多个开口，所述开口沿着所述加热器的纵轴旋转对称地对齐。

51.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述至少一个开口的总面积不小于所述本体的侧壁面积的0.32％。

52.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述本体由铜、铝、不锈钢、FeCrAl合金、镍铬合金、镍、钛、或陶瓷中的一种或多种制成。

53.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述本体的材料的硬度大于所述烟弹的所述支承的硬度。

54.根据权利要求53所述的雾化装置，其特征在于，所述材料的布氏硬度等于或大于152HB。

55.根据权利要求53所述的雾化装置，其特征在于，所述材料的洛氏硬度等于或大于50(HRB)或11(HRC)。

56.根据权利要求53所述的雾化装置，其特征在于，所述材料的维氏硬度等于或大于160HV。

57.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述本体为管状、圆锥体或截圆锥体。

58.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述本体的横截面包括以下一种或多种形状：圆形、椭圆形、蜂巢形、双菱形、五角星、新月形、六角星、蝙蝠形、三角形、四叶草型、四角星形、矩形、正方形、无穷大符号形、十字架形、和星形。

59.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述气溶胶出口位于所述顶端的尖端。

60.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述气溶胶出口位于所述壳体的一侧且靠近所述顶端，所述底端与所述气溶胶出口之间的距离小于所述烟弹长度的1/2。

61.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述烟弹还包括安装在所述顶端的吸嘴。

62.根据权利要求61所述的雾化装置，其特征在于，当所述加热器插入所述烟弹时，所述气溶胶通过所述加热器的所述出口排出后，其特征在于，通过所述烟弹的所述吸嘴排出。

63.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述烟弹包括靠近所述壳体的所述底端的槽，其中，所述槽被设置成允许插入所述加热器。

64.根据权利要求63所述的雾化装置，其特征在于，所述槽由可被所述加热器穿透的材料覆盖。

65.根据权利要求63所述的雾化装置，其特征在于，所述槽由可拆卸的盖子覆盖。

66.根据权利要求63所述的雾化装置，其特征在于，所述气溶胶出口和所述槽均由所述支承密封。

67.根据权利要求63所述的雾化装置，其特征在于，所述支承是导杆。

68.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，当所述加热器插入所述烟弹时，所述支承完全从所述烟弹上移除。

69.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，当所述加热器插入到所述烟弹时，所述支承的至少一部分仍留在所述烟弹中。

70.根据权利要求69所述的雾化装置，其特征在于，所述支承具有中空内部，所述中空内部形成所述气溶胶通过的气流路径。

71.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述烟弹还包括位于所述壳体的所述底端的加强构件。

72.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述烟弹还包括靠近所述壳体的所述底端的加强构件，并且所述底端与所述加强构件之间的距离小于所述烟弹长度的1/2。

73.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述烟弹还包括位于所述壳体的所述顶端的加强构件。

74.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述烟弹还包括靠近所述壳体的所述顶端的加强构件，所述顶端与所述加强构件之间的距离小于所述烟弹长度的1/2。

75.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述支承由硅胶、塑料、合成树脂、铝、铜、或不锈钢中的至少一种或多种制成。

76.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述导油芯由棉、海绵、微孔陶瓷、纸、玻璃纤维、或化学纤维中的至少一种制成。

77.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述支承的材料的硬度大于所述导油芯的硬度。

78.根据权利要求38所述的雾化装置，其特征在于，所述烟弹还包括在所述壳体上的充油孔，其中，所述可雾化材料可通过所述充油孔重新填充。