CN109789284A - 无管芯雾化烟弹 - Google Patents
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Abstract
一种无管芯雾化烟弹(2000)包括以间隔配置包围内壳(2002)的外壳(2001)，以形成用于在外壳与内壳之间保持可雾化材料的腔室(2300)。雾化烟弹包括在中间壁(2015)的底部具有开口(2004)的通道(2005)，以允许腔室中的可雾化材料流入通道中，使得通道内的可雾化材料与腔室中的可雾化材料基本上水平。通道的内壁(2005)包括加热器(2009)以沿着内壁的长度对通道内存储的可雾化材料加热，以提供对整个可雾化材料的更均匀温度分布。随着可雾化材料加热并雾化，烟雾升起并通过通道的内壁的顶部中的烟雾出口(2011)。
Description
优先权
本申请要求于2016年8月12日提交的题为“Wickless Cartomizer”的序列号为62/374,164的美国临时专利申请的优先权，其公开内容并入本文。
技术领域
本发明涉及无管芯雾化烟弹。无管芯雾化烟弹可以用作诸如电子烟或个人雾化器之类的电子雾化装置的一部分，以将某些材料雾化。
背景技术
雾化提供了燃烧的替代方式，用于递送和消耗包括但不限于液体(即，“电子液体”)、蜡状物、胶体、草药材料及其组合物(在本文中单个称为“一种可雾化物质”，集体称为“可雾化物质”)的各种物质。可雾化物质的成分的非限制性示例包括：甘油、丙二醇、香料、尼古丁、药物及其组合物。可以使用电子雾化装置来完成雾化，电子雾化装置包括但不限于电子烟、电子雪茄、电子烟斗和电子雾化器(单个称为“EVD”，集体称为“EVDs”)。
可雾化物质常常被放置在腔室中，腔室容纳EVD的热源或与其交接。容纳可雾化物质的腔室根据EVD的配置具有各种形式。一些腔室在本领域中被称为“雾化烟弹”。“透明雾化烟弹”是雾化烟弹的一个子集，其是透视的，即，它们包括例如塑料或玻璃。
通常，雾化烟弹容纳诸如喷雾器之类的加热源。喷雾器包括吸收性材料或者含有可雾化物质的腔室。吸收性材料或腔室流体地连接至诸如管芯之类的多孔部件，其转而用于将可雾化物质(即，电子液体、胶体或熔化的蜡状物输送至对其进行加热并释放烟雾的加热源。加热源常常包括缠绕在多孔部件周围的加热丝。雾化烟弹还可以包括烟雾烟囱，产生的烟雾通过烟囱(比如经由烟嘴)被递送至消费者。包括相同部件的示例雾化烟弹和电子烟包括在美国专利第8,365,742号(属于Lik Hon)和第7,832,410B2号(属于Lik Hon)中所描述的那些。
诸如在美国专利第9,271,529号(属于Yariv Alima)中公开的那些雾化器之类的一些个人雾化器包括在其中分配有可雾化物质并随后经由与可雾化物质直接接触的金属线圈进行加热的雾化烟弹。
前述雾化烟弹和包括它们的EVDs可能具有许多缺点，包括但不限于以下中的任何一个或多个：可雾化物质暴露于可能导致变味的烟雾口味的某些金属；仅对雾化电子液体、或蜡状物、或胶体是有用的，而无法用于雾化所有这三种；当EVD倒转(比如放置在消费者的口袋里)时，雾化烟弹、EVD、或EVD部件(例如EVD烟嘴)的不期望的污染成分；在两次使用之间难以清洁；由于存在线圈、管芯和其他部件而难以填充；以及基于多孔材料(即，管芯，其将可雾化材料递送至进行雾化的热源)的物理特性限制了可雾化材料的流动。
出于这些和其他原因，仍然需要消除这些和其他问题的改进的雾化烟弹。
发明内容
解决上述问题的独特解决方案是如本文所述的无管芯雾化烟弹。该无管芯雾化烟弹可以消除使用管芯或多孔材料来传递待雾化的可雾化材料的需要。通过消除这些部件，减小了可雾化材料的损失，从而增大了EVD的效率。无管芯雾化烟弹可以消除将可雾化材料暴露于金属(例如，加热线圈)，并防止产生的烟雾的味道变味和/或烟雾的金属污染。无管芯雾化烟弹通过消除诸如管芯和金属线圈之类的部件可以促进在两次使用之间对雾化烟弹的清洁。无管芯雾化烟弹的烟嘴可以是可移除的，以使得填充和/或清洁雾化烟弹更容易。此外，无管芯雾化烟弹可以包括半渗透密封，以防止当其或其所并入的EVD被倒转时可雾化物质从雾化烟弹泄漏，而同时仍允许烟雾通过半渗透密封并被递送至消费者。
附图说明
图1是典型的电子雾化装置的示意图。
图2a、图2b和图2c是顶部填充雾化烟弹或者用于图1所示的EVD中的顶部填充雾化烟弹的示意图。
图3a、图3b和图3c是典型的底部进料腔室或者用于图1所示的EVD中的底部进料腔室和烟嘴的示意图。
图4是示例无管芯雾化烟弹的截面图。
图5是与烟嘴联接的图4的无管芯雾化烟弹的截面图。
图6是沿着截面线A-A截取的图4的无管芯雾化烟弹的截面图。
图7是另一示例无管芯雾化烟弹的截面图。
图8是描绘了对无管芯雾化烟弹中的物质进行雾化的示例方法的流程图。
具体实施方式
术语“腔室”、“液体腔室”、“储槽”、“液体雾化烟弹(liquidmizer)”、“雾化烟弹”和“透明雾化烟弹”在本文中可交换地用来指容纳了将被EVD进行雾化的可雾化物质的容器。腔室可以通过其打开的顶部填充可雾化物质，即，它是“顶部填充腔室”，或者它可以通过其打开的底部填充可雾化物质，即，“底部填充腔室”。
本文中使用的“电子雾化装置”或“EVD”是指对液体进行雾化以用于被消费者经由(包括但不限于)吸入而消耗的任何电子装置。EVDs包括但不限于：电子烟；电子雪茄；和电子雾化器。
下文详细描述各种实施例的要素或特征。对本公开的单数特性或限制的任何引用应当包括对应的复数特性或限制，反之亦然，除非另有说明或在引用的上下文中明确暗示了相反的情况。
本文描述的设备和方法可以包括以下、由以下组成、或本质上由如下组成：本文所述的公开的要素和特征，以及本文所述的或对于设备和方法有用的任何附加或可选的部件或特征。
本申请中引用的所有文献(专利、专利申请和其他公开)通过引用全文并入本文中。
图1示出了典型的EVD 500。EVD 500包括可移除地附接至腔室200的电池仓510。腔室200转而可移除地附接至烟嘴530。
参照图2a，示出了在已从电池仓510(未示出)彼此卸下之后的腔室200和烟嘴530。在该实施例中，腔室200具有打开的顶部511。通常使用眼滴管或注射器将可雾化材料(在该示例中为电子液体)通过打开的顶部511分配入腔室200中；因此，该腔室是顶部填充腔室。烟嘴530随后被重新附接至腔室200的打开的顶部511，从而密封腔室200。填充过程可以在将腔室200从EVD的电池仓510卸下或未将其卸下的情况下发生。
图2b示出了处于拆卸状态的图2a的腔室200。从图2b的左边开始，示出了喷雾器组件230。从喷雾器组件230延伸的是烟雾烟囱231，其部分地被密封环232围绕。当腔室200被组装时，喷雾器组件230和烟雾烟囱231配合进腔室200中。腔室200在其打开的顶部511处被中空金属环234盖住，金属环234包括在外侧用作烟嘴(未示出)与腔室200的附接点的螺纹513。
图2c是图2b所示的腔室200在其已被重新组装之后的顶视图，即，喷雾器组件230和烟雾烟囱231已被重新插入腔室200中，使得腔室容纳它们。从腔室200的边缘开始并且向内移动，图2c示出了中空金属环234。进一步向内移动，示出了密封环232和烟雾烟囱231的顶部。在图2c中可以看出，在密封环232与中空金属环234之间存在窄隙240；正是通过窄隙240来分配电子液体以填充腔室200。由于间隙240很窄，因此很难在不使电子液体溢出到腔室200外部并污染腔室200的外部和/或EVD的其他部分的情况下填充腔室200。此外，如果没有对准窄隙240或填充得太快，则电子液体会不期望地被分配至烟雾烟囱231的顶部233中，这会转而导致EVD的故障。
图3a示出了与腔室200类似的腔室1200的替代实施例，只除了没有如上所述从腔室200的顶部511卸下烟嘴530以利用电子液体填充腔室，如图3b所示，喷雾器组件1230被从腔室1200的底部1512移除。
图3b示出了在已移除了喷雾器组件1230之后的图3a的腔室1200。图3c示出了图3b的腔室1200的底视图。从腔室1200的边缘开始并向内移动，图2c示出了在内侧有螺纹的中空金属环1234，其用作喷雾器组件1230的附接点。进一步向内移动，示出了烟雾烟囱1231的底部1232。从图3c可以看出，在烟雾烟囱1231的底部1232与中空金属环1234之间存在窄隙1240。正是通过窄隙1240来分配电子液体以填充腔室1200。因此，图3b所示的腔室1200是底部填充腔室。由于间隙1240很窄，因此很难在不使电子液体溢出到腔室1200外部并污染腔室1200的外部和/或EVD的其他部分(例如，烟嘴)的情况下填充腔室1200。此外，如果没有对准窄隙1240或填充得太快，则电子液体会不期望地被分配至烟雾烟囱1231的底部1232中。这会成为问题，因为在腔室1200已被重新组装之后，电子液体随后可能从烟雾烟囱1231流入喷雾器组件1230中，从而污染喷雾器组件并且可能导致其故障。
图4至图6示出了示例无管芯雾化烟弹2000。无管芯雾化烟弹2000可以用于典型的EVD，比如图1所示的EVD 500。具体地，无管芯雾化烟弹2000可以代替腔室200或1200。无管芯雾化烟弹2000可以与图5所示的烟嘴530一起作为一个单元1530销售，和/或可以作为诸如图1所示的那样的EVD 500的一个部件销售，EVD 500还包括烟嘴530和电池仓510。
无管芯雾化烟弹2000被配置为保持可雾化材料3000。无管芯雾化烟弹2000包括外壳2001和内壳2002。外壳2001包括在外壳2001的顶部的螺纹部分2003以将无管芯雾化烟弹2000与图5所示的EVD的烟嘴可移除地联接。
在雾化烟弹2000的外壳2001与内壳2002之间布置了壁2015。液体容器2300由外壳2001、壁2015和基座2022形成。液体通道2005由内壳2002、壁2015和雾化烟弹2000的基座2022形成。因此，雾化烟弹2000的内壳2002也是液体通道2005的内壁2002，雾化烟弹2000的壁2015也是通道的外壁2015。
液体通道2005在液体通道2005的外壁2015的底部具有开口2004。这允许无管芯雾化烟弹2000中的可雾化材料3000从液体容器2300流入液体通道2005，使得液体通道2005内的可雾化材料3000与液体容器2300中的可雾化材料3000基本上水平。
液体通道2005还包括加热元件。在图4和图5所示的示例无管芯雾化烟弹2000中，加热元件是在液体通道2005的内壁2002中被封装在陶瓷或其他适当材料中的电阻加热器2009。电阻加热器2009被配置为沿着通道的内壁2002对容纳在液体通道2005内的可雾化材料3000进行加热。这提供了通过可雾化材料3000的均匀温度分布，其转而可以防止可雾化材料3000的各部分过热或燃烧或加热不足。在所示实施例中，雾化烟弹2000的内壳2002的基座包括电连接部2006，其将加热器2009电耦接至EVD的电源，比如电池。液体通道2005的内壁2002还包括用于温度控制的热电偶2007。随着可雾化材料3000加热并被雾化，烟雾升起并通过液体通道2005的内壁2002的顶部中的烟雾出口2011。
液体通道2005的内壁2002形成空气通道2200。在所示实施例中，气体通道2200的底部包括多孔气流板2012。这允许空气在用户通过烟嘴530吸气时通过气流板2012从大气进入并向上流过空气通道2200。在一些示例中，气流板2012用作过滤器。通过液体通道2005的烟雾出口2011离开的烟雾随后与大气空气混合，将烟雾带入到空气中。混合的烟雾向上流过烟嘴530。参照图4和图5，通过向上的箭头描绘了示例烟雾流和示例混合烟雾流。
液体通道2005的顶部包括密封支撑件1231。如图5所示，当烟嘴530附接至无管芯雾化烟弹2000时，烟嘴530的密封环232安放在密封支撑件1231上以形成空气通道2200的上部。烟嘴530的密封环232从液体通道2005的内壁2002的顶部向上延伸并且向外延伸至无管芯雾化烟弹2000的外壁2001。密封环232可以包括半渗透膜，其允许气体流过它进入无管芯雾化烟弹2000，但不允许液体通过它进入烟嘴530。因此，如果无管芯雾化烟弹2000上下翻倒，则密封环232将防止可雾化材料溢入烟嘴530。液体通道2005的烟雾出口2011还包括铰接盖2014，其被配置为在倒转时关闭，这也防止了存储在液体通道2005内的可雾化材料3000流入烟嘴530。鉴于本文的教导，对于本领域普通技术人员而言，无管芯雾化烟弹2000的其他配置也将是显而易见的。
参照图5，烟嘴530包括排气口531。排气口531允许环境空气进入烟嘴530(由向下的箭头示出)。不希望受理论的束缚，相信由于烟嘴530中存在环境空气而产生的大气压力会使液体容器2300中的可雾化材料3000与液体通道2005中的可雾化材料3000保持水平。
现在参照图7，示出了雾化烟弹4000的第二示例实施例。雾化烟弹4000包括与图4至图6所示的雾化烟弹2000相同的部件。然而，雾化烟弹4000包括液体通道4005，其不具有盖件。相反，液体通道4005具有开放的顶部。当烟嘴530附接至无管芯雾化烟弹4000时，烟嘴530的密封环232被安放在密封支撑件1231上，以形成空气通道2200的上部，并且密封雾化烟弹4000中的可雾化材料3000，使得其在包括雾化烟弹4000和烟嘴530的组件(未示出)被倒转时不会漏入烟嘴530中，同时允许环境空气通过密封环232。鉴于本文的教导，对于本领域普通技术人员而言，无管芯雾化烟弹4000的其他配置也将是显而易见的。
现在参照图8，示出和描述了对无管芯雾化烟弹(2000，4000)中的物质进行雾化的示例方法(5000)。无管芯雾化烟弹(2000，4000)包括被密封在内壁(2002)内的加热元件(2009)(框5001)。布置在内壁的第一侧上的物质经由加热元件产生烟雾(框5002)。在内壁的第二侧上通过雾化烟弹吸取空气(框5003)。响应于通过雾化烟弹吸取空气，将烟雾与空气混合(框5004)。通过与雾化烟弹联接的烟嘴吸取带入的烟雾(框5005)。
示例方法还可以包括通过由内壁限定的烟雾出口来吸取雾化物质以将烟雾与空气混合。
示例方法还可以包括利用温度传感器感测内壁的温度测量值；以及至少部分地基于温度测量值调节加热元件的温度。
第一示例无管芯雾化烟弹包括：基座；从所述基座延伸的外壁；从所述基座延伸的内壁；由所述内壁限定的烟雾出口；布置在所述内壁中的加热元件；以及布置在所述基座中的电连接器，其中所述电连接器与所述加热元件电耦接。
根据第一示例无管芯雾化烟弹的第二示例无管芯雾化烟弹还包括由所述内壁限定的空气通道，其中所述空气通道与所述基座的外部和所述烟雾出口流体连通。
根据第一或第二示例无管芯雾化烟弹的第三示例无管芯雾化烟弹还包括由所述基座、外壁和内壁限定的液体容器。
根据第一至第三示例无管芯雾化烟弹中任一个的第四示例无管芯雾化烟弹，还包括从所述内壁向所述外壁延伸的盖件，并且优选地，其中所述盖件包括凹形表面。
根据第四示例无管芯雾化烟弹的第五示例无管芯雾化烟弹，还包括从所述盖件延伸的密封支撑件。
根据第一至第五示例无管芯雾化烟弹中任一个的第六示例无管芯雾化烟弹，其中所述加热元件被密封在所述内壁之内。
根据第一至第六示例无管芯雾化烟弹中任一个的第七示例无管芯雾化烟弹，其中所述加热元件被密封在所述内壁之内。
根据第一至第七示例无管芯雾化烟弹中任一个的第八示例无管芯雾化烟弹，其中所述内壁包括陶瓷材料，并且其中所述加热元件被密封在所述陶瓷材料之内。
根据第一至第八示例无管芯雾化烟弹中任一个的第九示例无管芯雾化烟弹，还包括布置在所述内壁中的温度传感器，其中所述温度传感器与所述电连接器电耦接。
根据第一至第九示例无管芯雾化烟弹中任一个的第十示例无管芯雾化烟弹，还包括在所述内壁与所述外壁之间从基座延伸的中间壁。
根据第一至第十示例无管芯雾化烟弹中任一个的第十一示例无管芯雾化烟弹，还包括靠近所述基座的由所述中间壁限定的液体通道，其中所述液体通道被配置为容纳可雾化材料。
根据第一至第十一示例无管芯雾化烟弹中任一个的第十二示例无管芯雾化烟弹，其中所述烟雾出口被布置在所述内壁的顶部中。
根据第一至第十二示例无管芯雾化烟弹中任一个的第十三示例无管芯雾化烟弹，还包括：由所述基座限定的孔；以及布置在所述孔中的气流板；其中所述气流板是多孔的，并且所述气流板与所述空气通道对准并被配置为允许空气从所述基座的外部通到所述空气通道。
第一示例雾化器包括无管芯雾化烟弹，所述雾化器包括：限定了烟嘴开口的烟嘴组件；包括电池的电池组件；以及被配置为与所述烟嘴组件和所述电池组件联接的无管芯雾化烟弹，所述无管芯雾化烟弹包括：基座；从所述基座沿第一方向延伸的外壁；从所述基座沿所述第一方向延伸的内壁；由所述内壁限定的空气通道；由所述内壁、所述外壁和所述基座限定的液体通道，其中所述通道被配置为容纳可雾化材料；布置在所述内壁的顶部中的烟雾出口，其中所述烟雾出口与所述液体通道流体连通；通道；以及布置在所述内壁中的加热元件，其中在所述无管芯雾化烟弹与所述电池组件联接时，所述加热元件与所述电池电耦接。
根据第一示例雾化器的第二示例雾化器，其中所述烟嘴组件限定了排气口，其中在所述无管芯雾化烟弹与所述烟嘴组件联接时，所述排气口与所述液体通道流体连通。
根据第一或第二示例雾化器的第三示例雾化器，其中所述烟嘴组件包括膜，其中在所述无管芯雾化烟弹与所述烟嘴组件联接时，所述膜在所述排气口与所述液体通道的中间。
根据第一至第三示例雾化器中任一个的第四示例雾化器，其中在所述无管芯雾化烟弹与所述烟嘴组件联接时，所述烟嘴开口与所述空气通道流体连通。
使用无管芯雾化烟弹来雾化物质的第一示例方法，所述无管芯雾化烟弹包括：基座；从所述基座延伸的外壁；从所述基座延伸的内壁；由所述内壁限定的烟雾出口；密封在所述内壁内的加热元件；以及布置在所述基座中的电连接器，其中所述电连接器与所述加热元件电耦接；所述方法包括：经由所述加热元件对布置在所述内壁的第一侧上的物质加热以产生烟雾；在所述内壁的第二侧上通过所述雾化烟弹吸取空气；响应于通过所述雾化烟弹吸取空气，将所述烟雾与空气混合；以及通过与所述雾化烟弹联接的烟嘴吸取所述混合的烟雾。
根据第一示例方法的第二示例方法，还包括通过由所述内壁限定的烟雾出口吸取雾化物质以将烟雾与空气混合。
根据第一或第一示例方法的第三示例方法，还包括：利用温度传感器感测所述内壁的温度测量值；以及至少部分地基于所述温度测量值来调节所述加热元件的温度。
尽管已例示出和描述了本发明的特定实施例，但对于本领域技术人员来说显而易见的是可以在不脱离本发明精神和范围的情况下做出各种其他改变和修改。因此，所附权利要求意在覆盖本发明范围之内的所有这种改变和修改。
Claims (15)
1.一种无管芯雾化烟弹，包括：
(a)基座；
(b)从所述基座延伸的外壁；
(c)从所述基座延伸的内壁，优选地包括陶瓷材料；
(d)由所述内壁限定的烟雾出口，其中优选地，所述烟雾出口布置在所述内壁的顶部中；
(e)布置在所述内壁中的加热元件，优选地被密封在所述内壁中；以及
布置在所述基座中的电连接器，其中所述电连接器与所述加热元件电耦接。
2.根据权利要求1所述的无管芯雾化烟弹，还包括由所述内壁限定的空气通道，其中所述空气通道与所述基座的外部和所述烟雾出口流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的无管芯雾化烟弹，还包括由所述基座、外壁和内壁限定的液体容器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无管芯雾化烟弹，还包括从所述内壁向所述外壁延伸的盖件，所述盖件优选地具有凹形表面。
5.根据权利要求4所述的无管芯雾化烟弹，还包括从所述盖件延伸的密封支撑件。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的无管芯雾化烟弹，还包括布置在所述内壁中的温度传感器，其中所述温度传感器与所述电连接器电耦接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的无管芯雾化烟弹，还包括在所述内壁与所述外壁之间从基座延伸的中间壁，并且优选地限定了靠近所述基座的由所述中间壁限定的液体通道，其中所述液体通道被配置为容纳可雾化材料。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的无管芯雾化烟弹，还包括：
(f)由所述基座限定的孔；以及
(g)布置在所述孔中的气流板；
其中所述气流板是多孔的，并且所述气流板与所述空气通道对准并被配置为允许空气从所述基座的外部通到所述空气通道。
9.一种包括无管芯雾化烟弹的雾化器，所述雾化器包括：
(a)限定了烟嘴开口的烟嘴组件；
(b)包括电池的电池组件；以及
(c)被配置为与所述烟嘴组件和所述电池组件联接的无管芯雾化烟弹，所述无管芯雾化烟弹包括：
(i)基座；
(ii)从所述基座沿第一方向延伸的外壁；
(iii)从所述基座沿所述第一方向延伸的内壁；
(iv)由所述内壁限定的空气通道；
(v)由所述内壁、所述外壁和所述基座限定的液体通道，其中所述通道被配置为容纳可雾化材料；
(vii)布置在所述内壁的顶部中的烟雾出口，其中所述烟雾出口与所述液体通道流体连通；通道；以及
(viii)布置在所述内壁中的加热元件，其中在所述无管芯雾化烟弹与所述电池组件联接时，所述加热元件与所述电池电耦接。
10.根据权利要求9所述的雾化器，其中，所述烟嘴组件限定了排气口，其中在所述无管芯雾化烟弹与所述烟嘴组件联接时，所述排气口与所述液体通道流体连通。
11.根据权利要求9或10所述的雾化器，其中，所述烟嘴组件包括膜，其中在所述无管芯雾化烟弹与所述烟嘴组件联接时，所述膜在所述排气口与所述液体通道的中间。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的雾化器，其中，在所述无管芯雾化烟弹与所述烟嘴组件联接时，所述烟嘴开口与所述空气通道流体连通。
13.一种使用根据权利要求1至8中任一项所述的无管芯雾化烟弹来雾化物质的方法，所述方法包括：
(a)经由所述加热元件对布置在所述内壁的第一侧上的物质加热以产生烟雾；
(b)在所述内壁的第二侧上通过所述雾化烟弹吸取空气；
(c)响应于通过所述雾化烟弹吸取空气，将所述烟雾与空气混合；以及
4.通过与所述雾化烟弹联接的烟嘴吸取混合的烟雾。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括通过由所述内壁限定的烟雾出口吸取雾化物质以将烟雾与空气混合。
15.根据权利要求13或14所述的方法，还包括：
(a)利用温度传感器感测所述内壁的温度测量值；以及
(d)至少部分地基于所述温度测量值来调节所述加热元件的温度。
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