CN110325060B - 用于电子蒸发器的热芯吸部 - Google Patents

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Abstract

提供具有热芯吸部的蒸发器。热芯吸部可包括包围导热材料、封装导热材料、覆盖导热材料或嵌入在导热材料内的电绝缘多孔芯吸材料的组合。导热材料的导热率比多孔芯吸材料的导热率更大。热芯吸部通过如下减小可蒸发材料的粘度：使热传递遍及芯吸部，并使可蒸发材料变暖，并且提供高的空隙体积。热芯吸部允许比传统芯吸部大致更高的可蒸发材料总微粒质量。

Description

用于电子蒸发器的热芯吸部
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月27日提交并且题为“Thermal Wick for ElectronicVaporizers”的美国临时专利申请号62/439,417的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文中。
技术领域
本文中所描述的设备和方法涉及电子烟(“蒸发器”)。
背景技术
电子蒸发器(例如，包括电子香烟/大麻油料盒蒸发器在内的蒸发器)通常使用基础的雾化器系统，所述雾化器系统包括带有电阻加热元件的芯吸元件，电阻加热元件包绕芯吸元件或定位在中空的芯吸元件内。芯吸元件服务至少两重目的：将液体从贮器吸取到可借助线圈使液体蒸发的雾化器，和允许空气进入贮器以置换被移除的液体的体积。当用户于蒸发器上吸气时，可激活线圈加热器，并且入流的空气可绕经饱和的芯吸部/线圈组件、脱离蒸气，蒸气凝结并进入用户的肺。在抽吸期间和/或之后，毛细作用牵引更多的液体进入芯吸部并且空气通过芯吸部回到贮器。
发明内容
当前主题的方面涉及蒸发器装置中供用户使用的热芯吸部。与本文中所描述的实施方式一致的热芯吸部配置增强蒸发器在蒸发可蒸发材料方面的性能。芯吸部的增大的导热率(由于导热材料的添加)允许一段长度的芯吸部达到更高温度。温度的该上升降低芯吸部中和贮器中流体的粘度。该降低的粘度进而允许通过芯吸部的集流/毛细作用以更快的速率发生，并允许空气通过芯吸部以较小的压降回到贮器。
根据当前主题的一个实施方式，用于蒸发装置的料盒包括：嘴件；贮器，所述贮器配置成容纳可蒸发材料；芯吸部，所述芯吸部配置成将可蒸发材料从贮器吸取到蒸发区；以及加热元件，所述加热元件设置在蒸发区附近并配置成加热自容器吸取的可蒸发材料。芯吸部包括导热芯和包围导热芯的至少一部分的多孔芯吸材料，导热芯比多孔芯吸材料导热性更强。
根据当前主题的另一实施方式，方法包括通过芯吸部将可蒸发材料从蒸发装置的贮器吸取到蒸发区。利用设置在蒸发区附近的加热元件加热蒸发区，以促使可蒸发材料蒸发，加热致使经过芯吸部的热传递增加，导致可蒸发材料的粘度减小。蒸发的可蒸发材料夹带在到蒸发装置的嘴件的空气流中。芯吸部包括导热芯和包围导热芯的至少一部分的多孔芯吸材料，导热芯比多孔芯吸材料导热性更强。
附图说明
并入在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本文中公开的主题的某些方面，并与描述一起帮助阐明与公开的实施方式关联的一些原理。在附图中：
图1图示与当前主题的实施方式一致的芯吸部可并入于其中的设备的示意图；
图2经由立体图图示与当前主题的实施方式一致的芯吸部可并入于其中的料盒；
图3经由截面图图示图2的料盒，示出了芯吸部及其它内部部件；
图4经由截面图图示与当前主题的实施方式一致的芯吸部的特征；
图5A、图5B-9A、图9B通过立体图和截面图图示与当前主题的实施方式一致的各种芯吸部的特征；
图10经由图表图示利用传统硅石芯吸部蒸发的可蒸发材料的总微粒质量(TPM)；
图11至图15经由图表图示利用与当前主题的各种实施方式一致的芯吸部蒸发的可蒸发材料的TPM；
图16图示与当前主题的另外的实施方式一致的芯吸部可并入于其中的设备的示意图；
图17示出过程流程图，图示了吸取可蒸发材料并促使可蒸发材料在与当前主题的实施方式一致的蒸发装置中蒸发的方法的特征。
具体实施方式
当前主题的实施方式包括关于使供用户吸入的一种或多种材料蒸发的装置。术语“蒸发器”在以下描述中通适地使用并且指代“蒸发器装置”。与当前主题的实施方式一致的蒸发器的示例包括电子蒸发器、电子烟、电子香烟等。一般而言，这样的蒸发器通常是便携式往往为手持式装置，所述装置加热可蒸发材料以提供可吸入剂量的所述材料。
更具体地，当前主题的实施方式包括加热式芯吸部或热芯吸部，或包括将电阻加热元件与纤维芯吸材料组合的芯吸部。本文中将这样的芯吸部称为“热芯吸部”、“混合芯吸部”、“加热用芯吸部”等。
传统上，蒸发器装置采用通常由硅石或棉质材料形成的芯吸部。传统硅石芯吸材料通过将硅石玻璃或棉纤的细的连续的纤丝捆束在一起被形成，纤丝首先成为线、线再捆束在一起以形成用作芯吸部的绳或索。绳大体可通过标称外径、线的数量和/或指示线密度的TEX而被明确。
然而，该芯吸布置结构具有许多不足。毛细流速，即吸取液体进入并沿着芯吸部长度的速率，并不像使用这种传统芯吸布置结构的一些用户所期望的那么高。也就是，在蒸发器装置的使用期间，液体可能没有用户期望的那样快速补充，这是因为：液体自芯吸部的加热区蒸发，而更多的液体需要沿着芯吸部的长度行进以便补充。这对于更加粘性的流体比如例如大麻油更会是如此。高粘度溶液可进一步降低到芯吸部中的毛细流速且还降低使空气能够回到贮器的速率，这甚至进一步降低毛细流速。
与使用传统硅石或棉质芯吸材料的芯吸部相比，与当前主题的实施方式一致的热芯吸部具有改进的进入热芯吸部的毛细流速和在总微粒质量(TPM)上的增加。这允许迅速的芯吸饱和和空气交换。因此，用户可以连续地长吸一口，而未察觉蒸气产量的太大不同，这是因为液体在热芯吸部中快速地(例如，在数秒内)补充。
另外，与当前主题的实施方式一致的热芯吸部使过多温度沿着芯吸部分布，减少或消除在利用传统硅石或棉质芯吸材料制作的芯吸部中常见的热斑和冷斑。与传导硅石或棉质芯吸部相比，热芯吸部还具有增长的升温时间。
图1图示了与当前主题的实施方式一致的热芯吸部103可并入于其中的料盒100的示意图。料盒100包括容器或贮器106，用于容纳可蒸发材料104，比如液态、胶态、固态、半固态或蜡态可蒸发材料，包括但不限于大麻油、甘油、蔬菜甘油、乙二醇、丙二醇、水、香料、添加剂等等。可蒸发材料104可包括一种或多种活性剂，包括大麻、萜或它们的任何组合。
在图1中，容器106被示出为呈两部分(左侧和右侧)；所述两部分可以是连接并连续的，或者可使用分开的各半部(例如，容纳不同的可蒸发材料成分)。空气路径105延伸通过料盒100且尤其通过料盒100的容器106。如图所示，空气可在空气入口101处从料盒100的底部或基部被吸入并被牵引绕经/绕着加热元件102和热芯吸部103。蒸发元件/雾化器加热元件(例如，电阻加热线圈)102可包绕热芯吸部103或嵌入热芯吸部内。尽管热芯吸部103的导热材料通过热芯吸部103中具有更低导热率的多孔芯吸材料与加热元件102大体电隔离，然而当使加热元件102通电以蒸发可蒸发材料时，热芯吸部103通过传导和/或对流被加热。热芯吸部103可加热至低于蒸发温度的温度。
通过料盒100的空气路径105经过容器106，并且嘴件(图1中未示出)可存在于容器106的近端处。容纳热芯吸部103和加热元件/线圈102的加热室可以是内(例如，在侧面被容器106以360°包围)室，气流通过所述内室。
热芯吸部103从贮器106、轴向上从热芯吸部103的两个端部吸取可蒸发材料104，可蒸发材料可借助表面张力和大气压保持在热芯吸部处。当用户在料盒100的嘴件上抽吸时，空气流动到入口101中。同时或近乎同时地，加热器线圈102可被激活，例如通过压力传感器、按钮或其它器具。入流的空气流动绕经加热后的芯吸部/线圈、在使之凝结之处中脱离蒸发的油，并作为气雾从空气路径105离开。
在当前主题的一些变型中，热芯吸部103可独立于加热线圈/蒸发线圈102操作。在一些变型中，热芯吸部103被动地被加热线圈102加热。在一些变型中，热芯吸部103可与加热线圈/蒸发线圈102分开地或另外地被加热，并且热芯吸部可例如由蒸发线圈的单独的加热器或区域加热。本文中也称为“芯吸部加热器”的单独(大体上低温/保温)的加热器因此可热连接至热芯吸部103的导热部分，且该单独的加热器可以与来自加热线圈/蒸发加热线圈102的单独的加热电路分离被驱动。替代地，芯吸部加热器(保温加热器)可由加热线圈102的同一控制电路驱动(或例如以串联或并联的方式连接至控制电路和/或加热线圈)。因此，在一些变型中，热芯吸部103可在装置开机时、甚至在蒸发器/雾化器的加热线圈102不工作时被加热。
图2经由立体图并且图3经由截面图图示了与当前主题的实施方式一致的热芯吸部203可并入于其中的料盒200。
料盒200包括：贮器或容器206，所述贮器或容器例如可以是透明或半透明的；近侧嘴件209；在远端处的一组引脚连接器213；以及到溢流泄漏室216(溢流泄漏室可包括一个或多个吸收垫219，用于吸收泄漏的可蒸发材料)中的开口215；以及热芯吸部203。热芯吸部203可缠绕有电阻加热元件(线圈202)，所述电阻加热元件可通过导线连接至引脚输入装置。空气路径205延伸通过容器206，如图3中所示。
与当前主题的实施方式一致的热芯吸部可包括电绝缘多孔芯吸材料包围导热材料、电绝缘多孔芯吸材料封装导热材料、电绝缘多孔芯吸材料覆盖导热材料或电绝缘多孔芯吸材料嵌入在导热材料内的组合。
多孔芯吸材料可形成外套筒或覆盖物，并且多空芯吸材料可由非导电且在蒸发温度条件下稳定的任何编织的、股绞的或无定形的材料制成。多孔芯吸材料可以是硅石、棉、玻璃(例如，玻璃纤维)、纤维玻璃、陶瓷或另外的多孔材料。根据当前主题的一些方面，多孔芯吸材料可以是这样的任何的多孔材料：所述多孔材料使导热材料电隔离，和/或所述多孔材料特征在于沿着材料的长度具有多个空隙或空间以允许液体沿着材料的长度传递和流动。在一些实施方式中，多孔芯吸材料可以是穿孔材料或管。多孔芯吸材料可特征在于具有低的导热率，例如，可将具有小于3W/mK(例如，在25℃条件下或接近25℃条件下)的导热率的材料称为“低导热率材料”。可设立其它的阈值用于将材料特征化为低导热率材料。
导热材料可以是电阻加热材料和/或是具有高导热率的材料。导热材料可特征化为热导比多孔芯吸材料大的材料。例如，导热材料的热导可比多孔芯吸材料的热导大至少约5％。导热材料的热导可比多孔芯吸材料的热导大3、4、5、6、7、8或9W/mK。热芯吸部中的导热材料在室温条件下或接近室温条件下的导热率可为诸如棉、硅石等的常规芯吸材料的导热率的5倍、10倍、15倍、20倍。可设立其它的阈值用于将材料特征化为高导热材料。导热材料的示例包括但不限于铜(铜具有大约385W/mK的高导热率)、钢、不锈钢、铝、钛、镍或任何金属/金属组合。在一些实施方式中，导热材料与可蒸发材料不反应。在导热材料为起反应材料的一些实施方式中，还可并入涂层或镀层(例如，惰性镀层)。
与当前主题的实施方式一致的热芯吸部可特征化为导热率与传统硅石或棉质芯吸部相比增大的的大块(bulk)材料，并且其中所述大块材料具有与加热元件隔离所需的电导率。例如，在一个变型中，热芯吸部可以是各处嵌有或分散有导热颗粒(例如，铜屑或铜片)的呈管或筒形式的陶瓷(或其它多孔材料)芯吸部。
可将导热材料视为热芯吸部的“芯”，其中导热芯(导热芯可以是一件或多件)被多孔芯吸材料包围或大体包围。在一些方面中，“大体包围”指的是：导热材料嵌有多孔芯吸材料或分散在多孔芯吸材料内以提供与多孔芯吸材料独自相比增加的导热率，并且其中热芯吸部提供与加热元件的充分的电隔离。
根据当前主题的实施方式，如本文中所使用的，“导热率”指的是一种或多种材料的合计的热导，其中导热率是一种/多种材料的性质以及一种/多种材料的几何形状的函数(例如，当以不同的配置和几何形状被使用时，材料的热导会是不同的)。
图4至图9B通过各种视图图示了与当前主题的实施方式一致的各种热芯吸部配置的特征。
在图4中，热芯吸部403的截面被示出。热芯吸部403包括多孔芯吸材料407，多孔芯吸材料可以是一束纤维，比如是硅纤维。导热芯408可形成热芯吸部403的中央芯区。多孔芯吸材料407包围或大体包围导热芯408。另外，由多孔芯吸材料制成的单独的套筒(例如，薄套筒)可包围组成多孔芯吸材料407的硅纤维。在全部实施方式中，单独的套筒410都是非必需的。
在一些示例实施方式中，硅纤维可以是一束大致17000根的硅纤维，每根大约具有0.009mm直径，伴随地(纤维)束被限定到～2mm的直径并切割成大约10mm的长度。在示例实施方式中，多孔芯吸材料的轴向导热率为～1.4W/mK。导热芯408可由例如不锈钢索制成，不锈钢索由多束捻绞的线制成，每束线包含单独的多股线。在示例实施方式中，线各自为大约0.15mm直径/股，并且总的绳直径为大约1.5mm。多孔芯吸材料407可以是编织硅石套筒。在示例实施方式中，热芯吸部403的总外径可以是～2mm，然而也可采用其它直径，包括例如0.5mm至5mm的直径。
如图4中所示，热芯吸部403的大部分可包括不锈钢纤维，不锈钢纤维组成导热芯408。这大大增加了空隙体积且还使主体的导热率增大至例如～15w/mK。在该示例中，硅石套筒可服务双重目的：硅石套筒可防止包绕热芯吸部403的加热线圈在金属芯上短路；并且硅石套筒还可提供毛细路径以缓解通过和绕着金属芯的泄漏。
如图4中所示，导热性更弱的多孔芯吸材料407在径向侧上包围导热芯408，以电隔离并保护加热线圈免于被短路。导热芯408可在端部处暴露，以协助加热可蒸发材料。
图5A和图5B通过立体及截面图分别图示了与当前主题的另外的实施方式一致的热芯吸部503的特征。
导热芯508形成延伸热芯吸部503的长度的芯，并且导热芯被具有更低导热率的材料即多孔芯吸材料507径向包围。导热芯508的端部可以是暴露的，如图5A和图5B中所示。
图6A和图6B通过立体及截面图分别图示了与当前主题的另外的实施方式一致的热芯吸部603的特征。
热芯吸部603具有内芯区，内芯区由导热部件或导热股线608与各股线608之间的间隙或空隙606组成。间隙或空隙606可以是例如气隙。多孔芯吸材料607包围导热股线608与空隙606的内芯区。
在图5A至图6B中，外芯吸材料507、607可形成为套筒或覆盖物，所述套筒或覆盖物延伸热芯吸部503、603的长度，用于在两端上插入到可蒸发材料的容器中。
图7A和图7B图示了热芯吸部703的另一示例，所述热芯吸部包括芯708，芯具有延伸通过热芯吸部703的体积的高导热率材料(例如，比方说由不锈钢制成的线、编带、纤维等)，并且芯被多孔芯吸材料707包围，多孔芯吸材料具有更低导热率并且是导电的。如图7A和图7B中所示，高导热率材料可以遍及热芯吸部703的体积均匀或接近均匀地分布。热芯吸部703可还包括内空隙区或内间隙区(例如，绕着高导热率材料)。单独的各股高导热率材料(如图7B的截面图/端视图中和图7A的端部处示出的)可以是机织的、编织的或以其它的方式在沿着热芯吸部703的长度的不同点处相互热接触。
图8A和图8B图示了另一示例热芯吸部，热芯吸部803包括绕着被多孔外部更低导热率材料807覆盖的内周缘区布置的多根高导热率股线、编带、线等808。在该示例中，中央区可以是与外芯吸材料相同的材料，为芯吸提供更大的横截面积。
图9A和图9B图示了仍另一示例热芯吸部：热芯吸部903。图9B是热芯吸部903的内横截面图。导热芯908被多孔芯吸材料907包围。导热芯908是中空的腔或管，流体914比如水可置于所述室或管中。热芯吸部的端部可利用帽912密封或盖住，所述帽可由与导热芯908相同的材料形成。该配置带来显著的热传递改善并由于芯908的中空配置而具有低的热质量。
本文中所描述的任何热芯吸部可在芯区内包括空隙/气隙。另外，包括高导热率材料的任何芯区可形成为纤丝、索、束、链、织物、编带等，并可大体沿着热芯吸部的整个长度或大部分长度延伸。热芯吸部的端部可以是敞通的(例如，使高导热率材料暴露于贮器中的可蒸发材料)，或者热芯吸部的端部可被外芯吸材料(例如，低导热率材料或绝缘材料)或被另外的材料覆盖。
在本文中所描述的任何热芯吸部中，附加股或附加长度的高导热率材料可延伸通过热芯吸部的长度；例如，在图8B中，中央区可包括一股或多股额外的高导热率材料、一条或多条额外的高导热率材料等等。如所提及的，这些热芯吸部中的任何热芯吸部可包括在热芯吸部的体积内的多个空隙/气隙。例如，所述体积可包括2％或更多、3％或更多、4％或更多、5％或更多、7％或更多、10％或更多、12％或更多、14％或更多、15％或更多、20％或更多、22％或更多、25％或更多等的空隙/气隙。这些空隙/气隙可接近或邻近高导热率材料。
大体上，本文中所描述的热芯吸部可以是任何适宜的直径和长度。例如，热芯吸部可具有0.5mm-10mm的直径和在0.5mm与30mm之间的长度。
根据当前主题的另外方面，热芯吸部可具有包含成各种取向的1股线与10000股线之间的芯。股线直径的范围从例如0.005mm至9.000mm。热芯也可以是例如具有0.5-30mm长度的0.25-9.25mm外径的一根管或多根管。管可还具有径向孔或槽，以促进流体从管递送出或在管之间递送。热芯也可由共织(co-weave)有一定成分相似直径的金属纤维的诸如硅石的常规芯吸纤维制成。金属纤维成分可范围从1-99％。该芯的例如外侧0.25mm可由包括纤维在内的非传导性(例如，非金属)芯吸材料制成，以防止加热线圈短路。
根据当前主题的实施方式的热芯吸部的另一变型可称为“烟囱式”线圈配置，其中整个热芯吸部形成管。管的内侧可由加热线圈形成。芯吸材料(例如，硅石)可绕该线圈定位。导热材料然后可绕着芯吸元件定位，并且导热材料还可与液体贮器及液体贮器中的任何可蒸发材料流体连通。
在一些变型中，热芯吸部可还充当加热器。该芯吸部/加热器可包括与常规硅石芯吸部具有相似总体尺寸的开放式多孔金属结构。多孔元件可通过烧结适宜尺寸和组成的粉末金属颗粒形成，使得芯吸部/加热器具有期望的芯吸特性和针对期望的电力供应/电力输出的适宜的电阻。例如，1×10mm的多孔金属加热器/芯吸部可包括镍铬，具有50％的孔隙度和0.2欧姆的电阻。通过将引线直接焊接到芯吸部的“加热器”部分可获得电连接部。芯吸部的端部可延伸超过电引线，以便将热能传递到液体贮器中。
图10经由图表1000图示了利用传统硅石芯吸部蒸发的可蒸发材料的总微粒质量(TPM)，并且图11至图15经由图表1100-1500图示了利用与当前主题的不同实施方式一致的热芯吸部蒸发的可蒸发材料的TPM。
在图10和图11中，具有铜芯的热芯吸部(图11中的图表1100)被与常规硅石芯吸部(图10中的图表1000)进行比较。常规硅石芯吸部不包括高导热率材料。图11的数据所针对示出的芯吸部的铜芯为26股一束的镀镍铜线，每束具有～0.2mm的直径。对于该结果所使用的料盒与图2和图3中所示的料盒相似，并且料盒被插入到为加热电阻线圈的电极提供电力的蒸发器中。同一装置被用于图10至图15的测试，并且测试在420℃条件下开展。每个数据点代表经过10次抽吸所蒸发的油的平均TPM。每抽吸体积/速率通过活塞驱动式吸烟机精确控制。每个料盒填充有大约0.5g的相同的油。如图10中所示，针对硅石芯吸部的TPM/抽吸随着时间推移在约0.6与1.8mg之间变化，具有大致1mg/抽吸的总平均值。相比之下，当在相同的参数条件下使用热芯吸部(具有如上所述被硅石套筒包围的、铜材料的芯)时，TPM/抽吸在1与3.2mg之间变化，具有约1.9mg/抽吸的总平均值。该比较结果显示，与常规芯吸部相比，铜的热芯吸部的蒸气产量增加了将近一倍。在使用中，这可转化成更大体积的蒸气和/或用户吸入等量蒸气的更轻松的吸取感受。
相似地，图12和图13示出了使用热芯吸部时的相似改进，所述热芯吸部包括由不同编织材料形成的铜芯(图12中的图表1200)或实心铜芯(图13中的图表1300)。如前，使用同一蒸发器系统，并且测试在320℃条件下运行。每个数据点代表经过10次抽吸蒸发的油的平均TPM。每抽吸体积/速率通过活塞驱动式吸烟机精确控制。料盒填充有大约0.5g的相同的油。在图12中，49股式铜芯(图11中所示变型的类似物)具有3.2mg/抽吸的总平均TPM。当替代地使用被硅石芯吸材料包围的1.5mm的铜棒时，总平均TPM为2.2mg/抽吸。
尽管实心铜棒芯(图13)与铜索(图12)具有相同外径(OD)，然而在相似的轴向导热率和质量条件下，具有实心铜棒的热芯吸部在性能(平均2.2mg/抽吸)上与铜索相比有31％的下降。因此，增大的导热率会是使热芯吸部性能提升的仅有的(起效)机制部分。热芯几何形状因之与空隙体积/传输容量相关也经考虑来最大化性能。
对于不同的高导热率材料比如不锈钢，实现了相似的结果。例如，图14和图15示出了依照以上开展的测试，其中热芯吸部包括硅石的外覆盖物和由316不锈钢形成内芯。在利用不锈钢索(例如，OTS 40股式316不锈钢)形成热芯吸部的图14的图表1400中，平均的总平均TPM为2.9mg/抽吸。在图15的图表1500中，所测试的热芯吸部由具有7股线的不锈钢索(OTS 7股式316不锈钢)形成，并且总平均TPM为2.1mg/抽吸。
如图14中所示，令人惊讶地，由现成的49股式316不锈钢索芯形成的热芯吸部具有与铜索相似的性能(例如，据显示，性能上比铜索仅下降9％)。由于316不锈钢的导热率比铜小96％，这说明绞股芯的空隙几何形状和传输容量有可能对热芯吸部的性能有显著贡献。这被现成的7股式316不锈钢索芯的性能进一步证实：现成的7股式316不锈钢索芯性能比铜索差34％，并比49股式不锈索差28％。7股式索(图15)由7支大线制成，而49股式索(图14针对不锈钢，而图12针对铜)由7个大束制成，每束各自具有7支较小的股线。因此，尽管总体尺寸大致相同，7股式索比49股式索多～18％的质量，然而49股式索在单独的各股线之间具有显著更大的传输容量。因此，不仅7股式索的更大的热质量使之相对于49股式不锈钢索性能下降，而且7股式索的减小的孔隙度/传输容量也使之相对于49股式不锈钢索性能下降。
以上测试的所有热芯吸部配置性能都优于常规芯吸部，如图10至图15中明确图示的。如图所示，具有更高空隙体积/运载容量的、更高导热率的材料使热芯吸部的性能最大化。这些属性减小芯吸部中及周围的流体粘度，由此加快芯吸速率，同时允许以更小的压差进行空气交换。
图16图示了与当前主题的另外的实施方式一致的热芯吸部可并入于其中的料盒1600的示意图。在该示例配置中，料盒1600可填充有不流动(在室温条件下)的可蒸发材料1604，比如蜡。图16中所示的热芯吸部的配置可相似于以上描述的不同实施例。一个潜在的不同可能是外区(例如，诸如硅石套筒之类的非传导性套筒)1607可长度短于内芯材料1608，内芯材料可在两端上延伸超过套筒以便填充或延伸到贮器1606的至少一部分中。当加热器线圈1602被激活时，热量可沿着芯股线1608传递遍及热芯吸部的整个材料主体和贮器1606中。对于非常粘性的材料，该线圈仅简单地按需加热可能无法向贮器中提供足够的热量以充分地降低粘度以便芯吸。然而，在本文中所描述的任何设备和方法中，与所公开的实施方式一起地，可利用预加热模式，以允许可蒸发材料的迅速芯吸。在预加热模式期间，线圈可预加热至低于期望蒸发温度的温度，例如100℃-200℃。在(例如，5秒与2分钟之间、30秒与60秒之间等的)短暂等待之后，金属芯可能已经向贮器1606传递了足够的热量，从而材料容易芯吸，并且用户可进行抽吸。当装置(利用唇部传感器、抽吸传感器等)感测到抽吸时，线圈1602可加热至蒸发温度，例如350℃(例如，在250℃与500℃之间)。在抽吸停止后，线圈1602可回到其较低的预加热温度，使得芯吸部保持饱和以便随后的抽吸。如果持续一个显著量的时间都没有进行抽吸，则线圈1602可完全关闭以节省能量。该设计的替代的变型可包括延伸金属芯的整个长度的硅石套筒。在一些变型中，设备可包括用于手动预加热(比如，在进行抽吸之前保持按钮达一段时间)的控件(例如，按钮)。
可利用本文中描述的任何热芯吸部和料盒/装置实施所述预加热操作及模式。
据发现，与本文中描述的实施方式一致的热芯吸部配置增强了蒸发器在蒸发可蒸发材料方面的性能。芯吸部的导热率的增大(由导热材料引起)允许所述长度的芯吸部达到更高温度。该温度升高使芯吸部中和贮器中、主要是贮器接近芯吸部端部的部分中的流体粘度降低。该降低的粘度进而允许通过芯吸部的集流/毛细作用以更快的速率发生，并允许空气通过芯吸部以更小的压降回到贮器。芯吸部的大的金属股线还可在芯吸部中提供更大的空隙体积。该更大的空隙体积意味着接近加热器的更大的油运载容量，因此可在加热器邻近的流体耗尽之前进行更长(时间)的抽吸。另外，更大的空隙/通道允许轴向空气交换以更小的压降发生。
参考图17，过程流程图1700图示了方法的特征，所述方法可以可选地包括以下中的一些或全部。在1710处，通过芯吸部将可蒸发材料从蒸发装置的容器吸取到蒸发区。在1720处，利用设置在蒸发区附近的加热元件加热蒸发区。加热促使可蒸发材料在蒸发区中蒸发。在1730处，蒸发后的可蒸发材料夹带在到蒸发装置的嘴件的空气流中。
可使用本文中所描述的包括蒸发器、蒸发器料盒在内的设备(装置、系统、部件、料盒等)和方法来生成可吸入的蒸气，且尤其，本文中所描述的设备和方法可带来比当前可获得的装置更大量的蒸气产量。因此，本文中描述的是用于通过在油类(或蜡状)可蒸发材料从可使之蒸发的地方进入芯吸部之前和/或之时加热所述可蒸发材料使粘度改变(例如，减小)的设备和方法。这些设备作为大麻油装置、例如用于蒸发大麻油的设备、会是特别有用的。在本文中所描述的任何设备及方法中，导热芯可被包括或并入为雾化器芯吸部的一部分，所述雾化器芯吸部可减小有待蒸发的可蒸发材料(例如，包括大麻油在内的油)的粘度。
例如，本文中描述了具有导热芯吸部的蒸发器装置，所述装置包括：贮器，所述贮器配置成容纳可蒸发材料；具有一定长度的细长的热芯吸部，所述细长的热芯吸部包括多孔的第一材料和具有比第一材料的导热率的5倍更大的导热率的第二材料；以及电阻加热器，所述电阻加热器至少部分地包绕所述细长的热芯吸部，其中，所述第一材料使第二材料与电阻加热器电绝缘；并且其中，所述细长的热芯吸部延伸到贮器中，使得贮器中的可蒸发材料可被芯吸到所述细长的热芯吸部中。
第二材料和第一材料两者可向下沿着热芯吸部的长度延伸。第一材料可以是径向绕着第二材料的覆盖物或套筒。
热芯吸部可大体具有细长的筒形状，并可具有将第二材料封装的第一材料外层。第二材料可在热芯吸部的端部处暴露。
第一材料可以是硅石、棉和/或陶瓷中的一种或多种。第一材料可包括纤维材料。第二材料可以是金属或合金。第二材料可以是例如铜或铜合金和/或不锈钢。第二材料可具有25℃条件下4W/mK或更大的导热率，或者在25℃条件下10W/mK或更大的导热率。第二材料可以是编织材料。
在这些装置的任何中，热芯吸部可具有遍及热芯吸部体积的多个空隙/气隙。例如，热芯吸部可具有为热芯吸部体积的2％或更大(例如，3％或更大、4％或更大、5％或更大、6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大等)的空隙体积。
电阻加热器与热芯吸部大体热连通，使得对电阻加热器的加热使第二材料变暖。例如，电阻加热器可以是包绕或嵌入在热芯吸部内的线圈。
本文中所描述的任何装置可配置成用于与具有电池和控制电路的蒸发器本体一起使用的料盒。
另外，这些装置中的任何可包括可蒸发材料，比如大麻油和/或蜡。
例如，具有导热芯吸部的蒸发器装置可包括：贮器，所述贮器配置成容纳可蒸发材料；具有一定长度的细长的热芯吸部，所述细长的热芯吸部包括：多孔的且导热率在25℃条件下小于3W/mK的第一材料和导热率在25℃条件下大于5W/mK的第二材料；以及电阻加热线圈，所述电阻加热线圈包绕所述细长的热芯吸部，其中，所述第一材料使电阻加热器与第二材料电绝缘；并且其中，所述细长的热芯吸部延伸到贮器中，使得当电阻加热线圈被加热时，贮器中的可蒸发材料可通过第二材料变暖，并且其中，可蒸发材料可被芯吸到所述细长的热芯吸部中。
本文中还描述了使用本文中所述的任何蒸发器的方法。例如，利用具有热芯吸部的蒸发器蒸发可蒸发材料的方法，所述热芯吸部包括多孔芯吸材料和高导热率材料，所述方法可包括：向电阻加热器施加能量至蒸发温度；从电阻加热器通过高导热率材料向蒸发器的贮器中传导热以降低可蒸发材料的粘度，所述高导热率材料通过多孔芯吸材料与电阻加热器电隔离，其中，高导热率材料具有为多孔芯吸材料的导热率的至少5倍的导热率；以及使可蒸发材料蒸发。
这些方法中的任何可包括通过向包绕热芯吸部的电阻线圈施加能量而向电阻加热器施加能量。
这些方法中的任何可包括借助使热量传导通过向下沿着热芯吸部长度延伸的高导热率材料编织芯、和/或借助使热量传导通过向下沿着热芯吸部长度延伸的编织不锈钢、铜和/或铜合金而从电阻加热器传导热量。替代地或另外地，从电阻加热器传导热量可包括使热量通过多孔芯吸材料传导至热芯吸部的芯中的高导热率材料，其中，多孔芯吸材料包括以下中的一种或多种：硅石、棉和陶瓷。
当特征或元件在本文中被称为是在另一特征或另一元件“上”时，所述特征或元件可直接处在另一特征或元件上，或者也可能存在中间特征和/或元件。相反，当特征或元件被称为是“直接处在”另一特征或元件“上”时，则不存在中间特征或元件。还将理解的是，当特征或元件被称为是“连接”、“附连”或“联接”到另一特征或元件时，所述特征或元件可直接地连接、附连或联接到另一特征或元件，或者可能存在中间特征或元件。相反，当特征或元件被称为是“直接连接”、“直接附连”或“直接联接”到另一特征或元件时，则不存在中间特征或元件。
尽管相对于一个实施例描述或示出，然而这样描述或示出的特征和元件可适用于其它实施例。本领域技术人员还将理解的是，对与另一特征“相邻”设置的结构或特征的引用可具有叠覆或底衬所述相邻特征的部分。
本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例和实施方式的目的，并不意图是限制性的。例如，如本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。另外将理解的是，术语“包括”和/或“包含”当用于该说明书中时明确指出所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个另外的特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组群。如本文中所使用的，术语“和/或”包括关联列举项中的一项或多项的任何及全部组合并且可缩简为“/”。
在以上的描述中以及在权利要求中，诸如“……中的至少一者”或“……中的一者或多者”的短语可出现在元件或特征的接连列举之后。术语“和/或”也可出现在两个或更多个元件或特征的列举中。除非另外与这样的短语所用于的语境隐含地或明显地矛盾，否则这样的短语意图表示所列举的元件或特征中的任何单独地、或者所列举的元件或特征中的任何与另外列举的元件或特征中的任何组合。例如，短语“A和B中的至少一者”、“A和B中的一者或多者”和“A和/或B”每个意图表示的是“A独自、B独自、或A与B一起”。相似的解读也意图用于包括三项或以上的列举。例如，短语“A、B和C中的至少一者”、“A、B和C中的一者或多者”和“A、B和/或C”每个意图表示的是“A独自、B独自、C独自、A与B一起、A与C一起、B与C一起、或A与B与C一起”。术语“基于”在以上以及在权利要求中的使用意图表示的是“至少部分地基于”使得未列举的特征或元件也是允许的。
诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……之上”、“上”等的空间相对术语可出于描述的容易而用在本文中，以描述如附图中所图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意图包含除附图中所绘取向之外装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果装置在附图中是倒置的，则描述成在其它元件或特征“之下”或“底下”的元件于是将会取向成在其它元件或特征“之上”。因此，示例的术语“在……之下”既可包括“在……之上”的取向，也可包括“在……之下”的取向。装置可以另外地取向(旋转90度或成其它的取向)，且本文中所使用的空间相对描述信息元对应性地解释。相似地，术语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”等仅出于阐述的目的用在本文中，除非另外明确地指示。
尽管术语“第一”和“第二”可用于本文中以描述各种特征/元件(包括步骤)，然而这些特征/元件将不受这些术语限制，除非上下文另外指示。这些术语可用于区分一个特征/元件与另一特征/元件。因此，在不偏离本文中所提供的教导的情况下，以下所论述的第一特征/元件可被称为第二特征/元件，且相似地，以下所论述的第二特征/元件可被称为第一特征/元件。
如本说明书及权利要求书中所使用的，包括如示例中所使用的，并且除非另外明确地指明，否则所有数字都可被理解成词语前加有“约”或“大约”，即使该术语没有明示出现。当描述大小和/或位置时，可使用短语“约”或“大约”，以指示所描述的值和/或位置处在值和/或位置的合理预期范围内。例如，数值可具有为所陈述值的+/-0.1％的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-1％的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-2％的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-5％的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-10％的值(或值的范围)等。本文中所给出的任何数值还应理解成包括约该值或大约该值，除非上下文另外指示。例如，如果值“10”被公开，则“约10”也被公开。本文中所列举的任何数值范围意图包括包含在所述数值范围中的所有子范围。还理解的是，当一个值被公开时，“小于或等于”所述值、“大于或等于”所述值以及在各值之间的可能范围也被公开，如本领域技术人员所恰当理解的。例如，如果值“X”被公开，则“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如，在X为数值的情形下)也被公开。还理解的是，贯穿本申请，数据以多种不同形式被提供，并且该数据代表端点和起始点以及对于数据点的任何组合的范围。例如，如果特定的数据点“10”和特定的数据点“15”被公开，理解的是，大于、大于或等于、小于、小于或等于以及等于10和15连同在10与15之间也被认为公开。还理解的是，在两个特定单元之间的每个单元也被公开。例如，如果10和15被公开，则11、12、13和14也被公开。
尽管以上描述了各种图示实施例，然而在不偏离本文中的教导的条件下，可对不同实施例作出任何多种变化。例如，实施各种所述方法步骤依照的顺序常常可在替代实施例中被变化，并且在其它替代实施例中，一个或多个方法步骤可整个被跳过。各种装置及系统实施例中的可选的特征可以包括在一些实施例中而不包括在其它实施例中。因此，以上的描述主要出于示例目的提供，并且不应解释为限制权利要求的范围。
本文中所描述主题的一个或多个方面或特征可以以如下实现：数字电子电路、集成电路、特别设计的专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机硬件、固件、软件，和/或它们的组合。这些各种方面或特征可包括采用一个或多个计算机程序的实施方式，所述一个或多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解译，可编程系统可以是专用的或通用的，联接成从存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和指令，并向所述存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置发送数据和指令。可编程系统或计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器常规上远离彼此，且通常通过通信网络交互。客户端和服务器的联系借助相应计算机上运行的计算机程序以及彼此具有客户端-服务器关系而产生。
也可称为“程序”、“软件”、“软件应用”、“应用”、“部件”或“代码”的这些计算机程序包括用于可编程处理器的机器指令，并可以以高级程序语言、面向对象的编程语言、函数编程语言、逻辑编程语言实施和/或以汇编/机器语言实施。如本文中所使用的，术语“机器可读媒介”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、设备和/或装置，比如例如磁盘、光盘、存储器和可编程逻辑器件(PLD)，包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读媒介。术语“机器可读信号”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。机器可读媒介可以非暂时性地存储这样的机器指令，比如例如像非暂时性固态存储器或磁性硬盘驱动器或任何等同的存储媒介那样。机器可读媒介可替代地或另外地以暂时性方式存储这样的机器指令，比如例如像与一个或多个物理处理器内存关联的处理器缓存或其它随机存取存储器那样。
本文中所包括的示例和说明借由图示的方式且非限制地示出了主题可实践于其中的特定实施例。如所提及的，可使用其它的实施例，并且其它实施例可从所述特定实施例得到，使得在不偏离本公开的范围的情况下可作出结构和逻辑上的替换和变化。发明主题的这样的实施例在本文中可由术语“发明”单独或共同指代，这种指代仅出于方便的缘故，并且如果事实上公开了多于一项发明，则不意图将本申请的范围主动地限制于任何单个的发明或发明构思。因此，尽管本文中图示并描述了特定的实施例，然而计划用于实现相同目的的任何布置结构可替换所示的特定实施例。本公开意图涵盖不同实施例的任何及全部的改型或变型。在阅读以上的描述之后，以上实施例的组合以及本文中没有具体描述的其它实施例对本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (19)

1.一种用于蒸发装置的料盒，所述料盒包括：
嘴件；
贮器，所述贮器配置成容纳可蒸发材料；
芯吸部，所述芯吸部配置成将可蒸发材料从贮器吸取到蒸发区，所述芯吸部包括包含多支导热股线的导热芯和包围所述多支导热股线的周边的多孔芯吸材料，所述导热芯比所述多孔芯吸材料导热性更强，所述导热芯的所述多支导热股线的至少一部分延伸超出所述多孔芯吸材料的至少一个外边缘而伸入贮器中，并且所述导热芯将热量传递到所述贮器中以降低贮器内所述可蒸发材料的粘度；以及
加热元件，所述加热元件设置在蒸发区附近并配置成加热从所述贮器吸取的可蒸发材料。
2.如权利要求1所述的料盒，其中，所述加热元件至少部分地围绕所述芯吸部的至少一部分，并且其中，所述多孔芯吸材料使导热芯与加热元件电隔离。
3.如权利要求1或2所述的料盒，其中，所述芯吸部还包括散布在与导热芯相邻的一个或多个区域中的一个或多个空隙。
4.如权利要求1或2所述的料盒，其中，所述芯吸部包括为芯吸部的总体积的至少5%的空隙体积。
5.如权利要求1或2所述的料盒，其中，所述芯吸部还包括径向围绕导热芯的由所述多孔芯吸材料制成的套筒。
6.如权利要求1或2所述的料盒，其中，所述导热芯在所述芯吸部的一个或多个端部处暴露。
7.如权利要求1或2所述的料盒，其中，所述加热元件与所述芯吸部热连通，以便加热元件提高导热芯的温度。
8.如权利要求1或2所述的料盒，还包括空气入口通道，所述空气入口通道配置成引导空气流绕经芯吸部，使得当加热元件被激活时，由芯吸部吸取到蒸发区中的可蒸发材料被蒸发到所述空气流中。
9.如权利要求1或2所述的料盒，其中，所述嘴件设置在料盒的本体的第一端处，并且所述加热元件设置在所述本体的与第一端相反的第二端处。
10.如权利要求1或2所述的料盒，还包括第二加热元件，所述第二加热元件连接至导热芯并配置成控制导热芯的温度。
11.一种蒸发装置，包括：
贮器，所述贮器配置成容纳可蒸发材料；
芯吸部，所述芯吸部配置成将可蒸发材料从贮器吸取到蒸发区，所述芯吸部包括包含多支导热股线的导热芯和包围所述多支导热股线的周边的多孔芯吸材料，所述导热芯比所述多孔芯吸材料导热性更强，所述导热芯的所述多支导热股线的至少一部分延伸超出所述多孔芯吸材料的至少一个外边缘而伸入贮器中，并且所述导热芯将热量传递到所述贮器中以降低贮器内所述可蒸发材料的粘度；以及
加热元件，所述加热元件设置在蒸发区附近，所述加热元件配置成生成热量，所述热量的一部分被传递给可蒸发材料以使可蒸发材料雾化。
12.根据权利要求11所述的蒸发装置，适于与根据权利要求1至10中任一项所述的料盒一起使用。
13.一种处理可蒸发材料的方法，所述方法借助使用根据权利要求1至10中之一所述的料盒和/或根据权利要求11所述的蒸发装置。
14.一种用于处理可蒸发材料的方法，所述方法包括：
通过芯吸部将可蒸发材料从蒸发装置的贮器吸取到蒸发区，所述芯吸部包括包含多支导热股线的导热芯和包围所述多支导热股线的周边的多孔芯吸材料，所述导热芯比所述多孔芯吸材料导热性更强，所述导热芯的所述多支导热股线的至少一部分延伸超出所述多孔芯吸材料的至少一个外边缘而伸入贮器中，并且所述导热芯将热量传递到所述贮器中以降低贮器内所述可蒸发材料的粘度；
利用设置在蒸发区附近的加热元件加热蒸发区，以促使可蒸发材料蒸发，所述加热致使通过所述芯吸部的热传递增加，使可蒸发材料的粘度减小；以及使蒸发后的可蒸发材料被夹带在到蒸发装置的嘴件的空气流中。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述加热元件至少部分地围绕所述芯吸部的至少一部分，并且其中，所述多孔芯吸材料使导热芯与加热元件电隔离。
16.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述芯吸部还包括散布在与导热芯相邻的一个或多个区域中的一个或多个空隙。
17.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述芯吸部包括为芯吸部的总体积的至少5%的空隙体积。
18.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述芯吸部还包括径向围绕导热芯的由所述多孔芯吸材料制成的套筒。
19.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述导热芯在所述芯吸部的一个或多个端部处暴露。
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