CN111200944A - 蒸气供应系统 - Google Patents

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帕特里克·莫洛尼
瓦利德·阿比·奥恩
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Abstract

一种蒸气供应系统，包括吸入器部件和基座单元，其中，吸入器部件包括储热器；并且基座单元包括：接收区域，用于接收吸入器部件；以及能量源，用于当吸入器部件位于接收区域中时加热吸入器部件中的储热器，这样使得当吸入器部件从接收区域移除时，来自被加热的储热器的热量用于蒸发蒸气前体材料的至少一部分，以形成蒸气，供用户吸入。

Description

蒸气供应系统
技术领域
本公开涉及蒸气供应系统，例如尼古丁输送系统(例如，电子烟等)。
背景技术
用于产生用于用户吸入的蒸气的常规蒸气供应系统，例如电子烟(电子香烟)，通常包括以下主要部件：
(i)蒸气前体材料，蒸气由该蒸气前体材料产生；
(ii)蒸发器，用于在蒸气产生区域中(例如通过热蒸发)从蒸气前体材料产生蒸气；
(iii)控制电路，用于控制蒸发器的操作，例如包括用于激活蒸发器的传感器，例如按钮或抽吸传感器，并且在许多情况下还包括用于提供附加功能的微控制器；以及
(iv)电源，通常是可充电电池，用于驱动蒸发器。
在使用期间，用户在系统的蒸气出口(烟嘴)上吸气，同时将电力供应到蒸发器以蒸发蒸气前体材料的一部分。空气通过入口孔被吸入到设备中并且进入蒸气产生区域，在蒸气产生区域中，空气与蒸发的前体材料混合并形成冷凝气溶胶。空气和蒸气/冷凝气溶胶的混合物沿着出口流动路径从蒸气产生区域抽吸到烟嘴以供用户吸入。
蒸气供应系统通常但不总是包括模块化组件，该模块化组件包括可重复使用部件和可替换烟弹部件两者。通常，可替换烟弹部件将包括蒸气前体材料和蒸发器，并且可重复使用设备部件将包括电源(可充电电池)和控制电路。将理解，这些不同的部件可根据功能而包括另外的元件。例如，可重复使用设备部件可包括用于接收用户配置输入和用于显示操作状态特性的用户界面，并且可替换烟弹部件可包括用于帮助调节蒸发温度的温度传感器。
烟弹例如使用与适当接合的电触点固定的螺纹或卡口而电联接和机械联接到控制单元以供使用。当烟弹中的蒸气前体材料耗尽时，或者用户希望切换到具有不同蒸气前体材料的不同烟弹时，可从控制单元移除烟弹，并且将替换烟弹附接到其位置。
蒸气供应系统在一些方面是相对复杂的设备，它们通常显著大于常规香烟并且生产成本会很高。在许多情况下，这是在考虑到例如在操作特征和容量方面的期望功能性的情况下保证的。然而，发明人已经认识到还存在这样的情况，其中更简单形式的设备可能是优选的，例如以提供相对低成本的一次性使用类型的一次性设备(例如，持续与常规的可燃香烟相似的时间)，其可容易地用于可能不希望携带更常规的电子烟或者其常用设备没电或者已经被遗忘的用户。还有一些用户至少在某些场合更喜欢使用尺寸与常规的可燃香烟更相似的蒸气供应系统。
描述了寻求帮助解决或减轻这些问题中的至少一些的各种方法。
发明内容
根据某些实施方式的第一方面，提供了一种蒸气供应系统，包括：吸入器部件和基座单元，其中，吸入器部件包括储热器；并且基座单元包括：接收区域，用于接收吸入器部件；以及能量源，用于当吸入器部件位于接收区域中时加热吸入器部件中的储热器，这样使得当吸入器部件从接收区域移除时来自加热的储热器的热量用于(例如通过传导或辐射)蒸发蒸气前体材料的至少一部分，以形成蒸气，供用户吸入。
根据某些实施方式的第二方面，提供了一种用于在某些实施方式的上述第一方面的蒸气供应系统中使用的基座单元。
根据某些实施方式的第三方面，提供了一种用于在某些实施方式的上述第一方面的蒸气供应系统中使用的吸入器部件。
根据某些实施方式的第四方面，提供了一种在包括吸入器部件和基座单元的蒸气供应系统中产生蒸气的方法，其中，吸入器部件包括储热器，并且基座单元包括用于接收吸入器部件的接收区域和用于加热吸入器部件中的储热器的能量源，其中，该方法包括，当吸入器部件位于接收区域中时使用能量源加热储热器，从接收区域移除吸入器部件，以及在吸入器部件已经从接收区域移除之后使用来自储热器的热量加热蒸气前体材料以形成蒸气，供用户吸入。
应理解，上述关于本发明的第一方面和其他方面的本发明的特征和方面同样适用于根据本发明的其他方面的本发明的实施方式，并且可与根据本发明的其他方面的本发明的实施方式适当地组合，而不仅仅是上述特定组合。
附图说明
现在将参考附图仅通过实例的方式描述本发明的实施方式，其中：
图1A至图1C以高度示意性的横截面示出了根据本公开的某些实施方式的处于不同使用阶段的蒸气供应系统；
图2至图11以高度示意性的横截面图示出了根据本公开的某些实施方式的蒸气供应系统的吸入器部件；以及
图12以高度示意性的立体图示出了根据本公开的某些其他实施方式的蒸气供应系统。
具体实施方式
本文讨论/描述了某些实例和实施方式的方面和特征。某些实例和实施方式的一些方面和特征可常规地实现，并且为了简洁起见，不详细讨论/描述这些方面和特征。因此，将理解，可根据用于实现这些方面和特征的任何常规技术来实现本文中讨论的未详细描述的器械和方法的方面和特征。
本公开涉及蒸气供应系统，其也可称为气溶胶供应系统，例如电子烟。在以下描述中，有时可使用术语“电子香烟”或“电子烟”；然而，将理解的是，此术语可与蒸气(气溶胶)供应系统和电子蒸气(气溶胶)供应系统互换使用。此外，如在技术领域中常见的，术语“蒸气”和“气溶胶”以及诸如“蒸发”和“气溶胶化”的相关术语也可互换使用。
图1A至图1C以高度示意性的横截面示出了根据本公开的某些实施方式的处于不同使用阶段的蒸气供应系统2。这里示出的系统2包括两个主要部件，即吸入器部件10和基座单元20。如本文进一步讨论的，吸入器部件10可放置在基座单元20中(或在其他实施方式中是放置在基座单元20上)以准备使用(即，以开始蒸气产生)，然后从基座单元移除以供使用(即，用于用户吸入产生的蒸气)。
吸入器部件10包括大致管状的壳体11，其限定了在空气入口15和烟嘴出口14之间的空气流动路径。在壳体11内，具有布置在空气流动路径中/邻近空气流动路径布置的蒸气前体材料12的源以及与蒸气前体材料12的一部分热接触的储热器13。存在可用于布置蒸气前体材料12和储热器13的各种构造，如下面进一步讨论的。例如，不是液体材料，或者除了液体材料之外，蒸气前体材料可包括固体、凝胶或泡沫材料。然而，在此实例中，蒸气前体材料的源包括由吸收剂/填料材料保持的液体蒸气前体材料，所述吸收剂/填料材料例如是有机棉或其他多孔材料，例如玻璃纤维材料或多孔金属或陶瓷材料，并且储热器包括例如由钢板的一部分形成的一定体积的金属。
在此实例中，管状壳体11具有与常规香烟大致对应的尺寸，例如具有大约100mm的长度和大约7mm的直径。管状壳体的内直径可以例如为大约5mm。在此实例中，壳体11可包括塑料材料，但是在其他实例中，可包括卡片/纸材料。通常，壳体可由任何材料形成，但是通常将希望壳体相对便宜地制造，因为其通常意在是一次性物品。壳体可布置为呈现模仿常规香烟外观的外表面，例如沿其大部分长度具有白色，朝向烟嘴出口14的褐色段代表常规香烟过滤器段。然而，应理解，吸入器部件的美学外观及其特定形状、尺寸和材料对于本文描述的原理来说不是根本重要的。
如上所述，在此实例中的蒸气前体材料包括由吸收剂/填料材料保持的可蒸发液体。在此实例中，填料材料包括有机棉，但是在其他实例中，填料材料可包括其他吸收性材料，例如玻璃纤维、钢丝棉、纸、陶瓷纤维、烟草材料等。该液体是电子烟中常规使用的类型，例如包括一定量的尼古丁，例如大约3％的尼古丁，以及包括大约50％的甘油和大致相等量的水和丙二醇的基础液体。该液体还可包括其他成分，例如调味剂。在一些实例中，可选择具有相对低的蒸发温度的液体，例如，包括相对大量的乙醇或三醋精的液体。应理解，在给定的实现方式中使用的特定液体可以是用户偏好的问题，例如通过提供一系列吸入器部件，这些吸入器部件具有用户可从中选择的例如在尼古丁含量和/或香味方面具有不同特性的蒸气前体材料。
在此实例中，储热器包括由钢板压制而成的大致矩形形状，并且包括例如AISI430型或409型钢，其尺寸为大约25mm×3mm×0.1mm。然而，在其他实现方式中可采用其他形式的储热器，例如包括不同的材料，例如导电陶瓷、其他金属或合金，例如包括铝和/或铁和/或镍、石墨等，以及不同的形状和尺寸。例如，在其他实现方式中，储热器可具有管状形状，例如实心或中空的销/杆的形式，或者螺旋或扁平线圈的形式，而不是具有大致扁平的形状。如本文讨论的，储热器中的热量可用于加热和蒸发一部分蒸气前体材料以供吸入。用于储热器的相对大的热质量将意味着更多的蒸气前体材料可蒸发，但是可预期需要更长的时间来加热。另一方面，用于储热器的相对小的热质量将允许更快的加热，但是在热质量冷却之前具有较少的蒸气产生。因此，对于给定的实现方式，可根据平衡加热速率和每次使用可蒸发的蒸气的量方面的期望性质，来选择用于储热器的热质量。如本文进一步讨论的，图1A至图1C中示出的实例性实现方式中的储热器13可由基座单元20感应加热。在这点上，储热器也可称为感受器，并且包括任何易于感应加热的材料(例如铁素体或马氏体钢)。在其他实例中，储热器13可由基座单元20通过除了感应加热之外的方式来加热，例如传导和/或辐射加热，并且在这些情况中，储热器13不需要包括易受感应加热影响的材料。
现在转到基座单元20，这在图1A至图1C中示意性地示出为具有大致矩形盒状形状，但是实际上基座单元的整体形状不是特别重要，并且可例如根据期望的美学外观来选择，例如，基座单元可同样地构造有大体上类似于烟灰缸的外观或者可以大体上是扁平的、呈垫子形式的外观。还将理解，基座单元可以不是独立的设备，而是可并入到另一器械中。例如，基座单元可结合到车辆中，例如具有类似于传统点烟器插座的外观。可以预期，对于许多实现方式，基座单元20将包括相对固定的安装，例如，其可固定到公共场所的桌子或墙壁上，并且设置有主电源。然而，在其他实现方式中，基座单元可以是具有内部电源的便携式装置，并且其尺寸构造为允许其由用户方便地携带。
在此实例中，基座单元20包括外壳体21，在该外壳体中限定了尺寸和形状构造为接收吸入器部件10的至少一部分的接收区域22、电源25、控制电路26、激活传感器24和感应线圈23。
在此实例中，接收区域22由基座单元20的顶壁中的大致圆柱形的凹部限定。该圆柱形凹部的直径稍大于吸入器部件的壳体10的直径，并且其深度允许吸入器部件的包含感受器13的端部完全容纳在圆柱形凹部中，如图1B中示意性示出的。应理解，这仅提供了接收区域的合适尺寸和形状的一个实例，并且在其他实现方式中可采用其他布置。例如，在一些实现方式中，接收区域可以不包括在基座单元的表面中的任何凹部或开口，而是可以简单地包括在基座单元的外表面上的吸入器部件10抵靠其放置的区域。
电源25布置为对基座单元20提供操作电力。如上所述，对于便携式基座单元，电源25可包括电池，例如可充电的锂离子电池。然而，在此实例中，假设基座单元20旨在用于通常固定的安装中并且例如从主电源中接收外部电力。因此，在此实例中，电源25对应于连接到外部主电源的电源电路，并且布置为将外部主电源转换成适于操作基座单元的电源，例如12V直流电源。当然，应理解，基座单元在其上操作的电源的特定性质对于本文描述的原理并不重要。例如，在其他实现方式中，基座单元可由燃料电池或太阳能供电(例如，在基座单元旨在用于外部使用的情况下，例如在公共汽车站附近)。
控制电路26配置为控制基座单元20的操作以提供根据本公开的实施方式的本文描述的功能。控制电路(处理器电路)可包括用于提供此功能的各种子单元/子电路，并且可实现为多个分立的硬件元件和/或控制电路的适当配置的功能。因此，控制电路可包括适当地配置/编程以使用用于操作电子设备的常规编程/配置技术来提供期望功能的电路。应理解，控制电路26的功能可以各种不同的方式提供，例如使用一个或多个适当编程的可编程计算机，或者一个或多个适当配置的专用集成电路/电路系统/芯片/芯片组。
感应加热器线圈23布置为当感应加热器线圈23由控制电路激活时感应加热接收在接收区域22中的吸入器部件中的感受器13。因此，在图1A至图1C的构造中，感应加热器线圈包括缠绕在圆柱形凹部周围的螺旋线圈，该圆柱形凹部包括当吸入器部件处于接收区域中时在围绕感受器13的部分上的接收区域。因此，当吸入器部件10接收在接收区域22中并且感应加热线圈23被驱动而在感受器13中感应电流时，感受器被加热。考虑到在给定实现方式中采用的特定感受器几何形状，可关于感应加热的公知原理来选择感应加热器线圈23的操作特性，例如在匝数、电流和操作频率方面。在这点上，感应加热器线圈例如可设计成以在大约几秒的时间尺度上将吸入器部件中的感受器/储热器加热到大约200°的温度。
激活传感器24配置为向控制电路26提供控制电路何时应向感应加热器线圈23施加电流的指示。实际上，激活传感器的作用是向控制电路指示当前在接收区域中的吸入器部件何时将被移除以供使用，这样使得控制电路26应驱动感应线圈以加热吸入器部件中的感受器/储热器，从而使得其准备好使用。在不同的实现方式中，激活传感器24可基于一系列不同的技术。例如，在一些情况下，激活传感器可包括运动传感器，运动传感器配置为当用户开始从接收区域取出吸入部件时检测吸入部件的运动。在一些其他情况下，激活传感器可包括接近传感器，接近传感器配置为当用户将要从接收区域取出吸入器部件时检测用户的手的接近。在又一些情况下，激活传感器可包括开关，开关由用户手动激活以指示其将要从接收区域取出吸入部件。在又一些情况下，激活传感器可配置为简单地检测吸入器部件何时插入到接收区域中，这样使得只要吸入器部件放置在接收区域中，就激活感应加热器线圈。不管激活传感器配置为检测控制电路何时应驱动感应加热线圈23的具体方式如何，其都可在考虑到常规感测技术的情况下实施。也就是说，其可基于常规技术(例如，使用电容或光学感测技术来根据手边的实现方式检测物体的接近、存在或运动，或者使用常规机械开关来手动激活)。在一些实现方式中，基座单元可以不包括激活传感器，并且替代地，感应线圈可替代地被永久地驱动，这样使得只要吸入器部件插入到基座单元中，其就被感应地加热。在另一实例中，基座单元可配置为在第一位置接收吸入器部件，然后当用户将吸入器部件移动到第二位置(例如，抵抗弹簧力向下推动或简单地相对于基座单元重新定位吸入器部件)时，可激活感应加热线圈以加热储热器。在一个实例中，吸入器部件可配置为在给定量的加热时间之后“弹出”，例如基于定时器或释放弹簧力的热响应闩锁，以指示何时储热器已充分加热以供使用。在一些情况下，基座单元可包括第二线圈，用于在感受器/储热器开始从基座单元和相应地被驱动的感应加热线圈移除时检测感受器/储热器的运动。
已经讨论了图1A、图1B和图1C中示出的蒸气供应系统2的总体结构和配置，现在将描述系统2的实例使用。在这点上，假设图1A示意性地示出了未使用的吸入器部件即将被使用的情况。因此，在图1A中，吸入器部件10示出为接近基座单元20的接收区域22。在此阶段，未使用的吸入器部件10中的感受器/储热器13是冷的(即处于环境温度)。
图1B示出了吸入器部件10当其接收在基座单元20的接收区域22中时的情况。如上所述，在此布置中，基座单元20中的感应加热器线圈23围绕吸入器部件10中的感受器13。如图1B所示，当吸入器部件10位于接收区域中时，激活传感器24检测到吸入器部件中的感受器13由于其将要被移除以供使用而应被加热。如上所述，根据手边的实现方式，此检测可基于不同的传感器技术。在此实例中，假设激活传感器24是运动传感器，其配置为当用户开始取出吸入器部件以供使用时检测吸入器部件的运动。
当激活传感器24确定吸入器部件中的感受器13应被加热时，将信号传递到控制电路26，响应于该信号，控制电路通过将来自电源25的电力适当地引导到线圈来将驱动信号施加到感应加热线圈23。向感应加热器线圈施加驱动信号在感受器13中感应出电流，从而加热感受器。在此实例中，感应加热器线圈23配置为在两秒内将感受器加热到大约200°的温度。应理解，施加到感应加热器线圈23以实现此加热速率的驱动信号的特性将取决于感受器对感应电流的敏感性及其热质量(即，储热器13的尺寸)。然而，如上所述，感应加热器线圈的操作可以是根据常规感应加热器技术进行的。
在由检测吸入器部件10正从接收区域取出(即，开始远离接收区域移动)的激活传感器24触发感应加热的此实例中，可使蒸气供应系统2的用户意识到需要相对缓慢地从接收区取出吸入器部件10以允许在取出感受器时有时间加热感受器。在一些情况下，可提供指示器，例如灯，以指示何时感应加热器线圈23正在被驱动。因此，当控制电路确定已将足够的能量传递到吸入器部件中的感受器13时(例如，在驱动感应加热线圈的预定量的时间之后)，指示灯可关闭。因此，当用户开始从接收区域取出吸入器部件10时，用户将看到指示灯点亮并理解其应延迟取出吸入器部件直到指示灯熄灭之后。如果对于给定的实现方式存在这样的顾虑，即基于响应于基座单元确定吸入器部件何时开始取出而触发加热器线圈的方案将不能给出足够的时间来加热感受器而不需要可能使用户受挫的延迟，则可采用不同的激活传感器方法。例如，可替代地使用如上所述的基于检测用户的手接近基座单元的接近传感器的方案。在此情况中，加热线圈23的激活可在用户开始从基座单元移除吸入器部件之前开始，从而帮助减少任何用户感知的延迟。
图1C示意性地示出了在感受器/储热器13已经由感应线圈23加热之后已经从基座单元20移除的吸入器部件10。在此阶段，吸入器部件10准备好用于用户吸入，因为用户可在烟嘴端部14上吸入以通过入口15并沿着由壳体11限定的气流路径吸入空气。当用户这样做时，储热器13中的热量通过热传导而使一部分蒸气前体材料12蒸发，因此所得到的蒸气变得夹带在通过吸入器部件的空气流中，并由用户通过烟嘴14吸入。在一些构造中，保持液体空气蒸气前体材料的有机棉可以足够松散，这样使得空气可通过填料吸入，而在一些其他构造中，空气通道可由在感受器附近通过填料的通路提供，以允许空气主要在由储热器13产生蒸气的区域中通过吸入器部件而被吸入。
在吸入器部件上进行抽吸并且吸入了一部分蒸气之后，在储热器具有足够的热容量以保持足以继续蒸发足够的蒸气前体材料以进行第二次(以及可能进一步)抽吸的温度的情况下，用户在一些情况下可继续握住吸入器部件为第二次抽吸做好准备。在其他情况下，储热器可仅足以提供一次抽吸，这样使得当用户已经进行抽吸时，吸入器部件可返回到接收区域，准备好与如上所述相同的方式再加热以进行下一次抽吸。用户可继续在吸入器部件上抽吸，根据需要再加热，直到蒸气前体材料耗尽。在此时间之后，吸入器部件可丢弃并且使用新的吸入器部件，尽管原则上吸入器部件也可再填充。例如，可将其浸入液体蒸气前体材料的池中，这样使得棉质填料吸收一部分液体，以有效地用蒸气前体材料再填充吸入器部件，以供进一步使用。在一些实例中，可在基座单元内设置蒸气前体材料的池/贮存器，这样使得当吸入器部件接收在接收区域中时，吸入器部件的一部分，例如端部，与蒸气前体材料的贮存器接触。因此，不仅基座单元向吸入器部件提供热量以蒸发蒸气前体材料，基座单元还可向吸入器部件提供蒸气前体材料本身。在这种意义上，吸入器部件可最初在没有任何蒸气前体材料的情况下供应。此外，在一些情况下，吸入器部件可配置为吸收与单次抽吸相对应的一定量的液体，该单次抽吸可在吸入器部件仍然处于基座单元的接收区域中时蒸发，其中蒸发的材料保持在吸入器部件中直到其由用户取出并吸入。
可以预期的是，一种使用场景是将基座单元设置在公共空间中，例如在餐馆、酒吧或人们频繁等待的区域，例如公共汽车站，并且用户可简单地购买单独的或成包的吸入器部件，以在一次性的基础上与这种“公共”基座单元结合使用。例如，基座单元可由吸入器部件的制造商/供应商提供。在这点上，吸入器部件和基座单元可配置为仅一起操作，例如通过要求吸入器部件的特定形状匹配基座单元的特定形状，或使用其他识别装置，例如每个吸入器部件中的RFID标签，以将其识别为可与相关的一个(或多个)基座单元一起使用的吸入器部件。因此，此方案为用户提供了吸入由电子烟提供的类型的蒸气的能力，而不需要完全独立的设备(即，具有电池和其自己的控制电子器件的设备)。这可能是由于许多原因而需要的。例如，用户可能简单地不希望携带更笨重的独立设备。用户可能具有其自己的设备，但是忘记随身携带，因此可能希望购买一包一次性吸入器部件以在此过渡期间与公共基座单元一起使用。在又一场景中，用户可能具有其自己的电子烟，但是仅仅想尝试作为上述类型的一次性吸入器部件提供的新的香味，例如通过样品测试。
图2示意性地示出了上面参考图1A至图1C讨论的吸入器部件的横截面视图。
图3以示意性横截面示出了吸入器部件30，其是上面参考图1A至图1C讨论的且在图2中示出的吸入器部件10的变型。图3中示出的吸入器部件30的元件在功能上类似于图2中示出的吸入器部件10的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识，并且为了简洁起见不再讨论。吸入器部件30与图2中示出的吸入器部件的不同之处在于，在壳体11内添加了烟草部分16。烟草部分16可包括布置在蒸气前体材料12和储热器13的下游侧(即，在蒸气前体材料和烟嘴之间)的松散烟丝的段，这样使得将从蒸气前体材料产生的蒸气在吸入之前抽吸通过烟草部分16。这可帮助向用户提供在一些情况下可能期望的附加风味特征。图3的吸入器部件30可与对应于图2的吸入器部件10所使用的和上面讨论的基座单元结合使用。
图4以示意性横截面视图示出了吸入器部件40，其是上面参考图1A至图1C讨论的且在图2中示出的吸入器部件10的另一变型。图4中示出的吸入器部件40的元件在功能上类似于图2中示出的吸入器部件10的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识，并且为了简洁起见不再讨论。图4中示出的吸入器部件与图2中示出的吸入器部件的不同之处在于，在壳体11内添加了烟草部分16。烟草部分16布置在蒸气前体材料12和储热器13的上游侧(即，蒸气前体材料在烟草部分和烟嘴之间)，这样使得将进入吸入器部件的空气在经过蒸气前体材料之前抽吸通过烟草部分16。这可帮助向用户提供在一些情况下可能期望的附加风味特征。图4的吸入器部件40可与对应于图2的吸入器部件10所使用的和上面讨论的基座单元结合使用，尽管由接收区域限定的圆柱形凹部制造得足够深，以使吸入器部件的具有感受器的部分邻近基座单元中的感应加热线圈定位。
图5以示意性横截面视图示出了吸入器部件50，其是上面参考图3讨论和示出的吸入器部件30的变型。图5中示出的吸入器部件50的元件在功能上类似于图3中示出的吸入器部件30的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识，并且为了简洁起见不再讨论。图5中示出的吸入器部件与图3中示出的吸入器部件的不同之处在于，储热器/感受器13具有使其与液体蒸气前体材料12和烟草部分16两者热接触的程度。因此，在使用中，烟草部分16以及蒸气前体材料12都由储热器加热。在这种意义上，烟草部分16本身可以被认为是吸入器部件的蒸气前体材料的一部分(即，图5示出了蒸气前体材料包括液体和固体两者的实例)。在此方案的一个变型中，液体蒸气前体材料和烟草部分可以与各自的感受器(与横跨其两者的单个感受器不同)相关联，这些感受器可由基座单元分别加热。图5的吸入器部件50可与基座单元结合使用，该基座单元对应于与图2的吸入器部件10一起使用的基座单元并且如上所述，尽管由接收区域和感应加热线圈限定的圆柱形凹部被制造得足够大，以使吸入器部件的具有感受器的部分邻近基座单元中的一个或多个感应加热线圈定位。
图6以示意性横截面视图示出了吸入器部件60，其是上面参考图5讨论和示出的吸入器部件50的变型。图6中示出的吸入器部件60的元件在功能上类似于图5中示出的吸入器部件50的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识，并且为了简洁起见不再讨论。图6中示出的吸入器部件与图5中示出的吸入器部件的不同之处在于，液体蒸气前体材料12和烟草部分(固体蒸气前体材料)16在其相对位置上沿着空气入口15和烟嘴出口14之间的气流路径交换。图6的吸入器部件60可以与基座单元结合使用，该基座单元对应于与图2的吸入器部件10一起使用的基座单元并且如上所述，尽管由接收区域和感应加热线圈限定的圆柱形凹部被制造得足够大，以使吸入器部件的具有感受器的部分邻近基座单元中的一个或多个感应加热线圈定位。
图7以示意性横截面视图示出了吸入器部件70，其是上面参考图1A至图1C讨论的且在图2中示出的吸入器部件10的变型。图7中示出的吸入器部件70的元件在功能上类似于图2中示出的吸入器部件10的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识，并且为了简洁起见不再讨论。图7中示出的吸入器部件与图2中示出的吸入器部件的不同之处在于，在气流路径内邻近烟嘴开口15处增加了过滤器段17。过滤器段17可例如包括在任何常规香烟中使用的类型的过滤器材料，例如醋酸纤维素。此外，过滤器段17包括香味胶囊18，其可由用户选择性地破坏，以允许胶囊内的香料吸收在过滤器内，并将香味特征赋予由吸入器部件提供的蒸气。例如，香味胶囊18可包括易碎外壳，该易碎外壳包含含有薄荷醇或其他香料的液体。在这点上，香味胶囊18可例如在其材料结构和内容物方面与通常和常规香烟结合使用的香味胶囊的类型相对应。图7的吸入器部件70可与基座单元结合使用，该基座单元对应于与图2的吸入器部件10一起使用的且在上面讨论的基座单元。更一般地，将理解，吸入器部件可设置有用于修改来自吸入器部件的输出的感官特性的其他装置，例如通过过滤或添加调味剂。
还应理解，除了例如在上述的一些实例中的基于液体浸泡的填料和平面的感受器的方案之外，还可以有各种不同的方式来提供蒸气前体材料和储热器。图8至图10中示意性地示出了一些替代性构造。
图8以示意性横截面视图示出了吸入器部件80，其是上面参考图1A至图1C讨论的且在图2中示出的吸入器部件10的变型。图8中示出的吸入器部件80的元件在功能上类似于图2中示出的吸入器部件10的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识。在图8中仅示出了吸入器部件80的在入口15附近的部分，应理解，吸入器部件的其余部分可与本文讨论的任何其他实例一致地提供。图8中示出的吸入器部件80与图2中示出的吸入器部件10的不同之处在于，将液体蒸气前体材料供给到感受器/储热器以进行加热的方式。在上述实例中，将蒸气前体材料储存在通常靠近储热器的棉质填料中。然而，在图8的实例中，将液体蒸气前体材料12储存在环形贮存器中，该环形贮存器围绕管11的内部，并且芯吸元件19(在此实例中包括陶瓷纤维)布置为将液体蒸气前体材料抽吸到感受器13以使其蒸发。液体蒸气前体材料可储存在环形填料材料中，例如上面参考图2的构造所讨论的类型，或者可包括保持在环形有壁腔室中的自由液体，芯吸元件延伸到该腔室中。在这点上，图8的布置可以被认为包括用于储存大量液体蒸气前体材料的相对高孔隙率的区域和具有较低孔隙率的芯吸元件，该芯吸元件用于控制液体以期望的速率流动到感受器。应理解，芯吸元件可包括其他材料和形式，例如多孔而非纤维材料，并且可包括陶瓷、金属或任何其他合适的材料，例如玻璃纤维。更一般地，可使用能够承受感受器的热并且能够将液体蒸气前体材料芯吸到感受器的任何材料。图8的吸入器部件80可与基座单元结合使用，该基座单元对应于图2的吸入器部件10所使用的且在上面讨论的基座单元。
图9以示意性横截面视图示出了吸入器部件90，其是上面参考图1A至图1C讨论的且在图2中示出的吸入器部件10的又一变型。图9中示出的吸入器部件90的元件在功能上类似于图2中示出的吸入器部件10的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识。类似图8，在图9中仅示出了吸入器部件90的在入口15附近的一部分，应理解，吸入器部件的其余部分可与上述实例中的任一个一样地提供。图9中示出的吸入器部件90与图2中示出的吸入器部件10的不同之处在于，储热器/感受器13和蒸气前体材料12的布置。特别地，图9的实例中的储热器/感受器13包括纤维金属材料，例如钢丝绒/钢丝棉，并且蒸气前体材料12包括涂在包含感受器13的纤维上的凝胶涂层。这可例如通过简单地将纤维感受器13浸入液体形式的蒸气前体材料中来形成，随后该蒸气前体材料干燥/冷却以形成凝胶。图9的吸入器部件90可与基座单元结合使用，该基座单元对应于与图2的吸入器部件10一起使用的基座单元并且如上所述。因此，当吸入器部件90接收在基座单元的接收区域中时，可在纤维感受器13中感应电流，导致其加热，因此当将吸入器部件从基座单元取出时，蒸发涂在包括感受器13的纤维上的凝胶蒸气前体材料12以供吸入。
图10以示意性横截面视图示出了吸入器部件100，其是上面参考图1A至图1C讨论的且在图2中示出的吸入器部件10的又一变型。图10中示出的吸入器部件100的元件在功能上类似于图2中示出的吸入器部件10的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识。类似图8和图9，在图10中仅示出了吸入器部件100的在吸入器部件的入口15端部附近的一部分，应理解，吸入器部件的其余部分可与本文讨论的任何其他实例相对应。图10中示出的吸入器部件100与图2所示的吸入器部件10的区别也是在于，储热器/感受器13和蒸气前体材料12的布置。特别地，在图10中示出的布置中，液体蒸气前体材料12储存在环形有壁的腔室27中，而不是储存在棉质填料的基体中。该有壁的腔室27可例如包括大致管状的插入件，该插入件用于定位在吸入器部件100的管壳体11内，如图10中示意性地示出的，但是在其他实施方式中，可与壳体11一体地形成。图10中的感受器包括大致平面的金属网(或其他多孔结构)，例如，通常为片材形式的烧结金属纤维材料。感受器的至少一个边缘延伸到腔室27的内壁中的对应槽中，从而允许感受器从腔室27内芯吸液体12，并且因此变湿。在使用期间，感受器13由上述类型的基座单元中的感应线圈加热，这样使得液体从感受器13的表面蒸发以由用户吸入。由于感受器材料本身的多孔性，从感受器13蒸发的液体通过周围腔室中的液体的毛细作用来补充。如已经指出的，应理解，感受器13的具体尺寸和形状不是关键的，但是在图10的实例中，其是包括烧结钢纤维的大致矩形形状，并且具有大约25mm×3.5mm×1mm的尺寸。
图11以示意性横截面视图示出了吸入器部件110，其是上面参考图1A至图1C讨论的且在图2中示出的吸入器部件10的又一变型。图11中示出的吸入器部件110的元件在功能上类似于图2中示出的吸入器部件10的相应元件，并且将从中理解，这些元件用相应的附图标记标识。图11中示出的吸入器部件110与图2中示出的吸入器部件的不同之处在于，蒸气前体材料12不与感受器/储热器13直接热接触，而是位于上游(即，在感受器/储热器13和烟嘴出口14之间)。因此，在使用中，感受器例如使用上述讨论的类型的基座单元加热，并且当用户在烟嘴端部14上吸气时，空气通过空气入口抽吸并且进入吸入器部件110，其在那里由储热器13中的热量加热，因此将被加热的空气抽吸通过/越过蒸气前体材料以产生用于吸入的蒸气。此构造在某些方面可以被认为是对应于抽吸激活设备，因为当用户不通过吸入器部件110抽吸空气时，没有(或至少显著更少)热量传递到蒸气前体材料，因此当设备不被抽吸时，具有较少的蒸发。在另一实现方式中，吸入器部件可布置为使得储热器可相对于蒸气前体材料移动，这样使得这两个元件可对准/接近以产生蒸气，并且从对准/接近移除以有效地关闭蒸气产生。在此情况中，该相对运动可由用户吸入驱动，例如其中，当用户在吸入器部件烟嘴上抽吸时，在吸入器部件中，通过气流使储热器或蒸气前体材料中的一个或另一个运动。在又一实现方式中，储热器周围的区域可由挡板封闭，当用户在吸入器部件上吸气时，该挡板打开。因此，吸入器周围的区域实际上可以是封闭空间，蒸气不能从该封闭空间逸出，直到用户在设备上吸气以打开挡板并抽出蒸气。
当然，应理解，可组合本文描述的本公开的各种实施方式的特征。例如，图7中示出的类型的过滤器和香料胶囊可用于图2至图6和图8至图11中示出的任何构造。类似地，图3至图6中示出的类型的烟草部分可包括在图8至图11中示出的任何构造中。此外，图8至图11中示出的蒸气前体材料和储热器构造中的任何一种可与图2至图7中阐述的布置中的任何一种结合使用。更一般地，应理解，存在可根据使用基座单元来提供能量以加热储热器的基本原理而采用的各种实现方式，该储热器用于蒸发吸入器部件中的蒸气前体材料，该吸入器部件从基座单元取出以供使用。
此外，如已经指出的，基座单元可采用一系列不同的形式。例如，尽管在图1A至图1C中示出的实例中，基座单元包括管状开口形式的单个接收区域，但是在其他实例中，基座单元可包括多个接收区域，其用于同时处理相应的多个吸入器部件。此外，接收区域可包括除了管状凹部之外的构造。
在这点上，图12示意性地示出了具有与图1A至图1C中示意性地示出的基座单元不同的设计的基座单元120。在此实例中，基座单元120包括四个接收区域22，这些接收区域通常为半管凹部的形式，吸入器部件(图12中示出了一个实例吸入器部件10)可放置在该半管凹部中。当吸入器部件接收在接收区域22中的一个中时，吸入器部件的储热器可根据上述原理而感应加热。在这点上，应理解，感应线圈的构造将不同于图1A至图1C中示意性地示出的构造，因为其将不完全包围吸入器部件，而是实际上将邻近吸入器部件的一侧。在这点上，感应线圈可以是扁平的或弯曲的线圈。更一般地，可考虑关于感应加热的良好建立的原理来选择感应线圈的设计和构造。对于一些几何形状，吸入器部件相对于感应线圈可具有优选取向，并且在此情况中，吸入器部件可被标记以指示要使用的取向(例如，这样使得吸入器部件上的贴花面朝上或与基座单元上的标记对齐)。图12中示出的基座单元120可具有以上对图1A至图1C中示出的基座单元20讨论的类型的功能，尽管为多个不同的接收区域提供了此功能。因此，具有多个接收区域的基座单元120可包括对应的多个感应线圈和激活传感器。
因此，已经描述了一种蒸气供应系统，包括：吸入器部件和基座单元，其中，吸入器部件包括储热器和蒸气前体材料；并且基座单元包括：接收区域，用于接收吸入器部件；以及能量源，用于当吸入器部件位于接收区域中时加热位于吸入器部件中的储热器，这样使得当吸入器部件从接收区移除时，热量从被加热的储热器传导到蒸气前体材料，以蒸发蒸气前体材料的至少一部分，以形成蒸气，供用户吸入。
还描述了一种用于在蒸气供应系统中使用的基座单元，该蒸气供应系统包括基座单元和内部部件，其中，基座单元包括：接收区域，用于接收吸入器部件；以及能量源，用于当吸入器部件位于接收区域中时加热吸入器部件中的储热器，这样使得当吸入器部件从接收区域移除时，来自被加热的储热器的热量可用于蒸发蒸气前体材料的一部分，以形成蒸气，供用户吸入。
还描述了一种用于在蒸气供应系统中使用的吸入器部件，该蒸气供应系统包括吸入器部件和基座单元，其中，吸入器部件包括储热器，该储热器布置为当吸入器部件接收在基座单元的接收区域中时由基座单元中的能量源加热，这样使得当吸入器部件从接收区域移除时，来自被加热的储热器的热量可用于蒸发蒸气前体材料的一部分，以形成蒸气，供用户吸入。
上述实例性实施方式集中于基座单元配置为通过电磁感应加热吸入器部件中的储热器的方案。然而，可使用用于将能量从基座单元传递到储热器的其他技术。例如，在一些实现方式中，基座单元可实际上包括热板/加热器，并且吸入器部件中的储热器可布置为使得当吸入器部件放置在基座单元的接收区域中时，储热器定位成与热板/加热器接触，或者接近热板/加热器，从而储热器通过热传导而被加热。其他实例性方案可包括当吸入器部件放置在基座单元中时对储热器进行光学加热。
此外，虽然已经通过实例描述了一些特定的储热器和蒸气前体材料构造，但是应理解，可使用其他构造。例如，不是提供金属片形式的储热器，储热器可具有块或杆的形状，并且可以是实心的或多孔的(例如，包括金属网、泡沫纤维或金属颗粒阵列)。此外，储热器不必是金属的，例如在不使用感应加热的实现方式中，储热器可包括导电陶瓷或非导电材料。类似地，蒸气前体材料可采用液体、固体、凝胶、糊剂或泡沫的各种形式。
还应理解，对于一些实现方式，基座单元可设置有附加功能。例如，在一些情况下，基座单元可结合用于测量储热器的温度的装置，例如基于利用来自储热器的热电堆检测红外辐射的装置，或者使用热电偶或其他温度传感器。在此情况中，基座单元可配置为驱动能量向吸入器部件的储热器的转移，直到达到适当的温度。在一些实现方式中，吸入器部件可设置有例如RFID标签形式的识别器，基座单元配置为读取该识别器。在这种情况中，基座单元可例如配置为仅与某些吸入器部件(例如，来自给定供应商的吸入器部件)一起工作，或者可配置为针对不同类型的吸入器部件不同地操作，例如根据吸入器部件的特征而不同地加热，例如考虑可在不同吸入器部件中使用的蒸气前体材料或储热器的不同特性。
此外，在一些实例中，基座单元可配置为当吸入器部件插入到基座单元中时检测吸入器部件的特性，例如感受器的尺寸或表面颜色或电磁特性，并且基于此检测向储热器提供不同量的能量。例如，基于液体蒸气前体材料的吸入器部件可能比基于固体蒸气前体材料的吸入器部件需要更少的热量，这样使得基于固体蒸气前体材料的吸入器部件具有更大的储热器。基座单元可配置为检测储热器的尺寸(例如，使用常规的金属检测技术)并且使用感应加热线圈提供适当量的能量。
为了解决各种问题并推进技术发展，本公开通过说明的方式示出了其中可实践所要求保护的发明的各种实施方式。本公开的优点和特征仅是实施方式的代表性样本，并且不是穷举的和/或排他的。它们仅用于辅助理解所要求保护的发明的并教导该发明。应理解，本公开的优点、实施方式、实例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对权利要求所限定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制，并且在不脱离权利要求的范围的情况下，可利用其他实施方式并可进行修改。除了本文具体描述的那些之外，各种实施方式可适当地包括、包含、或者基本上包含所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的各种组合，因此应理解，从属权利要求的特征可与独立权利要求的特征以除了权利要求中明确阐述的那些组合之外的组合进行组合。本公开可包括目前未要求保护但将来可能要求保护的其他发明。

Claims (22)

1.一种蒸气供应系统，包括：
吸入器部件和基座单元，
其中，所述吸入器部件包括储热器；并且
所述基座单元包括：
接收区域，用于接收所述吸入器部件；以及
能量源，用于当所述吸入器部件位于所述接收区域中时加热所述吸入器部件中的所述储热器，这样使得当所述吸入器部件从所述接收区域移除时，来自被加热的所述储热器的热量用于蒸发蒸气前体材料的至少一部分，以形成蒸气，供用户吸入。
2.根据权利要求1所述的蒸气供应系统，其中，所述基座单元还包括传感器，所述传感器用于确定何时要从所述接收区域移除所述吸入器部件，并且其中，用于加热所述储热器的所述能量源配置为响应于所述传感器确定要从所述接收区域移除所述吸入器部件而加热所述储热器。
3.根据权利要求2所述的蒸气供应系统，其中，所述传感器包括运动传感器，该运动传感器用于检测所述吸入器部件何时开始在所述接收区域中移动。
4.根据权利要求2所述的蒸气供应系统，其中，所述传感器包括接近传感器，该接近传感器用于检测用户何时接近处于所述接收区域中的所述吸入器部件。
5.根据权利要求2所述的蒸气供应系统，其中，所述传感器包括用户激活式开关。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蒸气供应系统，其中，所述储热器包括电磁感受器，并且用于加热所述储热器的所述能量源包括电磁感应线圈。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的蒸气供应系统，其中，用于加热所述储热器的所述能量源包括加热器，该加热器布置为当所述吸入器部件位于所述接收区域中时将热量热传导到所述储热器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蒸气供应系统，其中，所述储热器包括以下中的至少一者：金属块、金属棒、金属片；金属网；金属泡沫；金属线圈；金属纤维；金属颗粒阵列；以及陶瓷。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蒸气供应系统，其中，所述蒸气前体材料包括以下中的至少一者：液体；固体；凝胶、糊剂，以及泡沫。
10.根据权利要求9所述的蒸气供应系统，其中，所述蒸气前体材料包括储存在吸收性材料中的液体。
11.根据权利要求9或10所述的蒸气供应系统，其中，所述蒸气前体材料包括位于贮存器中的液体，并且所述吸入器部件还包括用于将液体从所述贮存器输送到所述储热器的芯吸元件。
12.根据权利要求11所述的蒸气供应系统，其中，所述芯吸元件包括以下中的至少一者：纤维材料、多孔陶瓷材料，以及多孔金属材料。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的蒸气供应系统，其中，所述吸入器部件除了包括由所述储热器加热的所述蒸气前体材料之外，还包括烟草部分。
14.根据权利要求13所述的蒸气供应系统，其中，所述烟草部分布置为使得：在使用期间所述烟草部分也由所述储热器加热。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的蒸气供应系统，其中，所述吸入器部件还包括用于向由用户吸入的蒸气赋予香味的香料源。
16.根据权利要求15所述的蒸气供应系统，其中，所述香料源包括至少一个密封的香料胶囊，该香料胶囊能由用户选择性地打开以选择性地将香味赋予所述蒸气。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的蒸气供应系统，其中，所述储热器布置在用于所述吸入器部件的空气入口与所述蒸气前体材料之间，这样使得用户在使用期间在所述吸入器部件上吸入的空气通过所述空气入口被吸入并且经过所述储热器，以在经过所述蒸气前体材料之前进行加热。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的蒸气供应系统，其中，所述基座单元包括用于接收多个吸入器部件的多个接收区域。
19.一种根据权利要求1至18中任一项所述的蒸气供应系统的基座单元。
20.一种根据权利要求1至18中任一项所述的蒸气供应系统的吸入器部件。
21.蒸气供应装置，包括：
吸入器部件装置和基座单元装置，
其中，所述吸入器部件装置包括储热器装置；并且
所述基座单元装置包括：
接收区域装置，用于接收所述吸入器部件装置；以及
能量源装置，用于当所述吸入器部件装置位于所述接收区域装置中时加热所述吸入器部件装置中的所述储热器装置，这样使得当所述吸入器部件装置从所述接收区域装置移除时，来自被加热的所述储热器装置的热量用于蒸发蒸气前体材料装置的至少一部分，以形成蒸气，供用户吸入。
22.一种在蒸气供应系统中产生蒸气的方法，所述蒸气供应系统包括吸入器部件和基座单元，其中，所述吸入器部件包括储热器，并且所述基座单元包括用于接收所述吸入器部件的接收区域和用于加热所述吸入器部件中的所述储热器的能量源，其中，所述方法包括：当所述吸入器部件位于所述接收区域中时使用所述能量源加热所述储热器，从所述接收区域移除所述吸入器部件，并且在所述吸入器部件已从所述接收区域移除之后使用来自所述储热器的热量来加热蒸气前体材料，以形成蒸气，供用户吸入。
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