CN111263594A - 用于气溶胶递送装置的带微纹理的液体输送元件 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及气溶胶递送装置。该气溶胶递送装置可包括贮存部以及雾化器，贮存部包含液体气溶胶前体组合物，雾化器包括电阻加热元件和具有带微纹理的表面的非纤维液体输送元件，这种带微纹理的表面适于对液体气溶胶前体组合物进行穿过带微纹理的表面的表面芯吸，液体输送元件的带微纹理的表面与贮存部流体连通，并且与电阻加热元件流体连通。

Description

用于气溶胶递送装置的带微纹理的液体输送元件
背景技术
技术领域
本公开涉及一种诸如电子香烟之类的气溶胶递送装置，并且更具体地涉及一种包括雾化器的气溶胶递送装置。雾化器可构造成对气溶胶前体组合物进行加热以形成供人们消费的可吸入物质，该气溶胶前体组合物由烟草制成或衍生而成或者以其它方式包含烟草。
相关技术的描述
近年来，已经提出了许多装置以作为需要燃烧烟草以供使用的吸烟产品的改进或替代。据称许多上述装置已经被设计成提供与吸香烟、雪茄或烟斗相关的感觉，但不递送由于烟草的燃烧而产生的大量的不完全燃烧产物和热解产物。为此，已经提出了许多替代的吸烟产品、香味发生器以及药物吸入器，它们采用电能来气化或加热挥发性材料，或者尝试提供吸香烟、雪茄或烟斗的感觉而不将烟草燃烧至显著程度。例如，参见授予Collett等人的美国专利第8,881,737号、小Griffith等人的美国专利申请公开第2013/0255702号、Sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号、Sears等人的美国专利申请公开第2014/0096781号、Ampolini等人的美国专利申请公开第2014/0096782号以及Davis等人的美国专利申请公开第2015/0059780号中描述的背景技术所阐述的各种替代的吸烟制品、气溶胶递送装置以及发热源，上述文献全文以参见的方式纳入本文。例如，还参见在授予Counts等人的美国专利第5,388,594号以及授予Robinson等人的第8,079,371号的背景技术部分中所描述的产品和加热构造的各种实施例，上述文献全文以参见的方式纳入本文。
许多电子烟产品都包括带有“芯吸部/线圈”设计的雾化器，该雾化器包括围绕纤维芯吸材料缠绕的电阻加热丝。这种设计有几个潜在的缺点，包括加热效率低、液体组分的不均匀芯吸、液体组分的不均匀加热或蒸发、存在散热器以及非最佳空气动力学。此外，芯吸部/线圈的设计可能导致在芯吸部和线圈的界面处的炭黑热解和/或沉积。这些潜在的缺点中的一些会随着时间的推移导致负面的感官影响，这可能限制装置在雾化器需要更换之前的运行时间。
本领域仍然需要能够改进气溶胶递送装置的一个或多个特性、比如加热或蒸发的均匀性、加热效率、炭化/热解的减少等的新雾化器构造。
发明内容
本公开涉及一种用于气溶胶递送装置的雾化器，其构造成产生气溶胶，并且在一些实施例中，该气溶胶递送装置可被称为电子香烟。在一方面，提供了一种气溶胶递送装置，该气溶胶递送装置包括贮存部和雾化器，贮存部含有液体气溶胶前体组合物，雾化器包括电阻加热元件和具有带微纹理的表面的非纤维液体输送元件(可选地为板状)，这种带微纹理的表面适于对液体气溶胶前体组合物进行穿过带微纹理的表面的表面芯吸，液体输送元件的带微纹理的表面与贮存部流体连通，并且与电阻加热元件流体连通。对带微纹理的固体表面的使用能够实现气溶胶前体组合物的从液体输送元件的第一部分进入在加热元件近侧的加热区域的表面芯吸。
在某些实施例中，电阻加热元件是在非纤维液体输送元件的带微纹理的表面上图案化的薄膜(例如，导电油墨)。在带微纹理的表面上图案化的薄膜可以包括从第一端延伸至第二端的一个或多个直的或曲线形的元件。还可以包括覆盖在电阻加热元件上的保护层，使得被输送通过带微纹理的表面的液体气溶胶前体组合物不直接接触电阻加热元件。
在某些实施例中，在带微纹理的表面上图案化的薄膜从第一端延伸至第二端，并且该装置还包括在非纤维液体输送元件中的在第一端和第二端每一个的近侧的孔，并且还包括正电端子和负电端子，正电端子通过孔与薄膜的第一端配合，负电端子通过孔与薄膜的第二端配合，使得电流可以从端子传递至端子。
在某些实施例中，该装置还包括副液体输送元件(例如，纤维材料或陶瓷材料)，该副液体输送元件介于贮存部与非纤维液体输送元件之间的流动路径中，其中，副液体输送元件与贮存部流体连通，并且与非纤维液体输送元件的至少一部分流体连通。在这样的实施例中，非纤维液体输送元件的带微纹理的表面可能包括加热区域，该加热区域包括电阻加热元件以及与电阻加热元件间隔开的第二区域，且其中，副液体输送元件与第二区域的至少一部分流体连通，使得从副液体输送元件到第二区域以及从第二区域到加热区域穿过带微纹理的表面，建立了液体气溶胶前体组合物的流动路径。例如，如果非纤维液体输送元件是板状的，其周向边缘围绕中心区域，则第二区域典型地位于该周向边缘的近侧，并且加热区域包括中心区域的至少一部分。替代地，副液体输送元件可以与第二区域和加热区域的全部或部分流体连通。
例如，副液体输送元件可以覆盖带微纹理的表面的至少一部分。在某些实施例中，副液体输送元件可以基本上覆盖所有带微纹理的表面。此外，该装置可以包括穿过非纤维液体输送元件的至少一个孔，其中，副液体输送元件的至少一部分穿过该至少一个孔。
贮存部和雾化器可以例如被容纳在适于附连至控制主体的料筒中，控制主体包括构造成向电阻加热元件提供电流的电源。此外，气溶胶递送装置还可以包括以下中的一个或多个：(a)构造成向电阻加热元件提供电流的电源；(b)适于控制来自电源的电流的控制器；以及(c)与控制器通信并适于感测气溶胶递送装置或其一部分内的压降的流量传感器。
在一种具体实施例中，本发明提供一种气溶胶递送装置，该装置包括：贮存部，该贮存部包含液体气溶胶前体组合物；雾化器，该雾化器包括非纤维液体输送元件，该非纤维液体输送元件具有带微纹理的表面以及呈薄膜形式的电阻加热元件，带微纹理的表面适于对液体气溶胶前体组合物进行穿过该带微纹理的表面的表面芯吸，该薄膜在该非纤维液体输送元件的带微纹理的表面上图案化，该薄膜具有第一端和第二端，液体输送元件的带微纹理的表面与贮存部流体连通，并且与电阻加热元件流体连通；以及孔，该孔在非纤维液体输送元件中在第一端和第二端中每一个的近侧，并且还包括通过孔与薄膜的第一端配合的正电端子以及通过孔与薄膜的第二端配合的负电端子，使得电流可以从端子传递至端子。
上述装置还可以包括副液体输送元件，该副液体输送元件介于贮存部与非纤维液体输送元件之间的流动路径中，且其中，副液体输送元件与贮存部流体连通，并且与非纤维液体输送元件的至少一部分流体连通。更进一步地，非纤维液体输送元件的带微纹理的表面可以包括加热区域，该加热区域包括电阻加热元件以及如上所述地与电阻加热元件成间隔关系的第二区域。此外，非纤维液体输送元件可以是板状的，其周向边缘围绕中心区域，并且其中，第二区域典型地位于该周向边缘的近侧，并且加热区域包括中心区域的至少一部分。
因此，本公开不具有限制性地包括以下实施例：
实施例1：一种气溶胶递送装置，包括：贮存部，该贮存部包含液体气溶胶前体组合物；雾化器，该雾化器包括电阻加热元件和具有带微纹理的表面的非纤维液体输送元件，这种带微纹理的表面适于对液体气溶胶前体组合物进行穿过带微纹理的表面表面芯吸，液体输送元件的带微纹理的表面与贮存部流体连通，并且与电阻加热元件流体连通。
实施例2：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，电阻加热元件是在非纤维液体输送元件的带微纹理的表面上图案化的薄膜。
实施例3：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，电阻加热元件呈在带微纹理的表面上图案化的导电油墨的形式。
实施例4：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，非纤维液体输送元件为板状。
实施例5：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，在带微纹理的表面上图案化的薄膜从第一端延伸至第二端，还包括在非纤维液体输送元件中的在第一端和第二端中每一个的近侧的孔，并且还包括正电端子和负电端子，正电端子通过孔与薄膜的第一端配合，负电端子通过孔与薄膜的第二端配合，使得电流可以从端子传递至端子。
实施例6：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，该气溶胶递送装置还包括副液体输送元件，该副液体输送元件介于贮存部与非纤维液体输送元件之间的流动路径中，且其中，副液体输送元件与贮存部流体连通，并且与非纤维液体输送元件的至少一部分流体连通。
实施例7：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，非纤维液体输送元件的带微纹理的表面包括加热区域，该加热区域包括电阻加热元件以及与电阻加热元件间隔开的第二区域，且其中，副液体输送元件与第二区域的至少一部分流体连通，使得从副液体输送元件到第二区域以及从第二区域到加热区域穿过带微纹理的表面而建立了用于液体气溶胶前体组合物的流动路径。
实施例8：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，非纤维液体输送元件是板状的，其周向边缘围绕中心区域，并且其中，第二区域位于该周向边缘的近侧，并且加热区域包括中心区域的至少一部分。
实施例9：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，副液体输送元件包括纤维材料或陶瓷材料。
实施例10：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，副液体输送元件覆盖带微纹理的表面的至少一部分。
实施例11：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，该气溶胶递送装置还包括穿过非纤维液体输送元件的至少一个孔，其中，副液体输送元件的至少一部分穿过该至少一个孔。
实施例12：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，在带微纹理的表面上图案化的薄膜包括从第一端延伸至第二端的一个或多个直的或曲线形的元件。
实施例13：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，该气溶胶递送装置还包括覆盖电阻加热元件的保护层，使得穿过带微纹理的表面而被输送的液体气溶胶前体组合物不直接接触电阻加热元件。
实施例14：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，贮存部和雾化器被容纳在适于附连至控制主体的料筒中，控制主体包括构造成向电阻加热元件提供电流的电源。
实施例15：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，该气溶胶递送装置还包括以下中的一个或多个：(a)构造成向电阻加热元件提供电流的电源；(b)适于控制来自电源的电流的控制器；以及(c)与控制器通信并适于感测气溶胶递送装置或其一部分内的压降的流量传感器。
实施例16：一种气溶胶递送装置，包括：贮存部，该贮存部包含液体气溶胶前体组合物；雾化器，该雾化器包括非纤维液体输送元件，该非纤维液体输送元件具有带微纹理的表面以及呈薄膜形式的电阻加热元件，带微纹理的表面适于液体气溶胶前体组合物穿过该带微纹理的表面进行表面芯吸，该薄膜在该非纤维液体输送元件的带微纹理的表面上图案化，该薄膜具有第一端和第二端，液体输送元件的带微纹理的表面与贮存部流体连通，并且与电阻加热元件流体连通；以及孔，该孔在非纤维液体输送元件中在第一端和第二端中每一个的近侧，并且还包括通过孔与薄膜的第一端配合的正电端子以及通过孔与薄膜的第二端配合的负电端子，使得电流可以从端子传递至端子。
实施例17：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，非纤维液体输送元件为板状。
实施例18：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，该气溶胶递送装置还包括副液体输送元件，该副液体输送元件介于贮存部与非纤维液体输送元件之间的流动路径中，且其中，副液体输送元件与贮存部流体连通，并且与非纤维液体输送元件的至少一部分流体连通。
实施例19：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，非纤维液体输送元件的带微纹理的表面包括加热区域，该加热区域包括电阻加热元件以及与电阻加热元件间隔开的第二区域，其中，副液体输送元件与第二区域的至少一部分流体连通，使得从副液体输送元件到第二区域以及从第二区域到加热区域穿过带微纹理的表面而建立了用于液体气溶胶前体组合物的流动路径。
实施例20：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，非纤维液体输送元件是板状的，其周向边缘围绕中心区域，并且其中，第二区域位于该周向边缘的近侧，并且加热区域包括中心区域的至少一部分。
实施例21：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，副液体输送元件包括纤维材料或陶瓷材料。
实施例22：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，副液体输送元件覆盖带微纹理的表面的至少一部分。
实施例23：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，该气溶胶递送装置还包括穿过非纤维液体输送元件的至少一个孔，其中，副液体输送元件的至少一部分穿过该至少一个孔。
实施例24：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，在带微纹理的表面上图案化的薄膜包括从第一端延伸至第二端的一个或多个直的或曲线形的元件。
实施例25：如任一前述实施例或前述实施例的任何组合的气溶胶递送装置，其中，该气溶胶递送装置还包括覆盖电阻加热元件的保护层，使得穿过带微纹理的表面而被输送的液体气溶胶前体组合物不直接接触电阻加热元件。
通过阅读以下详细描述和在下文中简要描述的附图，本公开的这些和其它特征、方面和优点将是清楚的。本公开包括在该公开中阐述或在任何一项或多项权利要求中记载的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，无论这种特征或元件是否已被描述为组合或以其它方式在文中的具体实施例描述或权利要求书中记载。除非本公开的上下文中明确地另作规定，本公开旨在整体地阅读，使得本公开的任何可分特征或元件在其方面和实施例中的任何一个中应被看作意在能够组合。
附图说明
已经在前文中从总体上描述了本公开，现将参照不一定按比例绘制的附图，其中：
图1示出了根据本公开的示例性实施例的气溶胶递送装置，该气溶胶递送装置包括处于组装好的构造的料筒和控制主体；
图2示出了根据本公开的示例性实施例的、处于分解构造的图1的控制主体；
图3示出了根据本公开的示例性实施例的、处于分解构造的图1的料筒；
图4示出了根据本公开的示例性实施例的雾化器的俯视图；
图5示出了根据本公开的另一种示例性实施例的雾化器的俯视图；
图6示出了根据本公开的又一种示例性实施例的雾化器的俯视图；
图7示出了根据本公开的示例性实施例的具有保护层的雾化器的侧视图；
图8A和8B分别示出了根据本公开的另一种示例性实施例的料筒的立体图和分解构造；
图9示出了根据本公开的又一种示例性实施例的料筒的立体图；
图10示出了图9的料筒的剖视图；以及
图11示出了图9的料筒的雾化器部分的另一剖视图，其中液体输送元件具有以全尺寸示出的带微纹理的表面。
具体实施方式
现在将在下文中参照示例性的实施例来更加完整地描述本公开。对这些实施例进行描述，使得本公开将是详尽和完整的，且对于本领域的技术人员来说将完整地传达本公开的范围。实际上，本公开可以用许多形式实施并且不应理解为被限制于文中所阐述的各实施例；相反，提出这些方面使得该公开将满足可适用的法律要求。除非文中清楚地另有说明，在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数的变型情况。
本发明提供了一种气溶胶递送装置，该装置包括包含液体气溶胶前体组合物的贮存部和雾化器。雾化器包括电阻加热元件以及具有带微纹理的表面的非纤维液体输送元件，该带微纹理的表面适于对液体气溶胶前体组合物穿过带微纹理的表面而进行表面芯吸。带微纹理的表面与贮存部流体连通并且与电阻加热元件流体连通，这意味着带微纹理的表面为液体气溶胶前体组合物提供了在贮存部与加热元件之间的流动路径的至少一部分。如上所述，液体输送元件优选地是非纤维的，这意味着液体输送元件由具有带微纹理的表面而不是由多根成束的纤维形成的表面的固体材料形成。
如本文所述，“带微纹理”是指在微米尺度上具有地形三维特征的表面(例如，平均高度小于约250微米的多个三维表面特征)，其外表上是不连续的，使得该表面包括多个凹凸部分。这种表面还可以称为粗糙的或微图案化的，不过带微纹理的表面的表面特征可以是遵循图形的有序结构阵列或相对随机地布置。在某些实施例中，可使用均方根(RMS)分析来量化带微纹理的表面，示例性范围包括约3至约16微米(例如，约4至约15微米，包括约4微米、约5微米、约6微米、约7微米、约8微米、约9微米、约10微米、约11微米、约12微米、约13微米、约14微米以及约15微米)的Sq值。某些实施例具有约3微米至约6微米、约6微米至约10微米或者约12微米至约15微米的Sq范围。RMS数据可以使用蔡斯(Zeiss)的LSM 800仪器(共焦显微镜)并遵循ISO 25178协议生成。
带微纹理的表面可以呈现出各种几何形状(例如，柱、通道、薄片、圆锥、凹块等)。此外，带微纹理的表面可以是基本上恒定的(例如，呈现出尺寸基本不变的单个重复特征)和/或可以呈现出基本上重复的图案(例如，在尺寸、形状和间隔中的一个或多个方面不同的多个特征，这些特征限定出有序的重复图案)。然而，在不脱离本发明的情况下，带微纹理的表面还可以呈现出相对不均匀或不规则的多个表面突起。带微纹理的表面可以至少部分地关于形成微纹理的几何元件的尺寸和/或间距来限定。例如，几何元件的平均高度可以为约1微米至约250微米、约1.5微米至约200微米、约2微米至约100微米、约2.5微米至约50微米或约3微米至约25微米。几何元件可以具有约0.1微米至约20微米、约0.25微米至约15微米、约0.5微米至约10微米或约1微米至约5微米的平均间距。
带微纹理的表面适于在整个表面上提供表面芯吸，有时称为“半芯吸”，使得将稳定的液体气溶胶前体组合物直接递送至加热元件的附近。在某些实施例中，与传统的芯吸部/线圈雾化器构造相比，该芯吸现象可以有助于改善加热或蒸发的均匀性并改善加热效率。
可采用方法的各种实施例来形成本公开的带微纹理的表面。在一种示例性方法中，液体输送元件形成在模具中，该模具构造成限定出包括微纹理的表面。可对模具进行蚀刻(例如，化学、电化学或激光蚀刻)以限定出带微纹理的表面，然后将其转移至液体输送元件。然而，可采用用于形成表面的方法的各种其它实施例。例如，包括带微纹理的表面可以通过一种或多种方法产生，例如单层的自组装、光刻、机械加工、研磨(例如，金刚石研磨)、等离子体聚合、静电纺丝、辐射、模板方法、化学沉积、湿法蚀刻、干法蚀刻和喷砂(例如，使用沙子、碳酸氢钠或干冰，然后对喷砂表面进行阳极氧化处理)。这样的用于产生包括微图案的表面的方法的各种示例在Lee等人的“用碳酸氢钠喷砂制成的人造荷叶结构(Artificial Lotus Leaf Structures Made by Blasting with Sodium Bicarbonate)”中进行了描述，其全文以参见的方式纳入本文。
电阻加热元件可以包括如本文在其它方面描述的适于提供电阻加热的金属或类似材料。尽管加热元件可以放置在单独的基材上或以其它方式与带微纹理的表面间隔开(不过其仍与带微纹理的表面流体连通)，但是例如通过包括蚀刻技术、印刷技术或粘附技术的各种方式将加热元件与具有带微纹理的表面的液体输送元件进行物理结合是有利的。例如，金属带可以被层合或以其它方式固定于液体输送元件。
有利地，电阻加热元件呈在液体输送元件的带微纹理的表面上图案化的薄膜的形式。导电薄膜层的厚度可以变化，并且可以例如为约1000微米以下、约500微米以下、约200微米以下、约100微米以下、约50微米以下、约10微米以下或者约5微米以下。在其它实施例中，导电薄膜层可以具有约0.1微米至约500微米、约0.5微米至约200微米、约1微米至约100微米或者约2微米至约50微米的厚度。
在使用导电薄膜层的情况下，加热元件中使用的导电材料可以基本上包括既导电又适合于形成薄膜的任何材料。例如，导电材料可以选自元素金属、金属合金、硅(包括单晶硅和多晶硅)、陶瓷、碳、碳化物、氮化物及其组合。在更具体的实施例中，导电材料可以由铂、金、银、铜、铝、钨、锌、钯、镍、钛、镍铬、碳化硅、多晶硅、单晶硅、氮化钛等形成。在具体实施例中，诸如铂之类的元素金属由于呈现出良好的抗氧化性和长期稳定性而特别有益。
在某些实施例中，导电油墨可以作为图案化薄膜印刷在加热元件的表面上。由导电油墨形成的加热元件可以构造成各种复杂变化的图案。示例性导电油墨包括石墨烯油墨和包含各种金属的油墨，比如包括银、金、钯、铂和合金的油墨或它们的其它组合(例如银钯或银铂油墨)。
就实现导电油墨(例如，含银油墨)的压印的方面来说，可使用各种印刷工艺、比如凹版印刷、柔性版印刷、偏移印刷、丝网印刷、喷墨印刷或其它适当的印刷方法来施加油墨，以便提供不同的厚度、图案、表面覆盖率和组合物梯度。在流体输送元件上印刷导电油墨可以改善制造，因为可能需要更少的材料和/或更少的工艺步骤，并且可以利用高通量印刷技术来快速制备加热元件。此外，已经发现，在带微纹理的表面印刷薄膜加热元件可以通过减少在油墨干燥期间或对油墨施加电流时可能导致的薄膜破裂和其它中断来提高加热元件的耐久性。此外，在某些实施例中，与传统的芯吸部/线圈的雾化器构造相比，带微纹理的表面与施加于其的薄膜加热元件组合的使用被认为提供了减少的炭化/热解。
具有带微纹理的表面的液体输送元件可以由基底材料形成，该基底材料优选地在使用条件下热稳定且机械稳定。例如，液体输送元件可由在约100℃或更高、约150℃或更高、约200℃或更高，约300°或更高、约400℃或更高、或约500℃或更高的温度下呈温度稳定的材料来形成。在其它实施例中，液体输送元件可以在约100℃至约750℃、约125℃至约650℃或约150℃至约500℃的温度范围内呈温度稳定的。在一些实施例中，液体输送元件可以由陶瓷材料、具体地是诸如氮化硅或二氧化硅材料之类的硅基材料形成。然而，还可以使用诸如玻璃或石英之类的其它材料。还可以使用某些热塑性材料、比如环烯烃共聚物(COC)。
在一些实施例中，液体输送元件可以具有相对小的厚度，例如约1毫米至约20毫米、约1.5至约15毫米、或约2毫米至约10毫米。在一些实施例中，液体输送元件可以具有约0.5平方厘米至约50平方厘米、约1平方厘米至约45平方厘米、约2平方厘米至约40平方厘米或约3平方厘米至约30平方厘米的表面积。液体输送元件还可以根据其另外的尺寸来表征。具体地，液体输送元件的长度和宽度可以独立地达到约25毫米、达到约20毫米、达到约15毫米或达到约10毫米。在其它实施例中，液体输送元件的长度和宽度可独立地为约0.25毫米至约25毫米、约0.5毫米至约15毫米、约0.6毫米至约10毫米、约0.7毫米至约7.5毫米或约0.75毫米至约5毫米。
在某些实施例中，液体输送元件可以是板状的，这意味着基本上是平坦的形状，并且具有均大于厚度的长度和宽度。这种液体输送元件可基本上是正方形或矩形的；不过还可以使用其它形状(例如圆形、椭圆形、三角形或其它多边形状)。还可以使用液体输送元件的附加几何结构，比如圆柱形。
本公开提供了对气溶胶递送装置的描述。气溶胶递送装置可利用电能对材料进行加热(优选地不将材料燃烧至任何显著的程度)以形成可吸入物质；最为优选的是，该制品足够紧凑，以被视作“手持式”装置。气溶胶递送装置可提供吸香烟、雪茄或烟斗中的一些或全部感觉(例如，吸入和呼出的习惯、口味或香味的种类、感官效果、身体感觉、使用习惯、由可见的气溶胶提供的视觉提示等)而不将上述制品或装置中的任何组分燃烧至显著的程度。就烟草的燃烧或热解的副产物所产生的气溶胶的意义而言，上述气溶胶递送装置可不产生烟雾，相反，最为优选的是，上述制品或装置生成由该制品或装置的特定成分的挥发或气化所产生的蒸气(包括可被认为是可见的气溶胶的气溶胶中的蒸气，可见的气溶胶可被认为是烟雾状的)，虽然在其它的实施例中，这种气溶胶可以是不可见的。在高度优选的实施例中，气溶胶递送装置可包含烟草和/或由烟草衍生的成分。因此，在某些实施例中，气溶胶递送装置可以表征为诸如电子香烟或“电子烟(e-cigarette)”之类的电子吸烟制品。
虽然本文从与诸如所谓的“电子烟”之类的气溶胶递送装置相关的实施例的方面对系统进行总体描述，但应当理解的是，机构、部件、特征和方法可实施为许多不同的形式并与各种制品关联。例如，本文所提供的描述可与传统的吸烟制品(例如，香烟、雪茄、烟斗等)或者加热不燃烧吸烟制品的实施例结合使用。因此，应当理解的是，本文公开的机构、部件、特征和方法从与气溶胶递送装置相关的实施例的方面仅以示例的方式进行讨论，并且可实施为并用于各种其它的产品和方法。
本公开的气溶胶递送装置还可以表征为蒸气发生制品或药剂递送制品。因此，可以对这种制品或装置进行修改，从而以可吸入的形式或状态提供一种或多种物质(例如，香味和/或药物活性成分)。例如，可吸入物质可以是基本上呈蒸气的形式(即，在低于临界点的温度下处于气相的物质)。替代地，可吸入物质可以是气溶胶的形式(即，在气体中有细小固体颗粒或液滴的悬浮物)。为了简化的目的，本文中所使用的术语“气溶胶”意在包括适合人体吸入的形式或类型的蒸气、气体或气溶胶，无论是否可见，也无论是否可被认为是烟雾状的形式。
使用时，本公开的气溶胶递送装置可经受个人在使用传统类型的吸烟制品(例如，用于点燃和吸入烟草的香烟、雪茄或烟斗)时所采用的许多身体动作。例如，本公开的气溶胶递送装置的用户可以像保持传统类型的吸烟制品那样保持该制品，在该制品的一端上吸气以吸入由该制品产生的气溶胶，以及以选定的时间间隔进行吸气等。
现在将参照各种附图来描述本发明。本公开的气溶胶递送装置总体上包括设置在外部壳体或主体内的多个部件。外部壳体或外主体的总体设计可以有变化，并且可以限定出气溶胶递送装置的总体尺寸和形状的外主体的形式或构造可以有变化。典型地，类似香烟或雪茄形状的细长的主体可以由单一壳体形成；或者该细长的主体可以由两个或更多的可分离件形成。例如，气溶胶递送装置可以包括细长的壳体或主体，该细长的壳体或主体可以是大致管状的形状，且由此类似传统的香烟或雪茄的形状。然而，在其它实施例中也可采用各种其它的形状和构造(例如，矩形或钥匙扣形)。
在一种实施例中，气溶胶递送装置的所有部件都容纳在一个外主体或壳体内。替代地，气溶胶递送装置可以包括相连结的并且可分离的两个或更多个壳体。例如，气溶胶递送装置可以在一端具有控制主体，该控制主体包括容纳一个多个可重复使用部件(例如，可充电的电池以及用于控制该制品的运行的各种电子元件)的壳体，并且该气溶胶递送装置在另一端可移除地附连有壳体，该壳体容纳有一次性的部分(例如，一次性的含香料筒)。根据本文提供的进一步公开内容，单壳体类型的单元或多件式可分离壳体类型的单元内的部件的更为具体的形式、构造和布置将是显而易见的。此外，考虑到市售的电子气溶胶递送装置，可以理解各种气溶胶递送装置的设计和部件布置。
本公开的气溶胶递送装置最优选地包括以下的一些组合：动力源(即，电源)；至少一个控制器(例如，诸如通过控制从电源(动力源)流向气溶胶递送装置的其它部件的电流以用于致动、控制、调节和/或停止用于发热的电力的装置)；加热器或发热部件(例如，通常被称为“雾化器”的一部分的电阻加热元件或部件)；气溶胶前体组合物(例如，在施加充足的热量时通常能够生成气溶胶的液体，诸如通常被称为“烟汁”、“电子液体”和“电子汁”之类的配料)；以及允许在气溶胶递送装置上吸气以吸入气溶胶的嘴端区域或末端(例如，穿过该制品的限定的气流通路，使得产生的气溶胶可以在吸气时从该气流通路抽出)。
本公开的气溶胶递送装置内的部件的对准可以有变化。在具体的实施例中，气溶胶前体组合物可以位于气溶胶递送装置的端部附近，该端部可构造成靠近用户的嘴定位以使向用户递送的气溶胶最大化。然而，不排除其它的构造。通常，加热元件可以定位成足够靠近气溶胶前体组合物，使得来自加热元件的热量可以使气溶胶前体(以及可同样提供以递送给用户的一种或多种调味剂、药物等)挥发并形成用于向用户递送的气溶胶。当加热元件对气溶胶前体组合物进行加热时，气溶胶以适合消费者吸入的物理形式来形成、释放或生成。应当注意的是，前述术语意在是可互换的，使得所提到的释放、将释放、会释放或释放后包括形成或生成、将形成或将生成、会形成或会生成以及形成后或生成后。具体地，可吸入物质以蒸气、或气溶胶、或者蒸气和气溶胶的混合物的形式释放，其中，除非另有说明，否则这些术语也可在本文中互换地使用。
如上所述，气溶胶递送装置可包含电池或其它电源(例如，电容器)以提供充足的电流来向气溶胶递送装置提供各种功能，诸如对加热器的供电、对控制系统的供电以及对指示器的供电等。电源可以采取多种实施方式。优选地，电源能够递送充足的电力以迅速对加热元件进行加热，从而在期望的持续时间内提供气溶胶的形成以及向气溶胶递送装置供电。电源优选地尺寸被设计成方便地配合在气溶胶递送装置内，使得该气溶胶递送装置可以易于处理。此外，优选的电源的重量足够轻，从而不会减损所期望的吸烟体验。
根据下文所提供的进一步公开内容，本公开的气溶胶递送装置内的部件的更为具体的形式、构造和布置将是显而易见的。此外，考虑到市售的电子气溶胶递送装置，可以理解对各种气溶胶递送装置部件的选择。进一步地，考虑到市售的电子气溶胶递送装置，还可以理解气溶胶递送装置内的部件的布置。市售产品的示例、其中的组分、其操作方法、其中包含的材料和/或其它属性可以包括在本公开的装置中，并作为以下产品销售：由菲利普·莫里斯股份有限公司(Philip Morris Incorporated)销售的
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由InnoVapor有限责任公司销售的ALPHATM、JOYE 510TM和M4TM；由白云香烟公司(White Cloud Cigarettes)销售的CIRRUSTM和FLINGTM；由洛里拉德技术股份有限公司(Lorillard Technologies,Inc.)销售的BLUTM；由
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国际股份有限公司(
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International Inc.)销售的COHITATM、COLIBRITM、ELITE CLASSICTM、MAGNUMTM、PHANTOMTM和SENSETM；由电子烟股份有限公司(Electronic Cigarettes,Inc.)销售的DUOPROTM、STORMTM和
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由澳大利亚埃加尔公司(Egar Australia)销售的EGARTM；由卓尔悦公司(Joyetech)销售的eGo-CTM和eGo-TTM；由英国Elusion有限公司(Elusion UK Ltd)销售的ELUSIONTM；由Eonsmoke有限责任公司销售的
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由菲尼提品牌集团有限责任公司(FIN Branding Group,LLC)销售的FINTM；由美国绿色吸烟股份有限公司(Green Smoke Inc.USA)销售的
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由Greenarette有限责任公司(Greenarette LLC)销售的GREENARETTETM；由烟杆公司(Smoke
Figure BDA0002455118280000166
)销售的HALLIGANTM、HENDUTM、JETTM、MAXXQTM、PINKTM和PITBULLTM；由菲利普莫里斯国际股份有限公司(·Philip Morris International,Inc.)销售的HEATBARTM；由王冠7公司(Crown7)销售的HYDRO IMPERIALTM；由LOGIC科技公司(LOGIC Technology)销售的LOGICTM和THE CUBANTM；由卢西亚诺吸烟股份有限公司(Luciano Smokes Inc.)销售的
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由尼科泰克有限责任公司(Nicotek,LLC)销售的
Figure BDA0002455118280000168
由索特拉股份有限公司(Sottera,Inc.)销售的
Figure BDA0002455118280000169
和ONEJOYTM；由SS Choice有限责任公司(SS ChoiceLLC)销售的NO.7TM；由高端电子商店有限责任公司(PremiumEstore LLC)销售的PREMIUMELECTRONIC CIGARETTETM；由美国如烟股份有限公司(Ruyan America,Inc.)销售的RAPP E-MYSTICKTM；由红龙产品有限责任公司(Red Dragon Products,LLC)销售的RED DRAGONTM；由如烟集团(控股)有限公司(Ruyan Group(Holdings)Ltd.)销售的
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由吸烟者友好国际有限责任公司(Smoker Friendly International)销售的
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由智能吸烟电子香烟有限公司(The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.)销售的GREENSMART
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由海岸线产品有限责任公司(Coastline Products LLC)销售的SMOKE
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由随处吸烟股份有限公司(Smoking Everywhere,Inc.)销售的SMOKING
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由VMR产品有限责任公司(VMR Products LLC)销售的V2CIGSTM；由VaporNine有限责任公司(VaporNine LLC)销售的VAPOR NINETM；由Vapor 4Life股份有限公司(Vapor 4Life,Inc.)销售的
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由E-CigaretteDirect有限责任公司(E-CigaretteDirect,LLC)销售的VEPPOTM；由R.J.雷诺兹公司(R.J.Reynolds Vapor Company)销售的AVIGO、VUSE、VUSE CONNECT、VUSE FOB、VUSE HYBRID、ALTO、ALTO+、MODO、CIRO、FOX+FOG和SOLO+；由米丝迪可电子烟公司(Mistic Ecigs)销售的MISTIC MENTHOL；以及由CNCreative有限公司销售的VYPE。其它电动气溶胶递送装置、具体是那些已被称为所谓电子烟的装置，已经以如下的商品名进行销售：COOLER VISIONSTM；DIRECT E-CIGTM；DRAGONFLYTM；EMISTTM；EVERSMOKETM；
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HYBRID FLAMETM；KNIGHT STICKSTM；ROYAL BLUESTM；
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SOUTH BEACH SMOKETM。
可在本公开的气溶胶递送装置中采用的部件和相关技术的其他制造商、设计者和/或受让人包括：中国深圳的深圳杰世博科技有限公司(Shenzhen JieshiboTechnology)；中国深圳的深圳市合元科技有限公司(Shenzhen First UnionTechnology)；加利福尼亚州洛杉矶的安全香烟公司(Safe Cig)；菲律宾的詹蒂亚洲公司(Janty Asia Company)；中国深圳的卓尔悦常州电子科技(Joyetech ChangzhouElectronics)有限公司；SIS Resources公司；特拉华州多佛的B2B国际控股公司(B2BInternational Holdings)；俄亥俄州的Evolv有限责任公司(Evolv LLC)；意大利博洛尼亚的Montrade公司；中国深圳的深圳葆威道科技有限公司(Shenzhen Bauway Technology)；佛罗里达州庞帕诺比奇的全球蒸气烟商标股份有限公司(Global Vapor TrademarksInc.)；佛罗里达州劳德代尔堡的蒸气烟公司(Vapor Corp.)；德国拉绍－马尔克尔斯巴赫(Raschau-Markersbach)的涅姆拉股份有限公司(Nemtra GMBH)，密歇根州阿勒根县的Perrigo L.公司(Perrigo L.Co.)；尼兹有限公司(Needs Co.,Ltd.)；内华达州拉斯维加斯的Smokefree Innotec公司；瑞典赫尔辛堡的McNeil AB公司；Chong公司；加利福尼亚州山景城的亚历克萨生物制药公司(Alexza Pharmaceuticals)；北卡罗来纳州夏洛特的BLEC有限责任公司；法国罗尔巴克莱比特克(Rohrbach-lès-Bitche)的盖特兰德萨尔公司(Gaitrend Sarl)；中国深圳的梵活生命科学股份有限公司(FeelLife BioscienceInternational)；德国塞尔布的威世电子股份有限公司(Vishay Electronic BMGH)；中国深圳的深圳市施美乐科技股份有限公司(Shenzhen Smaco Technology Ltd.)；佛罗里达州博卡拉顿的蒸气烟系统国际公司(Vapor Systems International)；以色列的Exonoid医疗器械公司(Exonoid Medical Devices)；中国深圳的深圳Nowotech电子科技有限公司(Shenzhen Nowotech Electronic)；中国香港的微创高科公司(Minilogic DeviceCorporation)；中国深圳的深圳市康纳电子公司(Shenzhen Kontle Electronics)、俄亥俄州麦地那的富马国际有限责任公司(Shenzhen Kontle Electronics)、和威斯康星州贝洛伊特的21世纪烟雾公司(21st Century Smoke)以及中国香港的金瑞控股(香港)有限公司(Kimree Holdings(HK)Co.Limited)。
图1中示出了气溶胶递送装置100的一种示例性实施例。具体地，图1示出了包括控制主体200和料筒300的气溶胶递送装置100。控制主体200和料筒300可以在功能关系上永久地或可拆卸地对准。各种机构可将料筒300连接至控制主体200以产生螺纹配合、压配接合、过盈配合、磁性配合等。在一些实施例中，当料筒300和控制主体220处于组装构造时，气溶胶递送装置100可以是基本上杆状、基本上管形或基本上圆柱形的。然而，在其它实施例中也可采用诸如矩形或钥匙扣形之类的各种其它构造。进一步地，尽管气溶胶递送装置在本文中一般被描述为类似于传统吸烟制品的尺寸和形状，但是在其它实施例中，可以采用不同的构造和更大容量的可被称为“储罐”的贮存部。
在具体的实施例中，料筒300和控制主体200中的一者或两者可被称为是一次性的或可重复利用的。例如，控制主体200可具有可替换的电池或可充电的电池和/或电容器，并因此可以与任何类型的充电技术结合，该充电技术包括连接至典型的交流电插座、连接至车载充电器(即，点烟插座)以及诸如通过通用串行总线(USB)线缆连接至电脑。进一步地，在一些实施例中，料筒300可包括一次性使用的料筒，如授予Chang等人的美国专利第8,910,639号中所公开的，该专利全文以参见的方式纳入本文。
图2是表示根据本公开的示例性实施例的气溶胶递送装置100(参见图1)的控制主体200的分解视图。如所示的，控制主体200可包括联接件202、外主体204、密封构件206、粘合构件208(例如，
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胶带)、流量传感器210(例如，抽吸传感器或压力开关)、控制部件212、间隔件214、电源216(例如，可充电的电容器和/或电池)、具有指示器218(例如，发光二极管(LED))的电路板、连接器电路220以及端盖222。在Peckerar等人的美国专利申请公开第2010/0028766号中描述了电源的示例，该公开全文以参见的方式纳入本文。
关于流量传感器210，在授予Gerth等人的美国专利第4,735,217号、授予Brooks等人的美国专利第4,922,901号、第4,947,874号以及第4,947,875号、授予McCafferty等人的美国专利第5,372,148号、授予Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号、授予Nguyen等人的美国专利第7,040,314号以及授予Pan的美国专利第8,205,622号中描述了包括各种微控制器、传感器和开关的代表性的用于气溶胶递送装置的电流调节部件和其它的电流控制部件，上述所有文献全文以参见的方式纳入本文。还参照Ampolini等人的美国专利申请第2014/0270727号中描述的控制方案，该公开全文以参见的方式纳入本文。
在一种实施例中，指示器218可包括一个或多个发光二极管。指示器218可以通过连接器电路220与控制部件212连通，并且例如在通过流量传感器210检测到用户在联接于联接件202的料筒上吸气的期间被点亮。端盖222可适于使通过指示器218而提供于该端盖222之下的发光可见。因此，指示器218可在气溶胶递送装置100的使用期间被点亮，以模拟吸烟制品的发光端。然而，在其它的实施例中，指示器218能够以变化的数量设置，并且可以采用不同的形状，甚至可以是为外主体内的开口(诸如当存在上述这样的指示器时用于释放声音)。
在本公开的气溶胶递送装置中可以采用进一步的其它部件。例如，授予Sprinkel等人的美国专利第5,154,192号公开了用于吸烟制品的指示器；授予小Sprinkel的美国专利第5,261,424号公开了压电传感器，该压电传感器可以与装置的嘴端关联以检测与进行吸气并随后触发加热装置的加热相关联的用户嘴唇活动；授予McCafferty等人的美国专利第5,372,148号公开了抽吸传感器，该抽吸传感器用于控制响应于通过嘴件的压降而流入加热负载阵列内的能量流动；授予Harris等人的美国专利第5,967,148号公开了吸烟装置中的容纳部，该容纳部包括标识件和控制器，上述标识件对插入后的部件的红外透射率的不均匀性进行检测，上述控制器在部件插入该容纳部时执行检测程序；授予Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号描述了具有多个差分相位的所限定的可执行电力循环；授予Watkins等人的美国专利第5,934,289号公开了光子－光电子部件；授予Counts等人的美国专利第5,954,979号公开了用于通过吸烟装置改变吸气阻力的手段；授予Blake等人的美国专利第6,803,545号公开了在吸烟装置中使用的具体的电池构造；授予Griffen等人的美国专利第7,293,565号公开了与吸烟装置一起使用的各种充电系统；授予Fernando等人的美国专利第8,402,976号公开了用于吸烟装置的电脑交互手段，以有助于充电并且允许对装置进行电脑控制；授予Fernando等人的美国专利第8,689,804号公开了用于吸烟装置的标识系统；以及Flick的WO2010/003480公开了指示气溶胶产生系统中的抽吸的流体流动感测系统；所有上述公开全文以参见的方式纳入本文。在下述文献中公开的与电子气溶胶递送制品以及可用于本公开的制品中的材料或部件相关的部件的进一步示例，包括授予Gerth等人的美国专利第4,735,217号；授予Morgan等人的美国专利第5,249,586号；授予Higgins等人的美国专利第5,666,977号；授予Adams等人的美国专利第6,053,176号；授予White的美国第6,164,287号；授予Voges的美国专利第6,196,218号；授予Fleter等人的美国专利第6,810,883号；授予Nichols的美国专利第6,854,461号；授予Hon的美国专利第7,832,410号；授予Kobayashi的美国专利第7,513,253号；授予Hamano的美国专利第7,896,006号；授予Shayan的美国专利第6,772,756号；授予Hon的美国专利第8,156,944号和第8,375,957号；授予Thorens等人的美国专利第8,794,231号；授予Oglesby等人的美国专利第8,851,083号；授予Monsees等人的美国专利第8,915,254号和第8,925,555号；和授予Depiano等人的美国专利第9,220,302号；Hon的美国专利申请公开第2006/0196518号和第2009/0188490号；Oglesby等人的美国专利申请公开第2010/0024834号；Wang的美国专利申请公开第2010/0307518号；Hon的WO2010/091593；以及Foo的WO2013/089551，上述每篇文献均全文以参见的方式纳入本文。前述文献公开的各种材料可在各种实施例中结合到本公开的装置中，并且前述公开全文以参见的方式纳入本文。
图3以示出了处于分解构造的气溶胶递送装置100(参见图1)的料筒300。如所示的，根据本公开的示例性实施例的料筒300可包括基部302、控制部件端子304、电子控制部件306、导流器308、雾化器310、贮存器312(例如贮存基材)、外主体314、烟嘴件316、标签部318、第一加热端子320以及第二加热端子321。
在一些实施例中，第一加热端子320和第二加热端子321可嵌入于或以其它方式联接于导流器308。例如，第一加热端子320和第二加热端子321可内嵌模制在导流器308中。因此，导流器308与第一加热端子和第二加热端子在本文总称为导流器组件322。在授予Brinkley等人的美国专利公开第2015/0335071号中提供了有关于第一加热端子320、第二加热端子321以及导流器308的附加的描述，该公开全文以参见的方式纳入本文。
在图3所示的实施例中，雾化器310可包括具有如本文所述的带微纹理的表面的液体输送元件324以及如本文所述的加热元件326(例如，施加至液体输送元件的带微纹理的表面的导电油墨)。液体输送元件324可以包括两个孔330、332，这两个孔在加热元件326与加热端子320、321之间提供电连接。液体输送元件324可包括另外的孔334，副液体输送元件340可延伸穿过该孔334。以这种方式，可以将液体从贮存部312输送至副液体输送元件340，然后输送至液体输送元件324的带微纹理的表面，以穿过该表面而半芯吸到加热元件326附近的加热区域中。尽管在本实施例中未示出，液体输送元件324可以包括另外的孔、凹槽或槽口，以便增强通过液体输送元件的气流。此外，尽管液体输送元件324示出为以其平面大致垂直于料筒300的纵向轴线定位，但是其它定向也是可能的，包括其中液体输送元件的平面定位成大致平行于料筒的纵向轴线的定向。
副液体输送元件340具体地可以是在液体输送中利用毛细作用的芯吸部。因此，根据本发明而使用的芯吸部可以是提供足够的芯吸作用，以将气溶胶前体组合物的一种或多种组分输送至气溶胶化区域的任何材料。非限制性示例包括天然和合成纤维，比如棉、纤维素、聚酯、聚酰胺、聚乳酸、玻璃纤维、它们的组合等。可以用于芯吸部的其它示例性材料包括金属、陶瓷和碳化材料(例如，由经过煅烧以除去材料的非碳组分的含碳材料形成的泡沫或单体)。芯吸部还可以涂覆有改变纤维的毛细作用的材料，并且用于形成芯吸部的纤维可以具有特定的横截面形状并且可以开槽以改变纤维的毛细作用。例如，可以使用温度适应的聚合物。这种适应性聚合物可以涂覆在纤维上或以其它方式使用，并且这些聚合物可有效地基于周围条件提供改变的液体输送特性。温度适应性的聚合物具体地在降低的温度下可以呈现出低输送，而在升高的温度下可以呈现出增加的输送。一种示例是来自
Figure BDA0002455118280000221
的称为Adaptive的材料。形成芯吸部的纤维可以作为纺织织物(包括网和编织物)或非纺织织物而单独、成束地提供。还可以控制芯吸材料的孔隙率以改变芯吸部的毛细作用，包括控制平均孔径和总孔隙率。分开的芯吸部还可以具有不同的长度。术语“芯吸部”还旨在涵盖毛细管，并且可以使用提供所期望的毛细作用的元件的任何组合。
例如，如授予DePiano等人的美国专利第9,220,302号中所公开的那样，筒体可附加地包括与基部接合的基部运输塞和/或与烟嘴件接合的烟嘴件运输塞以保护基部和烟嘴件并且防止污染物在使用前进入，上述专利全文以参见的方式纳入本文。
基部302可联接于外主体314的第一端部并且嘴件316可联接于上述外主体的相对的第二端部，以将料筒300的其它部件基本上或完全地封闭在其中。例如，控制部件端子304、电子控制部件306、导流器308、雾化器310和贮存器312可基本上或完全地保持在外主体314内。标签部318可至少部分地环绕外主体314且可选地环绕基部302，并且在该标签部318上包括诸如产品标识之类的信息。基部302可构造成配合控制主体200的联接件202(参见例如图2)。在一些实施例中，如在Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号中所公开的那样，料筒302可包括抗旋转特征部，所述抗旋转特征部基本上阻止料筒与控制主体之间的相对旋转，并且上述专利全文以参见的方式纳入本文。
贮存部312可构造成保持气溶胶前体组合物。在授予Robinson等人的美国专利第7,726,320号、Collett等人的美国专利第8,881,737号、Chong等人的美国专利第9,254,002号；和Zheng等人的美国专利公开第2013/0008457号；Lipowicz等人的美国专利公开第2015/0030823号；和Koller的美国专利公开第2015/0020830号、以及Bowen等人的WO 2014/182736中也对代表性类型的气溶胶前体的组分和构成进行了阐述和表征，上述公开内容全文以参见的方式纳入本文。可采用的其它气溶胶前体包括已包含在下述产品中的气溶胶前体：R.J.雷诺兹公司(R.J.Reynolds Vapor Company)的
Figure BDA0002455118280000231
LorillardTechnologies公司的BLU；Mistic Ecigs公司的MISTIC MENTHOL；以及CN Creative有限公司(CN Creative Ltd)的VYPE。还可期望的是已经可以从约翰克里克有限公司(JohnsonCreek Enterprises LLC)获得的、用于电子香烟的所谓“烟汁”。泡腾剂材料的实施例可以与气溶胶前体一起使用，并且举例来说在Hunt等人的美国专利申请公开第2012/0055494号中进行描述，上述公开以参见的方式纳入本文。进一步，例如在下述文献中描述了泡腾剂材料的使用：在授予Niazi等人的美国专利第4,639,368号；授予Wehling等人的美国专利第5,178,878号；授予Pather等人的美国专利第6,974,590号；授予Bergquist等人的美国专利第7,381,667号；授予Crawford等人的美国专利第8,424,541号；授予Strickland等人的美国专利第8,627,828号；以及Brinkley等人的美国专利公开第2010/0018539号和Sun等人的美国专利公开第2010/0170522号；和Johnson等人的PCT WO97/06786，所有文献以参见的方式纳入本文。在Davis等人均于2016年7月21日提交的美国专利申请序列第15/216,582号和第15/216,590号中提供了关于气溶胶前体组合物的实施例的附加描述，该附加描述包括对烟草或其中衍生自烟草的组分的描述，上述文献全文以参见的方式纳入本文。在某些实施例中，气溶胶前体组合物可以包括诸如多元醇(例如甘油、丙二醇及其混合物)、水、烟碱化合物(例如高纯度的烟草衍生的尼古丁)、酸或碱、调味剂之类的组分及其混合物。
贮存部312可包括多层非纺织纤维，这些非纺织纤维层形成为环绕料筒300的外主体314内部的管状形状。因此，液体组分例如可以由贮存部312吸附地保持。贮存部312使用副液体输送元件340作为中间导管来与液体输送元件324流体连接。因此，液体输送元件324可构造成经由半芯吸液体输送机理来将液体从贮存部312输送至加热元件326。
在授予Counts等人的美国专利第5,060,671号；授予Deevi等人的美国专利第5,093,894号；授予Deevi等人的美国专利第5,224,498号；授予Sprinkel Jr.等人的美国专利第5,228,460号；授予Deevi等人的美国专利第5,322,075号；授予Deevi等人的美国专利第5,353,813号；授予Deevi等人的美国专利第5,468,936号；授予Das的美国专利第5,498,850号；授予Das的美国专利第5,659,656号；授予Deevi等人的美国专利第5,498,855号；授予Hajaligol的美国专利第5,530,225号；授予Hajaligol的美国专利第5,665,262号；授予Das等人的美国专利第5,573,692号；以及授予Fleischhauer等人的美国专利第5,591,368号中描述了本文中所使用的附加的代表性加热元件和材料，上述文献的公开内容全文以参见的方式纳入本文。进一步地，在其它实施例中还可采用化学加热。在授予Collett等人的美国专利第8,881,737号中描述了加热器以及用于形成加热器的材料的各种附加的示例，上述文献如上所述以参见的方式纳入本文。
可在本公开的气溶胶递送装置中采用各种加热器部件。在各种实施例中，可使用一个或多个微加热器或类似固态加热器。在授予Collett等人的美国专利第8,881,737号中描述了用于目前所公开的装置中的微加热器和包含微加热器的雾化器，上述文献全文以参见的方式纳入本文。
第一加热端子320和第二加热端子321(例如，负加热端子和正加热端子)构造成配合加热元件326的相对端部，并且在料筒300连接至控制主体200时形成该料筒300与该控制主体200(参见例如图2)的电连接。进一步，当控制主体200联接于料筒300时，电子控制部件306可通过控制部件端子304形成与控制主体的电连接。控制主体200可因此采用电子控制部件212(参见图2)以确定料筒300是否是正品和/或是否执行其它的功能。进一步地，在Sears等人的美国专利申请公开第2014/0096781号中描述了电子控制部件的各种示例以及由此实行的功能，上述文献全文以参见的方式纳入本文。
在使用期间，用户可在气溶胶递送装置100(参见图1)的料筒300的嘴件316上吸气。这可将空气抽引通过控制主体200(参见例如图2)内的开口或料筒300内的开口。例如，在一种实施例中，如在授予DePiano等人的美国专利第9,220,302号中所述的，开口可限定在控制主体200(参见例如图2)的联接件202与外主体204之间，上述文献全文以参见的方式纳入本文。然而，在其它的实施例中，空气流可通过气溶胶递送装置100的其它部分而被接纳。如上所述，在一些实施例中，料筒300可包括导流器308。导流器308可构造成将所接纳的空气流从控制主体200引导至雾化器310的加热元件326。
气溶胶递送装置100中的传感器(例如，控制主体200中的流量传感器210；参见图2)可对抽吸进行感测。当感测到抽吸时，控制主体200可通过包括第一加热端子320和第二加热端子321的电路将电流引导至加热元件326。因此，加热元件326可使从贮存部312由液体输送元件324引导至气溶胶化区域或加热区域的气溶胶前体组合物蒸发。因此，嘴件326可允许空气和所夹带的蒸气(即，可吸入形式的气溶胶前体组合物的组分)从料筒300流向在该料筒300上进行吸气的消费者。
例如，在DePiano等人的美国专利申请公开第2014/0261495号中提供了关于可包括在料筒300内的部件的各种其它细节，上述文献全文以参见的方式纳入本文。例如，在Brinkley等人于2014年5月23日提交的美国专利公开第2015/0335071号中提供了可包括在料筒300内的附加的部件和与其相关的细节，上述文献全文以参见的方式纳入本文。
根据本公开的气溶胶递送装置的各种组分可以从现有技术中所描述的组分和市售的组分中选择。例如，参照了Sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号中公开的在电子吸烟制品中用于多种可气溶胶化材料的可控递送的贮存部和加热器，上述文献全文以参见的方式纳入本文。
在另一种实施例中，基本上整个料筒可由一种或多种碳材料形成，这可以在生物降解性和节省线材的方面提供优点。在这方面，加热元件可包括碳泡沫，贮存部可包括碳化织物，并且可采用石墨来形成与电源和控制部件的电连接。在Griffith等人的美国专利申请公开第2013/0255702号中提供了碳基料筒的示例性实施例，上述文献全文以参见的方式纳入本文。
图4示出了可以在本发明的气溶胶递送装置中使用的雾化器310的另一种实施例的俯视图。如图所示，雾化器310包括具有带微纹理的表面的液体输送元件324，加热元件326在该表面上图案化(例如，作为导电油墨薄膜)。
加热元件326从第一孔330延伸至第二孔332，第二孔332用作加热元件的电连接点。每个孔提供用于在加热元件326与加热端子(未示出)、比如图3中所示的端子320、321之间形成电连接的空间。如果期望的话，则可以将由导电材料(例如，金属螺钉)形成的紧固件(未示出)插入每个孔中，以便形成与加热元件326的电连接的一部分，并且还提供用于将雾化器310连接至气溶胶递送装置的另一部件的紧固功能。如图所示，每个孔330、332可以包括可选的导电涂层或薄膜350，其围绕孔的周缘并延伸穿过孔的深度的至少一部分(并且有利地穿过其整个深度)。可以由与加热元件326相同的导电材料构成的导电涂层或薄膜的存在可以改善与加热元件的电连接。值得注意的是，可以通过将加热元件连接至置于带微纹理的表面上方的端子来进行电连接，而不是提供孔以提供到加热元件326的电连接，从而避免了对孔的需要。
图5示出了类似于以上讨论的图4的雾化器310的另一种实施例的俯视图。然而，如图所示，加热元件326构造成不同的图案，使得多个加热元件部分在液体输送元件324上图案化以增加整个表面上的热量。加热元件部分的数量可以有变化，并且根据加热区域的期望尺寸和形状，加热元件部分的数量通常将包括具有不同形状和在整个表面上具有不同图案的一到十个加热元件部分。值得注意的是，多个加热元件部分可以如图所示从共享的孔延伸，或者每个加热元件部分可以在分开的孔之间延伸以形成可以分开控制的完全分开的加热元件。
图6示出了本发明的雾化器310的又一种实施例的俯视图。如前所述，雾化器310的确切形状可以变化，如图4和5所示的圆形是一种示例，而图6的矩形代表另一种示例。与图4类似，图6的雾化器310包括加热元件326(例如，导电油墨薄膜)，该加热元件326在具有带微纹理的表面的液体输送元件324上图案化。加热元件326可以在两个孔330、332之间延伸，这两个孔提供用于加热元件的电连接的手段。类似于图3，图6的雾化器310也包括两个孔334，未示出的副流体输送元件(例如，纤维芯吸部)可以穿过两个孔334，以实现带微纹理的表面与副流体输送元件之间的流体连接。在其它实施例中，可以通过将副流体输送元件的端部定位在不同的位置，比如覆盖带微纹理的表面，来避免副流体输送元件的孔，上述端部典型地适于与贮存部流体连通。
本发明的雾化器可以包括覆盖液体输送元件的至少一部分的带微纹理的表面的保护层。保护层可以有利地用于防止气溶胶前体组合物与加热元件之间的直接接触，从而钝化雾化器的加热区域。保护层还可以用作屏障，以防止装置中的加热元件与任何副流体输送元件之间的直接接触。保护层通常由在雾化器的工作温度下呈温度稳定的材料形成，并且可以是热辐射和/或热传导的。例如，保护层可以在约150℃或更高、约200℃或更高、约300℃或更高、约400℃或更高、或约500℃或更高的温度下保持温度稳定。在其它实施例中，保护层可以在约125℃至约750℃、约150℃至约650℃、或者约175℃至约500℃的温度范围内温度稳定。
保护层可以直接接触气溶胶前体组合物或其组分。因此，优选的是，保护层与可包括在气溶胶前体材料中的各种化合物基本上不发生化学反应。基本上没有化学反应是指保护层与气溶胶前体材料的组分之间的任何化学反应都受到充分的限制，使得保护层不被破坏而使气溶胶前体组合物与加热元件的导电层直接接触。替代地，该短语可以表示保护层与气溶胶前体材料的组分之间的任何化学反应都受到充分的限制，使得保护层中存在的化学化合物不释放(或形成新的化学化合物)而与形成的气溶胶混合，以为消费者所吸入。
在某些实施例中，保护层可以包括硅基材料，比如二氧化硅、氮化硅或碳化硅。替代地，保护层可以由诸如氧化铝之类的金属氧化物材料形成。保护层的厚度可以有变化，其中示例性的厚度包括约0.1微米至约1.0微米。可以使用本领域已知的任何涂覆方法来施加保护层，包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
图7提供了雾化器310的侧视图，该附图示出了应用于液体输送元件324的带微纹理的表面的保护层360。值得注意的是，保护层360可以应用于带微纹理的表面的全部或部分。例如，保护层360可以仅应用于包围加热元件的区域(参见，图4-6)，以防止加热元件与气溶胶前体组合物之间的接触。
图8A提供了料筒300’的另一种实施例的立体图，该料筒300’包括嘴件316’、外主体314’和加热端子320’和321’，这些部件等同于结合图3所描述的那样起作用。如图8B的分解图所示，料筒300’还可以包括适于将气溶胶从雾化器310’引导至嘴件316’的流管362。气溶胶前体组合物(未示出)可以容纳在外主体314’与由流管362形成的管的外壁之间的贮存空间中。加热端子320’和321’提供与雾化器310’的电连接，雾化器310’包括具有带微纹理的表面的液体输送元件324’、加热元件326’(例如，图案化的导电薄膜)和两个孔330’和332’。料筒300’还包括基板364。如图所示，与图3的实施例不同，料筒300’包括覆盖液体输送元件324’的带微纹理的表面的周缘的盘状副流体输送元件340’。可以由本文所述的任何芯吸材料构成的副流体输送元件340’在包含气溶胶前体材料的贮存部与液体输送元件324’的带微纹理的表面之间提供流体连接。
图9-11示出了本公开的料筒的又一种实施例。如图9所示，料筒370可以包括嘴件372和外贮存部374。雾化器376相对于贮存部374居中定位。如图10和图11的剖视图所示，流管378提供了供气溶胶从雾化器376行进至嘴件372的路径，以及将通过装置而被吸入的空气带入雾化器的第二流管379。
参照图10和11，雾化器376包括液体输送元件380，在其带微纹理的表面上具有图案化的导电薄膜加热元件382。雾化器376还包括两个纵向延伸的副液体输送元件386(例如，纤维芯吸部或本文所述的任何其它芯吸材料)，这两个副液体输送元件穿过两组孔，使得副液体输送元件与带微纹理的表面流体连通。每个纵向延伸的副液体输送元件386的相对端390、392延伸到贮存部374中，从而为气溶胶前体组合物提供从贮存部到带微纹理的表面的流体路径。由导电材料所形成的螺钉396将雾化器在376中保持在位，并形成加热元件382与加热端子398、399之间电气连接的一部分。
本公开的许多修改和其它实施例将被本公开所属领域的技术人员想到，其具有在前面的描述和相关联的附图中呈现的教示内容的益处。因此，应当理解的是，本公开不局限于所揭示的具体实施例，各种修改和其它的实施例都将包含到附后权利要求书的范围之内。尽管在文中使用了特定的术语，但它们是以一般和描述意义使用的，而不是出于限制的目的。

Claims (25)

1.一种气溶胶递送装置，所述气溶胶递送装置包括：
贮存器，所述贮存器包含有液体气溶胶前体组合物；
雾化器，所述雾化器包括电阻加热元件和具有带微纹理的表面的非纤维液体输送元件，所述带微纹理的表面适于对液体气溶胶前体组合物进行穿过所述带微纹理的表面的表面芯吸，所述液体输送元件的所述带微纹理的表面与所述贮存部流体连通，并且与所述电阻加热元件流体连通。
2.如权利要求1所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述电阻加热元件是薄膜，所述薄膜在所述非纤维液体输送元件的所述带微纹理的表面上图案化。
3.如权利要求2所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述电阻加热元件呈在所述带微纹理的表面上图案化的导电油墨的形式。
4.如权利要求2所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述非纤维液体输送元件是板状的。
5.如权利要求2所述的气溶胶递送装置，其特征在于，在所述带微纹理的表面上图案化的所述薄膜从第一端延伸至第二端，还包括在所述非纤维液体输送元件中的在所述第一端和所述第二端中每一个的近侧的孔，并且还包括正电端子和负电端子，所述正电端子通过孔与所述薄膜的第一端配合，所述负电端子通过孔与所述薄膜的第二端配合，使得电流能够从端子传递至端子。
6.如权利要求2所述的气溶胶递送装置，其特征在于，还包括副液体输送元件，所述副液体输送元件介于在所述贮存部与所述非纤维液体输送元件之间的流动路径中，且其中，所述副液体输送元件与所述贮存部流体连通，并且与所述非纤维液体输送元件的至少一部分流体连通。
7.如权利要求6所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述非纤维液体输送元件的所述带微纹理的表面包括加热区域，所述加热区域包括所述电阻加热元件以及与所述电阻加热元件间隔开的第二区域，且其中，所述副液体输送元件与所述第二区域的至少一部分流体连通，使得从所述副液体输送元件到所述第二区域以及从所述第二区域到所述加热区域穿过带微纹理的表面而建立用于所述液体气溶胶前体组合物的流动路径。
8.如权利要求7所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述非纤维液体输送元件是板状的，所述非纤维液体输送元件的周向边缘围绕中心区域，并且其中，所述第二区域位于所述周向边缘的近侧，并且所述加热区域包括所述中心区域的至少一部分。
9.如权利要求6所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述副液体输送元件包括纤维材料或陶瓷材料。
10.如权利要求6所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述副液体输送元件覆盖所述带微纹理的表面的至少一部分。
11.如权利要求10所述的气溶胶递送装置，其特征在于，还包括穿过所述非纤维液体输送元件的至少一个孔，其中，所述副液体输送元件的至少一部分穿过所述至少一个孔。
12.如权利要求2所述的气溶胶递送装置，其特征在于，在所述带微纹理的表面上图案化的所述薄膜包括从第一端延伸至第二端的一个或多个直的或曲线形的元件。
13.如权利要求2所述的气溶胶递送装置，其特征在于，还包括覆盖所述电阻加热元件的保护层，使得穿过所述带微纹理的表面而被输送的液体气溶胶前体组合物不直接接触所述电阻加热元件。
14.如权利要求1所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述贮存部和所述雾化器被容纳在适于附连至控制主体的料筒中，所述控制主体包括构造成向所述电阻加热元件提供电流的电源。
15.如权利要求1所述的气溶胶递送装置，其特征在于，还包括以下中的一个或多个：
(a)构造成向所述电阻加热元件提供电流的电源；
(b)适于控制来自所述电源的电流的控制器；以及
(c)与所述控制器通信并适于感测所述气溶胶递送装置或其一部分内的压降的流量传感器。
16.一种气溶胶递送装置，所述气溶胶递送装置包括：
贮存器，所述贮存器包含有液体气溶胶前体组合物；
雾化器，所述雾化器包括非纤维液体输送元件，所述非纤维液体输送元件具有带微纹理的表面以及呈薄膜形式的电阻加热元件，所述带微纹理的表面适于对所述液体气溶胶前体组合物进行穿过所述带微纹理的表面的表面芯吸，并且所述薄膜在所述非纤维液体输送元件的所述带微纹理的表面上图案化，所述薄膜具有第一端和第二端，所述液体输送元件的所述带微纹理的表面与所述贮存部流体连通，并且与所述电阻加热元件流体连通；以及
孔，所述孔在所述非纤维液体输送元件中在第一端和第二端中每一个的近侧，并且还包括正电端子和负电端子，所述正电端子通过孔与所述薄膜的第一端配合，所述负电端子通过孔与所述薄膜的第二端配合，使得电流能够从端子传递至端子。
17.如权利要求16所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述非纤维液体输送元件是板状的。
18.如权利要求16所述的气溶胶递送装置，其特征在于，还包括副液体输送元件，所述副液体输送元件介于在所述贮存部与所述非纤维液体输送元件之间的流动路径中，且其中，所述副液体输送元件与所述贮存部流体连通，并且与所述非纤维液体输送元件的至少一部分流体连通。
19.如权利要求18所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述非纤维液体输送元件的所述带微纹理的表面包括加热区域，所述加热区域包括所述电阻加热元件以及与所述电阻加热元件间隔开的第二区域，其中，所述副液体输送元件与所述第二区域的至少一部分流体连通，使得从所述副液体输送元件到所述第二区域以及从所述第二区域到所述加热区域穿过所述带微纹理的表面而建立用于所述液体气溶胶前体组合物的流动路径。
20.如权利要求19所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述非纤维液体输送元件是板状的，所述非纤维液体输送元件的周向边缘围绕中心区域，并且其中，所述第二区域位于所述周向边缘的近侧，并且所述加热区域包括所述中心区域的至少一部分。
21.如权利要求18所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述副液体输送元件包括纤维材料或陶瓷材料。
22.如权利要求18所述的气溶胶递送装置，其特征在于，所述副液体输送元件覆盖所述带微纹理的表面的至少一部分。
23.如权利要求22所述的气溶胶递送装置，其特征在于，还包括穿过所述非纤维液体输送元件的至少一个孔，其中，所述副液体输送元件的至少一部分穿过所述至少一个孔。
24.如权利要求16所述的气溶胶递送装置，其特征在于，在所述带微纹理的表面上图案化的所述薄膜包括从所述第一端延伸至所述第二端的一个或多个直的或曲线形的元件。
25.如权利要求16所述的气溶胶递送装置，其特征在于，还包括覆盖所述电阻加热元件的保护层，使得穿过所述带微纹理的表面而被输送的液体气溶胶前体组合物不直接接触所述电阻加热元件。
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