CN111836560A - 具有液体泵的电子吸烟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有雾化器/储液器部分(14)的电子吸烟装置(10)，以及一种通过雾化液体产生待吸入的蒸汽的方法，其中该液体通过加热而雾化。为了避免液体过热，本发明提供了通过控制电子吸烟装置(10)的液体泵(35)的泵送速率控制为使液体雾化而施加的温度。

Description

具有液体泵的电子吸烟装置

技术领域

本发明总体上涉及电子吸烟装置，尤其是电子香烟，以及通过雾化液体产生待吸入的蒸汽的方法。本发明特别地涉及具有可再填充的储液器的电子吸烟装置。

背景技术

电子吸烟装置，例如电子香烟(电子烟)，通常具有容纳电源(例如，一次性电池或可充电电池、电插头或其他电源)的壳体，以及可电动雾化器。雾化器蒸发或雾化从储液器供应的液体，并提供被蒸发或雾化的液体作为气雾剂。控制电子器件控制雾化器的启动。在一些电子烟中，在电子吸烟装置内提供了气流传感器，该气流传感器检测使用者对装置的抽吸(例如，通过感测通过装置的负压或气流模式)。气流传感器指示控制电子器件抽吸或向控制电子器件发出抽吸信号，以使设备通电并产生蒸汽。在其他电子烟中，使用开关为电子烟通电以产生一团蒸汽。

电子吸烟装置可适于允许再填充储液器。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电子吸烟装置，其包括具有电源的电源部分。该电子吸烟装置还包括雾化器/储液器部分，该雾化器/储液器部分具有储液器和雾化器，该储液器适于储存液体，当连接到电源时该雾化器可操作以雾化储存在储液器中的液体。该电子吸烟装置包括：液体泵，用于将液体从该储液器泵送到该雾化器；以及控制电子器件，其适于通过控制所述液体泵的泵送速率来控制电动雾化器的温度。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于产生待吸入的蒸汽的方法。通过雾化液体，特别是通过加热液体来产生蒸汽。通过调节待雾化的液体的供应速率来控制用于雾化液体的温度。

结合以下示例性实施例的描述，本发明的特征、特点和优点以及上述获得它们的方式将变得更加明显并且被更加清楚地理解，该描述参照附图进行说明。

附图说明

在附图中，每个附图中相同的元件标记表示相同的元件：

图1以示意性截面图示出电子吸烟装置的一个示例性实施例，

图2以示意性截面图示出电子吸烟装置的另一示例性实施例，以及

图3示出了通过雾化液体产生待吸入的蒸汽的方法的一个示例性实施例。

具体实施方式

在下文中，将参考电子烟示例性地描述电子吸烟装置。如图1所示，电子烟10通常具有壳体，该壳体包括具有端盖16的筒形空心管。该筒形空心管可以是单件或多件管。在图1中，该筒形空心管被示为具有电源部分12和雾化器/储液器部分14的两件式结构。该电源部分12和该雾化器/储液器部分14共同形成筒形管，该筒形管可具有与常规香烟大致相同的尺寸和形状，长度通常为约100mm，直径为7.5mm，尽管长度可以在70到150或180mm的范围内，直径在5到28mm的范围内。

电源部分12和雾化器/储液器部分14通常由金属制成，例如钢或铝，或由耐磨塑料制成，并与端盖16一起作用以提供容纳电子烟10的部件的壳体。电源部分12和雾化器/储液器部分14可构造为通过摩擦推入配合、卡扣配合或卡口附接、磁性配合或螺纹配合在一起。端盖16设置在电源部分12的前端。端盖16可以由半透明的塑料或其他半透明的材料制成，以允许位于该端盖附近的发光二极管(LED)20通过该端盖发光。该端盖可以由金属或其他不允许光线通过的材料制成。

可以在端盖的进口边缘处靠近筒形空心管的位置，沿着该筒空心管的长度的任意位置设置进气口，或在该电源部分12和该雾化器/储液器部分14的连接处设置进气口。图1示出了设置在电源部分12与雾化器/储液器部分14之间的相交处的一对进气口38。

在筒形空心管电源部分12内提供电源，优选电池18，LED 20，控制电子器件22以及可选地气流传感器24。电池18电连接到控制电子器件22，控制电子器件22电连接到LED 20和气流传感器24。在这个例子中，LED20位于电源部分12的前端，与端盖16相邻，控制电子器件22和气流传感器24设置在电池18的与雾化器/储液器部分14相邻的另一端的中心腔中。

气流传感器24用作抽吸检测器，检测使用者在电子烟10的雾化器/储液器部分14上的吹气或吸气。气流传感器24可以是用于检测气流或气压的变化的任何合适的传感器，例如包括可变形膜的麦克风开关，该可变形膜由于气压的变化而移动。可替代地，该传感器可以是霍尔元件或机电传感器。

控制电子器件22还连接到雾化器26。在所示的示例中，雾化器26包括加热线圈28，加热线圈28缠绕在延伸穿过雾化器/储液器部分14的中央通道32的芯30上。线圈28可以位于雾化器26中的任何位置，并且可以横向于或平行于储液器34。芯30和加热线圈28并未完全阻塞中央通道32。而是在加热线圈28的任一侧上设置气隙，以使空气流过加热线圈28和芯30。雾化器可替代地使用其他形式的加热元件，例如陶瓷加热器或纤维或网状材料加热器。诸如声波、压电和喷射式的非电阻加热元件也可以代替加热线圈用于雾化器中。

中央通道32被筒形储液器34围绕，芯30的至少一端邻接或延伸到储液器34中。芯30可以是多孔材料，例如玻璃纤维束，储液器34中的液体通过毛细作用从芯30的端部朝向芯30的被加热线圈28环绕的中心部分吸取。

储液器34可替代地包括浸入液体中的填充物，该填充物围绕中央通道32，并且芯30的端部邻接填充物。在其他实施例中，储液器34可包括环形腔，该环形腔被布置为填充有液体，并且芯30的至少一个端部延伸到环形腔中。

电子吸烟装置10包括用于将液体从储液器34泵送到雾化器26的液体泵35。在液体从储液器34到雾化器26的流动路径中，布置液体泵35，使得液体泵35可将储存在储存器34中的液体泵送到雾化器26。如图1中示例性地示出，液体泵35布置在储液器34的内部，使得芯30的至少一端以液体接收的方式连接到液体泵35。液体泵35可以以密封的方式连接到储液器34的内侧壁，使得液体可以仅经由液体泵35到达芯30。可替代地，液体泵35可以布置在储液器34的外部，以便最大化储液器的储存容量。例如，液体泵35布置在储液器34面对或邻接中央通道32的外侧上。

液体泵35以控制信号传输的方式连接到控制电子器件22，使得控制电子器件22能够控制液体泵35，即，能够控制液体泵35的泵送速率，并且可选地能够打开和关闭液体泵35。通过控制液体泵35的泵送速率，控制电子器件22可以变化，从而通过液体泵35控制电动雾化器26的温度。

电子吸烟装置10可选地包括用于测量雾化器26的温度的温度传感器，其中该温度传感器在图1中不可见，但是是通过信号线36以测量信号传输的方式连接至控制电子器件22。温度传感器可以接触雾化器，例如加热线圈和/或芯30，并且可以例如布置在加热线圈处或加热线圈内部。例如，温度传感器的电导率随温度而变化。可替代地，温度传感器布置成与雾化器相距一定距离。温度传感器可以是光学温度传感器，例如高温计。

作为对通过温度传感器的温度测量的替代或补充，控制电子器件22适于通过基于所提供的电力水平控制泵送速率以控制电动雾化器26的温度。然后，提供给雾化器26的电力用作代表温度的值。

空气吸入口37设置在雾化器/储液器部分14的远离端盖16的后端处。空气吸入口37可以由筒形空心管雾化器/储液器部分14形成，或者可以形成在端盖中。

在使用中，使用者抽吸电子烟10。这导致空气通过一个或多个进气口(例如进气口38)吸入电子烟10，并通过中央通道32朝向空气吸入口37吸入。气流传感器24检测到所产生的气压变化，该气流传感器24产生电信号，该电信号被传递至控制电子器件22。响应于该信号，控制电子器件22激活加热线圈28，该加热线圈28使芯30中存在的液体蒸发，从而在中央通道32内产生气雾剂(其可以包括气态和液态成分)。当使用者继续抽吸电子烟10时，该气雾剂被抽吸通过中央通道32并被使用者吸入。同时，控制电子器件22还激活LED 20，从而使LED 20点亮，这通过半透明的端盖16可见，从而模仿了常规香烟末端的发光余烬。当存在于芯30中的液体被转换成气雾剂时，更多的液体通过毛细作用从储液器34被吸入到芯30中，因此可通过随后的加热线圈28的激活而被转换成气雾剂。

根据示例性实施例，控制电子器件22适于基于电子吸烟装置10的使用者的蒸汽需求(例如，在预定时间段内要产生的蒸汽量或蒸发速率)来控制或预定义从电源18供应的电力水平。例如，可以基于使用者以一定流量例如空气质量流量吸入的空气量来确定蒸汽需求。为了确定蒸汽需求，可以使用气流传感器24或质量气流传感器。

一些电子烟旨在为一次性的，并且电池18中的电力旨在足以蒸发容纳在储液器34内的液体，此后，电子烟10被丢弃。在其他实施例中，电池18是可再充电的，并且储液器34是可再填充的。在储液器34是环形腔的情况下，这可以通过经由一个再填充端口重新填充储液器34来实现。在其他实施例中，电子烟10的雾化器/储液器部分14可从电源部分12拆卸，并且新的雾化器/储液器部分14可装配有新的储液器34，从而补充液体的供应。在某些情况下，更换储液器34可包括更换加热线圈28和芯30以及储液器34。包括雾化器26和储液器34的可更换单元称为雾化烟弹。

新的储液器34可以是具有中央通道32的管壳的形式，使用者通过其吸入气雾剂。在其他实施例中，气雾剂可以绕管壳32的外部流到空气吸入口36。

当然，除了以上对典型的电子烟10的结构和功能的描述之外，还存在变体。例如，LED 20可以省略。气流传感器24可以邻近端盖16放置而不是放置在电子烟的中间。气流传感器24可以用开关代替，该开关使使用者能够手动地而不是响应于检测到空气流量或气压的变化而激活电子烟。

可以使用不同类型的雾化器。因此，例如，雾化器可以在浸有液体的多孔体内部的空腔中具有加热线圈。在这种设计中，通过激活加热多孔体的线圈或者可替代地通过流过或穿过多孔体的热空气来蒸发多孔体中的液体，从而产生气雾剂。可替代地，雾化器可以在结合加热器或没有加热器的情况下使用压电雾化器产生气雾剂。

图2以示意性截面图示出了电子吸烟装置10的另一示例性实施例。对于形式和/或功能与先前示例性实施例的元件相对应的元件，使用相同的附图标记。为了简洁起见，下面仅讨论与先前示例性实施例的不同之处。

在图2的示例性实施例中，温度传感器40被示出为在加热线圈28的内部并且例如被加热线圈28包裹。

独立于温度传感器40的实施例和布置，图2示出了将液体泵送到雾化器26的另一示例性实施例。雾化器26是无芯的，即不包括芯。为了经由液体泵35从储液器24向雾化器26供应液体，电子吸烟装置10包括喷嘴42，喷嘴42指向雾化器26并且特别是指向加热线圈28，并且该喷嘴42以液体接收的方式连接到液体泵35。同样，液体泵35可以如以上关于图1所示的示例性实施例所说明的那样布置。

图3示出了通过雾化液体来产生待吸入的蒸汽的方法的示例性实施例，其中，通过加热液体将液体雾化，示意性地作为流程图。

方法50从第一方法步骤52开始。例如，基于由气流传感器24产生的信号来检测抽吸的开始。

在方法步骤52之后，可以可选地遵循方法步骤54，其中确定电力和/或在预定时间段内要产生的蒸汽的量。例如，基于沿着电子吸烟装置10的气流传感器24或质量气流传感器的空气的流速来确定电力和/或要产生的蒸汽的量。

作为下一个方法步骤56，将在方法步骤52中定义的电力或预定电力提供给雾化器26。可选地，向雾化器的液体供应可以与电力供应同时开始，或者在电力供应开始之后的预定时间段之后开始。

作为下一个方法步骤58，确定雾化器26的温度。雾化器的温度26取决于供应到雾化器26的电力和液体的供应速率。例如，利用例如温度传感器40来测量温度。替代地或附加地，供应到雾化器26的电力、在预定时间段内要产生的蒸汽量和/或供应给雾化器26的液体的供应速率可以用于确定温度，例如通过在控制电子器件22中执行的数学计算。

作为下一个方法步骤60，调节液体泵35将液体泵送到雾化器26的供应速率，以控制温度。因此，可以基于所测量的温度或基于供应到雾化器26的电力和/或在预定时间段内要产生的蒸汽量来确定供应速率。

在抽吸过程中，可以重复执行方法步骤58和60，以控制液体雾化的温度。

方法50以方法步骤62结束。例如，基于由气流传感器24产生的信号来检测抽吸的结束。

总而言之，一方面，该电子吸烟装置包括具有电源的电源部分和雾化器/储液器部分，该雾化器/储液器部分包括：储液器，适于存储液体；以及雾化器，当连接到电源时雾化器可操作以雾化存储在储液器中的液体。该电子吸烟装置还包括：液体泵，用于将液体从储液器泵送到雾化器；以及控制电子器件，其适于通过控制液体泵的泵送速度来控制电动雾化器的温度。

在另一方面，总的来说，通过雾化液体产生待吸入的蒸汽的方法，其中通过加热液体来雾化液体，包括通过调节待雾化的液体的供应速率来控制为雾化液体而施加的温度。

上述方面的优点可以是避免了可能导致蒸汽的不良味道的液体的过热，，而不会影响雾化器的雾化速率。

根据电子吸烟装置的实施例，控制电子器件适于通过基于所提供的电力水平来控制泵送速率以控制电动雾化器的温度。该实施例的优点可以是，以稳定的雾化速率提供蒸汽而没有液体过热的风险，其中雾化器的温度不需要直接测量，因此不需要单独的温度传感器。

根据电子吸烟装置的一个实施例，控制电子器件适于基于电子吸烟装置的使用者的蒸汽需求来控制从电源供应的电力的水平。根据该方法的一个实施例，用于加热和蒸发液体的电力水平基于待产生的蒸汽量来确定。这些实施例的优点可以是，可以根据使用者需求在预定时间段内提供不同量的蒸汽，而又没有使液体过热的风险。

例如，可以基于吸气习惯和/或吸气行为来确定蒸汽需求，例如通过确定和/或测量沿着空气流量传感器和/或雾化器的空气质量流量。

根据该方法的实施例，基于用于加热和蒸发液体的电力水平来调节或控制供应速率。根据电子吸烟装置的实施例，控制电子器件适于基于供应给雾化器的电力水平来控制供应速率。这些实施例的优点可以是雾化器的温度不需要直接测量，从而不需要单独的温度传感器。

根据电子吸烟装置的一个实施例，液体泵处于液体从储液器到雾化器的流动路径中，使得液体泵可以将储存在储液器中的液体泵送到雾化器，例如为了将液体直接供应到加热线圈上或将液体供应到芯。例如，液体泵将液体压入芯中，使得芯以比没有泵的芯的传输率更高的速率传输液体。该实施例的优点可以是，与没有这种液体泵的电子吸烟装置相比，可以以更高的速率供应液体。

根据电子吸烟装置的实施例，液体泵布置在储液器的内部。该实施例的优点可以是液体泵不会阻碍通过电子吸烟装置的空气流。例如，液体泵以密封的方式连接到出液体器的内侧壁，使得液体可以仅经由液体泵到达芯。

根据电子吸烟装置的实施例，液体泵布置在储液器的外部。该实施例的优点是储液器的存储容量被最大化。例如，液体泵布置在储液器的面对或邻接中央通道的外侧上。

根据电子吸烟装置的实施例，电子吸烟装置包括用于测量雾化器的温度的温度传感器，其中，温度传感器通过信号线以测量信号传输的方式连接至控制电子器件。根据该方法的一个实施例，确定(并例如测量)雾化器的温度。这些实施例的优点是可以通过测量确定温度，因此可以直接且高精度地确定温度。

根据电子吸烟装置的实施例，温度传感器接触雾化器，例如加热线圈和/或芯，并且可以例如布置在加热线圈处或内部。该实施例的优点是可以通过测量确定温度，因此可以直接且高精度地确定温度，此外，甚至可以测量快速的温度变化。例如，温度传感器的电导率随温度而变化。可替代地，温度传感器是光学温度传感器，例如高温计，和/或温度传感器布置成与雾化器相距一定距离。

独立于温度传感器40的实施例和布置，图2示出了将液体泵送到雾化器26的另一示例性实施例。

根据电子吸烟装置的实施例，电子吸烟装置包括喷嘴，该喷嘴指向雾化器并且特别是指向加热线圈，并且该喷嘴以液体接收的方式连接到液体泵。该实施例的优点是可以迅速改变液体的供应或泵送速率。该实施例的另一个优点可以是，即使雾化器是无芯的，即不包括芯的，也可以通过供应或泵送速率来控制温度。

雾化器的温度可取决于供应至雾化器的电力和液体的供应速率。因此，根据该方法的实施例，提供给雾化器的电力、在预定时间段内要产生的蒸汽量和/或供应给雾化器的液体的供应速率用于确定温度，例如通过在控制电子器件中执行的数学计算。

附图标记列表

10 电子吸烟装置

12 电源部分

14 雾化器/储液器部分

16 端盖

18 电池

20 发光二极管(LED)

22 控制电子器件

24 气流传感器

26 雾化器

28 加热线圈

30 芯

32 中央通道

34 储液器

35 泵

36 信号线

37 空气吸入口

38 进气口

40 温度传感器

42 喷嘴

50 方法

52 开始

54 定义雾化器的电力

56 向雾化器供电

58 确定雾化器的温度

60 调整供应速率以控制温度

62 结束

Claims (6)

1.一种电子吸烟装置(10)，包括：

电源部分(12)，包括电源(18)，以及

雾化器/储液器部分(14)，包括

储液器(34)，适于存储液体，以及

雾化器(26)，当连接到所述电源(18)时可操作，以雾化储存在所述储液器(34)中的液体，

其中，所述电子吸烟装置(10)包括液体泵(35)和控制电子器件(22)，所述液体泵(35)用于将液体从所述储液器(34)泵送到所述雾化器(26)，所述控制电子器件(22)适于通过控制所述液体泵(35)的泵送速率来控制雾化器(26)的温度。

2.如权利要求1所述的电子吸烟装置(10)，其中所述控制电子器件(22)适于通过基于供应的电力水平控制所述泵送速率以控制电动的所述雾化器(26)的温度。

3.如权利要求1所述的电子吸烟装置(10)，其中所述控制电子器件(22)适于基于所述电子吸烟装置(10)的使用者的蒸汽需求控制从所述电源(18)供应的电力水平。

4.一种通过雾化液体产生待吸入的蒸汽的方法(50)，其中，通过加热液体使液体雾化，并且通过调节待雾化的液体的供应速率(60)控制为使液体雾化而施加的温度。

5.如权利要求4所述的方法(50)，其中基于用于加热和蒸发液体的电力水平调节(60)所述供应速率。

6.如权利要求5所述的方法(50)，其中基于待产生的蒸汽量确定用于加热和蒸发液体的电力水平(54)。

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