CN113317562A - 电子蒸汽供应系统 - Google Patents

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Abstract

一种电子蒸汽供应系统，具有纵向轴线，包括：控制单元，控制单元包括沿纵向轴线设置的管部分和电池；以及感应加热组件，感应加热组件包括驱动线圈和加热器元件，驱动线圈位于控制单元的管部分中并且围绕纵向轴线设置。其中，电子蒸汽供应系统包括空气通路，并且加热器元件位于空气通路中。并且加热器元件配置为提供一空间从而允许空气流动通过空气通路并且围绕加热器元件。

Description

电子蒸汽供应系统
本申请是申请日为2016年6月15日、申请号为201680038493.5、发明名称为“电子蒸汽供应系统”的专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及电子蒸汽供应系统，诸如电子尼古丁递送系统(例如电子烟)。
背景技术
图1是常规的电子烟10的一个示例的示意图。电子烟具有沿虚线LA所示的纵向轴线延伸的大体上柱形的形状，并且包括两个主要部件，即控制单元20和雾化器(cartomiser)30。雾化器包括含有包括尼古丁的液体制剂的贮存器的内部腔室、蒸发器(诸如加热器)和嘴件35。雾化器30可进一步包括芯子(wick)或类似设施，以将来自贮存器的少量的液体传送到加热器。控制单元20包括为电子烟10提供电力的可再充电电池和用于总体控制电子烟的电路板。当加热器从由电路板控制的电池接收电力时，加热器蒸发尼古丁，并且该蒸汽(气雾剂)通过嘴件35被用户吸入。
如图1所示，控制单元20和雾化器30可通过在平行于纵向轴线LA的方向上分开而从彼此分离，但是当装置10在使用中时通过在图1中示意性示为25A和25B的连接件接合在一起，以在控制单元20和雾化器30之间提供机械和电连接。当控制单元从雾化器30分离时，控制单元20上的用于连接到雾化器的电连接器还用作用于连接充电装置(未示出)的插座。雾化器30可与控制单元20分离并且在尼古丁的供应被耗尽时被处置(并且如果期望的话，用另一个雾化器替换)。
图2和图3分别提供了图1的电子烟的控制单元20和雾化器30的示意图。需注意，为了清楚起见，已经从图2和图3中省略了各种部件和细节，例如诸如布线和更复杂的成形。如图2所示，控制单元20包括用于为电子烟10供电的电池(battery)或电池单元(cell)210，以及用于控制电子烟10的芯片(诸如(微)控制器)。控制器附接到还包括传感器单元的小型印刷电路板(PCB)215。如果用户在嘴件上吸气，则空气通过一个或多个进气孔(图1和图2中未示出)被吸入电子烟中。传感器单元检测该气流，并且响应于这种的检测，控制器将来自电池210的电力提供到雾化器30中的加热器。
如图3所示，雾化器30包括空气通路161，空气通路沿雾化器30的中心(纵向)轴线从嘴件35延伸到连接器25A，以将雾化器接合到控制单元20。在空气通路161周围设置含有尼古丁的液体的贮存器170。该贮存器170可例如通过提供浸泡在液体中的棉花或泡沫来实现。雾化器还包括为线圈形式的加热器155，用于加热来自贮存器170的液体以产生蒸汽以流过空气通路161并通过嘴件35流出。加热器通过线路166和167供电，线路166和167又通过连接器25A连接到电池210的相反极性(正和负，或者反之亦然)。
控制单元的一个端部提供用于将控制单元20接合到雾化器30的连接器25A的连接器25B。连接器25A和25B提供控制单元20和雾化器30之间的机械和电连接。连接器25B包括由绝缘体260分开的两个电端子，外触点240和内触点250。连接器25A同样包括由绝缘体172分开的内电极175和外电极171。当雾化器30连接到控制单元20时，雾化器30的内电极175和外电极171分别接合控制单元20的内触点250和外触点240。内触点250安装在螺旋弹簧255上，使得内电极175推压内触点250以压缩螺旋弹簧255，由此有助于确保当雾化器30连接到控制单元20时良好的电接触。
雾化器连接器设置有两个突出部或突片180A、180B，所述两个突出部或突片在相反方向上延伸远离电子烟的纵向轴线。这些突片用于提供用于将雾化器30连接到控制单元20的卡口配件。应该理解的是，其他实施例可使用控制单元20和雾化器30之间的不同形式的连接，诸如卡扣配合或螺纹连接。
如上所述，一旦液体贮存器170已经耗尽，雾化器20一般被处置，并且购买并安装新的雾化器。相反，控制单元20可与一系列的雾化器重复使用。因此，特别希望将烟雾器的成本保持相对较低。这样做的一种方法是基于(i)控制单元、(ii)蒸发器部件和(iii)液体贮存器来构造三部分装置。在该三部分装置中，只有最后的部分(液体贮存器)是一次性的，而控制单元和蒸发器都是可重复使用的。然而，具有三部分装置可增加制造和用户操作方面的复杂性。此外，在这种三部分装置中可难以提供将液体从贮存器传送到加热器的图3所示类型的芯子吸装置。
另一种方法是使雾化器30可再填充，使得其不再是一次性的。然而，使雾化器可再填充带来潜在的问题，例如，用户可尝试用不适当的液体(不是由电子烟供应商提供的液体)再填充雾化器。这种不适当的液体有可导致低质量的消费者体验，并且/或者可具有潜在危险，无论是通过对电子烟本身造成损坏，还是可能通过产生有毒蒸汽。
因此，用于降低一次性部件的成本(或者为了避免需要这种一次性部件)的现有方法仅获得有限的成功。
发明内容
本发明的各种实施例提供了具有纵向轴线的电子蒸汽供应系统。电子蒸汽供应系统包括控制单元和管壳，该控制单元和管壳被配置成基本上沿所述纵向轴线彼此接合和脱离。管壳包括待蒸发液体的贮存器，并且控制单元包括沿所述纵向轴线布置的管部分和电池。系统还包括感应加热组件，该感应加热组件包括驱动线圈和加热器元件。加热器元件位于管壳中用于蒸发液体。管壳被配置成将来自贮存器的液体供给到加热器元件上用于蒸发。驱动线圈位于控制单元的管部分中并且围绕所述纵向轴线设置。管壳在与控制单元接合时至少部分地位于管部分内，使得加热器元件在驱动线圈内。
本文描述的方法不限于诸如下面阐述的具体实施例，而是包括并设想本文中呈现的特征部的任何适当的组合。例如，根据本文所述的方法可提供电子蒸汽供应系统，该电子蒸汽供应系统包括适当的下面描述的各种特征部中的任何一个或多个。
附图说明
现在将参考下面的附图仅以举例的方式详细描述本发明的各种实施例：
图1是示出了已知电子烟的示例的示意图(分解)图。
图2是图1的电子烟的控制单元的示意图。
图3是图1的电子烟的雾化器的示意图。
图4是示出根据本发明的一些实施例的电子烟的示意图，其示出了与管壳组装在一起的控制单元(顶部)、控制单元本身(中部)和管壳本身(底部)。
图5和图6是示出了根据本发明的一些其他实施例的电子烟的示意图。
图7是根据本发明的一些实施例的用于诸如图4、图5和图6所示的电子烟的控制电子器件的示意图。
图7A、图7B和图7C是根据本发明的一些实施例的用于诸如图6所示的电子烟的控制电子器件的一部分的示意图。
具体实施方式
图4是示出了根据本发明的一些实施例的电子烟410的示意图(请注意，术语电子烟在本文中与其他类似的术语可互换地使用，诸如电子蒸汽供应系统、电子气雾剂供应系统等等)。电子烟410包括控制单元420和管壳430。图4示出了与管壳430组装在一起的控制单元420(顶部)、控制单元本身(中部)和管壳本身(底部)。需注意，为了清楚起见，省略了各种实施方式细节(例如，诸如内部布线等)。
如图4所示，电子烟410具有大致柱形的形状，其具有中心的纵向轴线(以虚线示出的表示为LA)。需注意，通过柱体的截面(即在垂直于线LA的平面中)根据需要可以是圆形的、椭圆形的、正方形的、矩形的、六边形的或者一些其他规则或不规则的形状。如图1至图3所示，电子烟410的总体轮廓和形状(形状因数)与(或者可布置成与)电子烟10的总体轮廓和形状相同或大致相似。由于多种原因，诸如共享部件和包装的潜力、用户接受度和操作便利性、品牌认知等，这种一致性可是有益的。
嘴件435位于管壳430的一个端部处，而电子烟410的相对端部(相对于纵向轴线)被表示为顶端端部424。与嘴件435纵向相对的管壳430的端部由附图标记431表示，而与顶端端部424相对的控制单元420的端部由附图标记421表示。
管壳430能够通过沿纵向轴线的移动而与控制单元420接合和脱离接合。更具体地，管壳的端部431能够与控制单元420的端部421接合和脱离接合。因此，端部421和431将分别被称为控制单元接合端和管壳接合端。
控制单元420包括电池411和电路板415以通过提供例如控制器、处理器、ASIC或类似形式的控制芯片而提供用于电子烟的控制功能。电池的形状通常为柱形，并且具有沿电子烟的纵向轴线LA的或至少靠近电子烟的纵向轴线LA的中心轴线。在图4中，电路板415被示出在与管壳430相反的方向上与电池411纵向间隔开。然而，本领域技术人员将会意识到用于电路板415的各种其他位置，例如其可在电池的相对端部处。另外的可能性是，电路板415沿着电池的侧面定位，例如其中电子烟410具有矩形截面，电路板定位成邻近电子烟的一个外壁，并且电池411然后朝向电子烟410的相对外壁稍微偏移。还需注意的是，由电路板415提供的功能(如下面更详细描述的)可分配到多个电路板上和/或分配到未安装到PCB的装置上，并且这些附加的装置和/或PCB可适当地位于在电子烟410内。
电池单元或电池411通常是可再充电的，并且可支持一个或多个再充电机构。例如，可在顶端端部424和/或接合端421处和/或沿电子烟的侧面设置充电连接电路(图4中未示出)。此外，除了(或代替)经由一个或多个再充电连接电路或插座再充电之外，电子烟410还可支持电池411的感应再充电。
控制单元420包括管部分440，管部分沿纵向轴线LA延伸远离控制单元的接合端421。管部分440在外侧上由外壁442限定，并且在内侧上由内壁444限定，外壁442通常可以是控制单元420的整个外壁或外壳的一部分。通过管部分的内壁444和控制单元420的接合端421形成空腔426。当管壳与控制单元接合时(如图4的顶视图所示)，空腔426能够接收和容纳管壳430的至少一部分。
管部分的内壁444和外壁442限定围绕纵向轴线LA形成的环形空间。(驱动或工作)线圈450位于该环形空间内，其中线圈的中心轴线与电子烟410的纵向轴线LA基本上对齐。线圈450电连接到向线圈提供电力和控制的电池411和电路板415，使得线圈450在操作中能够向管壳430提供感应加热。
管壳包括含有液体制剂(通常包括尼古丁)的贮存器470。贮存器包括在管壳的外壁476和管壳的内管或壁472之间形成的管壳的基本上环形的区域，管壳的外壁476和管壳的内管或内壁472两者均与电子烟410的纵向轴线LA基本上对齐。液体制剂可在贮存器470内保持自由，或者另选地，贮存器470可结合在某些结构或材料(例如海绵中)，以有助于将液体保持在贮存器内。
外壁476具有截面减小的部分476A。这允许管壳的该部分476A被接收到控制单元中的空腔426中，以便使管壳430与控制单元420接合。外壁的其余部分具有更大的截面，以便在贮存器470内提供增加的空间，并且还为电子烟提供连续的外表面-即管壳的外壁476与控制单元420的管部分440的外壁442基本上齐平。然而，应当理解，电子烟410的其他实施方式可具有更复杂/结构化的外表面(与图4所示的光滑外表面相比)。
内管472的内侧限定通路461，该通路在气流的方向上从进气口461A(位于与控制单元接合的管壳的端部431处)延伸通过到由嘴件435提供的排气口461B。加热器455和芯子454位于通路461的中心处，并且因此位于通过管壳的气流内。如在图4中可看出的那样，加热器455大致位于驱动线圈450的中心。具体地，在用于管壳430的截面减小的部分476A开始抵靠控制单元420的管部分440的端部开始的步骤时(最接近嘴件435)(如图4的顶部图所示)可以控制加热器455沿纵向轴线的位置。
加热器455由金属材料制成，以便允许用作感应加热组件中的感受器(或工件)。更具体地，感应加热组件包括驱动(工作)线圈450，驱动(工作)线圈产生具有高频变化的磁场(当由电池411和PCB415上的控制器适当地供电和控制时)。该磁场在线圈的中心，即在加热器455所位于的空腔426内是最强的。变化的磁场在导电加热器455中感应涡电流，从而引起加热器元件455内的电阻加热。需注意，磁场变化的高频率使得涡电流被限制到加热器元件的表面(通过趋肤效应(skin effect))，从而增加了加热器元件的有效电阻，并且由此增加了所产生的加热效果。
此外，加热器元件455通常被选择为诸如(铁)钢的具有高导磁率的磁性材料(而不是仅导电材料)。在这种情况下，由于涡电流引起的电阻损耗由(由磁畴(magnetic domain)的反复翻转引起的)磁滞损耗补充，以提供从驱动线圈450到加热器元件455的更高效的功率传输。
加热器至少部分被芯子454包围。芯子用于将来自贮存器470的液体传送到加热器455上以用于蒸发。芯子可由任何合适的材料(例如耐热的纤维材料)制成，并且通常从通路461延伸穿过内管472中的孔以进入到贮存器470中。芯子454被布置成以受控的方式向加热器455供应液体，其中，芯子吸防止液体从贮存器自由泄漏到通路461中(通过在贮存器本身内具有合适的材料也可辅助该液体滞留)。相反，芯子454将液体保持在贮存器470内以及芯子454本身上，直到加热器455被激活，由此芯子454所保持的液体蒸发到气流中，并且因此沿通路461行进以通过嘴件435离开。芯子454随后将来自贮存器470的更多的液体吸引到芯子本身中，并且该过程重复随后的蒸发(和吸入)，直到管壳被耗尽。
尽管在图4中将芯子454示为与加热器元件455分开(虽然包括加热器元件455)，但是在一些实施方式中，加热器元件455和芯子454可一起组合成单个部件，诸如由也可用作芯子454的多孔纤维钢材料制成的加热元件(以及加热器)。另外，尽管芯子454在图4中被示为支撑加热器元件455，但是在其他实施例中，例如通过安装到管472的内侧(而不是由加热器元件支撑，或者除了由加热器元件支撑之外)，加热器元件455可设置有单独的支撑件。
加热器455可基本上是平面的，并且垂直于线圈450的中心轴线和电子烟的纵向轴线LA，因为感应主要发生在该平面中。尽管图4示出了延伸穿过内管472的全部直径的芯子454和加热器455，但是通常加热器455和芯子454将不覆盖空气通路461的整个截面。相反，通常提供空间以允许空气从进气口461A通过内管并且围绕加热器455和芯子454流动，以拾取由加热器产生的蒸汽。例如，当沿纵向轴线LA观察时，加热器和芯子可具有带有中心孔(图4中未示出)的“O”配置，以允许沿通路461的气流。许多其他配置是可能的，诸如具有“Y”或“X”配置的加热器。(需注意，在这种实施方式中，“Y”或“X”的臂将相对较宽以提供更好的感应)。
尽管图4将管壳的接合端431示为覆盖进气口461A，但是雾化器的这个端部可设置有一个或多个孔(图4中未示出)以允许期望的进气被抽吸到通路461中。还需注意，在图4所示的配置中，在管壳430的接合端431与控制单元的对应接合端421之间存在微小间隙422。通过进气口461A可从该间隙422抽吸空气。
电子烟可提供一个或多个路线以允许空气最初进入间隙422。例如，管壳的截面减小的部分476A与管部分440的内壁444之间可有足够的间距，以允许空气行进到间隙422中。如果管壳不是紧密配合到空腔426中，则这种间距可自然产生。另选地，一个或多个空气通道可设置为沿这些壁中的一个或两个的微小凹槽以支撑该气流。另一种可能性是，控制单元420的外壳设置有一个或多个孔，首先允许空气被抽吸到控制单元中，然后从控制单元传递到间隙422中。例如，用于进入控制单元的进气的孔可如图4中箭头428A和428B所示被定位，并且接合端421可设置有用于空气从控制单元420传递到间隙422中(并且从那里进入管壳430)的一个或多个孔(图4中未示出)。在其他实施方式中，可省略间隙422，并且气流可例如直接从控制单元420通过进气口461A进入管壳430。
电子烟可设置有用于感应加热器组件的一个或多个激活机构，即触发驱动线圈450的操作以加热加热器元件455。一种可能的激活机构是在控制单元上提供按钮429，用户可按下该按钮来激活加热器。该按钮可以是机械装置、触敏垫、滑动控制装置等。只要用户继续按压或者以其他方式积极地致动按钮429，则加热器可保持被激活，经受适合于电子烟的单次抽吸(puff)的最大激活时间(通常几秒钟)。如果达到最大激活时间，则控制器可自动停用(de-activate)感应加热器以防止过热。控制器也可在连续激活之间强制执行最小的间隔(再次通常为几秒)。
感应加热器组件也可由用户吸入引起的气流激活。具体地，控制单元420可设置有用于检测由吸入引起的气流(或压降)的气流传感器。气流传感器然后能够通知控制器该检测，并且因此激活感应加热器。只要气流继续被检测到，感应加热器可保持被激活，再次经受如上所述的最大激活时间(并且通常也是抽吸之间的最小间隔)。
可使用加热器的气流致动而不是提供按钮429(因此可省略按钮429)，或者另选地，电子烟可需要双重激活以便操作-即检测气流和按压按钮429。这种双重激活的要求可有助于提供防止电子烟意外激活的保护。
应该理解，使用气流传感器通常涉及在吸入时通过控制单元的气流，该气流适于检测(即使该气流仅提供用户最终吸入的气流的一部分)。如果在吸入时没有这种气流通过控制单元，则按钮429可用于激活，但是也可能设置气流传感器来检测穿越控制单元420的表面(而不是通过控制单元420)的气流。
存在管壳可保持在控制单元内的各种不同的方式。例如，控制单元420的管部分440的内壁444和截面减小的部分476A可分别设置有用于相互接合的螺纹(图4中未示出)。也可使用其他形式的机械接合，诸如卡扣配合、闩锁机构(可能带有释放按钮或类似物)。此外，控制单元可设置有附加部件，以提供诸如下面描述的紧固机构。
一般而言，将管壳430附接到图4的电子烟410的控制单元420比图1至图3中所示的电子烟10的情况更简单。具体地，用于电子烟410的感应加热的使用允许管壳430和控制单元420之间的连接仅是机械的，而不是必须提供与电阻加热器的布线的电连接。因此，如果需要的话，通过使用用于管壳和控制单元的外壳的合适的塑料模制件可实现机械连接；相反，在图1至图3的电子烟10中，雾化器和控制单元的外壳必须以某种方式结合到金属连接器。此外，图1至图3的电子烟10的连接器必须以相对精确的方式制造，以确保控制单元和雾化器之间可靠、低接触电阻的电连接。相比之下，电子烟410的管壳430与控制单元420之间的纯机械连接的制造公差通常更大。这些因素都有助于简化管壳的生产，并且由此降低这种一次性(消耗品)部件的成本。
此外，常规的电阻加热通常利用围绕纤维芯子的金属加热线圈，然而，使这种结构的制造自动化是相对困难的。相反，感应加热器元件455通常基于某种形式的金属盘(或其他基本上平面的部件)，该金属盘是整合到自动制造过程中的更容易的结构。这又有助于降低一次性管壳430的生产成本。
感应加热的另一个益处是常规的电子烟可使用焊料将电源线结合到电阻加热器线圈。然而，考虑到在这种电子烟的操作期间来自线圈的热量可挥发来自焊料的不希望的成分，然后由用户吸入。相反，没有导线结合到感应加热器元件455，并且因此在管壳内可避免使用焊料。另外，常规的电子烟中的电阻加热器线圈通常包括直径相对较小的导线(以增加电阻，并且因此增加加热效果)。然而，这种细导线比较脆弱，因此可容易受到损坏，无论是通过一些机械磨损和/或可能通过局部过热以及然后的熔化。相反，用于感应加热的盘形加热器元件455通常对于这种损坏更加坚固。
图5和图6是示出了根据本发明的一些其他实施例的电子烟的示意图。为了避免重复，除了与解释图5和图6的具体特征部相关的地方以外，将不再描述图5和图6中与图4所示大致相同的方面。还需注意，具有相同的最后两位数字的附图标记通常表示图4至图6中的相同或相似(或者以其他方式对应的)的部件(其中附图标记中第一数对应于包含该附图标记的附图)。
在图5所示的电子烟中，控制单元520大致类似于图4所示的控制单元420，然而，管壳530的内部结构与图4所示的管壳430的内部结构稍微不同。因此，对于图4的电子烟410，其中液体贮存器470围绕中央气流通路461，而不是具有中央气流通路，在图5的电子烟510中，空气通路561从管壳的中心纵向轴线(LA)偏移。具体地，管壳530包含内壁572，内壁将管壳530的内部空间分成两部分。由内壁572和外壁576的一部分限定的第一部分提供用于保持液体制剂的贮存器570的腔室。由内壁572和外壁576的相对部分限定的第二部分限定通过电子烟510的空气通路561。
此外，电子烟510不具有芯子，而是依赖于多孔加热器元件555来充当加热器元件(感受器)和芯子以控制液体流出贮存器570。多孔加热器元件可例如由通过烧结或以其他方式将钢纤维结合在一起形成的材料制成料。
加热器元件555位于贮存器570的与管壳的嘴件535相对的端部处，并且可在该端部处形成贮存器腔室的壁的一部分或全部。加热器元件的一面与贮存器570中的液体接触，而加热器元件555的相对面暴露于可被认为是空气通路561的一部分的气流区域538。具体地，该气流区域538位于加热器元件555与管壳530的接合端531之间。
当用户在嘴件535上吸气时，空气通过管壳530的接合端531从间隙522(以与对于图4的电子烟410所描述的类似的方式)被抽吸到区域538中。响应于气流(并且/或者响应于用户按压按钮529)，线圈550被激活以向加热器555供电，加热器555因此从贮存器570中的液体产生蒸汽。然后该蒸汽被抽吸到由吸入引起的气流中，并且沿通路561(如箭头所示)行进并且通过嘴件535离开。
在图6所示的电子烟中，控制单元620大致类似于图4所示的控制单元420，但是现在容纳两个(较小的)管壳630A和630B。这些管壳中的每一个在结构上类似于图4中管壳430的截面减小的部分476A。然而，管壳630A和630B中每一个的纵向长度仅仅是图4中的管壳430的截面减小的部分476A的一半，从而允许两个管壳被容纳在对应于电子烟410中的空腔426的电子烟610中的区域内，如图4所示。另外，控制单元620的接合端621可设置有例如一个或多个支柱或突片(图6中未示出)，所述支柱或突片将管壳630A、630B保持在图6所示的位置(而不是关闭间隙区域622)。
在电子烟610中，嘴件635可被认为是控制单元620的一部分。具体地，可将嘴件635设置为可移除的帽或封盖，该帽或封盖可旋拧或夹持到控制单元620的其余部分上或从该其余部分拧下或脱离(或者可使用任何其他适当的紧固机构)。将嘴件635从控制单元620的其余部分移除以插入新的管壳或移除旧的管壳，然后将嘴件固定回控制单元上以使用电子烟610。
电子烟610中的各个管壳630A、630B的操作类似于电子烟410中的管壳430的操作，其中，每个管壳包括延伸到相应的贮存器670A、670B中的芯子654A、654B。另外，每个管壳630A、630B包括容纳在相应芯子654A、654B中的加热器元件655A、655B，并且可通过设置在控制单元620中的相应线圈650A、650B通电。加热器655A、655B将液体蒸发到公共通路661中，该公共通路661穿过两个管壳630A、630B并通过嘴件635离开。
例如，可使用不同的管壳630A、630B来为电子烟610提供不同的调味剂。另外，虽然电子烟610被示为容纳两个管壳，但是应该理解，一些装置可容纳更多数量的管壳。此外，尽管管壳630A和630B具有彼此相同的尺寸，但是一些装置可容纳不同尺寸的管壳。例如，电子烟可容纳具有尼古丁基液体的一个较大的管壳和一个或多个小管壳，以根据需要提供调味剂或其他添加剂。
在一些情况下，电子烟610可能能够容纳可变数量的管壳(并且与其一起操作)。例如，可存在安装在控制单元接合端621上的弹簧或其他弹性装置，该弹簧或其他弹性装置试图沿纵向轴线朝向嘴件635延伸。如果移除图6中所示的管壳中的一个，那么该弹簧将因此有助于确保剩余的管壳将抵靠嘴件牢固地保持以便可靠地操作。
如果电子烟具有多个管壳，则一个选择是这些管壳都通过跨越所有管壳的纵向长度的单个线圈来激活。另选地，如图6所示，对于每个相应的管壳630A、630B可存在单独的线圈650A、650B。另一种可能性是单个线圈的不同部分可被选择性地通电以模拟(仿真)多个线圈的存在。
如果电子烟确实具有用于各个管壳的多个线圈(不管是真正独立的线圈，还是由单个较大线圈的不同部分仿真)，则激活电子烟(诸如通过检测来自吸气的气流和/或通过用户按压按钮)可对所有线圈通电。然而，电子烟410、510、610支持多个线圈的选择性激活，由此用户可选择或指定要激活哪个(些)线圈。例如，电子烟610可具有模式或用户设置，在模式或用户设置中，响应于激活，只有线圈650A被通电，但是线圈650B不被通电。然后这将基于线圈650A不是线圈650B中的液体制剂产生蒸汽。在为任何给定的吸入提供的蒸汽方面，这将允许在电子烟610的操作中用户更大的灵活性(但是用户不必为了该特定的吸入而物理地移除或插入不同的管壳)。
应当理解，图4至图6中所示的电子烟410、510和610的各种实施方式仅作为示例提供，并不旨在是详尽的。例如，图5所示的管壳设计可被结合到诸如图6所示的多管壳装置中。本领域技术人员将意识到可通过例如混合和匹配来自不同实施方式的不同特征部，并且更一般地通过适当添加、替换和/或移除特征部来实现的许多其他变型。
图7是根据本发明一些实施例的图4至图6的电子烟410、510、610的主要电子部件的示意图。位于管壳430中的加热器元件455可包括用于感应加热的任何合适的结构或结构的组合。图7中所示的剩余的元件位于控制单元420中。应当理解，由于控制单元420是可重复使用的装置(与一次性或可消耗的管壳430相比)，可接受的是发生与控制单元的生产有关的一次性成本，该一次性成本作为与管壳的生产相关的重复成本将是不可接受的。控制单元420的部件可安装在电路板415上，或者可单独容纳在控制单元420中以与电路板415(如果提供的话)一起操作，但是没有物理地安装在电路板自身上。
如图7所示，控制单元包括可再充电电池411，该可再充电电池连接到诸如微型USB接口的再充电连接器或插座725。该连接器725支持电池411的再充电。另选地或除此之外，控制单元还可通过无线连接(诸如通过感应充电)来支持电池411的再充电。
控制单元420还包括连接到压力或气流传感器716的控制器715(诸如处理器或专用集成电路ASIC)。响应于传感器716检测到气流，控制器可激活感应加热，如下面更详细地讨论的。另外，如上所述，控制单元420还包括按钮429，该按钮也可用于激活感应加热。
图7还示出了电子烟的通信/用户接口718。这可包括根据具体的实施方式的一个或多个设施。例如，用户接口可包括向用户提供输出的一个或多个灯和/或扬声器，例如以指示故障、电池充电状态等。接口718还可支持无线通信，诸如与外部设备(诸如智能手机、膝上型计算机、计算机、笔记本，平板电脑等)的蓝牙或近场通信(NFC)。电子烟可利用该通信接口以向外部设备输出诸如装置状态、使用统计等信息，以供用户快速访问。通信接口还可用来允许电子烟接收指令，诸如由用户输入到外部设备中的配置设置。例如，用户接口718和控制器715可用来指示电子烟选择性地激活不同的线圈650A、650B(或其一部分)，如上所述。在一些情况下，通信接口718可使用工作线圈450来充当用于无线通信的天线。
控制器可适当地使用一个或多个芯片来实现。控制器715的操作通常至少部分地由在控制器上运行的软件程序来控制。这种软件程序可存储在非易失性存储器(诸如ROM)中，其可集成到控制器715本身中，或者被提供为单独的部件(未示出)。控制器715可访问ROM以在需要时加载和执行各个软件程序。
控制器通过确定装置何时被正确激活或未被正确激活(例如是否检测到吸入以及是否尚未超过吸入的最大时间段)来控制电子烟的感应加热。如果控制器确定要激活电子烟进行蒸发，则控制器安排电池411向逆变器712供电。逆变器712被配置为将来自电池411的DC输出转换成通常具有较高频率(例如1MHz)的交流信号(但是也可使用其他频率，诸如5kHz、20kHz、80KHz或300kHz或者由两个这样的值定义的任何范围)。如果需要的话，该AC信号然后通过合适的阻抗匹配(图7中未示出)从逆变器传递到工作线圈450。
工作线圈450可被集成到某种形式的谐振电路中，诸如通过与电容器(图7中未示出)并联组合，其中将逆变器712的输出调谐到该谐振电路的谐振频率。该谐振导致在工作线圈450中产生相对较高的电流，这又在加热器元件455中产生相对较高的磁场，由此引起加热器元件455的快速且有效的加热，从而产生期望的蒸汽或气雾剂输出。
图7A示出了根据一些实施方式的具有多个线圈的电子烟610的控制电子器件的一部分(同时为了清楚起见，省略了与多个线圈不直接相关的控制电子器件的方面)。图7A示出了分别与如图6所示(但不包括在图7A中)的相应的加热器元件655A、655B相关联的电源782A(通常对应于图7的电池411和逆变器712)、开关配置781A和两个工作线圈650A、650B。开关配置在图7A中具有表示为A、B和C的三个输出端。还假设在两个工作线圈650A、650B之间存在电流路径。
为了操作感应加热组件，这些输出端中的三个中的两个被关闭(以允许电流流动)，而其余输出保持打开(以防止电流流动)。关闭输出端A和C激活两个线圈，并且因此激活两个加热器元件655A、655B，关闭A和B仅仅选择性地激活工作线圈650A；并且关闭B和C仅仅激活工作线圈650B。
尽管有可能将工作线圈650A和650B视为单个整体线圈(其一起打开或关闭)，但是选择性地对工作线圈650A和650B中的任一个或两个(诸如通过图7的实施方式提供的)通电的能力具有一些优点，这些优点包括：
a)选择用于给定的抽吸(puff)的蒸汽成分(例如香味剂)。因此仅激活工作线圈650A仅从贮存器670A产生蒸汽；仅激活工作线圈650B仅从贮存器670B产生蒸汽；并且激活两个工作线圈650A、650B产生来自两个贮存器670A、670B的蒸汽的组合。
b)控制用于给定的吹气的蒸汽量。例如，如果贮存器670A和贮存器670B实际上包含相同的液体，则与仅激活一个工作线圈本身相比，激活两个工作线圈650A、650B都可用于产生更强的(更高的蒸汽水平的)吹气。
c)延长电池(充电)寿命。如已经讨论过的，当其仅包含单个管壳(例如630B)时(而不是也包括管壳630A)，有可能操作图6的电子烟。在这种情况下，仅仅对与管壳630B相对应的工作线圈650B通电就更有效，然后工作线圈650B用于使来自贮存器670B的液体蒸发。相反，如果对应于(缺少的)管壳630A的工作线圈650A未被通电(因为电子烟610中没有该管壳和相关联的加热器元件650A)，则这在不减少蒸汽输出的情况下节省了电力消耗。
尽管图6的电子烟610具有用于每个相应的工作线圈650A、650B的单独的加热器元件655A、655B，但是在一些实施方式中，不同的工作线圈可对单个(较大的)工件或感受器的不同部分通电。因此，在这种电子烟中，不同的加热器元件655A、655B可代表较大的感受器的不同部分，其在不同的工作线圈上被共用。另外(或另选地)，多个工作线圈650A、650B可代表单个整体驱动线圈的不同部分，其各个部分可被选择性地通电，如上面关于图7A所讨论的。
如果使用多个加热器元件来控制用于给定抽吸的蒸汽量，则具有更多数量的加热器元件(例如多于图7A中所示的两个)将给出更好的控制间隔。还应当理解，通过向每个工作线圈供应更多的电力以对对应的加热器元件通电可增加蒸汽量，然而，这种操作的实用性存在限制。例如，提供太多的电力可导致加热器元件的非常高的温度，这可改变蒸汽的化学组成，并且呈现潜在的安全性问题。
图7B示出了用于选择性地支持多个工作线圈650A、650B另一个实施方式。因此，在图7B中，假设工作线圈彼此未电连接，而是每个工作线圈650A、650B通过开关配置781B经由一对独立的连接部单独(分别)连接到电源782B。具体地，工作线圈650A经由开关连接A1和A2连接到电源782B，并且工作线圈650B经由开关连接B1和B2连接到电源782B。图7B的这种配置提供了与上面关于图7A所讨论的相似的优点。另外，图7B的架构也可容易地扩大到与两个以上的工作线圈一起工作。
图7C示出了用于选择性地支持多个工作线圈(在这种情况下是表示为650A、650B和650C的三个工作线圈)的另一个实施方式。每个工作线圈直接连接到相对电源782C1、782C2和782C3。图7的配置可同时支持任何单个工作线圈650A、650B、650C或任何一对工作线圈的选择性通电，或同时支持所有三个工作线圈的选择性通电。
在图7C的配置中，电源782的至少一些部分可针对不同的工作线圈650中的每一个被重复。例如，每个电源782C1、782C2、782C3可包括其自己的逆变器，但是他们可共用单个最终电源，诸如电池411。在这种情况下，电池411可经由类似于图7B所示的开关配置(但是对于DC电流而不是AC电流)连接到逆变器。另选地，从电源782到工作线圈650的每个相应的电力线可设置有其自己的单独的开关，该开关可被闭合以激活工作线圈(或被打开以防止这种激活)。在该布置中，跨过不同线路收集这些单独的开关可被认为是另一种形式的开关配置。
存在可管理或控制图7A至图7C的开关的多种方式。在一些情况下，用户可操作直接设置开关配置的机械或物理开关。例如，电子烟610可在外壳上包括开关(图6中未示出)，由此管壳630A可在一个设置中被激活，并且管壳630B可在另一个设置中被激活。开关的另外设置可允许将两个管壳一起激活。另选地，控制单元610可具有与每个管壳相关联的单独的按钮，并且用户按住用于期望的管壳的按钮(或者如果两个管壳应该被激活，则潜在地是两个按钮)。另一种可能性是电子烟上的按钮或其他输入装置可用来选择更强的抽吸(并且导致接通两个或所有工作线圈)。这种按钮也可用来选择添加调味剂，并且该切换可操作与该调味剂相关联的工作线圈-通常除了用于含有尼古丁的基础液体的工作线圈之外。技术人员将会意识到这种切换的其他可能的实施方式。
在一些电子烟中，用户可通过图7所示的通信/用户接口718(或任何其他类似的设施)来设置开关配置，而不是直接(例如机械或物理)控制开关配置。例如，该接口可允许用户指定使用不同的调味剂或管壳(和/或不同的强度水平)，并且控制器715然后可根据该用户输入设置开关配置781。
另外的可能性是可自动设置开关配置。例如，如果在管壳630A的图示位置中不存在管壳，则电子烟610可防止工作线圈650A被激活。换句话说，如果不存在这种管壳，则工作线圈650A可不被激活(从而节省电力等)。
存在可用于检测管壳是否存在的各种机构。例如，控制单元620可设置有开关，该开关通过将管壳插入到相关位置中而机械地操作。如果管壳未就位，则将开关设置为使得不向对应的工作线圈供电。另一种方法是使控制单元具有一些光学或电力设施来检测管壳是否插入到给定的位置中。
需注意，在一些装置中，一旦检测到管壳处于适当位置，则对应的工作线圈始终可用于激活-例如，该工作线圈总是响应抽吸(吸入)检测而被激活。在支持自动的和用户控制的开关配置的其他装置中，即使管壳已经被检测到处于适当的位置，用户设置(或者像这类的，如上面所讨论的)然后可确定管壳是否可用于在任何给定的抽吸时激活。
虽然已经结合多个管壳(诸如图6所示)的使用描述了图7A至图7C的控制电子器件，但是他们也可用于具有多个加热器元件的单个管壳。换句话说，控制电子器件能够选择性地对单个管壳内的这些多个加热器元件中的一个或多个通电。这种方法仍然可提供上面讨论的益处。例如，如果管壳包含多个加热器元件，但是仅具有单个共用的贮存器，或者包含多个加热器元件，每个加热器元件均具有自己相应的贮存器，但是是所有贮存器包含相同的液体，则对更多或更少的加热器元件通电，为用户提供增加或减少设置有单次抽吸的蒸汽的量的方式。类似地，如果单个管壳包含多个加热器元件，每个加热器元件具有容纳特定液体的每个加热器元件自己的贮存器，则对不同的加热器元件(或其组合)通电为用户提供选择性地消耗不同液体(或其组合)的蒸汽的方式。
在一些电子烟中，各种工作线圈及其相应的加热器元件(无论是实现为单独的工作线圈和/或加热器元件，还是实现为更大的驱动线圈和/或感受器的部分来实现)可全部基本上彼此相同，以提供均匀的配置。另选地，可使用非均匀的配置。例如，关于如图6所示的电子烟610，一个管壳630A可被布置成加热到比另一个管壳630B更低的温度，和/或提供蒸汽的较低输出(通过提供较少的加热功率)。因此，如果一个管壳630A包含含有尼古丁的主要液体制剂，而另一个管壳630B包含调味剂，则可需要管壳630A输出比管壳630B更多的蒸汽。另外，可根据待蒸发的液体设置每个加热器元件655的操作温度。例如，操作温度应足够高以使特定管壳的相关液体蒸发，但通常不会如此高以化学分解(分离)这种液体。
存在对于工作线圈和加热器元件的不同组合提供不同的操作特性(诸如温度)多种方式，从而产生如上面所讨论的非均匀配置。例如，工作线圈和/或加热器元件的物理参数可适当地改变-例如，不同的尺寸、几何形状、材料、线圈匝数等。另外(或者另选地)，工作线圈和/或加热器元件的操作参数可改变，诸如通过具有用于工作线圈的不同的AC频率和/或不同的供应电流。
为了解决各种问题和改进技术，本公开通过说明示出了可实施要求保护的本发明的各种实施例。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性样本，并且不是穷尽的和/或排他性的。他们仅呈现以协助理解和教导所要求保护的本发明。应当理解，本公开的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不被认为是对权利要求限定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制，在不偏离权利要求的范围的情况下，可使用其他实施例并且可进行修改。除了本文具体描述的那些以外，各种实施例可适当地包括所公开的元件、部件、特征部、零件、步骤、装置等的各种组合，由其组成或基本上由其组成。本公开可包括目前没有要求保护，但将来可要求保护的其他发明。

Claims (13)

1.一种具有纵向轴线的电子蒸汽供应系统，包括：
控制单元，所述控制单元包括沿所述纵向轴线设置的管部分和电池；以及
感应加热组件，所述感应加热组件包括驱动线圈和加热器元件，所述驱动线圈位于所述控制单元的所述管部分中并且围绕所述纵向轴线设置，其中，
所述电子蒸汽供应系统包括空气通路，并且所述加热器元件位于所述空气通路中，并且
所述加热器元件配置为提供一空间从而允许空气流动通过所述空气通路并且围绕所述加热器元件。
2.根据权利要求1所述的电子蒸汽供应系统，其中，当沿所述纵向轴线观察时，所述加热器元件的截面包括中心孔，以允许沿着所述空气通路的空气流。
3.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述加热器元件基本垂直于所述纵向轴线。
4.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述加热器元件由具有大于2的相对磁导率的材料制成。
5.根据任一前述权利要求所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述加热器元件由具有大于80的相对磁导率的材料制成。
6.根据权利要求1所述的电子蒸汽供应系统，还包括管壳，所述管壳配置成基本上沿所述纵向轴线与所述控制单元接合和脱离，所述管壳包括待蒸发的液体的贮存器，其中，所述加热器元件位于所述管壳中，以用于蒸发所述液体，所述管壳配置为将液体从所述贮存器供给到所述加热器元件上以用于蒸发，并且其中，当与所述控制单元接合时，所述管壳至少部分地位于所述管部分中，使得所述加热器元件位于所述驱动线圈中。
7.根据权利要求6所述的电子蒸汽供应系统，其中，在所述控制单元和所述管壳之间不存在有线的电连接。
8.根据权利要求6或7所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述管壳不具有任何外部金属连接器。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述控制单元容纳多个管壳。
10.根据权利要求1所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述电子蒸汽供应系统还包括芯子，以将来自贮存器的液体供给到所述加热器元件上。
11.根据权利要求10所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述加热器元件被容纳在所述芯子内。
12.根据权利要求1所述的电子蒸汽供应系统，其中，所述加热器元件包括多孔材料以充当芯子，从而将来自贮存器的液体供给到所述加热器元件上。
13.一种感应加热组件，用于在具有纵向轴线的电子蒸汽供应系统中使用，其中，所述电子蒸汽供应系统包括控制单元，所述控制单元包括沿所述纵向轴线设置的管部分和电池，其中，所述管部分包括内壁和外壁，所述感应加热组件包括：
驱动线圈，所述驱动线圈配置为能围绕所述纵向轴线定位在所述控制单元的所述管部分中；和
加热器元件，所述加热器元件配置为能定位于所述电子蒸汽供应系统的空气通路中，并且其中，当位于所述空气通路中时，所述加热器元件配置为提供一空间从而允许空气流动通过所述空气通路并且围绕所述加热器元件。
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