CN114096173A - 具有电池排气系统的气雾剂发生装置 - Google Patents

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Abstract

一种气雾剂发生装置，该气雾剂发生装置包括：壳体，其包括喷嘴端和相对一端，该相对一端包括排气孔；壳体内的电池，该电池包括电池的外表面上的排气点，该排气点布置成使得在电池放气期间流体优先从排气点释放；以及壳体内的流体导引装置。所述流体导引装置配置成限定从电池的排气点到壳体的排气孔的流体流动路径。

Description

具有电池排气系统的气雾剂发生装置
技术领域
本公开涉及一种气雾剂发生装置。本公开尤其适用于独立的低温便携式气雾剂发生装置。这样的装置可通过传导、对流和/或辐射来加热，而不是燃烧烟草或其它适当的气雾剂基质材料，以产生用于吸入的气雾剂。
背景技术
在过去的数年里，降低或改变风险的装置(又称为汽化器)作为帮助希望戒烟的烟民戒掉香烟、雪茄和卷烟等传统烟草制品的一种辅助手段得到了迅速普及和广泛使用。有各种装置和系统可加热可气雾化物质或使其升温，而不是燃烧传统烟草制品中的烟草。
一种常见的降低或改变风险的装置是加热基质气雾剂发生装置或不燃烧的加热装置。这种装置通过将通常包含潮湿烟叶或其它适当的可气雾化物质的气雾剂基质加热到通常在150℃至300℃范围内的温度来产生气雾剂或蒸汽。对气雾剂基质加热而不是燃烧会释放出包含用户所寻求的成分但不含燃烧的有毒和致癌副产物的气雾剂。此外，通过加热烟草或其它可气雾化物质而产生的气雾剂通常不含由燃烧导致的可能使用户不快的焦味或苦味，因此不需要像通常那样向基质中添加糖和其它添加剂来使烟雾和/或蒸汽对用户更可口。
希望提供一种具有更高安全性和/或可靠性的装置。
由某些类型的电池供电的某些气雾剂发生装置存在安全问题，这些类型的电池可能发生泄漏或放气事件，在这种事件中，从电池产生流体(液体或气体)。例如，已知的是，锂离子电池会发生放气事件。这些事件可能是电池的正常行为范围之内的缓慢或小事件，并且不一定会损害气雾剂发生装置的功能。但是，这些事件也可能是导致高压并损坏装置或甚至导致装置爆炸的快速事件。此外，由于电池的壳体内的压力积聚，一些固体物质可能被喷出。喷出的物质可能来自电池的外部或内部部件，例如顶帽和底帽、顶部和底部绝缘体、垫圈、钢罐、阴极和阳极、隔板、钢罐、铝或铜箔的一部分及其涂层、凝胶卷和电极。喷出的物质通常具有400℃至850℃或更高的温度，并且可能在附近引发火灾或伤害用户。电池自毁可能发生在充电、放电期间，因此也可能发生在用户使用气雾剂发生装置期间。如果装置被握在用户手中或靠近用户的面部，那么这尤其危险。此外，泄漏或放气的流体可能是危险的化学物质，例如易燃或有毒的有机溶剂。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种气雾剂发生装置，其包括：壳体，其包括喷嘴端和相对一端，该相对一端包括排气孔；壳体内的电池，该电池包括电池的外表面上的排气点，该排气点布置成使得在电池放气期间流体优先从排气点释放；壳体内的流体导引装置。所述流体导引装置配置成限定从电池的排气点到壳体的排气孔的流体流动路径。
可选地，所述排气点位于电池的一端，并且所述流体导引装置包括位于电池的所述端部与壳体排气孔之间的环形支架，从而所述流体流动路径被从电池排气点通过环形支架导向壳体排气孔。
可选地，所述排气点位于电池的一端，并且所述装置还包括布置在电池的所述端部附近的振动器元件；其中所述流体导引装置包括振动器元件支架，该振动器元件支架配置成保持振动器元件，并将振动器元件周围的流体流动路径从电池排气点导向壳体排气孔。
可选地，所述流体导引装置还包括位于电池的侧表面与壳体的相邻内表面之间的挡板，该挡板用于密封电池与壳体之间的空间，并限制流体朝壳体的喷嘴端的流动。
可选地，所述挡板沿着气雾剂发生装置的伸长侧朝着喷嘴端布置。
可选地，所述挡板与电池的形状相符。
可选地，所述挡板包括朝向壳体中的排气孔的凹面，从而流体朝挡板的流动被沿着相反方向转向排气孔。
可选地，所述流体导引装置还包括布置在电池的排气点附近的导流平面，该导流平面配置成使流体转向挡板。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括位于电池的侧表面与壳体的相邻内表面之间的振动器元件。
可选地，所述挡板是布置在电池的侧表面与壳体的相邻内表面之间的振动器元件的支架。
可选地，所述振动器元件安装在橡胶垫圈中。
可选地，所述振动器元件布置成向壳体传递振动。
可选地，所述振动器元件配置成在加热器最初接通时、在加热器达到预定温度时或者在加热器已经接通预定时间之后振动。
可选地，所述垫圈布置成减少从振动器元件向电池或加热器子组件传递振动。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括布置在电池的排气点附近的吸收垫。
可选地，所述吸收垫是环形的，并且布置在电池的排气点附近。
可选地，所述流体导引装置包括环形支架，所述吸收垫布置在该环形支架内。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括布置在壳体的外表面上的排气孔上面的贴片，其中该贴片配置成在电池放气期间移位以打开排气孔。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括在壳体内布置在电池排气点附近的腔体，该腔体配置成接收在放气期间从电池排出的流体。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括保持电池的电池支撑框架，该电池支撑框架横跨壳体的内部腔体布置，以将电池密封在壳体的内部腔体的一部分中。
可选地，所述排气孔包括横跨排气孔布置的支撑元件，该支撑元件用于防止排气孔的相对边缘闭合。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括加热器子组件，该加热器子组件包括加热器和加热室，该加热室在主体的喷嘴端具有开口，其中所述加热室布置成接收待加热的消耗品，并且所述气雾剂发生装置还包括控制电路，该控制电路配置成控制加热器以将加热室加热到预定温度，从而加热所述消耗品并产生气雾剂。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括配置成封装电池的第一绝热套。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括配置成封装加热器子组件的第二绝热套。
可选地，所述第一绝热套和所述第二绝热套分别具有0.12W/mK导热系数。
可选地，所述第一绝热套和所述第二绝热套分别具有小于10毫米、优选小于5毫米的壁厚。
可选地，所述第一绝热套和所述第二绝热套分别包括纤维毡和由热陶瓷制成的固体多孔材料之中的任何一种。
可选地，所述气雾剂发生装置还包括防喷射装置，该防喷射装置配置成在电池进入热失控状态时留存从电池喷射的固体部件，该防喷射装置布置在电池与壳体之间，并且包括具有能够留存从电池喷射的部件的机械强度的第一材料。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于气雾剂发生装置的壳体，该壳体包括喷嘴端、包括排气孔的相对一端、以及壳体内的流体导引装置。所述壳体配置成将电池收纳在壳体内，该电池包括电池的外表面上的排气点，该排气点布置成使得在电池放气期间流体优先从排气点释放。所述流体导引装置配置成限定从电池的排气点到壳体的排气孔的流体流动路径。
附图说明
图1A和1B示意性地示出了一种气雾剂发生装置；
图2A、2B和2C示意性地示出了第一实施例的气雾剂发生装置中的流体流动；
图3A和3B示意性地示出了第二实施例的气雾剂发生装置的内部特征；
图4A和4B示意性示出了另一些实施例的气雾剂发生装置的特征；
图5A至5E示意性示出了另一些实施例的气雾剂发生装置的特征；
图6A和6B示意性示出了另一些实施例的气雾剂发生装置的特征；
图7示意性地示出了实施例的气雾剂发生装置的壳体的相对一端；
图8示意性地示出了一个实施例的气雾剂发生装置的贴片和壳体的相对一端；
图9示意性地示出了包括电池周围的绝热套的一个示例性实施例；
图10示意性地示出了包括加热器子组件周围的绝热套的一个示例性实施例；
图11示意性地示出了包括配置成留存固体部件的防喷射装置的一个示例性实施例。
具体实施方式
为了提高安全性和可靠性，可在接受电池泄漏或放气的可能性的基础上设计气雾剂发生装置，并且将该气雾剂发生装置设计成能降低与这种事件相关的用户风险。
在本发明的气雾剂发生装置中使用的电池包括电池的外表面上的排气点，该排气点布置成使得在电池放气或泄漏事件期间流体优先从排气点释放。所述排气点例如可以是电池的壳体中的脆弱点或孔。
利用限定的排气点，电池的预期排气位置和方向是已知的，并且可根据预期排气位置和方向来设计气雾剂发生装置。本发明的气雾剂发生装置包括壳体，所述电池和流体导引装置被容纳在该壳体中。所述流体导引装置配置成限定从电池的已知排气点到壳体中的排气孔的流体流动路径。利用这些特征，在电池放气或泄漏事件发生时，流体在排气点的预期位置离开电池，沿着流体流动路径流动，并通过壳体中的排气孔从气雾剂发生装置逸出。通过提供这种流体流动路径和排气孔，流体不太可能在壳体内被加压，并且降低了气雾剂发生装置爆炸的风险。
气雾剂发生装置通常具有喷嘴端，在该喷嘴端，产生的气雾剂将被提供给用户以供消费。该喷嘴端可能靠近用户的面部，因此希望使与电池泄漏或放气相关的任何风险尽可能远离喷嘴端。因此，在本发明的实施例中，所述流体导引装置配置成将流体导引至设置在壳体的与喷嘴端相对的一端的排气孔。
在上文中解释了本发明的总体概念，现在将参照附图说明具体的示例性实施例。应理解，附图中所示的实施例的某些细节与解释本发明的优选特征无关，因此，出于简洁性的目的，没有详细说明附图中所示的某些特征，并且，出于简单性的目的，在一些附图中完全略去了某些特征，以更好地示出与理解和实施本发明相关的特征，即使省略的特征仍可能存在于实施例中。
图1A示意性地示出了一个实施例的封装在壳体11中的气雾剂发生装置1。如图1A所示，此实施例的壳体包括上部和下部。上部包括入口装置12，在该处提供所产生的气雾剂。在此实施例中，所述入口装置是滑动盖，但是在其它实施例中，所述入口装置例如可以是固定吸嘴或遮盖开口的可拆卸盖。在此实施例中，所述入口装置配置成接收一次性吸嘴，该一次性吸嘴是作为包装好的气雾剂基质(例如烟草)的一部分提供的。因此，应理解，图1A所示的壳体11的上部包括壳体11的喷嘴端，而壳体11的下部包括相对一端。
壳体11的相对一端可包括平坦表面，从而在将气雾剂发生装置1以所述相对一端竖立时，可将气雾剂发生装置1在表面上支撑在竖直位置。
图1B示意性地示出了图1A所示的气雾剂发生装置1的内部特征。在这个附图中，壳体11被制成“透明的”(用虚线示出)，以示出内部特征。在图的右侧，电池13位于壳体内，并且标记出了电池的外表面上的排气点14。在此实施例中，电池13被框架15保持，并且该框架包括流体导引装置16，该流体导引装置16配置成限定从排气点14到壳体11的相对一端中的排气孔17的流体流动路径。
框架15可配置为电池支撑框架，该电池支撑框架横跨壳体的内部腔体布置，以将电池13密封在壳体的内部腔体的一部分中。例如，在图1B中，框架15沿着气雾剂发生装置1的伸长方向布置在喷嘴端与相对一端之间，以沿着其伸长长度的至少一部分划分壳体11的内部腔体。电池13在框架15的一侧沿着伸长方向布置。框架15可与安装帽(在随后的附图中示出)配合，以限定内部腔体的这种划分。所述框架可包括聚酰胺(PA)和/或聚醚醚酮(PEEK)。
另外，如图1B所示，此实施例的气雾剂发生装置1还包括加热器子组件18。加热器子组件18布置成与入口装置12连通。该加热器子组件包括加热器和加热室，该加热室在主体的喷嘴端具有开口。该加热室布置成接收待加热的可消耗的气雾剂基质，以产生气雾剂。包装好的气雾剂基质被通过入口装置12输入到加热室中。加热器子组件18还包括用于对加热室加热的加热器，该加热器例如可以是卷绕在加热室周围的薄膜型加热器或伸入到加热室中的叶片式加热器。在其它实施例中，所述加热室可由加热线圈代替，在该加热线圈中可加热液体气雾剂基质，以产生气雾剂，该气雾剂在具有固定吸嘴的入口装置12处提供。加热器子组件18还可包括用于调节加热室的温度的温度传感器。
此外，如图1B所示，此实施例的气雾剂发生装置1包括振动器元件19。该振动器元件在壳体11内布置在壳体的内表面附近，并布置成向壳体传递振动。例如，可配置或控制该振动器元件，使其在加热器最初接通时、在加热器达到预定温度时或者在加热器已经接通预定时间之后振动。如下文将进一步论述的，在具有振动器元件19的实施例中，该振动器元件可设置在各种位置，包括如图1B所示在喷嘴端与相对一端之间设置在电池13旁边，或者设置在电池13与壳体11的相对一端之间。
图2A、2B和2C示意性地示出了第一实施例，其中振动器元件19布置在电池13的一端附近。
如图2A所示意性地示出的，电池13的排气点14也位于电池13的同一端。振动器元件支架21配置成保持振动器元件19。在这个特定实施例中，振动器元件19具有圆形的扁平形状，并且振动器元件支架21为振动器元件19所占据的近似圆柱形的体积提供底壁和侧壁。振动器元件支架21在侧壁中还具有缝隙，通过该缝隙可形成与振动器元件19的电连接。振动器元件支架21形成流体导引装置16的一部分，该流体导引装置16配置成将振动器元件19周围的流体流动路径从电池排气点14导引至壳体排气孔17。
利用这种布置形式，在放气期间从电池13排出的流体被如弯曲箭头所示地从电池排气点14导引，通过壳体内的腔体22，该腔体22邻近电池排气点14，并配置成接收在放气期间从电池排出的流体，然后所述流体通过壳体排气孔17流出。
图2A还示出了用于将框架15可拆卸地附接到壳体11上的紧固件23。
图2B示意性地示出了图2A的实施例的另一个视图，其中壳体11被从该视图中省略，以更易示出内部特征。壳体的排气孔17的位置用圆圈示出。
图2C示意性地示出了图2A的实施例的另一个视图，其中壳体11被“透明地”示出(使用虚线)，以示出腔体22的布置。图2C还示出了通过壳体排气孔17排出的流体的流动方向，表明了流体直接从装置1流出相对一端。通过导引流体从相对一端流出，装置1降低了对用户造成伤害的风险，因为在正常使用时，预计用户的脸仅靠近喷嘴端，并且预计用户的手仅在喷嘴端和相对一端之间的装置的侧面周围，因此与放气相关的任何机械力或化学风险被导离用户的预期位置。
图2C还示出了电连接器24，该电连接器24可以是USB连接器，该USB连接器设置在底端，以形成气雾剂发生装置1外部的电连接。该电连接器24用于给电池13充电和/或用于控制气雾剂发生装置1。电连接器24内部连接至安装在PCB 25上的控制电路。该控制电路可用于控制加热器子组件18以将加热室加热到预定温度，并且可由电池13供电。PCB 25与壳体11和振动器元件支架21一起形成腔体22的外壳的一部分。在其它实施例中，可省略PCB25或电连接器24。例如，可将电池13从气雾剂发生装置1移除，从而可从外部对电池充电或更换电池，并且气雾剂发生装置1不需要提供用于对电池13充电的装置。
PCB 25沿着框架15布置。PCB 25还可包括由一个或多个柔性部分连接的多段。
图3A和3B示意性地示出了与第一实施例类似的第二实施例，除了在下文中不同地说明的内容之外。
请参考图3A，在第二实施例中，振动器元件19’设置在气雾剂发生装置1内的位置，而不是设置在电池13的端部的排气点14附近。尤其是，在此实施例中，振动器元件19’设置在电池13的侧表面与壳体11的相邻内表面之间。振动器元件19’还沿着装置的伸长侧朝着喷嘴端布置。如图3A所示，气雾剂发生装置1可包括用于将气雾剂发生装置的内部部件悬挂在壳体内的安装帽31。在此情况下，振动器元件19’可至少部分地设置在电池13的侧表面与安装帽31之间，如图3A所示。
振动器元件19’可通过PCB 25的末端段连接至PCB 25，该末端段折叠在电池13的较靠近气雾剂发生装置1的喷嘴端的一端上。
此外，在第二实施例中，可移除振动器元件19，从而其功能被振动器元件19’完全替代。图3B示出了移除了振动器元件19并且吸收垫32布置在邻近电池13的排气点14的位置的一个实施例。吸收垫32可设置在由流体导引装置限定的流体流动路径中。更具体地说，在图3B所示的实施例中，在图3A中导引在振动器元件19周围流动的流体的振动器元件支架21被环形支架16代替，该环形支架16导引流体从电池13的排气点14流过环形支架到达壳体11中的排气孔17，并且吸收垫32布置在环形支架内，从而流体至少部分地流过吸收垫。环形支架16的这种布置形式所具有的优点是，流体能更直接地在排放点14与排放孔17之间流动，因此能更快地排出流体，从而降低了在壳体11内积聚足够的压力由此导致气雾剂发生装置1损坏的风险。吸收垫32会至少部分地吸收和/或减缓由放气事件导致的沿着流体流动路径流动的流体，从而降低与从电池13排出并通过排气孔17流出的流体相关的化学风险。该吸收垫例如可包括多孔材料，例如金属(例如铝材)或塑料。
图3B还示出了多个点33、33’，在这些点处可密封壳体11内的腔体22，以防止流体流向喷嘴端。这种密封可通过提供附加的框架部件来实现，该框架部件适于紧密地配装在电池13与壳体11之间，从而即使内部部件被安装帽31悬挂在壳体11内，流体也不能从排气点14和电池13的侧面长度周围流到气雾剂发生装置1的喷嘴端。
请转到图4A和图4B，其中示意性地示出了其它形状的环形支架16的另一些实施例。
在图4A中，环形支架16’在邻近电池13和排气点14的一端包括完整的环，并且环形支架16’向远离电池13的方向延伸，以部分地封闭近似圆柱形的体积。环形支架16’在其壁上具有缝隙。如图4A中的箭头所示，该缝隙允许流体从排气点14与排气孔17之间的最直接路径流出，但是环形支架16’的优点是，可在如图2B所示的第一实施例的振动器元件支架21的基础上通过移除振动器元件支架21的底壁来构造该环形支架16’。例如，可通过钻穿框架材料来移除底壁。在此实施例中，壳体11中的用于电连接器24的孔可充当第二排气孔。
另一方面，在图4B中，环形支架16”在其壁中没有缝隙，所述壁完全包围近似圆柱形的体积。如图4B中的箭头所示，与环形支架16’相比，环形支架16”能更有效地导引流体从排放点14流向排放孔17。这降低了因快速或大量放气事件而损坏气雾剂发生装置1的可能性。
虽然在图4A和图4B中省略了如上所述的吸收垫32，但是环形支架16’和16”可选地支撑吸收垫32。
图4A和图4B之间的比较还示出了图中所示的示例性实施例的壳体11的一些特征。尤其是，如图4A所示，在安装帽31与壳体11之间存在缝隙41。该缝隙用于接收包括图1A所示的壳体11的上部的入口子组件的卡扣配合式附接装置。此外，壳体11和框架15提供了空间42，加热器子组件18被保持在该空间42内，从而加热器子组件18、框架15和电池13均沿着气雾剂发生装置1的伸长方向延伸。
此外，如图4B所示，即使在布置在电池13的侧表面与壳体11的相邻内表面之间的替代位置时，振动器元件19’也可设有振动器元件支架43。在图4B的实施例中，振动器元件支架43可用作密封腔体22的一端的密封点33’，以防止流体流向喷嘴端。在这种情况下，振动器元件支架43与电池13的形状相符。振动器元件支架43还可用作位于电池13的侧表面与壳体11的相邻内表面之间的挡板，以密封电池13与壳体11之间的腔体22的空间，并限制流体向壳体11的喷嘴端的流动。为了减少从振动器元件19’向电池13传递振动从而减少振动可能激发放气或泄漏事件的风险，振动器元件19’可安装在橡胶垫圈中。
在具有位于电池13的端部的振动器元件19而不是位于电池13的侧面的振动器元件19’的实施例中，挡板43仍可具有与上述振动器元件支架43类似的构造。
图5A至5E示出了可在第二实施例中使用的替代吸收垫32’、33”。
图5A示意性地示出了框架15的另一个视图，该框架15具有布置在电池13的排气点14附近的环形支架16(例如可以是图4A和图4B所示的环形支架16’和16”中的任何一个)。
从图5A还能够看出，在此实施例中，PCB 25的一部分延伸从而形成腔体22的围壁的一部分。PCB 25的这部分可以是非功能性的假PCB部分，该假PCB部分被设置为壁，以保护电连接器24和/或其它控制电路免受与电池13的放气或泄漏相关的化学影响。
图5B示意性地示出了吸收垫32’，该吸收垫32’配置成配装在近似圆柱形的体积的外周周围，但是具有环形形状，在该环形形状的中心设有不受限制的流体流动路径。
图5C示意性地示出了位于图5A的环形支架16内的吸收垫32’的横截面。这表明了环形支架16如何与吸收垫32’一起限定从排放点14开始的流体流动路径，流体从该排放点14流过吸收垫32’(并至少部分被吸收垫32’吸收)，并且还可流过吸收垫32’中心的不受限制的区域。
图5D示意性地示出了吸收垫32”，该吸收垫32”配置成配装在所述近似圆柱形的体积内并填充该近似圆柱形的体积，从而从排放点14到排放孔17没有不受限制的流体流动路径，并且由电池13的排放点14处的放气或泄漏事件产生的流体必须先流过吸收垫32”才能流出气雾剂发生装置1。
图5E示意性地示出了位于图5A的环形支架16内的吸收垫32”的横截面。这表明了吸收垫32”是如何穿过环形支架16的内部横截面的。
通过比较吸收垫32’和吸收垫32”可知，吸收垫32’能支持从排气点14产生的流体的更高流体流速，但是吸收垫32”能更有效地抑制短时间或少量放气或泄漏事件的影响，并且能更有效地防止与放气或泄漏事件相关的化学风险。
现在请参考图6A和图6B，这些附图示出了本发明的实施例中的流体导引装置的其它方面的另一些视图。
图6A示意性地示出了一个实施例中的电池13的排气点14与排气孔17之间的腔体22。该图中的壳体11和排气孔17被制成“透明的”，以虚线示出，以示出内部特征。在此实施例中，腔体22由壳体11、电池13的表面、框架15和振动器元件支架43界定。环形支架16也以其内表面和外表面界定腔体22。利用这种布置形式，环形支架16用作将流体向排气孔17导引的流体导引装置，但是在流体从电池13排出的速度高于其能够通过排气孔17排出的速度的情况下，腔体22的其余部分可用于接收在放气期间从电池排出的流体。
此实施例中的排气孔17是一个近似圆形的孔，其中心以两个交叉的支撑元件加固。这些支撑元件横跨排气孔布置，以防止排气孔的相对边缘闭合。所述支撑元件有助于排气孔17保持其形状并抵抗变形，例如在壳体11受到外部冲击的情况下。这进一步有助于确保排气孔17仍可用于释放放气或泄漏事件，使得气雾剂发生装置1继续满足不受如上所述的放气或泄漏事件的影响的安全要求。在其它实施例中，可省略支撑元件，或者可使用在因外部冲击而具有更大变形风险的方向上横跨排气孔的单个支撑元件代替该支撑元件。
在此实施例中，用作挡板的振动器元件支架43可选地包括面向腔体22并朝向壳体11中的排气孔17的凹面。所述凹面可在电池13与壳体11的相邻内表面之间延伸，以密封电池13的外表面与壳体11的相邻内表面之间的缝隙。利用这种凹面，在流体流向腔体22中的振动器元件支架43时，振动器元件支架43会起到反流器的作用，并将流体沿相反方向重新导向排气孔17。这种凹形构造可使反流平缓，从而减小由放气事件中产生的流体施加在振动器元件支架43上的最大力，并且能减小由振动器元件支架43反向的流体的最大压力，从而降低损坏气雾剂发生装置1的可能性，尤其是在由放气产生的流体在高压下可能爆炸的情况下。
图6B示意性示出了另一个实施例中的流体流动。在图6B中，壳体11被隐藏，从而更易看到流体流动。
更具体地说，在图6B的实施例中，气雾剂发生装置1包括布置在排气点14附近的一个或多个导流平面61。如使用箭头所示，导流平面61配置成在流体从排放点14流向排放孔17时使流体从排放孔17转走并朝振动器元件支架43(挡板)流动。这种布置形式增加了流体在到达排气孔17之前行进的距离，因此能降低流体通过排气孔17时的速度。此外，所述导流平面可以是柔性的，以帮助耗散从排气点14排出的流体的能量。所述导流平面例如可由弹性金属片制成。如图6B中另外所示，可不将流体全部转向振动器元件支架43，一些流体仍可更直接地流向排气孔17。
导流平面61可与上文中针对图6A说明的振动器元件支架43的凹形构造相结合，以进一步减小在放气事件期间由握持气雾剂发生装置1的用户感受到的机械力。导流平面61还可与环形支架16结合，以更精确地限定从排放点到排放孔的流体流动路径。导流平面61、振动器元件支架43、环形支架16、壳体11、电池13、框架15和PCB 25均可构成限定流体流动路径的流体导引装置的一部分。
像图4A和图4B一样，图6A和图6B所示的实施例也可包括布置在环形支架16中的吸收垫。
作为针对图6A和图6B说明的流体导引装置和腔体的另一种替代方案，环形支架16也可配置成向上延伸到壳体11并与之平齐地配合，从而腔体22在环形支架16内被完全限定在排气点14与排气孔17之间。
现在请参考图7，其中以从相对一端观察的外部视图示出了一个实施例的壳体11。
在图7中，示出了排气孔17的可选形状17’和17”。典型的气雾剂发生装置1的排气孔17具有20平方毫米的优选尺寸，以使由放气事件或泄漏产生的流体在产生时尽快排出，从而避免壳体11内的压力增大。这种优选尺寸的排气孔被标记为17”。但是，在需要提供较小的排气孔(例如标记为17’)的情况下，上述的排气孔17的支撑元件除了防止排气孔17的相对边缘闭合之外，还有助于防止排气孔17’的边缘被排气事件的力向外推动。
图7还示出了所述相对一端的另一些特征。具体而言，壳体11的相对一端包括孔23’，该孔适于接收紧固件23并被紧固件23保持，从而将壳体11附接至框架15。孔23’可被壳体11的外表面的凹陷部分包围，从而在紧固件23就位时，紧固件23与该外表面齐平或低于该外表面。
壳体11的相对一端还包括用于提供通向电连接器24的入口的孔24’。电连接器24可通过孔24’从气雾剂发生装置1伸出，或者可设置在壳体11内，从而可连接对应的外部连接器。或者，电连接器24可包括平触点，该平触点虽然形成电连接，但是不形成机械连接。
此外，电连接器24可用磁性连接器代替，例如感应电能传输元件。在这样的实施例中，可省略孔24’。
请转到图8A和8B，这些附图示出了相对一端上的贴片的特征。
请参考图8A，其中示出了在附着至壳体11的外表面上的相对一端之前的贴片8A。在此实施例中，贴片8A适于配装到壳体11的相对一端上的凹部中，其中该凹部包括排气孔17、用于紧固件23的孔23’和用于电连接器24的孔24’。贴片81具有用于电连接器24的相应的孔24”。贴片81还可包括产品信息，作为在壳体11上提供这样的信息的一种方便方式。
请参考图8B，在将贴片附着至相对一端时，贴片81被布置成使得孔24’和24”彼此对准，并且电连接器24是可接近的。另一方面，贴片81布置在排气孔17和用于紧固件23的孔23’上面。通过以这种方式遮住紧固件23，能使未受过教育的消费者更难接近气雾剂发生装置1的内部，从而提高安全性。通过以这种方式遮住排气孔17，还能保护电池13和隐藏通向电池13的通路，从而提高安全性。但是，贴片81附着得很弱，因而当在电池13的放气事件期间施加内部压力时，贴片81会分离并移位，从而露出排气孔17并允许流体从气雾剂发生装置1逸出。或者，贴片81可构造成在与排气孔对准的区域中足够弱，从而当在电池13的放气事件期间施加内部压力时，贴片81会在遮盖排气孔17的区域中破裂并移位，以露出排气孔17并允许流体从气雾剂发生装置1中逸出。
本说明书解决的另一个问题是从加热器子组件18向电池13的散热，这可能进一步升高电池的温度，并且，除了自我加热过程之外，还会提高放气事件的风险。这对于非杆状装置来说尤其如此，因为在杆状装置中，电池与加热炉之间的相对表面较小，因为它受到杆状壳体的横截面的限制，并且大致与圆柱体的端面(加热炉和电池的形状)对应。此外，在杆状装置中，加热炉和电池可间隔布置在杆的两个相对端上。
请参考图9和10，这两个附图均示意性地示出了带有克服加热器子组件18的散热问题的解决方案的气雾剂发生装置的示例性实施例。
在这些附图中，气雾剂发生装置是鹅卵石状装置，其中加热器子组件18和电池13必须彼此相对靠近布置，并且因部分地平行布置而以较大的面积彼此面对，虽然不直接接触。因此，与电池和加热器子组件端对端地布置的杆状装置相比，来自加热器子组件18的热量更容易散发到电池13。因此，提供了一种在电池13或加热器子组件18周围绝热的解决方案。
在图9中，提出的解决方案是使用绝热套50封装电池13。该绝热套的特征例如有：
·0.12W/mK的极低导热系数；
·绝热套的壁厚在5毫米和10毫米之间；
·体积质量低；以及
·可选地，具有相变保护。
绝热套50可包括毛毡(带有纤维)或由热陶瓷制成的固体多孔材料。在此实施例中，绝热套50沿着电池仓的内表面设置，并且在绝热套与电池之间设有密封件以密封或遮挡缝隙，从而防止加压气体或液体如前文所述流向PCBA。在一个替代实施例中，绝热层也可沿着电池仓的外表面设置。
图10示出了一种替代方案，其中绝热套50布置在加热器子组件18周围。在另一个实施例中，所述装置可具有封装电池13的绝热套和封装加热器子组件18的绝热套。
图11示意性地示出了一个示例性实施例，该实施例包括防喷射装置60，该防喷射装置60配置成在电池13进入热失控状态时留存从电池13喷射的固体部件，该防喷射装置60布置在电池13与壳体11之间，并且包括具有能够留存从电池喷射的部件的机械强度的第一材料。此实施例中的防喷射装置60也可用作如上所述的流体导引装置。
在电池13进入热失控状态时，可能发生电池部件(在图11中未示出)直接喷出的情况。在电池发生热失控并排出气体时，部件从其喷射点以直线喷射，其能量尤其与电池内部的压力累积相关。喷射出的部件会撞击防喷射装置60，因此防喷射装置60作为护罩或护栏。喷射出的部件会在防喷射装置60中被捕获，或者失去其大部分动量，从而不再对用户有危险或有害。
第一材料可配置成在电池13具有1000千帕(10巴)至3000千帕(30巴)的内部压力、优选具有2500千帕(25巴)的内部压力时留存从电池13中排出的部件。
第一材料的机械强度可根据电池的特性、装置的壳体或多个装置部件的特性而变化。
第一材料可包括金属材料、铝、不锈钢或具有能够留存从电池13中喷出的部件的机械强度的任何适当材料。
第一材料也可包括塑料或聚丙烯(PP)。
第一材料也可包括多孔材料，例如金属或塑料泡沫。
防喷射装置60可包括带、环或细长板。例如，它可包括前述结构之中的一种或多种，这些结构可以是分开的，也可以接合在一起作为一个整体。
所述细长板可遮盖电池50的表面(在圆柱形电池的情况下是直径)的50％至80％。
防喷射装置60还可包括网状、网孔状或高度多孔状材料，例如泡沫，以允许气体通过其排出，同时防止来自电池13的喷射部件的直接喷射。所述网状、网孔状或高度多孔状材料(例如泡沫)可包括金属、塑料或具有足以留存从电池中排出的部件的机械强度的任何适当材料。在防喷射装置包括这种材料的情况下，加压气体可通过防喷射装置和/或在防喷射装置周围排出。
包含在防喷射装置60中的泡沫例如可以是金属泡沫材料，该金属泡沫材料包括形成内部容积的内腔，气体可通过该内腔排出。
防喷射装置60可具有如图11所示的U形构造。
防喷射装置60可在电池13的一部分上、在电池13的整个长度上或在电池13的一个末端或一个角部上延伸。
防喷射装置60也可以是在电池13的至少一侧延伸的细长板或带。
防喷射装置60也可以是在电池13的至少一部分上或在电池的整个表面上延伸的圆柱形或平行六面体壳体。
在一个实施例中，壳体11还包括至少一个锚固点，该锚固点允许将防喷射装置60附接并固定到壳体11上。所述至少一个锚固点布置在壳体11的内部空间中，并且可包括例如环、突起或凹部等，防喷射装置60围绕该环、突起或凹部延伸或在其中延伸，并且通过防喷射装置60的弯曲段或者通过胶粘、热封、形状配合或任何适当的方法固定。
在另一个实施例中，所述至少一个锚固点布置在装置框架上、在装置结构上、在电池上或在装置的任何适当位置。
如图11所示，防喷射装置60还可包括至少一个开口80，该开口80配置成从防喷射装置60内排出由电池13释放的加压气体。
所述至少一个开口80可沿着防喷射装置60布置在任何适当位置，例如布置在防喷射装置60的中间、末端或这两个位置之间。
所述至少一个开口80的尺寸小于在电池进入热失控状态时可能从电池13中排出的部件的尺寸，但是大到足以允许气体排出。
所述至少一个开口80可以是圆形或矩形的，或者是任何不同的适当几何形状。
所述至少一个开口80的表面例如可以是10平方毫米至120平方毫米，优选是30平方毫米。
所述至少一个开口80的表面可取决于电池13的类型、尺寸、容量或化学性质。
在另一个实施例中，所述至少一个开口80可包括布置在防喷射装置60上的多个较小开口的组合。
布置在防喷射装置60上的多个较小开口的组合的总表面积可以是10平方毫米至120平方毫米，优选该总表面积是30平方毫米。
所述至少一个开口80的表面积或总表面积可根据电池的特性、装置的壳体或多个装置部件的特性而变化。
所述至少一个开口80可配置成在预定气体压力下从防喷射装置60内排出加压气体。
所述至少一个开口80可包括布置在开口80上的软套，该软套例如包括在预定气压下变形的硅橡胶或薄铝箔。
布置在防喷射装置60上的所述至少一个开口80和布置在壳体11上的排气孔17可布置成彼此面对，以便于气体通过防喷射装置60和壳体11排出气雾剂发生装置1之外。
布置在防喷射装置60上的所述至少一个开口80和电池13的排放点14可布置成彼此面对，以便于气体排放。
定义和替代实施例
从上文的说明应理解，所说明的实施例的许多特征执行具有独立益处的独立功能。因此，可独立地选择包含或省略在权利要求中限定的本发明的实施例的这些独立特征之中的每一个。
在附图中，振动器元件支架21和环形支架16、16’、16”限定具有圆形横截面的近似圆柱形的体积，并且吸收垫32、32’、32”构造成具有类似的圆形横截面。但是，这不是必须的，这些特征也可具有椭圆形、多边形或不规则的横截面。此外，吸收垫32’可具有额外的内部结构，以增加吸收垫的表面积，同时还最大限度地增加排气点14与排气孔17之间的流体流动路径的不受抑制的总横截面积，而不是仅具有环形形状。
在吸收垫配置成提供通过环形支架的不受限制的路径的情况下，该路径不一定必须在吸收垫的中心。例如，吸收垫的外横截面可与环形支架的内横截面不相符，并且可配置成在吸收垫的外表面与环形支架的内表面之间提供缝隙。例如，吸收垫可以是方形垫，而环形支架可具有圆形横截面，从而只有吸收垫的角部与环形支架接触。
例如，可使用粘合剂或结构保持元件(例如可布置在环形支架16的一端的脊)将吸收垫32(若存在)附接到框架15上。吸收垫32可以是永久附接的，也可以是可分离的，从而在吸收垫32吸收从电池排出的流体的能力达到极限时，可更换吸收垫32。
在上述的具有环形支架的实施例中，吸收垫可选地设置在环形支架内。在其它实施例中，吸收垫也可设置在腔体22中的其它位置，或者可在壳体11中设置在排气孔17的对面。在一个实例中，可提供吸收垫以填充腔体22。
术语“加热器”应理解为指用于输出足以从气雾剂基质形成气雾剂的热能的任何装置。热能从加热器向气雾剂基质的传递可以是传导、对流、辐射或这些方式的任何组合。作为非限制性的实例，传导型加热器可直接接触并按压气雾剂基质，或者它们可与独立的部件接触，例如加热室，该加热室本身通过传导、对流和/或辐射来加热气雾剂基质。
加热器可通过电力、燃烧或任何其它适当方式获得动力。电动加热器可包括电阻伴热元件(可选地包括绝热封装)、感应加热系统(例如包括电磁体和高频振荡器)等。加热器可布置在气雾剂基质的外部周围，可部分地或完全深入到气雾剂基质中，或者采用这些形式的任何组合。例如，气雾剂发生装置可具有延伸到加热室内的气雾剂基质中的叶片式加热器，而不是上述实施例的加热器。
术语“温度传感器”用于描述能够确定气雾剂发生装置1的一部分的绝对或相对温度的元件。这种元件可包括热电偶、热电堆、热敏电阻等。温度传感器可作为另一个部件的一部分，或者也可以是独立的部件。在一些实例中，可设有不止一个温度传感器，例如用于监测气雾剂发生装置1的不同部分的加热，例如用于确定热剖面。或者，在一些实例中，不包括温度传感器；例如，在已经可靠地建立了热剖面并且可根据加热器的操作来假定温度的情况下，这是可能的。
气雾剂基质包括烟草，例如干燥或熟化形式的烟草，在某些情况下还含有用于调味或产生更顺滑或更令人愉悦的体验的附加成分。在某些实例中，可使用汽化剂处理气雾剂基质，例如烟草。汽化剂可改善从气雾剂基质产生蒸汽。例如，汽化剂可包括多元醇(例如甘油)或二醇(例如丙二醇)。在某些情况下，气雾剂基质可不含烟草，甚至不含尼古丁，而是可含有天然或人造的用于调味、挥发、改善顺滑度和/或提供其它令人愉悦的效果的成分。气雾剂基质可按切碎、颗粒、粉末、粒化、条状或片状的固体或糊状材料的形式提供，可选地可以是这些形式的组合。同样，气雾剂基质可以是液体或凝胶。实际上，一些例子可包括固体和液体/凝胶部分。
因此，气雾剂发生装置1又可称为“加热烟草装置”、“不燃烧的加热烟草装置”、“用于汽化烟草制品的装置”等，这些装置可解释为适于实现这些效果的装置。在本文中公开的特征同样适用于设计成汽化任何气雾剂基质的装置。
气雾剂发生装置1可布置成将气雾剂基质收纳在预包装的基质载体中。该基质载体可大致类似于香烟，具有管状区域，气雾剂基质以适当的方式布置在基质载体中。在某些设计中还可包括过滤器、蒸汽收集区域、冷却区域和其它结构。还可提供纸质或其它柔性平面材料(例如箔片)的外层，例如用于将气雾剂基质保持就位，使其更类似香烟等。该基质载体可配装在加热室内，或者可比加热室长，由此在气雾剂发生装置1设有基质载体时所述盖保持打开。在这样的实施例中，气雾剂可直接从基质载体提供，该基质载体充当气雾剂发生装置的吸嘴。
在本文中所用的术语“流体”应解释为一般描述能够流动的非固体材料，包括但不限于液体、糊剂、凝胶、粉末等。“流化材料”应相应地解释为本质上是流体或已被改性为表现为流体的材料。流化可包括但不限于粉末化、溶解在溶剂中、凝胶化、增稠、变稀等。
在本文中所用的术语“挥发性”指能够轻易地从固态或液态转变为气态的物质。作为一个非限制性实例，挥发性物质可以是具有在环境压力下接近室温的沸点或升华温度的物质。相应地，“挥发”应理解为使(材料)挥发和/或使其汽化或分散在蒸汽中。
在本文中所用的术语“蒸汽”指：(i)液体在足够的热量的作用下自然转化成的形式；或(ii)悬浮在大气中并且看起来像蒸汽/烟雾云的液体/湿气颗粒；或(iii)像气体一样充满空间的但低于其临界温度、仅仅通过压力就可液化的流体。
与该定义一致，术语“汽化”指：(i)变成蒸汽或导致变成蒸汽；和(ii)颗粒改变物理状态(即，从液态或固态变成气态)。
在本文中使用的术语“雾化”指：(i)将(物质，尤其是液体)变成非常小的颗粒或液滴；和(ii)颗粒保持与雾化前相同的物理状态(液体或固体)。
在本文中所用的术语“气雾剂”指分散在空气或气体中的颗粒系统，例如薄雾、浓雾或烟。因此，术语“气雾剂化”指制成气雾剂和/或分散为气雾剂。应注意，气雾剂/气雾剂化的含义与上文中限定的挥发、雾化和汽化一致。为了避免疑义，使用气雾剂来一致地描述包含雾化、挥发或汽化颗粒的薄雾或液滴。气雾剂还包括包含雾化、挥发或汽化颗粒的任何组合的薄雾或液滴。

Claims (16)

1.一种气雾剂发生装置，包括：
壳体，其包括喷嘴端和相对一端，该相对一端包括排气孔；
壳体内的电池，该电池包括电池的外表面上的排气点，该排气点布置成使得在电池放气期间流体优先从排气点释放；
壳体内的流体导引装置，该流体导引装置配置成限定从电池的排气点到壳体的排气孔的流体流动路径。
2.如权利要求1所述的气雾剂发生装置，其中所述排气点位于电池的一端，并且所述流体导引装置包括位于电池的所述端部与壳体排气孔之间的环形支架，从而所述流体流动路径被从电池排气点通过环形支架导向壳体排气孔。
3.如权利要求1所述的气雾剂发生装置，其中所述排气点位于电池的一端，所述装置还包括：
布置在电池的所述端部附近的振动器元件；其中所述流体导引装置包括振动器元件支架，该振动器元件支架配置成保持振动器元件，并将振动器元件周围的流体流动路径从电池排气点导向壳体排气孔。
4.如前述权利要求中任一项所述的气雾剂发生装置，其中所述流体导引装置还包括：
位于电池的侧表面与壳体的相邻内表面之间的挡板，该挡板用于密封电池与壳体之间的空间，并限制流体朝壳体的喷嘴端的流动。
5.如权利要求4所述的气雾剂发生装置，其中所述挡板包括朝向壳体中的排气孔的凹面，从而流体朝挡板的流动被沿着相反方向转向排气孔。
6.如权利要求4或权利要求5所述的气雾剂发生装置，其中所述流体导引装置还包括布置在电池的排气点附近的导流平面，该导流平面配置成使流体转向挡板。
7.如前述权利要求中任一项所述的气雾剂发生装置，还包括位于电池的侧表面与壳体的相邻内表面之间的振动器元件。
8.如权利要求4至6和权利要求7中任一项所述的气雾剂发生装置，其中所述挡板是布置在电池的侧表面与壳体的相邻内表面之间的振动器元件的支架。
9.如前述权利要求中任一项所述的气雾剂发生装置，还包括吸收垫。
10.如权利要求9所述的气雾剂发生装置，其中所述吸收垫是环形的，并且布置在电池的排气点附近。
11.如权利要求9或10所述的气雾剂发生装置，其中所述流体导引装置包括环形支架，所述吸收垫布置在该环形支架内。
12.如前述权利要求中任一项所述的气雾剂发生装置，还包括布置在壳体的外表面上的排气孔上面的贴片，该贴片配置成在电池放气期间移位以打开排气孔。
13.如前述权利要求中任一项所述的气雾剂发生装置，还包括在壳体内布置在电池排气点附近的腔体，该腔体配置成接收在放气期间从电池排出的流体。
14.如前述权利要求中任一项所述的气雾剂发生装置，还包括保持电池的电池支撑框架，该电池支撑框架横跨壳体的内部腔体布置，以将电池密封在壳体的内部腔体的一部分中。
15.如前述权利要求中任一项所述的气雾剂发生装置，其中所述排气孔包括横跨排气孔布置的支撑元件，该支撑元件用于防止排气孔的相对边缘闭合。
16.一种用于气雾剂发生装置的壳体，该壳体包括喷嘴端、包括排气孔的相对一端、以及壳体内的流体导引装置，
其中所述壳体配置成将电池收纳在壳体内，该电池包括电池的外表面上的排气点，该排气点布置成使得在电池放气期间流体优先从排气点释放；并且
所述流体导引装置配置成限定从电池的排气点到壳体的排气孔的流体流动路径。
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