CN114727655A - 蒸发器装置微流体系统和设备 - Google Patents

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Abstract

微流体特征部调节用于蒸发器装置的料盒(1320)中的流体流。所述微流体特征部防止当容纳液体可蒸发材料的储存室(1342)与料盒外部的环境条件之间存在压差时液体可蒸发材料(1302)的泄漏并增强料盒的功能。还描述了相关的系统、设备和方法。

Description

蒸发器装置微流体系统和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求获得于2019年10月17日提交的名称为“CARTRIDGE FOR A VAPORIZERDEVICE”的PCT专利申请No.PCT/US2019/056788的优先权和权益,并要求获得于2019年10月14日提交的名称为“CARTRIDGE FOR A VAPORIZER DEVICE”的美国临时申请第62/915,005号的优先权和权益,其中每一项的全部内容在允许的范围内通过引用纳入本文。
技术领域
所公开的主题总体上涉及用于蒸发器的料盒的特征,在一些示例中,涉及对料盒的管理,以防止液体可蒸发材料的泄漏。
背景技术
蒸发器装置,在此一般称为蒸发器,包括如下装置,该装置将可蒸发材料(如液体、植物材料、其他一些固体、蜡等)加热到足以将来自可蒸发材料的一种或多种化合物释放成为可被蒸发器使用者吸入的形式(如气体、气雾等)。一些蒸发器,例如那些从可蒸发材料中释放的化合物中至少有一种是烟碱的蒸发器,可以作为对抽吸可燃香烟的替代。
发明内容
出于概述的目的,本文已经描述了特定方面、优点和新颖的特征。应该理解的是,根据任何一个特别的实施方式,并非所有这些优点都可以实现。因此,所公开的主题可以以实现或优化一个优点或一组优点的方式来体现或实施,而不需要实现本文可能教导或建议的所有优点。本文描述的各种特征和项目可以合并在一起,或者也可以分开,除非根据目前的公开内容和技术人员从中理解的内容是不可行的。
在一个方面,蒸发器包括被配置为容纳液体可蒸发材料的贮器。贮器至少部分由至少一个壁限定,并且贮器包括储存室和溢流体积。蒸发器还包括设置在溢流体积中的收集器。收集器包括毛细结构,该毛细结构被配置为将一定体积的液体可蒸发材料保持与储存室流体连通。该毛细结构包括微流体特征部,所述微流体特征部被配置为防止空气和液体在收集器的填充和排空期间彼此旁经。
在一个相互关联的方面,其可以包括在前一个方面的蒸发器中,用于控制蒸发器中储存室和邻接的溢流体积之间的液体可蒸发材料的流动的微流体闸门包括连接储存室和收集器的多个开口以及多个开口之间的缩聚点。该微流体闸门包括单个的毛细驱动通道。在其他实施方式中,微流体闸门包括多个毛细驱动通道。可选的是,微流体闸门可以包括储存室和收集器之间的孔口的边沿,该边沿在面向储存室的第一侧比面向收集器的第二侧更圆角。
该微流体闸门可以提供在储存室和环境条件之间的压力平衡。该微流体闸门包括与通气部流体耦接的第一毛细通道、与储存室流体耦接的第二毛细通道、以及包括上壁和下壁的高驱动通道。毛细驱动通道起源于第三收缩点,并在上壁和下壁之间朝向第一毛细通道和第二毛细通道向外分叉。
在一个实施方式中,提供了一种用于蒸发器的料盒,所述蒸发器包括用于微流体压力平衡的装置。该料盒包括料盒壳体,所述料盒壳体包括被配置为保持可蒸发液体的储存室、与通气部流体耦接的第一毛细通道、与储存室流体耦接的第二毛细通道。第三收缩点流体耦接至储存室与高驱动通道。高驱动通道起源于第三收缩点,并朝向第一毛细通道和第二毛细通道向外延伸。高驱动通道被配置为在压力平衡事件将气泡释放到储存室中之后,流体地密封第一毛细通道和第二毛细通道。
在可与其他方面结合的另一个相互关联的方面中,被配置为插入蒸发器料盒的收集器包括毛细结构,该结构被配置为保留与蒸发器料盒的储存室进行流体连通的液体可蒸发材料的体积。该毛细结构包括微流体特征部,所述微流体特征部被配置为防止空气和液体在收集器的填充和排空期间彼此旁经。
在可选的变化中,也可以在任何可行的组合中包括以下一个或多个特征。例如,可以包括主通路,以便在储存室和雾化器之间提供流体连接,所述雾化器被配置为将液体可蒸发材料转换为气相状态。主通路可以通过收集器的结构形成。
主通路可包括第一通道,该第一通道被配置为允许液体可蒸发材料从储存室流向雾化器中的芯吸元件。第一通道可具有如下横截面形状,其带有至少一个非规则部,所述非规则部被配置为允许第一通道中的液体绕过阻挡第一通道其余部分的气泡。该横截面形状可以类似于十字。毛细结构可包括包含微流体特征部的次通路,而微流体特征部可被配置为允许液体可蒸发材料沿次通路的一段长度移动,仅在该段长度中,弯液面(meniscus)完全覆盖次通路的横截面积。横截面积可以足够小,对于形成次通路的壁的材料和液体可蒸发材料的成分而言,液体可蒸发材料优先绕着次通路的整个周边润湿该次通路。
储存室和收集器可被配置为维持收集器中的液体可蒸发材料的连续柱与储存室中的液体可蒸发材料接触,从而使储存室中的压力相对于环境压力的降低导致收集器中的液体可蒸发材料的连续柱至少部分地被抽回储存室。次通路可包括多个间隔开的收缩点,与次通路在收缩点之间的部分相比,收缩点具有更小的横截面积。所述收缩点可具有沿次通路朝向储存隔间定向的更平坦表面和沿次通路远离储存隔间定向的更圆角的表面。
微流体闸门可以定位在收集器和蒸发器料盒的储存室之间。微流体闸门可以包括储存室和收集器之间的孔口的边沿,该边沿在面向储存室的第一侧上比在面向收集器的第二更圆一侧上更平。微流体闸门可以包括连接储存室和收集器的多个开口以及多个开口之间的缩聚点。所述多个开口可包括单个高毛细驱动通道。由于第一通道中更高的毛细驱动,到达缩聚点的气液可蒸发材料弯液面可被引路至次通路,从而形成气泡以逃逸到储存室中的液体可蒸发材料中。
液体可蒸发材料可包括丙二醇和蔬菜甘油中的一种或多种。液体可蒸发材料还可包括烟碱或其盐。
收集器可包括主通路,该主通路在贮器和雾化器之间提供流体连接,所述雾化器被配置为将液体可蒸发材料转换为气相状态,其中主通路通过收集器的结构形成。在可选的变化中,毛细结构可包含包括微流体特征部的次通路,并且微流体特征部可被配置为允许液体可蒸发材料沿次通路的一段长度移动,仅在该段长度中,弯液面完全覆盖次通路的横截面积。该横截面积可以足够小,对于形成次通路的壁的材料和液体可蒸发材料的成分来说,液体可蒸发材料优先绕着次通路的整个周边润湿该次通路。储存室和收集器可被配置为维持收集器中的液体可蒸发材料的连续柱与储存室中的液体可蒸发材料接触,从而使储存室中相对于环境压力的压力降低导致收集器中的液体可蒸发材料的连续柱至少部分地被抽回储存室。次通路可包括多个间隔开的收缩点,与次通路在收缩点之间的部分相比,所述收缩点具有更小的横截面积。所述收缩点可具有沿次通路朝向储存室定向的更平坦表面和沿次通路远离储存室定向的更圆角的表面。
在另一个相互关联的方面,蒸发器料盒包括料盒壳体、设置在料盒壳体内并被配置为容纳液体可蒸发材料的储存室、被配置为允许空气进入料盒壳体内的内部气流路径的进口、被配置为使至少一些液体可蒸发材料转换为可吸入状态的雾化器、如前述方面所述的收集器。
在可选的变化中,这样的蒸发器料盒可以包括本文所述的一个或多个特征,诸如,例如定位在内部气流路径内并与贮器进行流体连通的芯吸元件。芯吸元件可被配置为在毛细作用下从储存室中吸出液体可蒸发材料。加热元件可被定位为对芯吸元件进行加热,以使从储存室吸出的至少一些液体可蒸发材料转换为气态。可吸入状态可包括由气态的至少一些液体可蒸发材料冷凝而形成的气雾。料盒壳体可以包括整体式中空结构,所述中空结构具有第一、开放的一端部,以及与第一端部相反的第二端部。收集器可被可插入地接收在整体式中空结构的第一端部内。
在另一个相互关联的方面,提供了一种用于可与蒸发器装置一起使用的料盒的贮器。在一个实施方式中,贮器包括用于储存可蒸发材料的储存室(例如,贮器),以及溢流体积,其可与储存室分离并经由通向溢流体积中的通路的通气部与储存室相通。
溢流体积中的通路可以通向与环境空气相连的端口。储存室或贮器还可以包括第一芯供给部,以及可选的第二芯供给部,所述第一和第二芯供给部分别以通过放置在料盒内的收集器的第一腔室和第二腔室的形式实现。收集器可以包括一个或多个支撑结构,所述支撑结构在溢流体积中形成所述通路。第一和第二腔室可以控制可蒸发材料的朝向被配置为接收芯吸元件的芯壳体。
定位在芯壳体或芯吸元件壳体中的芯吸元件可被配置为吸收行进通过第一和第二芯供给部的可蒸发材料,从而在与雾化器的热作用下,芯吸元件中吸收的可蒸发材料被转换为蒸汽或气雾中的至少一种,并流过通过收集器和储存室形成的出口隧道结构,到达吸嘴中的开口。吸嘴可以靠近储存室形成。
收集器可具有第一端部和第二端部。第一端部可与吸嘴中的开口相耦接,并且与第一端部相反的第二端部可被配置为容置芯或芯吸元件。根据特定实施方式的芯壳体可包括一组从第二端部向外突出的尖头(prong),以至少部分地接收芯吸元件,以及一个或多个定位在第一或第二芯供给部附近并从收集器的第二端部延伸的压缩肋,以压缩芯吸元件。
在另一个相互关联的方面,可以设置通气部,以维持料盒储存室中的平衡压力状态,并防止储存室中的压力增加到会导致可蒸发材料淹没芯壳体的点。平衡压力状态可以通过在通气部的开口处建立液体密封来维持,通气部被定位在储存室与料盒中溢流体积中的通路相通之处。通过维持足够的毛细压力用于在通气部的通向溢流体积中的通路的部分处形成可蒸发材料弯液面,从而在通气部处建立和维持液体密封。
在具有多个毛细驱动通道的实施方式中,针对可蒸发材料弯液面的毛细压力可以通过例如形成主通道和次通道的通气结构来控制,该结构有效地构建了流体阀以控制主通道或次通道之一处的至少缩聚点。根据实施方式,主通道和次通道可以具有缩窄的几何形状,这样,随着弯液面的继续后退,主通道的毛细驱动下降速度比次通道的毛细驱动的下降速度大。主通道和次通道的毛细驱动的逐渐减少会减少储存室中维持的部分顶部空间真空。
在具有单个毛细驱动通道的实施方式中,可蒸发材料弯液面的毛细压力可以通过例如与单个通道流体连通的通气孔来控制,所述通气孔有效地构建了微流体闸门,以控制单个通道一端处的至少一个缩聚点。根据实施方式,单个通道可以有缩窄的几何形状,这样,随着弯液面的继续后退,主通道的毛细驱动以比次通道的毛细驱动更大的速度下降。主通道和次通道的毛细驱动的逐渐减少会减少储存室中维持的部分顶部空间真空。
在另一个相互关联的方面,由于主通道和次通道相对于彼此的毛细驱动逐渐减少,主通道的排出压力下降到次通道的排出压力以下。当主通道的排出压力发生变化时,主通道中的弯液面继续排出,而次通道中的弯液面保持静止。涉及主通道接触角后退的排出压力可能会下降到低于涉及次通道接触角前进的淹没压力,导致主通道和次通道充满可蒸发材料。
因此,响应于储存室以内增加的压力状态,可蒸发材料通过通气部流入收集器的通路(即溢流体积),其中通气部被构造成在缩聚点处维持液体密封,期望是在所有时候。在特定实施方式中,通气部被构造成促进开口处的液体密封,可蒸发材料从该开口处在贮器的储存室与溢流体积中的收集器通路之间流动。
在另一个相互关联的方面,可以实施一个或多个芯供给通道,以控制可蒸发材料朝向芯的直接流动。可以通过定位在溢流体积中并且独立于上述控制阀的主通道和次通道的收集器形成第一芯供给通道。收集器可以包括支撑结构,所述支撑结构形成第一通道或附加的芯供给通道。芯可以定位在芯壳体中,以使得所述芯被配置为吸收行进通过第一通道的可蒸发材料。根据实施情况,第一通道可具有十字形的横截面,或者具有部分分隔壁。第一通道的形状可以提供用于一个或多个非主子通道和一个或多个主子通道,所述主子通道在直径方面与非主子通道相比更大。
根据实施情况,当主子通道或非主子通道被限制或堵塞时(例如,由于气泡的形成),可蒸发材料可以行进通过替代的子通道或主通道。在十字形芯供给部中,主子通道可以延伸通过十字形芯供给部的中心。当主子通道由于在主子通道的一部分形成气泡而受到限制时,可蒸发材料流经其中至少一个非主子通道。
在一些实施方式中,收集器可具有第一端部和第二端部,第一端部面向储存室,以及第二端部背离储存室并被配置为包括芯壳体。第二芯供给部可以以第二通道的形式实现,以使储存在储存室中的可蒸发材料在可蒸发材料流经第一芯供给部时同时流向芯。第二芯供给部口可具有十字形的横截面。
根据一个或多个方面,用于可与蒸发器装置一起使用的料盒的贮器可包括被配置为容纳可蒸发材料的储存室。贮器可与雾化器保持操作关系,雾化器被配置为将可蒸发材料从液相转换为蒸汽或气雾相,以供蒸发器装置的使用者吸入。料盒也可包含溢流体积,以用于例如当一个或多个因素导致贮器室中的可蒸发材料进入料盒中的溢流体积时保留至少一些部分的可蒸发材料。
所述一个或多个因素可包括料盒暴露在压力状态下,该压力状态与先前的环境压力状态不同(例如,从第一压力状态到第二压力状态)。在一些方面,溢流体积可包括一通路,该通路连接到通往料盒外部(即,通往环境空气)的开口或空气控制口。溢流体积中的通路也可以与贮器室连通,使得所述通路可以作为一个空气排气口,以允许贮器室中的压力平衡。响应于料盒环境中的负压事件,可蒸发材料可以从贮器室被吸入雾化器,并转换为蒸汽或气雾相,减少贮器的储存室中剩余的可蒸发材料的体积。
储存室可通过储存室和溢流体积之间的一个或多个开口与溢流体积相耦接,例如,使得所述一个或多个开口通向一个或多个通过溢流体积的通路。经由开口进入通路的可蒸发材料的流动可以经由通向一个或多个通路的流体排气口的毛细特性或通路本身的毛细特性来控制。此外,进入一个或多个通路的可蒸发材料的流动可以是可逆的,允许可蒸发材料从溢流体积移回贮器室。
在至少一个实施方式中,可蒸发材料的流动可以响应于压力状态的变化(例如,当料盒中的第二压力状态恢复到第一压力状态)而颠倒。第二压力状态可能与负压事件相关联。负压事件可能是环境压力相对于保留在贮器室或料盒其他部分内的一个或多个空气体积部下降的结果。替代地,负压事件可能是由于机械压力对料盒的一个或多个外表面造成的对料盒内部容积的压缩。
加热元件可以包括加热部分。加热部分可以被预制以限定内部容积,所述内部容积被配置为接收芯吸元件,使得加热部分将芯吸元件的至少一部分固定至加热元件。加热部分可被配置为与芯吸元件的至少两个分离表面接触。功率被配置为从电源供应给加热部分,以产生热量,从而使储存在芯吸元件内的可蒸发材料蒸发。
在一些实施方式中,该蒸发器装置进一步包括热屏障,该热屏障被配置为围绕加热元件的至少一部分,并将加热部分与配置为围绕芯吸元件和加热元件的至少一部分的芯壳体的本体隔离。在一些实施方式中,加热罩被折叠在加热部分和至少两个腿之间,以将加热部分与至少两个腿隔离。
在一些实施方式中,蒸发器装置包括容纳可蒸发材料的贮器、与贮器流体连通的芯吸元件、以及加热元件。该加热元件包括加热部分。加热部分可以预先成型,以限定内部容积,所述内部容积被配置为接收芯吸元件,以使得加热部分将芯吸元件的至少一部分固定至加热元件。加热部分可被配置为与芯吸元件的至少两个分离表面接触。功率被配置为从电源供应给加热部分,以产生热量,从而使存储在芯吸元件内的可蒸发材料蒸发。
在一些变化中,以下特征中的一个或多个可以选择性地以任何可行的组合方式包括在内。
当前主题的各方面涉及一种用于蒸发器装置的料盒。料盒可包括贮器,该贮器包含由贮器屏障限定的贮器室。贮器可被配置为在贮器室中容纳可蒸发材料。料盒可包括与贮器连通的蒸发室,并可包括被配置为将可蒸发材料从贮器室吸取至蒸发室以被加热元件蒸发的芯吸元件。料盒可包括延伸通过蒸发室的气流通路。料盒可以包括与气流通路相邻的至少一个毛细通道。至少一个毛细通道中的每个毛细通道可被配置为接收流体,并经由毛细作用将流体从第一位置引向第二位置。
在与当前公开一致的一个方面,至少一个毛细通道中的每个毛细通道在尺寸上可缩窄。尺寸上缩窄可导致通过至少一个毛细通道中的每个毛细通道的毛细驱动增加。至少一个毛细通道中的每个毛细通道可以由上壁和下壁限定。至少一个毛细通道可以与芯流体连通。第一位置可邻近气流通路的端部和吸嘴。至少一个毛细通道可以收集流体冷凝物。
在一个相互关联的方面,蒸发器装置可包括蒸发器本体,所述蒸发器本体包括被配置为加热可蒸发材料的加热元件。蒸发器装置可包括被配置为可释放地耦接到蒸发器本体的料盒。料盒可包括贮器,所述贮器包括由贮器屏障限定的贮器室。贮器可被配置为在贮器室中容纳可蒸发材料。料盒可包括与贮器连通的蒸发室,并可包括被配置为将可蒸发材料从贮器室吸取到蒸发室以被加热元件蒸发的芯吸元件。料盒可包括延伸通过蒸发室的气流通路。料盒可以包括与气流通路相邻的至少一个毛细通道。至少一个毛细通道中的每个毛细通道可被配置为接收流体,并经由毛细作用将流体从第一位置引向第二位置。
至少一个毛细通道中的每个毛细通道在尺寸上可缩窄。尺寸上的缩窄可导致通过至少一个毛细通道中的每个毛细通道的毛细驱动增加。至少一个毛细通道中的每个毛细通道可以由上壁和下壁限定。至少一个毛细通道可以与芯流体连通。第一位置可邻近气流通路的一端部和吸嘴。至少一个毛细通道可以收集流体冷凝物。
本文所述主题的一个或多个变化的细节在附图和下面的描述中列出。本文所述主题的其他特征和优点将从描述和附图以及权利要求中显而易见。然而,所公开的主题并不限于所公开的任何特别的实施方式。
附图说明
纳入本说明书并构成其一部分的附图示出了本文所公开的主题的特定方面,并与说明书一起有助于解释与下文所公开的实施方式相关的一些原则。
图1说明了根据一个或多个实施方式的示例蒸发器装置的框图。
图2A说明了根据一个或多个实施方式的示例蒸发器本体和可插入式蒸发器料盒的平面图。
图2B示出了根据一个或多个实施方式的图2A的蒸发器装置的立体图。
图2C示出了根据一个或多个实施方式的图2A的料盒的立体图。
图2D示出了根据一个或多个实施方式的图2C的料盒的另一个立体图。
图2E说明了根据一个或多个实施方式,被配置用于蒸发器料盒和/或蒸发器装置以改善蒸发器装置中的气流的贮器系统的示意图。
图2F说明了根据一个或多个实施方式,被配置用于蒸发器料盒或蒸发器装置以改善蒸发器装置中的气流的贮器系统的示意图。
图3A和图3B说明了根据一个或多个实施方式,具有储存室和溢流体积的料盒的示例平面剖视图。
图4A至图4C说明了根据一个或多个实施方式,带有具有一个或多个流动通道的流动管理收集器的示例料盒结构部件的透视正面和侧视图。
图5A说明了根据一个或多个实施方式的示例性单通气部单通道收集器结构的侧视平面图。
图5B是根据一个或多个实施方式,带有半透明壳体结构的示例性料盒的侧视平面图,所述半透明壳体结构容纳如图5A中所示的示例性收集器。
图5C至图5E说明了根据一个或多个实施方式,在流动通道中建有流动管理收缩器的示例性收集器结构的立体图和平面侧视图。
图5F和图5G说明了根据一个或多个实施方式,在收集器的流动通道中建有流动管理收缩器的示例性收集器结构的正视图和侧视图。
图5H说明了示例的收集器结构的透视特写图,根据一个或多个实施方式,该结构具有一个或多个通气部,所述通气部可以控制储存室和筒内的溢流体积之间的液体流动。
图5I至图5K说明了根据一个或多个实施方式,具有流动管理控制的示例性收集器结构的立体图。
图5L至图5N说明了根据一个或多个实施方式,收集器结构中的示例性流动管理机构的正面平面和特写视图。
图5O至图5X说明了根据一个或多个实施方式,在图5L至图5N的示例性收集器中收集的可蒸发材料的流动随着存储在溢流体积中的可蒸发材料的弯液面继续后退而被管理以适应适当通气时在时间上的快照。
图6说明了根据一个或多个实施方式,收集器结构中的一个示例流动管理机构的正面平面和特写视图。
图7说明了根据一个或多个实施方式,收集器结构中的一个示例流动管理机构的成角度和特写视图。
图8A和图8B说明了正视平面图和特写视图,突出了根据一个或多个实施方式在收集器结构中的一个示例流动管理机构的特定方面。
图9说明了正视平面图和特写视图,突出了根据一个或多个实施方式在收集器结构中的一个示例流动管理机构的特定其他方面。
图10突出了根据一个或多个实施方式在收集器结构中的一个示例流动管理机构。
图11A至图11H说明了根据一个或多个实施方式,在图7至图10的示例性收集器中收集的可蒸发材料的流动随着存储在溢流体积中的可蒸发材料的弯液面继续后退而被管理以适应适当通气时在时间上的快照。
图12A和图12B说明了根据一个或多个实施方式的单通气部多通道收集器结构的示例。
图13说明了根据一个或多个实施方式的示例性双通气部多通道收集器结构。
图14A和图14B说明了根据一个或多个实施方式的示例性收集器结构的侧视图,所述收集器结构包括一个或多个肋或密封珠轮廓,所述肋或密封珠轮廓支持将收集器固定至料盒中的储存室的特定制造技术。
图15说明了根据一个或多个实施方式料盒的一个示例实施方式的立体图、正视图、侧视图和分解图。
图16A说明了根据一个或多个实施方式,具有V形通气部的收集器的一个示例性实施例的立体图、正视图、侧视图、仰视图和俯视图。
图16B和图16C从不同的观察角度说明了示例性收集器结构的立体图和剖视图,重点是根据一个或多个实施方式,用于将芯吸元件和芯壳体相对于朝向料盒一端部的雾化器的放置进行固定的结构细节。
图16D至图16F说明了根据一个或多个实施方式,通过收集器形成或构造的示例性芯供给机制的俯视平面图。
图17A和图17B说明了根据一个或多个实施方式,收集器结构中的示例性流动管理机构的正视图。
图18说明了根据一个或多个实施方式,容纳示例性收集器结构的示例性料盒的正视图。
图19A至图19C分别说明了根据一个或多个实施方式料盒的一个示例性实施例的立体图、正视图和侧视图。
图20A至图20F说明了根据一个或多个实施方式,在不同的填充液位上的一个示例性料盒的立体图。
图21A至图21C说明了根据一个或多个实施方式,填充和组装好的一个示例性料盒的正视图。
图22A至22C示出了根据一个或多个实施方式,一个示例性料盒空气路径的正视图、俯视图和仰视图。
图23A和图23B说明了根据一个或多个实施方式,具有气流路径、液体供给通道和冷凝物收集系统的示例性料盒的正视图和俯视图。
图24A和图24B说明了根据一个或多个实施方式,具有外部气流路径的示例性料盒本体的正视图和侧视图。
图25和图26说明了根据一个或多个实施方式,具有收集器结构的示例性料盒的一部分的立体图,该收集器结构的底部肋处具有气隙。
图27说明了根据一个或多个实施方式,芯供给部的靠近所述芯定位且被配置为至少部分地接收所述芯的那一端部的特写视图。
图28说明了根据一个或多个实施方式,具有方形设计的芯供给部与溢流通路一端部处的气隙相结合的示例性收集器结构的立体图。
图29A说明了根据一个或多个实施方式例如具有四个不同喷射部位的收集器结构的后视图。
图29B说明了收集器结构的侧视图,特别示出了例如根据一个或多个实施方式,可以将芯牢固地保持在芯供给部的路径中的钳形端部。
图29C说明了收集器结构的俯视图,根据一个或多个实施方式,该收集器结构具有芯供给通道,用于接收来自料盒储存室的可蒸发材料,并将可蒸发材料引向在芯供给通道的端部处被所述芯供给通道的突出端部保持就位的芯。
图29D说明了根据一个或多个实施方式收集器结构的正视平面图。
图29E说明了根据一个或多个实施方式收集器结构的仰视图,其中芯供给通道结束于钳形凸起,所述凸起被配置为将芯保持就位在每个端部。
图30A和图30B说明了根据一个或多个实施方式收集器结构的平面俯视图和侧视图,其中有两个相应的芯供给部的两个钳形端部部分。
图31A和图31B说明了根据一个或多个实施方式,具有不同结构实施方式的示例性收集器的各种立体图、俯视图和侧视图。
图32A说明了根据一个或多个实施方式,一个示例性芯壳体的各种立体图、俯视图和侧视图。
图32B说明了一个示例性料盒的收集器和芯壳体部件,其中根据一个或多个实施方式,在芯壳体的结构中配置了突出的凸片,以可插入地接收到收集器的对应底部部分的接收凹口或腔室中。
图33A说明了根据一个或多个实施方式,料盒的一个实施例的立体分解图。
图33B说明了根据一个或多个实施方式,料盒的一个实施例的俯视立体图。
图33C说明了根据一个或多个实施方式,料盒的一个实施例的仰视立体图;以及
图34示出了根据一个或多个实施方式的雾化器组件的俯视立体图。
在实际情况下,根据一个或多个实施方式,相同或相似的附图编号表示相同、相似或等同的结构、特征、方面或元件。
具体实施方式
被配置成将液体可蒸发材料转换成气相和/或气雾相(例如,气相和颗粒相材料在空气中的悬浮液,其在各相之间处于相对局部平衡)的蒸发器通常可包括容纳一定体积的液体可蒸发材料的贮器或储存容器(在此也称为贮器、储存隔间、储存室或储存体积)、雾化器(其也可称为雾化器组件)、加热元件(例如,电阻元件,电流通过该电阻元件以导致电流转换成热能),该加热元件加热液体可蒸发材料以导致至少一些液体可蒸发材料转换成气相,以及芯吸元件(其可简单地称为芯,但其通常是指施加毛细作用力以将液体可蒸发材料从贮器吸取到其通过加热元件的作用而被加热位置的元件或各元件的组合)。在一些情况下(取决于多种因素),所得的气相液体可蒸发材料随后(并且可选地几乎立即)开始至少部分地冷凝,以在通过、越过、接近、围绕雾化器等的空气中形成气雾。
随着芯吸元件中的液体可蒸发材料被加热并转换为气相(并且随后可选地转换为气雾)时,贮器中的液体可蒸发材料的体积减小。在没有用于允许空气或一些其它物质进入当贮器中的液体可蒸发材料的体积通过转换成气体/气雾相而减小时在贮器内产生的空隙空间(例如,未被液体可蒸发材料占据的贮器体积的一部分)的机构的情况下,在贮器内产生减压状态(例如,至少部分真空)。这种降低的压力状态可能不利地影响芯吸元件的功效,该芯吸元件用于将可蒸发材料从储存室或贮器吸取到加热元件附近以便被蒸发成气相,因为部分真空压力与芯吸元件内产生的毛细压力相反地起作用。
更特别地,贮器中的减压状态会导致芯的饱和度不足,并且最终导致缺乏足够的可蒸发材料被输送到雾化器以用于蒸发器的可靠操作。为了抵消减压状态,可以允许环境空气进入贮器以平衡贮器内部和环境压力之间的压力。允许空气回填由蒸发的液体可蒸发材料产生的贮器中的空隙空间可在一些蒸发器中通过空气经由芯吸元件进入贮器而发生。然而,该过程通常需要芯吸元件至少部分地干燥。由于干燥的芯吸元件可能不容易实现和/或对于蒸发器的可靠操作来说可能不是所希望的,因此另一种典型的方法是提供通气部以允许在环境条件和贮器内之间的压力平衡。
在贮器的空隙空间中存在空气,无论是通过芯还是通过一些其它的通气部或通气结构,都可能产生一个或多个其它问题。例如,一旦贮器的空隙空间内的空气压力与环境压力平衡(或至少接近平衡),并且尤其是当填充有空气的空隙空间的体积相对于总贮器体积增加时,空隙空间中的空气与环境条件之间的压力差(例如,空隙空间中的空气处于比环境更高的压力)的产生可能导致液体可蒸发材料例如通过芯、通过所提供的任何通气部等泄漏出贮器。在贮器内的空气和当前环境压力之间的压力差可由以下几个因素中的一个或多个产生,例如,加热空隙空间内的空气(例如,通过将贮器握在手中,将蒸发器从冷区域带到较暖区域等),可使贮器的形状变形并由此减小贮器的内部体积的机械力(例如,在蒸发器的一部分上挤压,导致贮器体积的变形等),环境压力的快速下降(例如,诸如可在空中行驶期间在飞机机舱中发生,当汽车或火车进入或离开隧道时,当窗户打开或关闭同时车辆以高速行驶时等),等等。
液体可蒸发材料从诸如上述那些的蒸发器的贮器的泄漏通常是不希望的,因为泄漏的液体可蒸发材料可能产生不希望的脏乱(例如,由于沾污靠近蒸发器的衣物或其它物品),可能进入蒸发器的吸入路径并由此被用户以液相而非气雾形式直接吸入,可能干扰蒸发器的功能(例如,由于弄脏压力传感器,影响电路和/或开关的可操作性,弄脏充电端口和/或料盒与蒸发器本体等之间的连接),等等。因此,液体可蒸发材料的泄漏会干扰蒸发器的功能和清洁。
蒸发器的示例包括但不限于电子蒸发器、电子烟碱输送系统(ENDS)或具有相同、类似或等效的结构或功能特征或能力的装置和系统。图1显示一示例蒸发器100的示例框图。蒸发器100可包括蒸发器本体110和蒸发器料盒120(也简称为蒸发器料盒120)。蒸发器本体110可以包括电源112(例如,可以是可再充电的电池)和控制器104(例如,可编程逻辑装置、处理器或能够执行诸如软件或固件等逻辑代码和/或通过诸如逻辑门等硬件特征实施逻辑的电路),该控制器104用于控制向雾化器141的热量输送,以使可蒸发材料(未示出)从冷凝形式(例如,固体、液体、溶液、悬浮液、至少部分未处理的植物材料等)转换为气相,或更通用地,用于使可蒸发材料转换成可吸入形式或可吸入形式的前体(precursor)。就此而言,可吸入形式可为气体或气雾,或者一些其它空气传播形式。可吸入形式的前体可包括可蒸发材料的气相状态,其在形成所述气相状态之后的一些时间(可选地立刻或接近立刻或可替代地带有一些延迟或在一些冷却量之后)至少部分地冷凝以形成气雾。控制器104可以是与特定实施方式一致的一个或多个印刷电路板(PCB)的一部分,并且可以用于控制蒸发器本体110与一个或多个传感器113相关联的特定特征。
如图所示,在当前主题的一些实施方式中,蒸发器本体110可以包括一个或多个传感器113、蒸发器本体触头125、密封件115,以及可选地,包括被配置成接收蒸发器料盒120的至少一部分的料盒容座118,该蒸发器料盒120用于通过一个或多个各种附接结构与蒸发器本体110耦接。可以采用阳性或阴性容座构造或它们的一些组合来将蒸发器料盒120与蒸发器本体110耦接。例如,在当前主题的一些实施方式中,料盒的第一端的内部部分可以被接收在蒸发器本体110的料盒容座118中,而料盒的第一端的外部部分至少部分地覆盖蒸发器本体110上的形成料盒容座118的结构的外表面的一些部分。这种用于将蒸发器料盒120耦接到蒸发器本体110的布置可以允许方便、容易使用的结合方法,该结合方法还提供足够的机械耦接强度以避免蒸发器料盒120和蒸发器本体110的不希望的分离。这种构造还可提供对通过将蒸发器料盒120耦接到蒸发器本体110而形成的蒸发器的挠曲的期望的阻力。
关于蒸发器本体触头125,应当理解,这些触头也可以称为“容座触头125”,特别是在对应的料盒触头124(下面讨论)位于蒸发器料盒120的被插入蒸发器本体110上的容座或容座状结构中的一部分上的实施方式中。然而,术语“蒸发器本体触头125”和/或“容座触头125”在此也被使用,因为本主题的方面不限于(并且可以被用于在系统中提供除了其中的那些优点之外的各种优点)蒸发器料盒120和蒸发器本体110之间的电耦接发生在蒸发器本体110上的料盒容座118内的触头之间和蒸发器料盒120的插入料盒容座118中的一部分上。
在一些示例中,蒸发器料盒120可以包括用于容纳液体可蒸发材料的贮器140和用于输送一定剂量可吸入形式可蒸发材料的吸嘴130。吸嘴可以可选地是与形成贮器140的结构分离的部件,或者可替代地,它可以由形成贮器140的一个或多个壁的至少一部分的相同部分或部件形成。贮器140内的液体可蒸发材料可以是载体溶液,其中活性或非活性成分可以悬浮、溶解或保持在溶液或可蒸发材料本身的纯液体形式中。
根据一种实施方式,蒸发器料盒120可以包括雾化器141,该雾化器141可以包括芯或芯吸元件以及加热器(例如,加热元件)。如上所述,芯吸元件可以包括任何材料,所述材料能够通过毛细压力引起流体吸收通过芯以将一定量的液体可蒸发材料传送到雾化器141的包括加热元件的一部分。图1中未示出芯和加热元件,但至少参照图3A和图3B在此进一步详细地公开和讨论。简言之,芯吸元件可配置成从配置成容纳液体可蒸发材料的贮器140吸取液体可蒸发材料,从而液体可蒸发材料可以通过从加热元件传输到芯吸元件以及传输到被吸取进入芯吸元件中的液体可蒸发材料的热量而被蒸发(即转换成气相状态)。在一些实施方式中,响应于在蒸气和/或气雾形成期间从贮器140中去除液体可蒸发材料,空气可以通过芯吸元件或其它开口进入贮器140以至少部分地平衡贮器140中的压力。
在蒸发器料盒110的至少一部分插入蒸发器本体120的料盒容座118的实施例中,雾化器141设置在蒸发器料盒120内会是有利的,这样当蒸发器料盒120和蒸发器本体110连接时,雾化器141的至少一些部分被定位在料盒容座118内。在这种布置的其他潜在好处中,这种配置可允许雾化器141的附加热屏障/隔热由蒸发器本体110的耐用/可重复使用部分提供(例如,而不是要求在诸如蒸发器料盒120的一次性部分中提供这种屏障),以及能够将雾化器141的电阻加热器特征部与蒸发器本体内的电源112连接,而不要求可能需要与蒸发器料盒120内其他部件电隔离的冗长电导线。此外,将蒸发器本体110上的电触头至少部分定位于料盒容座118内,可以在蒸发器料盒120未与蒸发器本体110连接时通过减少接近触头而保护触头免受潜在的机械或其他环境损害。
如图1所示,压力传感器(和任何其它传感器)113可以定位在控制器104上或(例如,电气地、电子地、物理地或经由无线连接)耦接到控制器104。控制器104可以是印刷电路板组件或其它类型的电路板。为了精确地进行测量并保持蒸发器100的耐用性,提供弹性密封件115以将气流路径与蒸发器100的其它部分分开会是有益的。可以是垫圈的密封件115可以被配置成至少部分地围绕压力传感器113,使得压力传感器113到蒸发器的内部电路的连接可以与压力传感器的暴露于气流路径的部分分离。
与蒸发器100一起使用的液体可蒸发材料可以设置在蒸发器料盒120内,该蒸发器料盒120在空的时候可以重新填充,或者是一次性的,以有利于容纳相同或不同类型的附加可蒸发材料的新料盒。蒸发器可以是使用料盒的蒸发器或能够与料盒一起使用或不与料盒一起使用的多用途蒸发器。例如,多用途蒸发器可包括加热室(例如,烘炉),该加热室配置成直接在加热室内接收可蒸发材料,并且还接收具有用于至少部分地容纳可用量可蒸发材料的贮器、体积部或其它功能或结构等同物的料盒或其它可替换装置。
在使用料盒的蒸发器的示例中,密封件115也可以使蒸发器本体110和蒸发器料盒120之间的一个或多个电连接的部件相分离。在蒸发器100中的密封件115的这种布置可有助于减轻由于与一个或多个环境因素(例如冷凝水、从贮器泄漏和/或在蒸发之后冷凝的可蒸发材料)的相互作用而对蒸发器部件造成的潜在破坏性影响,以减少空气从蒸发器中的设计气流路径的逃逸等。
经过或接触蒸发器100的电路的不希望的空气、液体或其它流体可能引起各种不希望的效果,例如改变的压力读数,或者可能导致不希望的材料(例如,湿气、可蒸发材料和/或类似物)在蒸发器100的一些部分中的积聚,在所述部分之处不希望的材料可能引起差的压力信号、压力传感器或其它电气或电子部件的退化和/或蒸发器的较短寿命。密封件115的泄漏也会导致用户吸入空气,该空气已经通过蒸发器100的包含不适于吸入的材料的部分或由不适于吸入的材料构成的部分。
被配置成经由加热非液体可蒸发材料来产生至少部分可吸入剂量的非液体可蒸发材料的蒸发器也可在所公开主题的范围内。例如,代替或除了液体可蒸发材料之外,蒸发器料盒120可包含一定质量的植物材料或其它非液体材料(例如,可蒸发材料本身的固体形式,诸如“蜡”),其被处理和形成为与一个或多个电阻加热元件的至少一部分直接接触(或被加热元件辐射和/或对流加热),其可以可选地被包括在蒸发器料盒120中或蒸发器本体110的一部分中。固体可蒸发材料(例如,包括植物材料的一种固体可蒸发材料)可以只释放植物材料的一部分作为可蒸发材料(例如,使得在可蒸发材料被释放用于吸入之后植物材料的一些部分作为废物保留),或者可以能够使所有固体材料最终被蒸发用于吸入。液体可蒸发材料同样能够完全蒸发,或者可以包括在适于吸入的所有材料都被消耗之后剩余的液体材料的一些部分。
当在蒸发器料盒120中配置有可蒸发材料和加热元件时,蒸发器料盒120可以机械地和电气地耦接到蒸发器本体110,该蒸发器本体110可以包括处理器、电源112和一个或多个蒸发器本体触头125,所述一个或多个蒸发器本体触头用于连接到对应的料盒触头124,以与包括在蒸发器料盒120中的电阻加热元件完成电路。各种蒸发器配置可实施有本文所述的一个或多个特征。
在一些实施方式中,蒸发器100可包括作为蒸发器本体110的一部分的电源112,而加热元件可设置在蒸发器料盒120中,该蒸发器料盒被配置成与蒸发器本体110耦接。如此构造,蒸发器100可包括用于完成包括控制器104、电源112和包括在蒸发器料盒120中的加热元件的电路的电连接特征。
所述至少两个料盒触头124和所述至少两个蒸发器本体触头125可采用各种形式。例如,一组或两组触头可包括导电销、凸片、柱、用于销或柱的接收孔等。一些类型的触头可包括弹簧或其它推动特征,以在蒸发器料盒和蒸发器本体上的触头之间产生更好的物理接触和电接触。电触头可以是镀金的,和/或可以包括其它材料。
在当前主题的一些实施方式中,所述连接特征可包括在该蒸发器料盒120的底表面上的至少两个料盒触头124和设置在该蒸发器100的料盒容座的基部附近的至少两个蒸发器本体触头125,使得当蒸发器料盒120插入到料盒容座118中并与其耦接时,料盒触头124和蒸发器本体触头125形成电连接。在当前主题的一些实施方式中,蒸发器本体触头125可以是可压缩的销(例如弹簧销),当蒸发器料盒插入并固定在料盒容座118中时,所述可压缩的销在对应的料盒触头124的压力下缩回。也可以考虑其它构造。例如,可以使用电刷触头,其与蒸发器料盒的配合部分上的对应触头形成电连接。可定位在料盒容座118的内表面上而非定位在基部端表面的这种触头125不需要与蒸发器料盒120的底端上的料盒触头124形成电连接,而是可以替代为通过当蒸发器料盒120正确插入料盒容座118时,将所述触头从料盒容座118的一个或多个侧壁向外推抵蒸发器料盒120的位于容座内的一侧的一部分上的料盒触头124而耦接。可替代地,定位在蒸发器料盒120的可插入部分的一个或多个侧面上的料盒触头124可具有一个或多个特征部,所述特征部使得料盒触头从可插入部分被向外推抵定位在料盒容座118的一个或多个内表面上的蒸发器本体触头125。蒸发器本体触头125和料盒触头124的其他布置将很容易被理解为在本文所述主题的范围内。
由电连接完成的电路允许将电流输送到电阻加热元件,并且还可以进一步用于附加功能,诸如用于测量电阻加热元件的电阻,以便用于基于电阻加热元件的热阻系数确定或控制电阻加热元件的温度,用于基于电阻加热元件或蒸发器料盒120的其它电路的一个或多个电特性来识别蒸发器料盒120。
在一些示例中,至少两个料盒触头124和至少两个蒸发器本体触头125(例如,用于蒸发器料盒120的一部分插入料盒容座118中的实施方式的容座触头)可以被配置成在将蒸发器料盒120的耦接部和蒸发器本体110以至少两个取向中的任一个取向物理连接时电连接。换句话说,通过将蒸发器料盒120的至少一部分插入(或以其它方式结合)至蒸发器本体110,例如通过以第一旋转取向(例如,围绕蒸发器料盒120的可插入部分沿着其插入蒸发器本体110的料盒容座118中的轴线)将蒸发器料盒120的至少一部分插入在蒸发器本体110的料盒容座118中,使得至少两个料盒触头124中的第一料盒触头电连接到至少两个蒸发器本体触头125中的第一蒸发器本体触头以及至少两个料盒触头124中的第二料盒触头电连接到至少两个蒸发器本体触头125中的第二蒸发器本体触头,可以完成构造用于蒸发器100的操作的一个或多个电路。
此外,通过以第二旋转取向将蒸发器料盒120插入(或以其它方式结合)在料盒容座118中,使得至少两个料盒触头124中的第一料盒触头电连接到至少两个蒸发器本体触头125中的第二蒸发器本体触头,并且至少两个料盒触头124中的第二料盒触头电连接到至少两个蒸发器本体触头125中的第一蒸发器本体触头,可以完成构造用于蒸发器100的操作的一个或多个电路。蒸发器料盒120可以可逆地/颠倒插入蒸发器本体110的料盒容座118中,如本文进一步详细提供的。
在用于将蒸发器料盒120耦接到蒸发器本体110的附接结构的一个示例中,蒸发器本体110可以包括从料盒容座118的内表面向内突出的止动部(例如,凹痕、凸起等)。蒸发器料盒120的一个或多个外表面可以包括对应的凹部(图1中未示出),当蒸发器料盒120的一端插入到蒸发器本体110上的料盒容座118中时,所述凹部可以配合或以其它方式卡合在这种止动部上。
蒸发器料盒120和蒸发器本体110可例如通过将蒸发器料盒120的一端插入蒸发器本体110的料盒容座118中而耦接。蒸发器本体110中的止动部可配合在和/或以其它方式保持在蒸发器料盒120的凹部内,以在组装时将蒸发器料盒120保持就位。这种止动部-凹部组件可以提供足够的支撑以将蒸发器料盒120保持就位,从而确保至少两个料盒触头124和至少两个蒸发器本体触头125之间的充分接触,同时当用户以合理的力拉动蒸发器料盒120以使蒸发器料盒120与料盒容座118脱离时,允许蒸发器料盒120从蒸发器本体110释放。
除了以上关于蒸发器料盒120和蒸发器本体110之间的电连接是可逆的以使得蒸发器料盒120与蒸发器本体110的耦接以至少两个允许的相对旋转取向发生的讨论之外,在蒸发器100的一些实施方式中,蒸发器料盒120的形状,或者至少蒸发器料盒120的被配置成插入料盒容座118中的端部的形状可以具有至少二阶(order two)的旋转对称。换句话说,蒸发器料盒120或至少蒸发器料盒120的可插入端上的机械配合特征和电触头在围绕蒸发器料盒120插入料盒容座118所沿的轴线转动180°时是对称的。在这种配置中,无论蒸发器料盒120的对称取向如何发生,蒸发器100的电路可以支持相同的操作。可以理解,在当前主题的所有实施方式中,料盒的整个可插入端不必是对称的。例如,具有用于与料盒容座118之内或外侧上的对应特征共操作地接合的旋转对称机械特征的蒸发器料盒120,其形状和尺寸适于装配在蒸发器本体110的料盒容座118内,并且同样具有旋转对称的料盒电触头124和通过使电触头颠倒而兼容的内部电路(其可以可选地位于蒸发器料盒120和蒸发器本体110中的一个或两个中),即使蒸发器料盒120的可插入端的整体形状和外观不是旋转对称的,该蒸发器料盒也与本发明一致。
如上所述,在一些示例性实施例中,蒸发器料盒120或蒸发器料盒120的端部的至少一些部分配置成用于插入料盒容座118中,并且可具有横向于蒸发器料盒120插入料盒容座118的所沿轴线的非圆形横截面。例如,非圆形横截面可以是近似矩形、近似椭圆形(例如,具有近似卵形)、非矩形但具有两组平行或近似平行的相对侧边(例如,具有平行四边形形状)、或具有至少二阶的旋转对称性的其它形状。在此上下文中,近似具有形状指示与所描述形状的基本相似性是明显的,但所讨论形状的侧边无需完全线性且顶点无需完全尖锐。在本文所指的任何非圆形横截面的描述中,考虑了对横截面形状的边缘或顶点中的两者或任一者进行一定量的倒圆。
与公开主题的实施方式一致的蒸发器100可以被配置成连接(例如,无线地或经由有线连接)到与蒸发器100通信的一个或多个计算装置。为此,控制器104可以包括通信硬件105。控制器104还可以包括存储器108。计算装置可以是也包括蒸发器100的蒸发器系统的部件,并且可以包括独立的通信硬件,该通信硬件可以与蒸发器100的通信硬件105建立无线通信通道。
用作蒸发器系统的一部分的计算装置可包括通用计算装置(例如,智能电话、平板电脑、个人计算机、诸如智能手表的一些其它便携式装置等),其执行软件以产生用于使装置的用户能够与蒸发器100交互的用户界面。在其它实施方式中,用作蒸发器系统的一部分的装置可以是专用硬件,例如遥控器或具有一个或多个物理或软接口控制(例如,可在屏幕或其它显示装置上配置并且可经由用户与触摸屏或类似鼠标、指针、轨迹球、光标按钮等的一些其它输入装置的交互来选择)的其它无线或有线装置。蒸发器100也可以包括一个或多个输出部117或用于向用户提供信息的装置。
作为如上定义的蒸发器系统的一部分的计算装置可以用于一个或多个功能中的任何一个,诸如控制剂量(例如,剂量监测、剂量设定、剂量限制、用户跟踪等)、控制交互(例如,交互监测、交互设定、交互限制、用户跟踪等)、控制烟碱递送(例如,在烟碱和非烟碱可蒸发材料之间切换、调节烟碱递送的量等)、获得位置信息(例如,其它用户的位置、零售商/商业地点位置、吸电子烟位置、蒸发器本身的相对或绝对位置等)、蒸发器个性化(例如,命名蒸发器、锁定/密码保护蒸发器、调节一个或多个父母控制、将蒸发器与用户组相关联、将蒸发器向制造商或保修维护组织注册等)、从事与其它用户的社交活动(例如,社会媒体通信、与一个或多个组交互等)等。术语“交互化”、“交互”、“蒸发器交互”或“蒸气交互”可用于指专用于蒸发器的使用的周期。该周期可以包括时间周期、剂量的数量、可蒸发材料的量等。
在计算装置提供与电阻加热元件的激活相关的信号的示例中,或者在计算装置与蒸发器100的耦接以用于实施各种控制或其它功能的其它示例中,计算装置执行一个或多个计算机指令集以提供用户界面和底层数据处理。在一个示例中,由计算装置检测到用户与一个或多个用户界面元件的交互可使计算装置向蒸发器100发送信号以激活加热元件,或者激活到用于产生可吸入剂量的蒸气/气雾的完全操作温度。蒸发器100的其它功能可通过用户与计算装置上的用户界面的交互来控制,该计算装置与蒸发器100通信。
在一些实施例中,可与蒸发器本体110一起使用的蒸发器料盒120可包括具有芯吸元件和加热元件的雾化器141。可替代地,芯吸元件和加热元件中的一者或二者可以是蒸发器本体110的一部分。在雾化器141的任何部分(例如,加热元件或芯吸元件)是蒸发器本体110的一部分的实施方式中,蒸发器100可以被配置成将液体可蒸发材料从蒸发器料盒中的贮器140供应到芯和其它雾化器部件,诸如例如芯吸元件、加热元件等。本领域技术人员将理解,包括芯吸元件的毛细结构仅是可与本文所述的其它特征一起使用的一个潜在实施例。
加热元件的激活可以通过基于一个或多个传感器113产生的一个或多个信号自动检测到抽吸而引起,所述一个或多个传感器例如为设置成检测沿着气流路径相对于环境压力的压力(或者可以测量绝对压力的变化)的一个或多个压力传感器、蒸发器100的一个或多个运动传感器、蒸发器100的一个或多个流量传感器、蒸发器100的电容唇传感器;响应于检测到用户与一个或多个输入装置116(例如,蒸发器100的按钮或其它触觉控制装置)的交互、从与蒸发器100通信的计算装置接收信号、或经由用于确定抽吸正在发生或即将发生的其它方法而引起。
加热元件可以是或可以包括传导加热器、辐射加热器和对流加热器中的一个或多个。一种类型的加热元件可以是电阻加热元件,其可以由如下材料构成或至少包含该材料,所述材料(例如,金属或合金,例如镍铬合金,或非金属电阻器)被构造为当电流经过加热元件的一个或多个电阻段时以热的形式耗散电功率。
在一些实施方式中,雾化器141可以包括加热元件,该加热元件包括电阻线圈或其它加热元件,该电阻线圈或其它加热元件缠绕、定位在芯吸元件内、集成为芯吸元件的整体形状、与芯吸元件挤压成热接触、定位在芯吸元件附近、配置成加热空气以引起芯吸元件的对流加热、或以其它方式布置成将热量传递到芯吸元件以引起由芯吸元件从贮器140吸取的液体可蒸发材料被蒸发以用于随后由用户以气体和/或冷凝(例如,气雾微粒或液滴)相吸入。其它芯吸元件、加热元件或雾化器组件构造也是可能的,如以下进一步讨论的。
在可蒸发材料转换为气相之后,并且根据蒸发器的类型、可蒸发材料的物理和化学性质或其它因素,至少一些气相可蒸发材料可冷凝以形成与气相至少部分局部平衡的微粒物质,作为气雾的一部分,其可形成由蒸发器100为蒸发器上的给定抽吸或吸取提供的可吸入剂量的一些或全部。
应当理解,由蒸发器产生的气雾中的气相和冷凝相之间的相互作用可能是复杂的和动态的,因为诸如环境温度、相对湿度、化学性(例如,酸-碱相互作用、通过加热从可蒸发材料释放的化合物的质子化或缺乏等)、气流路径中(在蒸发器内部和在人或其它动物的气道中)的流动条件、气相或气雾相可蒸发材料与其它空气流的混合等因素可能影响气雾的一个或多个物理和/或化学参数。在一些蒸发器中,且特别是在用于递送更易挥发的可蒸发材料的蒸发器中,可吸入剂量可主要以气相存在(即,冷凝相颗粒的形成可能非常有限)。
如本文其它地方所述,特定蒸发器也可(或可替代地)配置成至少部分地经由加热非液体可蒸发材料,诸如例如固相可蒸发材料(例如蜡等)或包含可蒸发材料的植物材料(例如烟叶或烟叶部分),来产生可吸入剂量的气相和/或气雾相可蒸发材料。在这种蒸发器中,电阻加热元件可以是非液体可蒸发材料置于其中的烘炉或其它加热室的壁的一部分,或者以其它方式结合到所述壁中或与所述壁热接触。
可替代地,可以使用一个或多个电阻加热元件来加热通过或经过非液体可蒸发材料的空气,以引起非液体可蒸发材料的对流加热。在另外的其它示例中,一个或多个电阻加热元件可以被设置成与植物材料紧密接触,使得植物材料的直接传导加热从植物材料的块内发生(例如,与从烘炉的壁向内传导相反)。
加热元件可通过控制器104启动,控制器104可以是蒸发器本体110的一部分。控制器104可使电流从电源112通过包括电阻加热元件的电路,该电阻加热元件可以是蒸发器料盒120的一部分。控制器104可以与用户对蒸发器100的吸嘴130进行抽吸(例如,吸取、吸入等)相关联地被激活,该用户抽吸可以使空气从空气入口沿着经过雾化器141的气流路径流动。雾化器141可包括例如与加热元件结合的芯。
由用户抽吸引起的气流穿过雾化器141中的和/或下游的一个或多个冷凝区域或腔室,以及然后朝向吸嘴中的空气出口。沿着气流路径通过的进入空气因此可以经过、通过、接近、围绕雾化器141等,使得气相可蒸发材料(或可蒸发材料的一些其它可吸入形式)由于雾化器141将一定量的可蒸发材料转换为气相而被夹带到空气中。如上所述,夹带的气相可蒸发材料在其通过气流路径的其余部分时可以冷凝,使得呈气雾形式的可吸入剂量的可蒸发材料从空气出口(例如,通过用于由用户吸入的吸嘴130)被输送。
蒸发器100的电阻加热元件的温度可以取决于多个因素中的一个或多个,包括输送到电阻加热元件的电功率的量或输送电功率的占空比、到蒸发器100的其它部分或到环境的传导和/或辐射热传递、到空气和/或液体或气相可蒸发材料的比热传递(例如,将可蒸发材料的温度升高到其蒸发点或升高气体(例如空气和/或与可蒸发材料混合的空气)的温度)、由于可蒸发材料从芯和/或雾化器141整体蒸发而引起的潜热损失、由于气流(例如,当用户对蒸发器100吸气时,空气整体移动跨过加热元件或雾化器141)而引起的对流热损失等。
如上所述,为了可靠地启动加热元件或将加热元件加热到期望的温度,在一些实施方式中,蒸发器100可以利用来自压力传感器的信号来确定用户何时吸入。压力传感器可以位于气流路径中或者可以(例如通过通路或其它路径)连接到气流路径,该气流路径连接用于空气进入装置的入口和出口,用户经由该出口吸入所产生的蒸气和/或气雾,使得压力传感器与经过蒸发器100从空气入口到空气出口的空气同时经历压力变化。在一些实施方式中,加热元件可以与用户的抽吸相关联地被激活,例如通过对抽吸的自动检测,例如通过检测气流路径中的压力变化的压力传感器。
参照图1、图2A和图2B,蒸发器料盒120的至少一部分可通过料盒容座118可拆卸地插入到蒸发器本体110中。如图2A所示,其示出了挨着蒸发器料盒120的蒸发器本体110的平面图,蒸发器料盒120的贮器140可以整体地或部分地由半透明材料形成,使得蒸发器料盒120中的液体可蒸发材料102的液位可以是可见的。蒸发器料盒120可以被配置成使得当蒸发器料盒120被接收在料盒容座118中时,蒸发器料盒120的贮器140中的可蒸发材料102的液位通过蒸发器本体110中的窗口保持可见。替代地或附加地,贮器140中的液体可蒸发材料102的液位可通过形成在蒸发器料盒120的外壁中的透光或半透明外壁或窗口看到。
气流路径实施例
参照图2C和图2D,示出了一个示例性的蒸发器料盒120,其中在用户对蒸发器100进行抽吸的过程中产生了气流路径134。气流路径134将空气引导到包含在芯壳体中的蒸发室150(例如,见图2D),在该蒸发室中,空气与可吸入的气雾混合,以便经由也可以是蒸发器料盒120的一部分的吸嘴130输送给用户。蒸发室150可以包括和/或至少部分地包围与本公开的其余部分一致的雾化器141。例如,当用户对蒸发器100抽吸时,气流路径134可在蒸发器料盒120的外表面(例如,窗口132)和蒸发器本体110上的料盒容座118的内表面之间通过。然后,空气可被吸取到料盒的可插入端122中,通过包括或容纳加热元件和芯吸元件的蒸发室150,并通过吸嘴130的出口136排出,以便将可吸入的气雾传送给用户。其它气流路径构造也在本公开的范围内,包括但不限于以下进一步详细讨论的那些。
图2D显示了可包括在与当前主题一致的蒸发器料盒120中的附加特征。例如,蒸发器料盒120可以包括设置在可插入端122上的多个料盒触头(例如料盒触头124),该可插入端122被配置成插入到蒸发器本体110的料盒容座118中。料盒触头124可以可选地各自是形成连接到电阻加热元件的两端之一的传导结构(例如传导结构126)的单片金属的一部分。传导结构能可选地形成加热室的相对侧,并且能可选地用作热屏障和/或散热器,以减少热量向蒸发器料盒120的外壁的传递。下面描述该方面的进一步细节。
图2D还示出了在蒸发器料盒120内的套管128(其为本文也被称为气流通路的更总体构思的示例),所述套管限定了气流路径134的在加热室(本文也称为雾化器室、蒸发室等)和吸嘴130之间经过的部分,所述加热室可至少部分地由传导结构126形成。这种构造使得空气绕着蒸发器料盒120的可插入端122向下流动到料盒容座118中,然后在其朝向蒸发室150进入料盒本体中时在绕着蒸发器料盒120的可插入端122(例如,与包括吸嘴130的端部相反的端部)通过之后沿相反方向回流。气流路径134然后行进穿过蒸发器料盒120的内部,例如经由一个或多个管或内部通道(例如套管128)并通过形成在吸嘴130中的一个或多个出口(例如出口136)。
压力平衡通气部
如上所述,从贮器140中去除可蒸发材料102(例如,经由通过芯吸元件的毛细吸取)可以在贮器140中产生相对于环境空气压力至少部分的真空(例如在贮器的已经通过消耗液体可蒸发材料而排空的一部分中所产生的降低压力),并且这种真空可以干扰芯吸元件提供的毛细作用。该降低的压力在一些示例中在梯度方面会是充分大的以降低芯吸元件将可蒸发材料102吸取进入蒸发室150的效率,从而降低例如当用户对蒸发器100进行抽吸时蒸发器100蒸发所需量的可蒸发材料102的效率。在极端情况下,在贮器140中产生的真空可能导致不能将所有的可蒸发材料102吸取到蒸发室150中,从而导致可蒸发材料102的不完全使用。一个或多个通气特征部可与蒸发器贮器140相关联地被包括(不管贮器140是定位在蒸发器料盒120中还是定位在蒸发器中的其它位置),以使得贮器140中的压力与环境压力(例如,贮器140外部的环境空气中的压力)至少部分地平衡(可选地完全平衡),以减轻这个问题。
在一些情况下,虽然允许贮器140内的压力平衡提高了液体可蒸发材料向雾化器141的传送效率,但是这是通过使贮器140内否则为空的空隙体积(例如,通过使用液体可蒸发材料而排空的空间)充满空气来实现的。如下面进一步详细讨论的,该充满空气的空隙体积随后可能经历相对于环境空气的压力变化,这可能导致在特定条件下液体可蒸发材料从贮器140泄漏出来,并最终泄漏到蒸发器料盒120和/或包含贮器140的蒸发器的其它部分的外部。当前主题的实施方式也可提供关于该问题的优点和益处。
下面描述了改进或克服这些问题的各种特征和装置。例如,本文描述了用于控制气流和可蒸发材料的流动的各种特征,这些特征可提供相对于现有方法的优点和改进,同时还引入如本文所述的额外益处。本文所述的蒸发器装置和/或料盒包括一个或多个控制和改善蒸发装置和/或料盒中的气流的特征,从而提高蒸发器装置蒸发液体可蒸发材料的效率和有效性,而不引入可能导致液体可蒸发材料泄漏的附加特征。
图2E和图2F分别示出了贮器系统200A、200B的第一和第二实施例的示意图,所述贮器系统被配置成用于蒸发器料盒(例如蒸发器料盒120)和/或蒸发器装置(例如蒸发器100),以便改善蒸发器中的压力平衡和气流。更具体地说,图2E和图2F所示的贮器系统200A、200B改进了贮器240内的压力调节,使得在用户对蒸发器抽吸之后,贮器240中产生的真空被解除,同时减少或甚至消除了液体可蒸发材料通过通气结构泄漏的发生率。这允许与贮器240和蒸发室242相关联的多孔材料(例如芯吸元件)的毛细作用在每次抽吸后继续高效地将可蒸发材料202从贮器240吸取到蒸发室242中。
如图2E和图2F所示,贮器系统200A、200B包括配置成容纳液体可蒸发材料202的贮器240。除了穿过在贮器240和蒸发室242之间延伸的芯壳体区域之外,贮器240在所有侧面上都被贮器壁232密封。加热元件或加热器可以包含在蒸发室242内并且耦接到芯吸元件。芯吸元件被配置成提供毛细作用,该毛细作用将可蒸发材料202从贮器240吸取到蒸发室242,以便通过加热器蒸发成气雾。然后,气雾与沿着蒸发器的气流通路238行进的气流234结合,以便由用户吸入。
贮器系统200A、200B还包括气流限流器244,其限制气流234沿着蒸发器的气流通路238的通过,例如当用户对蒸发器抽吸时。由气流限流器244引起的气流234的限制可允许沿着气流限流器244下游的气流通路238的一部分形成真空。沿着气流通路238产生的真空可以帮助沿着气流通路238吸取形成在蒸发室242(例如,包含雾化器141的至少一部分的室)中的气雾,以便由用户吸入。至少一个气流限流器244可以包括在每个贮器系统200A、200B中,并且气流限流器244可以包括用于对沿着气流通路238的气流234进行限流的任何数量的特征。
如图2E和图2F所示,每个贮器系统200A、200B还可以包括通气部246,该通气部被配置成选择性地允许空气通过进入贮器240以增加贮器240内的压力,从而如上所述相对于由从贮器240吸取出的可蒸发材料202所产生的环境压力而言,使贮器240从负压(真空)中释放。至少一个通气部246可与贮器240相关联。通气部246可以是主动或被动阀,并且通气部246可以包括允许空气进入贮器240以释放在贮器240中产生的负压的任何数量的特征。
例如,通气部246的实施例可以包括在贮器240和气流通路238之间延伸的通气部通路,并且该通气部通路的直径(或者更一般地,横截面积)的尺寸设置成使得当压力跨过通气部246被平衡时(例如贮器240中的压力与气流通路238中的空气压力近似相同),可蒸发材料202的流体张力(也称为表面张力)防止可蒸发材料202通过所述通路。然而,通气部246和/或通气部通路的直径(或更一般地,横截面积)的尺寸设置成使得在贮器240中产生的真空压力能够克服通气部246或通气部通路内的可蒸发材料202的表面张力,从而响应贮器240内相对于环境压力足够低的压力而使气泡通过通气部释放到贮器240中。
相应地,一定体积的空气可从气流通路238流到贮器240并释放真空压力。一旦所述一定体积的空气被添加到贮器240,压力再次跨过通气部246更接近地平衡,从而允许可蒸发材料202的表面张力防止空气进入贮器240,以及防止可蒸发材料通过通气部通路从贮器240中泄漏。
在一个示例性实施例中,通气部246或通气部通路的直径可在大约0.3mm至0.6mm的范围内,并且还可包括在大约0.1mm至2mm的范围内的直径。在一些示例中,通气部246和/或通气部通路可以是非圆形的,使得其特征在于沿通气部通路内流体流动方向的非圆形横截面。在这种示例中,横截面不是由直径限定,而是由横截面积限定。一般而言,无论通气部246和/或通气部通路的横截面形状是圆形的还是非圆形的,在本主题的特定实施方式中,通气部246的横截面积沿着其暴露于环境空气压力和贮器240的内部之间的路径不同可能是有利的。例如,通气部246的更靠近外部环境压力的部分可有利地具有相对于通气部246的更靠近贮器240的内部的部分更小的横截面积(例如,在通气部246具有圆形横截面的示例中具有更小的直径)。更靠近系统外部的较小横截面积可提供针对液体可蒸发材料的逸出更大的阻力,而更靠近贮器240内部的较大横截面积可以针对气泡从通气部246逸出到贮器240中而提供相对较小的阻力。在当前主题的一些实施方式中,较小和较大横截面积之间的过渡可以有利地不是连续的,而是沿通气部246和/或通气部通路的长度包含不连续性。这种结构可用于提供比通过从通气部246释放气泡来平衡贮器压力更大的液体材料逸出的总阻力,因为贮器附近的较大横截面积相对于暴露于环境空气的较小横截面积可具有较低的毛细驱动。
通气部246和/或通气部通路的材料也可以有助于控制通气部246和/或通气部通路,例如通过影响通气部246和/或通气部通路的壁与可蒸发材料202之间的接触角。接触角可对由可蒸发材料202产生的表面张力有影响,并因此影响在允许一定体积的流体通过通气部246之前跨过通气部246和/或通气部通路所产生的阈值压差,例如如上所述。通气部246可以包括在本公开的范围内的各种形状/尺寸和构造。另外,包括一个或多个各种排气特征的料盒和料盒的各部分的各种实施例将在下面更详细地描述。
通气部246(例如,被动通气部)和气流限流器244相对于蒸发室242的定位有助于贮器系统200A、200B的有效运行。例如,通气部246或气流限流器244的不正确定位可导致可蒸发材料202从贮器240的不期望的泄漏。本公开解决了通气部246和气流限流器244相对于蒸发室242(容纳芯)的有效定位。例如,被动通气部和芯之间的小的压差或没有压差可导致有效的贮器系统,用于释放贮器中的真空压力,并导致芯的有效毛细作用,同时防止泄漏。下面将更详细地描述具有相对于蒸发室242有效定位通气部246和气流限流器244的贮器系统的配置。
如图2E所示,气流限流器244可以沿着气流通路238位于蒸发室242的上游,而通气部246沿着贮器240定位,从而其提供贮器240与气流通路238的在蒸发室242下游的一部分之间的流体连通。这样,当用户对蒸发器抽吸时,在气流限流器244的下游产生负压,使得蒸发室242经受负压。类似地,通气部246的与气流通路238连通的一侧也经受负压。
这样,在抽吸期间(例如,当用户从蒸发装置吸取或吸入空气时),在通气部246和蒸发室242之间产生小到不存在的压差量。然而,在抽吸之后,芯的毛细作用将使可蒸发材料202从贮器240吸取到蒸发室242,以补充由于先前抽吸而被蒸发和吸入的可蒸发材料202。结果,将在贮器240中产生真空或负压。然后,在贮器240和气流通路238之间将发生压差。如上所述,通气部246可以被配置成使得贮器240和气流通路238之间的压差(例如,阈值压差)允许一定体积的空气从气流通路238进入贮器240,从而释放贮器240中的真空并返回到跨过通气部246的平衡压力和稳定的贮器系统200A。
在另一实施例中,如图2F所示,气流限流器244可以沿着气流通路238位于蒸发室242的下游,而通气部246可以沿着贮器240定位,使得其提供贮器240与气流通路238的在蒸发室242上游的一部分之间的流体连通。这样,当用户对蒸发器抽吸时,蒸发室242和通气部246由于抽吸而经受很小的或没有抽吸压或负压,从而导致蒸发室242和通气部246之间很小的或没有压差。与图2E中的情况类似,在抽吸之后,跨过通气部246产生的压差将会是将可蒸发材料202吸取到蒸发室242中的芯的毛细作用的结果。结果,将在贮器240中产生真空或负压。于是,跨过通气部246将产生压差。
如上所述,通气部246可以被配置成使得贮器240和气流通路238或大气之间的压差(例如,阈值压差)允许一定体积的空气进入贮器240,从而释放贮器240中的真空。这允许压力跨过通气部246被平衡,并且贮器系统200B被稳定化。通气部246可包括各种配置和特征,并且可沿着蒸发器料盒120定位在各种位置,以便实现各种结果。例如,一个或多个通气部246可以邻近蒸发室242或芯壳体定位或形成其一部分。在这种构造中,一个或多个通气部246可提供贮器240和蒸发室242之间的流体(例如空气)连通(当用户对蒸发器抽吸时,气流通过该通气部,从而该通气部是气流路径的一部分)。
类似地,如上所述,与蒸发室242或芯壳体相邻放置或形成其一部分的通气部246可允许空气从蒸发室242内部经由通气部246进入贮器240,以增加贮器240内部的压力,从而有效地释放由于可蒸发材料202被吸取进入蒸发室242而产生的真空压力。这样,真空压力的释放允许可蒸发材料202经由芯持续有效且高效的毛细作用进入蒸发室242,以在用户随后对蒸发器抽吸期间产生可吸入蒸气。下面提供了通气蒸发室元件(例如雾化器组件)的各种示例性实施例,该通气蒸发室元件包括芯壳体1315、178(其容置蒸发室)和至少一个通气部596,该至少一个通气部596耦接到芯壳体1315、178或形成芯壳体1315、178的一部分,以实现贮器140的上述有效通气。
露面(open-faced)的料盒组件实施例
参照图3A和图3B,示出了可替代的料盒实施例1320的示例性平面剖视图,其中料盒1320包括吸嘴或吸嘴区域1330、贮器1340和雾化器(未单独示出)。雾化器可以包括取决于实施方式一起或分开的加热元件1350和芯吸元件1362,使得芯吸元件1362热或热力学地耦接到加热元件1350,以用于使从芯吸元件1362中吸取的或储存在其中的可蒸发材料1302蒸发的目的。
在一个实施例中,可以包括板1326,以提供加热元件1350和电源112(见图1)之间的电连接。穿过贮器1340的侧面或在贮器1340的侧面上限定的气流通路1338可以将料盒1320中容置芯吸元件1362的区域(例如,未单独示出的芯壳体)连接到通向吸嘴或吸嘴区域1330的开口,以提供用于蒸发的可蒸发材料1302从加热元件1350区域行进到吸嘴区域1330的路线。
如上所述,芯吸元件1362可耦接到雾化器或加热元件1350(例如,电阻加热元件或线圈),所述雾化器或加热元件连接到一个或多个电触头(例如,板1326)。加热元件1350(以及本文根据一个或多个实施方式所述的其它加热元件)可具有各种形状和/或构造,并且可包括一个或多个加热元件1350、500或其特征。
根据一个或多个示例性实施方式,料盒1320的加热元件1350可以由片材制成(例如,冲压),并且围绕芯吸元件1362的至少一部分卷边或弯折以提供被构造为接收芯吸元件1362的预成型元件(例如,芯吸元件1362被推入加热元件1350和/或加热元件1350保持张紧并且被拉到芯吸元件1362上)。
加热元件1350可以弯折,使得加热元件1350将芯吸元件1362固定在加热元件1350的至少两个或三个部分之间。加热元件1350可以弯折以符合芯吸元件1362的至少一部分的形状。加热元件1350的构造允许加热元件1350的更一致和更高品质的制造。在大规模和/或自动化制造工艺期间,加热元件1350的制造品质的一致性可能尤其重要。例如,根据一个或多个实施方式的加热元件1350有助于减少公差问题,该公差问题可能在组装具有多个部件的加热元件1350的制造过程中出现。
加热元件1350还可以改进从加热元件1350获得的测量(例如,电阻、电流、温度等)的精度,这至少部分地是由于加热元件1350的可制造性的一致性的改进而具有减小的公差问题。由片材制成(例如冲压)并且围绕芯吸元件1362的至少一部分卷边或弯折以提供预成形元件的加热元件1350理想地有助于使热损失最小化,并且有助于确保加热元件1350可预测地被加热到适当的温度。
另外,下面关于涉及由卷曲金属形成的加热元件的所包括的实施例进一步讨论,加热元件1350可以完全地和/或选择性地镀覆有增强加热元件1350的加热性能的一种或多种材料。镀覆加热元件1350的全部或一部分可有助于使热损失最小化。镀覆也可有助于将热量集中到加热元件1350的一部分,从而提供更有效地加热的加热元件1350,并进一步减少热损失。选择性镀覆可有助于将提供给加热元件1350的电流引导至适当位置。选择性镀覆也可有助于减少镀覆材料的量和/或与制造加热元件1350相关的成本。
除了下面描述和/或讨论的示例性加热元件之外或与之结合,加热元件可包括位于包括两个气流通路的蒸发器料盒内的扁平加热元件、位于包括两个气流通路的蒸发器料盒内的折叠加热元件、以及位于包括单个气流通路的蒸发器料盒2000内的折叠加热元件。
如上所述,在一个实施例中,加热元件1350可以包含芯吸元件1362。例如,芯吸元件1362可以在板1326附近或挨着所述板延伸,并且穿过与板1326接触的电阻加热元件。芯壳体可围绕加热元件1350的至少一部分,并将加热元件1350直接或间接地连接到气流通路1338。可蒸发材料1302可由芯吸元件1362吸取通过连接到贮器1340的一个或多个通路。在一个实施例中,主通路1382或次通路1384中的一个或两个可用于帮助将可蒸发材料1302引导或输送到芯吸元件1362的一端或两端,或者沿着芯吸元件1362的长度在径向上引导或输送。
溢流收集器实施例
如下面进一步详细提供的,特别是参照图3A和图3B,可以有利地控制空气和液体可蒸发材料进出料盒贮器1340的交换,并且还可以可选地通过结合称为收集器1313的结构来提高蒸发器料盒的体积效率(定义为相对于料盒本身的总体积最终被转换成可吸入气雾的液体可蒸发材料的体积)。
根据一些实施方式,料盒1320可以包括被至少一个壁(其能可选地是与料盒的外壳共享的壁)至少部分地限定的贮器1340,所述贮器被配置成容纳液体可蒸发材料1302。贮器1340可以包括储存室1342和溢流体积1344,其可以包含或以其它方式容纳收集器1313。储存室1342可以容纳可蒸发材料1302,并且溢流体积1344可以被配置用于当一个或多个因素使得贮器储存室1342中的可蒸发材料1302行进到溢流体积1344中时收集或保留可蒸发材料1302的至少一些部分。在当前主题的一些实施方式中,料盒可以最初填充有液体可蒸发材料,使得收集器内的空隙空间预先填充有液体可蒸发材料。
在示例性实施例中,溢流体积1344的体积尺寸可以被配置为等于、近似等于或大于当储存室1342中的内容物的体积由于贮器相对于环境压力可能经历的最大预期压力变化而膨胀时容纳在储存室1342中的内容物(例如,可蒸发材料1302和空气)的体积的增加量。
根据环境压力或温度或其它因素的变化,料盒1320可经历从第一压力状态到第二压力状态的变化(例如贮器的内部与环境压力之间的第一相对压差以及贮器的内部与环境压力之间的第二相对压差)。在一些方面,溢流体积1344可以具有通向料盒1320外部的开口,并且可以与贮器储存室1342连通,使得溢流体积1344可以用作通气通道,以提供料盒1320中的压力平衡和/或收集并至少暂时地保持以及可选地可逆地返回响应于储存室与环境空气之间的压差的变化而可能移出储存室的液体可蒸发材料。如本文所述,压差是指代贮器的内部部分与料盒外部环境空气之间的相对压力差。可蒸发材料1302可从储存室1342被吸取到雾化器,并转换为蒸气相或气雾相,从而减少了储存室1342中剩余的可蒸发材料的体积,并且在缺少用于使空气返回至储存室以平衡储存室中压力与环境压力的一些机制的情况下,会引起本文之前所讨论的至少部分的真空状况。
继续参考图3A和图3B,贮器1340可以被实施为包括第一和第二可分离区域,使得贮器1340的体积被分成贮器储存室1342和贮器溢流体积1344。储存室1342可以被配置用于储存可蒸发材料1302,并且可以进一步经由一个或多个主通路1382耦接到芯吸元件1362。在一些示例中,主通路1382在长度上可以非常短(例如来自容纳芯吸元件或雾化器的其它部分的空间的通孔)。在其它示例中,主通路可以是储存室与芯吸元件之间的较长容纳流体路径的一部分。如在下面进一步详细提供的,溢流体积1344可以被配置用于储存和容纳可蒸发材料1302的在第二压力状态下可以从储存室1342溢流的部分,在所述第二压力状态下,储存室1342中的压力大于环境压力。
在第一压力状态下,可蒸发材料1302可被储存在贮器1340的储存室1342中。第一压力状态可以例如当环境压力大约等于或大于料盒1320内的压力时而存在。在该第一压力状态下,主通路1382和次通路1384的结构和功能特性为使得可蒸发材料1302可以借助于主通路1382从储存室1342朝向芯吸元件1362流动,例如在芯吸元件的将液体吸取到附近的毛细作用下连同作用为将液体可蒸发材料转换为气相的加热元件。在一个实施例中,在第一压力状态下,没有或有限量的可蒸发材料1302流入次通路1384。
第二压力状态可例如在环境压力小于料盒1320内的压力时存在。在第二压力状态下,可蒸发材料1302可从储存室1342流入贮器1340的溢流体积1344,该贮器1340例如包括收集器1313以防止或限制可蒸发材料1302不期望(例如,过量)流出贮器。例如,当空气体积在储存室1342中(例如,由于环境压力变得小于料盒1320内的压力)而膨胀时,可以存在或引起第二压力状态。
有利地,可蒸发材料1302的流动可以通过如下方式控制,即将通过压差增加而从储存室1342驱动的可蒸发材料1302引导到溢流体积。溢流体积内的收集器1313可以包括一个或多个毛细结构,该毛细结构容纳被推出储存室1342的过量的液体可蒸发材料的至少一些(并且有利地是全部),而不允许液体可蒸发材料到达收集器1313的出口。收集器1313还有利地包括毛细结构,当储存室1342中相对于环境压力的压力相等或以其它方式减小时,该毛细结构使得通过储存室1342中相对于环境压力的正压力而被推入收集器1313中的液体可蒸发材料能够被可逆地吸取回到储存室1342中。换句话说,收集器1313的次通路1384可以具有微流体特征或特性以提供对收集器1313中液体可蒸发材料的毛细驱动,从而将可蒸发材料返回到储存室1342中。次通路1384还可防止在收集器1313的填充和排空期间空气和液体彼此旁经。也就是说,微流体特征可以用于管理可蒸发材料1302流入和流出收集器1313(即,提供流动反向特征)以防止或减少可蒸发材料1302的泄漏或气泡被截留到储存室1342或溢流体积1344中。
根据实施方式,上述微流体特征或特性可与芯吸元件1362、主通路1382和次通路1384的尺寸、形状、表面涂层、表面粗糙度、结构特征和毛细特性相关。例如,收集器1313中的次通路1384可以可选地具有与主通路1382不同的毛细特性,该主通路1382通向芯吸元件1362,以允许在第二压力状态期间特定体积的可蒸发材料1302从储存室1342经过进入溢流体积1344。
在一个示例性实施方式中,收集器1313允许液体流出的总阻力大于总芯吸阻力,例如,以允许可蒸发材料1302在第一压力状态期间主要通过主通路1382流向芯吸元件1362。
芯吸元件1362可为储存在贮器1340中的可蒸发材料1302提供穿过或进入芯吸元件1362的毛细路径。毛细路径(例如主通路1382)可以足够大以允许芯吸作用或毛细作用来置换芯吸元件1362中的经蒸发的可蒸发材料1302,并且可以足够小以防止在负压事件期间可蒸发材料1302从料盒1320中泄漏出来。可以处理芯壳体或芯吸元件1362以防止泄漏。例如,料盒1320可以在填充之后被涂覆以防止通过芯吸元件1362的泄漏或蒸发。可以使用任何合适的涂层,例如包括可热蒸发涂层(例如蜡或其它材料)。
当用户从吸嘴区域1330吸入时,例如,空气通过与芯吸元件1362成操作关系的入口或开口流入到料盒1320中。加热元件1350可以响应于由一个或多个传感器113(见图1)产生的信号而被激活。所述一个或多个传感器113可包括压力传感器、运动传感器、流量传感器或能够检测气流通路1338中的变化的其它机构中的至少一种。当加热元件1350被激活时,由于电流流过板1326,加热元件1350可以具有温度增加。或者通过加热元件的经作用以将电能转换为热能的一些其它电阻部分。
在一个实施例中,所产生的热量可通过传导、对流或辐射传热而传递到芯吸元件1362中的可蒸发材料1302的至少一部分,使得被吸取进入芯吸元件1362中的可蒸发材料1302的至少一部分被蒸发。根据实施方式,进入料盒1320的空气流过(或绕过、在附近等)芯吸元件1362和加热元件1350中受热的元件,并且将经蒸发的可蒸发材料1302脱离到气流通路1338中,在那里蒸气可以可选地被冷凝并且以气雾形式例如通过吸嘴区域1330中的开口被递送。
参见图3B,储存室1342可以连接到气流通路1338(即,经由溢流体积1344的次通路1384),以便允许通过储存室1342中相对于周围环境增加的压力从储存室1342中驱动的液体可蒸发材料被保持而不从蒸发器料盒中逸出。虽然本文所述的实施方式涉及包含贮器1340的蒸发器料盒,但是应当理解,所述方法也与不具有可分离料盒的蒸发器兼容并且预期用于不具有可分离料盒的蒸发器中。
回到所述示例,准许进入储存室1342的空气可由于相对于环境空气的压差而膨胀。该空气在储存室1342的空隙空间中的膨胀可以导致液体可蒸发材料行进通过次通路1384在收集器1313中的至少一些部分。次通路1384的微流体特征可以使液体可蒸发材料沿着次通路1384在收集器1313中的一段长度移动,仅在该段长度带有将次通路1384的与沿着所述长度的流动方向相横向的横截面区域完全覆盖的弯液面。
在当前主题的一些实施方式中,微流体特征可以包括足够小的横截面积,以适于形成次通路的壁的材料和液体可蒸发材料的成分,液体可蒸发材料优选地围绕次通路1384的整个周边湿润所述次通路1384。对于其中液体可蒸发材料包含丙二醇和蔬菜甘油中的一种或多种的示例而言,这种液体的湿润特性有利地被考虑与次通路1384的几何形状以及形成次通路的壁的材料相结合。以该方式,当储存室1342和环境压力之间的压差的符号(例如,正、负或相等)和大小变化时,在次通路中的液体和从环境大气进入的空气之间保持弯液面,并且液体和空气不能移动经过彼此。当储存室1342中的压力相对于环境压力充分下降时,并且如果储存室1342中存在足够的空隙体积以允许它,则收集器1313的次通路1384中的液体可以被充分地抽到储存室1342中,以使得引导液体-空气的弯液面到达收集器1313的次通路1384与储存室1342之间的闸门或端口。此时,如果储存室1342中相对于环境压力的压差足够负以克服将弯液面保持在闸门或端口处的表面张力,则弯液面变得脱离闸门或端口壁并且形成一个或多个气泡,所述气泡以足够的体积被释放到储存室1342中以相对于环境平衡储存室压力。
当如上所述准许进入储存室1342的空气(或者以其他方式存在于其中)经历相对于周围环境的升高的压力条件时(例如,由于例如可能在飞机机舱或其他高海拔位置中、当移动车辆的窗户打开时、当火车或车辆离开隧道等时发生的环境压力的下降,或者由于例如可能由于局部加热、使形状变形并由此减小储存室1342的体积的机械压力等发生的储存室1342中的内部压力的升高等),上述过程可以颠倒。液体通过闸门或端口进入收集器1313的次通路1384,并且在进入次通路1384的液柱的前沿形成弯液面,以防止空气旁经并与液体的前进反向流动。通过由于前述微流体特性的存在而保持该弯液面,当储存室1342中的升高的压力随后降低时,液柱被抽回储存室中,可选地直到弯液面到达闸门或端口。如果相对于储存室中的压力,压差足够有利于环境压力,则发生上述气泡形成过程,直到压力平衡。以该方式,收集器用作可逆的溢流体积,其接收在相对于周围环境更大的储存室压力的瞬时条件下被推出储存室的液体可蒸发材料,并允许该溢流体积的至少一些(并且期望地全部或大部分)返回到储存室,用于稍后输送到雾化器以转换为可吸入的形式。
根据实施方式,储存室1342可以经由或不经由次通路1384连接到芯吸元件1362。在其中次通路1384的第二端通向芯吸元件1362的实施例中,在第二端(与限定到储存室1342的连接点的第一端相反)处可以离开次通路1384的任何可蒸发材料1302可以进一步使芯吸元件1362饱和。
储存室1342可以可选地定位成更靠近贮器1340的接近吸嘴区域1330的一端。溢流体积1344可以位于贮器1340的更靠近加热元件1350的端部附近,例如,在储存室1342和加热元件1350之间。附图中所示的示例性实施例不应被解释为将所要求保护的主题的范围限制为本文公开的各种部件的位置。例如,溢流体积1344可以定位在料盒1320的顶部、中部或底部。根据一个或多个变型,储存室1342的位置和定位可相对于溢流体积1344的位置进行调节,使得储存室1342可定位在料盒1320的顶部、中部或底部。
在一个实施方式中,当蒸发器料盒1320被装满时,液体可蒸发材料的体积可等于储存室1342的内部体积加上溢流体积1344(在一些示例中,所述溢流体积可为次通路1384的在将次通路1384连接至储存室1342的闸门或端口与次通路1384的出口之间的体积)。换句话说,与当前主题的实施方式一致的蒸发器料盒可以最初填充有液体可蒸发材料,使得收集器的全部或至少一些内部体积填充有液体可蒸发材料。在这种示例中,液体可蒸发材料根据需要被输送到雾化器以输送到用户。所输送的液体可蒸发材料可从储存室1342中吸取,从而导致收集器1313的次通路1384中的液体被吸取回到储存室1342中,是因为由于次通路1384的微流体特性所保持的弯液面防止空气流过次通路1384中的液体可蒸发材料,空气不能通过次通路1384进入。在足够的液体可蒸发材料已经从储存室1342输送到雾化器(例如,用于蒸发和用户吸入)以使得收集器1313的原始体积被吸入储存室1342之后,发生上述行为,气泡可以从次通路1384和储存室1342之间的闸门或端口释放以在使用更多液体可蒸发材料时平衡储存室1342中的压力。当已经进入储存室的空气经历相对于周围环境的升高的压力时,液体可蒸发材料通过闸门或端口移出储存室1342进入次通路直到储存室中的升高的压力条件不再存在,在此时间点处,次通路1384中的液体可蒸发材料可以被吸取回到储存室1342中。
在特定实施例中,溢流体积1344足够大以包含被储存在储存室1342中的可蒸发材料1302的一定百分比,可选地高达大约100%。在一个实施例中,收集器1313被配置成容纳可储存在储存室1342中的可蒸发材料1302体积的至少6%到25%。其它范围也是可能的。
收集器1313的结构可以以不同的形状和不同的特性被配置、构造、模制、制造或定位在溢流体积1344中,以允许可蒸发材料1302的溢流部分以受控的方式(例如,通过毛细压力)至少临时地被接收、包含或储存在溢流体积1314中,从而防止可蒸发材料1302从料盒1320中泄漏或使芯吸元件1362过度饱和。应当理解,上述关于次通路的描述不是要限制于单个这样的次通路1384。一个或可选地一个以上的次通路可经由一个或一个以上的闸门或端口连接到储存室1342。在当前主题的一些实施方式中,单个闸门或端口可连接到一个以上的次通路,或单个次通路可分成一个以上次通路以提供额外的溢流体积或其它优点。
在当前主题的一些实施方式中,空气通气部1318可以将溢流体积1344连接到气流通路1338,该气流通路最终通向料盒1320外部的周围空气环境。该空气通气部1318可以允许已经形成或截留在收集器1313中的空气或气泡通过空气通气部1318逸出的路径,例如在第二压力状态期间,当次通路1384填充有可蒸发材料1302的溢流时。
根据一些方面,空气通气部1318可以用作反向通气部,并且在可蒸发材料1302的溢流从溢流体积1344返回到储存室1342时从第二压力状态逆转回到第一压力状态期间,提供料盒1320内的压力均衡。在这种实施方式中,当环境压力变得大于料盒1320中的内部压力时,环境空气可以流经空气通气部1318进入次通路1384,并且有效地帮助将暂时储存在溢流体积1344中的可蒸发材料1302沿颠倒方向推回到储存室1342中。
在一个或多个实施例中,处于第一压力状态的次通路1384可包括空气。在第二压力状态下,可蒸发材料1302可例如通过位于储存室1342与溢流体积1344之间的界面点处的开口(即,通气部)进入次通路1384。结果,次通路1384中的空气被移位,并可以通过空气通气部1318排出。在一些实施例中,空气通气部1318可以用作或包括控制阀(例如,选择性膜、渗透膜、微流体闸门等),该控制阀允许空气离开溢流体积1344,但阻止可蒸发材料1302从次通路1384离开进入气流通路1338。如前所述,空气通气部1318可以用作空气交换端口,以允许空气进入和离开收集器1313,例如,当收集器1313在负压事件期间填充并且在负压事件之后(即,在前述第一和第二压力状态之间的转换期间)排空时。
因此,可蒸发材料1302可被存储在收集器1313中,直到料盒1320内的压力稳定(例如,当压力返回到周围环境或满足指定的平衡时)或直到可蒸发材料1302从溢流体积1344中被移除(例如,通过雾化器中的蒸发)。因此,可通过随着环境压力变化而管理可蒸发材料1302进出收集器1313的流来控制溢流体积1344中的可蒸发材料1302的水平/液位。在一个或多个实施例中,可蒸发材料1302从储存室1342到溢流体积1344的溢流可以被逆转或者可以是可逆的,这取决于检测到的环境变化(例如,当导致可蒸发材料1302溢流的压力事件消退或结束时)。
如上所述,在本主题的一些实施方式中,在料盒1320内的压力变得相对低于环境压力的状态下(例如,当从先前提到的第二压力状态回到第一压力状态时),可蒸发材料1302的流可以在使得可蒸发材料1302从溢流体积1344流回到贮器1340的储存室1342中的方向上被逆转。因此,取决于实施方式,溢流体积1344可以被配置用于在第二压力状态期间临时包含可蒸发材料1302的溢流部分。根据实施方式,在逆转回到第一压力状态期间或之后,保持在收集器1313中的可蒸发材料1302的溢流中的至少一些被返回到储存室1342。
为了控制在料盒1320中的可蒸发材料1302的流,在本主题的其它实施方式中,收集器1313可以可选地包括吸收性或半吸收性材料(例如,具有类似海绵特性的材料),用于永久地或半永久地收集或容纳通过次通路1384行进的可蒸发材料1302的溢流。在其中吸收性材料包括在收集器1313中的示例性实施例中,与在收集器1313中没有(或没有同样多)吸收性材料的情况下实施的实施例相比,可蒸发材料1302从溢流体积1344到储存室1342的反向流可能不是实际的或可能的。因此,通过在收集器1313中包括更多或更少密度或体积的吸收性材料,或者通过控制吸收性材料的质地,可以控制可蒸发材料1302到储存室1342的可逆性或可逆速率,其中这样的特性导致立即或在更长的时间段内更高或更低的吸收速率。
料盒1320的本体可以由两个可连接(或分离)的部件制成,诸如第一部分1422(例如上壳体)和第二部分1424(例如下壳体),它们可以根据彼此上下的建筑实施模型或组装过程装配在一起。这种可分离的结构简化了组装和制造过程,并且可以不涉及组装或构造多个较小的部件以构造较大的部件。相反,较大的部件(例如,第一部分和第二部分)可被连接以例如形成外部料盒特征(例如,侧)和较小的内部料盒部件(例如,形成收集器1313、贮器1340、储存室1342、溢流体积1344等中的一个或多个的相对的肋状元件)。
加热元件可定位于在料盒1320的本体的第一部分和第二部分之间实施的腔或壳体中。在一个示例中,海绵或其它吸收性材料也可以定位在吸嘴区域中,以便收集通过吸嘴区域1330中气流通路1438行进的过量的液体可蒸发材料(例如,如通过蒸发的材料和/或水蒸气冷凝形成的,以形成在吸入期间被咽下时会产生不愉快感觉的较大液滴)。因此,附加部件(例如,加热元件1350或海绵)的组装或拆卸可以简单而有效的方式进行,在本文公开的示例性实施方式中,不需要大量的机器或装配自动化部件来将料盒1320由一小组部件构造成统一的可分离的两件式壳体。
本文所述的可分离的两件式结构可提供一个或多个以下示例性优点或优于替代实施方式的改进:较少的零件数量、较低的组装或制造成本、没有或减少的加工要求、没有或限制较深、易碎、低斜度的加工芯、相对较浅的肋结构。根据实施方式,可以使用超声波或激光焊接技术在料盒1320的第一部分和第二部分之间形成固态焊接。
本文公开了各种实施方式,其可以利用完全或部分独立于料盒1320壳体构造、设计、制造、装配或构造的收集器1313。值得注意的是,所公开的实施方式是作为示例提供的。在替代的实施方式或实施例中,收集器1313可以形成为具有至少在结构上与料盒1320的其它部件的构造半相关或完全独立的构造。
在特定可互换的实施方式中,收集器1313的各种实施例或类型可以插入或封装在例如标准化的料盒1320壳体中。如本文进一步详细提供的,因为用于控制料盒1320中的可蒸发材料1302的流的一些主要功能可通过操纵收集器1313的结构或其材料特性来实现,所以成本节约和其它效率和优点可从具有允许例如可配合不同料盒壳体的可互换收集器1313型号的构造中获得。
例如,参考图4A和4B,在一些实施方式中,代替图10A和10B中图示的可分离的两件式构造,料盒1320可以具有由整体式中空结构形成的料盒壳体,该整体式中空结构具有第一端和第二端。第一端(即,第一端也称为料盒壳体的接收端)可以被构造成用于可插入地接收至少一个收集器1313。在一个实施例中,料盒壳体的第二端可以用作具有孔口或开口的吸嘴。孔口或开口可以位于与料盒壳体的接收端相对的位置,在该接收端收集器1313可以能够插入地被接收。在一些实施例中,开口可以通过例如延伸穿过料盒1320的本体和收集器1313的气流通路1338连接到接收端。如在根据本公开的其它料盒实施例中,雾化器、例如包含本文其它地方所讨论的芯吸元件和加热元件的一个雾化器可以被定位在气流通路1338附近或者至少部分地在所述气流通路中,以使得液体可蒸发材料的可吸入形式或者可选地可吸入形式的前体可以从所述雾化器被释放到经过气流通路1338朝向孔口或开口的空气中。
空气交换端口实施例
参考图5A和图5B,示出了单闸门、单通道收集器1313的说明性平面侧视图。在这些示例性实施例中,闸门1102可以设置在朝向收集器1313的第一部分(例如,上部)的开口处,其中收集器1313与贮器的储存室1342接触或连通(也参见先前讨论的图3A和图3B)。闸门1102可以动态地将储存室1342连接到由收集器1313的第二部分(例如,中间部分)形成的溢流体积1344。
在一个实施例中,收集器1313的第二部分可具有形成溢流通道1104的肋状或多翅片形结构,如图5A所示,该溢流通道1104在远离闸门1102且朝向空气交换端口1106的方向上螺旋、缩窄或倾斜,以在可蒸发材料1302通过闸门1102进入溢流体积1344之后引导或致使可蒸发材料1302朝向空气交换端口1106移动。空气交换端口1106可通过连接到吸嘴的空气路径或气流通路连接到环境空气。该空气路径或气流通路在图5A中没有明确示出。
在一些实施方式中,收集器1313被构造成具有中心开口或沟道,通过该中心开口或沟道实现通向吸嘴的气流通道,如在下面进一步详细提供的(例如,见图5D中的由附图标记1100表示的开口)。气流通道可以连接到空气交换端口1106,使得收集器1313的溢流通路内的体积经由空气交换端口1106连接到环境空气,并且还经由闸门1102连接到储存室1342中的体积。这样,根据一个或多个实施例,闸门1102可以用作流体控制特征,以主要控制溢流体积1344和储存室1342之间的液体和空气流。例如,空气交换端口1106可以用于主要控制溢流体积1344和通向吸嘴的空气路径之间的气流(并且有时控制液体流)。溢流通道1104可以相对于料盒1320的细长本体呈斜对角、垂直或水平。
在料盒1320被填充时,可蒸发材料1302可以至少具有借助于闸门1102与收集器1313的初始界面。这是因为可蒸发材料1302和闸门1102之间的初始界面例如可以防止溢流通道1104中捕获的空气进入可蒸发材料1302所储存之处的料盒区域(例如,储存室1342)的可能性。此外,在平衡状态下,此界面可起始可蒸发材料1302与溢流通道1104的壁之间的第一毛细相互作用,以允许有限量的可蒸发材料1302流入溢流通道1104中以实现或维持平衡状态。
平衡状态是指可蒸发材料1302既不流入也不流出溢流体积1344的状态,或者这种正向或反向流是可以忽略的状态。至少在一些实施例中,当储存室1342内的压力近似等于环境压力时,溢流通道1104的壁和可蒸发材料1302之间的毛细作用(或相互作用)使得当料盒1320处于第一压力状态时可保持平衡状态。
通过沿通道长度调适或调整溢流通道1104的体积尺寸,可以建立或配置可蒸发材料1302与溢流通道1104的壁之间的平衡状态和进一步的毛细相互作用。如本文进一步详细提供,溢流通道1104的直径(本文中大体用于指溢流通道1104的横截面积大小的量度,包括溢流通道不具有圆形横截面的当前主题的实施方案)可在预定间隔或点或贯穿整个通道的长度收缩,以允许足够强的毛细相互作用,所述毛细相互作用提供可蒸发材料1302根据压力变化而进出收集器1313的直接和反向流动,且进一步允许溢流通道的大体积同时仍维持用于弯液面形成的闸门点以防止空气流过溢流通道1104中的液体。
如本文进一步详细提供的,溢流通道1104的直径可以足够小或窄,使得由可蒸发材料1302内的内聚力引起的表面张力和可蒸发材料1302与溢流通道1104的壁之间的润湿力的组合可以起作用,以形成弯液面,该弯液面在横向于溢流通道1104中的流轴线的维度上将液体与空气分离,使得空气和液体不能彼此经过。应当理解,弯液面具有固有的曲率,因此参照横向于流方向的尺寸不是要暗示空气-液体界面在该尺寸或任何其它尺寸上是平坦的。
芯吸元件1362可以与加热元件1350(例如,见图3B和图5B)热连接或热力学连接,以便通过加热可蒸发材料1302来引起蒸气的产生,如之前参照图3A和图3B详细讨论的。可替代地,空气交换端口1106可经构造以提供气体逸出路径,但防止可蒸发材料1302流出溢流通道1104。
参照图5A和图5B二者,通过实施合适的结构(例如,微通道构造)以引入或利用可蒸发材料1302与溢流通道1104的保持壁之间可能存在的毛细特性,可控制(例如,增强或减小)可蒸发材料1302在收集器1313中的直接或反向流。例如,与长度、直径、内表面纹理(例如粗糙对光滑)、凸起、通道结构的方向性缩窄、用于构造或涂覆闸门1102、溢流通道1104或空气交换端口1106的表面的收缩或材料相关的因素可以正面或负面地影响液体通过毛细作用或作用在料盒1320上的其它有影响力被吸入或移动通过溢流通道1104的速率。
取决于实施方案,在可蒸发材料1302收集在收集器1313的通道结构中时,可使用上文所述的一个或多个因素来控制可蒸发材料1302在溢流通道1104中的移位,以引入所要程度的可逆性。这样,在一些实施例中,通过选择性地控制上述各种因素并根据料盒1320内部或外部的压力状态的变化,可蒸发材料1302进入收集器1313的流动可以是完全可逆的或半可逆的。
如图3A、图3B、图5A和图5B所示,在一个或多个实施例中,收集器1313可以被形成、构造或配置成具有单通道单通气部结构。在这样的实施例中,溢流通道1104可以是连续的通路、管、通道或用于将闸门1102连接到空气交换端口1106的其它结构,可选地定位在芯吸元件1362附近(例如,还参见图3A和图3B,示出了溢流体积1344中的单个细长溢流通道1104)。因此,在此类实施例中,可蒸发材料1302可从闸门1102进入或离开收集器1313且穿过单独构造的通道,其中当收集器1313被填充时可蒸发材料1302在第一方向上流动,而当收集器1313被排空时可蒸发材料在第二方向上流动。
为了帮助维持平衡状态,或视实施方案而定,为了控制溢流通道1104中的可蒸发材料1302的流,溢流通道1104、闸门1102或空气交换端口1106的形状和结构配置可经调适或修改以在不同压力状态下平衡溢流通道1104中的可蒸发材料1302的流的速率。在一个示例中,溢流通道1104可以是缩窄的,使得缩窄端(即,具有较小开口或直径的端)通向闸门1102。
在一个实施方式中,非缩窄端(即,溢流通道1104的具有较大开口或直径的那一端)可以通向空气交换端口1106,该空气交换端口1106可以连接到料盒1320外部的周围环境,或者通向气流路径,经蒸发的可蒸发材料1302从该气流路径输送到吸嘴(例如参见图3A,连接到气流通路1338的空气通气部1318)。在一个实施例中,非缩窄端也可通向芯壳体附近的区域,使得如果可蒸发材料1302离开溢流通道1104,则可蒸发材料1302可用于使芯吸元件1362饱和。
根据实施方式,缩窄通道结构可以减少或增加对进入收集器1313的流的限制。例如,在溢流通道1104朝向闸门1102缩窄的实施例中,在溢流通道1104中引起朝向反向流的优势的毛细压力,使得当压力状态改变时(例如,当负压事件消除或消退时),可蒸发材料1302流的方向为离开收集器1313且进入储存室1342中。特别地,将溢流通道1104实施为具有较小的开口可防止可蒸发材料1302自由流入收集器1313中。针对溢流通道1101在引向空气交换端口1106的方向上的未缩窄的构造在第二压力状态(例如,负压状态)过程中提供了可蒸发材料1302在收集器1313中的高效的储存,这是因为可蒸发材料1302以从溢流通道1104的较窄区段进入溢流通道1104的较大体积区段的方式流入收集器1313。
这样,收集器结构1313的直径和形状可实施为使得在第二压力状态(例如,负压事件)期间,以防止可蒸发材料1302过于自由地(例如,超过特定流速或阈值)流入收集器1313中并且还有利于在第一压力状态(例如,当负压事件减轻时)逆流回入储存室1342中的方式,以期望的速率控制可蒸发材料1302通过闸门1102并且进入溢流通道1104中的流。值得注意的是,在一个实施例中,通气部1002、构成溢流体积1344的收集器1313中的溢流通道1104和空气交换端口1106之间的相互作用的组合提供了由于各种环境因素而可能引入到料盒中的气泡的适当排出,以及可蒸发材料1302进出溢流通道1104的受控流。
吸嘴实施例
参考图5B(也参见图4A、图4B),在一些实施例中,包括储存室1342的料盒1320的一部分可以被配置为还包括吸嘴,该吸嘴可以被用户用于吸入蒸发的可蒸发材料1302。气流通路1338可以延伸通过储存室1342,从而连接蒸发室。根据实施方式,气流通路1338可以是例如吸管形状的结构或中空筒体,其在储存室1342内形成通道以允许蒸发的可蒸发材料1302通过。尽管气流通路可以具有圆形或至少近似圆形的横截面形状,但是应当理解,气流通路的其它横截面形状也在本公开的范围内。
气流通路1338的第一端可以连接到位于储存室1342的第一“吸嘴”端的开口,用户可以从该开口吸入蒸发的可蒸发材料1302。气流通路1338的第二端(与第一端相反)可以被接收在收集器1313的第一端处的开口中,如本文进一步详细提供的。根据实施方式,气流通路1338的第二端可以完全或部分地延伸穿过接收腔,该接收腔穿过收集器1313并连接到芯壳体,在那里可以容置芯吸元件1362。
在一些构造中,气流通路1338可以是包括储存室1342的整体模制的吸嘴的整体部分,其中气流通路1338延伸通过储存室1342。在其它构造中,气流通路1338可以是独立的结构,其可以单独地插入到储存室1342中。在一些构造中,气流通路1338可以是例如从吸嘴部分中的开口向内延伸的料盒1320的本体或收集器1313的结构延伸部。
不受限制地,多种不同的结构构造可以用于将吸嘴(和吸嘴内部的气流通路1338)连接到收集器1313中的空气交换端口1106。如本文所提供的,收集器1313可以插入到料盒1320的本体中,所述本体也可以用作储存室1342。在一些实施例中,气流通路1338可被构造为作为整体的料盒本体的一体部分的内部套筒,使得收集器1313的第一端中的开口可以接收形成气流通路1338的套筒结构的第一端。
特定实施例可包括蒸发器料盒,该蒸发器料盒包括与两个气流通路连接的双桶式吸嘴。在这样的实施例中,与单桶式吸嘴相比,可以递送更高剂量的蒸发的可蒸发材料。取决于实施方式,双桶式吸嘴也可有利地提供更平滑和更令人满意的吸电子烟体验。
流体闸门实施例
参照图4A至图5H,根据实施方式,可以考虑各种因素来帮助监测和控制可蒸发材料1302进出收集器1313的正向和反向流。这些因素中的一些可包括配置流体通气部(在此称为闸门1102)的毛细驱动。闸门1102的毛细驱动可以例如小于芯吸元件1362的毛细驱动。此外,收集器1313的流阻可以大于芯吸元件1362的流阻。溢流通道1104可以具有平滑的或波纹状的内表面,以控制可蒸发材料1302通过收集器1313的流速。溢流通道1104可以形成为具有缩窄的弯曲部,以提供适当的毛细相互作用和力,该毛细相互作用和力,在第一压力状态期间限制通过闸门1102并进入溢流体积1344的流速,以在第二压力状态期间促进通过闸门1102并流出溢流体积1344的反向流速。
对收集器1313部件的形状和结构的另外的修改可以是可能的,以帮助进一步调节或微调可蒸发材料1302进出收集器1313的流。例如,如图5A至图5H所示的光滑弯曲的螺旋通道构造(即,与具有急弯或边缘的通道相反)可允许附加的特征部,例如一个或多个通气部、通道、孔口或收缩结构,所述附加的特征部以预定的间隔沿着溢流通道1104被包括在收集器1313中。如本文进一步详细提供的,这些附加的特征、结构或构造可有助于提供例如沿溢流通道1104或通过闸门1102的可蒸发材料1302的更高等级的流控制。
值得注意的是,不管本公开通篇讨论的各种结构元件和实施方式如何,特定特征和功能(例如,各种部件之间的毛细作用)可以在收集器1313结构中实施,以帮助控制可蒸发材料1302通过(1)单通气部、单通道结构的流、(2)单通气部、多通道结构的流、或(3)多通气部、多通道结构的流。
参考图4C、图5A、图5C、图5D和图5E,根据特定变型给出了用于收集器1313的示例性结构配置。如图所示,可以采用完全或部分倾斜的螺旋表面来限定收集器1313的溢流通道1104的内部体积的一个或多个侧面,使得可蒸发材料1302在可蒸发材料1302进入溢流通道1104时由于毛细压力(或重力)而可以自由地流动通过溢流通道1104。一个或多个可选地为中心的通道或沟道,例如中心沟道1100,可以被构造成穿过收集器1313的纵向高度,具有两个相反的端部。
在第一端部处,穿过收集器结构1313的中心轴或中心沟道1100可与壳体区域相互作用或连接到壳体区域,芯吸元件1362或雾化器可定位在该壳体区域中。在第二端部处,中心沟道1100可以与导管或管子的一端相互作用、连接或接收导管或管子的一端,所述导管或管子在料盒1320的吸嘴部分中形成气流通路1338。气流通路1338的第一端可连接(例如,通过插入)到中心沟道1100的第二端部。气流通路1338的第二端可以包括形成在接口区域中的开口或孔口。
根据一个或多个实施例,由雾化器产生的蒸发的可蒸发材料1302可通过收集器1313中的中心沟道1100的第一端进入,穿过中心沟道1100并且进一步离开中心沟道1100的第二端进入气流通路1338的第一端。蒸发的可蒸发材料1302然后可以行进通过气流通路1338,并且通过形成在气流通路1338的第二端处的吸嘴开口离开。
收集器1313可以被构造为具有可插入到料盒1320的本体中的构造或结构的独立件(例如,见图4A、图5B、图5C至图5E)。在插入时,可以在料盒1320的外壳本体的内壁和形成螺旋倾斜表面的收集器1313的肋状结构的外缘之间形成气密密封。换句话说,当收集器1313插入到料盒1320的本体中时,由料盒1320的壳体的内壁的表面包围的溢流通道1104的三个壁形成溢流通道1104。
因此,溢流通道1104可以由包围肋状结构的内壁的料盒1320的本体的内壁形成。如图所示,闸门1102可以位于溢流通道1104的一端,朝向储存室1342所处的位置,以控制和提供可蒸发材料1302在收集器1313中的溢流通道1104中的进入和排出。空气交换端口1106可朝向溢流通道1104的另一端定位,优选地与闸门1102所定位的那一端相反。
闸门1102可控制可蒸发材料1302进出收集器1313中的溢流通道1104的流。空气交换端口1106可经由到环境空气的连接路径控制空气进出溢流通道1104的流,以调节收集器1313中的空气压力,进而调节料盒1320的储存室1342中的空气压力,如本文进一步详细提供的。在特定实施例中,空气交换端口1106可经配置以防止可能已填充收集器1313溢流通道1104(例如,由于负压事件)的可蒸发材料1302离开溢流通道1104。
在特定的实施方式中,空气交换端口1106可以被构造成使得可蒸发材料1302朝向通向其中容置芯吸元件1362的区域的路线离开。这种实施方式可以有助于避免例如在负压事件期间可蒸发材料1302泄漏到通向吸嘴的气流通路(例如,中心沟道1100)中。在一些实施方案中,空气交换端口1106可具有膜,所述膜允许气态材料(例如,气泡)进入和离开但防止可蒸发材料1302通过空气交换端口1106进入或离开收集器1313。
参看图5C到图5H,可蒸发材料1302通过闸门1102流入或流出收集器1313的流速可直接与溢流通道1104内部的体积压力相关联。因此,通过闸门1102流入和流出收集器1313的流速可通过操纵溢流通道1104的液压直径/水力直径来控制,使得溢流通道1104的总体积的减小(例如,均匀地或通过引入多个收缩点)可导致溢流通道1104中的压力增加和调节流入收集器1313的流速。相应地,在至少一个实施方式中,溢流通道1104的液压直径/水力直径可以沿着溢流通道1104的螺旋路径的长度均匀地或通过引入一个或多个收缩点1111a(例如,变窄、缩聚、收缩或限制)而减小。
图5C至图5E通过示例的方式示出了在收集器1313的一侧或多侧上构造的两个部分长度层级和三个全长层级,其中在图中所示的侧上的每个全长层级具有例如三个收缩点1111a。值得注意的是,在不同的实施方式中,可以实施、限定、构造或引入更多或更少的级或收缩点1111a以调节收集器1313中的体积压力。为了说明的目的,收缩点1111a在收集器1313的中间水平上明显地用圆圈标记。
可以以各种方式和形状沿着溢流通道1104的长度形成或引入收缩点1111a。下面,公开了具有不同收缩点或形状的示例性实施例,以更好地示出特定特征。然而,应注意,这些示例性实施例不应被解释为将所主张的主题的范围限于任何特别的构造或形状。
参照图5C,在一个示例性实施方式中,收缩点1111a可由从溢流通道1104(即,收集器1313的叶片)的顶部或底部或侧壁(或任何或所有这些)表面延伸的隆起、升高边缘、突出部或凸起(下文称为“凸起”)形成。凸起的形状可以限定为隆起、指状物、尖头、鳍状物、边缘或任何其它形状,其约束了与溢流通道中的流方向横向的横截面积。在图5C的图示中,示出了例如类似于鲨鱼鳍形状的凸起的横截面侧视图,其中凸起的远端向边缘缩窄。
如图5C所示,鲨鱼鳍形状的尖的或悬臂的边缘可以是圆角的。然而,在其它实施例中,悬臂边缘可缩窄至尖端。可操纵溢流通道1104中的凸起的锐度、尺寸、相对位置和放置频率,以进一步微调分离液体和空气的弯液面在溢流通道1104内形成的趋势。
例如,如图5C所示,凸起可以在一侧具有圆角的面并且在相反侧上具有平坦面。凸起的圆角的面可面向(即,指向)可蒸发材料1302的向外流(即,离开收集器1313且进入储存室1342的流),而凸起的平坦面可面向可蒸发材料1302通过闸门1102的向内流(即,进入收集器1313且离开储存室1342的流)。
如上所述,在不同的实施方式中,可以在数量、尺寸、形状、位置和频率方面操纵沿着溢流通道1104的凸起的形成,以便微调可蒸发材料1302进出收集器1313的流的液压/水力流速。例如,如果希望代之以保持溢流通道1104中的进入流的速率高于输出流的速率,则凸起可以成形为具有面向输出流的平坦面和面向输入流的圆角的面,以便于形成和保持阻止液体向外流(例如,远离储存室1342)的弯液面,同时使得弯液面更容易脱离凸起的向回朝向储存室1342的一侧。以这种方式,成系列的这种凸起可以用作一种“液压棘轮(hydraulic ratchet)”系统,其中相对于从储存室向外的流,通过微流体方式促进液体回流到储存室中。这种效果至少部分地可以通过弯液面从凸起的储存室侧比从相反侧破裂的相对趋势来实现。
再次参考图5C,在一个示例性实施方式中,除了(或代替)从溢流通道1104的底部或顶部延伸的凸起以外,一些凸起可以从溢流通道1104的内壁延伸。如图5F更清楚地示出,凸起可在相同的收缩点1111a处从溢流通道1104的内壁延伸,其中两个附加的凸起从溢流通道1104的底部和顶部延伸,以形成C形收缩点1111a。图5D和图5F所示的示例性实施方式可以更有效地调节溢流通道1104的微流体特性,以相对于图5C所示的实施方式促进液体流朝向储存室1342缩回,因为溢流通道1104的液压直径在图5D和图5F所示的收缩点1111a处更收缩(即,变窄)。
沿溢流通道1104形成的凸起在形状、尺寸、频率或对称性上不必一致。也就是说,取决于实施方式,不同的收缩点1111a或1111b可以沿着溢流通道1104以不同的尺寸、设计、形状、位置或频率来实施。在一个示例中,收缩点1111a或1111b的形状可以类似于具有圆形内径的字母C的形状。在一些实施例中,代替将内径形成为圆角C形,收缩点的内壁可以具有拐角(例如,尖锐拐角),诸如图5F和图5G中所示的那些拐角。
在一些示例中,溢流通道1104在第一高度处可具有从溢流通道1104的顶部延伸的凸起,而在第二高度处,凸起可从溢流通道1104的底部延伸。在第三高度处,例如,凸起可从内壁延伸。通过调节或改变凸起的数量和凸起的形状或凸起以不同顺序或高度中的定位以帮助控制溢流通道1104内两个方向上流动的微流体效果,上述实施方式的替代方案是可能的。在一个示例中,例如,可以在收集器1313的一个或多个(或所有)高度、侧部或宽度上实施收缩点1111a。
参考图5E和图5G,除了沿着溢流通道1104的较长长度或收集器1313的较宽侧限定收缩点1111a之外,可以沿着收集器1313的较窄侧限定一个或多个额外的收缩点1111b。这样,与图5D中的实施方式相比,图5E和图5G中所示的示例性实施方式可以改善溢流通道1104中的阻力的调节或促进弯液面沿期望方向分离,因为溢流通道1104的总水力直径(或流量)由于额外的收缩点1111b的添加而更加收缩。
参考图5F和图5G,为了更清楚,例如,除了两个或更多的收缩点1111b之外,在所示的示例中的每个完整的高度可以在每侧上包括三个收缩点1111a。因此,图5D的收集器1313可以包括总共18个收缩点,而图5E的收集器1313可以包括总共26个收缩点。在该示例中,由于在多个收缩点1111a和1111b处毛细压力被加强,图5E中示出的实施例提供了改进的微流体流动控制(例如,在向外的方向上)。
参考图5H,在一些实施例中,闸门1102可被构造为包括孔口或开口构造,其类似于收缩点1111a或1111b,具有在一个方向上更平坦的缩窄边缘、边沿或凸缘。例如,闸门1102孔口的边沿可以成形为在一侧(例如,面向储存室1342的一侧)是平坦的,而在另一侧(例如,背向储存室1342的一侧)是倒圆的。在这种构造中,由于在较少倒圆侧上的弯液面分离相对于较多倒圆侧更容易,所以可以增强促使朝向储存室1342的回流超过远离储存室1342的流动的微流体力。
相应地,根据收缩点和闸门1102的结构或构造的实施和变化,可蒸发材料1302流出收集器1313的流动阻力可以高于可蒸发材料1302流入收集器1313并流向储存室1342的流动阻力。在特定实施方式中,闸门1102构造成维持液体密封,使得可蒸发材料1302的层存在于储存室1342与溢流体积1344中的溢流通道1104连通的介质处。液体密封的存在可以帮助维持储存室1342和溢流体积1344之间的压力平衡,以促进储存室1342中的足够水平的真空(例如,部分真空),从而防止可蒸发材料1302完全排出到溢流体积1344中,以及避免芯吸元件1362丧失足够的饱和度。
在一个或多个示例性实施方式中,收集器1313中的单个通路或通道可以通过两个通气部连接到储存室1342,使得两个通气部维持液体密封,而不管料盒1320的定位如何。即使当料盒1320相对于水平线被对角地保持或者料盒1320被定位成吸嘴面朝下的时候,在闸门1102处形成液体密封也可以有助于防止收集器1313中的空气进入储存室1342。这是因为如果来自收集器1313的气泡进入贮器,则储存室1342内的压力将与环境压力相等/平衡。也就是说,如果环境空气流入储存室1342,储存室1342内的部分真空(例如,由于可蒸发材料1302通过芯供给部1368排出而产生)将被抵消。
参考图5I至图5K,提供了用于收集器1313结构的替代闸门1102构造的透视图。这些替代构造可提供有关于空气和/或液体可蒸发材料1302的流动管理和控制的优点。在一些情形中,当储存室1342中的空的空间(即,可蒸发材料1302上方的顶部空间)接触闸门1102时,顶部空间真空可能无法维持。结果,如前所述,在闸门1102处建立的液体密封会被破坏。这种效应可能是由于当收集器1313被排空并且顶部空间与闸门1102接触时闸门1102不能维持流体膜,导致部分顶部空间真空的损失。
在特定实施例中,储存室1342中的顶部空间可具有环境压力,并且如果在闸门1102和料盒1320中的雾化器之间存在流体静力偏移(hydrostatic offset),则储存室1342的内容物排入雾化器中,导致芯盒淹没和泄漏。为了避免泄漏,可以实施一个或多个实施例以移除闸门1102和雾化器之间的流体静力偏移,并且当储存室1342几乎被排空时维持闸门1102的功能。
如图5I和图5J的示例性实施例所示,可以围绕闸门1102构造小型化的分隔壁或迷宫状结构1190,以在闸门1102和收集器1313中的溢流通道1104之间建立高驱动连接,从而维持闸门1102处的液体密封。在图11J的示例中,根据一个或多个实施方式,沟形结构1190被示出为进一步改进维持闸门1102处液体密封的装置。
受控流体闸门实施例
图5L至图5N示出了根据一个或多个实施方式的收集器1313结构中的受控流体闸门1103的平面图和特写图。如图所示,收集器1313中的通路或溢流通道1104可以通过例如多通道、V形或喇叭形受控流体闸门1103连接到储存室1342,使得V形受控流体闸门1103包括至少两个(并且期望地三个)连接到储存室1342的开口。如在本文进一步详细提供的,无论料盒1320的竖直或水平取向如何,都可以在受控流体闸门1103处维持液体密封。
如图5L所示,在受控流体闸门1103的第一侧上,可以形成通气部路径AA,该通气部路径允许气泡从收集器的溢流通道1104传到贮器中。在第二侧上,可以实施连接到储存室的一个或多个高驱动通道以促进在被识别为缩聚点1122的通用位置处缩聚,以便维持液体密封,该液体密封防止气泡过早排出溢流通道1104并进入储存室,以及防止空气从储存室不期望地进入回到溢流通道1104中。
根据实施方式,由于由来自储存室的液体可蒸发材料1302施加的毛细压力,在图5N的右侧上以示例方式示出的高驱动通道1109a和1109b优选地维持在密封状态。形成在相对侧(即,图5L中的左侧所示)上的第一毛细通道1105和第二毛细通道1107被配置为具有与高驱动通道1109a和1109b相比相对较低的毛细驱动,但是仍然具有足够的毛细驱动,使得在第一压力状态下,在高驱动通道和低驱动通道中都保持液体密封。
相应地,在第二压力状态下(例如,当贮器内部的压力近似等于或大于环境空气压力时),则在所有的低驱动通道和高驱动通道中维持液体密封,从而防止任何气泡流入贮器中。相反,在第一压力状态下(例如,当贮器内部的压力小于环境空气压力时),形成在溢流通道1104中的气泡(例如,通过经由空气交换端口1106进入),或更普遍地液体可蒸发材料-空气界面的前弯液面边缘可向上并朝向受控流体闸门1103行进。当弯液面到达位于溢流通道1104的低驱动通道(即第一毛细通道1105和第二毛细通道1107)和高驱动通道1109a和1109b之间的缩聚点1122时,由于高驱动通道1109a和1109b中存在更高的毛细阻力,空气被优先引导通过第二毛细通道1107。
一旦气泡已经从第一毛细通道1105通过受控流体闸门1103的第二毛细通道1107,气泡进入储存室以将储存室内部的压力与环境空气的压力平衡。这样,与受控流体闸门1103结合的空气交换端口1106允许通过溢流通道1104进入的环境空气进入储存室,直到在储存室与环境空气之间建立平衡压力状态。如前所述,该过程可以称为引起贮器通气的压力平衡事件。一旦建立了平衡压力状态(例如,从第二压力状态过渡回到第一压力状态),则由于由储存在储存室中的液体可蒸发材料1302供给的高驱动通道1109a和1109b以及低驱动通道(即第一毛细通道1105和第二毛细通道1107)中都存在可蒸发材料,在缩聚点1122处再次建立液体密封。
图5O至图5X示出了当收集在图5L至图5N的示例性收集器1313中的空气流1303被管理以适应当可蒸发材料1302的弯液面1304后退时的适当排出时的快照。
图5O示出了一种后退的弯液面1304,其中当可蒸发材料1302从储存室中被移除到芯中时,部分顶部空间真空的强度增加。当空气1303到达溢流通道1104的在受控流体闸门1103之前最后一个收缩点1111a处的最小几何形状时,顶部空间部分真空被最大化。这足以克服弯液面1304的毛细驱动,并且已使弯液面1304通过收集器的溢流通道1104向后移动越过最后一个收缩点1111a,在该收缩点处弯液面将看到如几何形状所规定的最高的压差。
图5P示出了弯液面1304如何已离开第一毛细驱动通道1105并且现在越过受控流体闸门1103的缩聚点1122。空气1303的气泡继续在受控流体闸门1103内生长。
图5Q示出了弯液面1304如何形成后退到第二毛细通道1107以及高驱动通道1109a和1109b中的多个弯液面。弯液面处在跨过其主平面上紧密的弯曲部处,并且在这些位置,三个通道的排出压力相等,并且三个弯液面与仅仅从一个通道相反同时后退。由于这些弯液面的曲率现在随着它们的后退而增加,因此跨过弯液面承受的压差减小,并且顶部空间的部分真空继续减小。
图5R示出了空气1303的气泡如何继续填充毛细通道。这些通道几何形状上的缩窄为使得,随着弯液面继续后退,第二毛细通道1107的毛细驱动以比高驱动通道1109a和1109b的毛细驱动更大的速率减小。将第二毛细通道1107以及高驱动通道1109a和1109b进行填充的可蒸发材料的这种逐渐减小将继续减少所保持的部分顶部空间真空。当第二毛细通道1107弯液面的排出压力下降到低于高驱动通道1109a和1109b的排出压力时,该弯液面将继续后退并将可蒸发材料排出回到储存室中,而另一弯液面保持静止。涉及第二毛细通道1107的后退接触角的排出压力可能下降到涉及高驱动通道1109a和1109b的前进接触角的溢流压力以下,从而导致它们如图中所示那样被重新填充。
图5S示出了来自每个高驱动通道1109a和1109b中的两个弯液面的次弯液面如何到达两个弯液面合并成一个弯液面之处的切点(在高驱动通道1109a和1109b之间通道分隔部1112的左侧尖端)。这种结合弯液面将具有减少的曲率,从而具有较低的毛细驱动。第二毛细通道1107的弯液面的更高驱动可使系统通过使第二毛细通道1107的弯液面为前进弯液面而瞬时反应。在高驱动通道1109a和1109b的结合弯液面保持在该位置的情况下,将可能发生第二毛细通道1107的弯液面的随后后退。
图5T示出了高驱动通道1109a和1109b的结合弯液面如何朝向缩聚点1122移动。在当储存室充满可蒸发材料的情况下,第二毛细通道1107的弯液面将继续后退,随着其曲率降低,进一步减小顶部空间的部分真空。当部分真空下降到高驱动通道1109a和1109b的结合弯液面的前进毛细压力以下时,结合弯液面将开始再次前进,驱动以闭合受控流体闸门1103。在当储存室是空的或接近空的情况下,在缩聚点1122处的液体密封将是稳定的直到破裂,将顶部空间储存隔室通过溢流通道1104连接到环境空气。
图5U示出了高驱动通道1109a和1109b的结合弯液面如何在缩聚点1122处使受控流体闸门1103闭合。由于结合弯液面将前进直到其遇到第一毛细通道1105和第二毛细通道1107的拐角顶点,因此该几何形状被设计成促使结合弯液面分开以用可蒸发材料填充第一毛细通道1105和第二毛细通道1107二者。新形成的第一毛细通道1105的弯液面可用于将溢流通道1104中的环境空气隔离,且因此可重新建立顶部空间部分真空,从而确保减轻经由液体供给通道的泄漏。
图5V至图5X示出了空气1303的气泡释放到储存室1342中。当第二毛细通道1107中捕获的空气1303的气泡由于前进和后退弯液面所产生的不平衡而被排出时,在该点上料盒1320内的压力达到稳定。于是,可蒸发材料1302从高驱动通道1109a和1109b淹没第二毛细通道1107。相应地,高驱动通道1109a和1109b的长度可被调节,例如,所述长度可被缩短以降低空气气泡被捕获的风险。
在一些实施方式中,高驱动通道的缩窄部可以被设计成增加朝向缩聚点1122的驱动。考虑到形成结合弯液面的两个前进的弯液面的缩聚点1122,贮器的壁(即料盒本体)和收集器的通道底部可以配置成继续提供驱动,而收集器的侧壁为弯液面提供缩聚位置。在一种构造中,前进弯液面的净驱动不超过后退弯液面的净驱动,从而保持系统静态稳定。
图6说明了根据一个或多个实施方式的受控流体闸门6103。受控流体闸门6103与受控流体闸门1103相比,包括几个不同之处,这可以在特定条件下和不同的可蒸发材料中改善性能,特别是表现出较低的收集器表面润湿行为的构想。与受控流体闸门1103类似,受控流体闸门6103包括第一毛细通道6105、第二毛细通道6107、以及两个高驱动通道6109a和6109b。通道分隔部6112将高驱动通道6109a和6109b分开,但与通道分隔部1112相比,在左侧包括一个更尖锐尖端。当两个弯液面聚集在一起形成结合弯液面时,通道分隔部6112上的更尖锐尖端可以通过减少弯液面钉在(即粘在)通道分隔部6112尖端的趋势来提供改善的性能。当弯液面钉在(pin to)尖端时,受控流体闸门6103不会关闭,从而导致故障情况,即部分顶部空间真空不再保持在储存室6342中。另一个不同之处是,第二毛细通道6107的上壁6116的一部分已被加长,以向高驱动通道6109a延伸,并且上壁6116的角度已被减小到当料盒保持直立时接近水平。第二毛细通道6107的设计还包括弯曲的下壁6117,该弯曲的下壁向上猛冲以引导空气气泡进入储存室6342。这些设计特征可以通过减少空气气泡试图从高驱动通道6109a排出的可能性,来提高压力平衡事件期间组合弯液面关闭受控流体闸门6103的速度。
图7至图11H说明了根据一个或多个实施方式的受控流体闸门7103。如图7所示,受控流体闸门7103被形成为收集器7313的一部分,并在储存室7342和溢出通道7104之间提供选择性的流体连通。受控流体闸门7103包括位于溢出通道7104末端的最后收缩点7111、缩聚点7112、以及第三收缩点7113。溢流通道7104的最后收缩点7111定义了第一孔口的一部分,缩聚点7112定义了弯液面密封第一毛细通道7105和第二毛细通道7107的点,而第三收缩点7113定义了第三孔口的一部分。当收集器7313被插入料盒壳体(未显示)时,每个孔口都会完全形成。换句话说,第一孔口的部分形成第一孔口,第二孔口的部分形成第二孔口,第三孔口的部分形成第三孔口,而高驱动通道7110在受控流体闸门7103插入料盒壳体后形成毛细驱动通道。应该注意的是,“点”一般是指装置上的一个位置,而孔口则是指一个体积部和另一个体积部之间具有横截面积的开口。
受控流体闸门7103还包括高驱动通道7110。图8A说明了限定高驱动通道7110的一般区域,该区域已被标记有斑点。高驱动通道7110起源于第三收缩点7113,并在上壁7116和下壁7117之间朝向缩聚点7112向外分叉。上壁7116从第三收缩点7113延伸到第二毛细通道7107,如图8B所示,第二毛细通道7107已被标记有斑点,而下壁7117从第三收缩点7113延伸到第一毛细通道7105,如图8B所示,该第一毛细通道也已被标记有斑点。高驱动通道7110是单个通道,该通道没有可能影响受控流体闸门7103重新密封的障碍物。高驱动通道7110中的障碍物会导致故障状态,特别是对于低湿润可蒸发材料,其中弯液面的毛细驱动被打断,从而其无法关闭受控流体闸门7103。障碍物可以是任何从高驱动通道7110的壁上突出的特征。弯液面对障碍物的亲和力可高于毛细驱动,因此可蒸发材料有效地停止前进并被钉在障碍物上。在具有通道分隔部的多通道受控流体闸门中,通道分隔部本身可被视为单个通道中的障碍物。在每个通道中形成的弯液面可能会被钉在通道分隔部的尖端,并阻止弯液面聚结成一单个的弯液面。移除通道分隔部可以为受控流体闸门的操作提供更大的可靠性,特别是对于不容易润湿通道表面的可蒸发材料制剂(即,与通道表面表现出高接触角)。
由于液体(如可蒸发材料)的特性及其与闸门7103的相互作用(如接触角、粘度、表面能量、表面粗糙度、压差等),每个收缩点的精确位置可能略有变化。受控流体闸门7103被设计成在各种操作条件下与各种可蒸发材料一起作用。在一些实施方式中,液体在上壁7116的表面或下壁7117的表面上形成的接触角小于90度。例如,液体可以在上壁7116的表面或下壁7117的表面上形成70度和90度之间的接触角,包括其间的所有子范围。更具体地说,液体在上壁7116的表面或下壁7117的表面上可以形成75度和85度之间的接触角,包括其间的所有子范围。
图8B说明了限定第一毛细通道7105和第二毛细通道7107的一般区域。第一毛细通道7105起源于最后一个收缩点7111并终止于缩聚点7112。第二毛细通道7107起源于缩聚点7112并终止于储存室7342。来自溢流通道7104的空气通过最后一个收缩点7111进入第一毛细通道7105,并在压力均衡事件期间填充高驱动通道7110。第三收缩点7113可以被设计成具有与最后一个收缩点7111相似的横截面积,以防止高驱动通道7110中的空气从那里通过。在实施方式中,最后一个收缩点7111和第三收缩点7113具有基本相等的横截面积。第二毛细通道7107通向储存室7342的孔口可以具有比最后收缩点7111和第三收缩点7113中的每一个更大的横截面积。孔口的横截面积被设计成使得弯液面将空气气泡优先引导通过第二毛细通道7107并进入储存室7342。
如图9所示,高驱动通道7110的上壁7116和下壁7117形成锥角α,该锥角具有靠近第三收缩点7113的顶点。锥角α的范围可以从0(即上壁7116与下壁7117平行)到25度,包括其间的所有子范围。在实施方式中,锥角约为20度。锥角可被选择为确保对所有制剂保持小于零的毛细驱动。在不受任何特别理论约束的情况下,相信毛细驱动力需要小于零用于发生受控流体闸门7103的关闭,因为成长到储存室中的空气气泡的曲率意味着其中的表压小于零。由高驱动通道7110形成的毛细驱动通路可以是通常的截头锥体形状。虽然多通道受控流体闸门1103包括两个高驱动通道1109a和1109b,它们各自具有缩窄部,所述缩窄部在朝向缩聚点1122的方向变窄,但受控流体闸门7103包括高驱动通道7110,其朝向缩聚点7112分叉。通道分隔部7118将第一毛细通道7105与第二毛细通道7107分开。在压力平衡事件期间,可将气体(例如空气)引入储存室7342,以减少通过芯去除可蒸发材料所产生的部分真空。该气体形成的气泡一般沿路径AA行进。液体(即可蒸发材料)的毛细驱动一般沿路径BB行进。在空气气泡从高驱动通道7110中流出后,要将第一毛细通道7105和第二毛细通道7107封闭。
图10说明了包括受控流体闸门7103的收集器7313。虽然闸门7103被显示为模制成型为收集器7313,但闸门7103可以不作为收集器的一部分来实施。例如,受控流体闸门7103可以被集成到单独的部件中,该部件邻接收集器。在其他实施方式中,受控流体闸门7103在没有收集器的情况下被使用。在另一个实施方式中,受控流体闸门7103被模制成型为料盒壳体。当在没有收集器的情况下使用时,受控流体闸门7103提供了通过允许空气选择性地通过储存室来减少储存室内真空的主要功能。
图11A至图11H说明了压力平衡事件的顺序,其中气体的气泡7200(例如空气气泡)被引入到储存室7342。在图11A中,空气通过溢流通道7104的最后一个收缩点7111,并在高驱动通道7110中形成气体气泡7200。一旦气体气泡7200通过最后一个收缩点7111,它就进入了高驱动通道7110的更大体积部,并能够迅速增长。气体气泡7200上升,直到它接触到高驱动通道7110的上壁7116。在图11B中,气体气泡7200增长到填充高驱动通道7110,并被上壁7116和下壁7117所限制。在图11C中,通过第三收缩点7113和第二通道7107置换先前包含在其中的液体(例如可蒸发材料),气体气泡7200几乎充满了高驱动通道7110。在图11D中,气体气泡7200已经完全充满了高驱动通道7110,并被第三收缩点7113所阻止。气体气泡7200现在开始通过第二毛细通道流向储存室7342。在图11E中,气体气泡7200开始进入储存室7342。在图11F中,随着液体通过第三收缩点7113进入高驱动通道7110并开始重新密封受控流体闸门7103,气体气泡7200在储存室7342内更大地增长。在图11G中,气体气泡7200已经通过第二毛细通道7107离开了高驱动通道7110。在图11H中,高驱动通道7110在溢流通道7104的最后一个收缩点7111处用液体密封第一毛细通道7105,并在通过第二毛细通道7107从第一毛细通道7105释放气体气泡7200的压力平衡事件后用液体淹没第二通道7107。在图11H中,受控流体闸门7103已被重新密封(即关闭)。
在实施方式中,受控流体闸门7103被结合到用于蒸发器的料盒中,包括提供微流体压力平衡。该料盒包括具有储存室7342的料盒壳体,该储存室被配置为保持可蒸发液体。受控流体闸门7103包括最后一个收缩点7111,该收缩点与处于环境条件的通气部流体耦接。第二毛细驱动通道7107和第三收缩点7113都与储存室7342流体耦接。受控流体闸门7103还包括高驱动通道7110,其起源于第三收缩点7113,并朝向缩聚点7112向外延伸。高驱动通道7110被配置为在压力平衡事件将气体气泡7200释放到储存室7342中之后对第一毛细通道7105进行流体密封。所述可蒸发液体可包括烟碱制剂。
多闸门多通道收集器实施例
参照图12A和图12B,示出了单通气部多通道收集器1200结构的实施例的示例性透视侧视图和示例性平面侧视图。如图12A所示,收集器1200被形成为具有单个闸门1202和多个通道1204(a)到1204(j)。如图12A所示,根据一个或多个实施方式,闸门1202可以定位在例如收集器1313的纵向宽度的中心或中点处,以允许可蒸发材料1302进入收集器1313的至少第一通道1204(a)并且逐渐扩展到并且通过另外的通道1204(b)至1204(j)。
根据实施方式,可以修改闸门1202的位置,使其位于沿收集器1313的长度或宽度的中间、侧部或拐角或任何其它位置。单通气部多通道收集器1200结构可具有允许可蒸发材料1302以第一流率通过单个闸门1202进入并以第二流率(例如,比第一流率更快的速率)扩散通过收集器1200的多个通道1204(a)至1204(j)的额外优点。
有利地,单闸门多通道收集器1200结构允许可蒸发材料1302从储存室1342到溢流体积1344(见图3A)中的受控流动(例如,受限流动),并且一旦可蒸发材料1302处于溢流体积1344中,进一步允许较少受控(例如,较少受限)的流动。在特定实施例中,可以实施多分层多通道结构,使得例如如图12B所示,第一组通道1204(a)至1204(f)中的可蒸发材料1302的流动处于第二速率,而第二组通道1204(g)至1204(k)中的可蒸发材料1302的流动处于第三速率。第三速率可以比第二速率更快或更慢。
相应地,在图12B所示的示例性实施例中,可蒸发材料1302可以第一速率流过闸门1202,以第二速率流过通道1204(a)至1204(f),并且以第三速率流过通道1204(g)至1204(k)。在一个或多个实施例中,第二速率可以比第一速率和第三速率两者都快,例如,使得可蒸发材料1302可以具有通过闸门1202的受限流动、通过第一组通道(例如,分层1)的较少受限流动和在第二组通道(例如,分层2)中的相对较多受限流动。这种多分层构造可有助于提高通过收集器1200的流速,但一旦可蒸发材料1302进入收集器1200,则保持对可蒸发材料1302朝向芯吸元件1362的快速流动的可控限制。
在图12B所示的双分层实施例中,第一组通道1204(a)至1204(f)(例如,分层1)可具有可逆构造,使得在第一组通道中收集的可蒸发材料1302可流回到贮器1340中。相反,第二组通道1204(g)至1204(k)(例如,分层2)可不具有可逆构造。在这样的实施例中,由于第二组通道接近芯吸元件1362,所以可蒸发材料1302主要从第二组通道并且然后从第一组通道(例如,充当保留舱室的分层1)被吸取。如上所述,具有可逆和不可逆构造可有助于提供对本文所述的其它实施例的额外改进。
在一些多分层实施例中,通过将第二组通道1204(g)至1204(k)配置为不可逆的,可以额外确保芯吸元件1362将不会被供给不足,因为当在溢流事件期间被储存在第二组通道1204(g)至1204(k)中时,可蒸发材料1302可以在接近芯吸元件1362处可用。此外,在多分层实施方式中,可以防止在负压事件期间可蒸发材料1302强烈流入芯壳体的机会,因为如前所述,第二组通道1204(g)至1204(k)可以配置成与第一组通道1204(a)至1204(f)相比具有更受限制的流动。此外,由于可逆性,第一组通道1204(a)至1204(f)可以不容纳相对大体积的可蒸发材料1302。在一些实施例中,为了增加或限制第一组通道1204(a)至1204(f)或第二组通道1204(g)至1204(k)中可蒸发材料1302的可逆性或流动,可将吸收材料(例如,海绵)引入到一个或两个通道区域中。
参考图13,示出了根据一个或多个实施方式的多通气部多通道收集器1300结构的示例性透视侧视图。如图所示,收集器1300可以定位在料盒以内,使得收集器1300具有双排气部1301。该实施方式可以允许可蒸发材料1302以相对较快的速率流入通道1204,特别是与图14A和图12B所示的单通气部收集器1200相比。
芯供给部实施例
返回参考图4A、图4B、图5B,在特定变型中,收集器1313可以被配置成被储存室1342的接收端可插入地接收。收集器1313的与由储存室1342接收的端部相反的端部可以被配置成接收芯吸元件1362。例如,叉形凸起可以被形成以牢固地接收芯吸元件1362。芯壳体1315可用于进一步将芯吸元件1362紧固在凸起之间的固定位置中。这种构造也可以帮助防止芯吸元件1362由于过饱和而显著膨胀和变弱。
参照图5C、图5D和图5E,根据实施方式,行进通过收集器1313的一个或多个另外的导管、通道、管或腔可以被构造或配置为向芯吸元件1362供给储存在储存室1342中的可蒸发材料1302的路径。在特定构造中,例如本文中进一步详细讨论的那些构造中,芯供给导管、管或腔(即,芯供给部1368)可大致平行于中央沟道1100延伸。在至少一种构造中,可以存在例如独立地或与包括一个或多个其它芯供给部的芯交换部相关地沿收集器1313的长度对角地延伸的多个芯供给部。
在特定实施例中,多个芯供给部可以以多链接的构造交互地连接,使得供给路径的可能彼此交叉的互换可以通向芯壳体区域。这种构造可有助于防止在例如经由形成气泡或其它类型的堵塞而阻碍了芯供给互换部中的一个或多个供给路径的情况下芯供给机构的完全阻塞。有利地,多个供给路径的手段可允许即使芯供给互换部中的一些路径或特定路线被完全或部分地堵塞或阻塞,可蒸发材料1302也安全地通过一个或多个路径(或交叉到不同但敞通的路径)朝向芯壳体区域行进。
根据实施方式,芯供给路径可以成形为管状,具有例如圆形或多面的十字形直径形状。例如,芯供给部的中空横截面可以是三角形、矩形、五边形或呈任何其它合适的几何形状。在一个或多个实施例中,芯供给部的横截面周缘可以是中空的十字形状,例如,使得十字部的臂具有臂延伸自的十字部的中央交叉部分的直径相关的较窄的宽度。更大致地,芯供给通道(本文中也称为“第一通道”)可以具有带有至少一个非规则部(例如,突出部、侧通道等)的横截面形状,所述非规则部为液体可蒸发材料在空气气泡阻塞芯供给部的横截面区域的其余部分的情况下提供替代的流经路径。当前示例的十字形横截面是这种结构的一个示例,但本领域技术人员将理解的是,与当前公开一致的其它形状也被考虑并且可行。
通过芯供给路径形成的十字形导管或管实施方式可以克服堵塞问题,这是因为十字形管可以基本上被认为包括五个分开的路径(例如,在十字部的中空中央处形成的中央路径和在十字部的中空臂中形成的四个另外的路径)。在这种实施方式中,供给管中经由气泡的阻塞例如将可能形成在十字形管的中央部分处,使子路径(即,通过十字形管的臂的路径)对流动敞通。
根据一个或多个方面,芯供给路径可以足够宽,以允许可蒸发材料1302通过供给路径并朝向芯自由行进。在一些实施例中,经由设计芯供给部的特定部分的相对直径以加强对行进通过芯供给路径的可蒸发材料1302的毛细牵引力或压力,可以增强或调适通过芯供给部的流。换句话说,根据形状和其它结构或材料因素,一些芯供给路径可依赖重力或毛细作用力来引起可蒸发材料1302朝向芯壳体部分的移动。
在十字形管的实施方式中,例如,通过十字形管的臂的供给路径可以被配置成经由毛细压力而非依靠重力来对芯进行供给。在这种实施方式中,十字形管的中央部分可以由于重力而对芯进行供给,例如而十字形管的臂中的可蒸发材料1302的流可以由毛细压力支持。注意,本文公开的十字形管是出于提供示例性实施例的目的。在该示例实施例中实现的构思和功能可以扩展到具有不同横截面形状的芯供给路径(例如,横截面为中空星形的管具有从沿芯供给路径延伸的中央沟道延伸的两个或更多个臂)。
参考图5C,图示了示例收集器1313的构造,其中两个芯供给部1368定位在中央沟道1100的两个相反侧上,使得可蒸发材料1302可进入供给部并直接流向用于芯的壳体形成于的收集器1313的另一端处的腔区域。
芯供给机构可形成为通过收集器1313,使得收集器1313中的至少一个芯供给路径可成形为多面的十字直径中空管。例如,芯供给部的中空横截面可以呈加号形状(例如,如果从俯视横截面视图观察,则为中空的十字形芯供给部),使得十字部的臂具有与臂延伸自的十字部的中央交叉部分的直径相关的较窄的宽度。
具有穿过毛细供给路径形成的十字形直径的导管或管可克服堵塞问题,这是因为具有十字形直径的管可被认为包括五个分开的路径(例如,形成在十字部的中空中央处的中央路径和形成在十字部的中空臂中的四个另外的路径)。在这种实施方式中,供给管中由于气泡(例如,空气气泡)的阻塞将可能形成在十字形管的中央部分处。
即使在中央路径被气泡阻塞时,气泡的这种中央定位也最终将使子路径(即,通过十字形管的臂的路径)保持对可蒸发材料1302的流敞通。对于芯供给通路结构的、可实现与以上关于捕集气泡或避免捕集的气泡完全堵塞芯供给通路所公开的相同或相似目的的其它实施方式也是可行的。
在收集器1300的结构中增加更多的通气部可以允许更快的流速(取决于实施方式),这是因为当附加的通气部可用时,相对更大的可蒸发材料1302的集合体积可以被移位。因此,即使没有明确示出,具有多于两个通气部(例如,三通气部实施方式、四通气部实施方式等)的实施例也在所公开的主题的范围内。
图16A图示了具有V形闸门1102的收集器1313的示例实施例的立体图、正视图、侧视图、仰视图和俯视图。如图15和图26所示,收集器1313可以与附加部件(例如芯吸元件1362、加热元件1350和芯壳体1315)一起装配在料盒1320中的空腔内。芯吸元件1362可位于收集器1313的第二端与包绕芯吸元件1362的加热元件1350之间。在组装期间,收集器1313、芯吸元件1362和加热元件1350可在被插入到料盒1320内的腔中之前装配在一起并由芯壳体1315覆盖。
芯壳体1315可以与其它提及的部件一起插入到料盒1320的与吸嘴相反的端部中,以便以压力密封或压配合的方式将部件保持在内。芯壳体1315和收集器1313在料盒1320的接收套筒的内壁内的密封或装配如期望地足够紧密,以防止料盒1320的贮器中保持的可蒸发材料1302泄漏。在一些实施例中,芯壳体1315和收集器1313与料盒1320的接收套筒的内壁之间的压力密封也足够紧密,以防止用户空手手动拆卸部件。
参照图4A、图4B、图5B、图16B和图16C,在特定变型中,收集器1313可以被配置成被储存室1342的接收端可插入地接收。如图16B和图16C中所示,收集器1313的与由储存室1342接收的端部相反的端部可以被配置成接收芯吸元件1362。例如,叉形凸起1108可以形成为牢固地接收芯吸元件1362。如朝着图16B和图16C的底部的剖视图中所示,芯壳体1315可用于进一步将芯吸元件1362紧固在叉形凸起1108之间的固定位置中。这种配置构造也可以帮助防止芯吸元件1362由于过饱和而显著膨胀和弱化。
参考图16B,在一个实施例中,芯吸元件1362可在沿着其长度的特定位置(例如,朝向芯吸元件1362的直接定位在芯供给部1368下方的纵向远端)经由压缩肋1110约束或压缩,以通过例如维持朝着芯吸元件1362的端部的更大的可蒸发材料1302饱和区域来帮助防止泄漏,使得芯吸元件1362的中央部分保持更干燥且更不易于泄漏。此外,使用压缩肋1110可进一步将芯吸元件1362压入雾化器壳体中以防止泄漏到雾化器中。
参照图16D至图16F,图示了根据一个或多个实施方式的由收集器1313形成或配置为通过收集器1313的示例芯供给机构的俯视平面图。如图16D中所示,收集器1313中的至少一个芯供给部1368路径可成形为多面的十字形直径中空管。例如,芯供给部1368路径的中空横截面可以呈加号形状(例如,如果从俯视剖面图观察,则为中空的十字形芯供给部),使得十字部的臂具有与臂延伸自的十字部的中央交叉部分的直径相关的较窄的宽度。
参照图16E,具有穿过芯供给部1368路径形成的十字形直径的导管或管可克服堵塞问题,这是因为具有十字形直径的管可被认为包括五个分开的路径(例如,形成在十字部的中空中央处的中央路径和形成在十字部的中空臂中的四个另外的路径)。在这种实施方式中,供给管中经由气泡(例如,空气气泡)的阻塞将可能形成在十字形管的中央部分处,如图16E中所示。即使在中央路径被气泡阻塞时,气泡的这种中央定位也最终将使子路径(即,通过十字形管的臂的路径)保持对可蒸发材料1302的流敞通。
参照图16F,对于芯供给部1368路径结构的、可实现与以上关于捕集气泡或避免捕集的气泡完全堵塞芯供给部1368路径所公开的相同或相似目的的其它实施方式也是可行的。如图16F的示例图示中所示,一个或多个液滴状的凸起1368a/1368b(例如,形状类似于一个或多个分离的接头,芯供给部1368路径位于所述分离的接头之间)可形成在芯供给部1368路径中可蒸发材料1302从储存室1342流入收集器1313中所经的端部处,以帮助在气泡于芯供给部1368路径的中央区域中被捕集的情况下引导可蒸发材料1302通过芯供给部1368路径。通过这种方式,合理可控且一致的可蒸发材料1302的流可流向芯,防止芯未充分地被可蒸发材料1302饱和的情况。
图15图示了具有压力配合部件的料盒1320的示例性实施例的立体图、正视图、侧视图和分解图。如图所示,料盒1320可以包括以套筒形式成形的吸嘴-贮器组合,气流通路1338限定为通过所述套筒。料盒1320中的一区域容置收集器1313、芯吸元件1362、加热元件1350和芯壳体1315。处在收集器1313的第一端处的开口通向吸嘴中的气流通路1338,并提供用于蒸发后的可蒸发材料1302从加热元件1350区域行进到用户自其吸入的吸嘴的路线。
附加的和/或替代的流体通气部实施例
参照图17A至图17B,示出了收集器1313结构中的示例流管理机构的正视平面特写图。类似于参照图5M和图5N论述的流管理机构,在不同实施例中,流管理通气机构2701或2702可实现为各种形状。在图17A的示例中,收集器1313中的通路或溢流通道1104可经由例如流体通气部2701连接到储存室,使得通气部2701包括至少两个连接到料盒的储存室的开口。
如前所述,液体密封可与料盒的定位无关地维持在通气部2701处。在一侧上,通气路径可维持在溢流通道与通气部2701之间。在另一侧上,可实现高驱动通道以促进缩聚从而维持液体密封。
图17B图示了具有三个开口的替代的通气部2702结构,所述三个开口利用缩聚路径连接到料盒的储存室,所述缩聚路径防止处在通气部2701与储存室之间的液体密封被破坏。
图18图示了根据一个实施方式的当管理图17A或图17B的示例收集器中收集的可蒸发材料流以调适料盒储存室中的适宜通气时的即时快照。如图所示,图17A中的通气部2701的结构可在如下方面与图17B中的通气部2702有所区别:后一种通气部2702的结构在一侧上设置成敞通区域,而非图17A中所示的壁结构。这种更加敞通的实施方式设置用于可蒸发材料1302与通气部2702的敞通侧之间的增强的微流体相互作用。
参照图19A至图19C,图示了料盒的示例实施例的立体图、正视图和侧视图。如图所示的料盒可以由包括收集器、加热元件和芯壳体在内的多个部件组装而成,芯壳体用于在将这些部件插入到料盒的本体中时使料盒部件保持就位。在一个实施例中,可在大致位于收集器结构的一端与芯壳体相遇所在点/位置处的周向接合处实施激光焊接部。激光焊接部防止液体可蒸发材料1302从收集器流入雾化器所置于的加热室中。
参照图20A至图20F,图示了处于不同填充容量的示例料盒的立体图。如前所述,溢流体积的体积尺寸可配置成等于、大致等于或大于储存室中包含的内容物体积的增加。当储存室中的内容物的体积由于一项或多项环境因素而膨胀时,如果储存室中包含的内容物的体积为X,那么当储存室内的压力增加到Y时,Z量的可蒸发材料1302可从储存室被移位到溢流体积中。这样,在一个或多个实施例中,溢流体积配置成至少大到足以包含Z量的可蒸发材料1302。
图20A图示了示例料盒本体的立体图,所述示例料盒本体具有当填充时调节适应例如体积为大约1.20mL的可蒸发材料1302的存储的贮器。图20B图示了处于完全组装状态的示例料盒的立体图,其中储存室和收集器溢流通路当两者都填充时容纳组合体积为例如大约1.20mL的可蒸发材料1302。图20C图示了当收集器溢流通路被填充至例如大约0.173mL的体积时处于完全组装状态的示例料盒的立体图。图20D图示了当储存室被填充至例如大约0.934mL的体积时处于完全组装的示例料盒的立体图。图20E图示了处于完全组装状态的示例料盒的立体图,芯供给通道和吸嘴中的气流通路以剖切图示出,所述芯供给通道具有例如大约0.094mL的体积。图20F图示了处于完全组装状态的示例料盒的立体图,其中溢流空气通道被并入到收集器的朝向底部肋的部分中,气流空气通道具有例如大约0.043mL的体积。
图21A至图21C图示了根据一个实施例的示例料盒的正视图,其中在收集器和封闭塞插入到料盒的本体中(图21B)以形成完全组装好的料盒(图21C)之前,实施双针填充应用以填充料盒的贮器(图21A)。
图24A和图24B图示了具有外部气流路径的示例料盒本体的正视图和侧视图。在一些实施例中,一个或多个闸门(也称为空气入口孔)可设置在蒸发器本体110上。入口孔可位于空气入口通道内,具有尺寸设计成防止用户在他握住蒸发器100时无意中阻塞各单独的空气入口孔的宽度、高度和深度。在一个方面中,空气入口通道结构可以足够长,以便当例如用户的手指阻塞空气入口通道的一区域时不会显著地阻塞或制约通过所述空气入口通道的气流。
在一些配置构造中,空气入口通道的几何构造可以提供用于例如最小长度、最小深度或最大宽度中的至少一项,以确保用户不能用手或其它身体部位完全地覆盖或阻塞空气入口通道中的空气入口孔。例如,空气入口通道的长度可以比普通人手指的宽度更长,并且空气入口通道的宽度和深度可以使得当用户的手指在通道的顶部上按压时,所产生的皮肤褶皱不会妨碍空气入口通道内的空气入口孔。
空气入口通道可以被构造或形成为具有圆角的边缘或成形为包绕蒸发器本体110的一个或多个拐角或区域,以便空气入口通道不会容易地被用户的手指或身体部位覆盖。在特定实施例中,可以提供可选的覆盖物以保护空气入口通道,使得用户的手指不会阻塞或完全限制气流进入空气入口通道。在一个示例实施方式中,空气入口通道可形成于蒸发器料盒120与蒸发器本体110之间的界面处(例如,在容座区域处——见图1)。在这种实施方式中,由于空气入口通道被形成在容座区域内,因此可以保护空气入口通道不被阻塞。这种实施方式还可允许空气入口通道被隐藏而看不见的配置构造。
图22A至图22C分别图示示例料盒本体的正视图、俯视图和仰视图,所述料盒本体具有并入在空气路径内的冷凝物收集器3201。
参照图23A,空气或蒸气可流入料盒中的气流路径。气流路径可以从吸嘴中的孔口或开口在内部沿着料盒的本体纵向延伸,使得通过吸嘴被吸入的可蒸发材料1302经过冷凝物收集器3201。如图23B中所示,除了冷凝物收集器3201之外,冷凝物再循环通道3204(例如,微流体通道)可以形成为例如从吸嘴中的开口行进到芯。
冷凝物收集器3201作用于吸嘴中冷却并变成液滴的蒸发的可蒸发材料1302,以收集冷凝的液滴并将其引导到冷凝物再循环通道3204。冷凝物再循环通道3204收集冷凝物和大蒸气滴并使之返回到芯,并防止吸嘴中形成的液体可蒸发材料在用户从吸嘴抽吸或吸入期间沉积到用户的嘴内。冷凝物再循环通道3204可被实施为微流体通道,以捕集任何的液滴冷凝物并由此消除液体形式的可蒸发材料的直接吸入和避免用户嘴内的不期望的感觉或味道。
参照图25和图26,图示了示例性料盒的一部分的立体图,其中收集器结构1313包括处在收集器结构的底部肋处的气隙3501。气隙3501的定位可以与空气交换端口在收集器结构1313中位于的位置一致。如前所述,收集器结构1313可配置成具有中央开口,通过所述中央开口实现通向吸嘴的气流通道。气流通道可以连接到空气交换端口,使得收集器1313的溢流通道内的体积经由空气交换端口连接到环境空气,且还经由通气部连接到储存室中的体积。
根据一个或多个实施例,通气部可以用作控制阀,以主要控制溢流通路与储存室之间的液体流。空气交换端口可以用于主要控制溢流通路与通向例如吸嘴的空气路径之间的气流。通气部、溢流通路的收集器通道和空气交换端口之间的相互作用的组合提供用于适当的芯饱和、和由于各种环境因素而可能引入到料盒中的气泡的适当的通气、以及可蒸发材料1302进出收集器通道的受控流。空气交换端口处气隙3501的存在允许更加稳健的通气过程,这是因为气隙防止收集器中储存的液体可蒸发材料1302渗入到芯壳体区域中。
根据一个或多个方面,芯供给路径可以足够宽,以允许可蒸发材料1302通过供给路径并朝向芯自由行进。在一些实施例中,通过设计芯供给部的特定部分的相对直径以加强对行进通过芯供给路径的可蒸发材料1302的毛细牵引力或压力,可以增强或调节通过芯供给部的流。换句话说,根据形状和其它结构或材料因素,一些芯供给路径可依赖重力或毛细作用力来引起可蒸发材料1302朝向芯壳体部分的移动。
在特定实施方式中,单芯供给部中的部分壁基本上在单芯供给部中形成两个体腔(ventricle)。芯供给部中的体腔可经由部分壁而分开,并被单独地用于允许可蒸发材料1302朝向芯壳体流动。在这样的实施例中,如果气泡在芯供给部中的一个体腔中移行,则另一体腔可以保持敞通。体腔可以体积大到提供充足的朝向芯的可蒸发材料1302的流以便充分饱和。
相应地,在使用两个芯供给部3701的实施例中,实际上可获得四个体腔用于携带朝向芯的可蒸发材料1302流。因此,在一个、两个或甚至三个体腔中形成气泡的情况下,至少第四个体腔将可用于引导朝向芯的可蒸发材料1302流,降低芯脱水的几率。
参照图27,芯供给部的位于邻近芯的一端部(例如在配置成至少部分地接收芯的端部处)的特写图,其中可选地,芯的至少一部分被夹在从芯供给部的端部延伸的两个或更多个尖头之间。
图28图示了与溢流通道的一端处的气隙组合的示例收集器结构的立体图,该收集器结构具有方形设计的芯供给部。
参照图29A至图29E,分别图示了示例收集器结构的后视图、侧视图、俯视图、正视图和仰视图。图29A图示了具有例如四个不同喷射部位的收集器结构的后视图。图29B图示了收集器结构的侧视图,尤其示出了芯供给部的例如夹具形端部部分4002,所述夹具形端部部分可以将芯牢固地保持在芯供给部的路径中。如图29C中所示,料盒本体的从吸嘴在内部延伸到料盒本体的部分可通过收集器结构中的中央通道3700被接收,中央通道形成用于蒸发后的可蒸发材料1302从雾化器朝向吸嘴逸出的气道通路。
图29C图示了具有芯供给通道4001的收集器结构的俯视图,所述芯供给通道用于从料盒的储存室接收可蒸发材料并将可蒸发材料朝向被芯供给通道4001的形成夹具形端部部分4002的突出端部保持在芯供给通道4001的端部处的适当位置处的芯引导。
图29D图示了收集器结构的正视平面图。如图所示,气隙腔可在收集器结构的下部处形成在收集器的溢流通路通向与环境空气连通的空气控制通气部3902所在的收集器结构的下肋的端部处。从吸嘴延伸的料盒本体部分可以通过收集器结构中的中央通道3700被接收,中央通道形成用于蒸发后的可蒸发材料1302从雾化器朝向吸嘴逸出的气道通路。
图29E图示了收集器1313结构的仰视图,其中呈两个夹具形状端部部分4022的两个芯供给通道端部配置成将芯保持在收集器1313的底端处的适当位置中。如图所示,可选地,分段的脊、凸缘或唇缘4003可以形成在收集器1313的底端的表面上,其中收集器1313在组装时连接到塞760的上部。唇缘4003提供用于塞760的上部与收集器1313的下部之间以类似于柔性O形环的方式起作用的压力密闭(pressure-tight)接合,从而在组装期间可以建立适当的密封。在一个实施例中,收集器1313的底端可以被激光焊接到塞760的上部。
图30A和图30B图示了收集器结构的替代实施例的平面俯视图和侧视图,所述收集器结构具有两个夹具形的端部部分4002和两个对应的芯供给部。如图所示,与图29A中图示的实施例相比,该替代实施例的高度更短。该减小的高度由于从结构上改变了收集器1313的形状和收集器1313中可蒸发材料1302流动的通路的长度而提供了改进的功能。这样,根据实施方式,在特定实施例中,通过收集器1313的可蒸发材料1302的通路的长度可以更短,以提供更有效的毛细压力和对进入收集器1313通路的可蒸发材料1302的流的更好管理。
图31A和图31B图示了具有不同结构实施方式的示例收集器1313的各种立体图、俯视图、仰视图和侧视图。例如,图31A中所示的实施例包括收缩点,所述收缩点包括竖直定位的C形壁。相反,在图31B中所示的实施例中,C形壁对角地定位,以促进可蒸发材料1302沿着收集器1313通路的流更受控制。如图31B的示例实施例中所示,C形壁相对于收集器的底部叶片对角地定位,并且相对于收集器中向下倾斜的叶片部分竖直地定位。
如前所述,进出收集器1313的流速经由通过引入一个或多个收缩点来操控收集器1313中溢流通道1104的液压直径而被控制,这有效地减小了溢流通道1104的总体积。如图所示,溢流通道1104中多个收缩点的引入将溢流通道分成多个部段,其中可蒸发材料1302可以分别沿着第一方向或第二方向例如朝向或远离空气控制通气部3902流动。
引入收缩点帮助建立或控制溢流通道1104中的毛细压力状态,使得在料盒贮器中的压力等于或小于环境空气时的压力状态下可蒸发材料1302朝向空气控制通气部3902的液压流被最小化。在贮器中的压力低于环境压力(例如,超过第一阈值)的压力状态下,收缩点被配置成控制溢流通道1104中可蒸发材料1302的毛细压力或液压流,使得环境空气可通过空气控制通气部3902进入溢流通道1104并向上朝向受控流体闸门1102行进到贮器中以使料盒通气(即,在料盒中建立平衡压力状态)。
在特定实施例或情形中,上述通气过程可不涉及或不需要环境空气通过空气控制通气部3902进入。在一些示例情形中,替代空气通过空气控制通气部3902进入或者除了空气通过空气控制通气部进入之外,溢流通道1104内捕集的任何空气气泡或气体也可向上朝向受控流体闸门行进,以经由在空气气泡通过受控流体闸门1102从溢流通道1104被引入到贮器中时使贮器通气而帮助建立料盒中的平衡压力状态,如本文中参考例如图5M和图11H进一步详细提供的。形成在溢流通道1102的路径中的收缩点和C形壁的设计(如图31A和图31B中所示)经由更好地管理遍及溢流控制通道1104的路径的毛细压力而促进可蒸发材料1302通过溢流通道1104的流更受控制。
图32A图示了根据一个或多个实施例的示例芯壳体1315的各种立体图、俯视图、仰视图和侧视图。如图所示,一个或多个穿孔或孔可形成在芯壳体1315的下部中,以调节通过位于芯壳体1315的芯壳体760中的芯的气流。充足数量的孔将促进足够的气流通过芯壳体760,并将提供用于响应于由位于芯附近或周围的加热元件生成的热而使吸收到芯中的可蒸发材料1302适当且及时地蒸发。
图32B图示了根据一个或多个实施例的示例料盒1320的收集器1313和芯壳体760部件。如图所示,芯壳体1315(其包括料盒的芯壳体部分)可以实施为包括突出构件或凸片4390。凸片4390可配置成从芯壳体1315的在组装期间与收集器1313的接收端配合的上端延伸。凸片4390可以包括与处在收集器1313的例如底部部分中的接收凹口或接收腔1390中的一个或多个面相对应或匹配的一个或多个面。接收腔1390可配置成可移除地接收凸片4390,以便例如卡扣配合接合。卡扣配合布置结构可协助在组装期间或之后将收集器1313和芯壳体1315保持在一起。
在特定实施例中,凸片4390可用于引导芯壳体1315在组装期间的取向。例如,在一个实施例中,一个或多个振动机构(例如,振动碗)可用于临时地储存或组织/放置(stage)料盒1320的各种部件。根据一些实施方式,凸片4390可有助于使芯壳体1315的上部取向成一机械夹紧部,以便于容易接合和正确自动组装的目的。
附加的和/或替代的加热元件实施例
如上所述,根据本发明的实施方式的蒸发器料盒可包括一个或多个加热元件。图33A至图34示出了根据本发明的实施方式的加热元件的实施例。虽然图33A至图34所描述和示出的特征可以包括在上述蒸发器料盒的各种实施例中和/或可以包括上述蒸发器料盒的各种实施例中的一个或多个特征,但图33A至图34所描述和示出的加热元件的特征可以附加地和/或替代地包括在蒸发器料盒的一个或多个其它示例实施例中,例如下文所描述的那些。
与当前主题的实施方式一致的加热元件可以期望地成形为接收芯吸元件和/或至少部分地围绕芯吸元件卷曲或挤压。加热元件可以弯折,使得加热元件被构造成将芯吸元件固定在加热元件的至少两个或三个部分之间。加热元件可以弯折以与芯吸元件的至少一部分的形状相符。加热元件可以比典型的加热元件更容易制造。与当前主题的实施方式一致的加热元件也可以由适于电阻加热的导电金属制成,并且在一些实施方式中,加热元件可以包括选择性镀覆的另一种材料,以允许加热元件(并且因此,可蒸发材料)被更有效地加热。
图33A示出了蒸发器料盒120的一个实施例的分解图,图33B示出了蒸发器料盒120的一个实施例的透视图,以及图33C示出了蒸发器料盒120的一个实施例的底部透视图。如图33A至图33C所示,蒸发器料盒120包括壳体160和雾化器组件(或雾化器)141。
在一些实施方式中,芯壳体178还包括识别芯片174,识别芯片可配置成与位于蒸发器上的对应芯片读取器通信。识别芯片174可胶合和/或以其它方式粘接到芯壳体178,比如处在芯壳体178的短侧面上。芯壳体178可附加地或替代地包括芯片凹进部164(见图34),芯片凹进部164配置成接收识别芯片174。芯片凹进部164可被两个、四个或更多个壁包围。芯片凹进部164可成形为将识别芯片174固定到芯壳体178。
如上所述,蒸发器料盒120大体可包括贮器、空气路径和雾化器组件141。在一些配置构造中,根据当前主题的实施方式描述的加热元件和/或雾化器可直接实施到蒸发器本体中和/或可无法从蒸发器本体移除。在一些实施方式中,蒸发器本体可以不包括可移除的料盒。
在加热元件经由以下论述的一个或多个过程被形成为适宜的形状后,加热元件可绕着芯吸元件卷曲和/或弯折成适当的位置,以接收芯吸元件。在一些实施方式中,芯吸元件可以是被形成为至少近似平坦的垫或具有其它横截面形状比如圆形、卵形等的纤维芯。平坦的垫可允许更加精确和/或准确地控制可蒸发材料被吸取到芯吸元件中的速率。例如,可调节长度、宽度和/或厚度以获得最佳性能。形成平坦的垫的芯吸元件还可提供更大的传递表面积,这可允许可蒸发材料从贮器加快流动到芯吸元件中以借助加热元件蒸发(换言之,可蒸发材料的更大的质量传递)以及从芯吸元件加快流动到流经其的空气。在这样的配置构造中,加热元件可在多个方向上(例如,在芯吸元件的至少两个侧面上)接触芯吸元件,以提高将可蒸发材料吸取到芯吸元件中并蒸发可蒸发材料的过程的效率。平坦的垫还可更加容易成形和/或切割,并且因此平坦的垫可更加容易地与加热元件组装在一起。在一些实施方式中,如以下更加详细论述的,加热元件可配置成仅在芯吸元件的一侧接触芯吸元件。
芯吸元件可包括一种或多种刚性或可压缩的材料,比如棉、硅石、陶瓷和/或类似物。相对于一些其它材料,棉质芯吸元件可允许可蒸发材料从蒸发器料盒的贮器到芯吸元件中以被蒸发的增加的和/或更加可控的流速。在一些实施方式中,芯吸元件形成至少近似平坦的垫,近似平坦的垫配置成接触加热元件和/或固定在加热元件的至少两个部分之间。例如,至少近似平坦的垫可至少具有第一对彼此近似平行的对边。在一些实施方式中,至少近似平坦的垫可还至少具有第二对彼此近似平行且近似垂直于第一对对边的对边。
基质材料可由适于电阻加热的导电金属制成。在一些实施方式中,加热元件500包括镍铬合金、镍合金、不锈钢和/或类似物。如下所述,加热元件500可在基质材料的表面上的一个或多个位置中镀覆有涂层,以增强、限制或以其它方式改变加热元件在基质材料的一个或多个位置(可以是加热元件500的全部或一部分)中的电阻率。
料盒触头124可以形成传导销、凸片、柱、接收孔或用于销或柱的表面或者其它接触配置构造。一些类型的料盒触头124可包括弹簧或其它推压特征,以促使蒸发器料盒上的料盒触头124与蒸发器本体110上的容座触头125之间更好的物理和电接触。在一些实施方式中,料盒触头124包括配置成清洁料盒触头124与其它触头或电源之间连接部的擦拭式触头。例如,擦拭式触头可包括两个平行但偏置的凸台,所述凸台摩擦接合并抵靠彼此沿平行或垂直于插入方向的方向滑动。
料盒触头124配置成与设置在蒸发器100的料盒容座的基部附近的容座触头125交接,使得当将蒸发器料盒120被插入到料盒容座118中并与料盒容座耦接时,料盒触头124和容座触头125形成电连接。料盒触头124可与蒸发器装置的电源112电连通(比如经由容座触头125等)。通过这些电连接而完成的电路可允许电流输送到电阻加热元件以将加热元件500的至少一部分加热,并还可用于另外的功能,比如例如用于测量电阻加热元件的电阻以供在基于电阻加热元件的电阻率温度系数来确定和/或控制电阻加热元件的温度中使用,用于基于电阻加热元件或蒸发器料盒的其它电路的一项或多项电特性来识别料盒等等。如以下更加详细说明的,料盒触头124可处理成利用例如传导性镀覆、表面处理和/或沉积材料来提供改善的电性能(例如,接触电阻)。
在使用时,当用户在加热元件500被组装到蒸发器料盒120中时而在蒸发器料盒120的吸嘴130上抽吸时,空气流入蒸发器料盒中并沿着空气路径流动。加热元件500可与用户的抽吸关联地被激活,例如通过经由压力传感器对抽吸的自动检测、通过对用户按下按钮的检测、通过由运动传感器、流传感器、电容式唇部传感器生成的信号和/或能够检测用户正在进行或即将进行抽吸或以其它方式吸入以促使空气进入蒸发器100并至少沿着空气路径行进的别的方式。当加热元件500被激活时,电力可在料盒触头124处从蒸发器装置被供应到加热元件500。
当加热元件500被激活时,由于电流流过加热元件500生成了热,因此导致温度升高。热量通过传导、对流和/或辐射热传递被传递给一定量的可蒸发材料,使得可蒸发材料的至少一部分蒸发。热传递可发生于贮器中的可蒸发材料和/或被吸取到由加热元件500保持的芯吸元件162中的可蒸发材料。在一些实施方式中,可蒸发材料可沿着耙翼502的一个或多个边缘蒸发,如以上所提到的。传送到蒸发器装置中的空气沿着空气路径流经加热元件500,使蒸发后的可蒸发材料从加热元件500剥离。蒸发后的可蒸发材料可由于冷却、压力变化等而发生冷凝,使得它作为供用户吸入的气雾而离开吸嘴130。
如上所述,加热元件500可由各种材料制成,比如镍铬合金、不锈钢或其它电阻加热器材料。加热元件500中可包括两种或更多种材料的组合,并且这样的组合可包括两种或更多种材料遍及加热元件的均相分布、或包含两种或更多种材料的相对量为空间非均相的其它配置构造。例如,耙翼502可具有电阻更大且因此被设计成渐变为比耙翼或加热元件500的其它部段更热的部分。在一些实施方式中,至少耙翼502(比如在加热部分504内)可包括具有高传导性和耐热性的材料。
蒸发器装置从可蒸发材料产生可吸入气雾的典型方法包括在蒸发室(或加热器室)中加热可蒸发材料以使可蒸发材料转化为气相(或蒸气)。蒸发室大体是指蒸发器装置中的如下区域或体积,在该区域或体积内,热源(例如,传导式、对流式和/或辐射式)引起可蒸发材料的加热,以产生空气和蒸发后的可蒸发材料的混合物,以形成用于由蒸发器装置的使用者吸入的蒸气。
自从将蒸发器装置引入市场,容纳自由液体(即,保持在贮器中而不是由多孔材料保留的液体)的蒸发器料盒已经得到普及。市场上的产品可能具有棉垫或者根本不具有收集由蒸发器装置中生成蒸气产生的冷凝物的特征。
冷凝产生的液体可在空气路径的壁上形成膜,并且可向上行进至吸嘴,具有泄漏到使用者的口中的潜在性,这可引起令人不快的体验。即使壁膜没有从吸嘴中泄漏出来,它也会被气流夹带,产生大液滴,大液滴会被吸取到使用者的嘴和喉咙中,导致使用者的不愉快体验。使用棉垫来吸收这种冷凝物的问题包括无效性以及将棉垫集成到蒸发器装置的一部分中的额外的制造和组装成本。此外,冷凝物和/或未蒸发的可蒸发材料的积聚和损失最终会导致不能将所有可蒸发材料吸取到蒸发室中,从而浪费可蒸发材料。如此,需要改进的蒸发器装置和/或蒸发器料盒。
如下文更详细地描述,将可蒸发材料蒸发成气雾可导致冷凝物沿着一些蒸发器的一个或多个内部通道和出口(例如,沿着吸嘴)收集。例如,这种冷凝物可以包括可蒸发材料,该可蒸发材料从贮器中吸取出、形成气雾、并且在离开蒸发器之前冷凝为冷凝物。另外,已经规避蒸发过程的可蒸发材料也可沿一个或多个内部通道和/或空气出口积聚。这可能导致冷凝物和/或未蒸发的可蒸发材料离开吸嘴出口并沉积到使用者的口中,从而产生令人不愉快的使用者体验以及减少否则可获得的可吸入气雾的量。此外,冷凝物的积聚和损失最终会导致不能将所有可蒸发材料从贮器中吸取到蒸发室中,从而浪费可蒸发材料。例如,当可蒸发材料微粒在蒸发室下游的空气管的内部通道中积聚时,气流通路的有效横截面积变窄,从而增加空气的流速,并由此将拖曳力施加到积聚的流体上,从而增大从内部通道并通过吸嘴出口夹带流体的可能性。下面描述了改进或克服这些问题的各种特征和装置。
如上所述,从贮器中吸取可蒸发材料并将可蒸发材料蒸发成气雾可导致可蒸发材料冷凝物在形成于吸嘴中的一个或多个出口附近和/或之内聚集。这会导致冷凝物离开出口并沉积到使用者的口中,从而产生令人不愉快的使用者体验以及减少否则可用的可消耗的蒸气的量。下面描述了改进或克服这些问题的各种蒸发器装置特征。例如,本文描述了用于控制蒸发器装置中的冷凝物的各种特征,其可提供相对于现有方法的优点和改进,同时还引入如本文所述的额外益处。例如,描述了蒸发器装置特征,其被构造成收集和容纳在吸嘴的出口附近形成或收集的冷凝物,从而防止冷凝物离开出口。
替代地或额外地,从贮器140中吸取可蒸发材料102并使可蒸发材料蒸发成气雾可导致冷凝物聚集在蒸发器装置的一个或多个管或内部通道(例如空气管)内。如下文将更详细描述的,描述了蒸发器装置特征,其被构造成捕集冷凝物并防止可蒸发材料微粒离开蒸发器料盒的空气出口。
术语
当特征或元件在本文中被称为是在另一特征或另一元件“上”时,所述特征或元件可直接处在另一特征或元件上,或者也可能存在中间特征和/或元件。相反,当特征或元件被称为是“直接处在”另一特征或元件“上”时,则不存在中间特征或元件。还将理解的是,当特征或元件被称为是“连接”、“附连”或“耦接/联接”到另一特征或元件时,所述特征或元件可直接地连接、附连或耦接到另一特征或元件,或者可能存在中间特征或元件。相反,当特征或元件被称为是“直接连接”、“直接附连”或“直接耦接”到另一特征或元件时,则不存在中间特征或元件。
尽管相对于一个实施例描述或示出,然而这样描述或示出的特征和元件可适用于其它实施例。本领域技术人员还将理解的是,对与另一特征“相邻”设置的结构或特征的引用可具有叠覆或底衬所述相邻特征的部分。
本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例和实施方式的目的,并不意图是限制性的。例如,如本文中所使用的,单数形式的“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式,除非上下文另外清楚地指示。另外将理解的是,术语“包括”和/或“包含”当用于该说明书中时明确指出所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个另外的特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组群的存在或添加。如本文中所使用的,术语“和/或”包括关联列举项中的一项或多项的任何及全部组合并且可缩简为“/”。
在以上的描述中以及在权利要求中,诸如“……中的至少一者”或“……中的一者或多者”的短语可出现在元件或特征的接连列举之后。术语“和/或”也可出现在两个或更多个元件或特征的列举中。除非另外与这样的短语所用于的语境隐含地或明显地矛盾,否则这样的短语意图表示所列举的元件或特征中的任何单独地、或者所列举的元件或特征中的任何与另外列举的元件或特征中的任何组合。例如,短语“A和B中的至少一者”、“A和B中的一者或多者”和“A和/或B”每个意图表示的是“A独自、B独自、或A与B一起”。相似的解读也意图用于包括三项以上的列举。例如,短语“A、B和C中的至少一者”、“A、B和C中的一者或多者”和“A、B和/或C”每个意图表示的是“A独自、B独自、C独自、A与B一起、A与C一起、B与C一起、或A与B与C一起”。术语“基于”在以上以及在权利要求中的使用意图表示的是“至少部分地基于”使得未列举的特征或元件也是允许的。
诸如“向前”、“向后”、“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……之上”、“上”等的空间相对术语可出于描述的容易而用在本文中,以描述如附图中所图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是,空间相对术语意图包含除附图中所绘取向之外装置在使用或操作中的不同取向。例如,如果装置在附图中是倒置的,则描述成在其它元件或特征“之下”或“底下”的元件于是将会取向成在其它元件或特征“之上”。因此,示例的术语“在……之下”既可包括“在……之上”的取向,也可包括“在……之下”的取向。装置可以另外地取向(旋转90度或成其它的取向),且本文中所使用的空间相对描述信息元对应性地解释。相似地,术语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”等仅出于阐述的目的用在本文中,除非另外明确地指示。
尽管术语“第一”和“第二”可用于本文中以描述各种特征/元件(包括步骤),然而这些特征/元件将不受这些术语限制,除非上下文另外指示。这些术语可用于区分一个特征/元件与另一特征/元件。因此,在不偏离本文中所提供的教导的情况下,以下所论述的第一特征/元件可被称为第二特征/元件,且相似地,以下所论述的第二特征/元件可被称为第一特征/元件。
如本说明书及权利要求书中所使用的,包括如示例中所使用的,并且除非另外明确地指明,否则所有数字都可被理解成词语前加有“约”或“大约”,即使该术语没有明示出现。当描述大小和/或位置时,可使用短语“约”或“大约”,以指示所描述的值和/或位置处在值和/或位置的合理预期范围内。例如,数值可具有为所陈述值的+/-0.1%的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-1%的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-2%的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-5%的值(或值的范围)、为所陈述值的+/-10%的值(或值的范围)等。本文中所给出的任何数值还应理解成包括约该值或大约该值,除非上下文另外指示。
例如,如果值“10”被公开,则“约10”也被公开。本文中所列举的任何数值范围意图包括包含在所述数值范围中的所有子范围。还理解的是,当值被公开时,“小于或等于”所述值、“大于或等于”所述值以及在各值之间的可能范围也被公开,如本领域技术人员所恰当理解的。例如,如果值“X”被公开,则“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如,在X为数值的情形下)也被公开。还理解的是,贯穿本申请,数据以多种不同形式被提供,并且该数据代表端点和起始点以及对于数据点的任何组合的范围。例如,如果特定的数据点“10”和特定的数据点“15”可被公开,理解的是,大于、大于或等于、小于、小于或等于以及等于10和15连同在10与15之间也被认为公开。还理解的是,在两个特定单元之间的每个单元也被公开。例如,如果10和15可被公开,则11、12、13和14也被公开。
尽管以上描述了不同的图示实施例,然而在不偏离本文中的教导的条件下,可对不同实施例作出任何多种变化。例如,实施不同所述方法步骤依照的顺序常常可在替代实施例中被变化,并且在其它替代实施例中,一个或多个方法步骤可整个被跳过。不同装置及系统实施例中的可选的特征可以包括在一些实施例中而不包括在其它实施例中。因此,以上的描述主要出于示例目的提供,并且不应解释为限制权利要求的范围。
本文中所描述主题的一个或多个方面或特征可以以如下实施:数字电子电路、集成电路、特别设计的专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合。这些不同的方面或特征可包括采用一个或多个计算机程序的实施方式,所述一个或多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解译,可编程系统可以是专用的或通用的,耦接成从存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和指令,并向所述存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置发送数据和指令。可编程系统或计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器可远离彼此,且可通过通信网络交互。客户端和服务器的联系借助相应计算机上运行的计算机程序以及彼此具有客户端-服务器关系而产生。
也可称为“程序”、“软件”、“软件应用”、“应用”、“部件”或“代码”的这些计算机程序包括用于可编程处理器的机器指令,并可以以高级程序语言、面向对象的编程语言、函数编程语言、逻辑编程语言实施和/或以汇编/机器语言实施。
如本文中所使用的,术语“机器可读媒介”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、设备和/或装置,比如例如磁盘、光盘、存储器和可编程逻辑器件(PLD),包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读媒介。
术语“机器可读信号”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。机器可读媒介可以非暂时性地存储这样的机器指令,比如例如像非暂时性固态存储器或磁性硬盘驱动器或任何等同的存储媒介那样地。机器可读媒介可替代地或另外地以暂时性方式存储这样的机器指令,比如例如像与一个或多个物理处理器内存关联的处理器缓存或其它随机存取存储器那样地。
本文中所包括的示例和说明借由图示的方式且非限制地示出了所公开主题可实践于的特定实施例。如所提及的,可使用其它的实施例,并且其它实施例可从所述特定实施例得到,使得在不偏离本公开的范围的情况下可作出结构和逻辑上的替换和变化。所公开主题的这样的实施例在本文中可由术语“发明”单独或共同指代,这种指代仅出于方便的缘故,并且如果事实上公开了多于一项发明,则不意图将本申请的范围主动地限制于任何单个的发明或发明构思。
因此,尽管本文中图示并描述了特定的实施例,然而计划用于实现相同目的的任何布置结构可替换所示的特定实施例。本公开意图涵盖不同实施例的任何及全部的改型或变型。在阅读以上的描述之后,以上实施例的组合以及本文中没有具体描述的其它实施例对本领域技术人员将是显而易见的。
这里已经参考一个或多个特征或实施例提供了所公开的主题。本领域技术人员将认识和理解,尽管这里提供了示例性实施例的详细性质,但是在不限制或脱离一般预期范围的情况下,可以对所述实施例进行改变和修改。这里提供的实施例的这些和各种其它修改和组合在由所公开的元件和特征及其全部等价物所限定的所公开主题的范围内。
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Claims (89)

1.一种微流体闸门,其用于控制在蒸发器中的储存室和邻接的溢流体积之间的液体可蒸发材料的流,所述微流体闸门包括:
将所述储存室与收集器的溢流体积相连接的多个开口,所述多个开口连接至第一通道和第二通道,其中所述第一通道相比于所述第二通道具有更高的毛细驱动;以及
在所述多个开口之间的缩聚点。
2.根据权利要求1所述的微流体闸门,其特征在于,所述微流体闸门包括在所述储存室和所述收集器之间的孔口的边沿,所述边沿在面向储存室的第一侧相比于面向收集器的更圆角的第二侧更平坦。
3.一种收集器,其被配置为插入料盒壳体,所述收集器包括:
毛细结构,所述毛细结构被配置为将一定体积的液体可蒸发材料保持与蒸发器料盒壳体的储存室流体接触,所述毛细结构包括微流体特征部,所述微流体特征部被配置为防止空气和液体在收集器的毛细结构的填充和排空期间彼此旁经。
4.根据权利要求3所述的收集器,还包括根据权利要求1和2中任一项所述的微流体闸门。
5.根据权利要求3至4中任一项所述的收集器,还包括在储存室和被配置为将液体可蒸发材料转换为气相状态的雾化器之间提供流体连接的主通路,其中所述主通路通过所述收集器的结构被形成。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的收集器,其特征在于,所述毛细结构包括次通路,所述次通路包括微流体特征部,并且其中所述微流体特征部被配置为允许所述液体可蒸发材料沿着次通路的一段长度移动,仅在该段长度中,弯液面完全覆盖所述次通路的横截面积。
7.根据权利要求6所述的收集器,其特征在于,所述横截面积是足够小,使得针对用于形成所述次通路的壁的材料以及所述液体可蒸发材料的成分,所述液体可蒸发材料优先围绕所述次通路的整个周边湿润所述次通路。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的收集器,其特征在于,所述储存室和所述收集器被配置为将所述收集器中的连续柱的液体可蒸发材料维持与所述储存室中的液体可蒸发材料接触,以使得在所述储存室中相对于环境压力的压降造成所述收集器中的连续柱的液体可蒸发材料被至少部分地吸取回到所述储存室中。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的收集器,其特征在于,所述次通路包括多个间隔开的收缩点,所述收缩点相比于所述次通路的在所述收缩点之间的部分具有更小的横截面积。
10.根据权利要求9所述的收集器,其特征在于,所述收缩点具有沿着所述次通路朝向所述储存室定向的更平坦的表面以及沿着所述次通路远离所述储存室定向的更圆角的表面。
11.一种蒸发器料盒,包括:
料盒壳体;
储存室,所述储存室设置在所述料盒壳体内并且被配置为容纳液体可蒸发材料;
入口,所述入口被配置为允许空气进入所述料盒壳体内的内部气流路径;
雾化器,所述雾化器被配置为使所述液体可蒸发材料中的至少一些转换为可吸入状态;以及
根据权利要求3至10中任一项所述的收集器。
12.根据权利要求11所述的蒸发器料盒,其特征在于,所述雾化器包括:
芯吸元件,所述芯吸元件定位于所述内部气流路径内并与所述储存室流体连通,所述芯吸元件被配置为在毛细作用下将所述液体可蒸发材料从所述储存室吸取;以及
加热元件,所述加热元件定位成引起加热所述芯吸元件,以造成从所述储存室吸取的液体可蒸发材料的至少一些转换成气相状态。
13.根据权利要求12所述的蒸发器料盒,其特征在于,所述可吸入状态包括由来自所述气相状态的至少一些液体可蒸发材料的冷凝而形成的气雾。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的蒸发器料盒,其特征在于,所述料盒壳体包括整体的中空结构,其具有开放的第一端部以及与所述第一端部相反的第二端部。
15.根据权利要求14所述的蒸发器料盒,其特征在于,所述收集器可插入地接收在所述整体的中空结构的第一端部内。
16.一种蒸发器,其包括蒸发器本体和根据权利要求11至15中任一项所述的蒸发器料盒,其中所述蒸发器本体和所述蒸发器料盒能分离地附接以形成所述蒸发器。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的蒸发器料盒,其特征在于,所述蒸发器装置还包括热屏障,所述热屏障被配置为包围所述加热元件的至少一部分并使所述加热部分与芯壳体的本体隔离,所述芯壳体被配置为包围芯吸元件和加热元件的至少一部分。
18.一种用于与液体可蒸发材料一起使用的蒸发器的收集器部件,所述收集器部件包括:
流体通道;
设置在所述流体通道的第一端处并被配置为与所述蒸发器外部的环境空气流体连通的外端口;
控制通气部,其设置在所述流体通道的远离所述第一端的第二端处,并且被配置为管理所述流体通道与所述蒸发器的被配置为容纳所述液体可蒸发材料的贮器之间的流,所述控制通气部被配置为至少提供:
当空气在邻近控制通气部的流体通道中且贮器内的空隙体积处于比蒸发器外部的环境空气更低的压力时的第一流体阻力,以将气泡缩聚到贮器中;和
当贮器内的空隙体积处于比蒸发器外部的环境空气更高的压力时的第二流体阻力,以允许液体可蒸发材料经过控制通气部进入流体通道;以及
至少以第一通道形式实施的第一芯供给部,以允许储存在储存室中的可蒸发材料朝向置于定位在溢流体积中的芯壳体中的芯流动,所述控制通气部维持储存室中的平衡状态,以防止储存室中的压力增加到将导致可蒸发材料淹没芯壳体的点。
19.根据权利要求18所述的收集器部件,其特征在于,通过在储存室与溢流体积中的通路连通的控制通气部的开口处建立液体密封来维持所述平衡状态。
20.根据权利要求19所述的收集器部件,其特征在于,通过针对将在控制通气部的通向溢流体积中的通路的一部分处形成的可蒸发材料弯液面维持足够的毛细压力,所述液体密封在所述通气部处被建立并被维持。
21.根据权利要求20所述的收集器部件,其特征在于,用于可蒸发材料弯液面的毛细压力由V形结构控制,所述V形结构形成主通道和次通道,所述主通道和次通道构成所述控制通气部以控制在主通道或次通道之一处的至少一个缩聚点。
22.根据权利要求21所述的收集器部件,其特征在于,所述主通道和所述次通道具有缩窄的几何形状,使得随着所述弯液面继续后退,所述主通道的毛细驱动以比所述次通道的毛细驱动更大的速率减小。
23.根据权利要求22所述的收集器部件,其特征在于,所述主通道和所述次通道的毛细驱动的逐渐减小降低了在所述储存室中维持的部分顶部空间真空。
24.根据权利要求23所述的收集器部件,其特征在于,由于所述主通道和所述次通道的毛细驱动相对于彼此逐渐减小,所述主通道的排出压力下降至低于所述次通道的排出压力。
25.根据权利要求24所述的收集器部件,其特征在于,当所述主通道的排出压力改变时,所述主通道中的弯液面继续排出,而所述次通道中的弯液面保持静止。
26.根据权利要求25所述的收集器部件,其特征在于,涉及主通道后退接触角的排出压力可下降至低于涉及次通道前进接触角的淹没压力,从而使主通道和次通道填充有可蒸发材料。
27.根据权利要求26所述的收集器部件,其特征在于,响应于所述储存室内的增加的压力,可蒸发材料通过所述通气部流入所述收集器的通路中,其中所述通气部被构造成始终维持所述液体密封。
28.一种用于蒸发器装置的料盒,所述料盒包括:
包含由贮器屏障限定的贮器室的贮器,所述贮器被配置为在所述贮器室中容纳可蒸发材料;
蒸发室,其与所述贮器连通且包括芯吸元件,所述芯吸元件被配置为将所述可蒸发材料从所述贮器室吸取到所述蒸发室,以通过加热元件被蒸发;
气流通路,其延伸穿过所述蒸发室;以及
邻近所述气流通路的至少一个毛细通道,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道被配置为接收流体并经由毛细作用将所述流体从第一位置朝向第二位置引导。
29.根据权利要求28所述的料盒,其特征在于,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道在尺寸上缩窄。
30.根据权利要求29所述的料盒,其特征在于,在尺寸上缩窄导致通过所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道的毛细驱动增加。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的料盒,其特征在于,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道由上壁和下壁限定。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的料盒,其特征在于,所述至少一个毛细通道与芯流体连通。
33.根据权利要求28至32中任一项所述的料盒,其特征在于,所述第一位置邻近所述气流通路的端部和吸嘴。
34.根据权利要求28至33中任一项所述的料盒,其特征在于,所述至少一个毛细通道收集流体冷凝物。
35.一种蒸发器装置,包括:
蒸发器本体,其包含被配置为加热可蒸发材料的加热元件;以及
料盒,其被配置为可释放地耦接至所述蒸发器本体,所述料盒包括:
包含由贮器屏障限定的贮器室的贮器,所述贮器被配置为在所述贮器室中容纳可蒸发材料;
蒸发室,其与所述贮器连通且包括芯吸元件,所述芯吸元件被配置为将所述可蒸发材料从所述贮器室吸取到所述蒸发室,以通过加热元件被蒸发;
气流通路,其延伸穿过所述蒸发室;以及
邻近所述气流通路的至少一个毛细通道,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道被配置为接收流体并经由毛细作用将所述流体从第一位置朝向第二位置引导。
36.根据权利要求35所述的蒸发器装置,其特征在于,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道在尺寸上缩窄。
37.根据权利要求36所述的蒸发器装置,其特征在于,在尺寸上缩窄导致通过所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道的毛细驱动增加。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的蒸发器装置,其特征在于,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道由上壁和下壁限定。
39.根据权利要求35至38中任一项所述的蒸发器装置,其特征在于,所述至少一个毛细通道与芯流体连通。
40.根据权利要求39所述的蒸发器装置,其特征在于,所述第一位置邻近所述气流通路的端部和吸嘴。
41.根据权利要求35至40中任一项所述的蒸发器装置,其特征在于,所述至少一个毛细通道收集流体冷凝物。
42.一种方法,包括:
收集在蒸发装置的料盒的至少一个毛细通道的第一毛细通道中的冷凝物,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道被配置为接收流体并经由毛细作用将所述流体从第一位置朝向第二位置引导,所述料盒包括:
包含由贮器屏障限定的贮器室的贮器,所述贮器被配置为在所述贮器室中容纳可蒸发材料;
蒸发室,其与所述贮器连通且包括芯吸元件,所述芯吸元件被配置为将所述可蒸发材料从所述贮器室吸取到所述蒸发室,以通过加热元件被蒸发;和
气流通路,其延伸穿过所述蒸发室,所述至少一个毛细通道邻近所述气流通路;以及
将收集的冷凝物朝向所述蒸发室并且沿着所述第一毛细通道引导。
43.根据权利要求42所述的方法,还包括在所述蒸发室处蒸发所收集的冷凝物。
44.根据权利要求42至43中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一毛细通道在尺寸上缩窄。
45.根据权利要求42至44中任一项所述的方法,其特征在于,所述至少一个毛细通道中的每个毛细通道由上壁和下壁限定。
46.根据权利要求42至45中任一项所述的方法,其特征在于,所述至少一个毛细通道与芯流体连通。
47.根据权利要求42至46中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一位置邻近所述气流通路的端部和吸嘴。
48.一种蒸发器,包括:
被配置为容纳液体可蒸发材料的贮器,所述贮器至少部分地由至少一个壁限定,所述贮器包括储存室和溢流体积;以及
在所述溢流体积中设置的收集器,所述收集器包括毛细结构,所述毛细结构被配置为将一定体积的液体可蒸发材料保持与所述储存室流体接触,所述毛细结构包括微流体特征部,所述微流体特征部被配置为防止空气和液体在收集器的填充和排空期间彼此旁经。
49.根据权利要求48所述的蒸发器,还包括主通路,所述主通路提供所述储存室与雾化器之间的流体连接,所述雾化器被配置为将所述液体可蒸发材料转换至气相状态。
50.根据权利要求49所述的蒸发器,其特征在于,所述主通路通过收集器的结构被形成。
51.根据权利要求49或50中任一项所述的蒸发器,其特征在于,所述主通路包括第一通道,所述第一通道被配置为允许所述液体可蒸发材料从所述储存室朝向所述雾化器中的芯吸元件流动,所述第一通道具有带有至少一个非规则部的横截面形状,所述非规则部被配置为允许所述第一通道中的液体旁经对所述第一通道的其余部分造成阻塞的气泡。
52.根据权利要求51所述的蒸发器,其特征在于,所述横截面形状类似十字形。
53.根据权利要求48至52中任一项所述的蒸发器,其特征在于,所述毛细结构包括次通路,所述次通路包含微流体特征部,并且其中,所述微流体特征部被配置为允许所述液体可蒸发材料沿着一段长度的所述次通路移动,仅在该段长度中,弯液面完全覆盖所述次通路的横截面积。
54.根据权利要求53所述的蒸发器,其特征在于,所述横截面积是足够小,使得针对用于形成所述次通路的壁的材料以及所述液体可蒸发材料的成分,所述液体可蒸发材料优先围绕所述次通路的整个周边湿润所述次通路。
55.根据权利要求48至54中任一项所述的蒸发器,其特征在于,所述储存室和所述收集器被配置为将所述收集器中的连续柱的液体可蒸发材料维持与所述储存室中的液体可蒸发材料接触,以使得在所述储存室中相对于环境压力的压降造成所述收集器中的连续柱的液体可蒸发材料被至少部分地吸取回到所述储存室中。
56.根据权利要求53至55中任一项所述的蒸发器,其特征在于,所述次通路包括多个间隔开的收缩点,所述收缩点相比于所述次通路的在所述收缩点之间的部分具有更小的横截面积。
57.根据权利要求56所述的蒸发器,其特征在于,所述收缩点具有沿着所述次通路朝向所述储存室定向的更平坦的表面以及沿着所述次通路远离所述储存室定向的更圆角的表面。
58.根据权利要求48至57中任一项所述的蒸发器,还包括在所述收集器和所述储存室之间的微流体闸门,所述微流体闸门包括在所述储存室和所述收集器之间的孔口的边沿,所述边沿在面向储存室的第一侧相比于面向收集器的更圆角的第二侧更平坦。
59.根据权利要求58所述的蒸发器,其特征在于,所述微流体闸门包括将所述储存室与收集器的溢流体积相连接的多个开口以及在所述多个开口之间的缩聚点,所述多个开口包括第一通道和第二通道,其中所述第一通道相比于所述第二通道具有更高的毛细驱动。
60.根据权利要求59所述的蒸发器,其特征在于,到达所述缩聚点的空气-液体可蒸发材料弯液面由于所述第一通道中的更高的毛细驱动被引导至所述第二通道,以使得气泡被形成,从而逸出到所述储存室内的液体可蒸发材料中。
61.根据权利要求48至60中任一项所述的蒸发器,其特征在于,所述液体可蒸发材料包括丙二醇和蔬菜甘油中的一种或多种。
62.一种用于微流体压力平衡的装置,包括:
第一毛细通道,其与通气部流体耦接;
第二毛细通道,其与储存室流体耦接;以及
高驱动通道,其包含上壁和下壁,所述毛细驱动通道起源于第三收缩点,并在所述上壁和所述下壁之间朝向所述第一毛细通道和所述第二毛细通道向外分叉。
63.根据权利要求62所述的装置,其特征在于,所述第一毛细通道将所述高驱动通道流体耦接至溢流通道。
64.根据权利要求63所述的装置,其特征在于,所述溢流通道将所述第一毛细通道流体耦接至所述通气部。
65.根据权利要求62至64中任一项所述的装置,其特征在于,所述第三收缩点流体耦接至所述高驱动通道和所述储存室。
66.根据权利要求62至65中任一项所述的装置,其特征在于,所述高驱动通道具有在所述上壁和所述下壁之间限定的处于0至21度之间的锥角。
67.根据权利要求66所述的装置,其特征在于,所述锥角约为20度。
68.根据权利要求62至67中任一项所述的装置,其特征在于,单个通道形成所述高驱动通道。
69.根据权利要求62至68中任一项所述的装置,其特征在于,所述高驱动通道在其中没有障碍物。
70.根据权利要求62至69中任一项所述的装置,其特征在于,所述上壁从所述第三收缩点延伸至所述第二毛细通道。
71.根据权利要求62至70中任一项所述的装置,其特征在于,所述下壁从所述第三收缩点延伸至所述第一毛细通道。
72.根据权利要求62至71中任一项所述的装置,其特征在于,所述高驱动通道被配置为在将气体的气泡释放到所述储存室中的压力平衡事件之后用液体密封所述第一毛细通道和所述第二毛细通道。
73.根据权利要求72所述的装置,其特征在于,所述液体与所述上壁的表面或与所述下壁的表面形成小于90度的接触角。
74.根据权利要求73所述的装置,其特征在于,与所述上壁的表面或与所述下壁的表面的接触角在70度和90度之间。
75.根据权利要求74所述的装置,其特征在于,与所述上壁的表面或与所述下壁的表面的接触角在75度和85度之间。
76.根据权利要求22至75中任一项所述的装置,其特征在于,所述液体为可蒸发材料并且所述气体为空气。
77.根据权利要求76所述的装置,其特征在于,所述可蒸发材料包括烟碱制剂。
78.一种用于蒸发器的料盒,所述蒸发器包含用于微流体压力平衡的装置,所述料盒包括:
料盒壳体,其包含被配置为保持可蒸发液体的储存室;
第一毛细通道,其与通气部流体耦接;
第二毛细通道,其与储存室流体耦接;
第三收缩点,其与所述储存室流体耦接;以及
高驱动通道,所述高驱动通道起源于所述第三收缩点并且朝向所述第一毛细通道和所述第二毛细通道向外延伸,其中所述高驱动通道被配置为在压力平衡事件将气体的气泡释放到所述储存室中之后流体密封所述第一毛细通道和所述第二毛细通道。
79.根据权利要求78所述的料盒,其特征在于,所述第一毛细通道将所述高驱动通道流体耦接至溢流通道。
80.根据权利要求79所述的料盒,其特征在于,所述溢流通道将所述第一毛细通道流体耦接至所述通气部。
81.根据权利要求78至80中任一项所述的料盒,其特征在于,所述第三收缩点流体耦接至所述高驱动通道和所述储存室。
82.根据权利要求78至81中任一项所述的料盒,其特征在于,所述高驱动通道具有在上壁和下壁之间限定的处于0至21度之间的锥角。
83.根据权利要求82所述的料盒,其特征在于,所述锥角约为20度。
84.根据权利要求78至83中任一项所述的料盒,其特征在于,单个通道形成所述高驱动通道。
85.根据权利要求78至84中任一项所述的料盒,其特征在于,所述高驱动通道在其中没有障碍物。
86.根据权利要求78至85中任一项所述的料盒,其特征在于,所述上壁从所述第三收缩点延伸至所述第二毛细通道。
87.根据权利要求78至86中任一项所述的料盒,其特征在于,所述下壁从所述第三收缩点延伸至所述第一毛细通道。
88.根据权利要求78至87中任一项所述的料盒,其特征在于,所述高驱动通道被配置为在压力平衡事件将空气的气泡释放到所述储存室中之后用所述可蒸发液体密封所述第一毛细通道和所述第二毛细通道。
89.根据权利要求78至88中任一项所述的料盒,其特征在于,可蒸发材料包括烟碱制剂。
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