CN115605101A - 包括液体囊体和带加热器的保持器的气溶胶产生系统和装置 - Google Patents

Abstract

一种电子烟系统，包括：液体囊体，该液体囊体包括用于保持可汽化材料的储器、面向保持器的表面、在该面向保持器的表面处具有蒸气入口的蒸气管道、吸入开口、和布置在该面向保持器的表面处的液体出口端口；囊体保持器，该囊体保持器用于可移除地接收该液体囊体，该囊体保持器包括囊体容纳开口，该囊体保持器具有加热装置；以及网状物，该网状物用于被该可汽化材料浸泡，其中，当该液体囊体和该囊体保持器彼此互连时，在该囊体保持器的囊体容纳开口的外表面与该液体囊体的面向保持器的表面之间形成流体腔室，该流体腔室具有布置在其中并且暴露于该加热装置的加热表面的芯吸元件，其中，当该液体囊体和该囊体保持器彼此互连时，形成从该储器经由该液体出口端口到该流体腔室、从该流体腔室经由该蒸气入口到该蒸气管道以到达该吸入开口的流体连接路径。

Description

包括液体囊体和带加热器的保持器的气溶胶产生系统和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年5月28日提交的欧洲专利申请号EP 20177259.7的优先权，该专利申请的全部内容通过援引以其全文并入本文。

技术领域

本披露总体上涉及气溶胶或蒸气产生系统和装置、更特别地涉及具有用于储存可汽化材料的可移除容器元件的系统和装置，以及用于加热这些系统和装置的可汽化材料以产生供用户吸入的气溶胶的加热元件的特定布置。

背景技术

气溶胶产生系统(也称为电子烟、电子香烟(EC)、电子尼古丁递送系统(ENDS)、电子非尼古丁递送系统(ENNDS)、电子吸烟装置(ESD)、个人汽化器(PV)、吸入装置、电子水烟)的使用正变得越来越流行和普及，其可以用作常规吸烟制品(诸如，端部点燃的香烟、雪茄和烟斗)的替代品。最常用的电子烟通常是电池供电的，并且使用电阻加热元件来加热并雾化包含尼古丁和/或香料的液体(也称为电子烟液体、电子香烟液体、电子烟液、果汁、蒸气果汁、烟雾果汁、电子烟果汁、电子烟流体、电子水烟油，在下文中称为“电子烟液”)，以产生可以被用户吸入的气溶胶(常常称为蒸气)。

在上文所描述的常规电子烟中，液体通过小通道被置于与电阻加热元件(在该电阻加热元件处，液体被加热和汽化)接触，例如经由具有将液体从储器向加热元件运输的多个小通道的芯(wick)或其他类型的多孔元件。此加热元件连同多孔元件、容纳电子烟液的储器、以及吸嘴一起通常布置在可抛式烟弹或荚体内，一旦电子烟液被用户消耗完，可抛式烟弹或荚体就被丢弃，并且通常可移除地连接到包括可充电电池的主体。

例如，在美国专利公开号2017/0333650(此参考文献通过援引以其全文并入本文)中，示出了电子烟10，该电子烟被示出为具有：可抛式烟弹组件30，烟弹组件30设置有吸嘴35；加热元件103，用于对源液体进行加热以通过汽化产生气溶胶；以及用于保持液体、烟弹组件30的储器38，烟弹组件通过配合的接合元件21、31可移除地连接到电子烟10。加热元件103由烧结的金属纤维材料制成，该金属纤维材料形成以薄片的形式用于液体的多孔导电材料，并且具有在每一端具有电接触延伸部103B的主要部分103A。

作为另一个示例，美国专利号9,675,118(此参考文献通过援引以其全文并入本文)讨论了具有圆柱形外壳10的电子烟1，该电子烟包括电源组件70、雾化器组件50、用于保持液体溶液的储器60、以及吸嘴20。雾化器组件50本身包括空气流动管道51、芯52、加热构件53、定位套54和支撑管道55。

然而，在雾化或汽化烟系统和装置的现有技术中，用于加热和汽化电子烟液的加热元件通常与液体储器固定地相关联。这导致储器组件(例如电子烟液囊体或容器)更昂贵、更复杂，并且需要与保持器电连接，因此储器组件更容易发生故障，制造成本更高，并且还难以回收，从而为被丢弃在垃圾桶中的排空囊体留下更大的碳足迹。鉴于现有技术的这些缺陷，需要显著改进的雾化或汽化烟系统和装置。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电子烟系统。优选地，该电子烟系统包括：可汽化材料囊体，该可汽化材料囊体包括用于保持可汽化材料的储器、面向保持器的表面、在该面向保持器的表面处具有蒸气入口的蒸气管道、吸入开口、和布置在该面向保持器的表面处的液体出口端口；囊体保持器，该囊体保持器用于可移除地接收该液体囊体，该囊体保持器包括囊体容纳开口，该囊体保持器具有加热装置；以及芯吸元件，该芯吸元件用于被该可汽化材料浸泡。此外，优选地，当该液体囊体和该囊体保持器彼此互连时，在该囊体保持器的囊体容纳开口的外表面与该液体囊体的面向保持器的表面之间形成流体腔室，该流体腔室具有布置在其中并且暴露于该加热装置的加热表面的芯吸元件。另外，优选地，当该液体囊体和该囊体保持器彼此互连时，形成从该储器经由该液体出口端口到该流体腔室、从该流体腔室经由该蒸气入口到该蒸气管道以到达该吸入开口的流体连接路径。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电子烟系统。优选地，该电子烟系统包括：第一元件，该第一元件具有用于保持可汽化材料的液体容器、被构造成至少部分地横穿该液体容器的蒸气管道和液体出口端口；以及第二元件，该第二元件包括用于接收该第一元件的开口、用于打开该液体出口端口的机构和加热器；以及芯吸元件，该芯吸元件用于被该可汽化材料浸泡，其中，用于打开该液体出口端口的该机构被构造成当该第一元件被放置到该第二元件的该开口中时打开该液体出口端口，并且其中，该第二元件的该开口具有圆锥形表面，该加热器被配置成对该开口的该圆锥形表面进行加热。

本发明的以上和其他目的、特征和优点以及它们的实现方式将变得更加明显，并且参考示出本发明的一些优选实施例的附图从以下描述的研究中将最好地理解本发明本身。

附图说明

并入本文中并构成本说明书一部分的附图图示了本发明的目前优选的实施例，并且连同上文给出的一般描述和下文给出的详细描述，用于解释本发明的特征。

图1A至图1E示出了包括可汽化材料囊体10和具有加热装置70的保持器50的气溶胶产生系统100的不同截面图和立体图，其中图1A示出了处于断开连接状态的可汽化材料囊体10和保持器50的截面图，图1B示出了处于连接状态的可汽化材料囊体10和保持器50的截面图，图1C示出了具有大致圆形截面的示例性囊体10的立体图，图1D示出了根据本发明的一个方面的保持器50的囊体接收部分的透明立体图，示出了加热装置70的两个不同的加热元件72、74，并且图1E示出了具有附接到囊体或烟弹10的芯吸元件76的气溶胶产生系统100的变体的截面侧视图；

图2A至图2C示出了根据本发明的另一个方面的布置在囊体10处的不同类型的液体出口端口146、246、346以及布置在保持器50的囊体接收腔体或开口80中的不同类型的打开装置178、278、378的不同示例性截面侧视图；

图3A至图3G示出了囊体10、保持器50的不同布置以及用于体现囊体容纳开口80的一个或多个通风孔84的不同布置和结构的不同示例性截面侧视图和俯视图，其中图3A示出了将侧通风口描绘为加热器70下方的孔84的截面侧视图，图3B示出了具有从保持器50的顶面进入并通过加热器70的孔进入开口80的L形通风通道84的截面侧视图，图3C示出了沿轴线CA朝向保持器的方向的侧视图和俯视图，示出了作为通风孔或进气孔的切入式凹部84，并且具有沿着开口90的侧表面83的通风通道89，图3D示出了一个变体的侧视图，其中用于进气的切入式凹部84布置在囊体10的边缘处，图3E示出了一个变体的截面侧视图，其中可以不存在密封件30，并且进气口由囊体10与保持器50之间的间隙584制成，图3F示出了沿着图3E的线CS1的截面图，其中在加热器70的内表面处形成凹槽或通道89，其中蒸气通道22以星形方式布置，并且图3G示出了根据本发明的又一个方面的在囊体10与保持器50之间的界面区域90处的不同通道的截面示例图；并且

图4A至图4C示出了用于电子烟或汽化系统300的囊体410的另一个实施例的示例性视图，其中囊体410具有允许手动地打开和关闭可汽化材料EL从储器440到芯吸元件476的递送的闭合环413，其中图4B是沿着线CS2的截面图，并且图4C是根据本发明的另一个方面的沿着线CS3的截面图。

本文中，在可能的情况下使用相同的附图标记来标示附图共有的相同元件。而且，图像为了图示目的而被简化并且可能未按比例描绘。

具体实施方式

图1A至图1E示出了示例性气溶胶产生系统100的不同截面图和立体图，该气溶胶产生系统包括可汽化材料EL或用于容纳可汽化材料EL的液体囊体或烟弹10以及具有加热装置70的保持器50。在本说明书的上下文中，囊体或烟弹10可以预先填充有EL，并且当囊体10为空时是可抛式的或可丢弃的部件，而保持器50可以是可重复使用的部件。但在变体中，囊体10可以在空后重新填充EL。在这方面，图1A示出了液体囊体10的截面图，该液体囊体具有吸入侧IS，在本图示中为顶部或上侧，其中布置有吸入端口或开口24，并且面向保持器侧HS具有布置在其中的液体出口端口46，以下表示为底部或下侧，并且图1C示出了该液体囊体的立体图。液体囊体10包括横穿的蒸气管道结构20，其中布置在中央的蒸气管道21流体地通向吸入开口24，并且流体连接到一个或多个侧向导管或管22，管22具有布置在液体囊体或烟弹10的锥形或圆锥形侧壁14处的输入端口28。一个或多个输入端口28、一个或多个管22、中央蒸气管道21和吸入开口24形成气溶胶产生系统100的流体通路FP的下游部分的元件，如下文进一步解释的。液体囊体10可以具有不同的形状，例如，当在沿着中央轴线CA的截面图中观察时，具有矩形形状、正方形形状、椭圆形形状、不规则形状，但是在图1C所表示的非限制性实施例中，示出了圆形截面形状。在囊体或烟弹10的截面面积或形状不是圆形或椭圆形、而是例如正方形或矩形，或者具有多面体形状的变体中，侧壁14可以相对于中央轴线CA偏斜或倾斜。

此外，液体囊体10可以进一步包括在囊体10的壁12内的储器结构40，其中储器结构40的上部区段42可以与储器结构40的下部区段44流体连接，下部区段与示出为由密封构件48封闭的液体出口端口46流体连接，该密封构件例如但不限于可刺破的膜、可打开且可关闭的阀元件、可破裂的阻挡层、流体互连端口。液体囊体10可以预先填充有可汽化材料EL以与保持器50一起使用。术语可汽化材料用于表示在高达400℃，优选地高达350℃的温度下可汽化的任何材料，例如产生气溶胶的液体、凝胶、蜡等。

如图1C所示，多个输入端口28可以围绕圆锥形侧壁14周向地布置，每个输入端口具有对应的连接管22，该连接管以星形方式流体地连接到中央蒸气管道21。然而，在变体中，可以存在仅一个输入端口28和多个连接管22，或者两个输入端口28和两个对应的连接管22，或者任何其他数量。在所示的变体中，呈O形环或密封垫圈形式的密封环30围绕液体囊体10的外壁12的圆周设置，例如部分地位于围绕外壁12的圆柱形部分的圆形凹槽内，但在变体中，密封环设置在囊体保持器50的囊体容纳开口80内，并且因此不是囊体10的一部分，或者在囊体10和保持器50两者上。

在图1A中，保持器50在面向囊体侧CS处被示出为具有囊体容纳开口80，该囊体容纳开口被成形为与液体囊体10的面向保持器的下部部分HS互补。例如，液体囊体10的面向保持器的区段的侧壁14是锥形或圆锥形的，并且囊体容纳开口80的下部区段82的侧壁83也是锥形或圆锥形的，以与囊体10的形状相匹配。对于囊体10和囊体容纳开口80具有矩形、正方形或其他平面形状的实施例，侧壁82可以相对于中央轴线CA倾斜或偏斜。例如，侧壁14和侧壁83可以布置成彼此同心，具有相同的斜角，即在截面图中看起来彼此平行。此外，示出了加热装置70，该加热装置具有布置在囊体容纳开口80内的中央轴线CA处的第一加热元件72，并且第二加热元件74被示出为布置在囊体容纳开口80的侧壁83处。第一加热元件72和第二加热元件74的加热表面被布置成暴露于囊体容纳开口80，并且例如由网状层、其他类型的网状结构(诸如但不限于多孔材料、织物芯、棉芯)形成的芯吸元件、结构或层76布置在囊体容纳开口80的底壁77上和侧壁83的内表面的下部部分上。在所示的变体中，芯吸元件76具有杯状形状以覆盖囊体容纳开口80的底壁77和侧壁83的下部区段，并且由此附接到保持器50。然而，在变体中，芯吸元件76可以附接到囊体10的任一侧壁14、底壁17或两者，以成为可抛式单元的一部分。

在囊体容纳开口80的壁83与囊体10的面向保持器侧的壁14之间提供互补的圆锥形或锥形形状为气溶胶产生系统100的操作提供了一些特定的优点。例如，囊体容纳开口80的圆锥形或锥形形状允许更容易地手动将囊体10插入到开口80，例如通过与不完全平行于开口80的中央轴线或保持器50的纵向轴线的CA相对应的插入方向。在将囊体10完全插入到开口80时，囊体10由圆锥形到锥形壁83引导，用于居中和最终定位并与保持器50互连。此外，互补的圆锥形或锥形形状还允许根据囊体10进入保持器80的穿透深度，在布置在壁14、83之间的芯吸元件76上提供线性增加的压缩力。芯吸元件76的部分可以在插入位置至少部分地围绕囊体10，例如以圆形布置在囊体10周围。在将囊体10插入到保持器50时，芯吸元件76的该部分变为夹在圆锥形或锥形壁14与圆锥形或锥形壁83之间，并且用户在囊体10上朝向保持器50的进一步插入压力将提供对芯吸元件76的压缩力，如图1B所示。由于芯吸元件76可以由多孔的、海绵状的或吸收性的可压缩材料制成，该压缩力可以导致形成芯吸元件76的层的厚度减小，并且随之增加和改善芯吸元件76的外表面与壁14、83的圆锥形或锥形形状的表面接触。这种改善的接触继而又可以在囊体10的液体出口端口46与芯吸元件76中的气孔或其他开口之间提供限定的流体阻力，这也可以导致可汽化或可雾化材料EL的改善且便利的分布，以提供EL从囊体10的储器40到芯吸元件76和加热元件70的限定流速。另外，通过压缩改善的接触还可以通过减小加热元件70与芯吸元件76之间的热阻来提供从加热元件70的第二加热元件74到芯吸元件76的改善的热传递。用于操作的囊体10进入囊体容纳开口80的穿透深度可以由紧固机构(未示出)限制和限定，该紧固机构允许将囊体10可移除地紧固到保持器，如下文进一步描述的。例如，紧固机构可以通过一种类型的穿透限制机构组合使用，使得在囊体10与保持器50的用于吸入的接合位置，限定的压缩力被施加到芯吸元件76。

当囊体10连接到保持器50时，芯吸元件76形成为从液体出口端口46接收并分布可汽化材料EL，例如通过可汽化材料EL的毛细管作用。芯吸元件76可以由不同类型的材料和结构制成，这些材料和结构可以吸收由液体出口端口46递送的可汽化材料EL或提供毛细力液体分布，例如纤维材料、多孔结构、穿孔部件、芯、布、羊毛或者可以吸收和流体分布可汽化材料EL的其他装置或材料。芯吸元件76可以在囊体容纳开口80内附接到保持器50，可以附接到囊体10，或者可以是能够放置在保持器50与囊体10之间的单独元件。在变体中，可以存在两个不同的芯吸元件76，一个附接到保持器50，一个附接到囊体10。

在变体中，囊体容纳开口80的壁83和囊体10的面向保持器侧的壁14也可以具有不同类型的互补形状和表面，但仍保留圆锥形或锥形特征。例如，可以对壁14、83的至少一部分使用分段渐进式锥形或圆锥形形状(例如其中表面相对于中央轴线CA的倾斜角随着壁14、83的一部分更靠近保持器50的主体部分而增加)，或者弯曲的截面形状(例如壁14、83的球形形状)。

在所示的变体中，第一加热元件72形成为圆形板状或盘状装置(参见图1D)来作为加热电极，该加热电极可操作地连接到第一功率装置62，布置在囊体容纳开口80的中央底表面处，使其上表面暴露并与芯吸元件76(图1D中未示出)接触，并且第二加热元件74形成为围绕圆锥形侧壁83的圆形带或环而形成第二加热电极，该第二电极可操作地连接到第二功率装置64，从而允许对第一加热元件72和第二加热元件74进行不同的温度控制。第二加热元件74具有圆柱形内表面，其被配置成例如通过与芯吸元件76接触来对芯吸元件层76进行加热。在变体中，第一加热元件72和第二加热元件74也可以部分或完全整合到芯吸元件76，例如但不限于曲折的加热丝、加热板、多孔加热结构以与芯吸元件76完全成一体。另外，对于每个加热元件72、74，可以存在可操作地接触或接近以进行温度测量的温度传感器，该温度传感器可操作地连接到保持器50的微控制器68。

此外，在囊体容纳开口80的底壁77处，设置有用于在囊体10连接到保持器50时打开液体出口端口46的打开装置78，当囊体10和保持器50互连在一起，该打开装置被置于与液体出口端口46的位置相匹配的位置处。在所示的变体中，液体出口端口46和打开装置78布置在中央轴线CA处。打开装置78可以是能够不可逆地打开液体出口端口46的类型，例如具有锋利边缘的管或插管(例如空心针)，其允许在封闭和密封液体出口端口46的膜或层48中刺入开口。打开装置78还可以包括允许可逆地打开和关闭液体出口端口46的结构，例如凸片或柱，该凸片或柱可以在囊体10连接到保持器50时，推压在被凸片或柱按压时将打开的阀结构，并且在从保持器50移除囊体10时允许液体出口端口46关闭。例如但不限于，元件48可以是在移除保持器50和打开装置78时将再次关闭的弹性可闭合盖片或翻盖、被弹簧向下压缩以闭合的球或盘，或者可以是可扩张的且有弹性的管，这些实施例中的一些在图2A至图2C中示出。在变体中，液体出口端口46可以在囊体10与保持器50互连之前由用户通过机构手动地打开。

此外，保持器50可以配备有可移除的或固定安装的电池60或其他电源，其为数据处理器68(例如微控制器)和功率开关或转换器62、64提供电力，以将电力分别提供到第一加热元件74和第二加热元件72。此外，数据处理器68可以可操作地连接到多种传感器，例如允许检测囊体10何时连接到保持器50的存在传感器、可以检测人是否正在从由囊体10的吸入侧形成的吸嘴吸入气溶胶的吸入传感器、用于选择性地测量第一加热元件72和第二加热元件74的温度的温度传感器、用于测量功率递送电池60的电压表，并且还被配置成检测任何开关、按钮、刻度盘或保持器50上的其他类型的手动操作元件的激活或按压。提供两个不同的功率开关64、66允许选择性地向第一加热元件74和第二加热元件72提供电能，使得它们可以在不同温度下被加热以用于选择性汽化。微控制器68可以被配置成通过功率开关64、66控制功率递送，以控制第一加热元件74和第二加热元件72中的每一者的温度。

图1B示出了如下状态下的囊体10：在该状态下，该囊体通过插入到囊体容纳开口80而连接到保持器50，并且囊体10的液体出口端口46已经被打开装置78打开，在所示的变体中，密封件48已经被插管78刺穿，从而允许可汽化材料EL从储器40流出，进入形成在囊体10的外侧表面14与囊体容纳开口80的内侧表面83之间的流体通道、腔室、容积或空间90。芯吸元件76被示出为具有U形截面，填充了流体通道、腔室或空间90的一部分，并且芯吸元件76被囊体10的外侧壁14和底壁17挤压或压缩地按压而抵靠在囊体容纳开口80的侧壁83的对应部分上。囊体10的侧壁14和底壁17一起形成囊体的面向保持器的区段，具有将面向或暴露于保持器50的囊体容纳开口80的表面，从而形成面向保持器的表面。芯吸元件的压缩允许迫使所有或大部分可汽化材料流过芯吸元件76，以避免存在可汽化材料EL可以避开芯吸元件76的任何空的空间。在所示的变体中，芯吸元件76形成具有圆锥形或锥形侧壁的杯状形状，具有位于输入端口28下方的上部边缘，使得输入端口28不会被阻塞。

示出了用于可汽化材料和已汽化或雾化的可汽化材料的流体路径FP，其从储器40经由液体出口端口46和打开装置78穿过布置在流体腔室90内的芯吸元件76，穿过侧向管22朝向输入端口28通向中央蒸气管道23，以经由吸入端口24释放。在所示的变体中，流体腔室或通道90具有圆锥形碗状形状，其中下部部分基本上充满了芯吸元件或结构76。在本说明书的上下文中，表达“下游”用于FP的更靠近吸入端口24和用户定位的部位或部分，或用于朝向吸入端口24的流体流，而“上游”用于FP的更靠近储器40定位的部位或部分，或用于与朝向保持可汽化材料EL的储器40相反的流体流。此外，通风管材、孔、通道或开口84形成在保持器50的侧壁52中，从而在保持器的外部区域与流体腔室90之间提供流体连接以用于通气。这些通风孔84被构造成提供来自外部环境的空气，该空气通过由用户或操作者经由吸入端口24产生的吸力而被拉入腔室90中。在所示的变体中，通风孔84侧向地布置在侧面上或径向地布置在囊体容纳开口80周围，经由芯吸元件76通向腔室90中，但通风孔或通道84也可以直接通向未被芯吸元件76占据的空间92中。

用户或操作者可以通过将囊体10插入到囊体容纳开口80而将囊体10连接到保持器50。该动作将通过打开装置78(例如插管)打开液体出口端口46。此后，可汽化材料EL将从储器40漏出以浸泡芯吸元件76。在通过可操作地连接到处理器68的传感器或通过用户或操作者按下吸入按钮而检测到吸入时，处理器68可以控制功率装置或开关62、64以对加热装置70的加热元件72、74进行加热。吸入还将引起从吸入端口24沿着流体通路FP的抽吸作用，其中空气经由通风孔84被馈送到腔室90内。

沿着流体通路FD，可汽化材料EL可以通过在第一加热区HZ1和第二加热区HZ2处的双区加热过程而汽化或雾化。例如，当可汽化材料离开液体出口端口46、即囊体10的递送端口时，在具有加热装置70的第一加热元件72的情况下，EL侧向分布在芯吸元件76的底部部分中，然后在与第一加热元件72相邻的第一加热区HZ1中、在温度T1下首先部分地被汽化或雾化。在HZ1处的这种加热可以致使与可汽化材料EL的其他部分或组成部分相比、具有较低汽化温度的液态EL的部分或组成部分变为气态。这允许在芯吸元件76内执行第一汽化过程，以汽化在略低于温度T1的第一温度下汽化的可汽化材料的第一量和组成。此后，呈气态的EL的第一量和呈液态的第二量和组成通过毛细管作用和来自用户吸入的抽吸而穿过芯吸元件76，以到达位于芯吸元件76的侧壁中的第二加热区HZ2，该第二加热区与第一加热区HZ1相比处于更下游。在HZ2中，呈液态的EL的第二部分可以在与第二加热元件74相邻的第二加热区HZ2中、在温度T2(该温度可以不同于温度T1，优选地为高于温度T1的温度)下被汽化或雾化，以致使EL的具有较高汽化温度的部分或组成部分变为气态或蒸气态。

此后，在该示例中，所有或大部分可汽化材料EL已通过加热区HZ1、HZ2变成气态，并且在离开芯吸元件76之后，以其气态或蒸气态沿着FP进一步向下游进入未被芯吸元件76占据的通道或空间92，此后进入囊体10的一个或多个输入端口28，以继续沿着FP到达蒸气管道21，朝向吸入端口24，以供用户吸入。在变体中，可以存在两个以上的加热区，以额外对可汽化材料EL选择性地施加加热温度，方法是在上游具有较低的加热温度以首先汽化EL的具有较低汽化温度的部分，并在进一步的下游具有较高的加热温度以稍后汽化EL的具有较高加热温度的部分。在变体中，不同的加热元件72、74可以具有相同的加热温度，用于对沿着流体路径FP在一定距离上散布的可汽化材料进行多区加热。

图1C示出了示例性囊体10的立体图，该囊体具有基本上圆形的截面，呈子弹状形状，具有用于将囊体10可移除地紧固到保持器50的布置在囊体10的圆柱形侧表面上的囊体容纳开口80的附接凹口18，并且图1D示出了保持器50的囊体接收侧CS的透明立体图，示出了加热装置70的面向囊体容纳开口80的下部区段82的两个不同的加热元件72、74(其中出于说明的目的移除了芯吸元件76)，以及两个不同的功率装置或开关62、64，并且示出了用于接收囊体10的对应附接凹口18的接合凹槽88。囊体10与保持器50之间的允许移除连接的不同类型的紧固机构是可能的，例如但不限于卡入式环和部分或完全围绕囊体10或囊体容纳开口80的对应凹槽、卡口式锁、分接头、螺纹、夹入机构、易于移除的松散压配合接合。

图1E示出了具有囊体10和保持器50的另一个变体的示例性截面图，其中加热装置70是保持器50的一部分并且由具有杯状或碗状形状的单个加热电极制成以形成一个加热区HZ，该加热装置可操作地连接到功率开关64，以形成囊体容纳开口80的侧壁83和底壁77的下部部分。此外，示出了密封环30，该密封环位于形成在囊体容纳开口80的侧壁中的圆形凹槽中，而不是囊体10的密封环30。在变体中，不需要存在密封环30，并且囊体10与囊体容纳开口80的壁之间的间隙可以用作通风孔84。此外，在图1E的实施例中，芯吸元件76固定地或可移除地附接到囊体10，例如在圆锥形或倾斜的侧壁14处，但也在靠近或围绕液体出口端口46的底壁17处。芯吸元件76也可以至少部分地形成在侧壁14、底壁17或两者内。在将囊体10附接到保持器50时，附接机构(例如18、88，图1C和图1D)和囊体容纳开口80被构造置成使得压缩力将通过囊体10的侧壁14和底壁17以及夹着芯吸元件76的侧壁83和底壁77而施加到芯吸元件76，以改善与加热器70的加热表面的接触。由于囊体10在消耗掉所有EL时可以是可抛式部件，并且由于芯吸元件76可以随着EL的汽化或雾化而积聚颗粒和一些有毒物质，因此芯吸元件76也可以被视为具有过滤功能，以将此类颗粒保持在内部，该芯吸元件在每次使用新囊体10时将会更换。

在变体中，腔体或开口80也可以位于囊体或烟弹10中，而不是位于带加热器70的保持器50中。在这方面，保持器50可以包括具有圆锥形或锥形形状的突出部，以用于接收具有对应或互补的圆锥形或锥形形状的腔体80，腔体80位于囊体10内。因此，与芯吸元件76相同的特征可以被挤压在腔体80的两个圆锥形形成的壁之间并且突出部可以保留。加热装置70的加热元件可以布置在将与具有腔体80的囊体10接合的突出部的倾斜或圆锥形侧壁上，并且蒸气通道22可以布置成其入口在形成开口或腔体80的倾斜或圆锥形侧壁处。通风孔84或通道仍可以布置在保持器50中，以将来自外部环境的空气引导到在保持器50的突出部的圆锥形或锥形侧壁与囊体10的开口、凹部或腔体80之间形成的间隙。

图2A至图2C示出了布置在囊体10的底壁17处的不同类型的液体出口端口146、246、346的不同示例性截面侧视图，液体出口端口146、246、346被构造成当囊体10连接或附接到保持器50时，将可汽化材料EL递送到保持器50的通道或空间90中的芯吸元件76，并且还示出了布置在保持器50的囊体接收腔体或开口80(其具有将放置囊体50的区域)中的不同类型的打开装置178、278、378。例如，在图2A中，打开装置178实施为插管或空心管，具有用于刺穿密封膜层148的偏斜上部边缘，该密封膜层形成用于囊体10的封闭翻盖，例如由金属制成，在其基部部分处具有一个或多个横向开口177，使得当囊体10连接到保持器50时，可汽化材料EL可以在插管内行进到横向开口177以到达芯吸元件76。也可以没有专用的密封膜层148，而是打开装置178刺穿囊体10的底壁17。在该变体中，一旦将囊体10从保持器50移除，液体出口端口146保持打开，但可以通过粘合剂层、塞子或翻盖手动地关闭。此外，在该变体中，示出了第一加热元件72的替代版本，其具有圆环形形状，在中间具有空的空间，打开装置178被布置在该空间中。

此外，图2B示出了另一个变体，其中呈现了可重新关闭的液体出口端口246，该液体出口端口具有由保持结构245保持的可压缩元件，诸如弹簧242，可压缩元件242压靠或推压关闭囊体10的壁14中的开口的塞子243，保持结构245具有一个或多个横向开口249，以准许可汽化材料EL朝向开口行进。打开元件278可以是简单的杆、柱或螺栓，其直径小于囊体10的底壁17中的开口，以在囊体10连接到保持器10时推动或推回塞子243，或者可以是具有横穿上下壁的开口279、277的管或空心圆柱体，以用于改善储器40与空间或通道90之间的流体连接。下部开口277可以侧向地直接通向芯吸元件76。在从保持器50移除囊体10时，塞子243被可压缩元件242向下推，因为它不再被打开元件278推动。

图2C示出了又一个变体，其中呈现了可重新关闭的液体出口端口346，该液体出口端口具有管状可压缩且可扩张元件342，诸如由保持结构345保持的弹性管，管状可压缩且可扩张元件342的下端保持塞子343，以用于关闭囊体10的底壁17中的开口。此外，打开装置378实施为可以推压塞子343的螺栓、杆、销、柱、突起。在将保持器50插入并连接到囊体10时，螺栓378压靠塞子343，并且由于其管状结构和向上移动，可扩张元件342将压缩成变短并同时将扩张，使得塞子343将向上移动。由于螺栓378的直径被设计为小于囊体10的底壁17中的开口的直径，因此可汽化材料EL可以从储器40流到包括芯吸元件76的通道90。在从保持器50移除囊体10时，塞子343被可压缩元件342向下推，因为它不再被杆378推动。

图3A至图3G描绘了囊体10和用于囊体10的保持器50的不同视图，示意性地描绘了用于实施一个或多个通风孔84以提供通往囊体容纳开口80或腔室90的进气口的不同布置和结构。图3A示出了示出囊体10的截面侧视图，其中具有围绕囊体10的圆锥形壁14的圆锥形和环形芯吸元件76，并且示出了具有圆锥形和环形加热器元件70的保持器50，该加热元件具有在囊体10插入并连接到开口50时与芯吸元件76的外表面相匹配的加热表面。通风孔84形成朝向开口80径向引导的通道，以将加热元件70和芯吸元件76下方的空气提供到腔室90。在该变体中，保持器50包括两个单独的部分，即上部囊体保持部分51和下部电池保持部分53。囊体保持部分51可以制成可从电池保持部分53移除，因为加热器70可能会老化和退化并且需要更换。可以提供附接机构以将囊体10可移除地附接到保持器50，使得当互连时由加热器70的表面向芯吸元件76施加压缩力，但此处未示出。此外，芯吸元件76形成在囊体10的侧壁14中的环状凹部内，使得当囊体10和保持器50互连时，仅一部分芯吸元件从凹部突出，以被加热元件70压缩。

图3B以截面侧视图示出了另一个实施例，其中L形通风通道84从保持器50的顶面进入并且通过布置在加热器70中的孔进入开口80。此外，囊体10被示出为具有圆形凸台19，当互连时，该凸台与保持器50的上表面平行，使得凸台19可以压靠密封环或垫圈30以密封布置在囊体容纳开口80中、囊体10与保持器50之间的腔室90。当互连时，通道84的入口孔从轴线CA径向向外布置，使得它们不会被凸台19阻塞。加热器70的壁可以包括允许空气行进到腔室90的开口或孔，但加热器70也可以由布置成将通道84夹在中间的两个圆锥形环制成。

图3C通过沿轴线CA朝向保持器的方向的侧视图和俯视图示出了另一个变体，示出了在保持器50的上部边缘处用作通风孔或进气孔的切入式凹部84，并且具有沿着开口90的侧表面83的通风通道89，至少一些通风通道89与切入式凹部84处于流体连通，在所示的变体中，通道是沿着开口80的圆锥形和环形内表面83的表面引导的。在该变体中，在囊体容纳开口80的底表面77上形成具有盘状形状的加热器70，并且形成销作为囊体打开装置78。空气由此可以从外部环境侧向地通过切入式凹部84进入，然后可以经由通风通道89前进并分布到腔室90，例如被引导到囊体容纳开口80的底部。图3D示出了一个变体的侧视图，其中用于进气的切入式凹部84布置在囊体10的下边缘处，而不是保持器50的上部边缘处。但是在变体中，切入式凹部或孔可以布置在囊体10和保持器50两者处。

图3E和图3G示出了一个变体的截面侧视图和截面图，其中在囊体10与保持器50之间可以不存在密封件30，并且当囊体10和保持器50彼此互连时，进气口由囊体10与保持器50之间的间隙584制成。在这方面，在将囊体10放入保持器50的囊体容纳开口80并通过加热表面70压缩芯吸元件76时，囊体10的尺寸被确定为形成具有直径D1的间隙584，该直径大到足以让空气进入腔室90。例如，这可以通过当囊体10和保持器50互连时囊体10的下表面17与开口80的上表面77之间的距离D2小于D1来实现。图3G示出了沿着图3E所示的线CS1在轴线CA方向上的截面图，其中纵向凹槽89被示出为在加热器70的内表面内，以用于使从间隙584进入的空气朝向芯吸元件76分布。凹槽89可以机加工到形成加热器70的金属元件中，并且可以分布在加热器70的内表面周围。此外，蒸气通道22被示出为具有面向芯吸元件76内侧的槽缝状开口或入口，以收集来自加热的芯吸元件76的蒸气或雾化液体，其中多个星形布置的通道22通向蒸气管道21。在变体中，可以存在相同数量的成角度分布的通道22和成角度分布的凹槽89。也可以在囊体10与保持器50的开口80之间布置凹槽/脊机构，例如与加热器70的凹槽89或表面83接合的脊或凸块，使得囊体10始终连接到开口80，其中彼此具有一定的角度取向。这允许确定当囊体10和保持器50互连时蒸气通道22和凹槽89可以布置成彼此面对，或者布置成不彼此面对。

图3G示出了当囊体10和保持器50彼此互连时，在它们之间形成腔室90的接口区域处的不同通道的截面示例图，其中囊体10的表面17和开口80的表面77彼此面对并且平行地布置，具有压缩在其中的芯吸元件76，并且形成蒸气腔室或通道90。在该图示中，表面17、77被示出为线性的，但它们也可以是弯曲的并且彼此同心地布置、椭圆形的、倾斜的，这取决于所使用的囊体10的应用和形式。它示出了蒸气通道22与布置有直接面向芯吸元件76的表面的入口的蒸气管道21流体连接，并且加热器70的加热表面将位于通道22的入口的对面，以与芯吸元件76的相对侧接触，从而形成加热区HZ。这种布置允许由可汽化材料EL制成的、在加热区HZ中形成的蒸气快速排向通道22的入口。示例性地，示出了三个通道22，但可以存在更多或更少的通道。一个或多个液体出口端口46可以布置在囊体10的壁中，以提供储器40与腔室90之间的流体连接。在所示的变体中，液体出口端口被布置成直接通向芯吸元件76。优选地，芯吸元件76附接到囊体10的壁17，而不是附接到开口80的壁77。一个或多个空气通道89可以存在于壁17的表面中，也直接通向芯吸元件76的表面以改善芯吸元件76通过从外部环境经由通风开口84、584到达的空气而实现的通气。

图4A至图4C示出了用于电子烟或汽化系统300的囊体410的另一个实施例的示例性视图，其中囊体410具有允许手动地打开和关闭可汽化材料EL从储器440到芯吸元件476的递送的闭合环413。在该实施例中，囊体410包括吸入侧或上部部分411和保持器侧或下部部分412，以及它们之间的布置在圆形凹环内部的可旋转环413。上部部分411和下部部分412可以通过不同的附接方式固定在一起，例如但不限于卡入式机构、粘合剂、锁、螺纹。在所示的变体中，下部部分412包括蒸气管道421，该蒸气管道被布置成经由对应的钻孔或孔419完全横穿上部部分411，并且上部部分411包括作为用于可汽化材料EL的储器440的圆环形内腔体。例如，在可移除构型中，可以沿着蒸气管道421的外表面和孔或钻孔419的内表面布置对应的螺纹，或者可以在蒸气出口端口413处布置螺纹螺母以将上部部分411和下部部分421可移除地附接在一起。在变体中，可以在孔或钻孔419和蒸气管道421的表面上布置卡入式或棘轮状表面。

图4B示出了沿着图4A所示的线CS2在轴线CA的观察方向上的截面图，示出了具有设置在其上的密封层430的可旋转环413，其中具有用于横穿环413的每个液体通道492的开口，通道492被示出为基本上平行于轴线CA布置。在组装好的状态下，可旋转环413可以围绕轴线CA转动到不同的角度位置，使得液体出口端口446的位置可以与提供从上部部分411的储器440排出可汽化材料EL的液体通道422的位置相匹配，从而形成从储器440到液体出口端口446、到环413的液体通道492并且到芯吸元件476以用于浸泡芯吸元件476的流体通路，使得汽化的EL可以在通过芯吸元件476汽化之后继续在通道422中汽化。通过将环413转动到不同的位置，所有的液体出口端口446都可以通过液体出口端口446相对于液体通道492的位置角度失配来关闭，或者可以通过液体出口端口446相对于通道492的位置的部分失配来减小用于EL的流体区域的截面。如图4B所示，环413可以配备有突出的凸块或脊497以便于用户的手动转动，并且这些凸块可以布置成稍微远离囊体410的外表面突出。在该实施例中，流体腔室490由芯吸元件476占据的区域形成。

图4C示出了沿着图4A所示的线CS3在轴线CA的观察方向上的截面图，示出了通向布置在中央的蒸气管道421的蒸气入口和通道422的星形布置。如图4A所示，通道422的每个入口可以具有纵向槽缝状形状，以面向芯吸元件476的内表面的大表面区域。此外，在所示的变体中，芯吸元件476的上侧表面直接面向环413的通道492的排出口或出口开口，使得EL可以从顶部直接浸入芯吸元件476中。环413被布置成无论囊体410是否连接到保持器450，它都可以相对于上部部分411转动，但是在变体中，开口80的壁被布置成覆盖环413的外表面，使得它不能在连接位置转动。此外，芯吸元件476稍微突出或伸出到由壁414限定的表面上，使得在与保持器450连接的位置，加热器470的加热表面将朝向囊体410压缩芯吸元件476。

利用本文讨论的雾化、汽化或电子烟系统100、300的当前实施例，可以将加热装置70与囊体10或其他类型的液体容器元件完全分离，特别是对于囊体、烟弹或其他容器10可从保持器移除的情况，从而提供优于现有技术的若干优点。例如，这种设计允许提供更复杂但也更可靠的加热结构和设计，因为加热装置70可以是一个部件并且还可以固定地安装到保持器50、450，从而避免了到囊体10的电连接端子，并且提出没有电气元件的更简单的囊体设计。另外，芯吸元件76、476仍是可抛式囊体10、410的一部分，并且因此仍定期更换，因为污染物可能会积聚在其中。这允许提供具有两个或更多个加热区HZ1、HZ2的更复杂的加热系统，以提供对积聚有可汽化材料EL的芯吸元件(如网状层76、476区域)的选择性加热。由于有源加热系统因此完全被放置在可重复使用的保持器内，而不是放置在可抛式囊体内，因此加热系统可以通过更坚固且可靠的部件和设计而变得更可靠。囊体10、410的不太复杂的设计允许使囊体更便宜、使用更少的部件、更不容易发生故障并且还完全由可回收部件制成，以减少其碳足迹。

虽然已参考某些优选实施例披露了本发明，但是在不脱离本发明的范畴和范围的情况下，对所描述的实施例及其等效物的许多修改、变更和改变是可能的。因此，本发明并非旨在限于所描述的实施例，而是根据所附权利要求的语言被给予最广泛的合理解释。上文所描述实施例中的任一个均可以被包括在本文所描述的任何其他实施例中。

Claims (14)

1.一种电子烟系统(100，300)，包括：

液体囊体(10，410)，该液体囊体包括用于保持可汽化材料(EL)的储器(40，440)、面向保持器的表面(14，17，414，417)、在该面向保持器的表面(14，17，414，417)处具有蒸气入口(28，428)的蒸气管道(21，421)、吸入开口(24，424)、和布置在该面向保持器的表面(14，17)处的液体出口端口(46，146，246，346，446)；

囊体保持器(50，450)，该囊体保持器用于可移除地接收该液体囊体(10，410)，该囊体保持器(50，450)包括囊体容纳开口(80，480)，该囊体保持器(50，450)具有加热装置(70，470)；以及

芯吸元件(76，476)，该芯吸元件用于被该可汽化材料(EL)浸泡，

其中，当该液体囊体(10，410)和该囊体保持器(50，450)彼此互连时，在该囊体保持器(50，450)的囊体容纳开口(80，480)的外表面与该液体囊体(10，410)的面向保持器的表面(14，17，414，417)之间形成流体腔室(90，490)，该流体腔室(90，490)具有布置在其中并且暴露于该加热装置(70，470)的加热表面的芯吸元件(76，476)，

其中，当该液体囊体(10，410)和该囊体保持器(50，450)彼此互连时，形成从该储器(40，440)经由该液体出口端口(46，146，246，346，446)到该流体腔室(90，490)、从该流体腔室(90，490)经由该蒸气入口(28，428)到该蒸气管道(21，421)以到达该吸入开口(24，424)的流体连接路径，并且

其中，该囊体保持器(50，450)的囊体容纳开口(80，480)由底壁(77，477)和圆锥形侧壁(83，483)形成。

2.如权利要求1所述的电子烟系统(100，300)，其中，该液体囊体(10，410)的面向保持器的表面(14，17，414，417)包括：

底壁(17，417)，该底壁包括该液体出口端口(46，146，246，346)，以及

圆锥形侧壁(14，17)，该圆锥形侧壁包括通向该蒸气管道(21，421)的蒸气通道(22，422)的进口，该液体囊体(10，410)的圆锥形侧壁(14，17)被成形为与该囊体容纳开口(80，480)的圆锥形侧壁(83，483)互补。

3.如权利要求1所述的电子烟系统(100，300)，其中，该加热装置(70，470)包括用于在温度T1下进行加热的第一加热元件(72)、用于在温度T2下进行加热的第二加热元件(74)，与该第二加热元件(74)相比，该第一加热元件(72)沿着该流体连接路径布置在上游，其中，T2>T1。

4.如权利要求3所述的电子烟系统(100，300)，其中，该第一加热元件(72)包括布置在该囊体容纳开口(80，480)的底壁(77，477)处的板状形状的加热器，并且该第二加热元件(74)包括布置在该囊体容纳开口(80，480)的圆锥形侧壁(83，483)周围的环形加热器。

5.如权利要求1所述的电子烟系统(100，300)，其中，该囊体保持器(50，450)包括用于在该液体囊体(10，410)连接到该囊体保持器(50，450)时打开该液体出口端口(46，146，246，346)的阀打开装置(78，178，278，378)。

6.如权利要求2所述的电子烟系统(100，300)，其中，该芯吸元件(76，476)布置在该第二圆锥形侧壁(14，414)处，

其中，当该液体囊体(10，410)和该囊体保持器(50，450)彼此互连时，该第一圆锥形侧壁(83，483)和该第二圆锥形侧壁(14，414)向该芯吸元件(76，476)施加压缩力。

7.如权利要求1所述的电子烟系统(100，300)，进一步包括：

密封元件(30)，该密封元件布置在该液体囊体(10，410)与该囊体保持器(50，450)之间。

8.如权利要求1所述的电子烟系统(100，300)，其中，囊体保持器(50，450)包括与外部环境和该流体腔室(90，490)处于流体连通的空气入口通道(84，584)。

9.如权利要求1所述的电子烟系统(100，300)，其中，液体囊体(10，410)包括可转动环(413)，该可转动环被构造成打开和关闭液体出口端口(446)与流体腔室(90，490)之间的流体连通。

10.一种电子烟系统(100，300)，包括：

第一元件(10，410)，该第一元件具有用于保持可汽化材料(EL)的液体容器(40，440)、被构造成至少部分地横穿该液体容器(40，440)的蒸气管道(11，421)、和液体出口端口(46，146，246，346，446)；以及

第二元件(50，450)，该第二元件包括用于接收该第一元件(10，410)的开口(80，480)、用于打开该液体出口端口(78，178，278，378)的机构、和加热器(70，470)；以及

芯吸元件(76，476)，该芯吸元件用于被可汽化材料(EL)浸泡，

其中，用于打开该液体出口端口(78，178，278，378)的机构被构造成当该第一元件(10，410)被放置到该第二元件(50，450)的开口(80，480)中时打开该液体出口端口(46，146，246，346，446)，并且

其中，该第二元件(50，450)的开口(80，480)具有圆锥形表面(83，483)，该加热器(70，470)被配置成对该开口(80，480)的圆锥形表面(83，483)进行加热。

11.如权利要求10所述的电子烟系统(100，300)，其中，该加热器(70，470)包括围绕该圆锥形表面(83，483)布置的圆形加热装置(74)，该加热器(70，470)被配置成与该第二元件(50，450)的芯吸元件(76，476)的位置相匹配。

12.如权利要求10所述的电子烟系统(100，300)，其中，该第一元件(10，410)和该第二元件(50，450)中的至少一者包括用于将该第一元件(10，410)与该第二元件(50，450)的开口(80，480)可移除地互连的连接机构(18)。

13.如权利要求10所述的电子烟系统(100，300)，其中，该第一元件(10，410)和该第二元件(50，450)的互连通过该圆锥形表面(83，483)在该芯吸元件(76，476)上施加压缩力。

14.如权利要求10所述的电子烟系统(100，300)，进一步包括：

密封件(30)，该密封件布置在该第二元件(50，450)的内圆周上或在该第一元件(10，410)的外圆周上。

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