TW201616991A - 噴霧產生裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種噴霧產生裝置，特別是電子菸或霧化器，其能夠避免兒童或未成年人使用所述噴霧產生裝置。

Description

噴霧產生裝置
本發明涉及一種噴霧產生裝置，特別是電子菸或霧化器，其能夠避免兒童或未成年人使用所述噴霧產生裝置。
電子式香菸（Electrically operated cigarettes），所謂的電子菸（e-cigarettes），其通常包括一個噴霧產生裝置，該噴霧產生裝置包括由一個電力源驅動的一個加熱器以及一個貯液器用以容納調味或是原味菸液，其能夠使用該加熱器揮發，且其氣流經由電子菸的吸嘴被傳送至電子菸的使用者。這樣的一種電子式香菸之實例能夠從美國專利公開號第2013/0160764 A1號得知。
電子菸能夠採用生物學和/或生理學的活性物質構成菸液，其需要特別地小心謹慎操作。防止兒童由於錯誤操作電子菸而受到傷害，電子菸具有內建防兒童操作的裝置是非常值得發展的。
本發明提供一種噴霧產生裝置，其包括一個殼體部具有至少一個氣流入口與至少一個氣流出口，並定義在該氣流入口與該氣流出口之間的一個主氣流通道；一個噴霧產生器設置於該殼體部用以提供噴霧至該氣流出口；一個啟動裝置設置於該主氣流通道並配置為選擇性地啟動該噴霧產生器；以及一個氣流減緩裝置被配置為讓使用者在使用中減緩該主氣流通道內的氣流，所述減緩的氣流受到該啟動裝置的感測，藉此啟動該噴霧產生器。
本發明的噴霧產生裝置，可以有效地預防或至少阻止該噴霧產生裝置由兒童誤用，因而保護兒童的健康與幸福。
本發明的噴霧產生裝置，其能夠更包括配置為供給該噴霧產生器電力的一個動力源，在實施例中，該噴霧產生器能夠更包括經由該開關耦接該動力源的一個加熱元件。
當該主氣流通道的空氣流率值在預定範圍內或到達預定門檻值，該啟動裝置能夠允許該噴霧產生器產生噴霧，。
根據一實施例，該氣流減緩裝置設置於該噴霧產生裝置，該主氣流通道相較於該啟動裝置的上游。
該氣流減緩裝置由有別於，但流體地連通該主氣流通道的另一個氣流通道所提供。
該噴霧產生裝置由兩個可分離的部件所形成，並且該氣流減緩裝置位於其中一部件。
該氣流減緩裝置選擇性地增加或減少而調整該主氣流通道的空氣流率。於這樣的實施例中，該氣流減緩裝置以旁通氣流裝置調整該主氣流通道的空氣流率值，以防止被使用者啟動前，該主氣流通道內的空氣流率超過預定範圍。
該氣流減緩裝置在該噴霧產生裝置的外部包括至少一個孔或是氣流入口，或是其他實施例中類似的裝置，該氣流減緩裝置能夠由使用者以至少一手指遮蓋而停用，該氣流減緩裝置也可以通過電子或機械方式停用。
該啟動裝置能夠包括至少一個氣流感測器，其能夠為機械到電力的感測器、微機電系統啟動感測器、壓差感測器、質量流感測器、速度感測器或流率感測器之中的一種。二者擇一地，該至少一個氣流感測器能夠為一個麥克風，如動態式麥克風，電容式麥克風或壓電式麥克風。
該氣流減緩裝置的作動能夠舉例為手動實現，即通過使用者將他的手指或手的其他部位遮蓋該噴霧產生裝置的旁通氣流通道的氣流入口，以防止經由該噴霧產生裝置的一個吸嘴吸入的空氣進入該旁通氣流通道。該氣流減緩裝置也可以提供一個或多個遮蓋促動器，其觸發由使用者間接地操作的機械遮蓋機構，例如按壓一個按鈕來觸發一個電力驅動遮蓋單元，或是藉由手動地操作滑塊、快門或閥以間接地實現該旁通氣流通道的遮蓋動作。
該噴霧產生裝置的任何旁通氣流通道的孔或是氣流入口，或是遮蓋促動器，可適用地，能夠策略上地放置或佈置於該噴霧產生裝置的殼體部的外圓周圍，使得一定程度的知識，精度和/或精確度用以實現該旁路氣流通道所需的遮蓋作用是必須的。因此，啟動該噴霧產生機構的樣貌將對於非預期使用行為來說相當模糊，即該噴霧產生機構將特別地不會以單獨在該噴霧產生裝置的吸嘴上進行吸氣動作而被啟動。
如本發明公開的噴霧產生裝置的實施例防止兒童使用或誤用，特別是針對不可控制或是未經詢問的使用提供保護機構。
其他目的、優點和本發明之新穎性將從以下詳細的描述與相關的附圖更加明顯。
雖然具體的實施方案在此說明和描述，其能夠被本領域中具有通常知識者理解而以各種替代方案和/或等效方式在不超出本發明範圍的前提下取代本發明所示的特定實施例。
通常，本申請旨在保護在此討論具體實施例的任何修改或變化。於本發明涉及製作噴霧產生器，這樣的噴霧產生器或是噴霧產生裝置一般旨在包括任何能夠轉換電能與/或燃燒能轉化為熱能並隨後加熱的裝置，並且藉此揮發在可汽化材料，如容置在該噴霧產生裝置內的液體或氣體化合物內的粒子。噴霧產生裝置在本發明中的含意為，能夠經由該噴霧產生裝置傳輸具有揮發粒子的氣流給裝置的使用者，裝置的使用者能夠觸發或停用該噴霧的產生，並以吹或吸的動作控制氣流的產生時間、流速與體積。
就本發明的防兒童使用方面還將會理解的是，還可以利用附加裝置來補充提供進一步地防兒童使用，如啟動開關、隔板或是其他機械、電子或電機裝置。
圖1為本發明噴霧產生裝置V的功能描述示意圖。該噴霧產生裝置V通常可以包括一個本體，該本體能夠為一個整體地中空體形成，其也能夠為本體具有一個電池殼體部1與一個霧化殼體部2。如圖1所示的實例描述，該電池殼體部1與該霧化殼體部2一起形成該噴霧產生裝置Ⅴ的一般空心體並彼此流體地連通。
該電池殼體部1能夠容置一個動力源3，例如電源，比如電池或蓄電池。該電池殼體部1也能夠包括一個感測系統形式的啟動裝置4，其被配置為選擇性地啟動位於該動力源3與該霧化殼體部2的組件間的一個開關7。該電池殼體部1與該霧化殼體部2能夠一起形成該噴霧產生裝置V的一個實質上的柱狀裝置體。然而，裝置體也能夠理解為任何其它外觀，例如稜柱狀或是橢球狀也能夠同樣地適合於該電池殼體部1與該霧化殼體部2。
該霧化殼體部2包括一個霧化機構，其能夠舉例為包括作為單獨部件的一個噴霧產生器和一個吸嘴10。該噴霧產生器能夠舉例為包括電性連接該動力源3的一個加熱元件5、一個貯液元件6，以及提供該加熱元件5與該貯液元件6之間液體接合的裝置，如吸液芯。該霧化殼體部2也能夠包含一個匣式霧化器（cartomizer），也就是一個霧化器與一個貯液元件一體地組合內建於一個中空殼體，該中空殼體的末端形成具有一個氣流出口11的一個吸嘴10。
作為一個範例的配置，圖1所示的一個霧化殼體部2包括一個加熱元件5，如鎳鉻合金線圈，其經由該開關7耦接該動力源3。當該開關7關閉時，該加熱元件5由該動力源3供給能量而運轉。圖1進一步示出一個貯液元件6可操作地連接並流體地連通該加熱元件5，使該加熱元件5能夠提供貯存於該貯液元件6的液體或氣體熱能，因此使液體內的某些特定化合物揮發成流過該霧化殼體部2的一個氣流S。該霧化殼體部2能夠具有一個吸嘴，其具有一個表示為符號11的氣流出口，該貯液元件6產生的氣流S能夠經由該氣流出口11被導向在該吸嘴10執行吸氣動作的一個噴霧產生裝置V使用者。
該貯液元件6能夠包括一個液體貯槽，在其中一種具有可揮發化合物的液體合成物能夠被容納，或是容納以這種液體浸潤過的海綿。該貯液元件6能夠通過液體接合的裝置而連接該加熱元件5，其能夠傳送加熱能量給液體，由此蒸發或揮發液體內的某些特定化合物。該加熱元件5與該貯液元件6之間的液體接合可能會導致該加熱元件5形成一個塞入該液體貯槽的電極，在一個更普遍的選擇中，為一個液體輸送裝置，例如延伸在該貯液元件6與該加熱元件5之間的吸液芯。
被該噴霧產生裝置V的使用者吸入的氣束或是氣流S能夠流經貫穿或環繞該貯液元件6的一個普通氣流通道部PC。因此，當使用者在該吸嘴10上的吸氣動作，由於一口一口地吸該吸嘴10造成低壓以及噴霧能夠經由該吸嘴10的氣流出口11被吸入，使噴霧在該噴霧產生裝置V中被產生。
該噴霧產生裝置V能夠進一步的包括電子電路控制該噴霧產生裝置V的運作，和/或在該噴霧產生裝置V外表面的各種按鈕與發光元件，上述的裝置為了提高圖式的清晰度而未在圖1中示出。
該電池殼體部1與該霧化殼體部2能夠為可分離的，例如通過一個連接器的裝置，其被配置於該霧化殼體部2，以便機械地與可釋放地將該霧化殼體部2連接該電池殼體部1。該電池殼體部1與該霧化殼體部2的連接器與連接插座能夠被建構為互補且對應的樣貌，例如通過模製過程來實現互補地卡扣配合或是互鎖的間隙。例如，當該連接器的邊緣進入該連接插座，該連接器能夠包括突出部而與連接插座的凹槽互相連接。此外，該連接器與該連接插座能夠被設計成在該動力源3與該加熱元件5之間形成電連接，並連接該電池殼體部1與該霧化殼體部2。
本發明可以進一步有可能提供密封裝置，如橡膠O型環或是類似構件，其設置於該連接器與該連接插座之間以流體地密封該電池殼體部1與該霧化殼體部2之間與外界環境的交界處。
請參照圖1，該噴霧產生裝置V的功能現在將被詳盡地敘述。該噴霧產生裝置V包括在外部的一個或多個第一氣流入口或孔8。例如，在相反於該吸嘴10的一端，一個或多個孔8能夠被形成在該電池殼體部1，從而建造一個主氣流通道P1，其作為一個啟動氣流通道P1位於在裝置體內的該電池殼體部1末端與一個分支氣流交點A2之間。當空氣被先前敘述的使用者由該第一氣流入口8汲取至該吸嘴10，該主氣流通道P1被用於在該加熱元件5產生噴霧。
另一方面，該噴霧產生裝置V能夠包括在裝置體的一個或多個旁通氣流入口或孔9。該旁通氣流入口9允許空氣沿一個旁通氣流通道P2流入該噴霧產生裝置V。該主氣流通道P1與該旁通氣流通道P2在裝置體內的該分支氣流交點A2分流，該噴霧產生裝置V具有貫穿的吸嘴10以傳遞空氣與液體蒸發粒子所形成的噴霧給使用者。根據本發明，該旁通氣流通道P2形成一個旁路讓空氣繞過該主氣流通道P1，這將在下面描述。
透過使用者在該吸嘴10上的吸氣動作所汲取的空氣形成該氣流S將以總體積流率為單獨的氣流通道P1與氣流通道P2的體積流率之和流動。給定該氣流S在該吸嘴10一個恆定的總體積流率並且沒有在一個或多個旁通氣流入口9有主動遮蓋動作，通過該旁通氣流通道P2的體積流率將為非零值，從而降低總量氣流中剩餘氣流通過該主氣流通道P1的體積流率。
該啟動裝置4被配置為感測在該噴霧產生裝置V的裝置體內一位置的至少一個氣流參數，例如壓力、流速、氣流率，該位置以一個虛線圈圍處指示並概括地表示空氣流量檢測位置A1，該位置在主動式感測器表面附近。例如，該啟動裝置4可以包括一個機械到電力的轉換器，其能夠根據在其附近的空氣壓力檢測變化而產生電信號。該啟動裝置4可替代地，例如，包括一個麥克風，諸如動態式麥克風，電容式麥克風，電容式麥克風或壓電式麥克風。
該啟動裝置4也可以採用微機電系統（MEMS）啟動感測器。可替代地，也可以使用其他類型的啟動感測器，例如壓差感測器、質量流感測器、速度感測器，流率感測器，溫度感測器等。該啟動裝置4也可以在啟動感測器中採用多種類型的感測器並組合該些多種類型的感測器的量測值而得到綜合感測結果，然後其能夠與合併啟動門檻值或是預定範圍相比較。
該啟動裝置4能夠具有啟動門檻值或是在預定範圍值被啟動（或組合多個感測器的啟動門檻值）而選擇性地啟動該動力源3與該加熱元件5之間的開關7。以其它的方式來啟動該加熱元件5是能夠被考慮的，並且為所屬領域中具有通常知識者所熟知。當在該啟動裝置4的主動式感測器表面附近的檢測位置A1的真空壓力，即壓力下降超過啟動門檻值或預定範圍值，該啟動裝置4將會關閉該開關7，藉此建立該動力源3與該加熱元件5之間的電連接，並允許該加熱元件5由該動力源3供給動力。
在其零位置，即沒有任何外部影響，該第二氣流入口9將開放而允許空氣通過該旁通氣流通道P2。這有助於保持由使用者的吸氣動作所造成在該主氣流通道P1壓力下降到足夠地低到不觸發該啟動裝置4關閉該開關7。例如，與成年人吹或吸相關連的平均體積流率在18毫升/每秒至20毫升/每秒之間，以高達60毫升/每秒的峰值流率。該第二氣流入口9的尺寸大小與數量與該旁通氣流通道P2的規模一樣，因此可設計成這樣一種方式，當該第二氣流入口9不被主動遮蓋時，相對於該主氣流通道P1內氣流總量的小部分空氣被吸入而通過該旁通氣流通道P2足夠地高到不切斷或觸發該啟動裝置4。例如，該啟動裝置4的最小啟動門檻值可以是大約10毫升/每秒。由於該第二氣流入口9不被遮蓋，在該吸嘴10非故意地吸氣將不能夠啟動霧化機構
在成年使用者有意地使用該噴霧產生裝置V的期間，使用者將必須遮蓋該第二氣流入口9以降低通過該旁通氣流通道P2的部分氣流至零或接近零的程度，並同時經由該吸嘴10吸氣。通過該位置A1的體積流率將相應地增加，接近該啟動裝置4的壓力下降將超過門檻值或是預定範圍值而關閉該開關7，並啟動該噴霧產生裝置V的霧化機構。
圖2表示第二氣流入口9可能的位置或類型，以參考數字9a、9b、9c、9d、9f表示。但應該指出的是，圖2只是示例性的，而實際的噴霧產生裝置V可以僅單獨地或組合地採用一個或一些的第二氣流入口9的可能位置或類型，這取決於該噴霧產生裝置V的類型、幾何形狀與尺寸以便建構一個或多個旁通氣流通道P2。
該噴霧產生裝置V可以包括第二氣流入口9a、9b、9c，如在該電池殼體部1的孔9a或是如在該霧化殼體部2的孔9b。這些孔9a、9b、9c能夠被形成在環繞該電池殼體部1或是該霧化殼體部2圓周不同的位置（示例性地以孔9c指出）。該第二氣流入口9d也能夠在該電池殼體部1與該霧化殼體部2連接處之間，例如在相應位置的機械連接器建立切口或凹口。
該第二氣流入口9f也可以被形成如鄰近該電池殼體部1的後端遠離該吸嘴10的孔9f。使用這樣的孔9f作為該第二氣流入口9的噴霧產生裝置V實例被示於圖3。
最後，本發明也可能夠提供間接關閉裝置用以啟動該第二氣流入口9的遮蓋動作。例如，一個遮蓋促動器9e可能被形成為一個按鈕、一個滑塊、一個快門、一個閥或類似的裝置來觸發機械遮蓋機構切斷該第二氣流入口9。該機械遮蓋機構可以是彈簧加載的，以使遮蓋促動器9e將必須被主動地按住，以便保持該第二氣流入口9在吸氣期間被遮蓋。可替代地，本發明也有可能提供一種被動關閉機構，例如一個環或任何其他裝置，用於在該噴霧產生裝置V被打算使用的期間連續地關閉第二氣流入口9，這樣可以避免使用者維持他/她的手指在裝置上或是使用者手指的誤放。這種被動關閉機構可以在有目的地使用最初被切斷，一旦使用結束時再次解除。
該些不同的孔9a、9b、9c、9d、9f在該噴霧產生裝置V的數量、位置與尺寸以及遮蓋促動器9e都是可以變化的，並可以依據該噴霧產生裝置V部件種類來選擇。例如，孔9a、9b、9c、9d、9f可以是具有0.1毫米和2毫米之間直徑的圓形孔。
如本文所示的噴霧產生裝置V，其能夠實現一個簡單並且相當便宜的防止兒童使用電子菸方案，其應該能夠在煙草產品指令（Tobacco Products Directive）通過法規測試。另一個作用，該些在該噴霧產生裝置V的裝置體外部的氣流入口9a、9b、9c、9d、9f可用心地考慮到以美學、設計與外觀來配置。裝飾地配置該些氣流入口9a、9b、9c、9d、9f同時提供兒童安全將是有用的賣點。
在前面的詳細描述，各種特徵被一起組合在一個或多個實施例為求合理化公開的目的。但應該理解的是，上面的描述旨在說明性的，而不是限制性的。其意在包含所有替換，修改和等效置換。許多其他的實例將對本領域中具有通常知識者在審閱以上說明書的前提下是相當明顯的。
V‧‧‧噴霧產生裝置
1‧‧‧電池殼體部
2‧‧‧霧化殼體部
3‧‧‧動力源
4‧‧‧啟動裝置
5‧‧‧加熱元件
6‧‧‧貯液元件
7‧‧‧開關
8‧‧‧第一氣流入口；孔
9、9a、9b、9c、9d、9f‧‧‧旁通氣流入口、第二氣流入口；孔
9e‧‧‧促動器
10‧‧‧吸嘴
11‧‧‧氣流出口
P1‧‧‧啟動氣流通道；主氣流通道
P2‧‧‧旁通氣流通道
A1‧‧‧氣流感測區
A2‧‧‧分支氣流交點
PC‧‧‧普通氣流通道部
S‧‧‧氣流
圖1：為本發明噴霧產生裝置一實施例的功能描述示意圖。 圖2：為本發明噴霧產生裝置另一實施例的外觀圖。 圖3：為本發明噴霧產生裝置又一實施例的功能描述示意圖。
V‧‧‧噴霧產生裝置
1‧‧‧電池殼體部
2‧‧‧霧化殼體部
3‧‧‧動力源
4‧‧‧啟動裝置
5‧‧‧加熱元件
6‧‧‧貯液元件
7‧‧‧開關
8‧‧‧第一氣流入口；孔
9‧‧‧旁通氣流入口、第二氣流入口；孔
10‧‧‧吸嘴
11‧‧‧氣流出口
P1‧‧‧啟動氣流通道；主氣流通道
P2‧‧‧旁通氣流通道
A1‧‧‧氣流感測區
A2‧‧‧分支氣流交點
PC‧‧‧普通氣流通道部
S‧‧‧氣流

Claims (15)

  1. 一種噴霧產生裝置，其包括有： 一個殼體部，其具有至少一個氣流入口與至少一個氣流出口，並定義在該氣流入口與該氣流出口之間的一個主氣流通道； 一個噴霧產生器，其設置於該殼體部用以提供噴霧至該氣流出口； 一個啟動裝置，其設置於該主氣流通道並配置為選擇性地啟動該噴霧產生器；以及 一個氣流減緩裝置被配置為讓使用者在使用中減緩該主氣流通道內的氣流，所述減緩的氣流受到該啟動裝置的感測，藉此啟動該噴霧產生器。
  2. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中該氣流減緩裝置設置於該主氣流通道相較於該啟動裝置的上游。
  3. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中該氣流減緩裝置由有別於，但流體地連通該主氣流通道的另一個氣流通道所提供。
  4. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其由兩個可分離的部件所形成，並且該氣流減緩裝置位於其中一部件。
  5. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中該氣流減緩裝置選擇性地增加或減少而調整該主氣流通道的空氣流率。
  6. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中該氣流減緩裝置以旁通氣流裝置調整該主氣流通道的空氣流率值，以防止被使用者啟動前，該主氣流通道內的空氣流率超過預定範圍。
  7. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中該氣流減緩裝置在該噴霧產生裝置的外部包括至少一個孔或是氣流入口。
  8. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中該氣流減緩裝置可以通過電子或機械方式停用。
  9. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其更包括一個動力源，以及其中該啟動裝置包括一個開關用以調整由該動力源輸送至該噴霧產生器的動力供給。
  10. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中當該主氣流通道內的空氣流率值在預定範圍內或是預定門檻值內，該啟動裝置允許該噴霧產生器產生噴霧。
  11. 如請求項1所述的噴霧產生裝置，其中該啟動裝置包括至少一個氣流感測器。
  12. 如請求項11所述的噴霧產生裝置，其中該至少一個氣流感測器為機械到電力的感測器、微機電系統啟動感測器、壓差感測器、質量流感測器、速度感測器或流率感測器之中的一種。
  13. 如請求項11所述的噴霧產生裝置，其中該至少一個氣流感測器為一個麥克風，如動態式麥克風，電容式麥克風或壓電式麥克風。
  14. 如請求項7所述的噴霧產生裝置，其中該氣流減緩裝置由使用者以至少一手指遮蓋而觸發。
  15. 一種噴霧產生裝置，其包括有： 一個殼體部； 至少一個氣流出口； 至少一個氣流入口，其形成於該殼體部； 有別於形成在該殼體部的氣流入口的另外至少一個氣流入口； 在該至少一個氣流出口與該至少一個氣流入口之間的一個主氣流通道，其與在該殼體部內的一個分支交點流體地連通； 在另外至少一個氣流入口與該分支交點之間的一個旁通氣流通道，其有別於該主氣流通道； 一個噴霧產生器，其包括一個霧化機構被配置為從該霧化機構的一個貯液元件將液體或氣體中的化合物揮發成流過該主氣流通道的一個氣流； 一個開關，其耦接該霧化機構並配置為在其關閉時啟動該霧化機構； 一個啟動裝置，其被配置為量測該主氣流通道內的至少一項氣流參數，並且當量測的氣流參數超過預定啟動門檻值或是預定範圍值時關閉該開關。
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