TW201831099A - 氣溶膠產生系統與用於具有兩部件液體儲存隔室的氣溶膠產生系統之匣體 - Google Patents

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Abstract

本發明有關一種用於氣溶膠產生系統之匣體(100)或一種氣溶膠產生系統。該匣體或系統包括一含有液態氣溶膠生成基材(131)的儲存隔室，該儲存隔室具有彼此連接的一第一部件(130)與一第二部件(135)，使得在該第一部件中的液體可流向該第二部件；一氣流通道(140)通過該儲存隔室的第一部件與第二部件之間；及一流體可滲透的氣溶膠產生元件(120)是設置在該儲存隔室的第一部件與第二部件之間。該氣溶膠產生元件具有一第一側與一相對於所述第一側的第二側，該氣溶膠產生元件的第一側形成該氣流通道的一部分，且該氣溶膠產生元件的第二側接觸來自該儲存隔室的第二部件的液體，使得在該儲存隔室的第一部件中的液態氣溶膠生成基材必須流向該儲存隔室的第二部件以到達該流體可滲透的氣溶膠產生元件。

Description

氣溶膠產生系統與用於具有兩部件液體儲存隔室的氣溶膠產生系統之匣體
本發明有關一種氣溶膠產生系統及一用於氣溶膠產生系統的匣體，其構造成加熱一液態氣溶膠生成基材以產生氣溶膠。尤其是，本發明有關一種構造成產生供使用者吸入的氣溶膠之手持式氣溶膠產生系統。
在從液態氣溶膠生成基材產生氣溶膠的手持式氣溶膠產生系統中，通常具有將液體輸送到氣溶膠產生元件附近的某些構件，以補充已由氣溶膠產生元件霧化的液體。然而，在沒有供給過剩液體下，其可能難以確保足夠的液體輸送到氣溶膠產生元件的附近，導致洩漏及在使用者吸入的氣溶膠中含有大液滴。
重力在氣溶膠產生系統中的液體輸送過程扮演重要的角色。通常，液體設置有含液體與加熱元件形式的氣溶膠產生元件的匣體或霧化器。匣體具有一可供使用者吸取所產生氣溶膠的嘴端、及一相對於所述嘴端 的連接端，所述連接端係連接到一含有控制電路與電源供應器的控制單元。加熱元件通常位於靠近所述連接端，以允許容易連接到電源供應器，同時液體保持在加熱元件與匣體的嘴端之間的儲存隔室內。在這類型系統的典型使用期間，系統的最高部件是匣體的嘴端，使得重力將液體下拉向加熱器。這可能導致在加熱元件處供給過剩液體，特別是液體洩漏到氣溶膠輸送給使用者的氣流路徑中。
一替代性配置在典型使用期間是將加熱元件置放在較高於液體儲存隔室的位置，並使用毛細材料克服重力將液體傳送給加熱器。但是這可能導致無法供應足夠或穩定的液體給加熱元件，特別是當液體儲存隔室變成較空的情況。
想要提供一用於氣溶膠產生系統的配置，其中即使當液體儲存隔室變成較空時，可對氣溶膠產生元件提供足夠與符合的液體供應，同時降低液體洩漏，且其中不需要諸如泵之類的複雜組件。
在本發明的一第一態樣中，提供一種用於氣溶膠產生系統的匣體，該匣體包括：一儲存隔室，其包含一液態氣溶膠生成基材，該儲存隔室具有彼此連接的一第一部件與一第二部件，使得在該第一部件中的液體可流向該第二部件；一氣流通道，其通過該儲存隔室的第一部件與第二部件之間； 一流體可滲透的氣溶膠產生元件，其設置在該儲存隔室的第一部件與第二部件之間，並具有一第一側與一相對於所述第一側的第二側，該氣溶膠產生元件的第一側形成該氣流通道之一部分，且該氣溶膠產生元件的第二側接觸來自該儲存隔室的第二部件的液體，使得在該儲存隔室的第一部件中的液態氣溶膠生成基材可只透過該儲存隔室的第二部件到達該流體可滲透的氣溶膠產生元件。
所述第一部件和所述第二部件可以經由一液體通道彼此連接，使得所述第一部件中的液體可以經由該液體通道流至該第二部件。
該氣溶膠產生元件可為一加熱元件。或者，該氣溶膠產生元件可為一振動元件。
有利地係，該儲存隔室的第一部件具有較大於該儲存隔室的第二部件的液體儲存容量。有利地係，該儲存隔室的第一部件大於該儲存隔室的第二部件。使用時，該儲存隔室的第一部件通常設置在該氣溶膠產生元件的上方。使該儲存隔室的第一部件較大於該儲存隔室的第二部件確保在重力的影響下，在使用期間液體從該儲存隔室的第一部件傳送到該儲存隔室的第二部件，且因此輸送到該氣溶膠產生元件。
有利地係，該儲存隔室的第二部件包括一接觸所述氣溶膠產生元件的第二側的毛細材料。該毛細材料係克服重力將液態氣溶膠生成基材傳送到該氣溶膠產生元件。藉由要求該液態氣溶膠生成基材在使用時是抵 抗重力的作用來移動到達該氣溶膠產生元件，可降低大量液滴進入氣流通道。
該毛細材料是利用能夠保證液態氣溶膠生成基材接觸該氣溶膠產生元件的至少一部分表面的材料製成。該毛細材料可延伸到該氣溶膠產生元件中的空隙或開孔。該氣溶膠產生元件可藉由毛細管作用將液態氣溶膠生成基材吸取到空隙或開孔中。
一毛細材料為主動將液體從材料的一端傳送到另一端的材料。該毛細材料可具有一纖維或海綿結構。該毛細材料最好包括一毛細管束。例如，該毛細材料可包括複數個纖維或絲線或其他微小孔管。纖維或絲線可大致對齊以將液態氣溶膠生成基材傳送向該氣溶膠產生元件。或者，該毛細材料可包括海綿狀或發泡體狀材料。該毛細材料的結構形成複數個微小通孔或管體，毛細作用可透過其來輸送該液態氣溶膠生成基材。該毛細材料可包括任何適當材料或多個材料的組合。適當材料的實例是一海綿或發泡體材料、纖維或燒結粉末形式的陶瓷或石墨基材料、發泡金屬或塑膠材料，例如利用紡絲或擠出纖維製成的纖維材料，諸如乙酸纖維素(Cellulose acetate)、聚酯或鍵結聚烯、聚乙烯、聚酯纖維或聚丙烯纖維、尼龍纖維或陶瓷。該毛細材料可具有任何適當毛細管現象與多孔性，以用於不同的液體物理特性。該液態氣溶膠生成基材具有物理特性，包括但不限於黏度、表面張力、密度、導熱率、沸點與蒸氣壓力，其允許液態氣溶膠生成基材藉由毛細管作用輸送通過毛 細介質。
或者，或此外，該儲存隔室可包括一用於保持液態氣溶膠生成基材的載體材料。該載體材料可在該儲存隔室的第一部件、該儲存隔室的第二部件、或該儲存隔室的所述第一和第二部件兩者。該載體材料可為一發泡體、與整體纖維的海綿。該載體材料可利用一聚合物或共聚物形成。在一實施例中，該載體材料為一聚酯紗(Spun polymer)。該氣溶膠生成基材在使用期間可釋放到該載體材料中。例如，該液態氣溶膠生成基材可設置在膠囊中。
該匣體可包括一殼體，該殼體具有一連接端與一遠離所述連接端的嘴端，該連接端構造成連接一氣溶膠產生系統的控制主體。該氣溶膠產生元件的第二側可面向該連接端，且該氣溶膠產生元件的第一側可面向該嘴端。電源可透過該殼體的連接端而從一連接的控制主體傳送到該氣溶膠產生元件。
有利地係，該氣溶膠產生元件是比該嘴端開口較靠近該連接端。此允許在該控制主體的電源與該氣溶膠產生元件之間的簡單與短的電連接路徑。
該氣流通道是在該儲存隔室的第一和第二部件之間延伸。此外，該氣流通道可延伸通過該儲存隔室的第一部件。例如，該儲存隔室的第一部件可具有一環形橫截面，且該氣流通道從該氣溶膠產生元件通過該儲存隔室的第一部件延伸到一嘴端開口。或者，該氣流通道可從該氣溶膠產生元件延伸到相鄰該儲存隔室的第一 部件的該嘴端開口。
該氣溶膠產生元件的第一和第二側可為實質平面。該氣溶膠產生元件可為一加熱元件。該加熱元件可包括一實質平坦加熱元件以允許簡單製造。在幾何形狀上，術語「實質平坦」加熱元件是用來指一實質二維度拓撲岐管形式的加熱元件。因此，該實質平坦加熱元件沿著表面在二維度的延伸實質較大在三維度。尤其是，在所述表面內的二維度中的實質平坦加熱元件的尺寸是至少五倍大於在垂直於表面的第三維度。一實質平坦加熱元件的實例是在兩實質虛擬平行表面之間的結構，其中這兩假想表面之間的距離是實質較小於在所述表面內的延伸。在某些實施例中，該實質平坦加熱元件是平面。在其他實施例中，該實質平坦加熱元件是沿著一或多個尺寸彎曲，例如形成一圓頂形或橋形。
該加熱元件可包括從第二側延伸到第一側且流體可穿過的複數個空隙或開孔。
該氣溶膠產生元件可以替代地或附加地包括一振動膜或一網目。可使用壓電元件來使前述膜或網目振動。通過該振動膜或該網目中的孔或間隙的液態氣溶膠生成基材可形成液滴，該液滴在通過該系統的氣流中形成氣溶膠。該氣溶膠產生元件可替代地或附加地包括多個液滴噴射器，如可使用壓電或熱噴射機構的泡沫噴嘴。
該加熱元件可包括複數個導電絲。在本說明書中使用的術語「導電絲」是指在兩電觸點間的電路徑。 一導電絲可任意分叉並分別分成數個路徑或導電絲；或者，可從數個電路徑匯聚成一路徑。一導電絲可具有圓形、正方形、平坦、或任何其他橫截面形式。一導電絲可採用直線或彎曲的方式進行配置。
該加熱元件可為例如彼此平行配置的導電絲陣列(Matrix)。最好係，該導電絲可形成一網目。該網目可為編織或非編織。該網目可使用不同類型的編織或網格結構形成。或者，該導電加熱元件是由導電絲陣列或導電絲織物組成。所述導電絲的網目、陣列或織物的特徵亦在於其保持液體的能力。
在一較佳實施例中，一實質平坦加熱元件可利用形成金屬網目的金屬絲構成。最好係，該網目具有一平紋設計。最好係，該加熱元件是一利用網目細條製成的金屬線網格。
該等導電絲可定義在該等導電絲之間的空隙，且該等空隙可具有10微米與100微米之間的寬度。最好係，該等導電絲在空隙中產生毛細管作用，使得使用時，汽化的液體被吸取到空隙，增加在該加熱元件與該液態氣溶膠生成基材之間的接觸面積。
該等導電絲可形成介於每厘米有60和240條導電絲(+/- 10%)之間尺寸的網目。最好係，該網目密度是介於每厘米有100和140條導電絲(+/- 10%)之間。更好係，該網目密度是每厘米約有115條導電絲。該等空隙的寬度可介於100微米和25微米之間，最好是介於80微米和70微米之間，更好是約74微米。該網目的開 口面積的百分比(其為空隙的面積與網目的總面積之比)可介於40%和90%之間，最好是介於85%和80%之間，更好是約82%。
該等導電絲可具有介於8微米和100微米之間的直徑，最好是介於10微米和50微米之間，更好是介於12微米與25微米之間，且最好是約16微米。該等導電絲可具有一圓形橫截面或可具有一平坦橫截面。
該等導電絲的網目、陣列或織物的面積可為較小，例如小於或等於50平方毫米，最好是小於或等於25平方毫米，更好是約15平方毫米。尺寸是經選擇以將加熱元件結合在手持式系統中。所述導電絲的網目、陣列或織物的尺寸小於或等於50平方毫米將可減小加熱導電絲的網目、陣列或織物所需的總功率量，同時仍確保導電絲的網目、陣列或織物充分接觸該液態氣溶膠生成基材。所述導電絲的網目、陣列或織物可例如為矩形，並具有介於2毫米至10毫米之間的長度、與介於2毫米和10毫米之間的寬度。最好係，該網目具有約5毫米乘以3毫米的尺寸。
該加熱元件的導電絲可利用具有適當電特性的任何材料形成。適宜的材料包括但不限於：半導體，諸如摻雜陶瓷、電「導」陶瓷(諸如，例如二矽化鉬)、碳、石墨、金屬、金屬合金、及利用陶瓷材料與金屬材料製成的合金材料。這類複合材料可包括摻雜或未摻雜之陶瓷。適宜的摻雜陶瓷實例包含摻雜碳化矽。適宜的金屬實例包括鈦、鋯、鉭及鉑族金屬。
適宜的金屬合金的實例包括不銹鋼、康銅(Constantan)、含鎳、含鈷、含鉻、含鋁、含鈦、含鋯、含鉿、含鈮、含鉬、含鉭、含鎢、含錫、含鎵、含錳和含鐵的合金；及基於鎳、鐵、鈷、不銹鋼、Timetal®、鐵鋁基合金和鐵錳鋁基合金的超合金。Timetal®是鈦金屬公司(Titanium Metals Corporation)的註冊商標。該等導電絲可塗覆一或多個絕緣體。用於該等導電絲的最佳材料是不銹鋼和石墨，更好是300系列不銹鋼，像似AISI 304、316、304L、316L。此外，該導電加熱元件可包括前述材料的組合。某些材料的組合可用來改善該實質平坦加熱元件的電阻控制。例如，具有高固有電阻的材料可結合具有低固有電阻的材料。如果其中一種材料從其他觀點來看是更有益的，例如價格、機械加工性或其他物理及化學參數，這可能是有利的。有利地係，一具有增加電阻的實質扁平導電絲配置可減少寄生損耗。有利地係，高電阻率加熱器允許更有效使用電池能量。
最好係，該等導電絲是利用線材製成。更好係，該線材是利用金屬，更好是利用不銹鋼製成。
該加熱元件的導電絲的網目、陣列或織物的電阻可介於0.3歐姆和4歐姆之間。最好係，該電阻等於或大於0.5歐姆。更好係，導電絲的網目、陣列或織物的電阻是介於0.6歐姆和0.8歐姆之間，且最好是約0.68歐姆。所述導電絲的網目、陣列或織物的電阻最好是至少一數量級，且更好是至少兩數量級，大於導電接觸面積的電阻。這此確保通過該加熱元件的電流產生的 熱量將局限於導電絲的網目或陣列。如果系統是由電池供電，則對於加熱元件具有低總體電阻是有利的。一低電阻、高電流系統允許將高電源傳送給該加熱元件。這使得該加熱元件快速將該等導電絲加熱到想要的溫度。
或者，該加熱元件可包括一其中形成孔陣列的加熱板。例如，該等開孔可藉由蝕刻或機械加工形成。該加熱板可利用任何具有適當電特性的材料形成，諸如前述有關加熱元件的導電絲之材料。
該氣溶膠產生元件的第一側可直接面對該嘴端開口。一平面氣溶膠產生元件的定向允許製程期間簡單組裝該匣體。
該加熱元件可為一加熱器總成之一部分。該加熱器總成可包括該加熱元件與電連接到該加熱元件的電接觸部。該等電接觸部可為兩導電接觸墊。該等導電接觸墊可設置在該加熱元件的邊緣區域。最好係，該等至少兩導電接觸墊可設置在該加熱元件的末端。一導電接觸墊可直接固定到該加熱元件的導電絲。一導電接觸墊可包括一錫包體(Patch)。或者，一導電接觸墊可整合該加熱元件。
該等接觸部可透過該殼體的一連接端來暴露，以允許接觸在一氣溶膠產生系統的控制主體中的電接觸銷。
該儲存隔室可包括一儲存隔室殼體。該氣溶膠產生元件可以被固定到該儲存隔室殼體。該儲存隔室殼體可包括一射出成型部件或一加熱器底座，該射出成 型部件或該加熱器底座是射出成型在該加熱器總成或氣溶膠產生元件的其他形式上。該射出成型部件或該加熱器底座可覆蓋該加熱器總成或該氣溶膠產生元件的第一側之一部分，以隔離該等電接觸部與該氣流通道，並可覆蓋該加熱器總成或該氣溶膠產生元件的第二側的至少一部分，以隔離該等電接觸部與該液態氣溶膠生成基材。
該加熱器底座可包括從該加熱器總成的第二側延伸的至少一壁部，該至少一壁部形成該液體儲存隔室的第二部件之一部分。該加熱器底座可定義一從該加熱器總成的第一側到該加熱器總成的第二側的液體流動路徑。
該液體儲存隔室可保持液態氣溶膠生成基材。如本說明書有關本發明的使用，一氣溶膠生成基材是能夠釋放可形成氣溶膠的揮發性化合物的基材。揮發性化合物可藉由加熱氣溶膠形成基材來釋放。揮發性化合物可藉由讓液態氣溶膠形成基材移動通過可振動元件的通道而被釋放。
該氣溶膠生成基材在室溫下可為液體。該氣溶膠形成基材可包含液體及固體組分兩者。該液態氣溶膠形成基材可包含尼古丁。含尼古丁的液態氣溶膠形成基材可為尼古丁鹽基材。該液態氣溶膠形成基材可包含以植物為基底的材料。該液態氣溶膠形成基材可包含菸草。該液態氣溶膠形成基材可包含一含菸草的材料，而該材料含有在加熱時釋放自該氣溶膠形成基材之揮發性菸草味化合物。該液態氣溶膠形成基材可包含經均質化 的菸草材料。該液態氣溶膠形成基材可包含不含菸草的材料。該液態氣溶膠形成基材可包含經均質化之以植物基材料。
該液態氣溶膠生成基材可包含一或多個氣溶膠形成劑。一氣溶膠形成劑是任何適當已知化合物或化合物的混合物，其使用時有助於形成一緻密和穩定的氣溶膠，且實質防止在系統工作溫度下的熱降解。適宜的氣溶膠形成劑的實例包括甘油(Glycerine)與丙二醇。適宜的氣溶膠形成劑在技術中為熟知，且包括但不限於：多元醇(Polyhydric alcohol)，諸如三甘醇(Triethylene glycol)、1,3-丁二醇(1,3-butanediol)與甘油；多元醇的酯類，諸如甘油單酯、二酯或三酯；及單、雙或多羧酸的脂族酯，諸如十二烷二酸二甲酯(Dimethyl dodecanedioate)和十四烷二酸二甲酯(Dimethyl tetradecanedioate)。該液態氣溶膠生成基材可包含水、溶劑、乙醇、植物萃取物與天然或人造香料。
該液態氣溶膠生成基材可包含尼古丁與至少一氣溶膠形成劑。該氣溶膠形成物可為甘油或丙二醇。該氣溶膠形成物可包含甘油及丙二醇兩者。該液態氣溶膠形成基材可具有在約0.5%與約10%之間，例如約2%的尼古丁濃度。
該殼體可利用一可射出成型塑膠材料形成，諸如聚丙烯(Polypropylene，PP)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)。該殼體可形成該儲存隔室的壁部之一部分或全部。該殼體與儲存隔室可 整體形成。或者，該儲存隔室可與該殼體分開形成且可組裝到該殼體。
該匣體可包括一使用者可吸取氣溶膠的可移除式嘴件。該可移除式嘴件可覆蓋該嘴端開口。或者，該匣體可被構造成允許使用者直接在該嘴端開口處吸取。
該匣體可使用液態氣溶膠生成基材重新填充。或者，該匣體可被設計成當該儲存隔室變成空的液態氣溶膠生成基材時被丟棄。
在本發明的一第二態樣中，提供一種用於氣溶膠產生系統的匣體，該匣體包括：一殼體，其具有一嘴端開口；一儲存隔室，其在該殼體內且包含一液態氣溶膠生成基材；一流體可滲透的氣溶膠產生元件，其在該殼體內並具有一第一側與一相對於所述第一側的第二側，該氣溶膠產生元件的第一側是比該氣溶膠產生元件的第二側較靠近該嘴端開口，且該氣溶膠產生元件的第二側接觸來自該儲存隔室的液體；及一氣流通道，其從該氣溶膠產生元件的第一側延伸到該嘴端開口；其中該儲存隔室的一第一部件是設置在該氣溶膠產生元件與該嘴端開口之間，且該儲存隔室的一第二部件是設置在該氣溶膠產生元件至該嘴端開口的一相對側上。
在本說明書中，「設置其間」是指從該氣溶膠產生元件至該嘴端開口的一直線必須穿過或通過該儲存隔室的第一部件。該氣流通道可穿過該儲存部件。
本發明的第一態樣之匣體的特徵可應用於本發明的第二態樣。
在本發明的一第三態樣中，提供一種氣溶膠產生系統，該氣溶膠產生系統包括根據本發明之第一或第二態樣的匣體、與一連接到所述匣體的控制主體，該控制主體構造成控制該氣溶膠產生元件的電源供應。
該控制主體可包括至少一電接觸元件，該電接觸元件構造成當該控制主體連接到該匣體時，提供對該氣溶膠產生元件的一電連接。該電接觸元件可為細長。該電接觸元件可為彈簧加載。該電接觸元件可接觸在該匣體中的一電接觸墊。
該控制主體可包括一用於接合所述匣體的連接端之連接部件。
該控制主體可包括一電源供應器。
該控制主體可包括控制電路，該控制電路構造成控制從該電源供應器到該氣溶膠產生元件的電源供應。
該控制電路可包括一微控制器。該微控制器最好為一可編程的微控制器。該控制電路可包括其他電子組件。該控制電路可構造成調節該氣溶膠產生元件的電源供應。電源可在系統啟動之後連續供應給該氣溶膠產生元件；或者，可間歇性供應電源，諸如基於逐口抽 吸供應。該電源可以電流脈衝的形式供應給該氣溶膠產生元件。
該控制主體可包括一配置成將電源供應給控制系統與氣溶膠產生元件之至少一者的電源供應器。該氣溶膠產生元件可包括一獨立的電源供應器。該氣溶膠產生系統可包括一配置成將電源供應給控制電路的第一電源供應器、與一構造成將電源供應給氣溶膠產生元件的第二電源供應器。
該電源供應器可為一DC電源供應器。該電源供應器可為一電池。該電池可為一鋰基電池，例如一鋰鈷、一磷酸鐵鋰、一鈦酸鋰或一鋰聚合物電池。該電池可為一鎳氫電池或一鎳鎘電池。該電源可為另一形式的電荷儲存裝置，諸如一電容器。該電源供應器可能需要重新充電，並構造成用於許多週期的充電與放電。該電源供應器可具有允許儲存足夠能量之容量，以供一或多次使用者體驗之用；例如，該電源供應器可具有足夠的容量以允許在約六分鐘週期(對應於吸一支習知香菸所花費的典型時間)或在六分鐘倍數的週期內連續產生氣溶膠。在另一實例中，該電源供應器可具有足夠電量以允許該霧化總成的預定次數的抽吸或非連續激活。
該氣溶膠產生系統可為一手持式氣溶膠產生系統。該手持式氣溶膠產生系統可構造成允許使用者吸吮嘴件以通過該嘴端開口吸取氣溶膠。該氣溶膠產生系統可具有相當於習知雪茄或香菸的尺寸。該氣溶膠產生系統可具有介於約30mm與約150mm之間的總長度。該 氣溶膠產生系統可具有介於約5mm與約30mm之間的外徑。
雖然已將本發明的系統描述為包括一匣體與一控制主體，但是可將本發明實施在一單件式系統。在本發明的一第四態樣中，提供一種氣溶膠產生系統，其包括：一殼體，其具有一氣流入口與嘴端開口；一在所述殼體內的儲存隔室，其包含一液態氣溶膠生成基材，該儲存隔室具有彼此連接的一第一部件與一第二部件，使得在該第一部件中的液體能夠流向該第二部件；一氣流通道，其從該儲存隔室的第一部件與第二部件之間的氣流入口通向該嘴端開口；一流體可滲透的氣溶膠產生元件，其設置在該儲存隔室的第一部件與第二部件之間，並具有一第一側與一相對於所述第一側的第二側，該氣溶膠產生元件的第一側形成該氣流通道之一部分，且該氣溶膠產生元件的第二側接觸來自該儲存隔室的第二部件的液體，使得在該儲存隔室的第一部件中的液態氣溶膠生成基材必須流向該儲存隔室的第二部件，以到達該流體可滲透的氣溶膠產生元件。
一在所述殼體內的電源供應器，其連接到該氣溶膠產生元件；及控制電路，其在該殼體內並構造成控制從該電源供應器到該氣溶膠產生元件的電源供應。
在本發明的一第五態樣中，提供一種氣溶膠產生系統，其包括：一殼體，其具有一嘴端開口；一儲存隔室，其在該殼體內且包含一液態氣溶膠生成基材；一流體可滲透的氣溶膠產生元件，其在該殼體內並具有一第一側與一相對於所述第一側的第二側，該氣溶膠產生元件的第一側是比該氣溶膠產生元件的第二側較靠近該嘴端開口，且該氣溶膠產生元件的第二側接觸來自該儲存隔室的液體；一氣流通道，其從該氣溶膠產生元件的第一側延伸到該嘴端開口；一在所述殼體內的電源供應器，其連接到該氣溶膠產生元件；及控制電路，其在該殼體內並構造成控制從該電源供應器到該氣溶膠產生元件的電源供應；其中該儲存隔室的一第一部件是設置在該氣溶膠產生元件與該嘴端開口之間，且該儲存隔室的一第二部件是設置在該氣溶膠產生元件至該嘴端開口的一相對側上。
該氣溶膠產生元件可以是大致平面的。該氣溶膠產生元件的第二側可位在該氣流通道的外部。該氣溶膠產生元件的第二側可以與來自該儲存隔室的液體接觸，但不與該氣流通道中的空氣接觸。
該儲存隔室的第一部件和該儲存隔室的第二 部件可通過一液體通道彼此連接，使得該第一部件中的液體可以經該由液體通道流至該第二部件。本發明的第四和第五態樣的氣溶膠產生元件可包括關於本發明的第一和第二態樣的所述氣溶膠產生元件的任何特徵。
本發明的第四和第五態樣的儲存隔室可包括關於本發明的第一和第二態樣的所述儲存隔室的任何特徵。該儲存隔室可使用液態氣溶膠生成基材重新填充。或者，該系統可被設計成當該儲存隔室變成空的液態氣溶膠生成基材時被丟棄。
在本發明的第四和第五態樣中，該殼體可為細長。該殼體可包括任何適當材料或材料的組合。適宜的材料的實例包括含有一或多個這些材料的金屬、合金、塑料或複合材料；或者，適用於食品或藥物應用的熱塑性塑料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)和聚乙烯。該材料可為輕重量且非脆性的。該殼體可包括關於本發明的第一態樣的所述殼體的任何特徵。
本發明的第四和第五態樣的氣流通道可包括關於本發明的第一和第二態樣的所述氣流通道的任何特徵。
本發明的第四和第五態樣的電源供應器可包括關於本發明的第三態樣的所述電源的任何特徵。
本發明的第四和第五態樣的控制電路可包括關於本發明的第三態樣的所述控制電路的任何特徵。
本發明的任何態樣中的匣體、控制主體或氣 溶膠產生系統可包括一溝通所述控制電路的抽吸偵測器。該抽吸偵測器可構造成偵測使用者何時抽吸通過該氣流通道。
本發明的任何態樣中的匣體、控制主體或氣溶膠產生系統可包括一溝通所述控制電路的溫度感測器。該匣體、控制主體或氣溶膠產生系統可包括一使用者輸入件，諸如一開關或按鈕。該使用者輸入件可允許使用者啟動及關閉系統。
該匣體、控制主體或氣溶膠產生系統亦可包括指示構件，用於向使用者指示保持在該液體存儲部中的液態氣溶膠生成基材的確定量。該控制電路可構造成在確定保持在該液體存儲部中的液態氣溶膠生成基材量之後啟動該指示構件。
該指示構件可包括一或多個指示燈，諸如發光二極體(Light Emitting Diode，LED)；一顯示器，諸如LCD顯示器；及一可聽指示構件，諸如一喇叭或蜂鳴器；以及振動構件。該控制電路可構造成使一或多個指示燈發亮，在顯示器上顯示數量，經由喇叭或蜂鳴器發出聲音，並使該振動構件發生振動。
本發明之一態樣的特徵可應用於本發明的其他態樣。
10‧‧‧氣溶膠產生裝置
20‧‧‧加熱器總成
100‧‧‧匣體
105‧‧‧殼體、外殼體、匣體殼體
110‧‧‧嘴端開口
115‧‧‧連接端
120‧‧‧霧化總成、加熱器總成、加熱器元件
121‧‧‧加熱器元件、接觸墊、接觸部件
122‧‧‧加熱器元件
123‧‧‧加熱元件
130‧‧‧第一部件
131‧‧‧液態氣溶膠生成基材、液體
133‧‧‧液體通道、液體流路徑
134‧‧‧加熱器底座
135‧‧‧第二部件
136‧‧‧毛細材料
137‧‧‧上儲存隔室殼體
138‧‧‧端罩
139‧‧‧內壁
140、145‧‧‧氣流通道
145‧‧‧垂直部件
150‧‧‧氣流入口
160‧‧‧覆蓋面、彈簧加載銷
200‧‧‧控制主體
205‧‧‧對應連接端
210‧‧‧電池
220‧‧‧控制電路
現將參看附圖僅以舉例方式詳細地描述本發明之實施例，在該等附圖中：圖1為根據本發明之氣溶膠產生系統的示意圖； 圖2a為根據本發明之一包含嘴件的匣體之一第一橫截面的示意圖；圖2b為根據本發明之匣體之一第二橫截面的示意圖；圖3示意顯示一沒有嘴件的匣體；圖4a和4b示意說明圖2a和2b及圖3所示的加熱器底座；圖5a和5b為圖4a和4b所示加熱器總成與加熱器底座的上透視圖；圖6a和6b為圖4a和4b所示加熱器總成與加熱器底座的底視圖；及圖7示意說明一控制主體與加熱器總成的電連接。
圖1為根據本發明之氣溶膠產生系統的示意圖。該系統包括兩主要組件：一匣體100與一控制主體200。該匣體100的一連接端115為可移除式連接到該控制主體200的一對應連接端205。該控制主體200包括一電池210，該電池在本實例中是一可再充電的鋰離子電池；及控制電路220。該氣溶膠產生裝置10為可攜式且其尺寸相當於一習知雪茄或香菸。
該匣體100包括一含有霧化總成120的殼體105與一具有第一部件130和第二部件135的液體儲存隔室。一液態氣溶膠生成基材保持在該液體儲存隔室中。雖然圖1未示出，但是該液體儲存隔室的第一部件130連接到該液體儲存隔室的第二部件135，使得在該第 一部件130中的液體可流向該第二部件135。該霧化總成120接收來自該液體儲存隔室的所述第二部件135的液體。在此實施例中，該霧化總成120是一通常平面流體可滲透的加熱器總成。
一氣流通道140、145是透過匣體100從一氣流入口150通過該霧化總成120並從該霧化總成120延伸到在殼體105中的一嘴端開口110。
該匣體100的組件是經配置使得該液體儲存隔室的第一部件130是在該霧化總成120與該嘴端開口110之間，且該液體儲存隔室的第二部件135設置在該霧化總成120至該嘴端開口110的一相對側上。換句話說，該霧化總成120位於在該液體儲存隔室的第一和第二部件130、135之間，並接收來自該第二部件135的液體，且該液體儲存隔室的第一部件130是比該液體儲存隔室的第二部件135較靠近該嘴端開口110。該氣流通道延伸通過該霧化總成120且位於在該液體儲存隔室的第一和第二部件130、135之間。
該系統是經構造成使得使用者可抽吸或吸取該匣體100的嘴端開口110，以將氣溶膠吸取至其嘴內。操作時，當使用者在該嘴端開口110抽吸時，空氣從該氣流入口150通過氣流通道，經過該霧化總成120被吸取至該嘴端開口110。當啟動系統時，該控制電路220控制從該電池210到該匣體100的電源供應。此然後控制由該霧化總成120產生的蒸氣量和特性。該控制電路220可包括一氣流感測器，且當該氣流感測器偵測到使 用者在匣體100上抽吸時，該控制電路220可將電源供應給該霧化總成120。此類型的控制配置已在諸如吸入器與電子菸之類的氣溶膠產生系統中完善建立。因此，當使用者在該匣體100的嘴端開口110上吮吸時，該霧化總成120被啟動並產生夾帶在穿過氣流通道140的氣流中的蒸氣。蒸氣係利用在氣流通道145中的氣流加以冷卻以形成氣溶膠，其然後通過該嘴端開口110將其吸取至使用者的嘴內。
操作時，該嘴端開口110通常是該裝置的最高點。該匣體100的構造，且尤其是在該液體儲存隔室的第一和第二部件130、135之間的該霧化總成120的配置是有利的，因為其利用重力來確保液體基材被傳送到該霧化總成120，即使當該液體儲存隔室變空時，但是防止該霧化總成120的液體過量供應，可能導致液體洩漏到該氣流通道140。
圖2a為根據本發明之一實施例之匣體的第一橫截面。圖2b為正交於圖2a所示橫截面的第二橫截面。
圖2a所示的匣體100包括一外殼體105，該外殼體具有一含嘴端開口110的嘴端、與一相對於所述嘴端的連接端。在外殼105內為保持一液態氣溶膠生成基材131的液體儲存隔室。液體是藉由一上儲存隔室殼體137、一加熱器底座134與一端罩138的三組件而包含在該液體儲存隔室。一加熱器總成120是保持在該加熱器底座134。一毛細材料136是設置在該液體儲存隔 室的第二部件135中，並鄰接該加熱器總成120的中心區域中的加熱器元件。該毛細材料是被定向成將液體輸送到該加熱器元件。該加熱器元件121包括一由複數個導電絲形成的網目加熱器元件。這類型加熱器元件結構的細節可例如參考專利案第WO2015/117702號。一氣流通道140是在該液體儲存隔室的第一和第二部件130、135之間延伸。該氣流通道140的一底壁包括加熱器元件121與該加熱器底座134，該氣流通道140的側壁包括該加熱器底座134之一部分，且該氣流通道140的一頂壁包括該上儲存隔室殼體137之一部分。該氣流通道130具有一通過所述液體儲存隔室的第一部件130(如圖2a所示)延伸向嘴端開口110的垂直部件145。
該加熱器總成20通常為平面並具有兩面。該加熱器總成120的一第一面是面對該液體儲存隔室的第一部件130與該嘴端開口110。該加熱器總成120的一第二面接觸該毛細材料136與在該液體儲存隔室中的液體131，並面對該匣體100的一連接端115。如將描述，該加熱器總成120是較靠近該連接端，使得該加熱器總成120與一電源供應器的電連接可容易且健全實現。該液體儲存隔室的第一部件130是較大於該液體儲存隔室的第二部件135，並佔用在該加熱器總成120與該匣體100的嘴端開口110之間的空間。在該液體儲存隔室的第一部件130中的液體可透過在該加熱器總成120的任一側上的液體通道133流到該液體儲存隔室的第二部件135。雖然只需要一通道，但是在這實例中提供兩通道以 提供一對稱結構。該等通道是在該上儲存隔室殼體137與該加熱器底座134之間定義的封閉液體流動路徑。
圖3為在圖2a和圖2b所示匣體100的液體儲存隔室與加熱器總成120的放大圖。其可提供一含有圖3所示組件的匣體，而沒有一外殼體105或嘴件。一嘴件可如同該匣體100的一分離組件，或可如該控制主體200之一部分來提供，其中如圖3所示的一匣體係構造成插入該控制主體200。
圖3所示的匣體100可藉由先在該加熱器總成120周圍射出成型該加熱器底座134組裝成。該加熱器總成包括一如前述的網目加熱器元件122，其係固定到具有非常低於加熱器元件122之電阻率的一對錫接觸墊121。該等接觸墊121是固定在該加熱器元件122的相對端，如圖6a和6b所示。然後使用焊接或黏合劑將該加熱器底座134固定到該頂部儲存部殼體。該毛細材料136是被插入該液體儲存隔室的第二部件135。然後該端罩138是被固定到該加熱器底座以密封該液體儲存隔室。
或者，該加熱器底座毛細材料136與端罩138可在固定到該頂部儲存部殼體以前先被組裝成。圖4a為加熱器總成120、加熱器底座134、毛細材料136與端罩138的一第一橫截面。該等液體通道133是被清楚示出。圖4b為加熱器總成120、加熱器底座134、毛細材料136與端罩138的一第二橫截面。可看出，該加熱器底座134將該加熱器總成120固定在該加熱器總成120的兩側。 該等接觸墊121可容易從該加熱器總成120的第二側接取，但是被該加熱器底座覆蓋在該加熱器總成120的第一側上，以保護其不會在氣流通道140中形成蒸氣。該加熱器底座134的一底壁是從該加熱器總成120的第二側延伸，並將該等接觸墊121與在該液體儲存隔室的第二部件135中的液體隔離。
在圖5a、5b、6a和6b中更詳細示出加熱器底座134與加熱器總成120。圖5a和5b為圖4a和4b所示的加熱器總成120與加熱器底座134的上透視圖。圖6a和6b為圖4a和4b所示的加熱器總成120與加熱器底座134的底視圖。所述端罩138與毛細材料136是被移除。
圖5a和圖5b示出覆蓋所述加熱器總成120的接觸部件121的第一側之該加熱器底座134的覆蓋面160，同時暴露該網目加熱器元件122。從該液體儲存隔室的第一部件130到該液體儲存隔室的第二部件135的液體通道133是由該加熱器底座134的垂直壁部所定義。相同的壁部亦界定氣流通道140，因其通過該加熱器元件120。
該加熱器底座為注入射出成型，並利用諸如聚醚醚酮(PEEK)或液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)之類的工程聚合物製成。
圖6a和圖6b示出該加熱器底座134如何將該等接觸墊121與該液體儲存隔室的第二部件135隔離，但是允許可接取該等接觸墊121。該加熱器底座134 的一壁部將該等接觸部件121與在該儲存部中的液體隔離。該加熱器底座134亦將該等接觸墊121的暴露部件與該氣流通道140隔離。
在所述加熱器總成120上的該加熱器底座134的包覆成型提供一堅固的組件，使得在系統組裝期間可容易處理，不致於損壞該加熱器元件134的脆弱部件。
在固定該端罩138以前；或在固定該端罩138以後透過在該頂部儲存部件殼體中的填充端口(未示出)，從底端可將液體注入該液體儲存隔室。該液體儲存隔室可透過一填充端口予以重新填充。
該液體儲存隔室然後可使用一機械固定件或使用諸如(例如)黏合劑或焊接法之類的其他構件固定在一匣體殼體105內。或者，該儲存隔室可固定到或可移除式耦接到一氣溶膠產生系統的控制主體的殼體。
圖7示意說明一氣溶膠產生系統的控制主體中的電觸點如何能夠配置以與該加熱器總成120的暴露接觸墊匹配。僅示出該控制主體200的電觸點。該等電觸點包括一對彈簧加載銷160，其係在該加熱器底座134的任一側上形成的槽中延伸以接觸該等接觸墊121。透過此配置，藉由在平行於該等銷的縱軸的插入方向中將該匣體100移動接觸該等彈簧加載銷的方式，該匣體100可插入或接合到該控制主體200。當該等彈簧加載銷接觸該等接觸墊121時，電流可傳送到該加熱器元件122。該匣體100可被保持在一控制主體殼體內，或可使用一 推插配件或鎖扣配件以固定到該控制主體。
圖7亦示出該上儲存隔室殼體137的剖面部分。可看出，一內壁139是用來將該氣流通道145與在該液體儲存隔室中的液體131分開。氣流入口150亦清楚示意說明。
現將簡要描述該系統的操作。首先使用在該控制主體200上的開關(圖1未示出)來啟動系統。該系統可包括一流體連通所述氣流通道的氣流感測器，且該系統可被抽吸啟動。這表示該控制電路220構造成基於來自該氣流感測器的信號以將電源供應給該加熱元件123。當使用者想要吸入氣溶膠時，使用者在該系統的嘴端開口110上抽吸。或者，該加熱元件123的電源供應可基於使用者對開關的致動。當電源供應給該加熱元件123時，該加熱元件123加熱到該液態氣溶膠生成基材131的蒸發溫度以上的溫度。該加熱元件123失去的液態氣溶膠生成基材131由此被蒸發並逸入該氣流通道140。吸取通過該氣流入口150的空氣與來自該加熱元件123的蒸汽的混合物被吸取通過氣流通道140、145朝向該嘴端開口110。當氣流通過該氣流通道140、145時，蒸氣冷卻以形成氣溶膠，然後將其吸入使用者的嘴中。在使用者抽吸結束或在一設定時段之後，該加熱元件123的電源被切斷且該加熱器在下次抽吸以前會再次冷卻。
在以此方式的正常使用期間，且在使用者抽吸之間，該系統通常被保持使得該系統的嘴端位於最上面。此意味該液體儲存隔室的第一部件130位於該液體 儲存隔室的第二部件135的上方，且該加熱元件位於該液體儲存隔室的第二部件135的毛細材料136的上方。當在靠近該加熱元件123的毛細材料136中的液體蒸發並逸入該氣流通道140時，在重力作用下，其藉由來自該液體儲存隔室的第一部件130的液體流入該毛細材料136來重新補充。來自該第一部件130的液體通過兩封閉的液體流路徑133流入該毛細材料136。毛細材料136然後將液體吸引到該加熱元件123，準備供下一次使用者抽吸。液體的流通方向是如圖2a的箭頭所示。
雖然本發明描述有關包括一控制主體與一獨立但可連接的匣體之系統，但應明白，在該加熱器總成上射出成型的所述加熱器底座之配置，且液體儲存隔室、氣流通道與加熱器總成的構造可使用在一單件式氣溶膠產生系統中。
亦應明白，在本發明的範疇內可有替代性的幾何形狀。尤其是，該氣流通道可以諸如通過液體儲存隔室的中心之類的不同方式來延伸通過該儲存隔室的第一部件。所述匣體與液體儲存隔室可具有不同橫截面形狀，且該加熱器總成可具有不同形狀與構造。
一具有所述結構的氣溶膠產生系統具有數個優點。藉由配置該液體儲存隔室的所述第一和第二部件以減少液體洩漏到氣流通道中的可能性。藉由構造該加熱器底座可明顯降低液體或蒸汽損壞或腐蝕該等電接觸部件的可能性。該結構是堅固且不昂貴，並降低浪費液態氣溶膠生成基材。

Claims (15)

  1. 一種用於氣溶膠產生系統之匣體，該匣體包括：一儲存隔室，其包含一液態氣溶膠生成基材，該儲存隔室具有經由一液體通道而彼此連接的一第一部件與一第二部件，使得該第一部件中的液體能夠經由該液體通道流向該第二部件；一氣流通道，其通過該儲存隔室的第一部件與第二部件之間；一流體可滲透的氣溶膠產生元件，其設置在該儲存隔室的第一部件與第二部件之間並具有一第一側與一相對於所述第一側的第二側，該氣溶膠產生元件的第一側形成該氣流通道之一部分，且該氣溶膠產生元件的第二側接觸來自該儲存隔室的第二部件的液體，使得在該儲存隔室的第一部件中的液態氣溶膠生成基材可僅通過該儲存隔室的第二部件到達該流體可滲透的氣溶膠產生元件。
  2. 如請求項1所述之匣體，其中該儲存隔室的第一部件具有比該儲存隔室的第二部件較大的液體儲存容量。
  3. 如請求項1或請求項2所述之匣體，其中該儲存隔室的第二部件包含一接觸所述氣溶膠產生元件的第二側之毛細材料。
  4. 如先前請求項中任一項所述之匣體，其中該匣體包括一殼體，該殼體具有一連接端與一遠離所述連接端的嘴端，該連接端構造成連接一氣溶膠產生系統的控制主體，該氣溶膠產生元件的第二側係面向該連接端， 且該氣溶膠產生元件的第一側係面向該嘴端。
  5. 如請求項4所述之匣體，其中該氣溶膠產生元件是比該嘴端開口較靠近該連接端。
  6. 如先前請求項中任一項所述之匣體，其更包括一氣流入口與一具有嘴端開口的嘴件部，該氣流通道是在該儲存隔室的第一部件與第二部件之間從該氣流入口延伸到該嘴端開口，其中該儲存隔室的第一部件是設置在該氣溶膠產生元件與該嘴端開口之間。
  7. 如先前請求項中任一項所述之匣體，其中該氣溶膠產生元件的第一和第二側是平面。
  8. 如先前請求項中任一項所述之匣體，其中該氣溶膠產生元件包括從該第二側延伸到該第一側且流體可透過其流過的複數個空隙或開孔。
  9. 如先前請求項中任一項所述之匣體，其中該氣溶膠產生元件是一加熱元件。
  10. 如請求項9所述之匣體，其包括一加熱器總成，該加熱器總成包括該加熱元件以及電連接到所述加熱元件的電接觸部。
  11. 如請求項10所述之匣體，其中該等接觸部係透過該匣體的一連接端而暴露。
  12. 如請求項10或11所述之匣體，其中該儲存隔室包括一加熱器底座，該加熱器底座係射出成型在該加熱器總成上。
  13. 一種氣溶膠產生系統，其包括如先前請求項中任一項所述之匣體與一連接所述匣體的控制主體，該控制主 體構造成控制該氣溶膠產生元件的電源供應。
  14. 如請求項13所述之氣溶膠產生系統，該控制主體包括一對構造成接合該匣體中的電接觸部之電觸點。
  15. 如請求項13或14所述之氣溶膠產生系統，其中該氣溶膠產生系統是一手持式氣溶膠產生系統。
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