TW202243604A

TW202243604A - 用於具有至少一個液體噴射裝置的吸入裝置之容器、至少兩個容器之組合件以及將液體輸送至吸入裝置之方法

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Publication number: TW202243604A
Application number: TW111116823A
Authority: TW
Inventors: 詹姆斯艾倫莫特; 西蒙多德; 布魯斯邁克爾埃卡德; 史蒂夫伯尼; 阿里巴達爾
Original assignee: 瑞士商傑太日煙國際股份有限公司
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2022-11-16
Also published as: EP4333656A1; WO2022233927A1

Abstract

一種用於吸入裝置（10）之容器（30），該吸入裝置具有至少一個液體噴射裝置（24）、例如微加熱器或電阻器，容器（30）被適配成向液體噴射裝置（24）遞送液體，並且至少一個毛細管（42）從遞送出口延伸，而且至少一個吸收元件（46）、例如泡棉或芯吸件被適配成吸收液體，該毛細管（42）和/或該吸收元件（46）大致延伸至該容器（30）的與該遞送出口相反的底部。兩個這樣的容器可以組合以形成可插入到吸入裝置的煙彈，並且本發明還關於一種借助於毛細管和吸收元件的組合件（圖2）將液體輸送至吸入裝置之方法。

Description

用於具有至少一個液體噴射裝置的吸入裝置之容器、至少兩個容器之組合件以及將液體輸送至吸入裝置之方法

本發明關於一種用於具有至少一個液體噴射裝置的吸入裝置之容器、一種形成煙彈的兩個容器之組合件以及一種將液體輸送至吸入裝置之方法。

近年來，作為常規吸煙製品之替代品，諸如電子煙等吸入裝置受到歡迎。在此上下文中，一定量的液體必須被儲存在吸入裝置中、較佳的是在可更換的煙彈中，並且必須被適當地遞送至加熱器以便形成氣溶膠。

US 2020 0308107 A1揭露了一種包括儲器的吸煙製品，該儲器包含與微加熱器處於流體連通的氣溶膠前體組成物。

從US 10172388 B2中可得到一種類似的汽化器。

最後，KR 101923047 B1揭露了一種具有容器之氣溶膠產生系統，該容器帶有液體和與該液體接觸的毛細芯吸件。

鑒於上文，仍需要一種用於具有至少一個液體噴射裝置的吸入裝置之容器，該容器可以提供流向液體噴射裝置的適當的液體流動，尤其是獨立於吸入裝置的取向。

這是借助於如請求項1所述之容器來實現的，該容器具有從遞送出口延伸的至少一個毛細管、以及至少一個吸收元件，該毛細管和/或該吸收元件大致延伸至該容器的與遞送出口相反的底部。

以此方式，考慮並平衡了兩個相反的力，以便提供適當的液體流動，即足夠的液體允許在裝置的任何取向產生適當的氣溶膠，並且沒有過多的液體，以便避免液體「流淌」。這基本上得以實現係藉由產生毛細作用力與重力相結合以產生足夠的力以從儲器中拉或吸取液體至液體噴射裝置、尤其是微加熱器或電阻器。同時，在裝置的任何取向，都產生足夠的負壓，該負壓將液體「吸吮」到用作儲器的容器中，以便避免過多液體排出裝置。此外，本發明用於向液體遞送系統提供流體阻尼，使得儲器裡的基本上全部液體可以在空氣進入液體路徑前被遞送，空氣進入液體路徑將會引起乾化（deprime）。

詳細地，毛細管（也可以稱為拾取管或汲取管）從容器的遞送出口延伸，並且當裝置被定向成遞送出口基本上在頂部時基本上朝向遞送出口吸入液體。吸收元件與毛細管相組合並提供足夠的背壓，以避免過多液體遞送至液體噴射裝置，即使是在裝置被定向成遞送出口向下時。另外，吸收元件（例如泡棉或芯吸件）吸收一定量的液體並將其保留以提供一種阻尼器，使得即使在移動或「晃動」容器的情況下，空氣也不會進入液體遞送系統。進一步，即使在遞送出口被定向成向下以及液位太低以至於無法允許毛細管或吸收元件接觸液體時，保留在毛細管和吸收元件中的液體也允許裝置運行一些時間。最後，所描述的系統可以以具有成本效益的方式生產，並且如所描述的，在吸入裝置的任何取向下都向液體噴射裝置提供可靠的液體遞送。

吸收元件可以例如被插入到毛細管的與遞送出口相反的端部處。關於吸收元件的材料，芯吸件可以由香煙過濾器材料形成。本文所描述的液體噴射裝置基本上對應於通常用於印表機的噴墨裝置。

在進一步的請求項中描述了較佳的實施方式。

如已經指示的，根據毛細管和吸收元件的組合件的長度，只要容器中的大約30%或更多的液體已經被使用，就可能存在這樣的情況，其中當裝置以遞送出口向下的方向被握持時，毛細管和吸收元件兩者都不接觸液體。同樣在這種情況下，期望的是裝置繼續工作一定的時間段，因此較佳的是，毛細管的體積對應於兩次或三次抽吸。換言之，即使在所描述的取向，使用者也可以在毛細管為空之前抽吸兩次或三次電子煙，並且必須改變裝置的取向，以便用液體填充毛細管。在此上下文中，一次抽吸的體積可以對應於至少大約5 µL的體積（假設每次抽吸遞送至少5 mg的液體並且液體的密度類似于水的密度）。因此，兩次或三次抽吸的體積可以分別對應於至少大約10 µL或15 µL的體積。較佳的是，該毛細管的體積對應於至少10 µL或至少15 µL。

至於毛細管的內直徑，以便確保可靠的液體遞送，1-3 mm的內直徑經證實係高效的。超過3 mm並且尤其靠近4 mm、尤其當使用液體具有低表面張力時，就不再能確保毛細管作用。在另一方面，內直徑低於1 mm時，毛細管的內體積變得非常小、流量降低、並且液體遞送過快停止。

關於毛細管和吸收元件的尺寸，任何組合都是可能的。例如，毛細管的長度可以在5 mm到30 mm之間，這同樣適用於吸收元件的長度。換言之，非常短的毛細管（例如長度僅5 mm）可以與非常長的吸收元件（例如長度為例如3 cm的芯吸件）組合。這樣的組合被證明與僅3 mm長的吸收元件並插入到例如3 cm長的毛細管中一樣有效。然而，鑒於總體體積和遞送液體的有益組合，較佳的是毛細管比吸收元件長。特別地，具有高達3 mm的內直徑的大約3 cm長的毛細管與所插入的長度僅3 mm的吸收元件的組合係目前較佳的。相對較小的吸收元件還具有保持對液體的保持力低和保持流速高的優點。

例如，如果毛細管的內直徑為1 mm，則毛細管將需要至少為20 mm的長度，以便擁有至少15 µL（對應於三次抽吸）的體積。在另一方面，如果毛細管的內直徑為2 mm，則毛細管將需要至少為5 mm的長度，以便擁有至少15 µL（對應於三次抽吸）的體積。

如已經指出的，當吸收元件附接至並較佳的是插入毛細管的底側端（換言之，與遞送出口相反的端部）時，可以實現特別簡單的結構。

使用連接管也獲得了良好的結果，該連接管具有至少與該毛細管和吸收元件的外直徑一樣大的內直徑，該連接管放置在該毛細管和該吸收元件的徑向外側，並將該毛細管和該吸收元件連接起來。

當容器具有毛細管所附接的帽時，可以使填充容器特別地容易。因此，對容器進行填充後可以將其關閉，並且與吸收元件一起的毛細管可以在單個步驟中就位。帽較佳的是借助於螺紋連接至容器。

如上所述，當毛細管和吸收元件的組合被適配成向遞送出口遞送液體時、以及當遞送出口豎直地定向在容器底部的上方時，給使用者提供益處。例如，這可以由內直徑為1-3 mm並且長度為5-30 mm的毛細管以及長度為3-30 mm的吸收元件來實現。

同時，較佳的是，當遞送出口豎直地定向在容器底部的下方時（即裝置以遞送出口向下的方向被握持）液體得以保留。例如，這可以由內直徑為1-3 mm並且長度為5-30 mm的毛細管以及長度為3-30 mm的吸收元件來實現。

至於毛細管的材料，特氟隆、聚丙烯及聚乙烯經證實係高效的，並且也可以組合來生產毛細管。

當液體係用於吸入裝置或氣溶膠產生裝置的常用液體、例如聚丙二醇/植物甘油混合物或油基香水時，使用所提到的材料時尤其可以實現所期望的毛細作用力。

在以上所描述的容器的構型中，可以將吸收元件佈置在容器內，和/或將吸收元件和毛細管佈置在容器的同一個隔室內。

為了進一步提高液體的量以及使用者利益，可以將至少兩個以上所描述的容器相組合以便形成可插入到該吸入裝置的煙彈。

如可以從上文得出，本發明有利地把至少一個先前所描述的容器或煙彈與具有至少一個液體噴射裝置的吸入裝置相組合，該至少一個液體噴射裝置較佳的是呈MEMS的形式。

對應地，本發明還提供了一種借助於毛細管與吸收元件的組合件將液體輸送至吸入裝置的之方法，該方法較佳的是藉由至少一個可更換的容器或煙彈來實現。參考容器或煙彈在本文所描述的任何特徵可以適用於該方法並且反之亦然。

如可以從圖1中看出，藉由本文所描述的吸入裝置10基本上呈長形，在一端具有吸嘴12，在另一端具有充電觸點14。遞送至吸嘴12的任何氣溶膠都由包含在煙彈16中的液體產生，煙彈基本上被容納在吸入裝置10的靠近吸嘴12的半部中。在所示的情況下，煙彈16被容納在可以由翻蓋18封閉的隔室中，並且裝置10的縱向軸線與煙彈16以及形成煙彈的、如下文中更詳細討論的容器的縱向軸線相對應。

如在圖2中可以更好地看出，在當前情況下氣溶膠20由兩個液體噴射裝置24產生，該等液體噴射裝置設置在PCA或子板26上，在下文中更詳細描述的液體遞送系統與每個液體噴射裝置24之間具有過濾器28。如在圖2的下部部分中可以看出，在這種情況下煙彈包含兩個容器30，這兩個容器結構大致相同，因此在下文將僅更詳細地描述其中的一個容器。在容器30的上部部分基本上具有帽32，該帽可以借助於螺紋36擰緊在儲器部分34上。在當前情況下，帽32具有可以由空心針40刺破的至少一個隔膜38，該空心針係根據圖2的吸入裝置10的一部分。圖2中針40下方的任何東西都屬於可更換的煙彈16。在所示的實施方式中，毛細管42被附接至帽32並且適於將液體朝向煙彈16在根據圖2的取向的頂部處的遞送出口遞送。液體的遞送方向如箭頭所指示。

在所示的實施方式中，連接管44附接到毛細管42外側，並且吸收元件46附接在連接管44內側。毛細管44和吸收元件46佈置在容器30的同一個隔室內。在所示的情況下，毛細管42與吸收元件46之間存在一定間隙，但是這個間隙不是必須存在的，以及也可以比所示出的大。如也可以從圖2中看出，吸收元件46（例如芯吸件）大致延伸至容器30的底部，使得在圖2的取向中基本上所有被包含的液體可以被吸取朝向遞送出口。在所示的實施方式中，兩個帽32基本上都呈圓柱形，並且這也適用於彼此連接的儲器部分34。在示出的具有錐形下部部分的實施方式中，儲器部分34的內體積也基本上呈圓柱形。進一步，在所示的實施方式中，合適的空氣路徑48在螺紋36區域中設置在毛細管42與儲器部分34的內表面之間，以便允許空氣進入儲器部分並且避免過度負壓的積聚。進一步，在所示的實施方式中，O形環50作為墊圈設置在儲器部分34與帽32之間。

圖3以截面圖呈現了吸入裝置或氣溶膠產生裝置的一部分的示例。

兩個液體噴射裝置24的組合件在此包括兩個微流體結構或MEMS晶片150。每個MEMS晶片150均具有上表面或汽化表面151。

液體噴射裝置24與兩個液體通道140流體連通，這兩個液體通道中的每個液體通道被佈置為從儲器部分34遞送液體可氣溶膠化材料。每個液體通道140藉由進入端口152連接至MEMS晶片150。液體可氣溶膠化材料被藉由毛細作用力從每個液體通道140吸取到MEMS晶片150。

兩個氣溶膠流動路徑153被佈置成與氣溶膠產生裝置的吸嘴流體連通。每個氣溶膠流動路徑153因此允許所產生的氣溶膠從MEMS晶片150流動到吸嘴。換言之，氣溶膠流動路徑153將氣溶膠產生裝置內的進氣口（未示出）連接至吸嘴，用於使空氣穿過氣溶膠產生裝置。

每個氣溶膠流動路徑153的下游端形成口嘴154。口嘴154和汽化表面151通常在平行平面上。換言之，每個口嘴154均面向汽化表面151。

每個口嘴154可以偏離汽化表面151，或替代性地，口嘴154和汽化表面151可以在上下的方向上對準。

當使用者在吸嘴上吸取時，空氣藉由連接至氣溶膠流動路徑153的進氣口被帶入氣溶膠流動路徑153，以便創造在空氣經過汽化表面151時將產生的氣溶膠流吸取到吸嘴的壓力改變。

在每個口嘴154偏離對應的汽化表面151的設置中，經過進氣口進來的空氣可以沿汽化表面151側向流動，並且由口嘴154拉起。替代性地，藉由進氣口進來的空氣可以直接越過汽化表面151流入氣溶膠流動路徑153。口嘴154垂直於吸嘴的空氣流動而噴射，或平行於吸嘴的空氣流動而噴射。

最後，關於吸入裝置的任何細節，尤其關於液體噴射裝置和朝向容器的介面，例如空心針40和容器的隔膜38，申請人申請的揭露的名稱為「Inhalation device with at least one liquid jet device [具有至少一個液體噴射裝置的吸入裝置]」藉由援引併入本文。

10:吸入裝置 12:吸嘴 14:充電觸點 16:煙彈 18:翻蓋 20:氣溶膠 24:液體噴射裝置 26:PCA或子板 28:過濾器 30:容器 32:帽 34:儲器部分 36:螺紋 38:隔膜 40:空心針 42:毛細管 44:連接管 46:吸收元件 48:合適的空氣路徑 50:O形環 140:液體通道 150:MEMS晶片 151:上表面或汽化表面 152:進入端口 153:氣溶膠流動路徑 154:口嘴

在下文中，參考附圖來進一步描述本發明，在附圖中：

[圖1]示出了吸入裝置之立體圖；

[圖2]示出了圖1的吸入裝置的基本部分之剖視圖；

[圖3]更詳細示出了兩個液體噴射裝置。

16:煙彈

20:氣溶膠

24:液體噴射裝置

26:PCA或子板

28:過濾器

30:容器

32:帽

34:儲器部分

36:螺紋

38:隔膜

40:空心針

42:毛細管

44:連接管

46:吸收元件

48:合適的空氣路徑

50:O形環

Claims

一種用於吸入裝置（10）之容器（30），該吸入裝置具有至少一個液體噴射裝置（24），例如微加熱器或電阻器，該容器（30）被適配成向該液體噴射裝置（24）遞送液體並且具有從遞送出口延伸的至少一個毛細管（42）以及被適配成吸收液體的至少一個吸收元件（46）、例如泡棉或芯吸件，該毛細管（42）和/或該吸收元件（46）大致延伸至該容器（30）的與該遞送出口相反的底部。
如請求項1所述之容器（30），其中，該毛細管（42）的體積對應於至少10 µL或至少15 µL。
如請求項1或2所述之容器（30），其中，該毛細管（42）的內直徑為1-3 mm。
如前述請求項之一所述之容器（30），其中，該吸收元件（46）比該毛細管（42）短。
如前述請求項之一所述之容器（30），其中，該吸收元件（46）附接至該毛細管（42）的底側端。
如請求項5所述之容器（30），其中，連接管（44）具有至少與該毛細管（42）的外直徑一樣大的內直徑，並且該吸收元件（46）放置在該毛細管（42）和該吸收元件（46）的徑向外側，並將該毛細管和該吸收元件連接起來。
如前述請求項之一所述之容器（30），其中，該容器（30）具有帽（32），該帽較佳的是由螺紋（36）連接至該容器（30），該毛細管（42）附接到該帽。
如請求項3至7中任一項所述之容器（30），其中，該毛細管（42）的長度為5-30 mm，並且該吸收元件（46）的長度為3-30 mm。
如前述請求項之一所述之容器（30），其中，該毛細管（42）由特氟隆、聚丙烯和聚乙烯中的至少一種製成。
如前述請求項之一所述之容器（30），其中，該液體係丙二醇/植物甘油混合物或油基香水。
如前述請求項之一所述之容器（30），其中，該吸收元件（46）佈置在該容器（30）內，和/或其中，該吸收元件（46）和該毛細管（42）佈置在該容器（30）的同一個隔室內。
一種至少兩個根據前述請求項中任一項所述之容器（30）的組合件，該組合件形成可插入到該吸入裝置（10）的煙彈（16）。
一種至少一個根據請求項1至11中任一項所述之容器（30）或如請求項12所述之煙彈（16）與吸入裝置（10）的組合件，該吸入裝置具有至少一個液體噴射裝置（24），該至少一個液體噴射裝置較佳的是呈MEMS的形式。
一種借助於毛細管（42）與例如泡棉或芯吸件的吸收元件（46）的組合件將液體輸送至吸入裝置（10）的方法，該方法較佳的是使用如請求項1至11中任一項所述之容器（30）或請求項12所述之煙彈來執行。
如請求項14所述之方法，其中，該液體從至少一個可更換的容器（30）或煙彈（16）遞送到該液體噴射裝置（24）。