具有包括致动器的液体储存器的电子吸烟装置的制作方法

2021-01-07 14:01:02|

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本申请是以下申请的分案申请：申请日，2016年03月30日；申请号，201680032430.9；发明创造名称，具有包括致动器的液体储存器的电子吸烟装置。

本发明一般涉及电子吸烟装置，尤其涉及电子烟。

背景技术：

诸如电子烟(e-cigarette)的电子吸烟装置通常具有容纳电源(例如一次性或可充电电池、电插头或其他电源)的壳体，以及电力可操作的雾化器。雾化器蒸发或雾化由储存器供应的液体，并且将经蒸发或雾化的液体作为气雾提供。控制电路控制雾化器的激活。在一些电子烟中，电子吸烟装置设置有检测使用者对装置的抽吸(例如，通过感测负压或通过该装置的空气流动模式)的气流传感器。气流传感器指示或向控制电路发出抽吸信号以启动装置并产生蒸气。在其他电子烟中，使用开关来启动电子烟以产生一股蒸气。

目前市场上的大多数电子烟都具有一芯，芯的功能是将液体从液体储存器运送到加热元件。这种芯具有许多问题：通常，液体不是足够快地被运送到加热元件，这导致加热元件中的温度升高到200-220度以上，其可能导致副产物的增加；温度的升高也导致液体颗粒沉积并附着到加热元件上，其随着时间的推移在加热元件周围形成残留物，进而导致风味被改变。在雾化器和液体储存器没有耦联的系统中，当液体容器被更换时芯将始终含有液体。如果液体容器中的电子-液体的风味发生变化，风味将在芯中混合直到耗尽所有先前的电子-液体的风味，因此多次抽吸时存在风味交叉。此外，可能难以控制颗粒的尺寸。

技术实现要素：

根据本发明的一方面提供了一种电子吸烟装置，该电子吸烟装置具有包括电源的电池部分、在端部具有烟嘴开口的雾化器/液体储存器部分、以及适于容纳液体的液体储存器。该电子吸烟装置还包括雾化器，雾化器设置在液体储存器的第一端面处，并且当连接至电源以雾化液体时可操作以产生气雾，其中，该雾化器包括适于提供气雾的多个开口，以及在液体储存器内朝第一端面可移动并且适于将液体供应到多个开口的致动器。

结合以下参照附图说明对示例性实施例的描述，本发明的特性、特征和优点以及如上所述获得它们的方式将变得更加显然并且更加清楚地被理解。

附图说明

在附图中，相同的元件编号在每个视图中指示相同的元件：

图1是示例性电子烟的横截面示意图；

图2是包括液体储存器和雾化器的示例性雾化烟弹的横截面示意图；

图3是包括气流传感器的另一示例性雾化烟弹的横截面示意图；

图4是示例性雾化器的示意性俯视图；

图5是另一示例性雾化器的示意性俯视图；以及

图6是雾化烟弹的示例性接线图。

具体实施方式

在下文中，将参考电子烟对电子吸烟装置进行示例性地描述。如图1所示，电子烟10通常具有包括圆柱形中空管的壳体，该圆柱形中空管具有端盖16。圆柱形中空管可以是单件式或多件式管。在图1中，圆柱形中空管被示为具有电池部分12和雾化器/液体储存器部分14的两件式结构。电池部分12和雾化器/液体储存器部分14一起形成了与常规香烟尺寸和形状近似相同的圆柱形管，通常该圆柱形管的长度约为100mm，直径约为7.5mm，然而该圆柱形管的长度的范围可以为70至150或180mm，直径的范围可以为5至20mm。

电池部分12和雾化器/液体储存器部分14通常由钢或耐磨塑料制成，并且与端盖16一起作用来提供容纳电子烟10的部件的壳体。电池部分12和雾化器/液体储存器部分14可以被配置为通过摩擦推动配合、卡扣配合、或卡销连接、磁性配合或螺纹来组装在一起。端盖16设置于电池部分12的前端。端盖16可以由半透明塑料或其他半透明材料制成，从而使得位于端盖附近的led20透过端盖发光。端盖可以由不允许光通过的金属或其他材料制成。

空气入口可以设置在端盖中，在圆柱形中空管旁边的入口的边缘处，沿着圆柱形中空管的长度的任何地方，或者在电池部分12和雾化器/液体储存器部分14的连接处。图1示出了一对设置在电池部分12和雾化器/液体储存器部分14之间的交叉处的空气入口38。

电池18、发光二极管(led)20、控制电路22以及可选地，气流传感器24，设置在圆柱形中空管的电池部分12内。电池18电连接到控制电路22，控制电路22电连接到led20和气流传感器24。在该示例中，led20位于与端盖16相邻的电池部分12的前端，并且控制电路22和气流传感器24设置在与雾化器/液体储存器部分14相邻的电池18的另一端的中心空腔中。

气流传感器24作为抽吸检测器，用于检测使用者在电子烟10的雾化器/液体储存器部分14上的抽吸或吮吸。气流传感器24可以是用于检测气流或气压变化的任何合适的传感器，诸如麦克风开关，该麦克风开关包括根据气压的变化发生位移的可变形膜。或者，传感器可以是霍尔元件或机电传感器。

控制电路22也连接到雾化器26。在所示的示例中，雾化器26包括加热线圈28，该加热线圈28缠绕在延伸穿过雾化器/液体储存器部分14的中心通道32的芯30上。线圈28可以设置在雾化器26中的任何地方，并且可以与液体储存器34的垂直或平行。芯30和加热线圈28不完全阻塞中心通道32。相反，加热线圈28的任一侧设置有气隙，使得空气流过加热线圈28和芯30。雾化器可以替代地使用其它形式的加热元件，诸如陶瓷加热器、或者纤维或网状材料加热器。非电阻加热元件，诸如声波、压电和喷雾，也可以代替加热线圈用在雾化器中。

中心通道32被圆柱形液体储存器34围绕，并且芯30的端部邻接或延伸到液体储存器34中。芯30可以是多孔材料，诸如一束玻璃纤维，液体储存器34中的液体通过毛细管作用从芯30的端部被吸至被加热线圈28包围的芯30的中心部分。

液体储存器34可以替代地包括围绕中心通道32的浸泡在液体中的填充物，并且芯30的端部与该填充物邻接。在其它实施例中，液体储存器34可以包括设置为填充有液体的环形空腔，并且芯30的端部延伸到该环形空腔中。

空气吸入口36设置在远离端盖16的雾化器/液体储存器部分14的后端。吸入口36可以由圆柱形中空管的雾化器/液体储存器部分14形成，或者可以形成在一端盖里。

在使用中，使用者吮吸电子烟10。这导致空气经由一个或多个空气入口(诸如空气入口38)被吸至电子烟10中，并且通过中心通道32被吸至空气吸入口36。由气流传感器24检测产生的气压的变化，气流传感器24生成传输到控制电路22的电信号。响应该信号，控制电路22激活加热线圈28，使得存在在芯30中的液体被蒸发，从而在中心通道32内产生气雾(可以包括气体和液体成分)。当使用者继续吮吸电子烟10时，该气雾被吸至中心通道32并被使用者吸入。同时，控制电路22还激活led20使得led20被点亮，这通过半透明端盖16是可见的，用于模仿传统香烟末端的发光余烬的外观。当存在在芯30中的液体被转化为气雾时，更多的液体通过毛细管作用从液体储存器34被吸至芯30中，并因此经由后续的加热线圈28的激活可以被转化为气雾。

一些电子烟旨在是一次性的，并且电池18中的电源旨在足以蒸发包含在液体储存器34中的液体，之后电子烟10被丢弃。在其他实施例中，电池18是可充电的并且液体储存器34是可填充的。在液体储存器34是环形空腔的情况下，这可以通过经由填充口重新填充液体储存器34来实现。在其他实施例中，电子烟10的雾化器/液体储存器部分14可以与电池部分12分离，并且新的雾化器/液体储存器部分14可以装配有新的液体储存器34，从而补充液体供应。在一些情况下，更换液体储存器34可能涉及与液体储存器34的更换一起的加热线圈28和芯30的更换。包括雾化器26和液体储存器34的可更换单元被称为雾化烟弹。雾化器/液体储存器部分可以代表雾化烟弹14。

新的液体储存器34可以以具有中心通道32的雾化烟弹的形式，使用者通过中心通道32吸入气雾。在其他实施例中，气雾可以围绕雾化烟弹32的外部流动到空气吸入口36。

当然，除了上述对典型电子烟10的结构和功能的描述之外，还存在变化。例如，可以省略led20。气流传感器24可以邻近端盖16放置，而不是放置在电子烟的中间。气流传感器24可以用开关来代替，该开关使得使用者手动地激活电子烟，而不是响应于对气流或气压的变化的检测。

可以使用不同类型的雾化器。因此，例如，雾化器可以具有位于浸泡在液体中的多孔体的内部的空腔中的加热线圈。在这种设计中，通过激活加热多孔体的线圈，或者替代地通过经过或穿过该多孔体的经加热的空气来蒸发该多孔体内的液体来产生气雾。或者，在结合有或没有加热器的情况下，雾化器可以使用压电式雾化器来产生气雾。

图2示出了雾化器/液体储存器部分或雾化烟弹114的截面示意图。图2中所示的雾化烟弹114对应于图1中所示的雾化器/液体储存器部分14。雾化烟弹114适于代替雾化器/液体储存器部分14。

雾化烟弹114或电子吸烟装置包括适于容纳液体40或固体电子烟油蜡的液体储存器134。雾化器126设置在液体储存器134的第一端面处。液体储存器134具有带有主轴线a的细长外形。雾化器126垂直于主轴线a设置。雾化器126包括多个开口44。开口44平行于主轴线a设置。开口44提供从液体储存器134的内部到液体储存器134的外部的通道。

图2中所示实施例的电子吸烟装置还包括致动器46，该致动器46可以在液体储存器134的内部朝向第一端面42移动。根据图2中所示的实施例，致动器46包括机械激活或电激活的活塞48。致动器46或活塞48适于将液体40供应到多个开口44。活塞48供应或挤压液体40直到其到达雾化器126，到达多个开口44或穿过开口44。

当雾化器126连接到电源时，雾化器126或雾化器126的一部分加热并雾化或蒸发液体40以产生气雾。多个开口44将液体40和气雾中的至少一个提供到液体储存器134的外部。

至少一个空气入口138设置在与液体储存器134相对的雾化器126的边缘处。空气入口138位于雾化器126和液体储存器134的边缘处，该边缘位于关于主轴线a径向向外处。空气入口138位于液体储存器134和电子烟10的烟嘴部分50之间的轴向方向上。空气入口138形成在烟嘴部分50和雾化器126中的至少一个内。空气入口138也可以被定义为烟嘴部分50和雾化器126之间的间隙。空气入口138将雾化烟弹114的外部与其内部连接。特别地，外界空气通过至少一个空气入口138提供给雾化器126。

至少一个空气入口138的尺寸可以被改变，例如通过轴向旋转或移动的套筒，从而使空气入口138的孔与主体上的孔对准。通过这样做，可以基于是否需要深吸或“休闲式”抽吸来调节吸阻。

空气吸入口136位于烟嘴部分50相对于液体储存器134的远端。这种布置使得从空气入口到空气吸入口136的气流通过至少部分雾化器126和多个开口44。这意味着通过多个开口44离开的雾滴或气雾与通过空气入口138吸入的外界空气混合。可以选择空气吸入口136和雾化器126之间的距离从而阻止湍流气流的形成，否则该湍流气流将限制雾化烟弹114的内表面上的冷凝。

由于没有芯，液体以连续且快速的方式供应到雾化器126。多个开口44让被蒸发的液体离开雾化器126的表面，并且对产生的气雾来说，雾化器126不是障碍。对液体流动的控制可以被移动到致动器46。致动器46的移动可以基于可选的气流传感器24或按钮进行电控制。包括多个开口44的雾化器126和致动器46的组合可以具有减少液体储存器134中剩余的未使用的液体量的优点。因为没有过量的液体，本发明的实施例还可以具有减少先前使用的风味和当前的风味的交叉的优点。由于液体的流动受到非常严格的控制，所以也大大降低了系统的蒸发副产物和口感降级。

液体40可以基于丙二醇(pg)。该液体还可以包括丙三醇、水、尼古丁以及天然或合成的风味提取物中的至少一种。此外，可以将调味材料添加到液体中，例如酯，诸如乙酸异戊酯、乙酸芳樟酯、丙酸异戊酯和丁酸芳樟酯等，或者例如植物精油的天然精油，诸如留兰香、薄荷、桂皮，茉莉等，或者例如动物精油的天然精油，诸如麝香、琥珀、麝猫和蓖麻等，或者简单的调味材料，诸如茴香脑、柠檬烯、芳樟醇和丁子香酚等，或者亲水性风味成分，诸如烟叶提取物或天然植物调味材料，诸如甘草汁、圣约翰草、李子提取物和桃子提取物等，或者酸，诸如苹果酸、酒石酸和柠檬酸等，或者糖，诸如葡萄糖、果糖和异构糖等，或者多元醇，诸如丙二醇、丙三醇和山梨醇等。也可以将如上所述的不同的调味材料组合成新的调味材料。此外，可以将任何风味吸附到固体材料上，并且在根据本发明的电子吸烟装置中可以将该材料用作调味材料。

开口44的尺寸或直径可以是液体的粘度和蒸发速率的函数。蒸发速率与液体配方一起影响所产生的气雾的颗粒尺寸。开口44的尺寸和形状中的至少一个可以适于液体40的粘度，使得液体40不会从液体储存器134泄漏出来，除非致动器46被致动。换句话说，当致动器46被致动时，液体40才能离开液体储存器134。雾化器126可以与液体储存器134一体成型。在这种情况下，雾化器126和液体储存器134形成单个单元。该单个单元可以用作可填充的电子烟的烟弹。

雾化器126可以完全覆盖液体储存器134的第一端面42。在这样的实施例中，雾化器126可以代替液体储存器的侧壁。该液体储存器可以具有圆柱形或矩形的外形。相应地，第一端面42可以具有圆形或矩形的形状。

多个开口44可以均匀地或不均匀地分布在第一端面42上。开口44的壁可以包括导电材料，并且壁可以与接触部分电连接，该接触部分适于连接到电源18。这样的实施例可以具有以下优点：开口44被加热使得液体40在开口44的附近被蒸发，在该处产生的气雾或雾滴通过多个开口44离开液体储存器134。第一端面42、雾化器126和/或液体储存器134可以与电子烟10的外部电绝缘，例如通过电子烟10的壳体或雾化烟弹114。

可以控制致动器46，从而当致动器46未被致动时其保持其实际位置。这意味着致动器46或活塞48保持在其最后位置并且不返回到远离雾化器126的初始位置。这可以具有以下优点：液体40总是存在于雾化器126处和多个开口44处。活塞48的致动器46移动的速度可以是期望的或确定的蒸发速率的函数，或者检测到的负压的函数，例如使用者抽吸的力。这可以确保在多个开口44处存在足够的液体40，从而保持气流中离开空气吸入口146的被蒸发液体的确定的百分比。

图3示出了包括抽吸检测器或气流传感器124的雾化器/液体储存器部分或雾化烟弹214的示例性截面图。气流传感器124设置在液体储存器234的一侧或下方(相对于轴线a)。附加的空气入口238设置在雾化烟弹214的外壳或壳体中，并与气流传感器124流体连接。用于抽吸空气的通道240从附加的空气入口238或气流传感器124延伸到至少一个空气入口138，并且进一步延伸到空气吸入口136。当空气通过空气吸入口136被吸入时，外界空气通过流入气流传感器124的附加的空气入口238进入雾化烟弹214。之后，气流传感器124检测空气的流动并将信号提供至控制单元。气流传感器124和雾化器126通过用于供能的线路242被连接到电池。信号也可以经由线路242传输。

图4示出了雾化器226的示例性实施例。雾化器226以俯视图示出。雾化器226包括网状物152。网状物152由导电材料形成或包括导电材料，例如线或棒。多个开口144由网状物152形成。开口144具有矩形或正方形的横截面。

雾化器226还包括适于被连接到电子烟10的电源18的电接触部分154。两个或多个接触部分154与网状物152电连接，使得电流流过该网状物，即流过网状物152的线或棒。电流加热网状物152以便蒸发被放置在雾化器226处的液体40。具有如图4中所示的小的延伸的接触部分154可以被局部地设置。作为替代可以设置较大的接触部分，用于覆盖雾化器226的外边缘的较大延伸部分。较大的接触部分之一可以覆盖雾化器226的外边缘的一半。

这样的网状物152可以具有易于生产和增加用于液体通过雾化器226的开口的优点。可以设置具有多个穿孔或小孔的表面代替网状物152。

图5示出了雾化器326的另一实施例的俯视图。雾化器326包括其中设置有多个开口244的板。一个或多个电导体256以串行的方式连接两个接触部分154和开口244的壁258。这种布置使得电流在两个接触部分154之间流动，从而加热所有开口244的壁258。金属化的壁258和导体256中的至少一个作为用于蒸发液体40的加热元件。可以通过使用其中孔是穿通通孔的印刷电路板技术来实现雾化器326，该通孔可以由镍铬合金，坝塔尔合金或其它类似的合金制成。

图6示出了本发明的实施例的示例性接线图。电子烟10的电池18被连接到控制单元260。控制单元260与电池18串联连接。电池18为控制单元260供电。除了进一步的功能外，控制单元260作为用于与电池连接和断开的开关。雾化器26和致动器46与电池18并联连接。控制单元260适于激活雾化器26和致动器46。当气流传感器124或按钮被激活时，控制单元260激活雾化器26和致动器46。气流传感器124由电池18供电，并且其输出被连接到控制单元260的输入，以便传送指示电子烟10激活的信号。

当控制单元260激活雾化器26或其加热元件(即网状物152)时，开口44、壁258和/或导体256使液体40蒸发。当致动器46被激活时，其沿着主轴线a向雾化器26移动，从而将液体40输送到雾化器26。雾化器26和致动器46可以独立地或并行地激活。激活的水平或程度可以由分别馈入雾化器26和致动器46的各自的电流值控制。较高的电流增加了雾化器26处的热量，并且增大的电流导致致动器46的更高的速度。根据液体40的性质，例如其粘度和/或开口44的尺寸和数量，用于致动器46和雾化器26的电流值可由控制单元260计算。

总之，一方面，电子吸烟装置具有电池部分，该电池部分包括电源、在端部具有烟嘴开口的雾化器/液体储存器部分、以及适于容纳液体的液体储存器。电子吸烟装置还包括雾化器，该雾化器设置在液体储存器的第一端面处，并且当连接至电源以雾化液体时可操作以产生气雾，其中，该雾化器包括适于提供气雾的多个开口，以及在液体储存器内朝第一端面移动并且适于将液体供应到多个开口的致动器。多个开口和致动器的组合可以具有将稳定且充足的液体供应到雾化器的优点。

开口的壁可以包括导电材料，其中壁可以与适于被连接到电源的接触部分电连接。该壁直接与孔邻接从而液体直接在该孔处被加热。这种布置可以具有更好的气雾产生和传送的优点。

雾化器可以包括网状物。网状物是提供多个开口的简单方法。如果需要，网状物可以提供均匀分布的开口。

雾化器可以包括具有开口的印刷电路板，该开口具有金属化的壁。这样的设计可易于生产且可廉价生产。

开口的尺寸可以是液体粘度和蒸发速率的函数。

雾化器可以与液体储存器一体成型。这可以使得处理容易，并允许将其作为单个单元提供。

雾化器可以完全覆盖液体储存器的第一端面。这可以最大化用于传送液体或气雾的横截面。

至少一个空气入口可以被设置在与液体储存器相对的雾化器的边缘处。空气入口可以沿着边缘等距地设置，以改善气雾与通过空气入口进入的外界空气的混合。

液体可以基于丙二醇(pg)。主要基于pg的液体，即包含至少75％的pg，具有供致动器和多个开口使用的良好的性能。

液体可以包括丙三醇、水、尼古丁和天然提取物中的至少一种。这些其他成分可以改善吸烟体验。

致动器可以包括可以由气流传感器或按钮控制的活塞。这种控制可以保证传送到雾化器的液体适于液体的消耗。

致动器可以被控制，使得当其未被致动时其保持其实际位置。该实施例可以具有液体总是存在在雾化器中的优点。此外，液体可以以相同的压力存在。另一个优点可以是避免喷吐或不均匀的气雾传送。

致动器和雾化器可以与电源并联电连接，从而它们被并行地激活。作为替代，致动器和雾化器可以各自与控制单元电连接，该控制单元优选地并行地激活两个单元。

一方面，可操作地连接到电子吸烟装置的电源的雾化烟弹包括：液体储存器，该液体储存器适于容纳液体；雾化器，该雾化器设置在液体储存器的第一端面处，并且当连接到电源以雾化液体时可操作以产生气雾，其中，该雾化器包括适于提供气雾的多个开口；以及致动器，该致动器在液体储存器内朝第一端面移动并且适于将液体供应到多个开口。适用上述相同的优点和修改。

尽管已经结合当前被认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求范围内的各种修改和等同设置。

参考标记清单：

10电子烟

12电池部分

14,114,214雾化器/液体储存器部分

16端盖

18电池

20发光二极管(led)

22控制电路

24,124气流传感器

26,126,226,326雾化器

28加热线圈