蒸汽供应设备和系统的制作方法
本公开涉及诸如尼古丁运送系统(例如电子烟等)的蒸汽供应系统,和用于蒸汽供应系统的设备。
背景技术:
诸如电子烟(电子香烟)的电子蒸汽供应系统通常包含蒸汽前体材料,例如储液器内包含制剂的源液(通常包括尼古丁),从该源液产生蒸汽(例如通过热蒸发)供使用者吸入。因此,蒸汽供应系统通常包括蒸汽产生室,该蒸汽产生室容纳蒸发器,例如加热元件,该蒸发器布置成蒸发一部分前体材料以在蒸汽产生室中产生蒸汽。当使用者在装置上抽吸并对蒸发器供电时,空气通过入口孔并沿着连接到蒸汽产生室的入口空气通道被吸入装置,在该处空气与蒸发的前体材料混合形成冷凝气溶胶。存在出口空气通道,该出口空气通道从蒸汽产生室连接至嘴件上的出口,当使用者在嘴件上吸气时,吸入蒸汽产生室的空气继续沿着出口流动路径到达嘴件出口,同时携带蒸汽,以供使用者吸入。一些电子烟还可以在通过该装置的空气流动路径中包括香味元素,以赋予额外的香味。这种装置有时可称为混合装置,并且香味元素可例如包括布置在蒸汽产生室和烟嘴之间的空气流动路径中的部分烟草,使得通过该装置吸入的蒸汽/冷凝气溶胶在离开烟嘴之前穿过该部分烟草供使用者吸入。
对于使用液体蒸汽前体(电子烟液)的电子烟,存在液体泄漏的风险。非混合电子烟和混合设备就是这种情况。基于液体的电子烟通常具有毛细芯,用于将液体从储液器中输送到位于空气通道中的蒸发器,该空气通道从电子烟的空气入口连接到蒸汽出口。因此,芯通常穿过在蒸发器附近将储液器与空气通道分开的壁上的开口。
图1示意性地示出了电子烟的蒸汽产生室2附近的一部分(即在使用过程中产生蒸汽的区域)的剖面。电子烟包括穿过周围环形储液器6的中央空气通道4。环形储液器6由内壁8和外壁10限定,内壁8和外壁10都可以是圆柱形(内壁8将储液器6与空气通道分开,因此在这个意义上,内壁8也限定了空气通道)。电子烟包括电阻加热线圈形式的蒸发器12。线圈12缠绕在毛细芯14上。毛细芯14的每一端通过内壁8上的开口16延伸到储液器6中。因此,芯14布置成通过毛细作用将液体从储液器6内传送到线圈12附近。在使用过程中,电流通过线圈12,使得线圈12被加热并蒸发掉线圈12附近毛细芯14中的一部分液体,从而在蒸汽产生室2中产生蒸汽供使用者吸入。蒸发的液体随后被通过毛细作用沿着芯14从储液器6中抽出更多的液体替代。
因为储液器内壁8具有开口16,以允许液体从储液器6被抽出到蒸发器12,所以存在从电子烟的该部分发生泄漏的相应风险。从终端使用者自然不希望电子烟液漏在他们手上或漏在其他物品上的角度来看,以及从可靠性的角度来看,都不希望发生泄漏,因为泄漏有可能损坏电子烟本身,例如由于未预期与液体接触的部件发生腐蚀。
本文描述了寻求帮助解决或减轻至少一些上述问题的各种方法。
技术实现要素:
根据某些实施方式的第一方面,提供了一种蒸汽供应设备,包括:限定用于液体的储液器的储液器壳体;液体输送元件,用于将液体从储液器输送到蒸发器以进行蒸发;以及用于液体输送元件的通道,其中该通道具有至少部分地由储液器壳体的一部分限定的侧壁;其中液体输送元件包括布置成将液体运送到蒸发器的第一部分和布置成沿着通道延伸的第二部分,其中通道的横截面与液体输送元件的第二部分的横截面对应(即匹配),并且其中储液器壳体的限定通道侧壁的部分具有一个或多个开口,以提供通道中的液体输送元件与储液器中的液体之间的流体连通。
根据某些实施方式的另一方面,提供了一种蒸汽供应系统,包括:根据第一方面的蒸汽供应设备和控制单元,该控制单元包括电源和控制电路,该控制电路配置成选择性地从电源向蒸发器供电。
根据某些实施方式的另一个方面,提供了一种蒸汽供应装置,包括:储液器壳体装置,限定用于液体的储液器装置;液体输送装置,用于将液体从储液器装置输送到蒸发器装置进行蒸发;和用于液体输送装置的通道装置,其中通道装置具有至少部分地由储液器壳体装置的一部分限定的侧壁装置;其中液体输送装置包括布置成将液体运送到蒸发器装置的第一部分和布置成沿着通道装置延伸的第二部分,其中通道装置的横截面与液体输送装置的第二部分的横截面匹配(对应),并且其中储液器壳体装置的限定通道装置的侧壁装置的部分具有一个或多个通孔装置,以提供通道装置中的液体输送装置与储液器装置中的液体之间的流体连通。
根据某些实施方式的另一方面,提供了一种形成蒸汽供应设备的方法,包括:提供限定用于液体的储液器的储液器壳体,提供用于将液体从储液器输送到蒸发器以进行蒸发的液体输送元件;为液体输送元件提供通道,其中通道具有至少部分地由储液器壳体的一部分限定的侧壁;以及将液体输送元件的第一部分布置成将液体运送到蒸发器,并且将液体输送元件的第二部分布置成沿着通道延伸,其中通道的横截面与液体输送元件的第二部分的横截面对应,并且其中储液器壳体的限定通道侧壁的部分具有一个或多个开口,以提供通道中的液体输送元件与储液器中的液体之间的流体连通。
根据某些实施方式的另一方面,提供了一种用于蒸汽供应设备的部件,该蒸汽供应设备具有由储液器壳体限定的储液器,其中该部件包括:插入件,该插入件构造成附接到储液器壳体,以便与储液器壳体的一部分协配,从而形成具有侧壁的通道,该侧壁由储液器壳体的所述部分和插入件限定的侧壁的通道;以及用于将液体从储液器输送到蒸发器以进行蒸发的液体输送元件,其中液体输送元件包括布置成将液体运送到蒸发器的第一部分和沿着通道延伸的第二部分,其中通道的横截面与通道中液体输送元件的第二部分的横截面对应,并且其中储液器壳体的限定通道侧壁的部分具有一个或多个开口,以提供通道中的液体输送元件与储液器中的液体之间的流体连通。
应当理解,本文描述的与本公开的第一方面和其他方面相关的本公开的特征和方面同样适用于根据本公开的其他方面的本公开的实施方式,并且可以适当地与本公开的实施方式相结合,而不仅仅是以上述的特定组合。
附图说明
现在将参考附图仅以实例的方式描述本公开的实施方式,在附图中:
图1表示先前提出的蒸汽供应系统的蒸汽产生区域的示意性截面剖视图;
图2表示根据本公开的某些实施方式的蒸汽供应系统的示意性截面剖视图;
图3表示图2的蒸汽供应系统的一部分的示意性截面剖视图;
图4表示图2的蒸汽供应系统在垂直于其纵向轴线的平面中的示意性截面剖视图;以及
图5表示根据本公开的某些其他实施方式的蒸汽供应系统的示意性截面剖视图。
具体实施方式
本文讨论/描述了某些实例和实施方式的方面和特征。某些实例和实施方式的一些方面和特征可以常规地实现,并且为了简洁起见,没有对这些方面和特征进行详细讨论/描述。因此,应当理解,本文所讨论的但未详细描述的设备和方法的方面和特征可以根据用于实现这些方面和特征的任何常规技术来实现。
本公开涉及蒸汽供应系统和蒸汽供应系统的组成部分。蒸汽供应系统也可称为气溶胶供应系统,例如电子烟,并包括混合系统(电子烟包括与蒸汽产生区域分开的烟草或另一种香味元素)。在下面的描述中,有时可以使用术语“电子烟”或“电子烟”,但是应当理解,该术语可以与蒸汽供应系统/装置/设备互换使用。此外,如技术领域中常见的,术语“蒸汽”和“气溶胶”以及相关术语如“蒸发”、“挥发”和“形成气溶胶”,通常可以互换使用。
蒸汽供应系统(电子烟)通常(但不总是)包括模块化总成,该模块化总成包括可重复使用的部分(控制单元部分)和可更换(一次性)烟弹部分,该烟弹部分有时也称为烟弹蒸发器。通常,可更换的烟弹部分将包括蒸汽前体材料和蒸发器,可重复使用部分将包括电源(例如可充电电池)和控制电路。应当理解,根据功能,这些不同的部分可以包括更多的元件。例如,可重复使用的装置部分可以包括用于接收使用者输入并显示操作状态特征的使用者接口,并且可更换的烟弹部分可以包括用于帮助控制温度的温度传感器。烟弹电气地且机械地联接到控制单元以便使用,例如使用螺纹、闩锁或卡口固定,其中适当地接合了多个电触点。当烟弹中的蒸汽前体材料耗尽时,或者使用者希望切换为具有不同蒸汽前体材料的不同烟弹时,可将烟弹从控制单元移除,并将替换烟弹附接在其位置。符合这种两部分模块化构造的装置通常可以称为两部分装置。电子烟通常也具有细长形状。为了提供一个具体实例,将认为本文描述的本公开的某些实施方式包括这种采用一次性烟弹的通常细长的两部分装置。然而,应当理解,本文描述的基本原理同样可以用于不同的电子烟构造,例如单部分装置或包括两个以上部分的模块化装置、可再填充装置和仅使用一次的一次性装置,以及符合其他整体形状的装置,例如基于通常具有更像盒子形状的所谓的盒型高性能装置。更一般地,应该理解,本公开的某些实施方式是基于根据本文描述的原理寻求帮助降低泄漏可能性的方法,并且根据本公开的某些实施方式的电子烟实现方法的其他构造和功能方面不是最重要的,并且可以例如根据任何已建立的方法来实现。
图2至图4示意性地表示了根据本公开的某些实施方式的实例电子烟20的不同视图。具体而言,图2示意性地表示电子烟20的剖切截面图,图3示意性地表示电子烟20的蒸汽产生区域73周围的放大视图(该区域由图2中标记为a的虚线框表示)。如下文进一步所描述,电子烟20包括芯66和金属丝加热器线圈68,并且图2和3的截面图处于包含芯和电子烟纵向轴线l的平面内。图4示意性地示出了在图3中标记为x的位置处截取的垂直于电子烟纵向轴线的平面中的电子烟的截面剖视图。对于图3所示的定向,图4的视图方向是从下到上。图2和图3的截面图位于在图4中标记为y的位置处截取的垂直于图4的平面中。
电子烟20包括两个主要部件,即可重复使用部分22和可更换/一次性烟弹部分24。在正常使用中,可重复使用部分22和烟弹部分24在接口26处可释放地联接在一起。当烟弹部分用尽或者使用者仅仅希望切换为不同的烟弹部分时,可将烟弹部分从可重复使用部分移除,并且将替换烟弹部分附接到可重复使用部分的适当位置。接口26在两个部件之间提供结构、电气和空气路径连接,并且可以根据常规技术建立,例如基于螺纹、闩锁机构或卡口固定,其中适当地布置了多个电触点和开口,以在两个部件之间建立适当的电气连接和空气路径。烟弹部分24机械联接到可重复使用部分22的具体方式对于本文所述的原理并不重要,但是为了提供一个具体实例,本文假设烟弹部分24包括闩锁机构,例如烟弹的一部分容置在可重复使用部分中的相应的容座中,该容座具有协配的闩锁接合元件(在图2至4中未示出)。还应当理解,在一些实施方式中,接口26可能不支持各个部分之间的电气和/或空气路径连接。例如,在一些实施方式中,蒸发器可以设置在可重复使用部分中而不是烟弹部分中,或者电力可以从可重复使用部分无线传输到烟弹部分(例如基于电磁感应),从而不需要可重复使用部分与烟弹部分之间电气连接。此外,在一些实施方式中,穿过电子烟的气流可能不会穿过可重复使用部分,从而不需要可重复使用部分与烟弹部分之间进行空气路径连接。
根据本公开的某些实施方式,除了根据本文描述的方法进行的修改之外,烟弹部分24可以广泛地具有常规性。烟弹部分24包括由塑料材料形成的储液器壳体62,并且在该实例中限定了烟弹的整体外观。储液器壳体62支撑烟弹部分的其他部件,并为机械接口26提供可重复使用部分22。在其他实例中,烟弹部分24还可以包括单独的主壳体来执行这些功能,其中储液器壳体安装在主壳体内。在图2至图4的实例中,储液器壳体62(且因此整个烟弹)通常是圆形对称的,并且沿着其纵向轴线l的方向(即,其最长的轴线/使用期间空气在烟弹中流动的主要方向)连接到可重复使用部分22。在该实例中,烟弹部分的长度大约为4cm,直径大约为1.8cm。然而,可以理解的是,在不同的实施方式中,具体的几何形状以及更一般地,整体形状和所使用的材料可以不同。
储液器壳体62内是储液器64,储液器容纳液体蒸汽前体材料。液体蒸汽前体材料可以是常规的,并且可以称为电子烟液。在该实例中,储液器64具有大致圆形对称的环形形状。因此,储液器壳体62包括外壁65和内壁63,内壁63限定了穿过烟弹部分24的空气路径72。储液器64的每一端均由端壁封闭,以容纳电子烟液。储液器壳体62可以根据常规制造技术形成,例如使用单部件或多部件塑料模制技术。
烟弹部分22还包括芯(液体传输元件)66和加热器(蒸发器)68。芯66的中央部分(第一部分)横向延伸穿过烟弹空气路径72(即,在基本上横向于烟弹的纵向轴线l/基本上垂直于储液器壳体的邻近芯中央部分的表面的方向上)。芯66的各端部部分(第二和第三部分)容纳/封闭在相应的通道67中,在该实例中,通道67平行于通过烟弹空气路径72的气流的方向(即,基本平行于烟弹的纵向轴线l/基本平行于储液器壳体的邻近芯各端部部分的表面的方向)。
如本文进一步所讨论,根据本公开的某些实施方式,通道67的横截面与芯的端部部分大致匹配(在尺寸和形状上),使得芯66填充通道67,例如芯被通道67的壁轻微压缩。对于图3所示的实例,芯的端部部分沿着相应通道67的全长延伸,但是在其他实施方式中,相应通道可以比其内的芯的长度长(即,芯的端部与通道的端部之间可以有间隙)。各个通道的邻近空气路径72的一端是开放的,以允许芯66进入各个通道,而各个通道的另一端是封闭的,使得通道包围芯的各个端部部分。然而,在其他实例中,通道的这些封闭端可以改为对储液器64开放,并且实际上在一些这样的实现方式中,芯的端部部分可以沿着相应通道的整个长度延伸并且伸到储液器本身中。
根据本公开的某些实施方式,每个通道都具有壁67a,该壁67a由储液器壳体62的一部段限定。对于图2至4的实例,储液器壳体62的该部段是储液器壳体62的内壁63的一部段,使得相应的通道67位于空气流动路径72和储液器64之间。对于每个通道67,壁67a由储液器壳体62的平行于芯的邻近壁的延伸轴线的一部分提供,并且在这个意义上,壁67a可以称为通道67的侧壁67a(例如,与通道的垂直于芯的延伸轴线的端壁相对)。由储液器壳体提供的侧壁67a包括开口(通孔)69,这些开口(通孔)提供储液器64的内部与通道67之间的流体连通,从而允许储液器内的液体被芯66的位于相应通道67内的端部部分吸收。然后,芯的端部部分吸收的液体可被输送到芯的位于空气流动路径72内的中心部分,以运送到加热器68进行蒸发,从而产生供使用者吸入的蒸汽。在该实例中,多个通孔(开口)69包括一系列大致为圆形的开口,而在其他实例中,该多个通孔(开口)可以替代地或附加地包括一个或多个开槽开口。开口的总横截面积可以在考虑使用过程中从储液器中抽吸液体的期望速率,以及影响通过开口抽吸液体的速率的因素(例如粘度)的情况下来选择。例如,支持相对较高的蒸发速率的实现方式(例如,功率相对较高的装置)和/或相对粘稠的液体可以得益于开口的积分横截面积相对较大而帮助确保液体可以通过开口以合适的速率被芯吸收,从而在使用期间补充从芯蒸发的液体。相反,支持相对较低蒸发速率或相对较低粘度液体的实现方式可以具有相对较小的开口积分横截面积。对于任何给定的实现方式,根据本文描述的原理,将液体供给到芯的侧表面的开口的适当构造可以例如在设计阶段根据经验确定。
在该实例实现方式中,每个通道67具有大致为圆形的横截面(在其他实例中,通道可以具有非圆形横截面),并且包括在垂直于电子烟纵向轴线的方向上延伸的短初始部段(即,对于图3所示的定向,在侧向方向上远离空气流动路径72延伸)以及在平行于电子烟纵向轴线的方向上延伸的较长的主要部分(即,对于图3所示的方向,在竖直方向上平行于空气流动路径72延伸)。也就是说,在该实例中,各个通道67分别包括方向的改变,但是各个通道的主要部分平行于烟弹20的纵向轴线对齐。在这种意义上,对于该构造而言,可以认为通道(以及通道内的芯部分)平行于穿过烟弹的空气路径延伸,尽管通道具有不平行于空气路径延伸的短初始部段。对于图2至图4所示的实例,通道方向的变化示为相对急剧的转弯,但是可以使用更圆的转弯。
芯66的中心部分和加热器68布置在烟弹空气路径72中,使得烟弹空气路径72的围绕芯66和加热器68的区域实际上限定了烟弹部分的蒸发区域73。储液器64中的电子烟液通过各个通道的侧壁67a上的开口69渗入芯66,并通过表面张力/毛细作用(即芯吸)沿着芯(即沿着通道67)被抽吸。该实例中的加热器68包括缠绕在芯66周围的电阻线。在该实例中,加热器68包括镍铬合金(cr20ni80)线,芯66包括玻璃纤维束,但是应当理解,具体的加热器构造和芯材料对于本文描述的原理并不是最重要的。例如,在一些实现方式中,芯可以包括多种不同材料的纤维,例如棉,或者可以包括非纤维材料,例如芯可以由多孔陶瓷形成。使用时,可以通过电导线(为简单起见未示出)向加热器68供电,以蒸发由芯66的邻近加热器68的部分运送给加热器68的一定量的电子烟液(蒸汽前体材料)。然后,蒸发的电子烟液会夹带在从蒸发区域73沿着烟弹空气路径72被朝向嘴件出口70抽吸的空气中以供使用者吸入。
蒸发器(加热器)68蒸发电子烟液的速率通常取决于提供给加热器68的电力的量(水平)。因此,可以向加热器66供电,以选择性地从烟弹部分24中的电子烟液产生蒸汽,此外,蒸汽产生的速率可以通过改变提供给加热器68的电力的量来改变,例如通过脉冲宽度和/或频率调制技术。
可重复使用部分22可以是常规的,并且包括:外壳体32,具有限定电子烟的空气入口48的开口;电池46,用于为电子烟供电以便其操作;控制电路38,用于控制和监控电子烟操作;使用者输入按钮34以及可视显示器44。
外壳体32可以由例如塑料或金属材料形成,并且在该实例中,具有大体上与烟弹部分24的形状和尺寸一致的圆形横截面,以便在接口26处提供两个部件之间的平滑过渡。在该实例中,可重复使用部分的长度约为8cm,因此当烟弹部分和可重复使用部分联接在一起时,电子烟的总长度约为12cm。然而,如已经指出的那样,应当理解,实现本公开实施方式的电子烟的整体形状和尺度对于本文描述的原理并不重要。
空气入口48通过可重复使用部分22连接到空气路径50。当可重复使用部分22和烟弹部分24连接在一起时,可重复使用部分空气路径50又穿过接口26连接到烟弹空气路径72。因此,当使用者在嘴件开口70上吸气时,空气通过空气入口48、沿着可重复使用部分空气路径50、穿过接口26、通过蒸发器68附近的蒸汽产生区域73(在此处,蒸发的电子烟液被夹带在空气流中)、沿着烟弹空气路径72被吸入,并且通过嘴件开口70被吸出以供使用者吸入。
在该实例中,电池46可充电,并且可以是常规类型,例如通常用于电子烟和其他需要在相对较短的时间内提供相对高的电流的应用中的类型。可以通过可重复使用部分壳体32中的充电连接器,例如通用串行总线连接器(未示出)为电池46充电。
在该实例中,使用者输入按钮34是例如包括弹簧安装部件的常规机械按钮,使用者可以按压该弹簧安装部件来建立电接触。在这点上,可以认为输入按钮是用于检测使用者输入的输入设备,而实现该按钮的具体方式并不重要。例如,其他形式的机械按钮或触敏按钮(例如基于电容或光学传感技术)可以用于其他实现方式中。
显示器44为使用者提供与电子烟相关的各种特征的视觉指示,例如当前功率设置信息、剩余电池电量等。该显示器可以以各种方式实现。在该实例中,显示器44包括常规的像素化液晶显示屏,该显示屏可以根据常规技术受驱动以显示期望的信息。在其他实现方式中,显示器可以包括一个或多个分立的指示器,例如led,这些指示器布置成例如通过特定颜色和/或闪光序列来显示期望的信息。更一般地,提供显示器和使用显示器向使用者显示信息的方式对于本文描述的原理来说并不重要。例如,一些实施方式可以不包括视觉显示器,而是可以包括用于向使用者提供与电子烟的操作特性相关的信息的其他装置,例如使用音频信号或触觉反馈,或者可以不包括用于向使用者提供与电子烟的操作特性相关的信息的任何装置。
控制电路38被适当地配置/编程以控制电子烟的操作,从而根据用于操作电子烟的既定技术提供功能。例如,控制电路38可以配置成控制从电池46到加热器/蒸发器68的电力供应,以响应于使用者激活输入按钮34,或者在其他实现方式中响应于其他触发(例如响应于检测到使用者吸气),从烟弹部分24中的一部分电子烟液产生蒸汽,以供使用者经由嘴件出口70吸入。如常规一样,可以认为控制电路(处理器电路)38在逻辑上包括与电子烟操作的不同方面相关联的各种子单元/电路元件,例如使用者输入检测、电源控制、显示器驱动等。应当理解,控制电路38的功能可以以各种不同的方式提供,例如使用配置成提供期望的功能一个或多个适当编程的可编程计算机和/或一个或多个适当配置的专用集成电路/电路/芯片/芯片组。
从上面的讨论中可以理解,图2至图4所示的蒸汽供应系统/电子烟和先前提出的电子烟之间的显著区别在于液体输送元件/芯66布置成从储液器64接收液体以进行蒸发的方式。具体而言,根据本公开的某些实施方式,液体输送元件66的各个部分进入并沿着相应的通道67伸展,通道67沿着储液器壳体62的壁延伸,通道67与储液器64之间的储液器壳体壁上的开口提供了芯与储液器中的液体之间的流体连通。此外,通道的横截面与通道内的芯部分的横截面相匹配。发明人已经认识到,以这种方式将芯封闭在通道中有助于降低液体从储液器中溢出(泄漏)的风险,同时允许液体经由这些壁上的开口通过各个通道的侧壁供应到芯。
因此,在图2至图4的实例中,限定每个通道的侧壁至少部分地由储液器壳体的一部段限定。在该实例中,每个通道的侧壁还由插入件71限定,该插入件附接到储液器壳体,以包围液体输送元件的第二部分形成通道。因此,如在图4中可以看到的,各个通道由储液器壳体62的内壁63的稍微凹入储液器中以容纳芯的一侧的部段和相应对准的插入件之间的空间形成,插入件具有稍微伸入空气流动路径中以容纳芯的另一侧的轮廓。插入件71包括围绕通道的凸缘部分,以便于密封和将插入件附接到储液器壳体。插入件71还限定了各个通道的封闭端,在封闭端处,插入件再次对储液器壳体形成密封,以形成盲孔构造的通道。图4的横截面是在穿过每个通道的开口69的平面中截取的,从而示出了储液器64中的液体如何供给到各个通道67内的芯66的端部部分。
在组装过程中,各个插入件可以例如使用胶水或超声波焊接附接到储液器壳体,然后芯的端部可以拧入相应的通道67中。然而,在实践中,在将插入件附接到储液器壳体之前,将芯的端部相对于储液器壳体或插入件中的一个或另一个适当定位,以在制造过程中有效地将芯夹在插入件和储液器壳体之间可能更简单。然而,可以理解的是,形成通道67的具体方式以及将芯组装到通道67中的方式对于本文所述的原理并不重要。
如图2至图4示意性所示,根据本公开的某些实施方式,通道67的横截面积与通道内的芯的横截面积相匹配。这意味着芯在通道中沿其延伸的长度上基本充满通道的容积。因此,通道内的芯的外表面的主要部分可以与限定通道的侧壁接触/相邻。在这一点上,如果由于该区域中的表面张力效应,芯和通道壁之间的间隙太小而不能允许大量液体流动(即非毛细流动),则可以认为芯与限定通道的壁接触/相邻。在一些实例中,每个通道的横截面积沿其长度方向大致一致,并且可以略小于通道中的芯部分的未压缩横截面积,使得芯被通道侧壁压缩。例如,根据本公开的某些实施方式,芯在通道中可以被压缩一定量,使得其横截面积与通道外部的未压缩横截面积相比减少至少约5%,例如至少约10%,例如至少约15%,例如至少约20%,例如至少约25%,例如至少约30%。更一般地,在不同的实现方式中,压缩量可以不同。例如,在一些情况下,可能不存在压缩,使得通道67的横截面与芯的标称横截面具有相同的尺寸和形状,而在其他情况下,可能有超过30%的面积压缩。可以选择压缩量,以在有助于确保芯的外表面和通道的内壁之间具有期望的密封程度而不过度限制流体沿着芯的长度流动之间建立适当的折衷。适当的压缩程度可以例如通过经验测试来确定。
发明人已经发现,如果与通道的特征直径(宽度)相比,通道67的通向空气流动路径72的端部与侧壁上最靠近储液器64的开口69之间的距离相对较长,则对于每个通道,泄漏的可能性可以进一步降低。例如,根据某些实施方式,该距离可以比通道的特征直径(宽度)大至少约2倍,例如至少约2.5倍,例如至少约3倍,例如至少约3.5倍,例如至少约4倍,例如至少约4.5倍,例如至少约5倍。就绝对长度而言,根据本公开的某些实施方式,该距离可以是至少约3mm,例如至少约4mm,例如至少约5mm,例如至少约6mm,例如至少约7mm,例如至少约8mm。
应当理解,芯和/或通道可以不具有严格为圆形的横截面,并且在这点上,本文提到的芯或通道的直径/宽度可以理解为对应于在垂直于其延伸轴线的平面内具有与芯或通道相同横截面积的圆的直径(即,因此特征直径/宽度=2*sqrt(横截面积/pi))。还应当理解,特征直径,尤其是芯材料的特征直径,可以沿着芯/通道的长度在一定程度上变化,并且在这个意义上,可以认为特征直径/宽度是长度平均的特征直径(例如,在大于直径的典型变化的预期尺度的长度上进行平均,例如在几毫米到一厘米左右)。因此,尽管为了简单起见,在本文中术语直径和宽度可以用于芯和通道,但是应当理解,这应当解释为是指长度平均特征直径(例如,对应于长度平均横截面积与芯或通道相同的圆的直径)。
就通道中的芯材料部分的总长度而言,每个通道中的芯的端部部分的长度可以相对较长,例如大于从包括至少约6mm、例如至少约8mm、例如至少约10mm、例如至少约12mm、例如至少约14mm、例如至少约16mm的组中选择的量。
上述通道的实例距离和长度可以例如适用于在相应通道内直径在约1mm至约3mm之间,例如在约1.2mm至约2.8mm之间,例如在约1.4mm至约2.6mm之间,例如在约1.5mm至约2.5mm之间,例如在约1.7mm至约2.3mm之间的芯。
为了提供具体实例,对于图2至图4所示的实现方式,假设芯的标称未压缩直径为2mm,并且每个通道的长度大约为10mm,内径大约为1.8mm(即,因此芯的横截面在通道中被压缩了大约20%)。在通道不直的实例中,例如如图2至4所示,可以沿通道的中心线测量通道长度。在该实例中,芯穿过的空气通道72的宽度大约为5mm,芯的相应端部延伸到通道中大约10mm(即,使得在该实例中芯的端部到达通道的端部)。
然而,应当理解,对于不同的实现方式,芯的具体几何形状可以不同。例如,在能够产生相对大量蒸汽的功率相对较高的电子烟中,可以使用更大的芯和相应更大的通道来帮助维持向蒸发器供应足够的液体。相反,在产生相对少量蒸汽的功率相对较低的电子烟中,可以认为更小的芯和相应更小的通道更合适。
图5示意性地示出了根据另一实例实施方式的电子烟/蒸汽供应系统120在其蒸汽产生室附近的一部分的横截面。图5中所示的电子烟120的各个方面类似于图2至图4中所示的电子烟20的对应方面,并且将从图2至图4中所示的电子烟20的对应方面理解,其中功能上对应的特征由相同的附图标记标识。然而,图5的实例与图2至图4的实例在总体构造上有所不同。具体而言,尽管在图3的实例中通道67形成在空气流动路径72和储液器64之间,但是在图5的实例中,储液器64仍具有环形构造,但是在该实例中,通道67布置成沿着储液器的外壁延伸。因此,储液器壳体62的包含用于将液体供给到相应通道67内的芯66的开口69的部段在大致环形储液器的外壁上。尽管在整体结构上存在这种差异,但可以理解的是,上述关于芯的端部部分如何被包围通道中的原理以相应的方式适用,其中通道的侧壁至少部分地由储液器壳体的带有用于在芯与储液器之间提供流体连通的孔的部段限定。也就是说,尽管与图2至图4的实例相比,图5中以不同的方式提供了通道,但是操作的基本原理,例如在帮助减少泄漏方面,与本文描述的其他实例相同。
应当理解,根据本公开的其他实例元件,在其他实现方式中可以有其他方式来提供通道。例如,尽管在图2至图6的实例中,通道的主要部分是直的,但是在其他实例中,通道的主要部分可以是弯的或弯曲的,例如遵循螺旋或波状路径,从而允许在沿着电子烟的纵向轴线的给定长度上具有更长的有效长度。更一般地说,可以理解的是,通道形成的具体方式对于使芯穿过在储液器的具有一个或多个开口的壁附近形成的通道的原理来说并不重要,其中该一个或多个开口用于将液体供给到如本文所述的芯端部部分的侧面。
虽然上述实施方式在某些方面集中于一些特定的实例蒸汽供应系统,但是应当理解,相同的原理可以应用于使用其他技术的蒸汽供应系统。也就是说,蒸汽供应系统的各个方面起作用的具体方式与本文描述的实例所基于的原理并不直接相关。
例如,虽然上面已经讨论了各种实例构造,但是应当理解,形成通道的具体方式对于本文描述的原理并不重要,并且在不同的实现方式中,可以以不同方式提供芯从蒸汽产生区域所延伸穿过的通道。此外,可以理解的是,尽管在本文描述的实例中,假设了芯的两端均延伸到各自的通道中,但是可以理解的是,对于仅一端延伸到通道中的芯(即,单端液体供给),或者实际上具有多个臂(例如,十字形形式)的芯,可以应用相同的原理,其中两个以上的端部延伸到相应的通道中。
此外,尽管上述实施方式主要集中于包括蒸发器的气雾剂供应系统,其中蒸发器包括电阻加热器线圈,但是在其他实例中,蒸发器可以包括与液体输送元件接触的其他形式的加热器,例如平面加热器。此外,在其他实现方式中,可以对基于加热器的蒸发器进行感应加热。在其他实例中,上述原理可以在不使用加热来产生蒸汽,而是使用其他蒸发技术(例如压电激励)的装置中采用。
此外,如已经指出的,尽管上述实施方式集中于气雾剂供应系统包括具有两个部分的装置的方法,但是相同的原理可以应用于不依赖于可更换烟弹的其他形式的气雾剂供应系统,例如可填充或一次性使用的装置。
更一般地,除了与引入上述用于液体输送元件的通道构造相关的修改之外,应当理解,根据本公开的某些实施方式的电子烟在结构构造和功能操作方面可具有常规性。
因此,已经描述了一种蒸汽供应设备,包括:储液器壳体,限定储液器;液体输送元件,用于将液体从储液器输送到蒸发器以进行蒸发;以及用于液体输送元件的通道,其中该通道具有至少部分由储液器壳体的一部段限定的侧壁;其中液体输送元件包括布置成将液体运送到蒸发器的第一部分和布置成沿着通道延伸的第二部分,其中通道横截面与液体输送元件的第二部分的横截面匹配/对应,并且其中储液器壳体的限定通道侧壁的部段具有一个或多个开口,以提供通道中的液体输送元件与储液器中的液体之间的流体连通。
为了解决各种问题并推进本领域,本公开通过举例说明的方式示出了可以实施所要求保护的发明的各种实施方式。本公开的优点和特征仅是实施方式的代表性实例,而不是穷举和/或排他的。其仅用于帮助理解和教导所要求保护的发明。应当理解,本公开的优点、实施方式、实例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对权利要求所限定的本公开进行限制或对权利要求的等同物进行限制,并且可以利用其他实施方式且在不脱离权利要求的范围的情况下可以进行修改。各种实施方式可以(除了本文具体描述的那些之外)适当地包括、由或基本上由所公开的元件、部件、特征、部分、步骤、装置等的各种组合组成,并且因此应当理解,从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以除了权利要求中明确阐述的那些之外的组合来组合。本公开可包括目前未要求保护的、但将来可能要求保护的其他发明。
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