泄漏减少的气溶胶生成装置的制作方法

本发明涉及一种气溶胶生成装置，其用于加热气溶胶形成基质来形成可吸入气溶胶。具体地，本发明涉及一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置被构造成将液体气溶胶形成基质或冷凝物的泄露降至最低。

背景技术：

用于生成气溶胶以由使用者吸入的装置是本领域已知的，包括通常加热液体以汽化液体并产生气溶胶的装置。这样的装置通常包括用于保持液体气溶胶形成基质或“电子液体”的供给的液体储存部分或储存器，以及用于加热电子液体以生成气溶胶的加热器。这样的装置还包括与加热器连通的气流路径，使得气溶胶可以沿着气流路径传送并递送到使用者。

可以使用许多不同的因素来评估由已知装置生成的气溶胶的质量。因素可以包括生成的气溶胶的量、气溶胶内液滴的密度、气溶胶的温度以及气溶胶的递送速度。可以使用许多不同的因素来评估由已知装置提供的用户体验的质量。这些因素可包括生成的气溶胶的质量以及液体从装置泄漏的频率。

从气溶胶生成装置泄漏的液体可以是从储存器本身泄漏的电子液体。从装置泄露的液体可以是落在加热器上但未被加热器汽化的电子液体。已经由加热器汽化的液体可以在装置内冷凝，形成大液滴，然后从装置泄漏。具体地，当来自加热器的热空气和蒸汽与装置壳体的较冷内表面接触时，可以形成大液滴。

将需要提供一种将液体泄露降至最低的气溶胶生成系统。使用过程中的液体泄漏可能给使用者带来不佳味道或不愉快的体验。使用之间的液体泄漏可能会损坏衣物等物品，或者可能提供装置质量较低的映像。需要将液体泄漏降至最低以改善用户体验。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种气溶胶生成装置，其包括壳体，所述壳体具有限定烟嘴的第一端、第二端以及限定在第一端与第二端之间的腔。装置还包括：在所述腔内的储存器，其用于储存液体气溶胶形成基质；以及雾化器。装置还包括在壳体的烟嘴内的阀，所述阀具有下游侧和上游侧，其中阀的上游侧包括亲水涂层、疏水涂层或液体吸收涂层中的一者或多者。

装置可以包括在壳体中的进气口，以及从进气口通过腔到烟嘴的气流通道。阀可以在气流通道中。气流通道可以通过雾化器。雾化的液体可以夹带在通过气流通道的气流内。

如本文所使用，术语“气溶胶生成装置”是指与气溶胶形成基质或气溶胶生成制品相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶生成装置可包括用于将来自电源的能量供应到气溶胶形成基质或气溶胶生成制品以生成气溶胶的一个或多个部件。气溶胶生成装置可包括电源，该电源可以是形成气溶胶生成装置的一部分的外部电源或车载电源。气溶胶生成装置可以与气溶胶形成基质或气溶胶生成制品相互作用以生成可直接由使用者吸入的气溶胶。

如本文所使用的，术语“气溶胶形成基质”涉及能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基质释放挥发性化合物。气溶胶形成基质可以吸附、涂覆、浸渍或以其它方式装载到载体或支撑物上。合适的气溶胶形成基质可以包括尼古丁、植物基材料、均质植物基材料、至少一种气溶胶形成剂，或其它添加剂或成分，如香料。

如本文所使用，“下游”用于描述气溶胶生成装置的部件或部件的部分相对于在使用中通过装置的气流的方向的相对位置。阀的下游侧可以在气流方向上最靠近使用者的口腔，并且阀的上游侧可以在气流方向上最接近雾化器。换句话说，来自雾化器的空气可以在使用中落在阀的上游侧上，来自阀的下游侧的空气可以在使用中抽吸到使用者的口中。气溶胶生成制品可以包括近端，所生成的气溶胶通过所述近端离开气溶胶生成制品并被递送给使用者。所述近端还可被称为烟嘴端。在使用中，使用者可以在近端或烟嘴端上抽吸以便吸入所生成的气溶胶。气溶胶生成装置可以是细长的装置，其包括与近端或口端相对的远端。在此类实施例中，近端可被称为下游端。类似地，如本文所使用，“上游”用于描述气溶胶生成装置的部件或部件的部分在气溶胶生成装置的远端处的相对位置。

如本文所使用，“长度”是指装置的上游端(在这种情况下，是底端或封闭端)与装置的下游端或烟嘴之间的最大纵向尺寸。

储存器可以固定在气溶胶生成装置的壳体内。储存器可以是可再填充的，以允许重复使用气溶胶生成装置。在包括可再填充储存器的本发明的实施例中，气溶胶生成装置的壳体可以包括被构造成允许液体气溶胶形成基质通过开口插入到储存器中的开口。替代地，储存器可以从气溶胶生成装置的壳体移除。可拆卸储存器一旦从壳体移除，可以被重新填充。替代地，可拆卸储存器可以是在使用之后被丢弃的单次使用储存器。新的储存器随后可以插入气溶胶生成装置中。

优选地，储存器与雾化器流体连通。液体气溶胶形成基质可以从储存器传输到雾化器以雾化。液体传输可由在储存器与雾化器之间延伸的芯或毛细管元件提供。雾化器液体可以夹带在气流通道中的气流中，以形成气溶胶。

阀可控制流体从气溶胶生成装置流出。优选地，阀防止液体从气溶胶生成装置离开，同时允许所生成的气溶胶通过烟嘴由使用者吸入。

阀上的涂层还可以减少大液滴的液体通过阀流动。涂层可以另外或替代地设置在阀的下游侧上，在气溶胶生成装置的近端处。涂层可以是亲水涂层、疏水涂层或液体吸收涂层。

落在疏水涂层上的液体可以被排斥。在阀的上游侧上具有疏水涂层可排斥来自阀的液体，并且液体可以保留在气溶胶生成装置的壳体内。以这种方式，可防止在壳体内冷凝并且形成大液滴的液体通过阀泄漏。疏水涂层可以至少部分地由聚氨酯(pu)或超疏水金属层(诸如微孔或网状金属，诸如铜或铝)形成，用碳链功能化以使其具有超疏水性。

落在亲水涂层上的液体可以吸引到涂层上。涂层可以在阀的上游或下游侧。亲水涂层可以吸引阀附近的液体，并防止大液滴的液体流过阀或进入使用者的口中。亲水涂层可以至少部分地由三聚酰胺、聚醋酸乙烯、醋酸纤维素或棉形成。

落在液体吸收涂层上的液体可以吸收到涂层中。涂层可以在阀的上游或下游侧。将液体吸收到涂层中可以将液体储存在涂层内，并防止大液滴的液体流出阀。液体吸收涂层可以至少部分地由尼龙(聚酰胺)、乙酸纤维素或棉纤维素形成。

可以使用疏水涂层、亲水涂层和液体吸收涂层的任何组合。

优选地，阀是一种单向阀，其被构造成抑制大液滴的液体从阀的上游侧流到阀的下游侧。单向阀与一个或多个涂层一起可以被构造成允许气溶胶通过阀吸入，同时防止大液滴的液体流出气溶胶生成装置。

在一些实施例中，阀包括疏水涂层，且气溶胶生成装置还包括储存罐。储存罐可被构造成接收由疏水涂层排斥的液体。在这些实施例中，已被疏水涂层排斥的液体可储存在储存罐中。气溶胶生成装置还可以包括芯或毛细管元件，以将液体从疏水涂层引导到储存罐。储存罐可位于气溶胶生成装置的壳体内。储存罐可固定在气溶胶生成装置的壳体内，且壳体可以包括可以排空储存罐的开口。替代地，储存罐可以从气溶胶生成装置的壳体移除。可拆卸储存罐一旦从壳体移除可以清空，使得可以将其重新插入壳体中并重新使用。替代地，可拆卸储存罐一旦从壳体移除后可以丢弃。然后可以将新储存罐插入壳体中。储存罐可与储存器流体连通，以允许储存罐中的液体返回储存器以便再次雾化。

阀可以是球阀。或者，阀可以是鸭嘴阀。或者，阀可以是隔膜阀。或者，阀可以是伞形阀。或者，阀可以是铰链板。本发明的阀可以是任何合适的单向阀。然而，阀有利地具有简单的构造并且易于激活。鸭嘴阀或伞形阀是良好的选择。

优选地，阀由使用者在气溶胶生成装置的烟嘴上吸气来致动。阀的致动可导致阀打开，使得流体可以从气溶胶生成装置的壳体内部通过气溶胶生成装置的烟嘴流出。由于吸气导致的致动使装置操作简单，因为使用者无需执行任何额外动作。由于吸气导致的致动可以确保当使用者在气溶胶生成装置上吸气时气溶胶可通过阀。由于吸气导致的致动可以确保在未使用气溶胶生成装置时阀保持在关闭位置，使得在未使用气溶胶生成装置时，液体不能通过阀逸出。

替代地或此外，阀可以通过壳体上的按钮来致动。在此替代实施例中，阀以机械方式致动。机械致动的阀可以给使用者提供在使用气溶胶生成装置时更好的控制感。机械致动的阀可能需要使用者在气溶胶生成装置上吸气的同时手动致动，以便所生成的气溶胶流出装置。按钮可位于气溶胶生成装置的壳体的一侧上或气溶胶生成装置的壳体的端部上。使用者可同时按下按钮来致动阀并在气溶胶生成装置的烟嘴上吸气。

替代地或此外，阀可以通过电信号致动。电信号可以由位于装置的壳体内的流量传感器生成，并被配置成检测使用者在装置的烟嘴上抽吸。流量传感器可位于阀的下游。壳体可以包括流量传感器位于其中的旁路流动通道。

优选地，阀位于壳体的近端处或附近。优选地，阀位于烟嘴内。在气溶胶生成装置的烟嘴中提供阀可以允许阀最大限度地减少已从储存器泄露的液体和由气溶胶生成装置的壳体中的雾化器上游的冷凝产生的液体的泄漏。最大限度地减少位于阀的下游的壳体的长度也可以最大限度地减少可在其中进一步冷凝气溶胶以形成液体的空间。

雾化器可以包括加热器。加热器可以汽化液体气溶胶形成基质以形成蒸汽。蒸汽可冷却以形成气流内的冷凝液滴，从而形成气溶胶。替代地，雾化器可以是机械雾化器，包括压电元件。在此替代实施例中，压电元件可以响应于交流电通过压电元件传送而振动。压电元件的振动可以迫使液体气溶胶形成基质通过喷嘴组件，从而形成液体气溶胶形成基质的液滴。液滴夹带在气流通道中的气流中以形成气溶胶。

加热器可包括一个或多个加热元件。加热元件可以是平面加热元件或加热器杆或加热器线圈或任何其它合适的加热元件配置。加热元件可由电阻材料形成，使得通过加热元件传送电流导致加热元件产生热。加热元件可直接电耦合到热源。合适的电阻材料包括：诸如掺杂陶瓷的半导体，例如，掺杂碳化硅、电“传导”陶瓷，例如，二硅化钼、碳、石墨、金属、金属合金，以及由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。替代地或此外，加热元件可以包括感受器，并且加热器还可以包括定位成感应电流以加热感受器的电感器。例如，电感器可以包括布置在加热室外部或围绕加热室的线圈，所述线圈用于在感受器中感应加热电流。

加热器可以包括芯以将液体从储存器引导到加热器。芯可以将液体气溶胶形成基质从储存器引导到加热器。芯可至少部分地由能够吸收液体气溶胶形成基质的材料形成。这种材料可以是多孔、纤维、海绵、泡沫或毛细管材料。芯可包括毛细管束。芯可包括多个纤维。芯可包括细孔管。芯可包括纤维、线与细孔管的组合。纤维、线与细孔管可大体上对准以将液体传送到电加热器。这种材料可以具有预定义的毛细管。吸收液体气溶胶形成基质的合适材料的实例包括：纤维或烧结粉末形式的陶瓷基或石墨基材料。合适材料的实例还包括：海绵或泡沫材料，泡沫金属或塑料材料，例如由纺制或挤出纤维制成的纤维状材料，如醋酸纤维素、聚酯或粘合聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维或陶瓷。

具有不同孔隙率的芯可用以适应不同液体物理属性，例如密度、粘度、表面张力和蒸气压。芯可以具有位于储存器内的第一端和在加热器处终止的第二端。替代性地，芯的第二端可以被加热器环绕。例如，如果加热元件是线圈加热元件，那么线圈可包裹在芯的第二端上。芯的第二端通常位于气溶胶生成装置的壳体内的气流路径内，使得空气被抽吸通过芯并且夹带蒸汽。随后，蒸汽可冷却以形成气溶胶。

优选地，气溶胶生成系统还可以包括引导装置，所述引导装置被构造成朝向加热器引导由雾化的液体气溶胶形成基质的冷凝产生的液体。引导装置可以位于装置的壳体内。引导装置可以位于储存器和雾化器中的每一个的外部。引导装置可以是芯吸构件或毛细管元件或能够将液体传输到雾化器的任何装置。将液体引导到雾化器可以使液体雾化或重新雾化，从而防止其在壳体内积聚。

优选地，气溶胶生成装置的储存器包括外壁，其具有暴露于壳体中的气流通道并且由疏水性材料形成的第一面。储存器还可包括与第一面相对的并且由亲水性材料形成的第二面。储存器的外壁可以邻近雾化器下游的气流通道定位。由于这种布置，在外壁上冷凝的液体可以通过外壁传输到储存器中，但可以防止储存器中的液体通过外壁逸出。

雾化器下游的气流通道可以包括壁，所述壁具有与气流通道中的气溶胶接触的包括疏水性材料的第一层以及在第一层下方的包括亲水性材料的第二层。

优选地，气溶胶生成系统还可包括电源和控制单元。电源为加热器提供电力。加热器优选地被配置成加热气溶胶形成基质。通过这种布置，可以生成气溶胶以便由使用者吸入。控制单元可以控制从电源供应到加热器的电力。控制单元可控制产生的温度和加热的持续时间。控制单元可控制加热器的其它特性。

附图说明

现在将在以下附图中仅以实例的方式详细讨论特定实施例，其中：

图1示出了根据本发明的气溶胶生成装置的透视图；

图2a到2e示出了根据本发明的包括鸭嘴阀的气溶胶生成装置的视图；

图3a到3g示出了根据本发明的包括伞形阀的气溶胶生成装置的视图；

图4a到4e示出了根据本发明的包括球阀的气溶胶生成装置的视图；以及

图5a到5c示出了根据本发明的施加到气溶胶生成装置内的气流通道的壁的各层。

具体实施方式

图1示出了气溶胶生成装置10的示意性表示。气溶胶生成装置10包括壳体12，壳体具有远端14和近端16。壳体12在近端16处变窄以限定烟嘴18。电源21和控制单元20、液体气溶胶形成基质22的储存器、雾化器24和阀26在壳体12内。气流通道25限定在壳体12内，使得空气可通过壳体12从进气口23抽吸到烟嘴18并通过阀26。使用者在烟嘴18上抽吸，并且从进气口23抽吸空气穿过或经过雾化器24，使得液体气溶胶形成基质22的气溶胶液滴夹带在空气流中。气流然后从阀26传送到使用者以被吸入。

电源21和控制单元20通常包含在装置的可重复使用部分中，雾化器24、液体储存器22和烟嘴18是在使用中附接到可重复使用部分的装置的消耗部分的一部分。

图2a到2e示出了根据本发明的气溶胶生成装置10的第一实施例的各种视图。在该第一实施例中的阀26是鸭嘴阀。在第一实施例中，壳体12的烟嘴18的近端16被阀连接器28覆盖。阀连接器28具有开放远端30和封闭近端32。开放端30被成形为在壳体12的近端16上滑动，并保持在覆盖近端16的位置。封闭端32包括孔34。鸭嘴阀26位于阀连接器28的孔34内。

图2c单独示出了鸭嘴阀26。鸭嘴阀26包括阀座36和喷嘴38。图2d中示出的通道42穿过喷嘴38，其由喷嘴的内壁50限定。通道42从阀座36中的开口44延伸到由相对侧面40和40’限定的喷嘴38中的开口46。当就位时，鸭嘴阀26的通道42与装置10的气流通道25对齐，如在图2d和2e的截面图中所示出的。

喷嘴38由橡胶或弹性体材料形成，使得喷嘴38是可变形的。喷嘴38被成形为使得当不向喷嘴38施加力时，喷嘴38的相对侧面40和40’接触，并且喷嘴的开口46处于关闭位置。在关闭位置，喷嘴38的相对侧面40和40’防止在使用者不在装置上抽吸时，液体(诸如，电子液体或冷凝气溶胶)通过阀26逸出。当空气通过通道42从阀座36抽吸到喷嘴38时，喷嘴38内部的空气压力迫使相对侧面40和40'分开，使得空气可以通过开口44逸出。

鸭嘴阀26包括图2e中所示的内涂层48。内涂层48为疏水涂层。涂层48基本上覆盖喷嘴38的内壁50的全部。涂层48排斥液体，例如，电子液体或冷凝气溶胶。当使用者在装置10上抽吸并且喷嘴38进入打开位置时，由于涂层48排斥液体使得液体无法穿过喷嘴38而防止液体通过开口46逸出。以此方式，涂层48在使用中防止液体从烟嘴18泄漏。

图3a至3g示出了根据本发明的气溶胶生成装置10的第二实施例的各种视图。在此第二实施例中的阀26是伞形阀。在第二实施例中，类似于第一实施例，壳体12的烟嘴18的近端16被阀连接器28覆盖。同样地，与第一实施例类似，第二实施例的阀连接器28具有开放远端30和封闭近端32。开放端30被成形为在烟嘴18的近端16上滑动，并保持在覆盖近端16的位置。在第二实施例中，封闭端32包括中心孔54和两个侧孔56和56’。侧孔56和56’与装置10的空气通道25同轴，如图3d和3e的截面图中所示的。

图3c单独示出了伞形阀52。伞形阀52包括阀塞58、阀颈60和伞形部分62。阀颈60在阀塞58与伞形部分62之间延伸。阀颈56位于阀连接器28的封闭端32的中心孔54内。阀塞58位于封闭端32的上游侧上。伞形部分62位于封闭端32的下游侧上的阀塞58对面。伞形部分62为凹形圆形部分，从阀颈60的端部朝阀塞58向下延伸。

阀塞58的外圆周大于中心孔54的内圆周。因此，防止阀塞58穿过中心孔54。

伞形部分62具有外圆周，使得其在如图3f中所示的关闭位置在侧孔56和56’中的每一个上延伸。当使用者不在装置10上抽吸时，在关闭位置防止液体通过阀26逸出。伞形部分62由橡胶或弹性体材料形成，使得伞形部分62是可变形的。当空气通过装置10抽吸时，伞形部分62的上游侧上的来自通过侧孔56和56’的空气压力迫使伞形部分62变形并翻转，使得伞形部分62不再覆盖侧孔56和56’，从而使得空气可通过阀26，如图3g中所示。

伞形阀52包括图3f和3g中所示的内涂层64。内涂层64为疏水涂层。涂层64位于封闭端32的上游侧和伞形部分62的上游侧上。涂层64排斥液体，例如，电子液体或冷凝气溶胶。当使用者在装置10上抽吸并且伞形部分62被翻转使得侧孔56和56’被揭开时，由于涂层64排斥液体，防止液体通过侧孔56和56’逸出。以此方式，涂层64在使用中防止液体从烟嘴18泄漏。

图4a到4e示出了根据本发明的气溶胶生成装置10的第三实施例的各种视图。在此第三实施例中的阀26是球阀。在第三实施例中，类似于第一实施例，壳体12的烟嘴18的近端16被阀连接器28覆盖。同样地，与第一实施例类似，第三实施例的阀连接器28具有开放远端30和封闭近端32。开放端30被成形为在烟嘴18的近端16上滑动，并保持在覆盖近端16的位置。

在第三实施例中，封闭端32包括孔66。孔66与装置10的空气通道25对齐，如在图4d和4e的截面图中所示的。图4b示出了将阀部分68定位在阀连接器28的封闭端32上方的前透视图。图4c单独示出了阀部分68的侧视图。

阀部分68包括中心球元件70。球元件70具有圆形的上游侧72。球元件68具有平坦的下游侧74。翼部分76和76’从球元件70的下游侧面74的相对侧径向向外延伸。翼部分76和76’各自由弯曲的平面片材形成。当从图4c的侧面观察时，片材弯曲以形成“之字形”形状。

就位时，翼部分76和76’邻接阀连接器28的封闭端32，并且球元件70位于孔66内。当使用者不在装置10上抽吸时，球元件70阻挡孔66，并且防止诸如电子液体或冷凝气溶胶的液体从阀26逸出。

翼部分76和76’由弹性材料，诸如橡胶或弹性体材料形成，使得翼部分76和76’是可变形的。翼部分76和76’的“之字形”形状允许翼部分76和76’像弹簧一样起作用。如果翼部分76和76’由施加的力变形，则在移除力时它们将返回到其原始位置。当通过装置10抽吸空气时，球元件70的上游侧72上的空气压力推动球元件70远离孔66，翼部分76和76’变形。球元件70不再覆盖孔66，使得空气可以穿过阀26。

球阀52包括图4e中所示的内涂层78。内涂层64为疏水涂层。涂层78位于球元件70的上游侧72上。涂层78排斥液体，例如，电子液体或冷凝气溶胶。当使用者在装置10上抽吸并且球元件70吸离孔66时，由于涂层78排斥液体，防止液体通过孔66逸出。以此方式，涂层78在使用中防止液体从烟嘴18泄漏。

图5a、5b和5c示出了通过图1所示类型的气溶胶生成装置的消耗部分的气流通道。消耗部分包括外部壳体86和内部壳体85。具有外壁82的液体储存器在内部壳体中。液体储存器容纳液体气溶胶形成基质80。网状加热器84设置在储存器的基底处，所述储存器在操作中汽化来自储存器的液体。蒸汽可以逸出到气流通道90中。气流通道90从入口穿过壳体延伸到烟嘴，包括如所述的阀。

气流通道90的壁在分层结构中设有两个不同的膜，在图5b和图5c中示出。图5c为图5b的一部分的放大，其中可以最清楚地看到两个层。下层94为亲水层。与气流通道90中的气溶胶接触的覆盖层92是疏水的。层的这种组合充当用于液体流动的二极管，使得冷凝到疏水层上的液体高效地传输到亲水层，但液体不从疏水层流回到亲水层。如果例如通过形成穿过储存器的外壁的孔使储存器的外壁在这些层下方可渗透流体，或者完全由这些层代替储存器的外壁，则在加热器下游的气流通道中冷凝的液体可以有效地返回到储存器。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除