吸烟系统的制作方法
【专利摘要】在一种有一个外壳、一个电源段（12）和一个雾化器（14）的电子香烟中，至少一部分第一气流（25）流经雾化器（14）。一个位于外壳内的混合阀有一个接收第一气流（25）的第一入口，接收避开了雾化元件（14）的第二气流（20）的第二入口，以及一个流体连接至近端开口的出口（34），其中的出口进行第一气流（25）与第二气流（20）的混合。此器具还包括一个用以控制混合物成分的混合阀调节元件（42）。
【专利说明】吸烟系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及烟草制品替代品。更具体而言，本发明涉及一种吸烟装置，用于限制暴露于因燃烧，例如烟草燃烧，而生成的烟雾下。
【背景技术】
[0002]含有烟草的吸烟装置已为人所知。例如在作为参考加入本申请的7，726，320号美国专利中，提出在一个电动气雾生成装置内加入一支香烟，该气雾生成装置充当香烟的支座。发烟物中至少有一种形式的烟草。发烟物还有一个烟嘴件，供吸烟者吸入因热量作用于香烟上而产生的烟草成分。一种有代表性的发烟物有一个外壳，其包括一个电源(例如电池)，一个用于至少在抽吸阶段对装置供电的传感机构，以及一个加热装置(例如至少一个电阻加热元件)用于形成在热作用下产生的含有烟草成分的气雾。在使用过程中，香烟被置于该装置内，在使用后，将用过的香烟从装置中取出，更换另一支香烟。
[0003]作为参考加入本申请的欧洲专利文献EP1736065提出了一种含有尼古丁而无焦油的电子香烟，包括一个外壳和一个吸嘴。在外壳的外壁上有一个气孔，而在外壳的内壁上则整齐地布置有一个电路板、一个恒压腔、一个传感器、一个气液分离器、一个雾化器以及一个有序置于所述外壳内的供给瓶，其中电路由一个电子开关电路和一个高频发生器组成。在传感器的一侧有一个气道。传感器内有一个负压腔。雾化器与供给瓶相连，而在雾化器内有一个雾化腔。
【发明内容】
[0004]根据本发明的实施方式，提供了一种吸烟器具，有时称为电子香烟或e香烟。此器具的远端开口使第一气流可以进入，近端则有一个让流体可以经过它流出到吸烟者口中的开口。此器具还包括一个位于外壳内的电源段、一个接纳气雾生成材料和一个雾化元件的雾化器段。雾化元件由电源段内的电源元件供电，其中第一气流的至少一部分流经雾化器段，从其内的雾化元件处获得气雾。外壳内的一个混合阀有接收所述第一气流的第一入口，接收避开了雾化元件的第二气流的第二入口，以及一个与近端开口流体连接的出口，其中的出口进行第一气流与第二气流的混合。此器具还包括一个混合阀调节元件，以控制混合物中的成分。
[0005]根据此吸烟器具的一个方面，远端开口适于在其内容纳一支香烟，而第一气流则携带香烟的烟雾流。外壳有一个在其上穿透形成的外部通气孔，混合阀的第二入口被连接至此通气孔。第二气流包括经通气孔吸入的外界空气。
[0006]在此吸烟器具的一个方面，第一气流包含经远端开口吸入的外界空气，外壳的本体有一个在其上穿透形成的外部通气孔。此吸烟器具包括一个安装适配器，用于将香烟的一部分靠泊于外壳，使香烟的近端与通气孔形成流体连通，而第二气流则包括经通气孔吸取的被靠泊的香烟所产生的烟。
[0007]根据此吸烟器具的另一方面，混合阀被置于雾化元件的上游处，第一气流与第二气流的混合物流经雾化器段。
[0008]根据此吸烟器具的另一方面，混合阀被置于雾化元件的下游处，第一气流与第二气流二者中只有一个会流经雾化器。
[0009]根据此吸烟器具的另一方面，电源元件包括一个超级电容器。混合阀可以是球阀、瓣状阀、隔膜阀或铰接阀。
[0010]根据本发明的实施方式，还提供了一种吸烟器具，其有一个外壳、一个近端和一个让第一气流进入的远端开口，所述近端有一个让流体可以经过它流出到吸烟者口中的开口。此器具还包括一个位于外壳内的电源段、一个接纳气雾生成材料和一个雾化元件的雾化器段。雾化元件由电源段内的电源元件供电，其中第一气流的至少一部分流经雾化器段，从其内的雾化元件处获得气雾，且其中第二气流在雾化元件上游处与第一气流分开，绕过雾化元件。此器具还包括一个位于外壳内雾化元件下游处的混合阀，该混合阀有接收第一气流的第一入口，接收第二气流的第二入口，一个流体连接至近端开口的出口，其中出口进行第一气流与第二气流的混合，以及一个用以控制混合物中成分的混合阀调节元件。
[0011]根据此吸烟器具的一个方面，远端开口适于在其内容纳一支香烟，而第一气流则携带香烟的烟雾流。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更好地理解本发明，通过示例并结合以下附图对本发明的详细说明给出了参考，图中类似的元件以类似的参考编号给出，其中:
[0013]图1为根据本发明的一种实施方式的吸烟装置的半示意图；
[0014]图2为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置的半示意图；
[0015]图3为根据本发明的一种替代实施方式显示电源元件的吸烟装置半示意图；
[0016]图4为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置的半示意图；
[0017]图5为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置的半示意图；
[0018]图6为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置的半示意图；
[0019]图7为帮助理解图6所示实施方式、呈现简化球阀工作方式的示意图；
[0020]图8为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置的半示意图；
[0021]图9为根据本发明的一种实施方式的阀的示意图；
[0022]图10为根据本发明的一种实施方式的隔膜阀的示意图。
【具体实施方式】
[0023]在以下说明中，给出了许多种具体细节，以实现对本发明各项原理的透彻理解。然而熟悉现有技术的人应该明了，实施本发明并不一定总需要符合所有这些细节。在本例中，为人熟知的电路、控制逻辑以及用于常规算法和过程的计算机程序指令的细节并未被详细示出，以免对一般概念的理解造成不必要的妨碍。
[0024]现在参看附图，先参考图1，此图为根据本发明的一种实施方式的吸烟装置10的半示意图。装置10有一个电池段12。电池段12可能包括电源控制器。合适的电源控制器在61/441，133号美国临时专利申请中披露，在此作为参考加入本申请中。装置10包括一个段14，其内包含一个雾化器和一种可雾化液体或凝胶，有时称为“电子烟油”，通常包含丙二醇、蔬菜甘油、调味剂的混合物，还可包含尼古丁。雾化器基本上是一个加热元件，由电池段12内的电池供电。当被通电时，雾化器作用于液体或凝胶。段14的组件可作为单独组件提供，也可为整体式，如61/474，569号美国临时专利申请中所述，该申请作为参考加入本申请中。在后一种情况下，段14被称为“雾化烟弹(cartomizer)”。
[0025]用于接纳含烟草单元18的适配器16被纵向置于装置10的一端，使装置10在靠住单元18时可以向观察者呈现为一支真实的香烟。单元18可以是香烟、尼古丁包或盒、水烟袋或烟气的其他来源。在任何情况下，用于接纳烟气的第一进气道由箭头20表示。当烟进入装置10时，孔22会收缩气流，从而形成一个压力差，此压力差被已知类型的气流传感器24感知。可取的措施是最大限度降低流动阻力，例如通过最大限度减小气流收缩，以使使用者体验到吸真正香烟的感觉。不过其中有一个折衷，即因吸入动作而产生的压力差所传递的能量被用于形成雾化器作用。对于给定的压力差和流量条件，释放液滴的能力还取决于电子烟油的黏度。电子香烟采用的是在加热时转变为低黏度的高黏度液体。
[0026]连接至传感器24的电路26会激活一个加热装置，使黏度降低，由此启动段14内的雾化器。此电路的一部分是一个压力或流量传感器，它会在吸烟者开始吸入动作时接通电源。电路26通常由一个电源(单次使用式或可充电式)供电，例如锂离子电池28、其他已知类型的充电电池，或者由超级电容器供电。附加或替代的措施还有，孔22可由使用者按按钮(未示出)进行手动控制，按钮可以安装在装置10的轴上。为方便起见，装置10可被配置为类似手枪的样子，执行按钮对应于扳机。
[0027]第二气道经装置10形成，作为一个侧面通气孔30。通气孔30可按若干种方式形成，例如作为一个纵向凹口，一个钻通装置10的轴的孔，或者如上文提及的61/474，569号美国临时专利申请中所述，在一个对段14与电池段12进行连接的适配器中形成。
[0028]带调节的三通混合阀32从第一进气道(箭头20)和第二进气道(进气道30)接受气流。由箭头34表示的从阀32流出的空气包含两个进气流以任何可取比例形成的混合物。进气流可在收缩点45、47处受到控制。其结果是，使用者通过口部适配器36 (箭头38)吸入烟含量在0-100%内任何值的空气混合物。
[0029]对阀32可采用装置10内的电路40编程。例如，最初的一口可以包含100%的烟。随后此阀自动调整，限制吸入烟的比例。或者，可以提供一个控制件42，让用户可以手动调整阀32。
[0030]电路40或电路26可以在烟比例超过一个预定阈值时禁用段14内的雾化器。
[0031]阀32、通气孔30、气流传感器24以及其他组件不需要按图示放置。例如，它们可被转至第一气流的上游处，置于电池28前方。还可以有其他位置，但任何情况下，使用者都会吸入空气与烟的理想比例混合物。在一些实施方式中，常规的香烟可以与电子香烟组合使用，也可被后者替代。在这种情况下，由常规香烟产生的气流应被转移以绕过雾化器，如下文所述。
[0032]替代实施方式I
[0033]现在参见图2，此图为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置64的半示意图。吸烟装置64的整体构造类似于装置10 (图1)。但阀32被置于段14内雾化器的下游处(沿吸入气流方向)。
[0034]替代实施方式2[0035]电池28，具体而言当以锂离子电池实现时，有若干缺点。充电和放电必须有谨慎的调节。此外，必须采取措施，防止在发生泄漏时与段14内的液体接触。事实上，在某些情况下，电池28可能存在火灾风险。此外，充电时间会限制装置10的实用性，或者可能要求使用者携带电池段12或电池28的备用件。
[0036]现在参见图3，此图为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置46的示意图。在此实施方式中，电池28被替换为超级电容器44，后者可在连接普通家用电源的数秒内完成充电。装置46配有空气和烟雾的进口 58、60。电容器44的电容足以在一次充电后足以实现雾化器的理想使用次数的供电。
[0037]替代实施方式3
[0038]现在参见图4，此图为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置48的示意图。在此实施方式中，装置48有一个安装适配器49，用于将常规香烟50或烟草烟雾的其他来源的一部分沿外壳纵向固定。烟从一个侧面通气孔进入，如上文所述(箭头52)。外界空气通过一个远端进气道进入(箭头54)，两者都到达混合阀56。需要注意，箭头54所表示的空气流流经雾化器57，而来自香烟50的气流则不进入雾化器57。
[0039]替代实施方式4
[0040]在此实施方式中，进气道可以由进气道上的多个阀调节，或由位于进气道上的一个混合阀调节，阀可以是电子控制阀，也可以是本文其他地方所介绍的其他任何类型的阀。现在参见图5，此图为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置66的半示意图。在此实施方式中，孔22 (图1)已被瓣状阀68取代。通气孔30由另一个瓣状阀70控制。瓣状阀68、70构造相同，如放大图72、74所示。两个瓣状阀也可采用不同的构造。在任何情况下，组合的气流经引出管76流向口部适配器36，如箭头34所示。
[0041]在瓣状阀68、70内，活门62可以滑动到进气道58上，以限制流过其中的气流。活门62可由使用者手动控制，或者由控制器78自动控制，以调整流经进气管80、82的相对流量。图5所示的活门仅为示例。可采用其他的关闭方式取代瓣状阀68、70，例如铰接阀、电子控制阀、凸轮驱动活塞阀等。在以下实施方式中介绍了几种此类替代方式。实际上，瓣状阀68、70可被用作阀32内的调节元件(图1)。
[0042]替代实施方式5
[0043]现在参见图6，此图为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置84的半示意图。在此实施方式中，阀32 (图1)以球阀64实现，其中出气流量可在通向通气孔88的出口 86与通向口部适配器36的出口 90之间以任何比例分配。球阀的维护成本通常较低。除可实现快速的直角回转式开关操作之外，球阀的特点还有结构紧凑，无需润滑，且可以较低的力矩实现紧密封。不过，它们的节流特性相对较差。在节流位置，其部分暴露的阀座容易因受高速气流的冲击而发生腐蚀。
[0044]由箭头20表示的第一气流从雾化器处被瓣状阀23转向，并到达球阀64。由箭头25表示的第二气流经孔21进入，流经雾化器57，最后到达球阀64。因此在雾化器57已对第二气流发生作用之后，在位于雾化器57下游的球阀64内发生混合。
[0045]现在参见图7，此图为根据本发明的一种实施方式，帮助理解球阀64 (图6)、呈现简化球阀92工作方式的示意图。流体流动方向如图7中箭头所示。从左到右分别示出了球阀92的开启、节流和关闭位置。[0046]球阀92有阀体94和球96、入口 98和单一出口 100。在此方面，球阀92与球阀64不同，后者有两个出口 86、90。球96在执行器104的控制下绕轴102转动。
[0047]替代实施方式6
[0048]现在参见图8，此图为根据本发明的一种替代实施方式的吸烟装置的半示意图。在此实施方式中，混合是在一部分气流已通过雾化器之后发生。旁路管106输送一部分气流，此部分在收缩点108处被控制件42调节，其余气流则经管110流过雾化器，如箭头112所示。当收缩点108完全开启时，雾化器提供比旁路管106更大的流动阻力，大部分流量流经旁路管106。操作控制件42将在收缩点108处限制流经旁路管106的流量，使更大比例的流量通过雾化器和管110后到达通气孔30。通过旁路管106提供并联气流路径可使总流动阻力降低。图8中示意性示出的布置在经过适当修改后可被应用于本文所披露的其他任何实施方式中。
[0049]替代实施方式7
[0050]现在参见图9，此图为根据本发明的一种实施方式的阀114的示意图。阀114可被用于本文所述的各种实施方式，例如在收缩点108、45处(图8)。球(或圆柱)116抵靠管118管壁的运动可产生压力，提高流动阻力。
[0051]替代实施方式8
[0052]现在参见图10，此图为根据本发明的一种实施方式的隔膜阀120的示意图，其中通过隔膜122在执行器124作用下向流体内部的位移来调节或完全阻塞流量。从左到右分别示出了隔膜阀120的开启、节流和关闭位置。隔膜阀120可在本文所述的各种实施方式中使用，例如在收缩点108、45处(图8)。
[0053]熟悉现有技术的人员应能理解，本发明并不局限于上文具体示出和介绍的内容。本发明的适用范围包括上文所述的各种特征的组合和子组合，以及他们的不属于现有技术范围、但熟悉现有技术的人员在阅读前述说明后可能想到的变化和改动形式。
【权利要求】
1.一种吸烟器具，包含: 一个有一个本体、一个近端和一个远端开口的外壳，远端开口供第一气流进入，近端有一个让流体可以经过它流出到吸烟者口中的开口； 一个位于外壳内的电源段； 一个接纳气雾生成材料和一个雾化元件的雾化器段，雾化元件由电源段内的电源元件供电，其中第一气流的至少一部分流经雾化器段，从其内的雾化元件处获得气雾； 一个位于外壳内的混合阀，其有接收第一气流的第一入口，接收避开了雾化元件的第二气流的第二入口，以及一个流体连接至近端开口的出口，其中的出口进行第一气流与第二气流的混合；以及 一个混合阀调节元件，用以控制混合物的成分。
2.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中远端开口适于在其内容纳一支香烟，而第一气流携带所述香烟的烟雾流，且其中的外壳本体有一个在其上穿透形成的外部通气孔，混合阀的第二入口被连接至此通气孔，且第二气流包含经通气孔吸入的外界空气。
3.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中第一气流包含经远端开口吸入的外界空气，外壳的本体有一个在其上穿透形成的外部通气孔，吸烟器具还包含: 一个安装适配器，用于 将香烟的一部分沿外壳靠泊，使香烟的近端与通气孔形成流体连通，使第二气流包括经通气孔吸取的被靠泊的香烟所产生的烟。
4.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中混合阀被置于雾化元件的上游处，第一气流与第二气流的混合物流经雾化器段。
5.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中混合阀被置于雾化元件的下游处，第一气流与第二气流二者中只有一个会流经雾化器段。
6.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中电源元件包含一个超级电容器。
7.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个球阀。
8.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个瓣状阀。
9.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个隔膜阀。
10.根据权利要求1所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个铰接阀。
11.一种吸烟器具，包含: 一个有一个本体、一个近端和一个远端开口的外壳，远端开口供第一气流进入，近端有一个让流体可以经过它流出到吸烟者口中的开口； 一个位于外壳内的电源段； 一个接纳气雾生成材料和一个雾化元件的雾化器段，雾化元件由电源段内的电源元件供电，其中第一气流的至少一部分流经雾化器段，从其内的雾化元件处获得气雾，且其中第二气流在雾化元件上游处与第一气流分开，绕过雾化元件； 一个位于雾化元件下游处的外壳内的混合阀，其有接收第一气流的第一入口，接收第二气流的第二入口，以及一个流体连接至近端开口的出口，其中的出口进行第一气流与第二气流的混合；以及 一个混合阀调节元件，用以控制混合物的成分。
12.根据权利要求11所述的吸烟器具，其中远端开口适于在其内容纳一支香烟，而第一气流则携带所述香烟的烟雾流。
13.根据权利要求11所述的吸烟器具，其中电源元件包含一个超级电容器。
14.根据权利要求11所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个球阀。
15.根据权利要求11所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个瓣状阀。
16.根据权利要求11所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个隔膜阀。
17.根据权利要求11所述的吸烟器具，其中混合阀包含一个铰接阀。
【文档编号】A24F5/04GK103917119SQ201280049408
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年10月3日 优先权日:2011年10月6日
【发明者】罗伯特·列维兹, 埃亚勒·皮莱格 申请人:Sis资源公司