用于蒸气供应系统的气溶胶源的制作方法

文档序号:19151381发布日期:2019-11-16 00:07阅读:231来源:国知局
用于蒸气供应系统的气溶胶源的制作方法

本公开涉及用于电子蒸气供应系统(诸如电子烟)的气溶胶源。



背景技术:

许多电子蒸气供应系统,诸如电子烟和其他电子尼古丁输送系统,由两个主要部件或区段形成,即烟弹雾化器和控制单元(电池区段)。烟弹雾化器通常包括液体的贮存器和用于蒸发液体的雾化器。这些部分可以统称为气溶胶源。雾化器可以实现为电(电阻)加热器,诸如形成线圈或其他形状的金属线(wire,电线)和靠近加热器的芯吸元件,其将液体从贮存器运送到加热器。控制单元通常包括用于向雾化器供电的电池。在操作中,控制单元可以被激活,例如通过检测用户何时在装置上吸气和/或用户何时按下按钮,以从电池向加热器提供电力。这种激活使加热器蒸发由芯吸元件从贮存器输送的少量液体,然后由用户吸入。

一致且有效的蒸气生成需要通过芯吸元件有效地芯吸来自贮存器的液体。因此,芯吸元件的配置是令人感兴趣的。



技术实现要素:

根据本文描述的一些实施方式的第一方面,提供了一种用于电子蒸气供应系统的气溶胶源,包括:加热元件;雾化室;用于容纳自由流动的源液体的贮存器;多孔芯,其从雾化室延伸到贮存器,并包括与雾化室内的加热元件配合的加热器部分和贮存器内的至少一个液体收集部分,液体收集部分的最大横截面参数大于加热器部分的等效横截面参数。

根据本文描述的一些实施方式的第二方面,提供了一种用于电子蒸气供应系统的雾化器,包括:加热元件;以及多孔芯,其包括与加热元件配合的加热器部分和与加热器部分邻接且用于放置在源液体的贮存器中的至少一个液体收集部分,该液体收集部分的最大横截面参数大于加热器部分的等效横截面参数。

根据本文所述的一些实施方式的第三方面,提供了一种用于电子蒸气供应系统的雾化器的芯,其由多孔材料制成并且包括:用于与加热元件配合的加热器部分;与加热器部分邻接且用于放置在源液体的贮存器中的至少一个液体收集部分,该液体收集部分的最大横截面参数大于加热器部分的等效横截面参数。

根据本文所述的一些实施方式的第四方面,提供了一种用于电子蒸气供应系统的烟弹雾化器,其包括根据第一方面的气溶胶源,或根据第二方面的雾化器,或根据第三方面的芯。

某些实施方式的这些和其他方面在所附的独立和从属权利要求中阐述。应当理解,从属权利要求的特征可以以除了权利要求中明确阐述的组合之外的组合彼此组合以及与独立权利要求的特征组合。此外,本文描述的方案不限于诸如下面陈述的特定实施方式,而是包括并预期本文呈现的特征的任何适当组合。例如,可以根据本文描述的方案提供气溶胶源或包括气溶胶源的蒸气供应系统,其包括适当的下面描述的各种特征中的任一个或多个。

附图说明

现在将仅参考以下附图通过实例详细描述本发明的各种实施方式,在附图中:

图1示出了包括烟弹雾化器和控制单元的实例电子烟的横截面,其中可以实施实施方式;

图2示出了图1的烟弹雾化器的透视外部视图;

图3示出了图2的实例烟弹雾化器的部件的分解图;

图4a和图4b示出了实例芯和加热器组件的透视图,该组件装配到图2的烟弹雾化器中包括的烟弹雾化器塞(cartomiserplug)中;

图5a和图5b示出了装配到图4a和图4b的烟弹雾化器塞上的内框架和通气口密封件的透视图;

图6a示出了图4a至图5b的部件的透视图,这些部件装配到图2的烟弹雾化器的壳体中以形成贮存器;

图6b示出了图6a中形成的贮存器的透视图,该贮存器填充有源液体;

图7示出了可以实施实施方式的另一实例烟弹雾化器的部件的分解图;

图8示出了用于烟弹雾化器的实例气溶胶源的局部横截面侧视图;

图8a示出了实例芯的示意性侧视图;

图9、图10和图11示出了另外的实例芯的示意性侧视图;

图12示出了另一实例气溶胶源的局部横截面侧视图;

图13示出了又一实例气溶胶源的局部横向横截面视图;以及

图14示出了实例芯和加热器组件的示意性侧视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一些实施方式的电子烟100的横截面视图。电子烟包括两个主要部件或区段,即烟弹雾化器200和控制单元300。如下面更详细讨论的,烟弹雾化器200包括限定源液体的贮存器的腔室270、用于从源液体生成蒸气的加热器(图1中未示出),以及烟嘴。贮存器270中的液体(有时称为源液体或电子液体)通常在适当的溶剂中包括尼古丁,并且可以包括另外的成分,例如,以帮助气溶胶形成,和/或用于额外的调味。烟弹雾化器200还包括芯吸元件(芯)500,其提供芯吸、毛细管或类似设施,以将少量液体从贮存器270运送到加热器上或附近的加热位置。加热器和芯500可统称为雾化器或蒸发器。雾化器或蒸发器和贮存器270可统称为气溶胶源。因此,烟弹雾化器200是电子烟100的区段,在该实例中,其容纳雾化器和气溶胶源。

控制单元300包括向电子烟100供电的可再充电单元或电池350、用于通常控制电子烟的印刷电路板(pcb)(图1中未示出),以及用于检测用户吸气(经由压降)的压力传感器或气流传感器345。当加热器从电池350接收电力时,响应于传感器345检测到电子烟100上的用户抽吸而由pcb控制,加热器从芯500中蒸发液体,并然后该蒸气被用户吸入通过烟嘴。

为了便于参考,x和y轴线在图1中标出。x轴线在本文中将被称为装置的宽度(从一侧到另一侧),而y轴线在本文中将被称为高度轴线,其中烟弹雾化器200代表电子烟100的上部,并且控制单元300代表电子烟100的下部。注意,该取向反映了用户在装置的正常操作期间如何握住电子烟100,假设芯500位于烟弹雾化器200中的贮存器270的下部中。因此,将电子烟100保持在该取向使得芯500与贮存器270底部的液体接触。其他装置可以有取向或定位不同的芯。

还假设z轴线(图1中未示出),其垂直于图1中所示的x和y轴线。z轴线在本文中将被称为深度轴线。在该实例中,电子烟100的深度显著小于电子烟100的宽度,从而导致大致平坦或平面的配置(在x-y平面中)。因此,z轴线可以被认为是从电子烟100的面对面延伸,其中一个面可以被(任意地)视为电子烟的正面并且相对面被视为电子烟100的背面

烟弹雾化器200和控制单元300通过在平行于y轴线的方向上分离而彼此可拆卸,但是在装置100使用时联结在一起,以便在烟弹雾化器200和控制器300之间提供机械和电气连接。当贮存器270中的电子液体已经耗尽时,可以移除烟弹雾化器200并且将新的烟弹雾化器附接到控制单元300。因此,烟弹雾化器200有时可以被称为电子烟100的一次性部分,而控制单元300代表可重复使用的部分。在其他实例中,烟弹雾化器200可以被配置为使得贮存器270在空的时候可以用液体再填充,使得烟弹雾化器也可以是可重复使用的。

图2是根据本发明的一些实施方式的图1的电子烟的烟弹雾化器200的透视外部视图。该外部视图确认了与z轴线平行测量的烟弹雾化器200(和整个电子烟100)的深度显著小于与x轴线平行测量的烟弹雾化器200(和整个电子烟100)的宽度。

烟弹雾化器200包括两个主要部分(至少从外部观察)。特别地,存在下部或基部210和上部220。上部220提供用于电子烟的烟嘴250。当烟弹雾化器200与控制单元300组装在一起时,烟弹雾化器的基部210位于控制单元300内并因此不是外部可见的,而烟弹雾化器的上部220突出于控制单元300的上方并因此外部可见。因此,基部210的深度和宽度小于上部220的深度和宽度,以允许基部210装配在控制单元300内。与基部210比较的上部220的深度和宽度的增加由唇缘或边缘240提供。当烟弹雾化器200插入控制单元300中时,该唇缘或边缘240抵靠控制单元300的顶部。

如图2所示,基部210的侧壁包括凹口或缺口260,以用于接收来自控制单元300的对应闩锁构件。基部210的相对侧壁设置有类似的凹口或缺口以同样接收来自控制单元300的对应闩锁构件。应当理解,基部200上的这对凹口260(以及控制单元的对应闩锁构件)提供闩锁或卡扣配合连接,用于在设备操作期间将烟弹雾化器200牢固地保持在控制单元300内。

还如图2所示,基部210的底壁211包括位于较小孔214两侧上的两个较大孔212a、212b,较小孔214用于在用户吸入期间空气进入烟弹雾化器。较大孔212a和212b用于提供从控制单元300到烟弹雾化器200,特别是到加热器和pcb的正和负电连接。当用户通过烟嘴250吸气并且装置100被激活时,空气通过进气孔214流入烟弹雾化器200中。该进入空气流过加热器(图2中不可见),该加热器从控制单元300中的电池接收电力,以便蒸发由芯从贮存器输送到加热器的液体。然后将该蒸发液体通过烟弹雾器并入或夹带到空气流中,并因此通过烟嘴250从烟弹雾化器200抽出以供用户吸入。

图3是根据一些实施方式的图1的电子烟的烟弹雾化器200的分解图。烟弹雾化器包括壳体410、通气口密封件420、内框架430、位于芯500上的加热线圈450、主密封件460(也称为烟弹雾化器塞)、印刷电路板(pcb)470和端帽480。图3的视图示出了沿烟弹雾化器200的纵向(高度或y)轴线分解的上述部件。

帽480由基本上硬质的塑料(诸如聚丙烯)形成,并提供烟弹雾化器的基部210。帽480在每侧上设有两个孔260、261。下孔260用于将烟弹雾化器200闩锁到控制单元300。上孔261用于将端帽480闩锁到壳体410,以完成烟弹雾化器410的组装并将图3中所示的各种部件保持在组装的烟弹雾化器410中的正确位置。

在端帽上方设置pcb470,其包括中心空气孔471以允许空气流过pcb进入雾化器(端帽480同样设置有中心空气孔,在图2中示为特征214)中。根据一些实施方式,pcb不包含任何有源电子部件,而是在控制单元300和加热器450之间提供电路或导电路径。

在pcb470上方设置主密封件460,其具有两个主要部分,上部和下部462,上部(部分地)限定雾化室465,下部462用作贮存器270的端部密封件。注意,在组装的烟弹雾化器200中,电子液体的贮存器位于雾化室的外部周围,并且(至少部分地)通过烟弹雾化器塞460的下部462防止电子液体离开烟弹雾化器。烟弹雾化器塞460由可轻微变形的材料制成,以允许下部462在插入壳体410中时被稍微压缩,并因此提供良好的密封以将电子液体保持在贮存器270中。

雾化室465的两个相对的侧壁设有相应的狭槽569,芯500插入其中。该配置将定位在芯500上的加热器450定位在雾化室的底部附近,以通过芯500蒸发引入雾化室465中的液体。在一些实施方式中,芯500由玻璃纤维绳制成(即,即玻璃纤维的细丝或股线绞合在一起),并且加热器线圈450由镍铬合金(镍和铬的合金)制成。然而,各种其他形式的芯和加热器是已知的并且可以用在烟弹雾化器200中;这些将在下面进一步讨论。加热器线圈450具有在每个端部处从芯下降的金属线引线,加热器450通过该引线能够电连接到电池。芯500具有喇叭形状(flaredshape,端部张开形状),因为其到达贮存器270的端部与其中心部分相比具有扩大的横截面,加热器线圈450围绕该中心部分被包裹。下面进一步讨论芯500的形状。

烟弹雾化器塞460和芯/加热器组件由内框架430覆盖,内框架430具有三个主要区段。内框架430基本上是硬质的,并且可以由诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯的材料制成。内框架430的最下区段436与烟弹雾化器塞460的下部462接合,而中间区段434完成烟弹雾化器塞460的雾化室465。特别地,内框架430提供雾化室的顶壁,以及两个侧壁,其与由烟弹雾化器塞460提供的雾化室465的两个侧壁重叠。内框架430的最后区段是气流管432,其从雾化室的顶壁(中间区段434的一部分)向上延伸,以与烟嘴250中的出口孔连接。管432为在雾化室465中产生的蒸气提供通道以通过烟嘴250吸入而从电子烟100抽出。

通气口密封件420围绕气流管432的顶部插入,以在烟嘴250中的内框架和出口孔之间提供密封。通气口密封件420由适当可变形和弹性的材料制成,诸如硅树脂。最后,壳体410提供烟弹雾化器200的上部220的外表面,包括烟嘴250,以及唇缘或凸缘240,以及围绕雾化器室465的贮存器270的外壁。壳体410由基本上硬质的材料制成,诸如聚丙烯。当组装了烟弹雾化器200时,壳体410的下部412在唇缘240下方位于端帽480内。壳体410在每侧上设置有闩锁突片413,以与端帽480的每侧上的孔261接合,从而将烟弹雾化器200保持在其组装状态。

通过组装的烟弹雾化器的气流通道进入帽480中的中心孔(图3中不可见),并然后穿过pcb中的孔471。空气流接下来向上进入雾化器室465中,雾化器室465形成为烟弹雾化器塞460的一部分,在芯500和加热器450的组件周围流动越过并经过,并通过内框架430的管432(并且通过通气口密封件420),并最终通过烟嘴250中的孔(未示出)排出。

电子液体的贮存器270包含在烟弹雾化器200的外表面与该气流通道之间的空间中。因此,壳体410提供贮存器270的外壁(和顶部),而内框架的下区段436与主密封件460的基部462和端帽480一起提供贮存器270的底部或底板。贮存器的内壁由主密封件460的雾化室465与内框架的中间区段434,以及内框架430的气流管432和通气口密封件420配合提供。换句话说,电子液体储存在外壁和内壁之间的贮存器空间中。芯500穿过内壁中的孔口,使得来自贮存器270的液体可以通过在芯500内吸收和芯吸而渗透到内壁内以到达加热器450。到气流通道中的其他液体渗透应该最小化以抑制液体从烟嘴250中的孔泄漏。

根据一些实施方式,形成贮存器270的空间的容量通常约为2ml,但是应当理解,该容量将根据任何给定设计的特定特征而变化。注意,与一些电子香烟不同,电子液体贮存器270没有设置用于保持电子液体的任何吸收材料(例如棉花、海绵、泡沫等)。相反,贮存器室仅包含液体,使得液体可以在贮存器270内自由移动。这种配置可以被称为“自由液体”贮存器,并且具有如下优点:包括通常支持更大容量,并且还使得填充程序不太复杂。

图4a和图4b示出了根据本发明的一些实施方式的装配到烟弹雾化器塞中的芯/加热器组件。芯/加热器组件由加热器金属线450和芯500形成。在该实例中,芯500包括形成为大致细长形状的玻璃纤维。加热器450包括缠绕在芯500的中心部分周围的金属线圈551。在线圈551的每端有一根接触金属线552a、552b,其一起用作正极和负极端子以允许线圈551接收电力。

如图4a中可见,主密封件460包括基部462和雾化室465。雾化室465包括矩形布置的四个壁,一对相对的侧壁568和一对相对的前壁和后壁。相对侧壁568中的每个包括狭槽569,狭槽具有在侧壁的顶部(和中心中)的开口端,和相对靠近雾化室465底部的封闭端564。两个狭槽569在它们各自的侧壁568下方延伸超过一半。

现在参考图4b,其示出了装配到烟弹雾化器塞的雾化室465中的芯/加热器组件。特别地,芯/加热器组件被定位成使得芯500在两个相对的狭槽569a、569b之间延伸并从狭槽569a、569b中伸出,其中加热器线圈(图4b中未示出)位于狭槽569a、569b之间,因此它在雾化室465内。芯500下降直到它到达每个狭槽的封闭端564。在该位置,线圈551然后完全位于雾化室465中,并且只有延伸出狭槽的芯500到达贮存器270区域中。应当理解,这种布置允许芯500将液体从贮存器270吸入雾化室465中以用于通过金属线加热器线圈551蒸发。使芯500位于雾化室465底部附近,并且更具体地也在贮存器270底部附近,有助于确保即使在液体的液位随着液体消耗而下降时,芯仍保持通向贮存器中的液体。图4b还示出了加热器接触金属线552a、552b如何在主密封件460下方延伸。

图5a和图5b示出了根据本发明的一些实施方式的装配到烟弹雾化器塞中的内框架和通气口密封件。因此,如前所述,内框架430包括基部区段436、中间区段434和位于内框架顶部的空气管432。基部区段包含在水平侧向(平行于x轴线)上延伸的两个狭槽671a、671b。当内框架的基部区段436下降经过雾化室465时,从雾化室465的每侧延伸出的芯500的部分穿过这些狭槽671a、671b,从而允许内框架的基部区段进一步下降,直到它被接收在烟弹雾化器塞的下部462中。

如上所述,内框架的中间区段434补充并完成了烟弹雾化器塞460的雾化室465。特别地,中间区段提供了两个相对的侧壁668和顶壁或顶盖660。后者关闭雾化室465的顶部,除了从雾化室465向上延伸到烟嘴250的出口孔的空气管432之外。

相对的侧壁668中的每个包括狭槽669a、669b,狭槽669a、669b从侧壁的底部向上(平行于y轴线)延伸到相应狭槽的封闭端。因此,当内框架的基部区段436下降经过雾化室465时,从雾化室465的每侧延伸出的芯500的部分穿过这些狭槽669a、669b(除了狭槽671a、671b之外)。因此,这允许内框架430的侧壁668与烟弹雾化器塞的侧壁568重叠。一旦狭槽669a、669b的封闭端接触芯500,就防止了内框架430的进一步向下移动,该芯500与接收到烟弹雾化器塞的下部462中的内框架的基部区段436相符合。在这个阶段,已经形成了如图5b所示的烟弹雾化器塞460、加热器/芯组件和内框架430的组合,并且通气口密封件420现在可以装配到内框架430的空气管(管道)432上。

图6a示出了装配到壳体410中的内框架430、芯/加热器组件和主密封件460的组合。由此,限定贮存器270的各种壁结合在一起以形成贮存器,因此烟弹雾化器200现在准备好填充源液体。

图6b示出了到此为止组装的烟弹雾化器200。如箭头701a、701b所示,通过主密封件460中的孔582a和582b以及内框架430中的狭槽671a、671b执行液体填充。为完成如图2所描绘的烟弹雾化器200,pcb470安装在主密封件460下侧的矩形凹口584中,并且端帽480安装在烟弹雾化器塞460的端部和壳体410的下区段412上。在这种完全组装的状态下(见图2),端帽480覆盖并因此关闭用于填充液体贮存器270的烟弹雾化器塞中的孔582a、582b。因此,贮存器270现在完全密封,除了雾化室465的每侧上的开口之外,芯500通过该开口转到雾化室465内。

除了在迄今为止描述的实例中,电子烟可以被配置为包括喇叭形芯的公开的实施方式。图7示出了根据另一实例的烟弹雾化器的部件的分解图。许多部件类似于图1至图6实例的那些部件,但形状不同使得烟弹雾化器具有更细长且更不平坦的形状。该烟弹雾化器由形成烟弹雾化器下表面的基部部分1组成。底部塞2封闭贮存器的下端,该贮存器另外由壁部3和顶部塞或密封件4构成,壁部3呈环形外壁的形式,该外壁接合到塞2,顶部塞或密封件4接合到壁部3的顶端中。喇叭形芯500具有缠绕在其周围的加热器线圈450,并且位于由壁部3限定的体积内。管状空气通道5位于壁部3内部,使得其围绕芯500和加热器450,将这些部分与贮存器分隔开并形成雾化室。管状通道5包括从其下边缘向上延伸的相对设置的一对狭槽5a,并且芯500的端部部分容纳在这些狭槽中以便到达贮存器以便从贮存器收集液体。通气口密封件6被推入顶部塞4中的开口4a中;这与管状通道5a对齐。中空壳体7形成烟弹雾化器200的外部,并且接收其自身内的其他部件,以将由管状通道5和通气口密封件6形成的空气通道与壳体7的烟嘴7b中的空气出口7a对准。基部部分封闭壳体7的下端。壳体7的下部7c与烟嘴7b相比凹入,以容纳在控制单元的上部内,类似于图1至图6实例的连接布置。

本公开的实施方式不限于这些实例装置,并且可以在以其他方式配置的蒸气供应系统中实现。

从这些实例应当理解,电子烟的贮存器可以包括相对小的体积,由紧密间隔的壁形成。芯必须突出到该容积中以能够吸收贮存器中包含的液体,但是可用于容纳它的空间非常小。因此,当贮存器被填充时,气泡可能被捕获在芯周围,诸如在芯的端部和贮存器的外壁之间。在填充期间和随后的使用两者期间,液体的表面张力还可以抑制液体在芯周围的流动。因此可以防止贮存器的适当填充,从而降低有效贮存容量。而且,如果由于气泡和表面张力效应液体没有完全包围芯端部,则可能抑制芯吸收液体。

为了解决这个问题,建议提供一种成形的芯,其在延伸到贮存器中的一个或多个部分处张开。这种增加的宽度或横截面改善了芯对液体的吸收,从而增强了从贮存器到加热器的液体转移,并且可以保持一致的蒸气产生。

芯或芯吸元件可包括任何合适的多孔材料,其具有孔结构,该孔结构提供芯吸能力以通过毛细管作用将由材料的一部分(液体的贮存器内的部分)吸收的液体运送到另一部分(邻近加热元件)。实例材料包括基于纤维的结构,诸如由棉花、羊毛、玻璃或人造纤维的织造、非织造、纺织、编织或加捻纤维,或基于固体/刚性非纤维的具有整体间隙孔的材料(诸如多孔陶瓷),而形成的束、股线、线、带或绳。提供喇叭形状的方式适合于用于芯的材料。

多孔陶瓷或其他固体材料可以直接制成所需的喇叭形状,例如通过模塑或机械加工。在喇叭状端部部分处,芯材料的密度可以与在和加热元件相邻的部分中的密度基本相同。另选地,与加热部分相比,孔的孔径和/或分布在端部部分可以不同,例如在一个或多个端部部分具有更大的孔径和/或更高的孔密度,而在与加热元件相邻的部分中的孔径更小和/或孔密度更低。换句话说,孔隙率跨整个芯变化,在要浸入贮存器中的一个或多个喇叭形部分中具有较高的孔隙率,并且在加热元件附近具有较低的孔隙率。(多个)喇叭状部分的较大体积的多孔材料和任选的较大孔径/较高孔隙量/较高孔隙率将有助于改善芯材料从贮存器吸收液体的能力。

对于纤维芯,通过将织造、纺织、加捻和/或捆扎在一起的纤维磨碎或散开,并且使得到的分离纤维或纤维股线彼此展开或张开,可以与加热部分相比扩大贮存器端部处的横截面。各个纤维可以彼此分离,或者包括两个或更多个纤维的单个层股可以彼此分离,或者两者的组合,这取决于纤维的配置。可以采用任何这样的布置,其增加芯的扩大部分中的相邻纤维中至少一些的纤维间距。这具有降低喇叭形区段中的芯材料密度的效果,因为与加热器部分相比,纤维具有更大的间隔并且不太紧密地包装在一起。通过使用相对松散的纺织、织造或加捻长度的纤维或松散填充的纤维束,并压缩或挤压一个部分以形成加热器区段,可实现类似的效果。与压缩部分相比,剩余的一个或多个未压缩部分将张开,因此具有更大的横截面。可以通过在芯纤维或纤维束周围捆扎或包裹另外的纤维来保持芯的加热器部分的压缩或限制;这些固定纤维可以与芯材料相同或不同。另选地,如果加热元件具有金属线圈的形式,则加热元件可用于压缩纤维;在形成线圈的同时,可将金属线紧紧地缠绕在纤维或纤维束周围以将纤维挤压在一起。

图8示出了大体上根据本发明的实施方式的简单实例喇叭状芯的示意性侧视图,在烟弹雾化器的区段的局部横截面视图内示出。芯500具有设置在雾化室465内的中心部分h,其垂直于通过室的气流方向(由箭头a表示)延伸穿过室。金属线圈形式的加热器450缠绕在中心部分h周围。因此,芯500的该部分可以被认为是加热器部分、加热部分或加热元件部分,或者可选地是雾化部分。雾化室465由环形壁270b(以横截面示出)界定,其远侧(外侧)位于源液体的贮存器270。外环形壁270a形成贮存器270的外部,并且还可能形成烟弹雾化器的外壁。因此贮存器也是环形的并围绕雾化室465。贮存器270仅包含源液体,使得液体在贮存器内自由流动。

内环形壁270b在其中具有两个相对布置的垂直于气流a对齐的孔口270c,并且芯250具有端部部分e1、e2,端部部分e1、e2与加热器部分h连续,但延伸穿过孔口270c以进入贮存器270的内部以用于吸收保持在贮存器270中的液体。因此,端部部分e1、e2可被认为是液体收集部分、液体吸收部分或贮存器部分。芯具有由被指定为纵向轴线的虚线指示的轴线l,但这并不意味着芯沿轴线l的方向的范围必然是其最大尺寸。在该实例中,纵轴线与气流a的方向正交地布置。而且纵轴线是直的,并且加热器部分h和端部部分e1、e2沿轴线l连续布置,使得芯具有整体直线性配置,并可被认为是细长的。然而在其他配置中纵轴线可以是弯的或弯曲的。

端部部分e1、e2中的每个具有喇叭形(或相反地,锥形)形状,因为在垂直于纵向轴线l的平面中穿过芯的横截面沿端部部分e1、e2处的至少一个维度比在加热器部分h处更大。这可以被认为是具有长度(沿l方向)的芯,并且其端部部分处的宽度大于其加热器部分处的宽度,其中宽度正交于长度。类似地或另选地,端部部分(如果芯具有大致圆形横截面或杆状形式,可以是圆周长)的周长大于加热器部分的周长。作为位于雾化室内部的部分的加热器部分,在将雾化室与贮存器分离的壁的第一侧上,可以在其长度上具有恒定或平均的宽度、直径、周长、圆周长或横截面积,并且在分离壁的第二侧上的作为贮存器中的部分的每个端部部分可以具有最大的宽度、直径、周长、圆周长或横截面积,其大于加热器部分的对应恒定或平均参数。喇叭形状也可以被描述为具有这样的宽度、周长或横截面积的芯:该宽度、周长或横截面积从芯的加热器部分处的第一值增加,或者在芯与分离壁中的孔口对齐的位置处增加,在芯的端部液体收集部分达到第二值,其中第二值大于第一值。该增加可以是仅与轴线l正交的单个尺寸(诸如仅厚度或仅高度),或者可以是与轴线l正交并且彼此正交的两个尺寸(厚度和高度)。厚度和高度两者都可以方便地指定为宽度,该宽度是与芯的相关部分的纵向轴线(即局部纵向轴线)正交(横向)的尺寸。在具有圆形横截面的芯中,宽度是直径。两个尺寸的增加可以或可以不是这样,以便从加热器部分到端部部分保持相同横截面形状(但不是大小)。注意,根据端部部分采用的外部形状,芯的(多个)端部部分的最大(最宽)部分可以在其物理末端或可以不在其物理末端。

宽度、直径、厚度、高度、周长、圆周长和横截面积的各种测量值都是令人感兴趣的,并且对芯端部部分的纵向范围的至少一部分的这些测量值中的任一个的恒定(线性)或变化(非线性)增加可以实施以提供喇叭形状。该测量值是在感兴趣的位置处的芯的横截面的所有特征,因此可以统称为横截面参数、横截面测量值、横截面值或横截面数值。在该组参数内,宽度测量值(厚度、高度、直径)是线性测量值,因此可以被认为是横截面尺寸,因为“尺寸”通常表示线性范围。

图8a示出了实例芯的示意性侧视图,以示出喇叭状配置。中心加热器部分h具有沿轴线l的纵向范围l1、垂直于轴线l的宽度w1和在垂直于轴线l的平面中的周长p1。在中心部分的每一侧上,宽度(并因此也是周长)增加以形成端部部分e1和e2,其终止于大于w1的最大宽度w2和大于p2的最大周长p1。第一端部部分e1沿轴线l具有长度l2,第二端部部分e2沿轴线l具有长度l2。中心部分h与每个端部部分e1、e2之间的边界或接合点指示为“a”,并且标记了芯意图穿过贮存器的壁(对应地,容纳加热器的雾化室的壁)中的孔口的点。该接合点或边界可以被认为是端部部分的“颈部”,越过“颈部”芯向外张开。接合点“a”将与贮存器壁对齐,并指示芯的加热器部分过渡到端部部分的位置。两个宽度w1和w2在纵向尺寸l上沿大致细长的芯的长度分离,其中l与宽度尺寸正交。形成喇叭的尺寸的增加可以是线性的,这样使得端部部分中的芯的侧面是直的,并且相对于中心部分向外成角度,如图8的实例中那样。在图8a实例中,增加的宽度是非线性的,使得宽度朝向芯的端部更快地增加,从而给芯500提供弯曲侧面,使得每个端部具有“小号”形状。可以使用线性和非线性增加的组合来为芯500提供期望的轮廓。与中心部分相比,端部部分的宽度/周长/横截面的增加可以在以下位置开始:边界“a”的位置或在点“a”之后的任何位置、朝向芯的物理端部、远离加热器部分和在端部部分内,或在点“a”之前,远离芯的物理端部并且在加热器部分内。

注意,在图8和图8a的实例中,端部部分的最大宽度/周长(w2或p2)处于其末端,但不一定是这种情况。

对于固体芯材料,诸如多孔陶瓷,可以获得诸如图8和8a中的规则形状。由纤维或纤维束形成的芯可以在喇叭形轮廓内具有较不规则、较粗糙的形状,但是整体印象将是相同的,与加热器部分相比,端部部分的宽度和周长明显增加。

根据需要,与中心部分相比,端部部分的较大尺寸可以更大或更小。端部区段的任何喇叭状都可以对芯吸产生积极影响,更大的张开会产生更明显的效果。因此,宽度(或深度或厚度)w2大于w1,使得w2/w1具有大于1的任何值。例如,w2/w1可以是至少1.25,或者至少1.5,或至少2,或至少3,或至少4或至少5。在圆周长或周长方面(换句话说,在感兴趣宽度的位置处围绕芯的测量),p2大于p1,使得p2/p1具有大于1的任何值。例如,p2/p1可以是至少1.25,或至少1.5,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5。在正交于纵向轴线的横截面积方面,端部部分的最大面积a2大于加热器部分的面积a1,使得a2/a1具有大于1的任何值。例如,a2/a1可以是至少1.25,或者至少1.5,至少2,或至少3,或至少4或至少5。

在许多实例中,加热器部分将具有大致恒定的厚度或宽度,使得宽度w1、周长p1和横截面面积a1在芯的中间(以及在其他中间位置)与在端部部分开始的颈部位置相同。然而,不一定是这种情况,并且加热器部分可以具有可变的横截面。在这种情况下,用于与端部部分的等效参数w2或p2或a2进行比较的w1或p1或a1的值可以取自颈部处的宽度或周长或横截面积。

图9示出了具有大致圆形横截面的实例芯的透视图,并且其中形成喇叭状端部e1、e2的增加的一个或多个参数在二维中,使得从中心部分h到端部部分e1、e2保持圆形横截面。增加是非线性的,使得芯成为弯曲轮廓。芯的整体形状可以被认为是“哑铃”形状。

图10示出了实例芯的透视图,其中形成喇叭形状的增加仅在一个尺寸中。中心部分h具有方形横截面。在端部部分e1、e2中,厚度方向上的宽度(如图所示,进入页面的平面)保持与中心部分h相同,但是高度方向上的宽度(如图所示,在页面的平面中竖直方向上)在端部部分的纵向范围上线性增加。芯的整体形状可以被认为是“蝴蝶结”形状。

作为另一实例,具有如图10中的中心方形部分的芯可以具有如图9中的二维增加的宽度,以保持端部部分内的方形横截面。而且,扁平侧加热器部分可以扩展成弯曲或圆形端部部分,或者弯曲或圆形加热器部分可以扩展成扁平端部部分。不需要保持从加热器部分到端部部分的任何形状或几何特征,仅仅是存在至少一个横向尺寸增加以实现喇叭形状。

图11示出了由一束纤维形成的实例芯的透视图。在中心部分h中,纤维被纺织在一起或加捻在一起。在端部部分e1、e2中,纤维彼此分离并间隔开。因此,端部部分的宽度大于中心部分的宽度。这种配置可以通过将一定长度的成束纤维预先加捻、纺织、缠绕、织造或编织成在一起,并在长度的每个端部解开纤维以将它们张开成喇叭形状来实现。另选地,可以取出各个纤维,并在中心区域中将其加捻、纺织、缠结、织造或编织在一起,以形成用于芯的加热器部分的较窄束。另选地,如上所述,中心较窄束可以通过捆绑、捆扎或包裹束的中心区域来形成,以使用相同或不同类型的附加纤维来压缩和限制该区域中的纤维,或者通过使用加热元件的线圈来压缩和限制该区域中的纤维。

迄今为止的实例包括具有中心加热器部分和两个端部部分的芯,两个端部部分与端部部分之间的中心处的加热器部分线性对齐。这种布置对于围绕雾化室的环形贮存器是方便的,其中期望芯穿过雾化室并且在两个相对侧上进入贮存器中。然而,本发明的实施方式在这方面不受限制,并且芯可包括任何数量的喇叭状端部部分,用于浸入贮存器中并与用于定位在雾化室中的加热器部分邻接。

图12示出了具有一个喇叭状端部的实例芯的简化局部横截面。芯包括加热器部分h,该加热器部分与单个端部部分e1连续地线性布置。加热器部分h设置有缠绕在芯周围的金属线圈形式的加热元件450;这些零件设置在雾化室465中。壁270b将雾化室465与贮存器270分开,并且芯被布置成延伸穿过壁中的孔口270c,使得喇叭状端部部分e位于贮存器内。

图13示出了具有四个喇叭状端部的实例芯的简化视图,其示出为穿过气溶胶源的横向横截面(即垂直于将进入页面的平面中的气流方向)。已知将雾化器配置成包括一对芯,每个芯具有加热元件,并且将它们布置成相对于通过由环形贮存器包围的雾化室的空气流的十字形状,使得每个芯的两端到达贮存器中。本发明可以应用于这种布置,或者通过使两个单独的双端芯的端部呈喇叭状,或者通过提供单个十字形芯,其中四个臂中的每个终止于喇叭状端部部分。图13示出了此配置的实例。芯500具有十字形的中心部分h,其由加热元件450围绕,加热元件450可包括例如一个、两个或更多个金属线圈。该部分位于雾化室中,该雾化室通过内环形壁270b与环形贮存器270分开。外环形壁270a形成贮存器270的外部。内壁270b具有四个孔口270c,这四个孔口与芯500的四个臂对齐,使得臂通过孔口270c延伸到贮存器中,其中这些臂的一个或多个横向尺寸增加以形成用于液体吸收的喇叭状端部部分e1-e4。芯可能被认为具有“马耳他十字”形状。

对于具有多于一个喇叭状端部部分的芯配置,每个端部部分可以具有或不具有相同的大小和形状。相同大小和形状的端部部分提供对称的芯,而不同的端部部分(通过大小和/或形状和/或张开量)提供不对称的芯,在一些情况下可能是优选的,这取决于雾化室和贮存器的配置和布置。对于具有不同张开量的端部部分或臂,每个臂的宽度或周长或横截面积将大于加热器部分的宽度或周长或横截面积,但可以不同于其他的一个或多个臂的宽度或周长或横截面积。

已经提出的实例各自采取雾化器配置(芯和加热器的组合),其中加热元件设置在芯的外部,例如加热器是缠绕在芯的(中心)加热器部分周围的线圈。然而,本公开不限于此。作为替代方案,加热元件可以嵌入芯的多孔材料内,位于旨在布置在雾化室内的加热器部分的位置处。

图14示出了具有嵌入式加热器的实例芯的简化侧视图。芯500具有中心加热器部分h和两个喇叭状端部e1、e2。注意,这些端部以圆形形状终止,并因此是其中喇叭状端部的最大宽度/面积/周长从芯的物理末端向内定位的实例。金属线形式的加热器450设置在加热器部分h的芯材料内,并且在该区域中沿蛇形路径,具有从蛇形区段延伸到芯500外部的两个外部引线552a和552b,以用于加热器450的电连接。加热器可以在芯材料内具有任何形状,并且例如可以由金属线或导电层形成。类似地,外部加热元件可以采用任何形状,并且不限于线圈。

注意,尽管附图描绘了简单轮廓中的喇叭状芯的各种实例,其可以建议固体芯材料,诸如多孔陶瓷,各种形状和构造中的任一种,以及在本公开范围内的对于技术人员来说显而易见的其他事项可以以基于纤维的形式或销售材料形式进行配置。

此外,尽管芯的(多个)端部部分和加热器部分彼此相邻,但它们不需要沿直线布置。换句话说,纵向轴线(图8和图8a中的l)不需要是直线。在轴线中可以有一个或更多个弯曲,例如,两端的芯可以具有u形,其中端部部分与加热器部分形成大约90度的角度。然而,端部部分的宽度仍然将大于加热器部分的宽度,相对于局部纵向轴线正交地测量,而不管轴线整体上是否有任何弯曲、转弯或角度。而且,可以限定芯的一个或多个端部部分的喇叭状增加宽度,因为端部部分具有最大宽度、周长或横截面积,其大于在旨在穿过雾化室壁中的孔口以到达贮存器中的点(端部部分的颈部)处的芯的宽度、周长或横截面积。

总之,为了解决各种问题并推进本领域,本公开通过说明的方式示出了可以实践所要求保护的(多个)发明的各种实施方式。本公开的优点和特征仅具有实施方式的代表性示例,并且不是详尽的和/或排他的。它们仅用于帮助理解和教导要求保护的(多个)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/或其他方面不应被视为限制由权利要求限定的或权利要求的等同形式限定的本公开内容,并且可以利用其他实施方式并且可以在不脱离权利要求的范围的情况下进行修改。除了在本文中具体描述的那些之外,各种实施方式还可以适当地包括所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的各种组合,或由该组合构成或基本上由该组合构成。本公开可以包括目前未要求保护但可以在将来要求保护的其他发明。

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