一次性烟弹型电子香烟、制造方法及使用方法与流程

优先权/相关申请

本申请根据35usc119e要求2014年10月2日提交的序列号为62/059,095并且标题为“disposabletankelectroniccigarette，methodofmanufactureandmethodofuse(一次性烟弹型电子香烟、制造方法及使用方法)”的美国临时专利申请的权益并根据35usc120要求该美国临时专利申请的优先权，上述申请的全部内容通过参引并入本文。

本公开总体上涉及电子香烟，更具体地涉及具有一次性烟弹(tank)的电子香烟。

背景技术：

近年来，电子香烟因为其提供了对烟草和雪茄烟的替代而已经变得普及。电子香烟是容纳有包含尼古丁的液体的装置，含有尼古丁的液体之后被电子香烟蒸发以允许使用者在公共场所有吸烟的感觉并接收到尼古丁的嗞嗞声，而没有抽吸常规香烟或雪茄的其他有害副作用。

目前销售的大多数电子香烟均有烟弹，而使用者必须手动地将液体重新填充到烟弹中。用于电子香烟的液体通常被称为电子烟油(eliquid)并且包含尼古丁并还可以包含包括口味剂等的其他成分。将液体手动填充到烟弹中是麻烦的且致使使用者与污秽/黏糊的、含有尼古丁的电子烟油相接触。尽管电子烟油在正常水平暴露时没有毒性，但使用者必须经常经历这种手动重新填充过程来使用所谓的顶部“敞开式烟弹”系统。这种手动重新填充过程不可避免地将残留物留在使用者的手指上以及作为敞开式烟弹系统的一部分的各种烟弹和电池系统中。

使用这些敞开式烟弹系统，在雾化器(芯和线圈)燃尽时对其进行更换(每周大约一次)是复杂的，并且需要练习或专业人员的协助。此外，对于具有管状设计(“管状装置设计”)的敞开式烟弹系统而言，管状装置设计是不得当的：敞开式烟弹系统从其所放置的表面滚落且不易携带。

这些敞开式烟弹系统中的大多数使用工业标准510连接来将容纳液体的烟弹连接至烟嘴。对于将烟弹附接至电池单元而言，标准510连接是薄弱点。此外，通过将烟弹旋拧到装置的其余部分来附接烟弹不是最有效的附接方法，并且例如，如果使用者将装置放入在其口袋中且坐在该装置上，则连接被容易地破坏。另外，这种连接可能泄漏液体，而这会导致明显的脏乱状态，比如当在航空旅行期间电子香烟被存储在袋子中时或当电子香烟由使用者携带时。

另外，为敞开式烟弹系统的电子烟油调换风味是困难的。具体地，由于烟弹一次仅能保持有一种带口味的液体，因此使用者必须具有几个昂贵的烟弹来调换风味，或者使用者必须将旧液体倒出来、清洗并清洁烟弹、然后重新填充烟弹。这意味着能够在敞开式烟弹系统中使用各种风味的电子烟油要么是昂贵的要么是麻烦且耗时的。

一些系统使用附接至电池单元的底部的定制瓶，以便于避免使用者暴露于电子烟油。然而，尽管这种设计使得更容易调换风味，但这些系统仍需要使用者手动更换雾化器。

附图说明

图1a至图1g分别是一次性烟弹型电子香烟的实施方式的俯视图、左后视立体图、左视图、后视图，右视图，右后视立体图和仰视图；

图2是一次性烟弹型电子香烟的分解装配图；

图3图示了一次性烟弹电子香烟的一次性烟弹的更多细节；

图4图示了一次性烟弹的底部部分以及电子香烟上的烟弹连接件的更多细节；

图5a至图5c图示了一次性烟弹安装在壳体中的立体图；

图6a至图6c图示了一次性烟弹安装在壳体中的侧视图；

图7a至图7c图示了一次性烟弹安装在壳体中的更多细节；

图8和图9分别图示了用于将一次性烟弹插入到电子香烟上的方法以及用于将一次性烟弹从电子香烟移除的方法；

图10图示了用于密封和拆封一次性烟弹的机构；

图11a至图11e图示了一次性烟弹的中间部分的更多细节；

图12和图13图示了具有雾化器部分的一次性烟弹的中间部分的更多细节；以及

图14图示了壳体与一次性烟弹之间的连接的细节；

图15a和图15b示出了一次性烟弹型电子香烟的侧视图和剖视图，其中，示出了气流；

图16图示了烟弹体210的另一示例；

图17图示了雾化器元件的更多细节；以及

图18a和图18b图示了装置的雾化器元件、芯和加热部分的组装。

具体实施方式

本公开特别适用于包括具有下文阐述设计的一次性烟弹的电子香烟装置，并且将在此背景下对本公开进行描述。然而，应当理解的是，装置、制造方法以及使用方法具有更大的实用性，原因在于，该装置可以具有在本公开的范围内的其他构型、在本公开的范围内的其他操作方法等，因此下文描述的实施方式仅说明了本公开的教示。

电子香烟装置可以具有内置于一次性烟弹中的一个或更多个雾化器(例如，芯和加热元件)，其中，电子烟油被完全密封而不会被使用者触及，与目前可用的任何方案相比，这是更有效的解决方案。

图1a至图1g分别是一次性烟弹电子香烟装置100的实施方式的俯视图、左后视立体图、左视图、后视图、右视图、右后视立体图和仰视图。装置100可以具有壳体102，壳体102由适当的材料如塑料或金属制成。壳体可以容纳装置100的各种部件，并且例如，壳体的尺寸可以小于一副扑克牌的尺寸。一次性烟弹104可以可拆卸地附接至壳体。一次性烟弹104可以由与壳体相同的材料制成。一次性烟弹104可以存储电子烟油，电子烟油由装置100蒸发，如下文所述。当烟弹104内的电子烟油被用尽或使用者想要改变被蒸发的电子烟油的类型时，可以废弃一次性烟弹104。如下文更详细地描述的，烟弹可以包括雾化元件。此外，烟弹可以具有各种不同的形状和构型。对于图1a至图1g中示出的实施方式而言，烟弹可以具有中空的矩形形状，使得烟弹可以配装到壳体102中并保持电子烟油。

一次性烟弹104可以是封闭式烟弹系统，在该封闭式烟弹系统中，电子烟油存储在与壳体102分开的室中，直到一次性烟弹104连接至包括装置100的其他部件的壳体102。封闭式烟弹系统装置指的是，在运输期间，电子烟油保持与装置100的加热元件分开。此外，当一次性烟弹104从壳体102移除时，一次性烟弹104重新自密封，使得液体不会泄漏。

烟弹104可以具有烟嘴部106，烟嘴部106可以位于烟弹上的各个位置处。在图1a至图1g中示出的实施方式中，烟嘴邻近烟弹的侧部定位。壳体102可以具有用户界面装置108，比如按钮，用户界面装置108允许使用者开启或关闭装置100。另外，可以按压/激活用户界面装置108以使得雾化器元件激活并蒸发一些电子烟油，使得使用者可以通过烟嘴部分106吸入/抽吸蒸发的电子烟油。在图1a至图1g中示出的实施方式中，用户界面装置108可以位于壳体的顶部上，如图1a、图1e和图1f中所示，但是用户界面装置108也可以定位在壳体的其他部分上。

在一个实施方式中，用户界面装置108可以用于开启装置，比如通过快速连续按压用户界面装置108三次来开启装置。还可以通过使用相同的3次连续按压来关闭装置100。在装置处于“开启”模式之后，单次按压用户界面装置108可以将装置100置于“触发(fire)”模式中，“触发(fire)”模式意味着当烟弹安装时，电力将通过装置上的与一次性烟弹上的金属线圈相接触的2个金属“柱”传输。提供至线圈的这种电力将使该元件变热，并因而使从烟弹芯吸的液体蒸发。释放用户界面装置108可以立即停止电流流动并停止蒸发。

装置100还可以具有显示屏110，显示屏110可以显示关于装置100的各种数据。例如，在一个实施方式中，显示器110可以显示施加到雾化器以蒸发电子烟油的电力的当前瓦数和用于装置100的剩余电池电力。在图1a至图1g中示出的实施方式中，显示器110可以位于壳体的侧部上，如图1e和图1f中所示，但是显示器110还可以位于壳体的其他部分上。壳体还可以具有一组控制器112，比如按钮，所述一组控制器112允许使用者调节装置的功率电平。所述一组控制器112在被激活时对装置的软件发送信号，以调节下一次按下主按钮以触发装置100时多少电力流至烟弹的线圈。每次向上或向下按压设定了新的瓦数上限。使用者在使用装置100时，将基于个人喜好来设定瓦数级别，因为每次设定潜在地改变了风味体验。在图1a至图1g示出的实施方式中，所述一组控制器112可以位于壳体的侧部上，如图1e和图1f中所示，但所述一组控制器112也可以位于壳体的其他部分上。

图2是一次性烟弹型电子香烟100的分解装配图。如图所示，壳体102可以还包括第一外部部分200、中间部分202和第二外部部分204，第一外部部分200、中间部分202和第二外部部分204配装在一起以形成壳体102，当壳体102被组装时，则壳体具有用于一次性烟弹的烟弹容座209。烟弹容座209可以与显示器110相对且可以接纳使用者插入的一次性烟弹。一次性烟弹104可以通过一个侧部上的烟弹弹簧而被紧固就位且在底部和其他侧部上由烟弹连接件保持。烟弹连接件还包含金属柱，该金属柱穿过烟弹连接件并且当烟弹被使用者插入时连接至雾化器线圈。

第二外部部分可以具有一个或更多个锁定件(detents)205，所述一个或更多个锁定件205与第一外部部分200配合以连接第一外部部分200、中间部分202和第二外部部分204。如图2中所示，组装的壳体102可以还具有对装置100提供电力的电池206以及包含电子器件和导线的电路板208，以对每个部件比如雾化器元件、用户界面特征以及显示器提供电力并控制这些部件中的每个部件。例如，电路板208可以具有至少一个微处理器或微控制器、存储器以及软件，软件存储在存储器中并由处理器执行以管理装置100中的电路的操作。

图3图示了一次性烟弹型电子香烟的一次性烟弹的更多细节。如图2和图3中所示，一次性烟弹104可以还包括烟弹体210，烟弹体210具有烟嘴106且包含电子烟油。一次性烟弹104可以还包括中间部分212、雾化器元件214(雾化器元件214可以包括加热元件和芯元件，如下文更详细描述的)以及烟弹井部分216，雾化器元件214被紧固到烟弹井部分216中。中间部分212可以由硅树脂制成。中间部分212、雾化器部分214和下部部分216连接在一起。中间部分212、雾化器部分214和烟弹井部分216确保了电子烟油不会从烟弹泄漏，烟弹井部分216容纳雾化器部分214并且引导电子烟油且允许电子烟油与雾化器部分214相接触以使电子烟油蒸发。例如，当一次性烟弹104插入壳体102中时，电子烟油从一次性烟弹104释放且可以被蒸发。如果有电子烟油泄漏，中间部分212、雾化器部分214和烟弹井部分216也可以提供容座。在一些实施方式中，烟弹104(及其部件)可以在与使用者接触之前被预组装、预先填充电子烟油并被密封。在一个实施方式中，烟弹体材料及雾化器部件的选择可以在假定一次性烟弹将在常规使用者使用大约24小时之后被废弃的情况下进行选择。

烟弹体210可以由塑料聚碳酸酯类材料制成并且设计成安全地保持各种配方的液体同时防止烟弹泄漏或破裂。使雾化器部分214、烟弹体210和烟弹井216针对彼此密封的中间部分212可以由硅树脂制成。中间部分212还可以包含保持雾化器元件214的凹槽。

回到图2并如图4中所示，壳体102可以还包括一个或更多个金属柱220以及底部部分222，所述一个或更多个柱220连接到底部部分222中。壳体还可以具有电连接至所述一个或更多个柱220的金属条224。一个或更多个金属柱220、底部部分222和条224可以紧固至壳体。条224可以具有l形区域225(被金属的弹簧力偏压远离壳体102的壁)，l形区域225在安装在壳体102中时坐靠壳体并提供壳体102与一次性烟弹104之间的卡扣配合连接。图4中未示出l形区域225。例如，如图4中所示，已组装的区域212-216可以具有一个或更多个肩部区域400，当一次性烟弹104安装在壳体中时l形区域225可以卡扣在所述一个或更多个肩部区域400中。

如图4中进一步所示，底部部分222可以保持一组上部柱402(位于底部部分222的上侧)，当一次性烟弹104(包括雾化器元件214)安装在壳体中时所述一组上部柱402与雾化器元件214相接触(并且在被激活时提供电能)。底部部分222可以还包括位于底部部分222的底侧上的正极端子404和负极端子406，正极端子404和负极端子406连接至壳体102中的电源并且因而提供从电源至所述一组上部柱402的连接。

如图2中所示，中间/中央部分202可以由塑料或金属制成且可以用作与壳体的各种其他元件连接的元件。为了有利于此，中央部分202可以具有内部支架，其他内部部件附接至该内部支架。例如，内部支架可以保持电源比如电池、电路板和允许使用公知的电感耦合充电来对电源进行再充电的感应充电接收线圈。在装置100的内部侧部上，可以设有显示器110，显示器110可以是可以示出装置当前状态并显示各种用户可定制设置的状态的oled显示屏。显示器110可以通过装置的侧部上的显示镜头来观看。第一外部部分200和第二外部部分204可以是装饰性与实用性兼具的侧面板。外部部分可以有助于密封装置100以使其免以轻度暴露于碎屑和元件。另外，使用者可以用各种售后市场设计来替换这些面板以适合使用者的口味。

装置100可以以在本公开范围内的不同方式组装。例如，组装壳体的过程可以包括：a)将内部支架拧入外部框架中；b)将电路板和按钮插入装置中并附接至内部支架；c)将显示镜头插在装置的内部侧部上，并且将显示器安置在镜头的内部；d)将电池插在支架上并连接至电路板；e)将感应充电线圈附接至充电电路和电池；f)将带有金属柱的烟弹连接件及烟弹弹簧拧入装置框架中；以及g)将金属柱连线至用于电力的电路板。例如，组装一次性烟弹104的过程可以包括：a)可以将雾化器元件214配装到模制在中间部分212中的凹槽中；b)可以将烟弹体210、中间部分212和烟弹井216叠合在一起以形成水密密封；c)可以使用声波焊接使烟弹在围绕其外边缘永久地密封。在一些实施方式中，烟弹井216的底部可以具有吸收性材料以捕获可能意外地逸出中间部分212的底部的任何多余流体。该吸收性材料可以被切割成使得当使用者将烟弹连接件附接至装置中时吸收性材料的形状不会干扰烟弹连接件产生的压力。

图5a至图5c图示了一次性烟弹104安装在壳体102中的立体图，并且图6a至图6c图示了一次性烟弹104安装在壳体102中的侧视图。图7a至图7c图示了一次性烟弹104安装在壳体103中的更多细节。如图5a至图6c中所示，一次性烟弹安装到壳体102中。在图6a中，一个或更多个金属柱220、底部部分222和条224安装到壳体102并如图6b中所示紧固至壳体。如图7b中所示，壳体102可以具有有助于将一次性烟弹104保持在壳体中的肩部区域700。如图7c中以细节图c和细节图d所示，当一次性烟弹104安装在壳体102中时，肩部区域700与一次性烟弹104的一部分接合，并且对带224的l形区域225进行偏压的弹簧可以与壳体102的一个或更多个肩部区域400接合以形成摩擦配合从而将一次性烟弹104保持在壳体102中。然而，摩擦配合可以由使用者施加力来克服以移除一次性烟弹104。

图8和图9分别图示了用于将一次性烟弹插到电子香烟上的方法800以及用于将一次性烟弹从电子香烟移除的方法900。如图8中所示，用于插置一次性烟弹的方法800可以包括使用者获得一次性烟弹并移除任何包装(802)。然后，使用者可以将一次性烟弹安置到壳体的烟弹容座中(804)。例如，使用者可以将烟弹的底侧拐角钩挂在肩部区域700上并将一次性烟弹卡扣就位。替代性地，使用者可以将一次性烟弹直接放在烟弹连接件上(一个或更多个金属柱220、底部部分222和带224安装到壳体102中)并将一次性烟弹卡扣就位。在每种情况下，一次性烟弹104可以通过来自l形部225和烟弹连接件的适当水平的力而被保持就位。一旦烟弹被插入，从烟弹连接件施加在中间部分上的压力可以使液体开始流入雾化室中(806)。

如图9中所示，方法900可以包括使用者对一次性烟弹施加远离壳体的横向力(902)。由于力(该力克服了来自l形部225和烟弹连接件的力)，一次性烟弹可以被释放(904)。当一次性烟弹被释放时，中间部分可以返回到其中立位置从而阻止液体芯吸到蒸发室中使得移除的烟弹被密封(906)。然后，使用者可以废弃烟弹并且用新的一次性烟弹替换该烟弹。

图10图示了用于对具有烟嘴106的一次性烟弹104进行密封和拆封的机构。当一次性烟弹104安装在壳体中时，中间部分212的柱部分1000被底部部分222的凸起部分向上推，如图所示，这允许烟弹中的液体向下流动并且湿润雾化器214的芯。类似地，当烟弹与壳体102分离时，柱部分100返回到其关闭位置，使得烟弹被密封。

如图10中所示，烟弹井216可以具有汇集储液器和溢流烟弹1002。在一个实施方式中，汇集储液器1002可以位于底部左侧处与烟嘴直接相对，以保持从烟弹的另一侧芯吸而未被蒸发的任何多余的液体。这个空间防止流体流入烟弹体的其他区域中、通过气孔流出并与使用者相接触。由于烟弹是一次性的，因此烟弹仅设计成用于保持可能从正常24小时使用积聚的任何过量物质。

图11a至图11e图示了一次性烟弹的中间部分212的更多细节。中间部分212可以具有位于底侧上的端子406、408、柱部分1000和凹槽1002。在一次性烟弹104附接至壳体102之前，烟弹的部件形成可靠密封以防止在上部烟弹插到壳体102中之前液体离开上部烟弹。烟弹的硅树脂部件的设计使得当烟弹附接至壳体时，这使烟弹内的硅树脂充分移位(通过按压柱部分1000)以使液体开始流入包含雾化元件214的下烟弹区域中。由主装置施加在插入的烟弹的硅树脂上的压力还导致硅树脂膨胀，从而在烟弹的底部处形成二次密封以防止液体从烟弹的底部流入主装置中。

烟弹可以随时从壳体移除，例如，当使用者希望切换到具有不同风味液体的烟弹时。在刚移除烟弹后，内部硅树脂部分返回到其先前的密封位置，从而再次形成针对液体的密封。结果是，液体将仅在烟弹完全插入合适的基部单元中时才会流动，而不会在烟弹被分离时如在运输期间、或在手动地移除部分使用的烟弹之后流动。

图12和图13图示了具有雾化器部分214的一次性烟弹的中间部分212的更多细节。雾化器部分214可以具有可以呈u形形状的芯元件1200。雾化器部分214还可以具有加热元件1202，加热元件1202可以位于例如u形芯的中间。在一个实施方式中，加热元件1202可以还包括使电子烟油蒸发的线圈部分1204、位于线圈部分的两个端部处的第一电极1206和第二电极1208。如图13中所示，当雾化器部分214安置在中间部分212中时，每个电极1206、1208电连接至端子406、408。端子406、408电连接至电源，因此雾化器部分214也直接连接至电源。在一个实施方式中，芯1200可以由二氧化硅、棉或陶瓷材料制成。每个电极/导线1206、1208和线圈部分1204可以由镍铬或其他导电金属制成。在另一实施方式中，芯元件1200和加热元件1202两者均可以由陶瓷材料制成，陶瓷材料既芯吸又加热电子烟油。图14图示了在一次性烟弹104安装在壳体102中时壳体102与一次性烟弹104之间的连接的细节。

图15a和图15b示出了一次性烟弹型电子香烟的侧视图和剖视图，其中，示出了空气流。如图所示，用于装置的空气可以进入空气入口、向下行进且与芯元件1200和线圈1204相互作用，芯元件1200和线圈1204产生了蒸发的液体，该蒸发的液体由使用者经由烟嘴106吸入。图15a和图15b中示出的气流减小了系统中冷凝的可能性。

图16图示了烟弹体210的另一示例。一次性烟弹104可以还包括烟弹体210，烟弹体210具有烟嘴106且容纳电子烟油。一次性烟弹104可以还包括中间部分212、雾化器元件213(该雾化器元件213可以包括加热元件和芯元件，如下文更详细描述的)以及烟弹井部分216，雾化器元件214被紧固到烟弹井部分216中。中间部分212可以由硅树脂制成。中间部分212、雾化器部分214和下部部分216连接在一起。中间部分212，雾化器部分214和烟弹井部分216确保了电子烟油不会从烟弹泄漏，烟弹井部分216容纳雾化器部分213并引导电子烟油且允许电子烟油与雾化器部分213相接触以使电子烟油蒸发。例如，当一次性烟弹104插入壳体102中时，电子烟油从一次性烟弹104释放且可以被蒸发。如果存在任何电子烟油泄漏，中间部分212、雾化器部分213和烟弹井部分216也可以提供容座。在一些实施方式中，烟弹104(及其部件)可以在与使用者相接触之前被预组装、预先填充电子烟油并被密封。在一个实施方式中，烟弹体材料及雾化器部件的选择可以在假定一次性烟弹将在常规使用者使用大约24小时后被废弃的情况下进行选择。

烟弹体210可以由塑料聚碳酸酯类材料制成并且设计成可以安全地保持各种配方的液体同时防止烟弹的泄漏或破裂。使雾化器部分213、烟弹体210和烟弹井216相对于彼此密封的中间部分212可以由硅树脂制成。中间部分212还可以包含保持雾化器元件214的凹槽。

图17和图18a至图18b图示了雾化器单元的组装，该雾化器单元包括芯元件102和线圈元件104。如图15b中所示，元件形成一体式部件，该一体式部件部分地导引待蒸发的液体、保持线圈214并保持线圈与加热元件212相邻。

出于说明的目的，已经参照具体实施方式描述了前述描述。然而，上述说明性讨论并非意在是穷举的或将本公开限制为所公开的精确形式。鉴于上述教示，许多修改和变型是可能的。选择和描述实施方式是为了最佳地解释本公开及其实际应用的原理，由此使本领域中的其他普通技术人员能够以适合所预期的特定用途的各种修改最佳地利用本公开和各种实施方式。

尽管上述内容已经参照了本公开的特定实施方式，但是本领域的普通技术人员应当理解的是，在不背离本公开的原理和精神的情况下，可以对该实施方式做出改变，本发明的范围由所附权利要求来限定。