参考于2015年6月26日提交的美国临时专利申请第62/185,227号，其全部内容通过引证并入本文。
本发明涉及一种被布置成接纳可抽吸材料以使得可吸材料的至少一种成分被挥发的设备。
背景技术
诸如香烟、雪茄等物品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过产生释放化合物而不燃烧的产品来提供对燃烧烟草的这些类型的物品的替代方案。这种产品的示例是所谓的加热非燃烧产品，也称为烟草加热产品或烟草加热装置，其通过加热但不燃烧该材料来释放化合物。该材料可以是例如烟草或其它非烟草产品或组合，诸如可以含有或不含有尼古丁的掺混混合物。类似地，还存在所谓的电子烟装置，其通常使可以含有或不含有尼古丁的液体挥发。
技术实现要素：
根据本发明，提供了一种用于接纳可抽吸材料以使得可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备，该设备包括：
壳体；
该壳体具有第一隔室和第二隔室；
第一隔室是用于在使用中接纳可抽吸材料的加热隔室；
第二隔室是电子装置隔室，并且包含控制电路和电源中的至少一个；
第一隔室和第二隔室大致上彼此气密密封以最小化或防止空气或蒸气在隔室之间流动。
在示例性实施例中，该设备包括在第一隔室与第二隔室之间的分隔壁。分隔壁可以例如部分地限定第一隔室和第二隔室中的一个或两个。
在示例性实施例中，该设备包括至少一个密封件，以用于将分隔壁的至少一部分密封到壳体。
在示例性实施例中，该壳体包括底架，该底架包括凹部；并且分隔壁包括至少一个边缘，该边缘接纳在底架的凹部中。
在示例性实施例中，该壳体包括外套筒，底架布置在该外套筒中；并且底架包括第二凹部，其中至少第一密封件布置在第二凹部中以在底架与外套筒之间提供密封。
在示例性实施例中，分隔壁包括用于接纳密封件的凹槽，其中密封件布置在凹槽中以在分隔壁与底架之间提供密封。在一个示例中，在分隔壁的一端或两端和/或沿着分隔壁的一个或两个长边可以有密封件。密封件例如是聚合物，诸如例如硅树脂。用于接纳密封件的凹槽和密封件可以布置成例如舌槽布置。
在示例性实施例中，该设备包括第一隔室中的加热器以用于在使用中加热接纳在第一隔室中的可抽吸材料。在示例性实施例中，加热器为管状的，具有第一端和第二端以及提供加热室的中空中央部分，在使用中在该加热室中接纳可抽吸材料，空气能够流过管状加热器的一端并从管状加热器的另一端流出。
在示例性实施例中，加热器具有加热器尾部，该加热器尾部在第一隔室与第二隔室之间穿过并且连接到第二隔室内的电源，以在使用中为加热器供电。在示例性实施例中，加热器尾部穿过第一隔室与第二隔室之间的密封件。密封件可以由聚合物制成，诸如例如硅树脂。
在示例性实施例中，壳体具有通向加热室的第一开口，可抽吸材料可以穿过该第一开口以便被接纳在加热室内和从加热室移除；壳体具有通向加热室的第二开口；并且壳体包括用于选择性地覆盖第二开口的门，该门可在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置中，该门将第二开口封闭，在该第二位置中，该第二开口打开。
在一些示例中，第二开口允许用户通过至少第二开口进入加热室，以在该设备内清洁，并且该门在使用中密封该开口。在一些示例中使用时，可抽吸材料在插入该设备时密封第一开口。
在示例性实施例中，该设备包括围绕加热器的隔热体，以用于减少从加热器到设备外部的热损失。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了用于加热可抽吸材料的设备的示例的第一透视图；
图2示出了图1的设备的第二透视图；
图3示出了图1的插入有可抽吸材料的设备的侧向横截面视图；
图4示出了图1的没有插入可抽吸材料的设备的侧向横截面视图；
图5示出了图4中标记为5的区域的详细插图；
图6示出了图4中标记为6的区域的详细插图；
图7示出了图4中标记为7的区域的详细插图；
图8示出了图1的设备的纵向横截面视图；
图9示出了图4中标记为9的区域的详细插图；以及
图10示出了图4中标记为10的区域的详细插图。
具体实施方式
如本文所使用，术语“可抽吸材料”包括在加热时通常以气溶胶形式提供挥发成分的材料。“可抽吸材料”包括任何含烟草材料，并且可以包括例如烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代品中的一种或多种。“可抽吸材料”还可以包括其它非烟草产品，该材料取决于产品可以含有或不含尼古丁。“可抽吸材料”可以例如是固体、液体、凝胶或蜡等形式。“可抽吸材料”例如也可以是材料的组合或掺合。
已知在不会燃烧或焚烧可抽吸材料的情况下加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发以通常形成可被吸入的气溶胶的一种设备。这种设备有时被描述为“加热非燃烧”设备或“烟草加热产品”或“烟草加热装置”或类似装置。类似地，还存在所谓的电子烟装置，其通常使液体形式的可以含有或不含有尼古丁的可抽吸材料挥发。可抽吸材料可以是可以插入设备中的杆、筒或盒等的一部分的形式或提供作为其部分。用于加热和挥发可抽吸材料的加热器可以被提供作为设备的“永久”的部分，或者可以被提供作为在使用后丢弃和更换的抽吸物品或消费品的部分。上下文中的“抽吸物品”是在使用中包括或包含可抽吸材料的装置或物品或其它部件，它们在使用中被加热以使可抽吸材料和可选的其它成分挥发。
参考图1到4，示出了设备10的示例的视图，该设备被布置成加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发，从而通常形成可以被吸入的气溶胶。图3示出了插入有可抽吸材料的设备10，而图4示出了没有插入可抽吸材料的设备10。设备10是加热设备10，其通过加热但不燃烧可抽吸材料来释放化合物。第一端11在本文中有时称为嘴端或近端11，而第二端12在本文中有时称为远端12。设备10具有开/关按钮(未示出)，以允许设备10作为整体根据用户的需要接通和断开。
设备10提供用于定位和保护设备10的各种内部部件的壳体。在所示的示例中，设备10由一个或多个内部“底架”零件和一个或多个外套筒零件形成。在这里所示的特定示例中，设备10具有单个整体外套管或壳体14和内部底架16。在特定示例中，内部底架16可以由两个底架半部和可选地其它底架零件形成。在设备10的组装期间，设备10的各种内部部件位于底架16中和/或固定到该底架，然后内部部件和底架或底架零件16在壳体14内部滑动。底架或底架零件16可以可拆卸地固定到壳体14以允许容易地进入设备10的内部，或者可以“永久地”固定到底架16，例如以阻止用户进入设备10的内部。在这里所示的特定示例中，底架16在第一端或嘴端11处至少部分地提供或支撑设备10的前壁，并且还在第二端或远端12处至少部分地提供设备的后壁18。在一个示例中，底架16由塑料材料制成，包括例如通过注射成型形成的玻璃纤维尼龙，但是可以使用其它材料和其它制造工艺。
壳体14具有位于或固定在其中的加热器20、控制电路21以及电源22。在该示例中，加热器20、控制电路21以及电源22横向相邻(即，从端部观察时相邻)，其中控制电路21通常位于加热器20与电源22之间，但是其它位置也是可能的。控制电路21可以包括控制器，诸如微处理器装置，其被配置和布置成控制如下面进一步讨论的可抽吸材料的加热。电源22可以是例如电池，其可以是可再充电电池或不可再充电电池。合适的电池的示例包括例如锂离子电池、镍电池(诸如镍镉电池)、碱性电池等。电池22电耦合到加热器20以在需要时并在控制电路21的控制下供应电能以加热可抽吸材料(如所讨论的，使可抽吸材料挥发而不会使可抽吸材料燃烧)。将电源22横向地定位在加热器20附近的优点在于，可以使用物理上大型的电源22而不会使设备20整体上过长。如将理解的，通常物理上大型的电源22具有更高的容量(即，可以供应通常以安培小时等衡量的总电能)，因此设备10的电池寿命可以更长。
在一个示例中，加热器20通常为中空圆柱形管的形式，具有中空内部加热室23，可抽吸材料插入该加热室以在使用中加热。加热器20的不同布置是可能的。例如，加热器20可以形成为单个加热器，或者可以由沿着加热器20的纵向轴线对齐的多个加热器形成。(为了简单起见，除非上下文另有要求，否则本文中对“加热器”的引用应视为包括多个加热器。)加热器20可以为环形或管状，或围绕其圆周至少部分环形或部分管状。在示例中，加热器20可以是薄膜加热器。在一个特定示例中，加热器20由不锈钢支撑管支撑。加热器20的尺寸被设计使得当插入时大致上整个可抽吸材料位于加热器20的加热元件内，使得在使用中加热大致上整个可抽吸材料。加热器20可以布置成使得可抽吸材料的选定区可以根据需要独立地加热，例如依次(随时间)或一起(同时)加热。
在该示例中，加热器20沿着其长度的至少一部分被隔热体24包围。隔热体24有助于减少从加热器20传递到设备10外部的热量。这有助于降低加热器20的功率要求，因为它通常减少了热损失。隔热体24还有助于在加热器20的操作期间保持设备10的外部冷却。在一个示例中，隔热体24可以是双壁套管，其在套管的两个壁之间提供低压区域。即，隔热体24可以是例如“真空”管，即，已经至少部分抽空以便使通过传导和/或对流进行的热传递最小化的管。除了或代替双壁套管，隔热体24的其它布置也是可能的，包括使用隔热材料，包括例如合适的泡沫型材料。
底架16的前部在设备10的嘴端11处具有开口30，在使用中可抽吸材料可以穿过该开口以插入设备10中并由用户从设备10移除。门31设置在嘴端11处。门31可以打开以便允许可抽吸材料穿过开口30以在使用期间插入设备10和从设备移除，并且可以关闭以关闭开口30以使设备10的内部在不使用期间保持清洁，并避免损坏设备10的内部。在该示例中，门31是滑动门，其可以上下滑动以关闭和打开开口30。在其它示例中，门31可以是铰链门或可以提供其它布置。该示例中的门31与前部件32一起提供。
前部件32具有至少一个零件。在所示的具体示例中，前部件32具有三个零件：前部零件32a、中间零件32b以及后部零件32c。中间零件32b可以固定到后部零件32c，例如粘合剂，包括例如双面胶带。
设备10的前门31被构造和布置成可滑动地连接到前部件32。前门31可以通过突起和凹部组合可滑动地装配到前部件32。在所示的示例中，前门31具有面向后的突起31'，该突起接纳在前部件32中的凹部或通道32'中。前门31可以使用螺钉32”固定，然而该螺钉允许前门31在通道32'中上下滑动。
这里特别参考图3，其示出了杆50，该杆包括部分地通过前开口30插入的可抽吸材料51，使得(至少)可抽吸材料51位于加热器20的加热室23内，使得当加热器20通电时加热可抽吸材料51。在该示例中，杆50在嘴端处具有管嘴组件，其包括用于过滤气溶胶的过滤器和/或用于冷却气溶胶的冷却元件52中的一个或多个。过滤器/冷却元件52通过空间53与可抽吸材料间隔开，并且还通过另一空间54与杆50的嘴端间隔开。
壳体14的后壁18在设备10的远端12处具有开口35。门36设置在远端12处。门36可以打开以便允许在远端12处进入开口35，并且可以关闭以在远端12处关闭开口35。在该示例中，远端12处的门36是铰链门。在其它示例中，门36可以是滑动门或可以提供其它布置。在远端12处的门36是铰链门的情况下，铰链可以设置为“活动铰链”。更优选地，门36是单独的部件，并且门36的铰链是桶形铰链。
在组装好的设备10中，加热器20通常呈中空圆柱形管的形式，位于底架16内，使得中空管的一端在嘴端11处与开口30流体连通，并且中空管的另一端在远端处与开口35连通。
在使用中，用户关闭在远端12处的门36以关闭在远端12处的开口35，并且在嘴端11处打开门30以在嘴端11处打开开口30。用户然后将包括可抽吸材料51的杆50通过嘴端11处的开口30插入加热器20的加热室23中，操作设备10以加热可吸材料51以根据需要产生用于吸入的气溶胶，然后通过嘴端11处的开口30将装有使用过的可抽吸材料51的杆50从设备10中移除。用户可以打开在远端12处的门36，以在使用设备10之后在远端12处打开开口35。远端12处的开口35使用户进入设备10内部，特别是进入远端12处的开口35的区域中。这允许用户在必要时并且根据需要在远端12处的开口35的区域内清洁设备10的内部。在远端12处的这种进入特别使得用户能够在远端12处在加热器20和加热室23内进行清洁。实际上，由于加热器20分别位于嘴端11和远端12处的开口30、35之间，并且中空加热器20实际上在嘴端开口30与远端开口35之间限定了穿过整个设备10的直通孔，用户能够容易地清洁整个内部中空加热室23。为此，用户可以选择经由开口30、35进入加热室23。用户可以为此目的使用一个或多个各种清洁装置，包括例如传统的管道清洁器或刷子等。
在一个示例中，加热室23具有朝向远端12的内径减小的区域。这为在嘴端11处穿过第一开口30的可吸材料提供了止动件以防止可抽吸材料在远端12处直接穿过第二开口35。在所示的示例中，该内径减小的区域由中空管40提供，该中空管位于加热室23的朝向远端12的端部内。在该示例中，中空管40具有向外延伸的头部或凸缘41。中空管40可以由例如塑料材料(包括例如聚醚醚酮(peek))形成。中空管40可以例如通过胶水或扭锁机构固定就位。
在制造设备10期间，中空管40从外侧插入远端12处的开口35中，其中头部或凸缘41提供抵靠底架16的止动件，以将中空管40定位在预定位置处。加热器20位于底架16内，其中中空管40进入加热器20的内腔23的远端。因此，在这种情况下，中空管40在加热室23内提供内径减小的区域，该区域用作插入加热器20的内腔23中的可抽吸材料的止动件，并且还将加热器20支撑和定位在设备10内的远端12处。进一步讨论加热器20在设备10内的支撑和位置，管状管嘴部件33设置在嘴端11处并且支撑和定位加热器20的前端。
已经发现，设备10的一个重要要求是使通过加热器20的内腔23的气流与设备10的其余部分隔离，或者至少大致上隔离。这是为了通过已经越过控制电路21和/或电源22的空气等防止或最小化通过加热器20的内腔23的气流的污染。同样地，这是为了防止或最小化通过加热器20的内腔23的气流传递到或越过控制电路21和/或电源22等。
参考图3和4，用于加热可抽吸材料的设备(包括例如如上所述的设备10)中的加热器20可以由片材(即，通常为平面的材料片材)形成，该片材被卷起并沿着管的长度密封。卷起的加热器20可以具有管状形状，具有第一端和第二端以及中空中央部分。中空中央部分可以在使用中接纳可抽吸材料。可抽吸材料通过第一端和第二端之一插入中空中央部分。管沿着其全长密封，因而，除了通过第一端或第二端中的一个或多个之外，防止空气进入或离开加热器。可以使用例如粘合剂或具体是压敏粘合剂来密封管。具体示例中的加热器20是薄膜加热器。
管状加热器20可以由基板制成，其中在基板上形成至少一个导电轨。基板可以为片材形式，并且可以包括例如塑料层。在一个具体示例中，该层是聚酰亚胺层。导电轨可以印刷或以其它方式沉积在层上。管状加热器20可以具有形成在导电轨上或上方的另一塑料层。因此，在该示例中，导电轨位于两个塑料层之间。
进一步参考图3和4，管状加热器20位于第一隔室38中，该第一隔室可以被称为设备10的加热隔室。设备10还可以具有第二隔室60，该第二隔室可以被称为电子装置隔室60，其包含控制电路21和电源22中的至少一个。在图3和4所示的示例中，电子部件室60包含控制电路21和电源22这两者。第一加热隔室38可以与第二电子装置隔室60隔离，使得两个隔室38、60大致上彼此气密密封，以最小化或防止空气或蒸气在隔室38、60之间穿过。隔室38、60的气密密封或隔离可以使得在隔室38、60之间最多只有可忽略量的空气流动。在一个具体示例中，隔室38、60的隔离使得在隔室38、60之间穿过的空气或蒸气的量小于通过加热室23的总空气流量的大约1％，并且理想地是没有。(可以看出，在隔室38、60之间有一个通道62，加热器尾部64穿过该通道。加热器尾部64将加热器20连接到电子装置隔室60中的控制电路21和电源22。这将在下面进一步讨论。)
仍然参考图3和4，该示例中的设备10在第一加热隔室38与第二电子装置隔室60之间具有分隔壁66。分隔壁66可以是单独的部件，或者可以与底架或底架零件16一体形成。在所示的示例中，分隔壁66布置在设备10的前部与设备10的后壁18之间。分隔壁66可以部分地限定第一加热隔室38和第二电子装置隔室60中的一个或两个。分隔壁66可以由热塑性塑料制成，诸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)，因为分隔壁66可以经历来自加热器20的间接加热并且需要抵抗该热量。分隔壁66可以用密封材料包覆成型，诸如例如热塑性聚氨酯(tpu)，以密封空气路径以免受底架16外部的电子装置的影响。
在所示的示例中，分隔壁66的前边缘以“舌槽”布置接纳在底架16中的凹部67中，以便于设备10的构造和组装。在所示的示例中，分隔壁66的后边缘接纳在密封件68中，在该示例中同样也是舌槽布置。其中接纳分隔壁66的密封件68是弹性构件。密封件68可以由例如一种或多种聚合物(诸如硅树脂或橡胶)制成，并且可以是例如可以注射成型的索环或盖子的形式。在未示出的其它示例中，分隔壁66的前边缘也可以接纳在类似于后边缘的密封件68的密封件中。
现在参考图5到图7，示出了图4中所示的设备10的特定区域的详细插图。图5到7中的每一个显示设备10内的至少一个密封件，其有助于在加热隔室38与电子装置隔室60之间提供大致上气密密封。应当理解，具体实施例示出了许多密封件，并且在实施例中并非所有这些密封件都存在。即，一些实施例可以仅具有本文所述的密封件之一，或本文所述的一个以上的密封件，或本文所述的所有密封件。
图5示出了设备10的壳体14与前部件32的前部零件32a之间的密封件72。密封件72位于设置在前部件32的前部零件32'和壳体14中的一个或两个中的凹槽或凹部80中。密封件72可以被压缩以确保壳体14与前部件32之间的紧密配合。密封件72是弹性构件。密封件72可以由例如一种或多种聚合物(包括例如硅树脂或橡胶)制成。密封件72可以用密封材料(诸如例如热塑性聚氨酯)包覆成型。
图6示出了设备10的壳体14与后壁18之间的密封件74。密封件74位于设置在后壁18和壳体14中的一个或两个中的凹槽或凹部82中。密封件74可以被压缩以确保壳体14与后壁18之间的紧密配合。密封件74是弹性构件。密封件74可以由例如一种或多种聚合物(包括例如硅树脂或橡胶)制成。密封件74可以用密封材料(诸如例如热塑性聚氨酯)包覆成型。
图7示出了密封件68，其中接纳分隔壁66的第二端。图7还示出了与密封件68相对布置的密封件70，其中接纳分隔壁66的第二端。所示的两个密封件68、70布置在第一隔室38与第二隔室60之间。密封件68、70布置成彼此压靠，使得密封件68、70之间的密封大致上是气密的。在该示例中，密封件70是弹性构件。密封件70可以由例如一种或多种聚合物(诸如硅树脂或橡胶)制成。
如所述，在所示的示例中，在隔室38、60之间存在通道62，加热器20的尾部64穿过该通道以允许加热器20至少连接到电源22。在所示的示例中，加热器尾部64将加热器20连接到电子装置隔室60中的控制电路21和电源22。
图7示出了隔室38、60之间的通道62周围的区域的放大视图。加热尾部64占据通道62。加热尾部64布置在密封件68与密封件70之间，在密封件68中接纳分隔壁66的第二端，密封件70与密封件68相对布置，其中接纳分隔壁66的第二端。密封件68、密封件70压靠加热尾部64以保持隔室38、60之间的大致上气密密封。
图8示出了设备10的纵向横截面视图。图9和10示出了图8中所示的设备10的两个区域的详细插图。
参考图8至10，分隔壁66示为布置在设备10的底架16之间。沿着第一边缘的分隔壁66以舌槽布置接纳在设备10的底架16中的凹部16'中。分隔壁66的第一边缘可以通过例如粘合剂或简单地作为压力配合或摩擦配合固定在底架16的凹部16'内。
所示的分隔壁66具有沿着分隔壁66的第二边缘的凹槽84。密封件76布置在分隔壁66的凹槽84中。密封件76邻接设备10的底架16。密封件76和凹槽84布置使得沿着分隔壁66的第二边缘形成大致上气密密封。密封件76是弹性构件。密封件76可以由例如一种或多种聚合物(诸如硅树脂或橡胶)制成。密封件76可以用密封材料(诸如例如热塑性聚氨酯)包覆成型在凹槽84中。
现在特别参考图9，示出了图8中所示的设备10的区域的详细插图。在该设备的壳体与侧板之间有另一密封件78以用于在空气通道与电子装置之间提供外部密封。另一密封件78位于凹槽86中并且用密封材料(诸如例如热塑性聚氨酯)包覆成型，在壳体14与底架16之间被压缩。
这里描述的各种实施例仅用于帮助理解和教导要求保护的特征。这些实施例仅作为实施例的代表性样本提供，并非穷举和/或排他性的。应当理解，本文描述的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其它方面不应被视为对权利要求所限定的本发明的范围的限制或对权利要求的等同物的限制，并且可以使用其它实施例，并且可以在不脱离要求保护的发明的范围的情况下进行修改。除了本文具体描述的那些之外，本发明的各种实施方案可以适当地包括所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、手段等的适当组合、由其组成，或者基本上由其组成。另外，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它发明。