蒸汽递送装置以及蒸汽递送方法与流程

本发明涉及蒸汽递送装置的领域。更具体来说，本发明涉及通过蒸汽递送装置来控制来源液体的流动的蒸汽递送装置以及蒸汽递送方法。

背景技术：

蒸汽递送装置将小剂量的液体来源转换成蒸汽，所述蒸汽接着夹杂在空气流中且用户通过在所述空气流中呼吸而例如将蒸汽吸入自己的肺中。蒸汽递送装置可例如用于向用户递送药物的装置(例如，哮喘吸入器(asthmainhalers))中。蒸汽递送装置也可用于所谓的电子香烟(e-cigarettes)(也被称为电子烟装置(vapingdevices))。

一些蒸汽递送装置的液体来源贮存器包括利用毛细作用吸收液体并用作递送介质的泡沫或毛毡材料(feltmaterial)，且一些类型的喷射器从这种介质吸取液体来呈现到汽化器中。然而，随着液体的消耗，介质不能以同一速率将液体从贮存器输送到喷射器。

最终结果是由蒸汽递送装置递送的剂量往往会随时间变化而改变。在蒸汽递送装置的使用寿命开始时，当液体来源贮存器相对满时，剂量往往处于相对高的水平。然而，在蒸汽递送装置的使用寿命结束时，当液体来源贮存器相对空时，剂量往往处于相对低的水平。在这之间的时间点处，如果不存在其他另外的因素，则剂量往往会至少随着液体来源贮存器的水平而变化。

当这种情形即使在例如电子烟装置等休闲应用中也并不令人满意时，这种情形在其他更关键的应用中便可为完全无法令人接受的，且甚至存在潜在的生命威胁。

因此，需要一种至少部分地减少例如上述等情况的蒸汽递送装置。

技术实现要素：

由一种具有贮存器的蒸汽递送装置来满足以上及其他需要，所述贮存器用于容纳一定量的流体。喷射器接收所述流体，且控制器以激发频率激发所述喷射器经由所述喷射器中的多个喷嘴将给定剂量的所述流体呈现为空气流达激发持续时间。随着所述贮存器内的所述流体的所述量减少，所述控制器调整所述喷射器的所述激发频率、所述喷嘴的数目、及所述激发持续时间中的至少一者。

在一些实施例中，所述控制器在降低所述喷射器的所述激发频率时还增大用于将所述流体呈现为所述空气流的所述喷嘴的数目，从而维持所述流体的所述给定剂量。在一些实施例中，所述控制器在降低所述喷射器的所述激发频率时还增大用于将所述流体呈现为所述空气流的所述激发持续时间，从而维持所述流体的所述给定剂量。

在一些实施例中，电源为所述控制器及所述喷射器供电。在一些实施例中，所述电源是电池。在一些实施例中，急速加热器接收由所述喷射器呈现的所述流体并将所述流体蒸发成所述空气流。在一些实施例中，所述急速加热器是由电源供电的导线、条带、及网格中的至少一种，所述电源在一些实施例中是电池。在一些实施例中，所述喷射器包括多个通道，所述多个通道接收所述流体并将所述流体传送到气泡室，在所述气泡室中由多个为电阻式加热垫及压电装置中的至少一种类型的装置对所述流体供电，从而通过喷嘴矩阵呈现所述流体。在一些实施例中，介质从贮存器接收所述流体并将所述流体传送到所述喷射器。

附图说明

通过结合附图参照详细说明，本发明的其他优点会显而易见，为了更清楚地示出细节而并未按比例绘制各附图，其中相同的参考编号指示相同的元件，且在附图中：

图1显示根据本发明实施例的蒸汽递送装置的功能方块图。

图2显示根据本发明实施例的方法的流程图。

[符号的说明]

100：蒸汽递送装置

102：贮存器

104：流体

106：介质

108：喷射器

109：通道

110：喷嘴

111：电阻式加热垫或压电装置

112：控制器

113：气泡室

114：电源

116：流体

118：急速加热器

120：空气流

122：蒸汽流

200：方法

202、204、206、208、210、212、214、216、218、220：步骤

a：入口点

具体实施方式

[总体概述]

现参照图1，图1显示根据本发明实施例的蒸汽递送装置100。在图1中显示的实施例中，贮存器102容纳通过蒸汽递送装置100而作为蒸汽122递送的流体104。例如通过介质106来从贮存器102传送流体104，在一些实施例中，介质106由例如以下利用毛细作用吸收流体的一种或多种材料构成：布、纸、毛毡、席垫(mat)、网状物(web)、及天然纤维或人造纤维。

在各种实施例中，介质106可设置在贮存器102中的开口处，或者可实质上填充贮存器102。通过实质上完全填充贮存器102，介质106往往使得能够以任何角度来使用蒸汽递送装置100，这是因为介质106与任何剩余量的流体104一直接触，且能够利用毛细作用将流体104吸收到所期望的位置，如以下所阐述。不论介质106相对于贮存器102的确切配置如何，在一些实施例中，介质106均将流体104传送到喷射器108。

在所显示的实施例中，喷射器108从介质106接收流体104，且以例如小的小滴(droplet)、雾、或气溶胶等一种或多种形式来呈现(express)流体104。在一些实施例中，所呈现的流体116撞击在急速加热器118(例如经过加热的金属条带、导线、或网格中的一种或多种)上，在急速加热器118中，流体116被流经急速加热器118的空气流120吸收而变成蒸汽流122。在一些实施例中，所呈现的流体116被足够细微地呈现以使得流体在进入的空气流120内实质上汽化，而不需要使用急速加热器118来生成蒸汽流122。这种设计考虑可例如通过将与蒸汽递送装置100一起使用的流体104的粘度及挥发性来确定。

电源114(例如，电池)向急速加热器118(如果存在)供电以使电源114可将所呈现的流体116汽化，且电源114还向喷射器108供电以使喷射器108可喷射从介质106接收的流体104。控制器112控制各组件(例如，喷射器108及急速加热器118)的运行。控制器112也可例如通过跟踪来自贮存器102的流体104的用量来跟踪蒸汽递送装置100的运行。

在一些实施例中，喷射器108是与喷墨打印头相似的装置，在其中使用喷嘴110的矩阵来从喷射器108将流体104呈现为小的小滴。在一个这种实施例中，多个小的通道109在喷射器108的一侧接收流体104、将流体104传送到喷射器108中的气泡室113，在气泡室113中例如由电阻式加热垫或压电装置111中的一种或多种装置对流体104供电，从而通过喷嘴110呈现流体104。

[具体实施例]

现在给出对更具体的实施例的说明，在所述更具体的实施例中，蒸汽递送装置100是电子烟装置，例如可用作电子香烟。应理解，尽管提供这一更具体的实施例，然而本文中仍预期存在其他蒸汽递送装置。

在电子烟应用中使用的流体104由液体的混合物组成，所述液体主要为丙二醇、水、以及其他添加剂(例如增强味觉及嗅觉的调味剂(flavoring))。这些流体104在进行组合时在约二十五摄氏度下具有约五十厘泊至约一百厘泊范围内的粘度。处于这个粘度范围内的流体104会以将喷射频率限制成小于约十千赫兹且在一些实施例中小于约四千赫兹的方式对喷射器108(其形式类似于上述喷墨打印头)进行重新填充。

这种电子烟装置(蒸汽递送装置100)在第一次使用时，在贮存器102内可存在小于约10厘米水柱(centimetersofwatercolumn，cmwc)的反压力(backpressure)，在此压力下，喷射器108会完全地重新填充以使得每次激发时的液滴(流体116)的体积是每次激发时的预期体积的100％。由于电子烟装置随着时间推移而在不断使用过程中分配流体104，因此贮存器102中的反压开始增大。当喷射器108被激发时，喷射器108将由于反压增大而不能重新填充到设计意图的100％，且因此除非予以补偿，否则所递送的剂量会因每次激发的液滴的体积减小而减小。

本实施例中所阐述的蒸汽递送装置100使用控制器112内的液滴计数模块来预测贮存器102中的反压力变化以及在使用蒸汽递送装置100时液滴体积的变化，且流体104从贮存器102被消耗。在一个实施例中，这是由控制器112通过仅对由每一用于激发喷射器108的指令激发的喷嘴110的数目以及喷射器108被激发的次数进行计数且跟踪已呈现的液体116的液滴的总数目来实现。随着液滴的数目随着时间推移增大，至少可考虑与贮存器102内剩余的流体104的体积的同等程度的减小之间的相关性。

在一些实施例中，由控制器112实施的这种管理系统会在所喷射液滴的计数增大时降低喷射器108的喷射频率。在第一实施例中，增加总喷射时间来补偿较低的喷射频率，从而维持蒸汽流122内的剂量。在第二实施例中，随着流体104耗尽且喷射频率降低，增大在发出每一个用于激发的指令时由喷射器108使用的喷嘴110的数目。

这样一来，随着贮存器102内的流体104的量减小，降低喷射器108的喷射频率会使介质106向喷射器108传送流体104的时间长度增大。且接着，通过一旦喷射器108激发便喷射较长的时间段或者通过对于喷射器108的给定激发而言使用更多的喷嘴110，来对降低的激发频率进行补偿。在一些实施例中，不降低频率，而是增加喷射时间或增大所使用的喷嘴110的数目来补偿增大的反压力。这样一来，对于空气流120中的给定体积的空气来说由喷射器108呈现的流体116的总量得到维持，且流体104在蒸汽流122内的剂量得到更好的维持。

在一个实施例中，当贮存器102相对满时并不使用所有的喷嘴110，从而使得在喷射频率随着时间推移而降低时剂量(蒸汽流122)可得到维持。在一些实施例中，控制器112通过以下方式来管理喷嘴110的使用：连续地针对可用的整组喷嘴110分配使用量，而不是仅使用喷嘴110的单个子集；且接着在喷射频率降低时增加固定的一组喷嘴110。使喷嘴110的一组子集从一开始使用时便不被使用往往会使得在喷嘴110中留有老化的流体104，且可导致喷嘴110阻塞。

可在各种实施例中实施喷嘴110使用量的多种方法中的任何一种，所述方法包括随机选择喷嘴110直到达到对于匹配的喷射频率而言所需要的喷嘴110的总数。随着贮存器102排空且反压力达到设计最大值(举例来说)，控制器112内的点计数器(dotcounter)指示使用最低喷射频率且管理系统指示使用全部喷嘴110来维持剂量(举例来说)。最终，贮存器102中的流体104排空。

[方法]

现在参照图2，图2显示根据本发明实施例的方法200的流程图。在入口点a处开始，方法200进行到方块202，在方块202中确定贮存器102的消耗。根据以上所介绍，可根据例如以下各种不同的方法来确定消耗：直接测量贮存器102中的流体104的量；测量贮存器102内的压力；或者对已由喷射器108呈现的流体104的液滴的数目进行计数。

方法200接着经过多个判定块204、208、及212，在所述多个判定块204、208、及212中判定是否决定补偿贮存器102中流体104的减少。举例来说，在方块204中，方法200判定是否决定通过调整用于呈现流体104的喷嘴110的数目来补偿贮存器102中的流体104消耗(如方块206所给出)。

相似地，在方块208中，方法200判定是否决定通过调整用于呈现流体104的喷射器108的激发频率来补偿贮存器102中的流体104消耗(如方块210所给出)。最终，在方块212中，方法200判定是否决定通过调整用于呈现流体104的喷嘴110的激发持续时间来补偿贮存器102中的流体104消耗，如方块214所给出。

在每一种情形中，方法200可基于例如以下中的一个或多个准则来判定是否作出这些决定中的一种或多种决定：用户输入、预置编程、贮存器102内的流体104的液位、流体104的类型、等等。

蒸汽递送装置100判定是否作出由模块206、210、及214所决定的调整，如方块218所给出。如果蒸汽递送装置100决定此时不进行调整，则所述方法返回到入口点a以继续进行蒸汽递送装置100的分析。

在方块216中，方法200判断是否对在方块206、210、及214中的一个或多个方块中所决定的补偿进行整合。举例来说，在所述工艺的一些时间点处使用激发频率而不使用喷嘴110的数目进行补偿可为有利的，而在所述工艺的另一时间点处使用喷嘴110的数目与激发持续时间的组合来进行补偿可为有利的。在一些实施例中通过以下中的一种或多种来作出这些判定：用户输入、预置编程、贮存器102内的流体104的液位、流体104的类型、等等。

一旦已根据需要作出整合，便如在方块220所给出来作出所述一种或多种调整，且方法200接着重新进入到a以继续进行蒸汽递送装置100的分析。

提供对本发明实施例的以上说明是出于例示及说明的目的。以上说明并非旨在作为穷尽性说明或将本发明限制于所公开的确切形式。根据以上教示内容，可作出明显的修改或变化。选择并描述所述实施例是为了提供对本发明原理及其实际应用的例示，且由此使所属领域的普通技术人员能够在各种实施例中并且以适合于所预期的特定用途的各种修改形式来利用本发明。当根据所附权利要求公平地、合法地并公正地拥有的广度加以解释时，所有此类修改及变化均处于由所附权利要求所确定的本发明范围内。