吸煙系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】在一種有一個外殼、一個電源段（12）和一個霧化器（14）的電子香煙中，至少一部分第一氣流（25）流經(jīng)霧化器（14）。一個位于外殼內的混合閥有一個接收第一氣流（25）的第一入口，接收避開了霧化元件（14）的第二氣流（20）的第二入口，以及一個流體連接至近端開口的出口（34），其中的出口進行第一氣流（25）與第二氣流（20）的混合。此器具還包括一個用以控制混合物成分的混合閥調節(jié)元件（42）。
【專利說明】吸煙系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煙草制品替代品。更具體而言，本發(fā)明涉及一種吸煙裝置，用于限制暴露于因燃燒，例如煙草燃燒，而生成的煙霧下。
【背景技術】
[0002]含有煙草的吸煙裝置已為人所知。例如在作為參考加入本申請的7，726，320號美國專利中，提出在一個電動氣霧生成裝置內加入一支香煙，該氣霧生成裝置充當香煙的支座。發(fā)煙物中至少有一種形式的煙草。發(fā)煙物還有一個煙嘴件，供吸煙者吸入因熱量作用于香煙上而產(chǎn)生的煙草成分。一種有代表性的發(fā)煙物有一個外殼，其包括一個電源(例如電池)，一個用于至少在抽吸階段對裝置供電的傳感機構，以及一個加熱裝置(例如至少一個電阻加熱元件)用于形成在熱作用下產(chǎn)生的含有煙草成分的氣霧。在使用過程中，香煙被置于該裝置內，在使用后，將用過的香煙從裝置中取出，更換另一支香煙。
[0003]作為參考加入本申請的歐洲專利文獻EP1736065提出了一種含有尼古丁而無焦油的電子香煙，包括一個外殼和一個吸嘴。在外殼的外壁上有一個氣孔，而在外殼的內壁上則整齊地布置有一個電路板、一個恒壓腔、一個傳感器、一個氣液分離器、一個霧化器以及一個有序置于所述外殼內的供給瓶，其中電路由一個電子開關電路和一個高頻發(fā)生器組成。在傳感器的一側有一個氣道。傳感器內有一個負壓腔。霧化器與供給瓶相連，而在霧化器內有一個霧化腔。

【發(fā)明內容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種吸煙器具，有時稱為電子香煙或e香煙。此器具的遠端開口使第一氣流可以進入，近端則有一個讓流體可以經(jīng)過它流出到吸煙者口中的開口。此器具還包括一個位于外殼內的電源段、一個接納氣霧生成材料和一個霧化元件的霧化器段。霧化元件由電源段內的電源元件供電，其中第一氣流的至少一部分流經(jīng)霧化器段，從其內的霧化元件處獲得氣霧。外殼內的一個混合閥有接收所述第一氣流的第一入口，接收避開了霧化元件的第二氣流的第二入口，以及一個與近端開口流體連接的出口，其中的出口進行第一氣流與第二氣流的混合。此器具還包括一個混合閥調節(jié)元件，以控制混合物中的成分。
[0005]根據(jù)此吸煙器具的一個方面，遠端開口適于在其內容納一支香煙，而第一氣流則攜帶香煙的煙霧流。外殼有一個在其上穿透形成的外部通氣孔，混合閥的第二入口被連接至此通氣孔。第二氣流包括經(jīng)通氣孔吸入的外界空氣。
[0006]在此吸煙器具的一個方面，第一氣流包含經(jīng)遠端開口吸入的外界空氣，外殼的本體有一個在其上穿透形成的外部通氣孔。此吸煙器具包括一個安裝適配器，用于將香煙的一部分靠泊于外殼，使香煙的近端與通氣孔形成流體連通，而第二氣流則包括經(jīng)通氣孔吸取的被靠泊的香煙所產(chǎn)生的煙。
[0007]根據(jù)此吸煙器具的另一方面，混合閥被置于霧化元件的上游處，第一氣流與第二氣流的混合物流經(jīng)霧化器段。
[0008]根據(jù)此吸煙器具的另一方面，混合閥被置于霧化元件的下游處，第一氣流與第二氣流二者中只有一個會流經(jīng)霧化器。
[0009]根據(jù)此吸煙器具的另一方面，電源元件包括一個超級電容器?；旌祥y可以是球閥、瓣狀閥、隔膜閥或鉸接閥。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，還提供了一種吸煙器具，其有一個外殼、一個近端和一個讓第一氣流進入的遠端開口，所述近端有一個讓流體可以經(jīng)過它流出到吸煙者口中的開口。此器具還包括一個位于外殼內的電源段、一個接納氣霧生成材料和一個霧化元件的霧化器段。霧化元件由電源段內的電源元件供電，其中第一氣流的至少一部分流經(jīng)霧化器段，從其內的霧化元件處獲得氣霧，且其中第二氣流在霧化元件上游處與第一氣流分開，繞過霧化元件。此器具還包括一個位于外殼內霧化元件下游處的混合閥，該混合閥有接收第一氣流的第一入口，接收第二氣流的第二入口，一個流體連接至近端開口的出口，其中出口進行第一氣流與第二氣流的混合，以及一個用以控制混合物中成分的混合閥調節(jié)元件。
[0011]根據(jù)此吸煙器具的一個方面，遠端開口適于在其內容納一支香煙，而第一氣流則攜帶香煙的煙霧流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更好地理解本發(fā)明，通過示例并結合以下附圖對本發(fā)明的詳細說明給出了參考，圖中類似的元件以類似的參考編號給出，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的吸煙裝置的半示意圖；
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置的半示意圖；
[0015]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式顯示電源元件的吸煙裝置半示意圖；
[0016]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置的半示意圖；
[0017]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置的半示意圖；
[0018]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置的半示意圖；
[0019]圖7為幫助理解圖6所示實施方式、呈現(xiàn)簡化球閥工作方式的示意圖；
[0020]圖8為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置的半示意圖；
[0021]圖9為根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的閥的示意圖；
[0022]圖10為根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的隔膜閥的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]在以下說明中，給出了許多種具體細節(jié)，以實現(xiàn)對本發(fā)明各項原理的透徹理解。然而熟悉現(xiàn)有技術的人應該明了，實施本發(fā)明并不一定總需要符合所有這些細節(jié)。在本例中，為人熟知的電路、控制邏輯以及用于常規(guī)算法和過程的計算機程序指令的細節(jié)并未被詳細示出，以免對一般概念的理解造成不必要的妨礙。
[0024]現(xiàn)在參看附圖，先參考圖1，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的吸煙裝置10的半示意圖。裝置10有一個電池段12。電池段12可能包括電源控制器。合適的電源控制器在61/441，133號美國臨時專利申請中披露，在此作為參考加入本申請中。裝置10包括一個段14，其內包含一個霧化器和一種可霧化液體或凝膠，有時稱為“電子煙油”，通常包含丙二醇、蔬菜甘油、調味劑的混合物，還可包含尼古丁。霧化器基本上是一個加熱元件，由電池段12內的電池供電。當被通電時，霧化器作用于液體或凝膠。段14的組件可作為單獨組件提供，也可為整體式，如61/474，569號美國臨時專利申請中所述，該申請作為參考加入本申請中。在后一種情況下，段14被稱為“霧化煙彈(cartomizer)”。
[0025]用于接納含煙草單元18的適配器16被縱向置于裝置10的一端，使裝置10在靠住單元18時可以向觀察者呈現(xiàn)為一支真實的香煙。單元18可以是香煙、尼古丁包或盒、水煙袋或煙氣的其他來源。在任何情況下，用于接納煙氣的第一進氣道由箭頭20表示。當煙進入裝置10時，孔22會收縮氣流，從而形成一個壓力差，此壓力差被已知類型的氣流傳感器24感知?？扇〉拇胧┦亲畲笙薅冉档土鲃幼枇?，例如通過最大限度減小氣流收縮，以使使用者體驗到吸真正香煙的感覺。不過其中有一個折衷，即因吸入動作而產(chǎn)生的壓力差所傳遞的能量被用于形成霧化器作用。對于給定的壓力差和流量條件，釋放液滴的能力還取決于電子煙油的黏度。電子香煙采用的是在加熱時轉變?yōu)榈宛ざ鹊母唣ざ纫后w。
[0026]連接至傳感器24的電路26會激活一個加熱裝置，使黏度降低，由此啟動段14內的霧化器。此電路的一部分是一個壓力或流量傳感器，它會在吸煙者開始吸入動作時接通電源。電路26通常由一個電源(單次使用式或可充電式)供電，例如鋰離子電池28、其他已知類型的充電電池，或者由超級電容器供電。附加或替代的措施還有，孔22可由使用者按按鈕(未示出)進行手動控制，按鈕可以安裝在裝置10的軸上。為方便起見，裝置10可被配置為類似手槍的樣子，執(zhí)行按鈕對應于扳機。
[0027]第二氣道經(jīng)裝置10形成，作為一個側面通氣孔30。通氣孔30可按若干種方式形成，例如作為一個縱向凹口，一個鉆通裝置10的軸的孔，或者如上文提及的61/474，569號美國臨時專利申請中所述，在一個對段14與電池段12進行連接的適配器中形成。
[0028]帶調節(jié)的三通混合閥32從第一進氣道(箭頭20)和第二進氣道(進氣道30)接受氣流。由箭頭34表示的從閥32流出的空氣包含兩個進氣流以任何可取比例形成的混合物。進氣流可在收縮點45、47處受到控制。其結果是，使用者通過口部適配器36 (箭頭38)吸入煙含量在0-100%內任何值的空氣混合物。
[0029]對閥32可采用裝置10內的電路40編程。例如，最初的一口可以包含100%的煙。隨后此閥自動調整，限制吸入煙的比例?；蛘撸梢蕴峁┮粋€控制件42，讓用戶可以手動調整閥32。
[0030]電路40或電路26可以在煙比例超過一個預定閾值時禁用段14內的霧化器。
[0031]閥32、通氣孔30、氣流傳感器24以及其他組件不需要按圖示放置。例如，它們可被轉至第一氣流的上游處，置于電池28前方。還可以有其他位置，但任何情況下，使用者都會吸入空氣與煙的理想比例混合物。在一些實施方式中，常規(guī)的香煙可以與電子香煙組合使用，也可被后者替代。在這種情況下，由常規(guī)香煙產(chǎn)生的氣流應被轉移以繞過霧化器，如下文所述。
[0032]替代實施方式I
[0033]現(xiàn)在參見圖2，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置64的半示意圖。吸煙裝置64的整體構造類似于裝置10 (圖1)。但閥32被置于段14內霧化器的下游處(沿吸入氣流方向)。
[0034]替代實施方式2[0035]電池28，具體而言當以鋰離子電池實現(xiàn)時，有若干缺點。充電和放電必須有謹慎的調節(jié)。此外，必須采取措施，防止在發(fā)生泄漏時與段14內的液體接觸。事實上，在某些情況下，電池28可能存在火災風險。此外，充電時間會限制裝置10的實用性，或者可能要求使用者攜帶電池段12或電池28的備用件。
[0036]現(xiàn)在參見圖3，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置46的示意圖。在此實施方式中，電池28被替換為超級電容器44，后者可在連接普通家用電源的數(shù)秒內完成充電。裝置46配有空氣和煙霧的進口 58、60。電容器44的電容足以在一次充電后足以實現(xiàn)霧化器的理想使用次數(shù)的供電。
[0037]替代實施方式3
[0038]現(xiàn)在參見圖4，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置48的示意圖。在此實施方式中，裝置48有一個安裝適配器49，用于將常規(guī)香煙50或煙草煙霧的其他來源的一部分沿外殼縱向固定。煙從一個側面通氣孔進入，如上文所述(箭頭52)。外界空氣通過一個遠端進氣道進入(箭頭54)，兩者都到達混合閥56。需要注意，箭頭54所表示的空氣流流經(jīng)霧化器57，而來自香煙50的氣流則不進入霧化器57。
[0039]替代實施方式4
[0040]在此實施方式中，進氣道可以由進氣道上的多個閥調節(jié)，或由位于進氣道上的一個混合閥調節(jié)，閥可以是電子控制閥，也可以是本文其他地方所介紹的其他任何類型的閥?，F(xiàn)在參見圖5，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置66的半示意圖。在此實施方式中，孔22 (圖1)已被瓣狀閥68取代。通氣孔30由另一個瓣狀閥70控制。瓣狀閥68、70構造相同，如放大圖72、74所示。兩個瓣狀閥也可采用不同的構造。在任何情況下，組合的氣流經(jīng)引出管76流向口部適配器36，如箭頭34所示。
[0041]在瓣狀閥68、70內，活門62可以滑動到進氣道58上，以限制流過其中的氣流?；铋T62可由使用者手動控制，或者由控制器78自動控制，以調整流經(jīng)進氣管80、82的相對流量。圖5所示的活門僅為示例?？刹捎闷渌年P閉方式取代瓣狀閥68、70，例如鉸接閥、電子控制閥、凸輪驅動活塞閥等。在以下實施方式中介紹了幾種此類替代方式。實際上，瓣狀閥68、70可被用作閥32內的調節(jié)元件(圖1)。
[0042]替代實施方式5
[0043]現(xiàn)在參見圖6，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置84的半示意圖。在此實施方式中，閥32 (圖1)以球閥64實現(xiàn)，其中出氣流量可在通向通氣孔88的出口 86與通向口部適配器36的出口 90之間以任何比例分配。球閥的維護成本通常較低。除可實現(xiàn)快速的直角回轉式開關操作之外，球閥的特點還有結構緊湊，無需潤滑，且可以較低的力矩實現(xiàn)緊密封。不過，它們的節(jié)流特性相對較差。在節(jié)流位置，其部分暴露的閥座容易因受高速氣流的沖擊而發(fā)生腐蝕。
[0044]由箭頭20表示的第一氣流從霧化器處被瓣狀閥23轉向，并到達球閥64。由箭頭25表示的第二氣流經(jīng)孔21進入，流經(jīng)霧化器57，最后到達球閥64。因此在霧化器57已對第二氣流發(fā)生作用之后，在位于霧化器57下游的球閥64內發(fā)生混合。
[0045]現(xiàn)在參見圖7，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，幫助理解球閥64 (圖6)、呈現(xiàn)簡化球閥92工作方式的示意圖。流體流動方向如圖7中箭頭所示。從左到右分別示出了球閥92的開啟、節(jié)流和關閉位置。[0046]球閥92有閥體94和球96、入口 98和單一出口 100。在此方面，球閥92與球閥64不同，后者有兩個出口 86、90。球96在執(zhí)行器104的控制下繞軸102轉動。
[0047]替代實施方式6
[0048]現(xiàn)在參見圖8，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種替代實施方式的吸煙裝置的半示意圖。在此實施方式中，混合是在一部分氣流已通過霧化器之后發(fā)生。旁路管106輸送一部分氣流，此部分在收縮點108處被控制件42調節(jié)，其余氣流則經(jīng)管110流過霧化器，如箭頭112所示。當收縮點108完全開啟時，霧化器提供比旁路管106更大的流動阻力，大部分流量流經(jīng)旁路管106。操作控制件42將在收縮點108處限制流經(jīng)旁路管106的流量，使更大比例的流量通過霧化器和管110后到達通氣孔30。通過旁路管106提供并聯(lián)氣流路徑可使總流動阻力降低。圖8中示意性示出的布置在經(jīng)過適當修改后可被應用于本文所披露的其他任何實施方式中。
[0049]替代實施方式7
[0050]現(xiàn)在參見圖9，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的閥114的示意圖。閥114可被用于本文所述的各種實施方式，例如在收縮點108、45處(圖8)。球(或圓柱)116抵靠管118管壁的運動可產(chǎn)生壓力，提高流動阻力。
[0051]替代實施方式8
[0052]現(xiàn)在參見圖10，此圖為根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的隔膜閥120的示意圖，其中通過隔膜122在執(zhí)行器124作用下向流體內部的位移來調節(jié)或完全阻塞流量。從左到右分別示出了隔膜閥120的開啟、節(jié)流和關閉位置。隔膜閥120可在本文所述的各種實施方式中使用，例如在收縮點108、45處(圖8)。
[0053]熟悉現(xiàn)有技術的人員應能理解，本發(fā)明并不局限于上文具體示出和介紹的內容。本發(fā)明的適用范圍包括上文所述的各種特征的組合和子組合，以及他們的不屬于現(xiàn)有技術范圍、但熟悉現(xiàn)有技術的人員在閱讀前述說明后可能想到的變化和改動形式。
【權利要求】
1.一種吸煙器具，包含: 一個有一個本體、一個近端和一個遠端開口的外殼，遠端開口供第一氣流進入，近端有一個讓流體可以經(jīng)過它流出到吸煙者口中的開口； 一個位于外殼內的電源段； 一個接納氣霧生成材料和一個霧化元件的霧化器段，霧化元件由電源段內的電源元件供電，其中第一氣流的至少一部分流經(jīng)霧化器段，從其內的霧化元件處獲得氣霧； 一個位于外殼內的混合閥，其有接收第一氣流的第一入口，接收避開了霧化元件的第二氣流的第二入口，以及一個流體連接至近端開口的出口，其中的出口進行第一氣流與第二氣流的混合；以及 一個混合閥調節(jié)元件，用以控制混合物的成分。
2.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中遠端開口適于在其內容納一支香煙，而第一氣流攜帶所述香煙的煙霧流，且其中的外殼本體有一個在其上穿透形成的外部通氣孔，混合閥的第二入口被連接至此通氣孔，且第二氣流包含經(jīng)通氣孔吸入的外界空氣。
3.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中第一氣流包含經(jīng)遠端開口吸入的外界空氣，外殼的本體有一個在其上穿透形成的外部通氣孔，吸煙器具還包含: 一個安裝適配器，用于 將香煙的一部分沿外殼靠泊，使香煙的近端與通氣孔形成流體連通，使第二氣流包括經(jīng)通氣孔吸取的被靠泊的香煙所產(chǎn)生的煙。
4.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中混合閥被置于霧化元件的上游處，第一氣流與第二氣流的混合物流經(jīng)霧化器段。
5.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中混合閥被置于霧化元件的下游處，第一氣流與第二氣流二者中只有一個會流經(jīng)霧化器段。
6.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中電源元件包含一個超級電容器。
7.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個球閥。
8.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個瓣狀閥。
9.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個隔膜閥。
10.根據(jù)權利要求1所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個鉸接閥。
11.一種吸煙器具，包含: 一個有一個本體、一個近端和一個遠端開口的外殼，遠端開口供第一氣流進入，近端有一個讓流體可以經(jīng)過它流出到吸煙者口中的開口； 一個位于外殼內的電源段； 一個接納氣霧生成材料和一個霧化元件的霧化器段，霧化元件由電源段內的電源元件供電，其中第一氣流的至少一部分流經(jīng)霧化器段，從其內的霧化元件處獲得氣霧，且其中第二氣流在霧化元件上游處與第一氣流分開，繞過霧化元件； 一個位于霧化元件下游處的外殼內的混合閥，其有接收第一氣流的第一入口，接收第二氣流的第二入口，以及一個流體連接至近端開口的出口，其中的出口進行第一氣流與第二氣流的混合；以及 一個混合閥調節(jié)元件，用以控制混合物的成分。
12.根據(jù)權利要求11所述的吸煙器具，其中遠端開口適于在其內容納一支香煙，而第一氣流則攜帶所述香煙的煙霧流。
13.根據(jù)權利要求11所述的吸煙器具，其中電源元件包含一個超級電容器。
14.根據(jù)權利要求11所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個球閥。
15.根據(jù)權利要求11所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個瓣狀閥。
16.根據(jù)權利要求11所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個隔膜閥。
17.根據(jù)權利要求11所述的吸煙器具，其中混合閥包含一個鉸接閥。
【文檔編號】A24F5/04GK103917119SQ201280049408
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年10月3日 優(yōu)先權日:2011年10月6日
【發(fā)明者】羅伯特·列維茲, 埃亞勒·皮萊格 申請人:Sis資源公司