CN110036551A - 用于气溶胶递送设备的感应充电 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气溶胶递送设备，其包括至少一个壳体，该至少一个壳体封围被配置成用于保持气溶胶前体组合物的储集器；以及加热元件，该加热元件能被控制以激活和蒸发该气溶胶前体组合物的组分。气溶胶递送设备还包括：连接至电负载并且被配置成向包括加热元件的电负载提供电力的电源；以及连接至电源的感应接收器，该感应接收器包括：谐振接收器耦合设备，当该谐振接收器耦合设备暴露于振荡磁场时引起交流电；以及整流器，该整流器被配置成将交流电转换成直流电，电源可从该直流电再充电。

Description

用于气溶胶递送设备的感应充电
技术领域
本公开涉及诸如吸烟制品之类的气溶胶递送设备，并且更具体地涉及可利用电热来生成气溶胶的气溶胶递送设备(例如，通常被称为电子烟的吸烟制品)。吸烟制品可被配置成加热气溶胶前体以形成供人消耗的可吸入物质，该气溶胶前体可结合可由烟草制得或来源于烟草或以其他方式结合烟草的材料。
背景技术
多年来已经提出许多吸烟设备作为对需要燃烧烟草以供使用的吸烟产品的改进品或替代品。这些设备中的许多设备已被设计成提供与香烟、雪茄或烟斗吸烟相关的感觉，但不递送由于烟草燃烧而产生的大量不完全燃烧物和热解产物。为了这个目的，已提出了众多代替的吸烟产品、风味产生器和药用吸入器，其利用电能来蒸发或加热挥发性材料，或尝试在不燃烧烟草至很大程度的情况下提供香烟、雪茄或烟斗的感觉。参看例如阐述于在Collett等人的美国专利第8,881,737号，Griffith Jr.等人的美国专利申请公开第2013/0255702号，Sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号，Sears等人的美国专利申请公开第2014/0096781号，Ampolini等人的美国专利申请公开第2014/0096782号和Davis等人的美国专利申请公开第2015/0059780号以及Watson等人于2016年7月28日提交的美国专利申请第15/222,615号中描述的背景技术中陈述的各种替代的吸烟制品、气溶胶递送设备和热生成源，所述文献全部以引用的方式并入本文中。另见，例如，Counts等人的美国专利第5,388,594号和Robinson等人的美国专利第8,079,371号的背景部分中描述的产品和加热配置的各种实施例通过引用的方式并入本文中。
然而，期望提供一种具有改进的电子器件(诸如可以扩展设备的可用性)的气溶胶递送设备。
发明内容
本公开涉及气溶胶递送设备、形成这种设备的方法、以及这种设备的元件。本公开包括但不限于以下实施例。
实施例1：一种***，其包括：气溶胶递送设备，该气溶胶递送设备配备有加热元件，该加热元件能被控制以激活和蒸发气溶胶前体组合物的组分；电源，该电源连接至电负载并且被配置成向包括所述加热元件的电负载提供电力；以及感应接收器，该感应接收器连接至该电源且包括谐振接收器耦合设备；以及用于该气溶胶递送设备的充电器，该充电器包括感应发射器，该感应发射器包括发射器耦合设备以及配置成驱动该发射器耦合设备的脉冲宽度调制(PWM)逆变器，该PWM逆变器包括：桥电路，该桥电路连接至发射器耦合设备；以及PWM控制器，该PWM控制器表现为集成电路且配置成向桥电路输出PWM信号，该桥电路配置成驱动发射器耦合设备以产生振荡磁场并且当该谐振接收器耦合设备暴露于振荡磁场时引起交流电，该感应接收器还包括整流器，该整流器被配置成将该交流电转换成直流电，该电源可从该直流电再充电。
实施例2：任何前述的实施例或其任意组合的***，其中该电源是或包括可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
实施例3：任何前述的实施例或其任意组合的***，其中该充电器还包括电源，并且该电源是或包括被配置成向该PWM逆变器供电的可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
实施例4：任何前述的实施例或其任意组合的***，其中该充电器还包括在电源与PWM逆变器之间的恒压调节器，且配置成在PWM逆变器中保持恒压电平。
实施例5：任何前述的实施例或其任意组合的***，其中该电源还包括可与能量源连接的端子，可再充电的超级电容器可从该能量源充电。
实施例6：任何前述的实施例或其任意组合的***，其中该电源还包括能量源，该能量源是或包括可再充电电容器，并且该能量源是或包括可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
实施例7：任何前述的实施例或其任意组合的***，其中桥电路是由一对晶体管和一对二极管组成的半桥电路。
实施例8：一种气溶胶递送设备，其包括：至少一个壳体,该至少一个壳体封围配置成保持气溶胶前体组合物的储集器；加热元件，该加热元件可被控制以激活和蒸发气溶胶前体组合物的组分；电源，该电源连接至电负载并且被配置成向包括该加热元件的电负载提供电力；以及感应接收器，该感应接收器连接至该电源，该感应接收器包括谐振接收器耦合设备,当该谐振接收器耦合设备暴露于振荡磁场时引起交流电；以及整流器，该整流器被配置成将该交流电转换成直流电，该电源可从该直流电再充电。
实施例9：任何前述的实施例或其任意组合的气溶胶递送设备，其中该电源是或包括可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
实施例10：一种与料筒耦合或能够与料筒耦合以形成气溶胶递送设备的控制主体，该料筒包括：储集器，该储集器配置成保持气溶胶前体组合物；以及加热元件，该加热元件能被控制以激活和蒸发该气溶胶前体组合物的组分，该控制主体包括：壳体；以及在该壳体内，电源，该电源连接至电负载并且被配置成当该控制主体与该料筒耦合时向包括该加热元件的电负载提供电力；以及感应接收器，该感应接收器连接至该电源，该感应接收器包括谐振接收器耦合设备,当该谐振接收器耦合设备暴露于振荡磁场时引起交流电；以及整流器，该整流器被配置成将该交流电转换成直流电，该电源可从该直流电再充电。
实施例11：任何前述的实施例或其任意组合的控制主体，其中该电源是或包括可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
通过阅读以下详细描述连同下文简要描述的附图，本公开的这些和其他特征、方面和优点将是显而易见的。本公开包含阐述于本公开中的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，而不管这类特征或元件是否在本文中所描述的特定示例实施方式中明确地组合或以其它方式引用。本公开旨在从整体上阅读，使得本公开的任何可分离的特征或元件在其方面和示例实施方式中的任何一个应当被视为可组合的，除非本公开的上下文另有明确说明。
因此，将理解，本发明内容是仅出于概述一些示例实施方式以便提供本公开的一些方面的基本理解的目的而提供的。因此，将理解，以上所描述的示例实施方式仅是示例，且不应解释为以任何方式限制本公开的范围或精神。通过结合附图所做出的以下详细描述，其它实施例、方面和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了一些所描述的实施例的原理。
附图说明
因此，已经以前述总括方式对本公开作了描述，现在参照附图，这些附图不一定按比例绘制，且在附图中：
图1图示根据本公开的实施例的包括耦合至控制主体的料筒的气溶胶递送设备的侧视图；
图2是根据各种实施例的气溶胶递送设备的局部剖视图；
图3是根据各种实施例的包括气溶胶递送设备和用于气溶胶递送设备的充电器的***的图；
图4和5图示根据各种实施例的各种充电器元件以及控制主体的图。
具体实施方式
现在将在下文中参考本公开的实施例更充分地描述本公开。描述这些实施例以使得本公开透彻且完整，且将本公开的范围充分传达给所属领域的技术人员。实际上，本公开能以许多不同形式来具体化，且不应解释为限于本文中所阐述的实现方案；相反，提供这些实现方案，使得本公开将满足适用的法律要求。如在说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一(a/an)”，“所述(the)”及类似用语包括多个指示物。此外，虽然这里可以参考定量测量、值、几何关系等，但除非另有说明，否则这些参考中的任何一个或多个(如果不是全部)可以是绝对的或近似的，以说明可以发生的可接受的变化，诸如由于工程公差等引起的变化。
如下文中所描述的，本公开的实施例涉及气溶胶递送设备。根据本公开的气溶胶递送设备使用电能来加热材料(优选无需将材料燃烧到任何显著程度)以形成可吸入物质；并且这类***的部件具有制品的形式，最优选的是视为手持式设备的充分紧凑型。即，优选的气溶胶递送设备的部件的使用不导致在主要由于烟草燃烧或热解的副产物产生的气溶胶的意义上的烟雾的产生，相反，那些优选***的使用导致由于其中结合的某些组分的挥发或蒸发所引起的蒸汽的产生。在一些实施例中，气溶胶递送设备的部件可以被表征为电子烟，并且那些电子烟最优选地结合烟草和/或来源于烟草的组分，且因此以气溶胶形式递送来源于烟草的组分。
某些优选的气溶胶递送设备的气溶胶生成件可以提供抽吸通过点燃和燃烧烟草(并因此吸入烟草烟雾)而使用的香烟、雪茄或烟斗的许多感觉(例如，吸入和呼气仪式，味道或风味的类型，感官效果，身体感觉，使用仪式，诸如由可见气溶胶提供的那些的视觉线索等)，而其任何组分没有任何实质程度的燃烧。例如，本公开的气溶胶生成件的用户可极类似于吸烟者使用传统类型的吸烟制品来握持且使用所述件，在所述件的一个端部上抽吸以吸入由所述件产生的气溶胶，以所选择的时间间隔获取或抽吸喷烟等等。
尽管本文描述的***总体上与气溶胶递送设备方面的诸如所谓的“e-香烟”的实施方式相关联，应该理解的是机制、组件、特征、以及方法可在不同的形式及与各种制品相关中实施。例如，在本文所提供的描述中可采用与传统吸烟制品(例如，香烟，雪茄，烟斗等)、加热不燃烧的香烟、以及本文中公开的任何制品的包装相结合。由此，应该理解的是，本文公开的机构、部件、特征、和方法的描述仅通过示例的方式根据与气溶胶递送设备有关的实施例来讨论，并且可以在各种其他产品和方法中被体现和使用。
本公开的气溶胶递送设备还可以被表征为蒸汽产生制品或药物递送制品。因此，这种制品或设备可以被适配以提供一种或多种可吸入形式或状态的物质(例如，风味剂和/或药物活性成分)。例如，可吸入物质可以基本上呈蒸汽形式(即，在低于其临界点的温度下呈气相的物质)。可替换地，可吸入物质可以是气溶胶形式(即，气体中细固体颗粒或液滴的悬浮液)。为简单起见，不管是否可见且不管是否是可能被视为烟雾状的形式，如本文中所使用的术语“气溶胶”意图包括适合于人类吸入的形式或类型的蒸汽、气体和气溶胶。
在使用中，本公开的气溶胶递送设备可以经受个体在使用传统类型的吸烟制品(例如，通过点燃和吸入烟草而采用的香烟、雪茄或烟斗)中采用的物理动作中的许多动作。例如，本公开的气溶胶递送设备的用户可以非常像传统类型的吸烟制品那样握持该制品，在该制品的一端上抽吸用于吸入由该制品产生的气溶胶，在选定的时间间隔获取喷烟等等。
本公开的气溶胶递送设备通常包括提供在外部主体或外壳(可以被称为壳体)内的数个部件。外部主体或壳的总体设计可以变化，并且可限定气溶胶递送设备的总体尺寸和形状的外部主体的型式或配置可以变化。通常，类似于香烟或雪茄的形状的细长主体可由单个一体式壳体形成，或所述细长壳体可由两个或更多个可分离的主体形成。例如，气溶胶递送设备可以包括可基本上呈管状形状的细长壳体或主体，且因此类似于常规香烟或雪茄的形状。在一个实施例中，气溶胶递送设备的所有部件被包含在一个壳体内。替代地，气溶胶递送设备可以包括两个或更多个接合且可分离的壳体。例如，气溶胶递送设备可以在一端具有控制主体，该控制主体包括包含一个或多个可重复使用的部件(例如，诸如可再充电电池和/或超级电容器之类的蓄电池以及用于控制该制品的操作的各种电子器件)的壳体，并且在另一端具有包含可丢弃部分(例如，可丢弃含香料筒)的外部主体或外壳，该外部主体或外壳能可移除地耦合至控制主体。鉴于本文提供的进一步公开，在单个壳体类型的单元内或多件式可分离的壳体类型的单元内的部件的更特定的型式、配置和布置将显而易见。另外，当考虑到可商购的电子气溶胶递送设备时，可以领会各种气溶胶递送设备的设计和部件布置。
本公开的气溶胶递送设备最优选地包括以下部件的某个组合：电源(即，电功率源)、至少一个控制部件(例如，用于诸如通过控制电流流过电源到制品的其他部件来致动、控制、调节和停止用于热量生成的功率的装置，例如单独地或作为微控制器的一部分的微处理器)、加热器或热生成构件(例如，电阻加热元件或其他部件，其单独地或与一个或多个进一步的元件组合通常可以被称为“雾化器”)、气溶胶前体组合物(例如，通常在施加足够热时能够产生气溶胶的液体，诸如通常被称为“烟汁”(smoke juice)、“电子烟液”(e-liquid)以及“电子烟汁”(e-juice)的成分)以及允许在气溶胶递送设备上抽吸以吸入气溶胶的口端区或尖端(例如，贯穿制品的所限定的空气流路径，以使得可以在抽吸时从此处吸取生成的气溶胶)。
本公开的气溶胶递送设备内的部件的对准可以变化。在特定的实施例中，气溶胶前体组合物可以位于气溶胶递送设备的末端附近，该气溶胶递送设备的该末端可以被配置为定位在接近用户的嘴部，以便最大化向用户递送气溶胶。然而，不排除其他配置。通常地，加热元件可以被定位成充分靠近气溶胶前体组合物，使得来自加热元件的热可以使气溶胶前体(以及同样可以被提供用于递送给用户的一种或多种香料、药物等)挥发并形成气溶胶以递送给用户。当加热元件加热气溶胶前体组合物时，气溶胶以适合消费者吸入的物理形式被形成、释放或生成。应该注意的是，前述术语意味着可以互换，使得对释放(release,releasing,releases,或released)的引用包括形成或生成(form或generate,forming或generating,forms或generates,以及formed或generated)。特别地，可吸入物质以蒸汽或气溶胶或其混合物的形式被释放，其中这些术语在本文中也可被互换地使用，除非另有说明。
如上所述，气溶胶递送设备可以包含电池或其他电功率源以提供足以向气溶胶递送设备提供各种功能的电流，诸如加热器的供电、控制***的供电、指示器的供电等。电源可以采用各种实施例。优选地，电源能够递送充足的功率以快速地加热加热元件以提供气溶胶形成并且通过使用达期望的持续时间，为气溶胶递送设备供电。优选地，电源的尺寸设计为方便地装配在气溶胶递送设备内，使得可以容易地操纵气溶胶递送设备。另外，优选的电源具有足够轻的重量以不减损期望的吸烟体验。
鉴于下文中提供的进一步的公开内容，本公开的气溶胶递送设备内的部件的更具体的型式、配置以及布置将是显而易见的。此外，在考虑可商购的电子气溶胶递送设备时，可以理解对各种气溶胶递送设备部件的选择和布置。进一步，当考虑到可商购的电子气溶胶递送设备时，还可以领会在气溶胶递送设备内的部件的布置。可商购的产品的示例(对于这些可商购的产品，其部件、其操作的方法、包括在其中的材料和/或其其他属性可被包括在本公开的设备中)已经作为以下产品上市：Philip Morris Incorporated的InnoVapor LLC的ALPHATM、JOYE 510TM和M4TM；White Cloud Cigarettes的CIRRUSTM和FLINGTM；Lorillard Technologies,Inc.的BLUTM；International Inc.的COHITATM、COLIBRITM、ELITE CLASSICTM、MAGNUMTM、PHANTOMTM和SENSETM；ElectronicCigarettes,Inc.的DUOPROTM、STORMTM和Egar Australia的EGARTM；Joyetech的eGo-TTM；Elusion UK Ltd的ELUSIONTM；Eonsmoke LLC的FIN BrandingGroup,LLC的FINTM；Green Smoke Inc.USA的Greenarette LLC的GREENARETTETM；Smoke的HALLIGANTM、HENDUTM、JETTM、MAXXQTM、PINKTM和PITBULLTM；Philip MorrisInternational,Inc.的HEATBARTM；来自Crown7的HYDRO IMPERIALTM和LXETM；LOGICTechnology的LOGICTM和THE CUBANTM；Luciano Smokes Inc.的Nicotek,LLC的Sottera,Inc.的和ONEJOYTM；SS Choice LLC的NO.7TM；PremiumEstoreLLC的PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTETM；Ruyan America,Inc.的RAPP E-MYSTICKTM；RedDragon Products,LLC的RED DRAGONTM；Ruyan Group(Holdings)Ltd.的SmokerFriendly International,LLC的The Smart Smoking Electronic CigaretteCompany Ltd.的GREEN SMARTCoastline Products LLC的SMOKESmoking Everywhere,Inc.的SMOKINGVMR Products LLC的V2CIGSTM；VaporNine LLC的VAPOR NINETM；Vapor 4Life,Inc.的E-CigaretteDirect,LLC的VEPPOTM；R.J.Reynolds Vapor Company的AVIGO、VUSE、VUSECONNECT、VUSE FOB、VUSE HYBRID、ALTO、ALTO+、MODO、CIRO、FOX+FOG和SOLO+；Mistic Ecigs的MISTIC MENTHOL以及CN Creative Ltd.的VYPE。还有其他的电动式气溶胶递送设备以及具体而言已经被表征为所谓的电子烟的那些设备已经在以下商品名下上市：COOLERVISIONSTM、DIRECT E-CIGTM、DRAGONFLYTM、EMISTTM、EVERSMOKETM、HYBRIDFLAMETM、KNIGHT STICKSTM、ROYAL BLUESTM、SOUTH BEACH SMOKETM。
可在本公开的气溶胶递送设备中采用的部件和相关技术的另外的制造商、设计者和/或受让方包括：中国深圳的深圳杰仕博科技公司；中国深圳市的深圳第一联合技术公司(Shenzhen Jieshibo Technology)；加利福尼亚州洛杉矶的Safe Cig公司；菲律宾的Janty亚洲公司(Janty Asia Company)；中国深圳的卓尔悦常州电子公司(Joyetech ChangzhouElectronics)；SIS资源(SIS Resources)；德国的B2B多佛国际控股(B2B InternationalHoldings of Dover)；俄亥俄州的Evolv有限责任公司(Evolv LLC)；意大利博洛尼亚的Montrade公司；中国深圳的深圳德威科技公司(Bauway Technology)；佛罗里达州庞帕诺比奇的全球蒸气商标公司(Global Vapor Trademarks Inc.)；佛罗里达州劳德尔堡的蒸气公司(Vapor Corp.)；德国拉绍-马克巴赫Nemtra有限责任公司(Nemtra GMBH)；密歇根州阿勒根的Perrigo L.公司(Perrigo L.Co.)；Needs有限公司(Needs Co.,Ltd.)；内华达州拉斯维加斯的Smokefree Innotec公司；瑞典赫尔辛堡的McNeil有限公司(McNeil AB)；Chong公司(Chong Corp)；加利福尼亚州芒廷维尤的Alexza Pharmaceuticals；北卡罗来纳州夏洛特的BLEC有限公司(BLEC，LLC)；法国罗尔巴克莱比特克的Gaitrend Sari公司；中国深圳市的FeelLife生物科技国际公司(FeelLife Bioscience International)；德国塞尔布的Vishay电子有限责任公司(Vishay Electronic GMBH)；中国深圳市的深圳施美乐科技有限公司(Smaco Technology Ltd)；佛罗里达州波卡拉顿的蒸气***国际公司(Vapor SystemsInternational)；以色列的Exonoid医疗设备公司(Exonoid Medical Devices)；中国深圳市的深圳Nowotech电子公司(Shenzhen Nowotech Electronic)；中国香港的微逻辑设备公司(Minilogic Device Corporation)；中国深圳市的深圳康泰电子公司(Shenzhen KontieElectronics)；以及俄亥俄州麦地那的Fuma国际有限公司(Fuma International，LLC)和威斯康星州伯洛伊特的21世纪香烟(21st Century Smoke)。
在各种示例中，气溶胶递送设备可以包括被配置成保存气溶胶前体组合物的储集器。储集器尤其可由多孔材料(例如，纤维材料)形成，且因此可以被称为多孔衬底(例如，纤维衬底)。
用作气溶胶递送设备中的储集器的纤维衬底可以是由多种纤维或长丝形成的织造或非织造材料，且可由天然纤维和合成纤维中的一种或两种形成。例如，纤维衬底可包括玻璃纤维材料。在特定示例中，可以使用醋酸纤维素材料。在其它示例实施方式中，可以使用碳材料。储集器可以基本上呈容器的形式，且可以包括其中所包括的纤维材料。
图1图示根据本公开的各种实施例的包括控制主体102及料筒104的气溶胶递送设备100的侧视图。具体地说，图1图示相互耦合的控制主体和料筒。控制主体和料筒以功能性关系可拆卸地配置。可以利用各种机构将料筒连接到控制主体，从而产生螺纹接合、压入配合接合、过盈配合、磁性接合等等。在一些实施例中，当料筒和控制主体组装在一起时，气溶胶递送设备基本上是棒状、基本上是管状或基本上是圆柱形状。气溶胶递送设备的横截面也可以是基本上矩形或长菱形的，从而可以使其与基本上扁平的功率源或薄膜功率源(诸如，包括扁平电池的功率源)更好地兼容。料筒和控制主体可包括可由多种不同材料中的任意材料形成的分离的单独的壳体或外部主体。壳体可由任何适合的结构上完好的材料形成。在一些示例中，壳体可由诸如不锈钢、铝等等之类的金属或合金形成。其它适合的材料包括各种塑料(例如，聚碳酸酯)、金属电镀塑料(metal-plating over plastic)、陶瓷等等。
在一些实施例中，气溶胶递送设备100的控制主体102和料筒104之一或双方可以被称为一次性的或可重复使用的。例如，控制主体可具有可替换电池或可再充电电池，且因此可与任何类型的再充电技术结合，包括连接到典型的壁式插座、连接到汽车充电器(即，点烟器插座)、连接到计算机(诸如，通过通用串行总线(USB)缆线或连接器)、连接到光伏电池(有时称为太阳能电池)或太阳能电池的太阳能电池板、或连接到RF-DC转换器。另外，在一些实施例中，料筒可包括本发明所引用的Chang等人的美国专利第8,910,639号中公开的一次性料筒。
图2更具体地图示根据一些实施例的气溶胶递送设备100。如在其中所示的剖视图中所见，气溶胶递送设备包括各自具有多个部件的控制主体102和料筒104。图2中图示的部件是可存在于控制主体和料筒中的部件的代表，并不旨在限制本公开所涵盖的部件的范围。如图所示，例如，控制主体可由控制主体壳206形成，该控制主体壳可包括以下各种电子部件的一个或多个：控制部件208(例如单独或作为微控制器的一部分的微处理器)、流量传感器210、电源212及一个或多个发光二极管(LEDs)214、允许量子点的(多个)LED等等，且这些部件的配置方式可变。电源可包括例如电池(一次性的或可再充电的)、可再充电的超级电容器、可再充电的固态电池(SSB)、可再充电的锂离子电池(LiB)等或它们的某种组合。在Sur等人于2015年10月21提交的美国专利申请序列第14/918,926号中提供了合适的电源的一些示例，该文献通过引用结合于此。LED可以是气溶胶递送设备可以配备的合适的视觉指示器的一个示例。除了诸如LED、允许量子点的(多个)LED之类的视觉指示器之外或作为对诸如LED、允许量子点的(多个)LED之类的视觉指示器的替代，可包括诸如音频指示器(例如，扬声器)、触觉指示器(例如，振动电机)之类的其他指示器。
料筒104可由料筒壳216形成，该料筒壳216将配置成保存气溶胶前体组合物的储集器218包围在内，并包括加热器222(有时称为加热元件)。在各种配置中，这种结构可被称为储罐(tank)；并且相应地，术语“料筒”、“储罐”等可互换地用于指代将气溶胶气体组合物的储集器包围起来并包括加热器的外壳或其他壳体。
如图所示，在一些示例中，储集器218可以与液体输送元件220处于流体连通，该液体输送元件220被适配成芯吸(wick)或以其他方式将存储在储集器壳体中的气溶胶前体组合物输送到加热器222。在一些示例中，在储集器与加热器之间可以设置阀门，其被配置成用于控制从储集器传送或递送到加热器的气溶胶前体组合物的量。
可以采用流过电流而产生热量的材料的各种示例来形成加热器222。这些示例中的加热器可以是诸如导线线圈、微型加热器之类的电阻加热元件。可以形成加热元件的示例材料包含康泰尔(Kanthal；FeCrAl)、镍铬合金(Nichrome)、不锈钢、二硅化钼(MoSi2)、硅化钼(MoSi)、掺杂有铝的二硅化钼(Mo(Si,Al)2)、石墨和石墨基材料(例如，碳基发泡体和纱线)以及陶瓷(例如，正或负温度系数陶瓷)。在下文进一步描述在根据本公开的气溶胶递送设备中有用的加热器或加热构件的实施例，且这些实施例可包含在诸如如本文中所描述的图2中所图示的设备中。
在料筒壳216中可以存在开口224(例如，在烟嘴端)以允许从料筒104排出所形成的气溶胶。
料筒104还可以包括一个或多个电子部件226，其可以包括集成电路、存储器部件(例如EEPROM，闪存存储设备)、传感器等。电子部件可适合于通过有线或无线装置与控制部件208和/或外部设备进行通信。电子部件可以位于料筒或其底座228内的任何位置处。
尽管控制部件208和流量传感器210被单独示出，但是可以理解包括该控制部件和该流量传感器的各种电子部件也可以组合在支撑并且电连接这些电子部件的电子印刷电路板(PCB)上。进一步，(PCB在图1的图示中以长度上平行于控制主体的中心轴线的方式水平地设置。在一些示例中，空气流量传感器可包括其自身的PCB或其可附接到的其它底座元件。在一些示例中，可利用柔性PCB。柔性PCB可以被配置成各种形状，包括基本上管状的形状。在一些示例中，柔性PCB可与加热器衬底组合、层叠到加热器衬底上或形成加热器衬底的部分或全部。
控制主体102和料筒104可以包括适于促进它们之间的流体接合的部件。如图2所示，控制主体可以包括其中具有空腔232的耦合器230。料筒的底座228能够适合于接合耦合器且可包括适配空腔的突出部234。这类接合可促进控制主体与料筒之间的稳定连接，以及在控制主体中的电源212和控制部件208与料筒中的加热器222之间建立电连接。进一步，控制主体壳206可包括进气口236，所述进气口236可以是外壳上的连接到耦合器的凹口，该凹口允许耦合器周围的空气通过并进入外壳中，接着在外壳内穿过耦合器的空腔232并通过突出部234进入料筒中。
对于本公开有用的耦合器和底座已在本发明所引用的参考文献Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号中描述。例如，如图2中所见的耦合器230可以划定一圈外周边238而与底座228的内周边240配合。在一个示例中，底座的内周边所划定的半径大体上等于或稍微大于耦合器的外周边的半径。进一步地，耦合器可以在外周边上划定一个或多个突起242，该突起被配置成与底座的内周边上所划定的一个或多个凹槽244相接合。然而，也可采用各种其它的结构、形状和部件的示例来将底座耦合到耦合器。在一些示例中，料筒104的底座与控制主体102的耦合器之间的连接可以是大体上永久性的，然而在其它示例中，可以是可拆连接，使得例如控制主体可与一次性和/或可替换的一个或多个其它料筒一起重复使用。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以是基本上棒状或基本上管状形状或基本上圆柱形状的。在其他示例中，涵盖了进一步的形状和尺寸，例如，矩形或三角形横截面、多面形状等等。
图2中图示的储集器218如前文所述，可以是容器，也可以是纤维储集器。例如，在这个示例中，储集器可以包括一层或多层非织造纤维，实质上形成为环绕在料筒壳216内部的管状。气溶胶前体组合物可以保存在储集器中。例如，液体组分可以吸附的方式保存在存储器中。储集器可以与液体传输元件220流体连接。在这个示例中，液体传输元件可以经由毛细管作用将存储在储集器中的气溶胶前体组合物传输到采用金属线圈形式的加热器222。因此，加热器与液体输送元件采用加热布置。在下文进一步描述根据本公开的气溶胶递送设备所用的储集器和输送元件的实施例，且这类储集器和/或输送元件可以包括在如本文中所描述的如图2中所图示的设备中。具体来说，如下文进一步描述的加热构件和输送元件的特定组合可并入到如本文中所描述的如图2中所图示的设备中。
在使用时，当用户在气溶胶递送设备100上抽吸时，流量传感器210检测到气流，并且加热器222被激活以使气溶胶前体组合物的组分蒸发。在气溶胶递送设备的烟嘴端抽吸会使周围空气进入进气口236并穿过耦合器230中的空腔232和底座228的突出部234中的中心开口。在料筒104中，被抽吸的空气与所形成的蒸气组合以形成气溶胶。在气溶胶递送设备的烟嘴端将气溶胶从加热器带走、吸走或抽走且从开口224吸出。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以包括多种额外的软件控制的功能。例如，气溶胶递送设备可以包括配置成检测电源输入、电源端子上的负载和充电输入的电源保护电路。电源保护电路可以包括短路保护、欠压锁定和/或过电压充电保护、电池温度补偿。气溶胶递送设备还可以包括用于环境温度测量的部件，且其控制部件208可以配置成控制至少一个功能元件，防止在充电开始之前或在充电期间的环境温度低于某一温度(例如，0℃)或高于某一温度(例如，45℃)时进行电源充电，尤其是任何电池的充电。
来自电源212的功率递送可以根据功率控制机制随设备100每次喷烟的过程而变化。设备可以包括“长时喷烟”安全计时器，使得在用户或部件故障(例如，流量传感器210)引起设备试图连续喷烟的情况下，控制部件208可以控制至少一个功能元件以在一段时间(例如，4秒)之后自动终止喷烟。进一步，设备多次喷烟之间的时间间隔可以限制为小于一段时间(例如，100秒)。如果气溶胶递送设备的控制部件或在气溶胶递送设备上运行的软件变得不稳定而不能在适当的时间间隔(例如，8秒)内提供监视(watchdog)安全计时器的服务，则该计时器可以自动地重置该气溶胶递送设备。在流量传感器210有缺陷或者以其他方式出故障的情况下，可以提供进一步的安全保护，诸如，通过永久地禁用气溶胶递送设备以便防止无意的加热。在压力传感器故障使得设备被连续激活而没有在4秒最长喷烟时间之后停止的情况下，喷烟限制开关可以停用设备。
气溶胶递送设备100可以包括喷烟跟踪算法，一旦所附接的料筒已达到限定数量的喷烟，就锁定加热器(基于根据料筒中的电子烟液进料计算出的可用喷烟的数量)。气溶胶递送设备可以包括睡眠、待机或低功率模式功能，由此可以在所定义的不使用时段之后自动切断功率递送。可以利用控制部件208检测电源212的寿命期间内的所有充电/放电循环，从而提供进一步的安全保护。在电源已达到相当于预定次数(例如，200)的完全放电和完全再充电循环之后，可以声明其已耗尽，并且控制部件可以控制至少一个功能元件来防止电源的进一步充电。
根据本公开的气溶胶递送设备的各种部件可以从本领域中描述的并且可商购的部件中选择。在Peckerar等人的美国专利申请公开No.9,484,155中描述了可根据本公开而使用的电池的示例，该文献通过引用以其整体结合于此。
气溶胶递送设备100可以包含当期望气溶胶生成时(例如，在使用期间抽吸时)用于控制提供给加热器222的电功率的传感器210或其它传感器或检测器。如此，例如提供一种当在使用期间不抽吸气溶胶递送设备时断开加热器的电源而在抽吸期间接通电源以致动或触发加热器加热的方式或方法。感测或检测机构的其它代表性类型、其结构和配置、其部件以及其操作的一般方法描述于Sprinkel,Jr.的美国专利第5,261,424号，McCafferty等人的美国专利第5,372,148号以及Flick的PCT专利申请公开第WO 2010/003480号中，这些文献全部通过引用并入本发明中。
气溶胶递送设备100最优选地包含用于在抽吸期间控制加热器222的电功率大小的控制部件208或另一控制机构。在Gerth等人的美国专利第4,735,217号、Brooks等人的美国专利第4,947,874号、McCafferty等人的美国专利第5,372,148号、Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号、Nguyen等人的美国专利第7,040,314号、Pan的美国专利第8,205,622号、Collet等人的美国专利申请公开第8，881，737号、Ampolini等人的美国专利申请公开第9,423,152号、Fernando等人的美国专利申请公开第9,439,454以及Henry等人的美国专利申请公开第2015/0257445号中描述了电子部件的代表性类型其结构和配置、其特征以及其操作的一般方法，这些文献全部通过引用并入本发明中。
用于支持气溶胶前体的衬底、储集器或其他部件的代表性类型描述于Newton的美国专利第8,528,569号、Chapman等人的美国专利申请公开第2014/0261487号、Davis等人的美国专利申请公开第2015/0059780号以及Bless等人的美国专利申请公开第2015/0216232号中，这些文献全部通过引用而包含在本发明中。另外，某些类型的电子烟内的各种芯吸材料以及那些芯吸材料的配置和操作阐述于Sears等人的美国专利申请公开第8,910,640号中，该文献通过引用而包含在本发明中。
气溶胶前体组合物又称为蒸气前体组合物，可包括多种组分，例如包括多元醇(例如，丙三醇、丙二醇或其混合物)、尼古丁、烟草、烟草提取物和/或调味剂。代表性类型的气溶胶前体组分和制剂在Robinson等人的美国专利第7,217,320号、Chong等人的美国专利公开第9,254,002号、Collett等人的美国专利公开第8,881,737号、Zheng等人的美国专利公开第2013/0008457号、Lipowicz等人的美国专利公开第2015/0020823号和Koller的美国专利公开第2015/0020830号以及Bowen等人的PCT专利WO2014/182736以及Watson等人在2016年7月28日的美国专利申请第15/222,615号中描述，这些文献的公开内容通过引用而包括在本发明中。可以采用的其他气溶胶前体包括已经被包括在R.J.Reynolds Vapor公司生产的产品、帝国烟草公司(Imperial Tobacco Group PLC)生产的BLUTM产品、MisticEcigs生产的MISTIC MENTHOL产品和CN Creative有限公司生产的VYPE产品中的气溶胶前体。Johnson Creek Enterprises LLC已在售的用于电子烟的所谓“烟汁”也是优选的。
发泡材料的实施例可以和气溶胶前体一起使用，并且作为示例其被描述在Hunt等人的美国专利申请公开第2012/0055494号中，该专利通过引用被结合于此。进一步，发泡材料的使用被描述在例如Niazi等人的美国专利第4,639,368号、Wehling等人的美国专利第5,178,878号、Wehling等人的美国专利第5,223,264号、Pather等人的美国专利第6,974,590号、Bergquist等人的美国专利第7,381,667号、Crawford等人的美国专利第8,424,541号、和Strickland等人的美国专利第8,627,828号、和Sun等人的第9,307,787号和Brinkley等人的美国专利公开第2010/0018539号、以及Johnson等人的PCT WO 97/06786中，所有这些专利通过引用而包括在本发明中。相对于气溶胶前体组合物的实施例的附加的描述，包括其中包含香烟或源自烟草的组分的描述，其被提供在Davis等人于2016年7月21日分别提交的美国专利申请序列第15/216，582及15/216，590号中，该文献通过引用而包含在本发明中。
可以在气溶胶递送设备100中采用产生视觉提示或指示器的附加的代表类型的部件，诸如视觉指示器和相关部件、音频指示器、触觉指示器等等。合适的LED部件以及其配置和用途的示例描述于Sprinkel等人的美国专利第5,154,192号、Newton的美国专利第8,499,766号、Scatterday的美国专利第8,539,959号以及Sears等人的美国专利申请公开第9,451,791号中，这些文献全部通过引用而包含在本发明中。
可并入到本公开的气溶胶递送设备中的其它特征、控件或部件描述于Harris等人的美国专利第5,967,148号、Watkins等人的美国专利第5,934,289号、Counts等人的美国专利第5,954,979号、Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号、Hon的美国专利第8,365,742号、Fernando等人的美国专利第8,402,976号、Katase的美国专利申请公开第2005/0016550号、Fernando等人的美国专利申请公开第8,689,804号、Tucker等人的美国专利申请公开第2013/0192623号、Leven等人的美国专利申请公开第9，427，022号、Kim等人的美国专利申请公开第2013/0180553号、Sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号、Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号、DePiano等人的美国专利申请公开第9,2220,302号中，这些文献全部通过全文引用而包含在本发明中。
如前所述，控制部件208包括数个电子部件且在一些示例中形成为PCB。电子部件可包括微处理器或处理器核以及存储器。在一些示例中，控制部件可包括具有集成处理器核和存储器的微控制器，且该微控制器可以进一步包括一个或多个集成输入/输出***设备。在一些示例中，控制部件可以耦合到通信接口246，以实现与一个或多个网络、计算设备或其他适当启用的设备的无线通信。合适的通信接口的示例记载在Marions等人在美国专利第2016/0261020号中，该专利申请的公开内容通过引用而包含在本发明中。合适的通信接口的另一个示例是来自德州仪器的CC3200单芯片无线微控制器单元(MCU)。并且气溶胶递送设备据其可以配置成无线通信的合适方式的示例公开于Ampolini等人的美国专利申请公开第2016/0007651号和Henry,Jr.等人的美国专利申请公开第2016/0219933号中，所述文献都通过全文引用而包含在本发明中。
根据一些实施例，控制主体102的电源212可以是可再充电电源并且由此可以与任何类型的可再充电技术组合。感应充电可根据包括由无线充电联盟(WPC)颁布的Qi无线接口标准，由PMA开发的电力事务联盟(PMA)接口标准，由无线充电联盟(A4WP)开发的Rezence接口标准等等的合适的无线电力传递标准的示例来实现。图3是根据本公开的各种实施例的包括气溶胶递送设备100和用于气溶胶递送设备的充电器302的***300的图；如图3所示，充电器包括壳体304，其中该充电器可具有用于对控制主体102的电源212进行感应充电的多种部件，如图4和5中进行更具体地示出。如图4中进行更具体地示出，充电器包括感应发射器402，该感应发射器包括发射器耦合设备404以及被配置成驱动发射器耦合设备的脉冲宽度调制(PWM)逆变器406。
气溶胶递送设备或者更具体而言该气溶胶递送设备的控制主体包括连接至电源212的感应接收器408，并且该感应接收器408包括谐振接收器耦合设备410和整流器412。如图所示，当控制主体102与料筒104耦合时，电源被连接至包括加热器222的电负载414。更具体而言，电负载可包括控制部件208(以及电子部件)和加热器，其可与电源耦合以形成电路。这可以另外包括例如流量传感器210、(多个)LED214等等。
PWM逆变器406包括耦合至感应发射器404的桥电路416，并且，在一些示例中半桥电流由一对诸如金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的晶体管以及一对二极管组成。PWM逆变器也包括耦合至半桥电路的PWM控制器418。根据一些示例，PWM控制器被实施作为集成电路并且配置成向半桥电路输出PWM信号，从而配置成驱动感应发射器以产生振荡磁场并且当感应接收器设备暴露于振荡磁场时在谐振接收器耦合设备410中引起交流电。整流器412被配置成将交流电转换成直流电，电源212可从该直流电再充电。合适PWM控制器的示例包括由Texas Instruments生产的bq500210和bq500212A控制器、由STMicroelectronics生产的STWBC系列控制器等等。
如图中还示出一些示例，充电器302还包括电源420、诸如可再充电的超级电容器、可再充电的SSB或可再充电的LiB来配置成向PWM逆变器406供电。在一些进一步地示例中，气溶胶递送设备还包括在电源与PWM逆变器之间的恒压调节器422，并且其配置成在PWM逆变器中保持恒压电平。合适的电压调节器包括开关调节器，诸如低压差调节器(LDO)的线性调节器等等。
图5示出在一些示例中电源500可与电源420相对应。如图所示，在一些示例中，电源包括可再充电的超级电容器502，其配置成向PWM逆变器406供电。在一些进一步的示例中，电源还包括与能量源504相连接的端子506，该可再充电的超级电容器可从能量源充电。如前所述，例如控制主体104可以与任何类型的可再充电技术组合(例如，壁式充电器、汽车充电器、计算机、光伏电池、太阳能电池的太阳能电池板、基于无线RF的充电器)。并且在另一示例中，电源还包括能量源，且该能量源是或包括可再充电的SSB或可再充电的LiB。
前述关于制品(多种制品)的使用方式的描述可以通过微小修改应用于本文中所描述的各种示例实施方式，鉴于本文中所提供的更多公开内容，所述微小修改对于所属领域的技术人员而言是显而易见的。然而，以上关于使用方式的描述并不旨在限制制品的使用方式，而是遵照本公开的公开内容的所有必要需求。图1-5中所图示的或如上文以其它方式所描述的制品(多种制品)中所示的元件中的任一种可以被包括在根据本公开的气溶胶递送设备中。
得益于前述描述和相关联的附图中所呈现的教示，本公开涉及的所属领域的技术人员将了解本文中阐述的本公开的许多修改和其它实施方式。因此，应理解，本公开不限于所公开的特定实施例，且其修改和其他实施例方案意图被包含于所附权利要求书的范围内。此外，尽管前述描述和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述实施例，但应了解，可以通过替代实施方式提供元件和/或功能的不同组合而不脱离所附权利要求书的范围。就此而言，例如，还构想了与上文明确描述的那些组合不同的元件和/或功能的组合，如同与阐述于所附权利要求书中的一些那样。尽管本文中采用特定术语，但这些术语仅在通用意义和描述性意义上使用，而不出于限制性目的。

Claims (11)

1.一种***，包括：
气溶胶递送设备，所述气溶胶递送设备配备有：加热元件，所述加热元件能被控制以激活和蒸发气溶胶前体组合物的组分；电源，所述电源连接至电负载并且被配置成向包括所述加热元件的电负载提供电力；以及感应接收器，所述感应接收器连接至所述电源且包括谐振接收器耦合设备；以及
用于所述气溶胶递送设备的充电器，所述充电器包括感应发射器，所述感应发射器包括发射器耦合设备以及配置成驱动所述发射器耦合设备的脉冲宽度调制(PWM)逆变器，所述PWM逆变器包括：
桥电路，所述桥电路连接至所述发射器耦合设备；以及
PWM控制器，所述PWM控制器表现为集成电路且配置成向所述桥电路输出PWM信号，所述桥电路配置成驱动所述发射器耦合设备以产生振荡磁场并且当所述谐振接收器耦合设备暴露于所述振荡磁场时引起交流电，所述感应接收器还包括整流器，所述整流器被配置成将所述交流电转换成直流电，所述电源可从该直流电再充电。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电源是或包括可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述充电器还包括电源，并且所述电源是或包括被配置成向所述PWM逆变器供电的可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述充电器还包括恒压调节器，所述恒压调节器在所述电源与所述PWM逆变器之间，且配置成在所述PWM逆变器中保持恒压电平。
5.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述电源还包括可与能量源连接的端子，所述可再充电的超级电容器可从所述能量源充电。
6.如权利要求5所述的***，其特征在于，所述电源还包括所述能量源，所述能量源是或包括可再充电电容器，并且所述能量源是或包括可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述桥电路是由一对晶体管和一对二极管组成的半桥电路。
8.一种气溶胶递送设备，包括：
至少一个壳体,所述至少一个壳体封围配置成保持气溶胶前体组合物的储集器；
加热元件，所述加热元件可被控制以激活和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分；
电源，所述电源连接至电负载并且被配置成向包括所述加热元件的电负载提供电力；以及
感应接收器，所述感应接收器连接至所述电源，所述感应接收器包括谐振接收器耦合设备,当该谐振接收器耦合设备暴露于振荡磁场时引起交流电；以及整流器，所述整流器被配置成将所述交流电转换成直流电，所述电源可从该直流电再充电。
9.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述电源是或包括可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
10.一种与料筒耦合或能够与料筒耦合以形成气溶胶递送设备的控制主体，所述料筒包括：储集器，所述储集器配置成保持气溶胶前体组合物；以及加热元件，所述加热元件能被控制以激活和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分，所述控制主体包括：
壳体；以及在所述壳体内,
电源，所述电源连接至电负载并且被配置成当所述控制主体与所述料筒耦合时向包括所述加热元件的电负载提供电力；以及
感应接收器，所述感应接收器连接至所述电源，所述感应接收器包括谐振接收器耦合设备,当该谐振接收器耦合设备暴露于振荡磁场时引起交流电；以及整流器，所述整流器被配置成将所述交流电转换成直流电，所述电源可从该直流电再充电。
11.如权利要求10所述的控制主体，其特征在于，所述电源是或包括可再充电超级电容器、可再充电固态电池或者可再充电锂离子电池。
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