不加热不燃烧吸烟制品
技术领域
本公开涉及诸如产生气溶胶的吸烟制品的气溶胶递送设备。吸烟制品可被配置成分配气溶胶前体以形成供人体消耗的可吸入物质，该气溶胶前体可含有由烟草制得或来源于烟草的材料或以其他方式含有烟草。
技术背景
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据称已被设计成提供与香烟、雪茄或烟斗吸烟相关的感觉，但不输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，已提出了众多替代的吸烟产品、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、雪茄或烟斗吸烟的感觉。参看例如阐述于在Collett等人的美国专利号8881737、Griffith Jr.等人的美国专利申请公开号2013/0255702、Sebastian等人的美国专利申请公开号2014/0000638、Sears等人的美国专利申请公开号2014/0096781、Ampolini等人的美国专利申请公开号2014/0096782、Davis等人的美国专利申请公开号2015/0059780以及Watson等人2016年7月28日提交的美国专利申请序列号15/222615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。另见，例如Counts等人的美国专利号5388594和Robinson等人的美国专利号8079371的背景部分中描述的产品和加热配置的各种实施例，其以引用的方式并入本文中。吸烟制品的其他示例在Ingebrethsen的美国专利号5388574、Hon的EP专利申请公开号1618803、Andersson等人的PCT专利申请公开号WO2012/062600、Hon的美国专利申请公开号2015/0128974中有所描述，所述文献以全文引用的方式并入本文中。
然而，期望提供一种改进了电子器件(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示例性实施方式。
示例实施方式1：一种气溶胶递送设备，包括：至少一个壳体,所述至少一个壳体将配置成保持气溶胶前体组合物的储集器封围在内；喷嘴，该喷嘴耦合到所述壳体，以从所述储集器排放气溶胶前体组合物，并且该喷嘴包括围绕网格的压电或压磁材料；以及控制部件，该控制部件包括微处理器，该微处理器耦合至所述压电或压磁材料并配置成驱动该压电或压磁材料振动，以使所述气溶胶前体组合物的组分通过所述网格排放，从而产生供使用者吸入的气溶胶，其中通过所述网格排放的所述气溶胶前体组合物的组分的直径小于1微米。
示例实施方式2：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述压电或压磁材料具有高达400MHz的谐振频率。
示例实施方式3：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述压电或压磁材料具有1000kHz的谐振频率，并且所述网格是微机电系统(MEMS)设备。
示例实施方式4：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述压电或压磁材料具有130kHz的谐振频率，并且所述网格是不锈钢网格。
示例实施方式5：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述网格具有弯曲的表面。
示例实施方式6：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述气溶胶递送设备还包括：电源，该电源被配置为产生电压输出，该电源是具有3.7伏至4.1伏之间的标称电压的充电电池，其中，所述控制部件还包括在所述电源与包括所述压电或压磁材料的电负载之间的升压调节器，该升压调节器配置为将所述电源的所述电压输出升压至更高的电压，所述微处理器配置为驱动所述压电或压磁材料包括配置为驱动所述升压调节器以输出更高的电压来从而向所述压电或压磁材料供电使其振动。
示例实施方式7：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述控制部件还包括电子振荡器，所述电子振荡器耦合在所述微处理器与所述压电或压磁材料之间，所述微处理器配置为驱动所述压电或压磁材料包括配置为驱动所述电子振荡器以产生周期性的振荡电子信号来以其谐振频率驱动所述压电或压磁材料。
示例实施方式8：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述微处理器配置为输出脉冲信号以驱动所述电子振荡器产生所述周期性的振荡电子信号，所述脉冲信号具有可编程的占空比。
示例实施方式9：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述微处理器配置为控制所述电子振荡器以产生具有与所述压电或压磁材料的所述谐振频率相对应的1000kHz的频率的所述周期性的振荡电子信号。
示例实施方式10：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述压电或压磁材料是压电材料，所述电子振荡器电耦合到所述压电材料并且被配置为产生所述周期性的振荡电子信号以驱动所述压电材料振动。
示例实施方式11：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述压电或压磁材料是压磁材料，并且所述控制部件还包括：所述压磁材料两侧的一对磁体；以及分相器，该分相器被配置为接收所述周期性的振荡电子信号并产生一对反相的周期性的振荡电子信号，该分相器被配置为产生一对所述周期性的振荡电子信号以驱动一对所述磁体以产生反相的周期性的振荡磁场，从而驱动所述压磁材料振动。
示例实施方式12：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述控制部件还包括：在电源和包括所述所述压电或压磁材料的电负载之间的升压调节器，该升压调节器被配置为将所述电源的电压输出升压到更高的电压；以及耦合在所述升压调节器和所述压电或压磁材料之间的电子振荡器，其中，所述微处理器配置为驱动所述压电或压磁材料包括配置为驱动所述升压调节器以输出更高的电来为所述电子振荡器供电，从而产生周期性的振荡电子信号以驱动所述压电或压磁材料以其谐振频率振动。
示例实施方式13：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述微处理器被配置为输出脉冲信号以驱动所述升压调节器，从而驱动所述电子振荡器以产生所述周期性的振荡电子信号，所述脉冲信号具有可编程的占空比。
示例实施方式14：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述微处理器被配置为控制所述电子振荡器以产生具有与所述压电或压磁材料的所述谐振频率相对应的1000kHz的频率的所述周期性的振荡电子信号。
示例实施方式15：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述压电或压磁材料是压磁材料，并且所述控制部件还包括：所述压磁材料两侧的一对磁体；以及分相器，该分相器被配置为接收所述周期性的振荡电子信号并产生一对反相的周期性的振荡电子信号，该分相器被配置为产生一对所述周期性的振荡电子信号以驱动一对所述磁体产生反相的周期性的振荡磁场，从而驱动所述压磁材料振动。
示例实施方式16：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述气溶胶递送设备还包括被配置为产生所述电压输出的所述电源，所述电源是具有3.7伏至4.1伏之间的标称电压的充电电池。
示例实施方式17：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述气溶胶递送设备还包括电流传感器，所述电流传感器被配置为测量通过所述压电或压磁材料的电流，所述微处理器被配置为响应于测量到的所述电流来控制所述气溶胶递送设备的至少一个功能元件的操作。
示例实施方式18：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述气溶胶递送设备还包括靠近所述网格的储集器侧的微型泵，将所述气溶胶前体组合物从所述储集器输送至所述网格以排放其组分。
示例实施方式19：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中将所述气溶胶前体组合物从所述储集器输送至所述网格以排放其组分，所述气溶胶递送设备还包括靠近所述网格的储集器侧的微过滤器，过滤从所述储集器输送到所述网格的所述气溶胶前体组合物以排放其组分。
示例实施方式20：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述气溶胶递送设备还包括：靠近所述网格的储集器侧的微型泵，将气溶胶前体组合物从所述储集器输送到所述网格以排放其组分；以及在所述微型泵和所述网格之间的微过滤器，过滤从所述储集器输送到所述网格的所述气溶胶前体组合物。
示例实施方式21：任何前述示例实施方式或任何前述示例实施方式的任一组合的气溶胶递送设备，其中所述气溶胶前体组合物包括甘油和尼古丁。
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图示根据本公开的示例实施方式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是根据各示例实施方式的气溶胶递送设备的局部剖视图；以及
图3、4、5图示根据各种示例实施方式的气溶胶递送设备的各种元件。
具体实施方式
现在将在下文中参考本公开的示例性实施方式，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，本公开的示例实施方式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分配材料(优选无需将材料燃烧到任何显著程度)以形成可吸入物质，并且这类系统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会导致在主要由于烟草燃烧或热解的副产物产生气溶胶的意义上的烟雾产生，相反，那些优选系统的使用导致了气溶胶的产生，这是由于掺入其中的某些组分通过振动压电或压磁网格而产生的。在一些示例实施方式中，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含有烟草和/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通过点燃和燃烧烟草(并因此吸入烟草烟雾)所带来的抽吸香烟、雪茄或烟斗的许多感觉(例如，吸入和呼气架势，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视觉提示等)，而其任何组分都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，在所选择的时间间隔获取或抽吸喷烟等等。
尽管在本文中在与诸如所谓的“电子烟”之类的气溶胶递送设备相关联的实施方式中总体上对这些系统进行了描述，但应当理解，各机制、部件、特征和方法能以许多不同的形式被具体化并且与各种制品相关联。例如，在本文所提供的描述中可以与传统吸烟制品(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气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便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气溶胶形式(即，气体中细固体颗粒或液滴的悬浮液)。可替换地，可吸入物质可以是蒸汽形式(即，在低于其临界点的温度下呈气相的物质)。为简单起见，无论是否可见，以及是否可被视为类似于烟雾的形式，本文所用的术语“气溶胶”旨在包括适于人类吸入的形式或类型的气溶胶、蒸气、气体。
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)时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设置在外部主体或外壳(可以被称为壳体)内的数个部件。外部主体或外壳的总体设计可变化，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。在一个示例中，气溶胶递送设备的部件中的所有部件包含在一个壳体内。可替代地，气溶胶递送设备可包括两个或更多个接合的并可分离的壳体。例如，气溶胶递送设备可以在一端具有控制主体，该控制主体具备包含一个或多个可重复使用的部件(例如，诸如充电电池和/或可充电的超级电容器的蓄电池、以及用于控制该制品的操作的各种电子器件)的壳体，并且在另一端具有能可移除地耦合且包含一次性部分(例如，一次性含香料筒)的外部主体或外壳。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，各种气溶胶递送设备的设计和部件布置都可以运用。
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，电力源)；至少一个控制部件(例如，用于诸如通过控制从电源流到制品其他部件的电流来致动、控制、调节和停止用于气溶胶支取的电力，例如单独地或作为微控制器的一部分的微处理器)；振动压电或压磁网格，其单独地或与一个或多个其它的元件组合，通常可以被称为“雾化器”；气溶胶前体组合物(例如，通常经由振动压电或压磁网格支取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烟嘴端区域或尾端(例如，贯穿制品的预定空气流路，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排布可以变化。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一个端部附近，其可以被配置为定位在接近用户的嘴部，以使向用户递送气溶胶实现最大化。然而，不排除其他配置。通常地，压电/压磁网格可以被定位成充分靠近气溶胶前体组合物，使得当网格振动时，可以通过该网格吸取气溶胶前体(以及同样会递送给用户的一种或多种香料、药物等)从而形成气溶胶以递送给用户。当气溶胶前体组合物通过该网格分配时，气溶胶以适合消费者吸入的物理形式被形成、排放或生成。应该注意的是，前述术语意味着可以互换，使得对排放(release,releasing,releases,或released)的引用包括形式或生成(form或generate,forming或generating,forms或generates,以及formed或generated)。特别地，可吸入物质以蒸气或气溶胶或其混合物的形式被排放，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力源以提供足以向气溶胶递送设备提供各种功能的电流，诸如压电或压磁网格的供电、控制系统的供电、指示器的供电等。电源可以采用各种实施方式。优选地，电源能够递送充足的电力以使压电或压磁网格快速地振动来用于气溶胶的形成，并且向气溶胶递送设备供电以供其使用所期望的持续时间。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，使得可以容易地操作气溶胶递送设备。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。关于本公开的气溶胶递送设备内的部件的型式、配置以及布置以及可商购的电子气溶胶递送设备的更多信息可以在Ademe等人的PCT专利申请公开号WO2015/168588、以及于2016年10月12日提交的Sur等人的美国专利申请序列号15/291771中找到，所述文献全部以引用的方式并入本文。
图1图示根据本公开的各种示例实施方式的气溶胶递送设备100的侧视图，该气溶胶递送设备100包括控制主体102和料筒104。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对齐。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。在一些示例实施方式中，当料筒和控制主体处于组装配置时，气溶胶递送设备可基本上是棒状、基本上是管状形状或基本上是圆柱形状。气溶胶递送设备可以具有基本上矩形、长菱形、三角形的横截面，可以是多面形等等，其中的部分可以使其与基本上扁平或薄膜状的电源(诸如，包括扁平电池的电源)更好地兼容。
控制主体102和料筒104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。
在一些示例实施方式中，气溶胶递送设备100的控制主体102或料筒104中的一个或两个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(例如，可充电薄膜固态电池)、可充电超级电容器，且因此可与任何类型的再充电技术组合，包括通过诸如通用串行总线(USB)缆线或连接器连接到典型的壁式插座、连接到车载充电器(例如点烟器插座)、连接到计算机、或连接到光伏电池(有时称为太阳能电池)或太阳能电池的太阳能电池板、无线连接到射频(RF)、无线连接到基于感应的充电垫、或连接到RF-DC转换器。图2更具体地图示根据一些示例实施方式的气溶胶递送设备100。如在其中所示的剖视图中所见的，气溶胶递送设备可以包括分别具有多个相应部件的控制主体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：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)、输入设备210、电源212、一个或多个发光二极管(LED)214或启用量子点的LED等等，且这些部件的配置方式可变。合适的控制部件的示例包括Microchip Technology Inc.的PIC16(L)F1713/6微控制器，其在Microchip Technology，Inc.AN2265，Vibrating Mesh Nebulizer ReferenceDesign(振动筛网雾化器参考设计)(2016)中进行了描述，并通过引用并入本文。输入设备可以是或包括例如可以以多种不同方式实现的开关，诸如按钮、触摸开关或其他触敏表面。在一些示例实施方式中，输入设备可以包括流量传感器，该流量传感器被配置为检测用户在气溶胶递送设备上的抽吸。
电源212可包括例如电池(一次性的或可充电的)、可充电的超级电容器、可充电的固态电池(SSB)、可充电的锂离子电池(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14/918926号中提供了合适的电源的一些示例，该文献通过引用的方式结合于此。合适的电源的其他示例在Hawes等人的美国专利申请公开号2014/0283855、Fernando等人的美国专利申请公开号2014/0014125、Nichols等人的美国专利申请公开号2013/0243410、Fernando等人的美国专利申请公开号2010/0313901、以及Fernando等人的美国专利申请公开号2009/0230117中提供，所有这些都通过引用结合到本文中。
LED214可以是气溶胶递送设备100可装备的合适的视觉指示器的一个示例。除了诸如LED、启用量子点的(多个)LED之类的视觉指示器之外或作为其替代，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将配置成保持气溶胶前体组合物的储集器218封围在内，并包括具有压电/压磁网格的喷嘴220。在各种配置中，该结构可被称为储罐(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封围起来的外壳或其他壳体，并包括喷嘴。
图2中图示的储集器218可以是容器或者可以是纤维储集器，如前文所述。储集器可以与喷嘴220流体连通，以将储存在储集器壳体中的气溶胶前体组合物传输到喷嘴。在料筒壳216中可以存在开口222(例如，在烟嘴端)以允许从料筒104排出所形成的气溶胶。
在一些示例中，传输元件可以被定位在储集器218与喷嘴220之间，并且被配置成用于控制从储集器传递或递送到喷嘴的气溶胶前体组合物的量。在一些示例中，微流体芯片可以嵌入料筒104中，并且可以由一个或多个微流体部件来控制从储集器输送的气溶胶前体组合物的量和/或质量。微流体部件的一个示例是微型泵224，例如基于微机电系统(MEMS)技术的微型泵。合适的微型泵的例子包括thinXXS Microtechnology AG的MDP2205型微型泵和其他微型泵、Bartels Mikrotechnik GmbH的mp5和mp6型微型泵和其他微型泵、以及Takasago Fluidic Systems的压电微型泵。
同样如图所示，在一些示例中，微过滤器226可定位在微型泵224和喷嘴220之间，以过滤输送到喷嘴的气溶胶前体组合物。像微型泵一样，微过滤器也是微流体部件。合适的微过滤器的例子包括流通式微过滤器，其使用芯片实验室(LOC)技术制造。
在使用中，当输入设备210检测到用户输入以激活气溶胶递送设备时，压电/压磁网格被激活而振动，从而通过该网格吸取气溶胶前体组合物。由此形成气溶胶前体组合物的液滴，其与空气结合形成气溶胶。气溶胶被搅动、吸吮或以其它方式从网格抽吸出且从气溶胶递送设备的烟嘴端的开口224排出。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以包括多种附加的软件控制的功能。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，从而在充电开始之前或在充电期间，如果环境温度低于某一温度(例如，0℃)或高于某一温度(例如，45℃)，则抑制电源充电尤其是任何电池的充电。
附加地或替代地，在一些示例中，来自电源212的功率递送可以根据功率控制机制随气溶胶递送设备100上的每次喷烟的过程而变化。该设备可以包括”长喷烟”安全计时器，使得在用户或部件故障(例如，输入设备210)引起气溶胶递送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，四秒)之后自动终止喷烟。进一步，气溶胶递送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，八秒)内提供监视(watchdog)安全计时器的服务，则该监视安全计时器可以自动地重置该气溶胶递送设备。在输入设备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气溶胶分配。在输入设备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，该喷烟跟踪算法配置成一旦所附接的料筒已达到规定喷烟次数(基于根据料筒中的电子烟液进料计算出的可喷烟次数)，便锁定喷嘴220以免分配气溶胶。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未使用时段之后自动切断功率递送。可以提供进一步的安全保护，体现在电源212的所有充电/放电循环可以由控制部件208在其寿命期间进行监测。在电源已达到与预定次数(例如，200次)等效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等人的美国专利号9484155中描述了可根据本公开而使用的电池的示例，该文献通过引用的方式结合于此。
当期望气溶胶生成时(例如，在使用期间抽吸时)，气溶胶递送设备100可以包含包括诸如开关、传感器或检测器之类的输入设备210，用于控制向喷嘴220的压电/压磁网格的电力供应。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网格的供电而在抽吸期间接通供电以致动或触发从喷嘴分配气溶胶的方式或方法。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.的美国专利号5261424，McCafferty等人的美国专利号5372148以及Flick的PCT专利申请公开号WO2010/003480中，这些文献全部通过引用的方式并入本发明中。
气溶胶递送设备100最优选地包含用于在抽吸期间控制提供给压电或压磁网格的电功率的量的控制部件208或其它控制机构。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描述于Gerth等人的美国专利号4735217、Brooks等人的美国专利号4947874、McCafferty等人的美国专利号5372148、Fleischhauer等人的美国专利号6040560、Nguyen等人的美国专利号7040314、Pan的美国专利号8205622、Collet等人的美国专利申请公开号8881737、Ampolini等人的美国专利号9423152、Fernando等人的美国专利号9439454、以及Henry等人的美国专利申请公开号2015/0257445中，所述专利全部以引用的方式并入本文中。
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的美国专利号8528569、Chapman等人的美国专利申请公开号2014/0261487、Davis等人的美国专利申请公开号2015/0059780以及Bless等人的美国专利申请公开号2015/0216232中，这些文献全部通过引用的方式并入本发明中。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等人的美国专利号8910640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。在一些实例中，气溶胶前体组合物包含甘油和尼古丁。
气溶胶前体组分和制剂的代表性类型还在Robinson等人的美国专利号7217320、Chong等人的美国专利号9254002、Collett等人的美国专利号8881737、Zheng等人的美国专利公开号2013/0008457、Lipowicz等人的美国专利公开号2015/0020823、Koller的美国专利公开号2015/0020830、Bowen等人的PCT专利申请公开号WO2014/182736、以及Watson等人在2016年7月28日的美国专利申请序列号15/222615中被阐述和被表征，这些文献的公开内容通过引用的方式并入本文中。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VUSE产品、帝国烟草公司(Imperial Tobacco Group PLC)生产的BLUTM产品、Mistic Ecigs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号2012/0055494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等人的美国专利号4639368；Wehling等人的美国专利号5178878；Wehling等人的美国专利号5223264；Pather等人的美国专利号6974590；Bergquist等人的美国专利号7381667；Crawford等人的美国专利号8424541；和Strickland等人的美国专利号8627828；Sun等人的美国专利号9307787；以及Brinkley等人的美国专利公开号2010/0018539；和Johnson等人的PCT专利申请公开号WO97/06786中，所有这些专利通过引用被结合于此。在各自都于2016年7月21日提交并且都授予Davis等人的美国专利申请序列号15/216582和15/216590中提供了关于气溶胶前体组合物的实施方式的附加描述，包括对其中所包括的烟草或来源于烟草的组分的描述，这些文献通过引用结合于此。
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等人的美国专利号5154192、Newton的美国专利号8499766、Scatterday的美国专利号8539959以及Sears等人的美国专利号9451791中，这些文献全部通过引用并入本发明中。
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等人的美国专利号5967148、Watkins等人的美国专利号5934289、Counts等人的美国专利号5954979、Fleischhauer等人的美国专利号6040560、Hon的美国专利号8365742、Fernando等人的美国专利号8402976、Katase的美国专利申请公开号2005/0016550、Fernando等人的美国专利号8689804、Tucker等人的美国专利申请公开号2013/0192623、Leven等人的美国专利号9427022、Kim等人的美国专利申请公开号2013/0180553、Sebastian等人的美国专利申请公开号2014/0000638、Novak等人的美国专利申请公开号2014/0261495、DePiano等人的美国专利号9220302中，这些文献全部通过全文引用而包含在本发明中。
在一些示例中，控制部件208包括数个电子部件，且在一些示例中可以形成在支撑且电连接电子部件的印刷电路板(PCB)上。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的处理器核和存储器的微控制器，且可以进一步包括一个或多个集成输入/输出外围设备。在一些示例中，控制部件可以耦合到通信接口228以启用与一个或多个网络、计算设备或其他适当使能的设备的无线通信。合适的通信接口的示例记载在Marion等人在美国专利申请公开号2016/0261020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号2016/0007651和Henry,Jr.等人的美国专利申请公开号2016/0219933中，所述文献通过引用的方式结合于此。
图3、图4图示根据各种示例实施方式的气溶胶递送设备100的各种元件。如图所示，控制部件208可以包括微处理器330、升压调节器332和电子振荡器334。在一些示例中，如图3所示，喷嘴220包括围绕网格338的压电材料336。在其他示例中，如图4所示，喷嘴包括围绕网格338的压磁材料436，并且控制部件还包括分相器440以及在压磁材料两侧的一对磁体442(例如，永磁体、电磁体)。在一示例中，电子振荡器和分相器可以由推挽式变压器驱动器来实现，例如Maxim Integrated的MAX13253推挽式变压器驱动器。这些以及可能的其他电气部件，例如电阻器、电容器、开关等，可以与输入设备210和电源212耦合以形成电路。
在一些示例中，电源212是具有3.7伏至4.1伏之间的标称电压的可再充电电池(例如，LiB)。在一些示例中，降压-升压转换器在电源与其负载之间连接至电源212。降压-升压转换器使足够的电流流出电池，即使电压低至2.7伏，也能驱动压电/压磁材料336/436振动。进而有利于使用电源的一次充电提供更多的输出，并提高其输出效率。合适的降压-升压转换器的一个示例是亚德诺半导体技术有限公司(Analog Devices)的ADP1614升压型DC-DC转换器。
简要地回顾图2，在包括微型泵224的示例中，微型泵靠近网格338的储集器侧，以将气溶胶前体组合物从储集器输送到网格，从而排放其组分。类似地，在包括微过滤器226的示例中，微过滤器靠近网格的储集器侧以过滤从储集器输送到网格的气溶胶前体组合物，从而排放其组分。并且在同时包括微型泵和微过滤器的示例中，微过滤器在微型泵和网格之间，以过滤从储集器输送到网格的气溶胶前体组合物。
返回图3和图4，微处理器330被耦合并被配置为驱动压电/压磁材料336/436振动，并引起气溶胶前体组合物的组分(从储集器218)通过网格338排放，从而产生气溶胶供使用者吸入。因此，气溶胶递送设备100可以在没有加热器或加热元件加热的情况下产生用于吸入的气溶胶，从而使气溶胶前体挥发以形成气溶胶。
根据本公开的示例实施方式，通过网格338排放的气溶胶前体组合物的组分的直径小于1微米。在一些示例中，压电/压磁材料336/436具有高达400MHz的谐振频率。在一些示例中，压电或压磁材料具有1000kHz(高达400MHz)的谐振频率，并且网格是MEMS设备。在一些示例中，压电或压磁材料具有130kHz(高达400MHz)的谐振频率，并且网格是不锈钢网格。并且在一些示例中，网格具有弯曲的表面。
升压调节器332位于电源212和包含压电/压磁材料336/436的电负载之间。升压调节器被配置为将电源的电压输出升压至更高的电压，并且微处理器330被配置为驱动升压调节器以输出更高的电压来向压电/压磁供电使其振动。
电子振荡器334耦合在微处理器330和压电/压磁材料336/436之间，并且微处理器被配置为驱动电子振荡器以产生周期性的振荡电子信号，在压电/压磁材料的谐振频率下驱动压电/压磁材料。在一些示例中，微处理器被配置为输出脉冲信号以驱动电子振荡器产生周期性的振荡电子信号，其中脉冲信号具有可编程的占空比。周期性的振荡电子信号的频率取决于占空比，并且通过对占空比进行编程，可以同样地对频率周期性的振荡电子信号进行编程，以允许使用具有不同谐振频率的压电/压磁材料。在一些示例中，微处理器被配置为控制电子振荡器以产生具有与压电/压磁材料的谐振频率相对应的1000kHz(高达400MHz)的频率的周期性的振荡电子信号。
如图3所示，在一些示例中，电子振荡器334电耦合至压电材料336，并配置成产生周期性的振荡电子信号，以驱动压电材料振动。如图4所示，在其他示例中，分相器440被配置为从电子振荡器接收周期性的振荡电子信号，并产生一对反相(即相差180度)的周期性的振荡电子信号。在这些其他示例中，分相器被配置为产生一对周期性的振荡电子信号，以驱动一对磁体442产生反相的周期性的振荡磁场，从而驱动压磁材料436振动。
在既包括升压调节器332又包括电子振荡器334的示例中，电子振荡器耦合在升压调节器与压电/压磁材料336/436之间。在这些示例中，微处理器330被配置为驱动升压调节器以输出更高的电压向电子振荡器供电，从而产生周期性的振荡电子信号以在压电/压磁材料的谐振频率下驱动压电/压磁材料振动。在一些示例中，微处理器被配置为输出脉冲信号以驱动升压调节器，从而使电子振荡器产生周期性的振荡电子信号，其中脉冲信号具有可编程的占空比。在一些示例中，微处理器被配置为控制电子振荡器以产生具有与压电/压磁材料的谐振频率相对应的1000kHz(高达400MHz)的频率的周期性的振荡电子信号。
如图5所示，在一些示例中，控制部件208还包括电流传感器544，该电流传感器544被配置为测量通过压电/压磁材料336/436的电流。在压磁材料的情况下，会向该材料提供额外的电流，诸如从微处理器330通过另外的电阻器来限制该额外的电流。合适的电流传感器的示例包括电流检测电阻器、霍尔效应电流传感器等。在这些示例中，电流传感器可以连接至微处理器，该微处理器可以被配置为基于所测量的电流来控制气溶胶递送设备100的至少一个功能元件。在至少一些示例中，微处理器可以被配置为在电流高于或低于指示喷嘴220故障的阈值水平的情况下切断电源。
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。附图1至3中所图示的制品中所展示的任何元件或如上所述的其他任何元件可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示例实施方式，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相同。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。
