用于气溶胶递送装置的微通道馈送系统
文献发布时间:2024-01-17 01:19:37
技术领域
本公开涉及气溶胶递送装置,并且更具体地涉及一种包括贮存部和雾化组件的气溶胶递送装置,雾化组件可以利用电力来蒸发液体组合物,该液体组合物可以包括气溶胶前体组合物,用于产生气溶胶。在各种实施方式中,可包含可由烟草制成或衍生自烟草的材料和/或组分或以其它方式包含烟草或其它植物的材料和/或组分、可包含包括香料的天然或合成组分、和/或可包括一种或多种药用组分的液体组合物被雾化组件蒸发以产生供人食用的可吸入物质。
背景技术
近年来,已经提出了许多吸烟装置以作为需要燃烧烟草使用的吸烟产品的改进或替代。据称许多上述装置已经被设计成提供与吸香烟、雪茄或烟斗相关的感觉,但不递送由于烟草的燃烧而产生的大量的不完全燃烧和热解产物。为此,已经提出了采用电能蒸发或加热挥发性材料或者尝试提供吸香烟、雪茄或烟斗的感觉而不将烟草燃烧至显著程度的许多香烟产品、香味发生器以及药物吸入器。例如参见授予Robinson等人的美国专利第7,726,320号、小Griffith等人的美国专利申请公开第2013/0255702号和Sears等人的美国专利申请公开第2014/0096781号中描述的背景技术中所述的各种替代性吸烟制品、气溶胶递送装置和发热源,上述文献全文以参见的方式纳入本文。例如,还可参见Bless等人的美国专利申请公开第2015/0216232号中的参照商标名称和商业来源的各种类型的吸烟制品、气溶胶递送装置和电动源,其全文以参见的方式纳入本文。
然而,可期望提供具有增强功能性的气溶胶递送装置。在这方面,可期望提供具有有利特征的气溶胶递送。
发明内容
本公开涉及气溶胶递送装置、形成这样的装置的方法、以及这样的装置的元件。本公开具体地涉及一种气溶胶递送装置以及与气溶胶递送装置一起使用的液体递送和雾化组件。本公开包括但不限于以下示例性实施方式:
示例性实施方式1:一种气溶胶递送装置,包括包含电源和控制部件的壳体、构造成容纳液体组合物的支承部、雾化组件和构造成将液体组合物的至少一部分递送至雾化组件的液体递送部件,其中,雾化组件构造成由控制部件控制以蒸发液体组合物的该部分以生成气溶胶,其中,液体递送部件包括至少一个微通道,该微通道构造成将液体组合物的该部分递送至雾化组件,并且其中,微通道包括沿着微通道的至少一部分限定的可变流动特性,该可变流动特性构造成控制液体组合物的通过微通道的该部分的流动。
示例性实施方式2:如示例性实施方式1或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的一个或多个表面涂层产生。
示例性实施方式3:如示例性实施方式1-2中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的一个或多个表面处理产生。
示例性实施方式4:如示例性实施方式1-3中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的几何形状产生。
示例性实施方式5:如示例性实施方式1-4中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的一个或多个温差产生。
示例性实施方式6:如示例性实施方式1-5中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,一个或多个温差经由感应加热布置生成。
示例性实施方式7:如示例性实施方式1-6中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,微通道的可变流动特性经由作用在微通道上的电磁力产生。
示例性实施方式8:如示例性实施方式1-7中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,微通道的可变流动特性经由作用在液体组合物的一部分上的电磁力产生。
示例性实施方式9:如示例性实施方式1-8中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,雾化组件包括至少一个振动组件。
示例性实施方式10:如示例性实施方式1-9中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的气溶胶递送装置,其中,至少一个振动组件包括压电部件和网板。
示例性实施方式11:一种与气溶胶递送装置一起使用的液体递送和雾化组件,该组件包括液体组合物、雾化组件和液体递送部件,该液体递送部件构造成将液体组合物的至少一部分递送至雾化组件,其中,液体递送部件包括至少一个微通道,该微通道构造成将液体组合物的该部分递送至雾化组件,并且其中,该微通道包括沿着微通道的至少一部分限定的可变流动特性,该可变流动特性构造成控制液体组合物通过微通道的该部分的流动。
示例性实施方式12:如示例性实施方式11或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的一个或多个表面涂层产生。
示例性实施方式13:如示例性实施方式11-12中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的一个或多个表面处理产生。
示例性实施方式14:如示例性实施方式11-13中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的几何形状产生。
示例性实施方式15:如示例性实施方式11-14中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,微通道的可变流动特性经由微通道的一个或多个温差产生。
示例性实施方式16:如示例性实施方式11-15中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,一个或多个温差经由感应加热布置生成。
示例性实施方式17:如示例性实施方式11-16中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,微通道的可变流动特性经由作用在微通道上的电磁力产生。
示例性实施方式18:如示例性实施方式11-17中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,微通道的可变流动特性经由作用在液体组合物的该部分上的电磁力产生。
示例性实施方式19:如示例性实施方式11-18中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,雾化组件包括至少一个振动组件。
示例性实施方式20:如示例性实施方式11-19中任一项或前述示例性实施方式的任何组合所述的液体递送和雾化组件,其中,至少一个振动组件包括压电部件和网板。
通过阅读以下详细描述和在下文中简要描述的附图,本公开的这些和其他特征、方面和优点将是清楚的。本公开包括在该公开中阐述的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合,无论这种特征或元件是否在文中描述为明确地组合或以其它方式在本文描述的具体示例性实施方式中记载。除非本公开的上下文中明确地另作规定,本公开旨在整体地阅读,使得本公开的任何可分特征或元件在其方面和示例性实施方式中的任何一个中应被看作是预期的、即被看作是可组合的。
附图说明
为了帮助理解本公开的各方面,现将参照诸附图,但它们不一定成比例绘出,且在这些附图中,相同的附图标记是指相同的部件。附图以示例的方式提供以帮助理解本公开的各个方面,并且不应被解释为限制本公开。
图1是根据本公开的示例性实施方式的气溶胶递送装置的立体图;
图2示出了根据本公开的示例性实施方式的气溶胶递送装置的侧视示意图;
图3示出了根据本公开的示例性实施方式的雾化组件的立体图;
图4A示出了根据本公开的示例性实施方式的雾化组件的一部分的侧视示意图;
图4B示出了根据本公开的示例性实施方式的雾化组件的一部分的侧视示意图;
图4C示出了根据本公开的示例性实施方式的雾化组件的一部分的侧视示意图;
图4D示出了根据本公开的示例性实施方式的雾化组件的一部分的侧视示意图;
图4E示出了根据本公开的示例性实施方式的雾化组件的一部分的侧视示意图;
图4F示出了根据本公开的示例性实施方式的雾化组件的一部分的侧视示意图;
图5示出了根据本公开的示例性实施方式的液体递送和雾化组件的侧视示意图;
图6A示出了根据本公开的示例性实施方式的液体递送部件的侧视示意图;
图6B示出了根据本公开的示例性实施方式的液体递送部件的侧视示意图;以及
图7示出了根据本公开的示例性实施方式的液体递送和雾化组件的侧视示意图。
具体实施方式
现将在下文中参照本公开的示例性实施例来更加完整地描述本公开。对这些实施例进行描述,使得本公开将是详尽和完整的,且对于本领域的技术人员来说将完整地传达本公开的范围。实际上,本公开可以用许多形式实施并且不应理解为被限制于文中所阐述的各实施例;相反,提出这些方面使得该公开将满足可适用的法律要求。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物,除非文中清楚地另有说明。
如下文所述,本公开的实施例涉及气溶胶递送装置或蒸发装置,所述术语在本文中可互换使用。根据本公开的气溶胶递送装置使用电能来蒸发材料(优选地,不将材料燃烧至任何显著的程度和/或材料没有显著的化学改变)以形成可吸入物质;并且这种装置的部件具有如下形式的制品,该制品最优选地是足够紧凑的以便被认为是手持装置。即,使用一些气溶胶递送装置的部件并不导致烟雾、即来自烟草的燃烧或热解的副产物的产生,而是使用那些优选的系统导致蒸气的产生,蒸气由气溶胶前体组合物的蒸发获得。在一些示例中,气溶胶递送装置的部件可表征为电子烟,并且那些电子烟最优选地结合烟草和/或衍生自烟草的成分,并因此以气溶胶形式递送烟草衍生的成分。
气溶胶递送装置可提供抽香烟、雪茄或烟斗的许多感觉(例如吸入和呼出的习惯、口味或香味的种类、感官效果、身体感觉、使用习惯、由可见的气溶胶提供的视觉提示等),而不将其中的任何成分燃烧至显著的程度,这些香烟、雪茄或烟斗通过点燃和燃烧烟草(并因此吸入烟草烟雾)而使用。例如,本公开的气溶胶生成装置的用户可以像吸烟者使用传统类型的吸烟制品那样持有并使用该装置、在该装置的一端上吸气以吸入由该装置产生的气溶胶、以及以选定的时间间隔进行抽吸或吸气等。
本公开的气溶胶递送装置还可表征为蒸气发生制品或药剂递送制品。因此,可对这种制品或装置进行适改,从而以可吸入的形式或状态提供一种或多种物质(例如,风味剂和/或药物活性成分)。例如,可吸入物质可以是基本上呈蒸气的形式(即,在低于临界点的温度下处于气相的物质)。替代地,可吸入物质可以是气溶胶的形式(即,在气体中有细小固体颗粒或液滴的悬浮物)。为了简化的目的,本文中所使用的术语“气溶胶”意在包括适合人体吸入的各种形式或类型的蒸汽、气体或气溶胶,无论是否可见,也无论是否可被认为是烟雾状的形式。
本公开的气溶胶递送系统最优选地包括以下部件的一些组合:动力源(即,电源);至少一个控制部件(例如,诸如通过控制从动力源流向制品的其它部件的电流以用于致动、控制、调节和停止电力的装置,例如微控制器或微处理器);雾化组件;液体组合物(例如,通常是能够生成诸如通常被称为“烟汁”、“电子液体”和“电子汁”的成分之类的气溶胶的气溶胶前体组合物);以及允许在气溶胶递送装置上吸气以吸入气溶胶的嘴件或嘴端区域(例如,穿过该制品的限定的气流通路,使得产生的气溶胶能够在吸气时从该气流通路被抽出)。
气溶胶递送装置内的部件的对准可以是可变的。在具体实施例中,气溶胶前体组合物可位于装置的两个相对端之间(例如,在料筒的贮存部内,料筒在某些情况下是可更换的和一次性的或可再填充的)。然而,不排除其它的构造。通常,部件相对于彼此地构造,使得来自雾化组件的能量使气溶胶前体组合物(以及可同样提供以递送给用户的一种或多种香料、药物等)蒸发并形成用于向用户递送的气溶胶。当雾化组件蒸发气溶胶前体组合物时,以适合消费者吸入的物理形式形成、释放或生成气溶胶。应当注意的是,前述术语意在是可互换的,使得所提到的释放、正在释放、会释放或已释放包括形成或生成、正在形成或正在生成、会形成或会生成以及已形成或已生成。具体地,可吸入物质以蒸气或气溶胶或者其混合物的形式释放。
根据下文所提供的进一步公开内容,本公开的气溶胶递送装置内的部件的更为具体的形式、构造和布置将是显而易见的。此外,可以考虑市售的电子气溶胶递送装置来理解不同气溶胶递送装置部件的选择和布置,比如本公开的背景技术部分中引用的那些代表性产品。
图1示出了根据本公开的示例性实施方式的气溶胶递送装置。具体地,图1示出了包括料筒104和控制单元102的气溶胶递送装置100的立体示意图。如图中所描绘的,料筒104可以永久地或可拆卸地与控制单元102以功能关系对准。在一些实施方式中,例如,料筒和控制单元可以包括单个整体部件,而在其它实施方式中(诸如所描绘的实施方式),它们之间的连接可以是可释放的,使得例如控制单元可以与一个或多个附加的一次性和/或可再填充的料筒一起重复使用。在各种实施方式中,可以使用多种不同的接合手段将料筒和控制单元联接在一起。例如,在一些实施方式中,料筒和控制单元可以经由卡扣配合接合、压配接合、螺纹接合或磁性接合中的一种或多种进行联接。应当注意,该附图和其它附图中描绘的部件代表可存在于控制单元和/或料筒中的部件,并不旨在限制由本公开涵盖的控制单元和/或料筒部件的范围。
图2示出了气溶胶递送装置100的侧视示意图。如所描绘的,图1的料筒104和控制单元102示出为处于分离构造。在各种实施方式中,气溶胶递送装置100可具有多种不同的形状。例如,在一些实施方式(诸如所描绘的实施方式)中,气溶胶递送装置100可以是基本上杆状的或基本上管状的或基本上圆筒形的。然而,在其它实施方式中,其它形状和尺寸也是可能的(例如,矩形、椭圆形、六边形、棱柱形、规则或不规则多边形形状、圆盘形、立方体形、多面体形状等)。在另外其它的实施方式中,料筒和控制单元可各自具有不同的形状。应当注意,出于本公开的目的,术语“基本上”应当被理解为意指大约和/或在一定程度的制造公差内,如本领域技术人员所理解的那样。
在所描绘的实施方式中,控制单元102和料筒104包括适于促进其间的机械接合的部件。尽管各种其它构造是可能的,但所描绘的实施方式的控制单元102包括在其中限定空腔125的联接件124。同样地,料筒104包括适于接合控制单元102的联接件124的基部140。在Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号中描述了根据本公开的有用的联接件和基部,其公开内容全文以参见的方式纳入本文。
然而,应当注意,在其它实施方式中,可以采用各种其它结构、形状和/或部件来联接控制单元和料筒。例如,在一些实施方式中,控制单元和料筒可以经由过盈配合或压配连接联接在一起,例如其中控制主体包括构造成接纳料筒的至少一部分的腔室或其中料筒包括构造成接纳控制单元的至少一部分的腔室的实施方式。在其它实施方式中,料筒和控制单元可经由螺纹连接联接在一起。在另外其它的实施方式中,料筒和控制单元可经由卡口连接联接在一起。在另外其它的实施方式中,料筒和控制单元可经由磁性连接联接。在各种实施方式中,一旦联接,就可以在料筒和控制单元之间产生电连接,从而将料筒(及其部件)电连接至电池和/或经由控制单元的控制部件进行电连接。这样的电连接可经由联接特征的一个或多个部件而存在。以这种方式,料筒和控制单元中的对应电触头可在联接之后基本上对准以提供电连接。
在具体的实施方式中,控制单元102和料筒104中的一者或两者可被作为一次性的或可重复使用的。例如,在一些实施方式中,控制单元可具有可更换电池或可再充电电池,并因此与任何类型的充电技术结合,包括:连接至壁式充电器、连接至车载充电器(例如点烟器插座、USB端口等)、连接至计算机(以上中的任一种可包括通用串行总线(USB)电缆或连接器(例如USB 2.0、3.0、3.1、USB Type-C))、连接至USB连接器(例如,USB2.0、3.0、3.1、USB Type-C,可以在墙上插座、电子装置、车辆等中实施)、连接至光伏电池(有时称为太阳能电池)或太阳能电池的太阳能电池板、或诸如使用感应无线充电(例如,包括根据无线充电联盟(WPC)的Qi无线充电标准进行的无线充电)的充电器之类的无线充电器或者基于无线射频(RF)的充电器、以及连接至诸如移动电源之类的若干个外部电池的阵列以经由USB连接器或无线充电器为装置充电。在Sur等人的美国专利申请公开第2017/0112196号中描述了感应式无线充电系统的示例,上述文献全文以参见的方式纳入本文。在另外的实施方式中,电源还可包括电容器。电容器的放电速度比电池快,并且可以在抽吸之间充电,从而允许电池以比直接为加热构件供电时更低的速率放电到电容器中。例如,超级电容器、例如双电层电容器(EDLC)可与电池分开使用或与电池组合使用。当单独使用时,超级电容器可在每次使用制品之前被充电。因此,装置还可包括充电器部件,该充电器部件可以在使用之间附连于吸烟制品,以对超级电容器进行补充。在Sur等人的美国专利申请公开第2017/0112191号中描述了包括超级电容器的电源的示例,上述文献全文以参见的方式纳入本文。
如图所示,控制单元102可形成有控制单元壳体101,该控制单元壳体101包括控制部件106(例如,印刷电路板(PCB)、集成电路、存储器部件、微控制器等)、流量传感器108、电源110(例如,一个或多个电池)和发光二极管(LED)112,这些部件能够可变地对准。在授予Gerth等人的美国专利第4,735,217号;授予Brooks等人的美国专利第4,947,874号;授予McCafferty等人的美国专利第5,372,148号;授予Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号;授予Nguyen等人的美国专利第7,040,314号和授予Pan的美国专利第8,205,622号;Fernando等人的美国专利申请公开第2009/0230117号;Collett等人的美国专利申请公开第2014/0060554号和Ampolini等人的美国专利申请公开第2014/0270727号;以及Henry等人的美国专利申请公开第2015/0257445号中描述了一些示例性类型的电子部件、其结构和构造、其特征、及其一般操作方法描述;上述文献全文以参见的方式纳入本文。在Peckerar等人的美国专利申请公开第2010/0028766号中描述了可适用于本公开的电池的一些示例,其全文以参见的方式纳入本文。在一些实施方式中,除了LED之外或作为LED的替代,可包括其它指示器(例如,触觉反馈部件、音频反馈部件等)。在授予Sprinkel等人的美国专利第5,154,192号;授予Newton的美国专利第8,499,766号和授予Scatterday的美国专利第8,539,959号;Galloway等人的美国专利申请公开第2015/0020825号;以及Sears等人的美国专利申请公开第2015/0216233号中描述了诸如发光二极管(LED)部件之类的产生视觉提示的附加的代表性类型的部件或指示器及其构造和用途;上述文献全文以参见的方式纳入本文。应当理解的是,在各种实施方式中,并非所有示出的元件都可能是需要的。例如,在一些实施方式中,LED可能不存在,或者可能被诸如振动指示器之类的其它指示器代替。同样地,流量传感器可利用手动致动器代替,诸如例如一个或多个手动致动按钮。
在所描绘的实施方式中,料筒104可由料筒壳体103形成,其在所描绘的实施方式中可限定构造成容纳液体组合物145的贮存部144。在一些实施方式中,贮存部可以是料筒壳体的一部分(例如,包括料筒壳体的模制特征),而在其它实施方式中,贮存部可包括单独的部件。在一些实施方式中,贮存部可以是一次性的。在一些实施方式中,贮存部可以是可再填充的。在各种实施方式中,贮存部可构造成容纳液体组合物、半固体组合物和/或凝胶组合物,其可包括气溶胶前体组合物。在授予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2014/00597800号和Bless等人的美国专利申请公开第2015/0216232号中描述了用于支承液体组合物的基材、贮存器或其它部件的一些示例类型;上述文献全文以参见的方式纳入本文。此外,在授予Sears等人的美国专利第8,910,640号中阐述了各种芯吸材料,以及特定类型的电子烟内的那些芯吸材料的构造和运行;该文献全文以参见的方式纳入本文。
在一些实施方式中,贮存器可由聚合材料制成,在其它实施方式中,该聚合材料可以是至少部分透明或半透明的。在一些实施方式中,此类材料可包括但不限于聚碳酸酯、丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、无定形共聚酯(PETG)、聚氯乙烯(PVC)、液体硅橡胶(LSR)、环状烯烃共聚物、聚乙烯(PE)、离聚物树脂、聚丙烯(PP)、氟化乙烯丙烯(FEP)、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯(SMMA)、苯乙烯丙烯腈树脂(SAN)、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)及其组合。其它材料可包括例如可生物降解的聚合物,诸如但不限于聚乳酸(PLA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。在一些实施方式中,贮存器可由可至少部分透明或半透明的其它材料制成。这样的材料可包括例如玻璃或陶瓷材料。
在一些实施方式中,气溶胶其它组合物可包含烟草和/或由烟草衍生的成分。在一方面,烟草可作为几部分或几块烟草来提供,比如精细研磨、磨碎或粉末化的烟草薄片。可以包括诸如在Sears等人的美国专利申请公开第2015/0335070号中描述的烟草珠、丸粒或其它固体形式,其公开内容全文通以参见的方式纳入本文。在另一方面,烟草可以提取物的形式来提供,比如喷雾干燥的提取物,该提取物包含烟草的许多水溶性成分。或者,烟草提取物可具有相对高的尼古丁含量的提取物的形式,该提取物还包含少量来自烟草的其它提取物的成分。在另一方面,衍生自烟草的组分可以相对纯的形式提供,比如衍生自烟草的某些调味剂。在一方面,衍生自烟草并且可以高度纯化或基本上纯的形式使用的组分是尼古丁(例如,药物级尼古丁、USP/EP尼古丁等)。在其它实施方式中,单独的非烟草材料可形成气溶胶前体组合物。在一些实施方式中,气溶胶前体组合物可包括具有烟草或非烟草香味的烟草提取的尼古丁和/或具有烟草或非烟草香味的非烟草提取的尼古丁。
在所描绘的实施方式中,液体组合物、有时称为气溶胶前体组合物、蒸气前体组合物或“电子液体”可包含多种组分,这些组分可包括例如多元醇(例如甘油、丙二醇或其混合物)、尼古丁、烟草、烟草提取物和/或香料。在授予Robinson等人的美国专利第7,217,320号、Zheng等人的美国专利公开第2013/0008457号;Chong等人的美国专利公开第2013/0213417号;Collett等人的美国专利公开第2014/0060554号;Lipowicz等人的美国申请专利公开第2015/0030823号;和Koller的美国申请专利公开第2015/0020830号,以及Bowen等人的WO 2014/182736号中还对代表性类型的气溶胶前体的组分和构成进行了阐述和表征,上述公开内容全文以参见的方式纳入本文。可采用的其它气溶胶前体包括已包含在下述产品中的气溶胶前体:R.J.Reynolds Vapor公司的
结合在气溶胶递送系统内的气溶胶前体组合物的量使得气溶胶生成装置提供可接受的感觉上的和期望的性能特征。例如,可使用足够量的气溶胶形成材料(例如,甘油和/或丙二醇),以便确保产生在许多方面类似于烟草烟雾外貌的可见主流气溶胶。气溶胶生成系统内的气溶胶前体的量可取决于诸如每个气溶胶生成装置所期望的抽吸次数之类的因素。在一个或多个实施例中,可以包括约1毫升或更多、约2毫升或更多、约5毫升或更多、或约10毫升或更多的气溶胶前体组合物。
在上述一些示例中,气溶胶前体组合物包含甘油基液体。然而,在其它实施方式中,气溶胶前体组合物可以是水基液体。在一些实施方式中,水基液体可包含超过大约80%的水。例如,在一些实施方式中,水基液体中的水的百分比可在大约90%到大约93%的闭区间范围内。在一些实施方式中,水基液体可包括高达大约10%的丙二醇。例如,在一些实施方式中,水基液体中的丙二醇的百分比可在大约4%到大约5%的闭区间范围内。在一些实施方式中,水基液体可包括高达大约10%的香料。例如,在一些实施方式中,水基液体的(一种或多种)香料的百分比可在大约3%到大约7%的闭区间范围内。在一些实施方式中,水基液体可包括高达大约1%的尼古丁。例如,在一些实施方式中,水基液体中的尼古丁的百分比可在大约0.1%到大约1%的闭区间范围内。在一些实施方式中,水基液体可包括高达大约10%的环糊精。例如,在一些实施方式中,水基液体中的环糊精的百分比可在大约3%到5%的闭区间范围内。在其它实施方式中,气溶胶前体组合物可以是甘油基液体和水基液体的组合。例如,一些实施方式可包括高达大约50%的水和少于大约20%的甘油。其余组分可包括丙二醇、香料、尼古丁、环糊精等中的一种或多种。以下文献中公开了一些可能合适的水基液体组合物的示例:2018年11月1日提交的题为Aerosolisable Formulation(可气溶胶化配方)的GB1817863.2;2018年11月1日提交的题为Aerosolisable Formulation的GB1817864.0;2018年11月1日提交的题为Aerosolisable Formulation的GB1817867.3;2018年11月1日提交的题为Aerosolisable Formulation的GB1817865.7;2018年11月1日提交的题为Aerosolisable Formulation的GB1817859.0;2018年11月1日提交的题为Aerosolisable Formulation的GB1817866.5;2018年11月1日提交的题为GelandCrystalline Powder(格兰德结晶粉)的GB1817861.6;2018年11月1日提交的题为Aerosolisable Formulation的GB1817862.4;2018年11月1日提交的题为AerosolisableFormulation的GB1817868.1,;以及2018年11月1日提交的题为Aerosolised Formulation(气溶胶化配方)的GB1817860.8,每片文献全文均以参见的方式纳入本文。
在一些实施方式中,气溶胶前体组合物可结合能够以各种浓度存在的尼古丁。尼古丁的来源可变化,并且结合在气溶胶前体组合物中的尼古丁可来自单一来源或两种或更多种来源的组合。例如,在一些实施方式中,气溶胶前体组合物可包括衍生自烟草的尼古丁。在其它实施方式中,气溶胶前体组合物可包括衍生自其它有机植物来源的尼古丁,诸如例如包括茄科植物的非烟草植物来源。在其它实施方式中,气溶胶前体组合物可包括合成尼古丁。在一些实施方式中,包含在气溶胶前体组合物中的尼古丁可衍生自非烟草植物来源,如茄科植物的其它组分。气溶胶前体组合物可附加地或替代地包括其它活性成分,包括但不限于植物成分(例如,薰衣草、薄荷、洋甘菊、罗勒、迷迭香、百里香、桉树、生姜、大麻、人参、玛卡和地桑)、褪黑激素、兴奋剂(例如,咖啡因、茶氨酸和瓜拉那)、氨基酸(例如牛磺酸、茶氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)和/或药物、保健品、促智药、精神活性剂和药用成分(例如,诸如B6、B12和C等之类的维生素以及诸如四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD)之类的大麻素)。应当注意,气溶胶前体组合物可包括任何成分、衍生物或上述任何的组合。
如本文所述,气溶胶前体组合物可包括或衍生自一种或多种植物药或其成分、衍生物或提取物。如本文所用,术语“植物的”包括源自植物的任何材料,包括但不限于提取物、叶、树皮、纤维、茎、根、种子、花、果实、花粉、皮、壳等。或者,该材料可包括天然存在于植物中的、合成获得的活性化合物。材料可以是液体、气体、固体、粉末、粉尘、压碎的颗粒、砂粒、丸粒、碎片、条、薄片等形式。示例植物为烟草、桉树、八角茴香、大麻、可可、大麻烟、茴香、柠檬草、薄荷、留兰香、路易波士(rooibos)、洋甘菊、亚麻、生姜、银杏、榛子、芙蓉、月桂、甘草(甘草根)、抹茶、伴侣、橙皮、木瓜、玫瑰、鼠尾草、诸如绿茶或红茶之类的茶、百里香、丁香、肉桂、咖啡、茴香(大茴香)、罗勒、月桂叶、小豆蔻、香菜、孜然、肉豆蔻、牛至、辣椒粉、迷迭香、藏红花、薰衣草、柠檬皮、薄荷、杜松、接骨木花、香草、冬青、紫苏、姜黄、姜黄根、檀香、芫荽、佛手柑、橙花、桃金娘、黑醋栗、缬草、甜椒、肉豆蔻、达米安、马郁兰、橄榄、柠檬香脂、柠檬罗勒、细香葱、香芹、马鞭草、龙蒿、天竺葵、桑椹、人参、茶氨酸、茶碱、玛咖、南非醉茄、披散时钟花、瓜拉那、叶绿素、猴面包树或其任意组合。薄荷可以选自以下薄荷品种:亚洲薄荷(Mentha Arventis)、薄荷c.v.(Mentha c.v)、埃及薄荷(Mentha niliaca)、椒样薄荷(Mentha piperita)、佛手柑薄荷c.v.(Mentha piperita citrata c.v.)、黑胡椒薄荷(Mentha piperita c.v.)、香薄荷(Mentha spicata crispa)、留兰香(Menthacardifolia)、长叶薄荷(Mentha longifolia)、花薄荷(Mentha suaveolens variegata)、唇萼薄荷(Mentha pulegium)、绿薄荷c.v.(Mentha spicata c.v.)和苹果薄荷(Menthasuaveolens)。
如上所述,在各种实施方式中,液体组合物可包括香料或改变吸烟制品的气溶胶的感觉或感官特性或性质的材料。在一些实施方式中,香料可与液体预混合。在其它实施方式中,风味剂可作为主要香料或次要香料从雾化器的下游单独递送。还有其它实施方式可将预混合调味剂与下游调味剂组合。如本文所使用的,所提及的“香料”是指可以被气溶胶化并递送给用户并且在味道和/或香气方面赋予感官体验的化合物或组分。示例性的香料包括但不限于香草醛、乙基香草醛、奶酪、茶、咖啡、水果(例如,苹果、樱桃、草莓、桃子和柑橘风味,包括酸橙、柠檬、芒果和其它柑橘风味)、枫木、薄荷醇、薄荷、胡椒薄荷、留兰香、冬青、肉豆蔻、丁香、熏衣草、小豆蔻、生姜、蜂蜜、茴香、鼠尾草、迷迭香、芙蓉、玫瑰果、马黛茶、冬青茶、蜜树茶、洛依柏丝茶、杏仁甜酒、莫吉托、巴拉圭茶、高丽参、甘菊、姜黄、假马齿苋、银杏叶、催眠睡茄、肉桂、檀香木、茉莉花、西印度苦香树、可可豆、甘草;以及传统上用作卷烟、雪茄和烟斗烟草的调味类型和特性的调味品和风味包。其它示例包括源自或模拟白肋烟、东方烟草、烤烟等的食用香料。也可使用诸如高果糖玉米糖浆之类的糖浆。在Dube等人的美国专利第9,107,453号和美国专利申请公开第2012/0152265号中公开了适合的示例性的植物衍生组合物,其公开内容全文以参见的方式纳入本文。基于诸如吸烟制品所需的感官特性之类的因素,这些另外的组分的选择是可变的,并且本公开旨在涵盖对烟草和烟草相关或烟草衍生产品领域的技术人员而言显而易见的任何此类另外的组分。参见例如诺伊斯数据公司(Noyes Data Corp.)的Gutcho的“Tobacco Flavoring Substances andMethods(烟草调味物质和方法)”(1972)和Leffingwell等人的“Tobacco Flavoring forSmoking Products(用于吸烟产品的烟草调味)”(1972),其公开内容全文以参见的方式纳入本文。应当注意的是,对香料的提及不应限于如上所述的任何单一香料,并且实际上可表示一种或多种香料的组合。
如本文所用,术语“风味剂”、“香料”、“调味剂”等是指在当地法规允许的情况下可用于在成年消费者的产品中产生期望的味道、香气或其它体感感觉的材料。它们可以包括天然存在的风味材料、植物药、植物药提取物、合成获得的材料或它们的组合(例如,烟草、大麻、甘草(甘草根)、绣球花、丁香酚、日本白皮木兰叶、洋甘菊、胡芦巴、丁香、枫叶、抹茶、薄荷醇、日本薄荷、八角(茴香)、肉桂、姜黄、印度香料、亚洲香料、草本植物、鹿蹄草、樱桃,浆果,红浆果,蔓越莓、桃子、苹果、橙子、芒果、柑桔、柠檬、酸橙、热带水果、木瓜、大黄、葡萄、榴莲、火龙果、黄瓜、蓝莓、桑葚、柑橘类水果、苏格兰威士忌利口酒、波本威士忌、苏格兰威士忌、威士忌、杜松子酒、龙舌兰酒、朗姆酒、留兰香、薄荷、薰衣草、芦荟、小豆蔻、芹菜、卡斯特里拉、肉豆蔻、檀香、佛手柑、天竺葵、阿拉伯茶、纳斯瓦、槟榔、水烟、松树、蜂蜜精华、玫瑰油、香草、柠檬油、橙油、橙花、樱花、决明子、胡荽、白兰地、茉莉花、依兰、鼠尾草、茴香、山葵、胡椒、生姜、芫荽、咖啡、大麻、薄荷属的任何物种的薄荷油、桉树、八角茴香、可可、柠檬草、路易波士、亚麻、银杏叶、榛子、木槿、月桂、伴侣、橙皮、玫瑰、诸如绿茶或红茶之类的茶、百里香、杜松、接骨木花、罗勒、月桂叶、孜然、牛至、辣椒、迷迭香、藏红花、柠檬皮、薄荷、紫苏、姜黄、香菜、桃金娘、黑醋栗、缬草、甜椒、肉豆蔻、达米安、马郁兰、橄榄、柠檬香脂、柠檬罗勒、细香葱(韭菜)、香芹、马鞭草、龙蒿、柠檬烯、百里酚、莰烯)、增味剂、苦味受体部位阻断剂、感觉受体部位激活剂或刺激剂、糖类和/或糖类替代品(例如,三氯蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜、糖精、甜蜜素、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇或甘露醇),以及其它添加剂,诸如木炭、叶绿素、矿物质、植物药或口气清新剂。它们可以是仿制的、合成的或天然的成分或其混合物。它们可以是任何合适的形式,例如,诸如油之类的液体、诸如粉末之类的固体或气体。
在一些实施方式中,风味剂包括薄荷醇、留兰香和/或胡椒薄荷。在一些实施例中,风味剂包含黄瓜、蓝莓、柑橘类水果和/或红莓的风味组分。在一些实施例中,风味剂包括丁香酚。在一些实施例中,风味剂包括从烟草中提取的风味组分。在一些实施例中,风味剂包括从大麻中提取的风味组分。
在一些实施方式中,风味剂可包含感觉剂,其旨在实现体感感觉,除了或代替芳香或味觉神经,体感感觉通常通过刺激第五颅神经(三叉神经)以化学方式诱导和感知,并且这些可能包括提供加热、冷却、刺痛、麻木效果的药剂。合适的热效应剂可以是但不限于香草基乙基醚,并且合适的冷却剂可以是但不限于桉树脑、WS-3。
基于诸如吸烟制品所期望的感官特性之类的因素,这些另外的组分的选择可以是可变的,并且本公开旨在涵盖对烟草和烟草相关或烟草衍生产品领域的技术人员而言显而易见的任何此类另外的组分。参见诺伊斯数据公司(Noyes Data Corp.)的Gutcho的“Tobacco Flavoring Substances and Methods(烟草调味物质和方法)”(1972)和Leffingwell等人的“Tobacco Flavoring for Smoking Products(用于吸烟产品的烟草调味)”(1972),其公开内容全文以参见的方式纳入本文。
返回参照图2,所描绘的实施方式的贮存部144经由一个或多个附加部件与雾化组件115的至少一部分流体连通。在一些实施方式中,贮存部144可包括独立的容器(例如,由基本上不可渗透液体组合物的壁形成)。在一些实施方式中,贮存部的壁可以是柔性的和/或可塌缩的,而在其它实施方式中,贮存部的壁可以是基本上刚性的。在一些实施方式中,贮存部可基本上被密封以防止气溶胶前体组合物从中通过,除非经由明确设置用于液体组合物通过的任何特定开口或导管,比如穿过如在本文中以其它方式描述的一个或多个输送元件。
在所描绘的实施方式中,电连接件116将雾化组件115连接至料筒104的基部140,其在组装到控制单元102时提供到控制部件106和/或电源110的电连接。如上所述,雾化组件115构造成电连接于电源110和/或控制部件106。以这种方式,所描绘的实施方式的雾化组件115可由电源110和/或控制部件106供电。在所描绘的实施方式中,雾化组件115构造成蒸发(例如,雾化等)液体组合物的至少一部分以生成气溶胶。
在所描绘的实施方式中,雾化组件115经由液体递送部件165与贮存部144中的至少一部分液体组合物流体联接。在所描绘的实施方式中,控制单元壳体101包括进气口118,该进气口可包括在壳体中靠近联接件124的开口,从而允许环境空气进入控制单元壳体101,然后空气在那里经过联接件124的空腔125,并最终进入或围绕雾化组件115,在那里它可与蒸发的液体组合物混合以包括递送给用户的气溶胶。应当注意,在其它实施方式中,进气口118不限于在控制单元壳体101上或附近。例如,在一些实施方式中,进气口可通过料筒壳体103(例如,使得它不进入控制单元102)或气溶胶递送装置100的一些其它部分形成。在所描绘的实施方式中,包括开口128的嘴件部分可存在于料筒壳体103中(例如,在料筒104的嘴端处)以允许形成的气溶胶从料筒104流出,诸如用于递送至在料筒104的嘴端上吸气的用户。
在各种实施方式中,料筒104还可包括至少一个电子部件150,电子部件可包括集成电路、存储器部件、传感器等,但是这样的部件不是必须包括的。在包括这种部件的那些实施方式中,电子部件150可适于通过有线或无线方式与控制部件106和/或与外部装置通信。在各种实施方式中,电子部件150可定位在料筒104或其基部140内的任何位置。在Sur的美国专利申请公开第2019/0014819号中描述了可适用于本公开的电子/控制部件的一些示例,其全文以参见的方式纳入本文。尽管在所描绘的实施方式中,控制部件106和流量传感器108是分开示出的,但应当注意,在一些实施方式中,控制部件和流量传感器可结合而成为电子电路板,空气流量传感器直接附连于该电子电路板。在一些实施例中,空气流量传感器可包括其自身的电路板或其可附连于的其它基部元件。在一些实施例中,可采用柔性电路板。柔性电路板可构造成各种形状,包括基本上管状的形状。例如,在Worm等人的美国专利申请公开第2015/0245658号中描述了印刷电路板和压力传感器的构造,该文献的公开内容以参见的方式纳入本文。在授予小Sprinkel的美国专利第5,261,424号;授予McCafferty等人的美国专利第5,372,148号;以及Flick的PCT WO 2010/003480中描述了附加类型的传感或检测机构、其结构和构造、其部件、及其一般操作方法,上述文献全文以参见的方式纳入本文。
在一些实施方式中,当用户在制品100上吸气时,传感器108可检测到气流,并且可启动雾化组件115,这可蒸发液体组合物。如上所述,在一些实施方式中,在制品100的嘴端上吸气使得环境空气进入进气口118并穿过联接件124中的空腔125和基部140。在料筒104中,所吸入的空气与所形成的蒸气结合以形成气溶胶。将气溶胶搅拌、吸入或以其它方式从雾化组件115抽离,并从制品100的嘴端中的嘴开口128中抽出。如所指出的,在其它实施方式中,在没有气流传感器的情况下,雾化组件115可诸如通过按钮(未示出)来手动地启动。此外,在一些实施方式中,进气可通过料筒进行或在料筒与控制单元之间进行。应当注意的是,在一些实施方式中,雾化组件与制品的嘴端中的开口之间可能存在一个或多个部件。例如,在一些实施方式中,可存在位于雾化组件下游的加热部件。在各种实施方式中,加热部件可包括构造成升高所生成的气溶胶的温度的任何装置,包括例如一个或多个线圈加热部件、陶瓷加热部件等。
在一些实施方式中,一个或多个输入元件可包括在气溶胶递送装置中(并且可替代或对气流传感器、压力传感器或手动按钮进行补充)。在各种实施方式中,可包括输入元件以允许用户控制设备的功能和/或向用户输出信息。可采用任何部件或部件的组合来作为用于控制装置的功能的输入部。例如,在Worm等人的美国专利申请公开第2015/0245658中描述了可使用一个或多个按钮,该文献全文以参见的方式纳入本文。同样地,如在Sears等人的美国专利申请公开第2016/0262454号中描述的,可使用触摸屏,该文献全文以参见的方式纳入本文。作为进一步的示例,适于基于气溶胶递送装置的指定运动而进行姿势识别的部件可用作输入部。参见Henry等人的美国申请公开第2016/0158782号,该文献全文以参见的方式纳入本文。作为又一种示例,可以在气溶胶递送装置上实施电容传感器,以使用户能够例如通过触摸装置的表面来提供输入,在该表面上实施有电容传感器。
在一些实施方式中,输入元件可包括诸如智能手机或平板电脑之类的计算机或计算装置。具体地,气溶胶递送装置可诸如经由使用USB线或类似协议接线到计算机或其它装置。气溶胶递送装置还可经由无线通信与计算机或其它用作输入的装置通信。例如,参见如在Ampolini等人的美国专利申请公开第2016/0007561中描述的用于经由读取请求来控制装置的系统和方法,其公开内容全文以参见的方式纳入本文。在这样的实施方式中,应用程序或其它计算机程序可以与计算机或其它计算装置结合使用以向气溶胶递送装置输入控制指令,这种控制指令包括例如通过选择尼古丁含量和/或另外包括的香料的含量来形成特定组合物的气溶胶的能力。
在授予Harris等人的美国专利第5,967,148号;授予Watkins等人的第5,934,289号;授予Counts等人的美国专利第5,954,979号;授予Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号;授予Hon的美国专利第8,365,742号;授予Fernando等人的美国专利第8,402,976号;Fernando等人的美国专利申请公开第2010/0163063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2013/0298905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号以及DePiano等人的美国专利申请公开第2014/0261408号中描述了可结合到本公开的气溶胶递送系统中的其它特征、控制器或部件,上述文献全文以参见的方式纳入本文。
在各种实施方式中,雾化组件可包括各种不同的部件或装置,这些部件或装置构造成由液体组合物生成气溶胶。例如,在一些实施方式中,雾化组件可包括喷雾器组件,该喷雾器组件可构造成利用压缩空气生成气溶胶。在其它实施方式中,雾化组件可包括超声组件,该超声组件可构造成利用超声波在液体组合物内的形成来生成气溶胶。在其它实施方式中,雾化组件可包括振动网组件,该振动网组件可包括压电材料(例如,压电陶瓷材料),压电材料固定于网板(例如,穿孔板,诸如微穿孔网板)并基本上围绕网板,该网板在液体组合物内或靠近液体组合物的表面振动以生成气溶胶。在另外其它的实施方式中,雾化组件可包括表面声波(SAW)或雷利波组件,这些组件可利用表面波特性在液体组合物的表面处生成气溶胶。应当注意,出于本申请的目的,超声组件可以是构造成在液体组合物内产生超声波的任何组件。在一些实施方式中,例如,振动网组件也可以作为超声波组件操作。
包括振动组件的雾化组件的示例在图3中示出。具体地,图3示出了包括振动部件217和网板219的雾化组件215。尽管其它构造也是可能的,但在所描绘的实施方式中,振动部件217包括压电部件。在一些实施方式中,可包括附加部件。例如,在一些实施方式中,可包括支承部件,该支承部件位于网板的与振动部件相对的一侧上(例如,使得网板夹在支承部件和振动部件之间)。尽管其它构造是可能的,但在一些实施方式中,支承部件可包括支承环。在各种实施方式中,支承部件可由任何合适的材料制成,包括但不限于聚合物、金属和/或陶瓷材料。以这种方式,在一些实施方式中,支承部件可增加网板的寿命。在一些实施方式中,支承部件可以是可更换的,而在其它实施方式中,支承部件可固定于网板和/或振动部件。在一些实施方式中,可使用位于网板和振动部件之间的辅助部件。尽管其它构造是可能的,但在一些实施方式中,辅助部件可包括辅助环。在各种实施方式中,辅助部件可由任何合适的材料制成,包括但不限于聚合物、金属和/或陶瓷材料。以这种方式,辅助部件可有助于部件的界面接触。在一些实施方式中,辅助部件可以是可更换的,而在其它实施方式中,辅助部件可固定于网板和/或振动部件。
在一些实施方式中,振动部件和网板可永久地彼此固定,例如经由诸如例如环氧树脂或其它胶水之类的粘合剂或通过超声焊接、机械紧固件等将部件固定在一起,而在其它实施方式中,振动部件和网板可非永久地彼此固定。相反,它们可以是可分离的并且保持或被迫彼此接触。在各种实施方式中,网板可具有多种不同的构造。例如,在一些实施方式中,网板可具有基本上平坦的轮廓。在其它实施方式中,网板可具有基本上圆顶的形状,其相对于贮存部和/或液体组合物可以是凹的或凸的。在其它实施方式中,网板可包括基本上平坦的部分和圆顶部分。在各种实施方式中,网板可由多种不同的材料制成。在一些实施方式中,网板可由金属材料制成,诸如但不限于不锈钢、钯-镍或钛。在其它实施方式中,网板可由聚合材料制成,诸如例如聚酰亚胺聚合物。在另外其它的实施方式中,网板可由多种材料的组合制成。
在各种实施方式中,第一雾化组件或第二雾化组件中的一个或两个的结构可进行变化。例如,图4A-4F示出了各种雾化组件的示例性实施方式。在一些实施方式中,图1中描绘的实施方式的雾化组件可具有这些构造中的一种。具体地,图4A示出了雾化组件315A,该雾化组件包括固定于网板319A并基本上围绕网板319A的压电部件317A。图4B示出雾化组件315B,该雾化组件包括夹在压电部件317B的两个部分之间的网板319B。图4C示出了雾化组件315C,该雾化组件包括固定于网板319C并基本上围绕网板319C的压电部件317C,其中,网板319C的至少一部分是弯曲的。图4D示出了雾化组件315D,该雾化组件包括夹在压电部件317D的两个部分之间的网板319D,其中,网板319D的至少一部分是弯曲的。图4E示出了雾化组件315E,该雾化组件包括固定于网板319E并基本上围绕网板319E的一侧的压电部件317E,其中,网板319E的另一侧包括基本上围绕并固定于该侧的金属环321E。图4F示出了包括网板319F的雾化组件315F,网板319F的一侧包括金属部件321F,该金属部件基本上围绕并固定于网板,网板319F和金属部件321F夹在压电部件317F的两个部分之间。应当注意,在其它实施方式中,本发明的一个或两个雾化组件不需要局限于这些构造。
返回参照图3,所描绘的实施方式的网板219包括多个穿孔。在一些实施方式中,穿孔可由板的表面中的圆形开口限定。在其它实施方式中,穿孔可由板表面中的非圆形开口限定,诸如例如椭圆形、矩形、三角形或规则或不规则多边形开口。在各种实施方式中,可使用各种不同的方法产生穿孔,包括但不限于经由激光(例如,飞秒激光)或经由电镀(例如,光刻或聚焦离子束)或经由使用高能或低能聚焦离子束或电子束。在各种实施方式中,由穿孔穿过板限定的形状可变化。例如,在一些实施方式中,由穿孔穿过板限定的形状可以基本上是圆柱形的。在其它实施方式中,由穿孔穿过板限定的形状可以是基本上圆锥形的(例如,具有截头圆锥形状,其限定板的一个表面上的较小开口和板的相对表面上的较大开口)。在其它实施方式中,由穿孔穿过板限定的形状可以是四边形或金字塔形的。据信,在一些实施方式中,基本上圆锥形的穿孔可提高网在雾化液体组合物方面的性能。尽管可使用网板的任何定向,但在一些实施方式中,穿孔限定穿过板的大致圆锥形形状,较大的开口可定位成靠近液体组合物的表面,而较小的开口可限定气溶胶出口区域。在带有具有基本上圆锥形形状的穿孔的一些实施方式中,较小开口的尺寸可在大约1微米至大约10微米的闭区间范围内,平均尺寸为大约2微米至大约5微米。在其它实施方式中,较小开口的尺寸可在大约几百纳米至大约4微米的闭区间范围内,平均尺寸为大约2微米至大约3.1微米。在其它实施方式中,较小端的尺寸可具有在大约几百纳米至大约2微米的闭区间范围内的尺寸,平均尺寸大约为1微米。在一些实施方式中,较大开口的尺寸可在大约10微米至大约60微米的闭区间范围内,平均尺寸为大约20微米至大约30微米。在其它实施方式中,较大开口可具有在大约5微米至大约20微米的闭区间范围内的尺寸,平均尺寸大约为10微米。在一些实施方式中,穿孔的尺寸在整个板的穿孔部分可以是基本上均匀的;然而,在其它实施方式中,穿孔的尺寸可变化。以这种方式,形成的气溶胶可具有不同尺寸的气溶胶液滴。例如,在一些实施方式中,穿孔可在板的一部分中较大而在板的另一部分中较小。此类部分可包括例如板的中心和板的周界,或从板的中心径向延伸的交替环。
在各种实施方式中,网板可具有任意数量的穿孔。在一些实施方式中,例如,网板中的穿孔的数量可以在大约200至大约6000的包括范围内,其中穿孔的平均数量为大约1100至大约2500。在其它实施方式中,网板中的穿孔的数量可在大约400至大约1000的闭区间范围内。在各种实施方式中,振动部件的厚度和网板的厚度可变化。例如,在一些实施方式中,网板的厚度可在几微米到几毫米的范围内。在各种实施方式中,网板的总直径可变化。例如,在一些实施方式中,网板的总直径可在大约几毫米到大约30毫米的范围内。在一些实施方式中,振动部件的外径可大于网板的总直径。在其它实施方式中,振动部件的外径可与网板的总直径基本上相同。在另外其它的实施方式中,振动部件的外径可小于网板的总直径。在各种实施方式中,穿孔区域的直径可小于网板的总直径。例如,在一些实施方式中,穿孔区域的直径可以在大约1毫米至大约20毫米的闭区间范围内,平均大约4毫米至大约12毫米。在一些实施方式中,振动部件的内径可大于网板的穿孔区域的直径。在其它实施方式中,振动部件的内径可基本上等于或小于网板的穿孔区域的直径。在一些实施方式中,振动部件的厚度可在几百微米到几十毫米的范围内。例如,在一些实施方式中,振动部件的厚度可小于1毫米。
如上所述,在一些实施方式中,振动部件可包括压电部件。例如,在各种实施方式中,振动部件可包括压电环,压电环在一些实施方式中可由压电陶瓷材料制成。应当注意,虽然所描绘的实施方式描述了压电环形式的压电部件,但是在其它实施方式中,压电部件不需要局限于环形物体。例如,在一些实施方式中,压电部件可具有矩形、椭圆形、六边形、三角形以及规则或不规则多边形形状。一般而言,压电陶瓷材料具有压电特性(例如,铁电特性),其中,它们构造成当暴露于电刺激时形状变化程度很小(例如,在我方的申请中为1-2微米)。这是由于压电陶瓷材料的晶体结构发生了变化(例如,从斜方晶系到立方晶系,或从六方晶系到立方晶系等)。对于压电陶瓷环,这种形状变化导致内部应变,并因此导致圆盘收缩,这使得由于其刚性结构而导致圆盘弯曲。因为环是固定于网板的,所以环的弯曲转移到网材料。当电流从压电环断开时,环和网板恢复到原始的形状和位置。因此,形状和位置的连续变化将导致可用作振动源的振荡运动。在各种实施方式中,压电环的频率可在几Hz(赫兹)到几MHz(兆赫)的范围内。例如,在一些实施方式中,压电环的频率在大约50KHz(千赫)至大约150KHz的闭区间范围内,在一实施方式中,平均为大约110KHz,在另一实施方式中,平均为大约113KHz,在另一实施方式中,平均为大约117KHz,在另一实施方式中,平均为大约130KHz,在另一实施方式中,平均为大约150KHz,在另一实施方式中,平均为大约170KHz,并且在另一实施方式中,平均为大约250KHz。在其它实施方式中,压电环的频率在大约1MHz至大约5MHz的闭区间范围内,平均大约3MHz至大约3.5MHz。
在各种实施方式中,各种不同的压电材料是可能的,包括天然或合成材料。天然压电材料的一些非限制性示例包括,例如,石英、二氧化钼(AlPO
在各种实施方式中,雾化组件的网板可以与液体组合物的至少一部分接触,和/或可靠近液体组合物的至少一部分,和/或可诸如经由液体递送部件接纳液体组合物的至少一部分。以这种方式,板产生的振动从接触的液体组合物生成气溶胶。具体地,在一些实施方式中,液体组合物被驱动通过多个微穿孔,从而导致生成多个气溶胶颗粒。同样地,在其它实施方式中,诸如例如网板浸没在液体组合物中的实施方式中,板的振动在液体组合物内产生超声波,这导致在液体组合物的表面处形成气溶胶。如以下将更详细描述的,在其它实施方式中,液体组合物可施加和/或转移至雾化组件以产生气溶胶。在各种实施方式中,网板可由多种材料制成,包括例如一种或多种金属材料,诸如钛、不锈钢、钯、镍等,或者聚合物材料,诸如聚酰亚胺材料等。
返回参照图1,在所描绘的实施方式中,雾化组件115可经由控制部件106和/或电源108来控制。以这种方式,雾化组件115的控制可以是自动的或按需的。在一些实施方式中,雾化组件的自动激活可例如通过用户在装置上的吸气来触发。在一些实施方式中,雾化组件的按需激活可使用输入元件来激活,诸如例如压力激活装置(例如,一个或多个按钮)。
图5示出了本发明的示例性实施方式的贮存部444、液体组合物445、液体递送部件465和雾化组件415的侧视示意图。在所描绘的实施方式中,液体递送部件465构造成将液体组合物465的至少一部分递送至雾化组件415。在各种实施方式中,液体递送部件可包括一个或多个微通道,这些微通道构造成将液体组合物的至少一部分递送至雾化组件。以这种方式,在一些实施方式中,(一个或多个)微通道的一端可与液体组合物流体联接(例如,经由贮存部)并且(一个或多个)微通道的另一端可与雾化组件流体联接。在各种实施方式中,本发明的液体递送和雾化组件可包括液体递送部件,该液体递送部件包括单个微通道或多个(例如,两个或更多个)微通道。图6A中示出了本发明的液体递送部件的一实施方式的示意性示例。如图所示,所描绘的实施方式的液体递送部件565包括单个微通道570。图6B中示出了本发明的液体递送部件的另一示意性示例。如图所示,所描绘的实施方式的液体递送部件665包括多个(例如,两个或更多个,在这种情况下为四个)微通道670a、670b、670c和670d。应当注意,尽管图6A和6B的微通道中的每一个示意性地示出为限定基本上笔直的路径,但是在各种其它实施方式中,一个或多个微通道可限定非笔直的路径。例如,一些实施方式可包括限定弯曲和/或蛇形路径的一个或多个微通道。在各种实施方式中,液体递送部件的(一个或多个)微通道可具有多种横截面形状。例如,在一些实施方式中,一个或多个微通道可具有基本上圆形的横截面形状。在其它实施方式中,一个或多个微通道可具有非圆形横截面形状,包括但不限于椭圆形、三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、八边形、十字形等。
在各种实施方式中,液体递送部件可具有任何形状并且可由多种材料制成。例如,在一些实施方式中,液体递送部件可由金属材料制成。在其它实施方式中,液体递送部件可由聚合材料制成。
在各种实施方式中,液体递送部件包括构造成至少部分地控制液体组合物到雾化组件的流动的可变流动特性。在一些实施方式中,液体递送部件的可变流动特性可沿着液体递送部件的一个或多个微通道的至少一部分限定。在一些实施方式中,这种控制在不使用阀、射流泵或其它控制机构的情况下是可能的。在各种实施方式中,对液体组合物的流动的控制可包括但不必限于控制递送至雾化组件的液体组合物的速度,和/或控制液体组合物到雾化组件的递送时刻,和/或递送至雾化组件的液体组合物的体积。在各种实施方式中,(一个或多个)微通道的可变流动特性能够以各种不同的方式产生。
在一些实施方式中,(一个或多个)微通道的可变流动特性可经由(一个或多个)微通道的表面能梯度产生。例如,在一示例性实施方式中,(一个或多个)微通道的表面能梯度可经由(一个或多个)微通道的一种或多种表面处理产生。例如,在一些实施方式中,(一个或多个)微通道可经受表面处理,从而导致表面粗糙度差异,这产生了(一个或多个)微通道的表面能梯度。在其它示例性实施方式中,(一个或多个)微通道可包括一个或多个表面涂层。
在另一示例性实施方式中,可变流动特性可经由(一个或多个)微通道的几何形状来产生。例如,在一些实施方式中,(一个或多个)微通道可具有沿着其长度变窄(或打开)的形状,以产生可变流动特性。例如,在一实施方式中,一个或多个微通道可具有圆锥形状。在其它示例性实施方式中,(一个或多个)微通道的横截面形状可变化。例如,在一些实施方式中,(一个或多个)微通道或其各部分可具有不同的横截面形状,包括但不限于u形、v形、半圆形或圆锥形横截面和/或横截面部分。
在另一示例性实施方式中,(一个或多个)微通道的可变流动特性可经由作用在液体递送部件和/或递送至雾化组件的液体组合物的部分上的电磁力产生。具体地,在一些示例性实施方式中,气溶胶递送装置可包括来源,该来源构造成生成电磁场,该电磁场作用在液体递送部件上以产生其可变流动特性。替代地或附加地,在其它实施方式中,气溶胶递送装置可包括来源,该来源构造成生成电磁场,该电磁场作用在递送至雾化组件的液体组合物的部分上。在这样的实施方式中,液体组合物可包括一种或多种成分,这些成分构造成在存在电磁场的情况下反应。
在另一示例性实施方式中,(一个或多个)微通道的可变流动特性可经由(一个或多个)微通道的一个或多个温差产生。在一些这样的实施方式中,可使用加热布置来生成一个或多个温差。在各种实施方式中,这种加热布置可包括但不必限于感应加热布置、电阻加热布置和/或微波加热布置。在一实施方式中,感应加热布置可以包括液体递送谐振发射器和液体递送谐振接收器(例如,一个或多个液体递送感受器)。在一些实施方式中,液体递送部件或其一部分、诸如其(一个或多个)微通道可用作(一个或多个)液体输送感受器。以这种方式,气溶胶递送装置的操作可能需要将交流电引导至液体递送谐振发射器以产生振荡磁场,以便在(一个或多个)液体递送感受器中感应涡流。
在一些实施方式中,液体递送部件的至少一部分可涂覆有一种或多种材料(例如,铁磁和/或非铁磁材料),这些材料构造成使用诸如感应线圈之类的谐振发射器生成热量。例如,在一些实施方式中,液体递送部件的至少一部分(例如,一个或多个微通道)可涂覆有铁磁材料,包括但不限于钴、铁、镍、锌、锰及其任何组合。在其它实施方式中,液体递送部件或其一部分可涂覆有金属材料,诸如但不限于铝或不锈钢,以及陶瓷材料,诸如但不限于碳化硅、碳材料,以及上述任何材料的任何组合。在另外其它的实施方式中,这些材料可包括其它导电材料,包括诸如铜之类的金属、导电材料的合金或其中嵌入一种或多种导电材料的其它材料。
在图7中描绘了用于产生(一个或多个)微通道的可变流动特性的感应加热布置的示例。具体地,图7示出了根据本发明的示例性实施方式的用于与气熔胶递送装置一起使用的液体递送和雾化组件的侧视示意图。该附图示出了包含液体组合物745、液体递送部件765和雾化组件715的贮存部744的示意图。这些部件(及其可能的变化)的描述参见以上描述,在此不再赘述。所描绘的实施方式还包括感应加热布置780。在所描绘的实施方式中,液体递送部件765的一部分、诸如例如其一个或多个微通道包括感应加热布置780的液体递送谐振接收器(例如,(一个或多个)液体递送感受器),并且螺旋线圈785包括感应加热布置780的液体递送谐振发射器。以这种方式,所描绘的实施方式构造成在一个或多个微通道中生成一个或多个温差,这在一个或多个微通道中产生可变流动特性。在各种实施方式中,感应加热布置的控制可经由气溶胶递送装置的控制部件进行,该控制可与控制部件的其它控制功能组合或独立。
应当注意,在其它实施方式中,一个或多个补充的液体输送元件可与液体递送部件结合使用。例如,在一些实施方式中,补充的液体输送元件可由如下材料形成:纤维材料(例如有机棉、醋酸纤维素、再生纤维素织物、玻璃纤维)、聚合物、丝绸、颗粒、多孔陶瓷(例如氧化铝、二氧化硅、氧化锆、SiC、SiN、AlN等)、多孔金属、多孔碳、石墨、多孔玻璃、烧结玻璃珠、烧结陶瓷珠、毛细管、多孔聚合物等等。在一些实施方式中,补充的液体输送元件还可以是任何包含开口孔隙网络的材料(即,多个互连的孔隙,使得流体可通过该元件从一个孔隙沿多个方向流向另一孔隙)。孔隙可以是纳米孔隙、微孔隙、大孔隙或其组合。如本文进一步讨论的,本公开的一些实施方式可具体地涉及对非纤维输送元件的使用。由此,可明确排除纤维输送元件。替代地,可采用纤维输送元件和非纤维输送元件的组合。在一些实施例中,补充的液体输送元件可以是基本上固态的无孔材料,比如聚合物或致密的陶瓷或金属,或者超吸水性聚合物,其构造成引导液体通过孔或狭槽,而不必依靠通过毛细作用的芯吸。这种固态主体可与多孔吸收垫结合使用。吸收垫可由二氧化硅基纤维、有机棉、人造丝纤维、醋酸纤维素、再生纤维素织物、高度多孔的陶瓷或金属网等形成。在一些实施方式中,补充的液体输送元件可包括可通过挤压技术形成的多叶陶瓷或其它材料(诸如上述材料的任何一种或组合)。
在授予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2014/00597800号和Bless等人的美国专利申请公开第2015/0216232号中描述了用于支承气溶胶前体的一些代表性类型贮存部或其它部件;上述文献全文以参见的方式纳入本文。此外,在授予Sears等人的美国专利第8,910,640号中阐述了各种芯吸材料,以及特定类型的电子烟内的那些芯吸材料的构造和运行;该文献全文以参见的方式纳入本文。在各种实施方式中,织造和/或非织造芳族聚酰胺纤维可用于补充的液体输送元件中。在一些实施方式中,补充的液体输送元件可部分或完全由诸如多孔陶瓷、多孔玻璃等之类的多孔单体形成。例如,在Davis等人的美国专利申请公开第2017/0188626号以及LaMothe的美国专利申请公开第2014/0123989号中描述了可适用于根据本公开的实施例的示例性单体材料,其公开内容全文以参见的方式纳入本文。在一些实施方式中,多孔单体可形成基本上为实心的芯吸部。
在一些实施方式中,除了经由至少一个雾化组件、诸如例如经由包括压电部件的振动组件使液体组合物气溶胶化之外,雾化可经由一个或多个雾化加热布置发生,在一些实施方式中,这些雾化加热布置可加热雾化组件的压电部件以进一步或替代地使液体组合物的一部分气溶胶化。在各种实施方式中,这种气溶胶化加热布置可包括但不必限于感应加热装置、电阻加热装置和/或微波加热装置。在一些实施方式中,气溶胶化加热布置可包括气溶胶化感应加热布置,该气溶胶化感应加热布置包括气溶胶化谐振发射器和气溶胶化谐振接收器(例如,一个或多个气溶胶化感受器)。在一些实施方式中,气溶胶化谐振发射器可以是与用作液体递送谐振发射器的谐振发射器相同的谐振发射器或不同的谐振发射器。例如,在一些实施方式中,谐振发射器可包括相同的螺旋线圈。在一些实施方式中,气溶胶化感受器可以是雾化组件的一部分,诸如例如压电部件。例如,在各种实施方式中,压电部件的至少一部分可涂覆有一种或多种材料(例如,铁磁和/或非铁磁材料),这些材料构造成使用诸如感应线圈之类的谐振发射器生成热量。例如,在一些实施方式中,压电部件的至少一部分可涂覆有铁磁材料,包括但不限于钴、铁、镍、锌、锰及其任何组合。在其它实施方式中,压电部件可涂覆有金属材料,诸如但不限于铝或不锈钢,以及陶瓷材料,诸如但不限于碳化硅、碳材料,以及上述任何材料的任何组合。在另外其它的实施方式中,这些材料可包括其它导电材料,包括诸如铜之类的金属、导电材料的合金或其中嵌入一种或多种导电材料的其它材料。以这种方式,一些实施方式的雾化组件可同时或单独地使用振动和热能来生成气溶胶。应当注意,在一些实施方式中,作为涂层的替代,上述材料中的一种或多种可加载到大块压电元件中和/或呈大颗粒/微颗粒/纳米颗粒的形式。
尽管在本公开的一些实施方式中,料筒和控制单元通常可作为完整的气溶胶递送装置一起提供,但是这些部件也可分开提供。例如,本公开还涵盖与可重复使用单元一起使用的一次性单元。在特定实施方式中,这种一次性单元(其可以是如附图中所示的料筒)可以构造成接合可重复使用的单元(其可以是如附图中所示的控制单元)。在另外其它的构造中,料筒可包括可重复使用的单元并且控制单元可包括一次性单元。
尽管本文描述的一些附图示出了处于工作关系的料筒和控制单元,但应当理解的是,料筒和控制单元可作为单独的部件存在。因此,在本文中就其它方面所提供的关于组合的部件的任何讨论也应理解为适用于作为单独的和分开的部件的控制单元和料筒。
在另一方面,本公开可涉及提供如本文所述的多种部件的套件。例如,套件可包括具有一个或多个料筒的控制单元。套件还可包括具有一个或多个充电部件的控制单元。套件还可包括具有一个或多个电池的控制单元。套件还可包括具有一个或多个料筒和一个或多个充电部件和/或一个或多个电池的控制单元。在另外的实施方式中,套件可包括多个料筒。套件还可包括多个料筒和一个或多个电池和/或一个或多个充电部件。在以上实施方式中,料筒或控制单元可设有包括在其内的加热构件。本发明的套件还可包括容纳一个或多个另外的套件部件的外壳(或其它包装、携带或存储部件)。外壳可以是可重复使用的硬的或软的容器。进一步地,外壳可以仅仅是盒子或其它包装结构。
本公开的许多修改和其它实施方式将被本公开所属领域的技术人员想到,其具有在前面的描述和相关联的附图中呈现的教示内容的益处。因此,应该理解到,本发明不局限于所揭示的具体实施例,各种修改和其它的实施例都将包含到附后权利要求书的范围之内。尽管在文中使用了特定的术语,但它们是以一般和描述意义使用的,而不是出于限制的目的。
- 用于控制医疗装置中的能量递送的方法和系统
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- 用于气溶胶递送装置的充电附件装置及用于为气溶胶递送装置提供交互式服务的系统和方法
- 用于气溶胶递送装置的充电附件装置以及用于为气溶胶递送装置提供交互式服务的相关系统、方法、设备和计算机程序产品