间接放热汽化基体的制作方法

间接放热汽化基体
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年1月31日提交的标题为“indirect exothermal vaporization matrix[间接放热汽化基体]”的美国临时专利申请序列号62/799,519的优先权，其全部内容通过援引全文并入本文。


背景技术：

[0003]
本公开涉及汽化器、电子烟和相关部件的领域。本公开更具体地涉及放热汽化和/或雾化肺部施用装置领域。
[0004]
在几乎所有当前和先前的设计用于施用雾化和/或汽化化合物的汽化器型装置中，都是利用某种类型的电加热元件来提供散布描述的化合物所需的能量。该加热元件(通常是一种电阻丝线圈)通常与某种芯吸部件直接接触，通过热能的直接传导产生蒸气和/或雾化化合物。这种布置的一些主要缺点是由于高强度热源(通常是电阻丝)与某种芯吸材料直接接触造成的。由于电阻丝在输送足够的热能以促进目标化合物以及载体流体(如果存在)的汽化和/或雾化的过程中产生过高的温度，从而造成这些缺点。这源自于丝的几何形状和电阻丝的工作性质。为了具有产生足够热强度所需的合适电阻以及具有装置可用电压下的足够热量单位，丝直径需要落入规定的直径范围内，并且具有适当的匝数和长度以产生合适的欧姆负载。由于大多数装置的可用电流有限，使得丝相当细或横截面直径小。丝的直径越小，温度就越高，因此，在传递相同量的热量单位时丝表面产生的热强度越高。在热施加系统的任何部分(通常是与活性化合物和/或载体流体接触的电阻线圈)超过活性化合物或其载体流体的碳化温度或热分解温度的情况下，化合物或载体可能被损坏或化学改性，从产生异味到引发不完全燃烧及生成热降解的二次或三次副产物。
[0005]
此外，用作汽化和/或雾化基体的大多数材料仅仅是近似体积量的纤维。在表面积、化合物的粘度或蒸气排出方面，传统的基体没有针对任务设计。这通常导致用于吸用的材料向可吸收形式的转化没有达到最佳，并且同时副产物可能会污染所需的化合物。
[0006]
因此，需要一种克服这些缺陷中的一个或多个的汽化基体。


技术实现要素：

[0007]
因此，提供了一种用于选择性汽化和/或雾化化合物的间接放热汽化基体。该基体可以包含以下特征中的任何一个或多个：毛细结构、蒸气释放路径、碳过滤器、凹陷容纳区域、用于使间接放热汽化基体均匀装载和/或重新装载各种化合物的圆环面和环面几何形状，等等。
[0008]
在实施例的一个或多个示例中，公开了一种间接放热汽化基体。基体包括具有孔分布的主体。基体还包括沿着主体边缘的一系列峰和谷。主体为圆柱体。
[0009]
一种间接放热汽化基体，包括具有毛细和/或表面张力保持特征的圆环面几何形状，这些特征被适配成使液体保持被捕获在间隔开的几何构造中，这有助于在结合用于排出所产生的蒸气的区域的情况下实现最佳热传递。
[0010]
还公开了一种间接放热汽化基体，该间接放热汽化基体包括具有孔分布的主体、多个纵向肋、一个或多个凸起区域、以及卷绕体固定机构。主体在展开状态下具有锥形形状。沿着主体的边缘设有一系列峰和谷，其中该一系列峰和谷位于基体的外部上边缘的下方。主体为圆柱形卷绕。
[0011]
装置、系统和方法的这些和其他特征以及优点在以下实施例的各种示例的详细描述和附图中进行说明、或从中变得显而易见。
附图说明
[0012]
将参照以下附图详细描述系统、装置和方法的实施例的各种示例，其中：
[0013]
图1是根据的实施例的一个或多个示例的间接放热汽化基体的立体图。
[0014]
图2是图1的间接放热汽化基体的正视图。
[0015]
图3是图1的间接放热汽化基体的正视图，示出了展开状态下的基体。
[0016]
图4是根据实施例的一个或者多个示例的具有图1的间接放热汽化基体的放热汽化器的爆炸透视图。
[0017]
图5是根据实施例的一个或者多个示例的具有图1的间接放热汽化基体的放热汽化器的另外的爆炸透视图，示出了在插入间接放热汽化基体和将盖附接之前部分组装的汽化器。
[0018]
图6是具有插入其中的图1的间接放热汽化基体的放热汽化器的立体图，示出为放热汽化器的盖被移除。
[0019]
应该理解，附图不一定按比例绘制。在某些情况下，可能已经省略了对于理解本发明不是必需的或致使其他细节难以感知的细节。为了易于理解和简化，对于不同附图中相同的元件，在多个图示中使用元件的共同的附图标记。当然，应理解本发明不一定限于本文展示的特定实施例。
具体实施方式
[0020]
参考附图，示出了用于选择性汽化和/或雾化化合物的间接放热汽化基体。
[0021]
在图1至图3中，示出了间接放热汽化基体100。间接放热汽化基体设置成用于选择性汽化和/或雾化化合物。基体可以包含以下特征中的任何一个或多个：毛细结构、蒸气释放路径、碳过滤器、凹陷容纳区域、用于使间接放热汽化基体均匀装载和/或重新装载各种化合物的圆环面和环面几何形状，等等。
[0022]
如图所示，基体100可以以包括被适配用于流体保持以及蒸气产生的凹陷特征或突出特征的方式成形和成型。在实施例的一个或多个示例中，基体100具有优化成提供这些特征或特性的形状。值得注意的是，这些特性，即流体保持以及蒸气产生，难以用传统的芯体和加热线圈方法获得。因此，间接放热汽化基体100可以包括实现上述目的各种形式。这些特征和形状包括但不限于具有开口和/或气孔的圆柱体，和/或类似地成形为圆柱体的具有刻面、凹槽、和/或但不限于花键表面的多边体。长形圆环面以及复合环面也可以是适合的形状。例如，众所周知，圆环面形状在几乎任何取向上都具有液体保持能力。
[0023]
如图1至图3所示，在实施例的一个或多个示例中，间接放热汽化基体100包括所描述形状中的一种或多种形状的代表性示例，其与毛细和/或表面张力保持特征的器件(下面
将更详细地描述)联接。这些毛细和/或表面张力保持特征被适配成使液体保持被捕获在间隔开的或有意间隔开的几何构造中，这有助于在结合对用于排出所产生的蒸气的空间或区域的充分考虑的情况下实现最佳热传递。
[0024]
为此，本文所公开和示出的基体100包括圆柱形或卷绕的基体主体102，该基体主体上具有多个毛细和/或表面张力保持特征、蒸气释放通路和/或碳过滤机构，例如孔、凸起区域、峰和谷、肋等。这些特征将在下文中更详细地讨论。
[0025]
参考图3，其示出了展开的基体100的示例，基体包括主体102，该主体可以是片材，具有形成毛细和/或表面张力保持特征的孔或小孔104分布。孔104以提供吸附和吸收特性的图案布置，这些特性实现了液体保持和表面积的期望比率以及蒸气排出。如图3所示，孔104覆盖主体102或片材的大部分。然而，也可以考虑小于大部分。同样，虽然孔104被描述为“小”，但是实现所提供目的的大孔也是可接受的。孔也可以具有多种尺寸和/或形状或者具有统一的尺寸和/或形状。在实施例的一个或多个示例中，孔104可以为光蚀刻或激光切割而成。然而，本领域技术人员将理解，形成孔104的替代方式可以适合于所提供的目的。
[0026]
因此，参照图1至图3，基体100包括多个孔104，这些孔在整个基体材料上间隔开，并且在卷绕或圆柱形或圆环面形式中，这些孔104在卷绕的基体100的整个内部106和外部108上间隔开(参见图1至图2)。基体100还可以包括一个或多个凸起面110，例如在实施例的图示的示例中所示出的，这些凸起面也可形成毛细和/或表面张力保持特征。
[0027]
再次参考图3所示的展开的基体100，基体100还包括沿着主体102的一个边缘116的至少一部分的一系列峰112和谷114，这些峰和谷可形成毛细和/或表面张力保持特征。在图示的实施例中，一系列交替的峰112和谷114沿着顶部边缘116延伸，开始于展开的基体100的末端118并终止于纵向边缘段120，在卷绕起来时，该纵向边缘段120形成间接放热汽化基体100的顶部边缘的外圆周。即，顶部边缘116的一部分具有纵向边缘段120。当基体如图1至图2所示卷绕成圆柱体时，该纵向边缘段120形成基体100的均匀上边缘和外圆周。
[0028]
在图3所示的展开的基体100中，还示出了一个或多个纵向肋122、124、126。肋可设置成用于结构刚性或支撑，以及或替代地用于形成附加的毛细和/或表面张力保持特征。在图示的实施例中，示出了三个纵向肋122、124、126。第一肋122沿着或靠近基体100的底部边缘128延伸。第一肋122从展开的基体100的末端118延伸到展开的基体100的第二端或边缘130。第二肋124沿展开的基体100或主体102的中心部分132延伸，并大致平行于第一肋122。第二肋124从展开的基体100的末端118延伸，并终止于基体100或主体102中的孔134。第三肋126从展开的基体100的末端118延伸到展开的基体100的第二端或边缘130，并且邻近一系列峰112和谷114定位。优选地，第三肋126定位在谷114的基部136处。第三肋126可以相对于第一肋122和第二肋124以一定角度延伸。即，第一肋122、第二肋124和第三肋在末端118处比在肋的相对端处更靠近在一起。
[0029]
为此，如在图3中所示的展开的基体100中可见，在实施例的一个或多个示例中，展开的基体100材料可以具有从一端118到另一端130成锥形的宽度。展开的基体100的第一端或末端118比展开的基体100的第二端130窄。
[0030]
在图示的示例中，还示出了卷绕体固定机构。在图示的实施例中，卷绕体固定机构包括插入构件138，其在图示的实施例中设有宽部140和窄部142。在图示的实施例中，插入构件138采取箭头形状的形式。插入构件138设置在展开的基体100的一端130上。插入构件
138插入孔134或与之配合，该孔134的尺寸适合于容纳插入构件138并在基体100卷绕起来时将插入构件138保持在其中。基体材料中的孔134与插入构件134间隔开，如图3所示的展开的基体100上所示出的。该孔包括适合于容纳插入构件138的宽部140(例如箭头形状的宽部)的宽部144，和适合于保持插入构件138的窄部146(例如比插入构件宽部140的宽度窄，并且通常尺寸的大小与窄部142匹配)。在图示的实施例中，孔138是基体材料中的锥形开口。虽然描述了特定示例，但本领域技术人员将理解，为实现所提供的目的，其变化是可以接受的。
[0031]
如图1所示和本文所述，圆柱形基体100可以是卷绕结构，形成多个壁层，或在一些实施例的示例中为大致圆柱形层。从图3和图1至图2的比较中可以理解，展开的板被卷绕/卷起，使得较窄的锥形端位于图1所示的卷绕的基体100的内部，并且通过将箭头插入构件138插入其容纳孔中来附接卷绕体固定机构。也就是说，为了实现大致卷绕的或圆柱形或圆环面结构，在图示的示例中，从末端118开始朝向第二端130卷绕展开的基体材料。在卷绕起来的形式中，插入构件138对准插入孔138并且可以插入其中。通过卷绕体固定机构的接合，特别是插入构件138的宽部140与孔138的窄部146的接合，基体100保持其卷绕起来的形式。在基体100材料卷绕起来时，一系列峰112和谷114形成不平坦的或变化的顶面(见图1)。此外，由于基体100的锥形形状，在卷绕起来的形式中，一系列峰112和谷114的每个相继层的顶部低于卷绕体的每个相邻的外层的顶部。在这方面，在卷绕起来时，一系列峰112和谷114位于基体100的外部上边缘120的下方。虽然描述了形成圆柱体或层状结构的特定示例，但本领域技术人员将理解，出于所提供的目的，其变化是可接受的。
[0032]
如所示，基体100通过例如(但不限于)光蚀刻或激光切割或模制和/或上述方式的组合而构造或形成为图3的展开形状。虽然示出了光蚀刻或激光切割的片材，但是也可以使用其他各种有机和/或无机片材，其具有改进的吸附和吸收特性，并且可以实现液体保持和表面积的期望比率以及蒸气排出。其他示例包括但不限于碳半固体复合材料和/或纤维素材料，例如但不限于：不同热解阶段的压缩线材基体、竹子和/或巴沙木。纤维素材料可以呈现一些难以在制造环境中再造的有用结构和几何形状。在涉及使用纤维素材料的实施例的一个或多个特定示例中，部分和/或完全热解和/或热处理的纤维素材料可以是满足需要的，因为未热处理的材料在加热至用于分配所需的温度时可能会增加其自身的挥发性化合物。在实施例的另一个示例中，具有颗粒性质的各种材料，例如但不限于球形钛或其他合适的金属，以及任何数量的其他加工的有机材料，例如纤维素颗粒或碳化糖，可以基于活性化合物的性质提供有用的效用。
[0033]
替代性实施例的其他示例包括具有电铸成形几何形状的基体。该工艺使得设计能够包含极其复杂的几何形状，包括无法通过使用更标准的制造方法实现的三维轮廓。
[0034]
参考图4至图6，示出了汽化装置148的爆炸图，以及示出了汽化装置148，其中卷绕的基体100插入到汽化装置中的凹部150(图6)中，可以看出，间接放热汽化基体100可以与放热汽化器148一起使用。在这方面，间接放热汽化器基体100可以与任何合适的放热汽化器148一起使用。美国专利公开号2017/0013877示出了适于与本文描述的基体100一起使用的放热汽化器148的一个或多个示例，其全部内容通过援引全文并入本文，本文在图4至图6中示出了该专利的一个示例。特别地，提供了放热汽化器148。放热汽化器148具有包括空气和蒸气混合端口的主体154、与储存器(例如，凹部或开口150)连通的流体入口端口、空气入
口156和汽化基体100。吸嘴158联接到主体和可从主体移除的温度指示盖160。
[0035]
在图示的示例中，基体100具有近似圆柱形的形状，其尺寸设计成容纳在汽化装置148的顶部152中的配合圆柱形开口或凹部150内，并且可以位于其中。虽然描述和示出的是圆柱体，但是可以使用实现所提供的目的的各种几何构造。
[0036]
间接放热汽化基体100提供了一种新颖的机制来将用于汽化的(多种)液体和/或固体和/或半固体可熔化材料保持在汽化装置148内。即，间接放热汽化基体100提供了利用集成热源来保持和/或汽化和/或雾化活性化合物及其载体流体的不同方法。除其他方面之外，这通过将热源和控制与间接放热汽化基体100分离来实现。
[0037]
间接放热汽化基体100的功能是更典型的芯体的衍生物。换句话说，该基体可以类似地载有液体或其他待汽化材料，液体或其他材料被间接放热汽化基体100保持在例如由各种孔104、峰112、谷114、表面110、肋122、124、126等产生的表面区域上，并且随后利用汽化器148和放热热源进行加热。然而，由于本文所述的新型基体中存在的设计的形状和物理结构，性能更可预测并增强蒸气产生。这是通过流体保持结构的更均匀的结构和间隔来实现的，虽然图示了一个或多个特定示例，但流体保持结构可包括几乎任何类型的孔、凹槽、肋和/或穿孔。这些结构增强了间接放热汽化基体100的能力，不仅能够载有各种材料，而且能够促进热量和温度更均匀分布以及蒸气和/或雾化化合物持续可预测地输出。此外，基体100可重复使用。
[0038]
注意，尽管在本文描述的示例中，热量优选地从外部源施加到间接放热汽化基体100，但是可以设想的是，基体100可以与具有内部热源的汽化器结合使用，因为间接放热汽化基体100的几何形状也可以很好地用作吸热汽化基体。
[0039]
除了本文先前描述的各种优点之外，使用间接放热汽化基体100提供了若干益处，包括但不限于：使超过雾化或汽化所需的温度的热点或区域最小，同时还使得足够的热量分散到较大表面区域，以促进活性物从间接放热汽化基体100分配。此外，该结构可以至少部分地通过光蚀刻来制造，这使得能够以制造方便且有成本效益的方式来形成大量的小尺寸特征。
[0040]
通过将直接热源与包含活性化合物和/或载体的基体100分开，可以以更多扩散的方式施加足够的热量，并避免温度超过会以不期望的方式损害或改变包含在基体100内的任何活性和/或载体化合物的温度。该方法还基本上或在一些示例中可完全消除这些化合物的热降解和/或碳化，从而产生污染更少的更清洁的蒸气。
[0041]
如本文所用的，术语“大致”、“约”、“基本上”以及相似的术语旨在具有与本公开内容的主题所属领域的普通技术人员普遍和可接受的用法一致的宽泛的含义。阅读本公开内容的本领域技术人员应理解，这些术语旨在提供对所描述的以及要求保护的某些特征的描述，而不将这些特征的范围限制为所提供的准确数值范围。因此，这些术语应被理解为表明，对所描述的以及要求保护的主题的非实质性的或无关紧要的修改或改变被视为在所附权利要求中所述的本发明的范围内。
[0042]
应当注意，在本说明书中对相对位置(例如，“顶部”和“底部”)的提及仅用于标识如在附图中定向的各种元件。应当认识到，特定部件的取向可能取决于使用它们的应用而产生很大变化。
[0043]
出于本公开内容的目的，术语“联接”意指两个构件直接或间接地彼此连接。此种
连接可以本质上是固定的或本质上是可移动的。通过将这两个构件或这两个构件与任何附加的中间构件彼此集成地形成为一体件，或通过将这两个构件或这两个构件与任何附加的中间构件彼此附接，可以实现此种连接。此种连接本质上可以是永久的，或者本质上可以是可移除的或可释放的。
[0044]
重要地还要注意，如实施例的各种示例中示出的系统、方法和装置的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开内容中只对几个实施例进行了详细描述，但阅读本公开内容的本领域技术人员将容易了解到，在实质上不背离所述主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化，参数的值、安装布置、材料使用、颜色、取向等)。例如，示出为一体地形成的元件可以由多个部分构造，或者示出为多个部分的元件可以一体地形成，接口的操作可以颠倒或以其他方式改变，系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可以改变，设置在元件之间的调节位置的性质或数目可以改变(例如，通过接合槽的数目或接合槽的大小或接合类型的改变)。任何过程或方法步骤的顺序或次序可以根据替代性实施例来变化或重新排序。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以在实施例的各种示例的设计、运行条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。
[0045]
尽管上文已经概述了实施例的特定示例，但是对于本领域中至少具有普通技术的人员而言，各种替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案，无论是已知的或是现在或不久可以预见的，都可以变得显而易见。因此，如上陈述的实施例的示例旨在是说明性的而非限制性的。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以进行各种改变。因此，本公开旨在包括所有已知或较早开发的替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案。
[0046]
本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。