气雾生成装置、气溶胶生成系统和控制方法与流程

1.本技术实施例涉及加热不燃烧电子烟具技术领域，尤其涉及一种气雾生成装置、气溶胶生成系统和控制方法。


背景技术：

2.烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。
3.此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。作为现有技术，烟草产品是由挥发性化合物在被加热时挥发从而生成供吸食的气溶胶；而在制备和存储中，烟草产品内会吸收或存在有水分，在用户加热抽吸时汽化形成水蒸汽混合于气溶胶中，被用户吸食至口腔后冷凝释放热量，造成烫嘴。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的烟草产品中存在水汽在被加热装置加热时混合在气溶胶中影响抽吸的问题，本技术一个实施例提供一种具有对气溶胶降温的气雾生成装置。
5.基于以上，本技术一个实施例提出一种气雾生成装置，用于加热气雾生成制品生成供吸食的气溶胶；包括：腔室，用于接收气雾生成制品；
6.加热器，用于对接收于所述腔室的气雾生成制品进行加热；冷却机构，用于对抽吸中穿过气雾生成制品的气溶胶进行冷却；所述冷却机构包括：基于帕尔贴效应的制冷元件，沿所述腔室的周向方向围绕接收于所述腔室的气雾生成制品的至少一部分，且沿径向方向的内壁的至少一部分被构造成冷端；传递元件，沿所述制冷元件的径向方向位于毗邻所述制冷元件的冷端一侧，所述冷端通过该传递元件作为热量传递介质对抽吸中穿过气雾生成制品的气溶胶进行冷却。
7.以上气雾生成装置在抽吸中，冷却机构可以对穿过气雾生成制品的气溶胶进行降温，避免烟气烫嘴。
8.在更加优选的实施中，还包括沿长度方向相对的近端和远端；
9.所述近端设置有第一开口，在使用中气雾生成制品能通过该第一开口接收于所述腔室内或从所述腔室内移除；所述冷却机构沿所述腔室的轴向方向定位于所述加热器与第一开口之间。
10.在更加优选的实施中，所述传递元件被构造成围绕所述腔室至少一部分的管状；且所述传递元件的外表面与所述冷端抵靠。
11.在更加优选的实施中，所述传递元件的内表面上设置有若干围绕所述腔室布置的凸棱，用于与接收于所述腔室内的气雾生成制品抵靠形成与气雾生成制品之间的热量传递，进而对抽吸中穿过气雾生成制品的气溶胶进行冷却。
12.在更加优选的实施中，所述凸棱靠近第一开口的至少一部分沿所述腔室的径向向
外倾斜布置，用于对气雾生成制品接收于所述腔室内的操作中提供引导。
13.在更加优选的实施中，所述传递元件靠近第一开口的至少一部分的内径逐渐增大，用于对气雾生成制品接收于所述腔室内的操作中提供引导。
14.在更加优选的实施中，所述冷却机构具有沿轴向方向相对的第一侧部和第二侧部；所述冷却机构还包括位于所述第一侧部的第一环形垫片，用于在所述第一侧部对所述制冷元件和传递元件提供支撑；和/或，所述冷却机构还包括位于所述第二侧部的第二环形垫片，用于在所述第二侧部对所述制冷元件和传递元件提供支撑。
15.在更加优选的实施中，还包括：气流传感器，用于检测用户的抽吸动作；所述制冷元件被配置为当所述气流传感器检测到用户的抽吸动作期间工作。
16.在更加优选的实施中，还包括：气流传感器，用于检测用户的抽吸动作；所述制冷元件被配置为在所述气流传感器检测的用户的抽吸动作次数达到预设次数之前始终保持工作。
17.在更加优选的实施中，所述制冷元件被配置为在所述气流传感器检测的用户的抽吸动作的次数大于所述预设次数之后，仅当所述气流传感器检测到用户的抽吸动作期间工作。
18.在更加优选的实施中，所述远端设有在抽吸中供外部空气进入的第二开口；进气管，提供由所述第二开口到加热器之间的气流路径；柔性元件，位于所述进气管内并可沿所述进气管内移动，进而用户可通过驱动所述柔性元件在所述进气管内的移动清洁所述进气管。
19.在更加优选的实施中，所述加热器是通过向接收于所述腔室的气雾生成制品辐射红外线进而加热气雾生成制品的红外发射器，或者所述加热器是能被变化的磁场穿透而发热进而加热气雾生成制品的感受加热器，或者所述加热器是电阻加热器；
20.和/或，所述加热器被构造成沿所述腔室的轴向方向延伸并围绕所述腔室的至少一部分，或者所述加热器被构造成沿所述腔室的轴向延伸并能插入至气雾生成制品内的销钉或片状。
21.在更加优选的实施中，所述传递元件包括金属。
22.在更加优选的实施中，所述金属包括铜、银或金中的至少一种。
23.在更加优选的实施中，所述冷却机构沿所述腔室的轴向方向定位于所述加热器的下游。
24.本技术一个实施例提出一种气溶胶生成系统，包括：气雾生成制品，被配置为被加热时产生供抽吸的气溶胶；气雾生成装置，用于对所述气雾生成制品进行加热；所述气雾生成装置包括以上所述的气雾生成装置。
25.在更加优选的实施中，所述气雾生成制品包括中空腔；
26.所述冷却机构被布置成围绕接收于所述腔室的气雾生成制品的中空腔的至少一部分。
27.本技术的又一个实施例还提出一种气雾生成装置的控制方法，所述气雾生成装置被配置为加热气雾生成制品生成供抽吸的气溶胶；所述气雾生成装置包括：基于帕尔贴效应的制冷元件，用于对抽吸中穿过气雾生成制品的气溶胶进行冷却；所述控制方法包括：确定用户的抽吸动作；在所述抽吸动作期间控制所述制冷元件工作。
28.本技术的又一个实施例还提出一种气雾生成装置的控制方法，所述气雾生成装置被配置为加热气雾生成制品生成供抽吸的气溶胶；所述气雾生成装置包括：基于帕尔贴效应的制冷元件，用于对抽吸中穿过气雾生成制品的气溶胶进行冷却；所述控制方法包括：确定用户的抽吸动作；控制所述制冷元件始终保持工作直到所述用户的抽吸动作次数达到预设次数。
29.在更加优选的实施中，所述控制方法还包括：在用户的抽吸动作的次数大于所述预设次数之后，在所述抽吸动作期间控制所述制冷元件工作。
附图说明
30.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
31.图1是一实施例提供的气雾生成装置的结构示意图；
32.图2是图1中冷却机构一个视角的结构示意图；
33.图3是图2中冷却机构各部分的分解示意图；
34.图4是图1中进气管与气流传感器一个视角的分解示意图；
35.图5是图4中气流传感器又一个视角的结构示意图；
36.图6是图4的进气管与气流传感器装配后立体剖面示意图；
37.图7是图1中b部放大图；
38.图8是图1中通过操作部件操作硅胶塞清洁进气管的示意图；
39.图9是又一个实施例提出的蓄冷环的结构示意图；
40.图10是又一个实施例提出的气雾生成装置的结构示意图。
具体实施方式
41.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施方式，对本技术进行更详细的说明。
42.本技术的一个实施例提出一种通过加热不燃烧的方式产生供吸食的气溶胶的气雾生成装置，其构造可以参见图1所示，其用于接收气雾生成制品a例如烟支并对其进行加热，使其至少一种挥发性成分挥发形成供吸食的气溶胶；基于功能所需，结构和功能组成上包括：
43.壳体10，整体形状大致呈方形形状，即沿长度方向的尺寸大于宽度方向的尺寸、沿宽度方向的尺寸大于厚度方向的尺寸；其中，壳体10具有沿长度方向相对的近端110和远端120；在使用中近端110用作为靠近用户进行气雾生成制品a的抽吸和操作的端部。
44.具体，近端110上设置有第一开口111，用户可以通过该第一开口111将气雾生成制品a接收于壳体10内、或将气雾生成制品a从壳体10内移除。进一步为了便于在不使用时的防护或美观，近端110上还设置有滑动盖11，该滑动盖11可以沿壳体10的宽度方向移动，进而通过移动打开或关闭第一开口111。
45.远端120设置有与第一开口111相对的第二开口121，该第二开口121一方面用于在抽吸的过程中外部空气进入至壳体10内、以及可以通过该第二开口121对气雾生成制品a加
热或抽吸后的碎渣或气溶胶冷凝液等进行清洁。
46.进一步参见图1，壳体10内设置的各个必要的加热气雾生成制品a的功能部件包括：
47.腔室，用于容纳和接收气雾生成制品a；根据常识和图中优选示例，腔室是形成于第一开口111和第二开口121之间的，并且是与气雾生成制品a的圆柱形外形适配的；
48.可充电的电芯20，用于供电；
49.电路板30。以及，
50.加热器40，该加热器40呈围绕腔室的一部分的管状形状；在实施例中该加热器40是由沉积有红外发射涂层的石英管的红外发射器，通过向腔室内的气雾生成制品a辐射红外线进而加热气雾生成制品a生成供吸食的气溶胶。
51.或者，在其他的可选的实施中，加热器40是通过围绕腔室的一部分的管状的电阻式的加热器、或者是可以被交变磁场穿透而发热进而加热气雾生成制品a的感受加热器。
52.真空绝热管50，根据图1所示的优选实施，沿腔室的径向方向围绕在加热器40外；并具有内外双层管壁、以及位于管壁之间的中心区域；当然中心区域具有一定的真空度，从而阻止加热器40的热量向外传递至壳体10。
53.上固定座41、下固定座42；均被构造成大致是环形的形状，分别用于在上端和下端对加热器40和真空绝热管50提供支撑，使它们稳定装配和保持在壳体10内。
54.进一步参见图1至图3所示，壳体10靠近近端的部位上设置有围绕接收在腔室的气雾生成制品a的一部分的冷却机构60；具体，冷却机构的详细构造参见图2和图3所示；该冷却机构60整体形状大致是环形的形状，内壁是与气雾生成制品a抵靠或接触的，用于对穿过其内的气雾生成制品a的气溶胶流进行降温。
55.具体在图2和图3的详细构造中，冷却机构60包括：
56.基于帕尔贴效应的半导体制冷元件62，这一半导体制冷元件62是比较成熟的市售产品，通常两端面由n型半导体和p型半导体组成；帕尔贴效应原理上n型材料有多余的电子，有负温差电势；p型材料电子不足，有正温差电势；因而当电流依次流过由n型半导体和p型半导体时其中一个温度降低、另一个温度会升高。
57.在本实施的半导体制冷元件62使其内壁621构造成温度降低的冷端、外壁622构造成温度升高的热端，在由电路板30连接后引导电流从而即可通过内壁621对包围的气雾生成制品a进行冷却降温。
58.进一步在优选实施中，半导体制冷元件62外设置有用于与外壁622抵靠贴合进而对外壁622散热的散热元件63，形状呈环形、材质通常采用常用的铝或铝合金的散热材质；散热元件63有若干沿径向方向向外延伸的散热片631，增大散热面积。
59.或者在其他的变化实施中，半导体制冷元件62是若干或多个围绕接收于腔室的气雾生成制品a的弧形或片状的构造或形状。
60.为了便于对气雾生成制品a的降温，在半导体制冷元件62内设置有一传递元件61，形状也呈环形，采用铜、银、铝、金或含有它们的合金等温度传递较快的材料。在实施中传递元件61可以在三个方面辅助提升半导体制冷元件62的使用效果；其中，
61.一个方面可以隔离半导体制冷元件62的内壁621与气雾生成制品a的直接接触，防止气雾生成制品a的腐蚀性的气溶胶腐蚀半导体制冷元件62的半导体的内壁621。
62.又一个方面，购买等方式获得的半导体制冷元件62的尺寸内径是生产商给定的，较多的情形下无法与气雾生成制品a的外表面适配贴合，通过传递元件61在中间进行填充消除半导体制冷元件62与气雾生成制品a之间无法贴合影响冷却的效率；当然传递元件61还可以在中间充当冷媒的作用。
63.在第三个方面，传递元件61的内表面上设置有凸棱611，并且该凸棱611的靠近近端110的至少一部分是倾斜的设计，使其即能在气雾生成制品a插入的操作过程中提供倾斜引导，并且凸棱611还能紧密的夹持在气雾生成制品a外表面上，实现比较稳定和良好的温度传递保持降温效果。
64.进一步参见图1所示的优选实施例，气雾生成制品a内设置有靠近吸嘴的端部设置的中空腔a1，气雾生成制品a可以借助于中空腔a1的冷空气与通过中空腔a1气溶胶流体的作用起冷却被气溶胶的作用，在使用中气溶胶流与中空腔a1内的空间相互作用，进而失去热能形成降温。而根据图1所示的优选实施，以上冷却机构60安装之后是围绕在气雾生成制品a的中空腔a1这一部位的至少一部分的周围的。
65.进一步在优选的实施中，气雾生成制品a上还设置有若干沿周向围绕中空腔a1的气孔a2，该气孔a2可以有助于中空腔a1的空气与外部进行冷热交换进而促进对气溶胶流的降温。
66.进一步根据图1和图4所示，基于抽吸过程中对加热后的气溶胶流进行降温和冷却的立意，冷却机构60是设置在加热器40的下游的，而非上游。如这里使用的那样，术语
‘
上游’和
‘
下游’用来关于用户在抽吸过程中气流流经气雾生成装置的抽吸流动方向，描述气雾生成装置的元件、或元件的部分的相对位置。
67.同时，为了便于冷却机构60在壳体10内安装、以及与其他部件隔开，在上、下端分别设置有上环形垫片64、下环形垫片65；上环形垫片64与壳体10靠近近端110的内壁抵靠、下环形垫片65与上固定座41抵靠，对内部的制冷元件62、传递元件61和散热元件63进行封装或保持之外，还能与可壳体10内的其他部件连接或卡合等，从而使冷却机构60稳定装配在壳体10内。上环形垫片64、下环形垫片65实施中材质采用普通的耐热或隔热的塑胶，比如铁氟龙、peek等。
68.基于实施中半导体制冷元件62与电路板30连接，并且不需要始终使其处于工作状态；基于能量和冷却适时控制，壳体10内设有与气流传感器70，用于监测用户抽吸的动作。
69.或者在又一个变化的实施中，可以通过监测在抽吸过程中由气流引起的加热器40的温度的降低进而确定用户存在抽吸。具体，在抽吸的过程中气流流经加热器40表面时，能带走加热器40的热量进而引起加热器40的温度降低，进而根据这一温度变化即可确定抽吸。
70.或者在又一个变化的实施中，可以通过检测在抽吸时电芯20输出的功率的增加来确定用户存在抽吸。具体，在抽吸的过程中由气流引起的加热器40的温度的降低而低于预设的目标时，则软件或控制上基于是使加热器40的温度保持在预设的目标温度，则在抽吸引起降温的同时电芯20输出的功率会相比非抽吸时有提升或者补偿，进而使加热器40的温度升高进而恢复至达到预设的目标温度，进而这一功率的变化即可确定抽吸。
71.在一个半导体制冷元件62控制的方式中，当感测到用户抽吸时电路板30向半导体制冷元件62提供电流，使其工作形成对流经气雾生成制品a的气溶胶的降温。
72.或者在又一个优选的实施中，通常气雾生成制品a水蒸气主要在抽吸的前几口气溶胶(例如前三口)中含量比较多；则基于这一情形气流传感器70检测到第n次(比如三次)抽吸动作之前，始终保持半导体制冷元件62工作。而超过n次以后，仅在抽吸时启动半导体制冷元件62工作，在非抽吸时停止半导体制冷元件62工作，可以在省电和抽吸效果上取得平衡。
73.进一步参见图1和图4所示，为了便于抽吸过程中的气流引导和气流传感器70的安装和设置；壳体10内设置有进气管80，该进气管80内部的中空用于提供从第二开口121到下固定座42之间的气流路径。
74.在优选的实施中，进气管80内部设置有一柔性材质如硅胶的清洁塞81，用户可以通过推动该清洁塞81对进气管80内壁进行清洁；比如图8所示，移除气雾生成制品a之后，用户可以通过一根刚性的硬质细棍或铁丝c等从第一开口111伸入至进气管80内部推动或者用捅清洁塞81使其对进气管80内壁进行刮擦，一方面清洁由气雾生成制品a掉落的碎渣、以及气溶胶冷凝液形成的粘滞沉积物，以防止堵塞气流路径。
75.同时，在清洁完成之后或者抽吸之前，可以再用硬质细棍或铁丝c从第二开口121向上将清洁塞81推动至图1所示的位置进行抽吸。
76.基于这一清洁塞81的设置，图4的进气管80具有形成于侧壁上的凹腔82、以及由进气管80的内壁贯穿至凹腔82的第一气孔83、第二气孔84；气流传感器70至少部分嵌入该凹腔82内进行安装。其中，第一气孔83和第二气孔84沿长度方向避开清洁塞81以防止被清洁塞81堵住，并且第一气孔83和第二气孔84沿长度方向设置于清洁塞81的两侧。
77.在抽吸过程中气流的流动如图4中箭头r所示，外部空气由第二开口121进入进气管80，并由第一气孔83进入至凹腔82内，而后再由第二气孔84重新回到进气管80内。进一步气流传感器70部分伸入至凹腔82内，通过感测抽吸过程中的气流流动进而监测用户的抽吸动作。
78.进一步参见图6所示，进气管80上端具有一段外径比较小的插入段85，该插入段85的外径缩小后便于插入至下固定座42内形成图1所示的稳定装配状态。
79.气流传感器70的具体的构造可以参见图4至图7所示，包括：
80.位于最外的硅胶密封套71，用于使整个气流传感器70除了需要与气流接触的部分之外的其他部分均密封；
81.感测部分72，封装于硅胶密封套71内并具有相对的第一感侧面710和第二感测面720；其中第一感测面710通过孔73与经过凹腔82的气流连通，进而感测由用户抽吸引起的气压变化；第二感测面720与大气连通，感测大气的气压；当第一感测面710和第二感测面720的压差值大于阈值时表明用户抽吸。
82.当然，为了保证孔73能与凹腔82的气流顺畅连通，气流传感器70具有朝凹腔82设置的凸起75，通过该凸起75抵靠在凹腔82表面形成间隙并通过该间隙使第一感测面710通过孔73形成气流连通。
83.当然，为了辅助感测部分72在硅胶密封套71内的稳定固定，气流传感器70还具有支撑架74，用于容纳并保持感测部分72。
84.同时，感测部分72还具有导电引脚730，用于与电路板30连接，进而用于接收感测信息。
85.进一步图9示出了又一个用于冷却机构60的传递元件61a；其呈中空的管状，并且靠近近端110的至少一部分内径是逐渐增大的，用于形成引导的斜面便于气雾生成制品a插入；并且内径恒定的部分是与气雾生成制品a的外表面紧密贴合的，先比凸棱611的方式具有更大的热交换面积，提升了冷却效果。
86.图10示出了又一个可选实施的气雾生成装置，加热器40a呈沿腔室的轴向延伸的销钉或者刀片状，当气雾生成制品a接收于腔室内时插入至气雾生成制品a内进行加热。当然，实施中加热器40a可以是通过辐射红外线加热气雾生成制品a的红外发射器、或者是可以被交变磁场穿透而发热的感应加热器、或者是电阻式发热的电阻加热器。
87.同样，装置内靠近上端还设置有冷却机构60a，围绕接收于腔室的气雾生成制品a的至少一部分，进而对穿过气雾生成制品a内的气溶胶进行冷却降温。当然基于相应的冷却立意，与上一实施例的气雾生成装置相同，冷却机构60a是介于加热器40a与接收气雾生成制品a的开口之间的。
88.进一步本技术的一个实施例还提出一种以上气雾生成装置的控制方法；基于通过气流传感器70、加热器40的温度、以及电芯20的输出功率的监测，从而可以获取用户的抽吸动作；
89.电路板30，用于对抽吸过程中用户的抽吸次数、每一次抽吸的持续时间进行获取；
90.根据获取的以上信息，可以记录用户的抽吸口数；同时还可以根据抽吸的次数和持续时间累积计算气雾生成制品a的消耗量，并且当计算的消耗量大于一预设值时，阻止电芯20向加热器40输出功率。以上通过计算气雾生成制品a的消耗量，可以监控用户抽吸量是否过量或者气雾生成制品a被消耗完，进而当抽吸过量或气雾生成制品a已经消耗完时，阻止继续加热。
91.或者，在其他的实施中可以实时将以上记录或计算的抽吸口数、消耗量通过设置于气雾生成装置上的显示屏的ui界面或具有提醒功能的部件等提示给用户知悉。
92.本技术的一个实施例还提出一种包括气雾生成制品a与气雾生成装置的气溶胶生成系统。
93.本技术的又一个实施例还提出一种以上气雾生成装置的控制方法，方法包括：确定用户的抽吸动作，并在用户抽吸动作器件控制制冷元件62工作。
94.本技术的又一个实施例还提出一种以上气雾生成装置的控制方法，方法包括：
95.确定用户的抽吸动作，在用户抽吸次数达到预设次数(比如三次)抽吸动作之前，始终保持半导体制冷元件62工作。在用户抽吸次超过预设次数以后，在抽吸时启动半导体制冷元件62工作，在非抽吸时停止半导体制冷元件62工作。
96.需要说明的是，本技术的说明书及其附图中给出了本技术的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。