气溶胶吸引器 |
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| 申请号 | CN201180072944.4 | 申请日 | 2011-08-19 | 公开(公告)号 | CN103732280B | 公开(公告)日 | 2016-01-06 |
| 申请人 | 日本烟草产业株式会社; | 发明人 | 山田学; 佐佐木宏; | ||||
| 摘要 | 一种 气溶胶 吸引器，包括：内管（22），其形成吸引路径的一部分；毛细管（40），其在内管（22）内延伸，与使用者的吸引动作联动，排出溶液；加热器（56），其在与内管（22）的轴线 正交 的方向横断内管（22）而延伸，接收阻挡从毛细管（40）排出的溶液，该加热器（56）将接收阻挡了的溶液加热雾化，在内管（22）内产生能够被使用者吸引的气溶胶。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种气溶胶吸引器，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 气溶胶吸引器技术领域[0001] 本发明涉及一种气溶胶吸引器，其伴随着使用者的吸引动作产生气溶胶，向使用者提供该气溶胶。 背景技术[0003] 专利文献1所公开的气溶胶吸引器包括：吸引管，其具有吸嘴；溶液供应源，其内置在该吸引管，蓄有要气溶胶化的溶液；分配装置，其能够从该溶液供应源向吸引管内的分配位置定量分配溶液；电加热器，其通过加热被分配在分配位置的溶液，使其雾化，在吸引管内产生气溶胶。 [0004] 专利文献2所公开的气溶胶吸引器，由于将利用泵供应的液体气溶胶化，所以具有电加热器以及高频发生器。 [0005] 专利文献3所公开的气溶胶吸引器，具有用于使液体气溶胶化的喷墨单元。 [0006] 专利文献4所公开的气溶胶吸引器，包括利用毛细管现象的液体供应路径和配置在该液体供应路径的出口的电加热器。 [0007] 现有技术文献 [0008] 专利文献 [0009] 专利文献1：国际公开WO2008/105918A1 [0010] 专利文献2：（日本）特表JP2006-524494A [0011] 专利文献3：（日本）再公表WO97/48293 [0012] 专利文献4：（日本）特开JP H11（1999）-89551 发明内容[0013] 发明要解决的技术问题 [0014] 专利文献1的气溶胶吸引器，在使用者通过吸嘴做出吸引动作之前要求分配装置的手动操作，或者，在吸引动作的同时要求分配装置的自动操作。分配装置的存在不仅是导致气溶胶吸引器大型化的很大重要原因，而且分配装置的手动操作妨害使用者简便地进行气溶胶的吸引。 [0015] 另一方面，分配装置的自动操作虽然向用户提供简便的吸引，但在这种情况下，不仅分配装置的结构变得复杂，还由于自动操作消耗电能。因此，为了分配装置以及电加热器，必须要有大容量的电源，导致气溶胶吸引器的进一步大型化。 [0016] 进一步地，专利文献2、3的气溶胶吸引器，与专利文献1的气溶胶吸引器相同地，由于其复杂的结构导致小型化困难。另一方面，专利文献4的气溶胶吸引器与专利文献1～3的气溶胶吸引器相比，虽然具有简单的结构，但是与专利文献1～3的气溶胶吸引器相同地，由于不是使液体直接向电加热器冲突而达到液体的气溶胶化，所以不能保证可靠的气溶胶化。 [0017] 本发明的目的，旨在提供一种小型的气溶胶吸引器，其能够使使用者简便地进行吸引，并且，可靠地保证液体的气溶胶化。 [0018] 解决技术问题的技术方案 [0019] 上述目的由本发明的气溶胶吸引器达成，所述气溶胶吸引器包括： [0020] 吸引路径，其连接大气开放口和吸嘴，允许从所述大气开放口朝向所述吸嘴的空气的流动； [0021] 溶液供应装置，其是供应产生气溶胶的溶液的溶液供应装置，所述溶液供应装置包括， [0022] 溶液供应源，其储蓄有所述溶液， [0023] 毛细管，其与所述溶液供应源连接，在所述吸引路径内具有朝向所述吸嘴开口的排出端，从所述溶液供应源引导所述溶液至所述排出端，并且，在所述吸引路径内发生所述空气流动时，从所述排出端排出所述溶液； [0024] 加热装置，其是接收阻挡来自所述排出端的排出溶液，通过加热使该接收阻挡的排出溶液雾化的加热装置，所述加热装置包括， [0025] 电源， [0027] 根据上述气溶胶吸引器，在使用者通过吸嘴进行了吸引动作时，溶液从毛细管的排出端排出。该排出溶液在加热器的外表面被接收阻挡的同时，受到来自加热器的热而全部雾化，在吸引路径内产生气溶胶。因此，使用者能够通过吸嘴吸引气溶胶。 [0028] 具体地，所述加热器与所述吸引路径的轴线正交，且在横断所述吸引路径的方向上延伸。优选地，毛细管在所述吸引路径的轴线上延伸。 [0029] 发明的效果 [0030] 本发明的气溶胶吸引器，与使用者的吸引动作联动，从毛细管的排出端排出溶液的同时，能够在加热器的外表面接收阻挡排出溶液，因此，排出溶液在加热器的外表面上全部雾化，在吸引路径内产生气溶胶。因此，使用者能够简便且有效地吸引气溶胶。 附图说明[0032] 图1是示意地表示本发明的一个实施例涉及的气溶胶吸引器的纵剖视图。 [0033] 图2是表示图1的液罐的具体例的图。 [0034] 图3是放大表示图1的加热器的横剖视图。 [0035] 图4是将图1的加热器与供电电路一起表示的图。 [0036] 图5是表示气溶胶产生前的气溶胶吸引器的一部分的示意图。 [0037] 图6是在沿着加热器的纵剖面的内管的纵剖面观察的、表示气溶胶产生后的状态的气溶胶吸引器的一部分的示意图。 [0038] 图7是在沿着加热器的横剖面的内管的纵剖面观察的、表示气溶胶产生后的状态的气溶胶吸引器的一部分的示意图。 [0039] 图8是用于说明在毛细管和加热器之间的距离过长的情况下，气溶胶吸引器的动作不良的图。 [0040] 图9是用于说明在毛细管和加热器之间的距离过短的情况下，气溶胶吸引器的动作不良的图。 [0041] 图10是用于谋求最适合的加热装置的加热试验装置的示意图。 [0042] 图11是表示在加热试验装置获得的测定结果的曲线图。 具体实施方式[0044] 参照图1，实施例的气溶胶吸引器10包括：两端开口的圆筒形状的外管12、与该外管的基端可分离地连接的吸嘴14。这些外管12以及吸嘴14由具有耐热性的合成树脂分别形成。外管12在其前端具有盖16，该盖16能够从外管12拆下。 [0045] 在外管12内收容有作为电源的电源单元18、作为溶液供应源的液罐20以及内管22。这些电源单元18、液罐20以及内管22在外管12的轴线上从盖16侧依次被配置。内管22与吸嘴14连通。 [0046] 电源单元18以及液罐20能够更换，这些电源单元18以及液罐20的更换通过从外管12取下盖16而实施。 [0047] 电源单元18包括电池架24和保持在该电池架24的一枚市面销售的电池，例如五号电池26。该电池26具有1.5V的标注电压，被配置在外管12的轴线上。 [0048] 利用图2更详细地表示液罐20。 [0049] 液罐20包括圆筒形状的罐壳28。在该罐壳28的外周面形成有多个肋部。这些肋部在罐壳28的周向隔着间隔配置，并且，除了电池电源18侧的罐壳28的端部，在罐壳28的轴向上延伸。 [0050] 上述的肋部在罐壳28的外表面和外管12的内表面之间形成多个轴向通路27（参照图1），另一方面，在罐壳28的所述端部和外管12的内表面之间确保环状室29（参照图1）。该环状室29与轴向通路29连接。 [0051] 在罐壳28内收容有绕管30。该绕管30在外管12的轴线方向上延伸，具有开口的两端。导入管路32从绕管30的一端延伸到罐壳28的外表面，该导入管路32在罐壳28的外表面开口，与前述的环状室29连接。进一步地，在导入管路32配置有逆止阀34，该逆止阀34只朝向绕管30的一端打开。 [0052] 另一方面，送出管路36从绕管30的另一端延伸，该送出管路36经由结合部38与毛细管40连接。该毛细管40从罐壳28向前述的内管22内突出，位于内管22的轴线上。毛细管40的突出端形成排出端42，该排出端42朝向吸嘴14开口。进一步地，在送出管路 36也配置有逆止阀44，该逆止阀44只朝向毛细管40打开。 [0053] 液罐22的内部流路（导入管路32、绕管30以及送出管路36）以及毛细管40内充满要气溶胶化的溶液，溶液到达毛细管40的排出端42。在这里，溶液可以包含例如丙二醇、甘油等。 [0054] 从图1可以清楚地知道，内管22从液罐20朝向吸嘴14延伸，与吸收套管48连接。该吸收套管48与内管22位于同轴上，与内管22的内部空间具有相同的内径。此外，包围内管22以及吸收套管48的外管12的部位的厚度比包围电源单元18和液罐20的外管12的部位的厚度厚。 [0056] 一方面，如图1所示，在外管12形成有多个大气出入口50。这些大气出入口50例如与液罐20邻接，在外管12的周向上隔着间隔配置。大气出入口50从外管12的外周面贯通内管22而延伸。大气出入口50一方面提供向外管12的外周面开口的大气开放口52，一方面经过前述的轴向通路27与环状室29连接。 [0057] 因此，大气出入口50以及内管22形成连接大气开放口52和吸嘴14的吸引路径。此外，大气出入口50使环状室29内维持大气压，其结果，处于液罐20内的溶液通过导入管路32的开口端总是承受大气压的状态。 [0059] 内管22内的负压从毛细管40的排出端42向吸引路径，即，向内管22内排出溶液，此处的溶液的排出量由负压的强度决定。一方面，从液罐20向毛细管40补充相当于排出的溶液量的溶液。如前所述，液罐20内的溶液总是受到大气压，所以伴随着溶液的补充，液罐20的内部流路内的溶液朝向毛细管40移动。 [0060] 在内管22配置有圆筒形状的加热器56，在吸引路径内产生的空气的流动中观察，该加热器56位于毛细管40的排出端42的正下游。 [0061] 如图3所示，在内管22的内径以及毛细管40的内径分别被表示为DIT、DCT时，加热器56的外径DO比内管22的内径DIT小，并且，比毛细管40的内径DCT或者直径大。 [0062] 即，外径DO满足下述关系。 [0063] DIT>DO>DCT (1) [0064] 加热器56在内管22的直径方向上贯通内管22，具有与内管22的轴线正交的轴线。加热器56的两端被外管12支持。 [0065] 因此，如前所述，如果考虑到毛细管40位于内管22的轴线上，则从内管22的下游端观察加热器56时，毛细管40的排出端42被加热器56遮蔽。换言之，排出端42的横剖面能够完全投影到加热器56的外表面上。 [0066] 进一步地，如前所述，在溶液从排出端42排出时，被排出的溶液在排出端42形成液滴，该液滴的最大直径由毛细管40的内径DCT决定。在此，在以DMAX表示液滴的最大直径时，排出端42和加热器56之间的间距Z具有以下关系。 [0067] DMAX>Z>DCT (2) [0068] 因此，在溶液从排出端42排出时，排出溶液在加热器56的外表面被可靠地接收阻挡。 [0069] 以下的表1表示在溶液为丙二醇（PG：密度1.036g/mm2）的情况下，相对在毛细管42的内径DCT以及内管22产生的空气的吸引量的液滴排出量、排出体积以及直径的关系。 [0070] [表1] [0071] [0072] 图3所示的液罐20具有与已说明的液罐的结构不同的结构。具体地，图3的液罐20具有以锯齿状延伸的内部流路30a，以代替绕管30。这意味着，对于液罐20来说，绕管 30不是必需的。 [0073] 关于加热器56的结构，详述如下。 [0074] 加热器56例如包括作为电阻发热部件的铬镍线58、覆盖该铬镍线58的圆筒形状的外壳部件60。在本实施例的情况下，从图3可以清楚地知道，铬镍线58在外壳部件60的轴线方向上贯通该外壳部件60三次，具有从外壳部件60的两端分别突出的两个端。 [0075] 如图4所示，铬镍线58经由供电电路63与前述的电池26串联地连接，该供电电路63具有开关64。虽然在图1没有表示供电电路63以及开关64，但是供电电路63以及开关64配置在外管12的内表面，并且，外管12在其外表面具有操作开关64的按钮（未图示）。 [0076] 外壳部件60由氧化铝、氮化硅等陶瓷形成，提供加热器56的外表面。进一步地，从图4可以清楚地知道，优选地，例如在外壳部件60的外表面的一部分形成有环状槽62，在该环状槽62，作为增湿部件保持有环状的耐热网64。该网64与毛细管40的排出端42正对，前述的间隔Z被规定为是排出端42和网64之间。 [0077] 上述的外壳要素60不仅保护铬镍线58，还热连接铬镍线58和网4。具体地，在电池26处于可使用的状态，将1～1.5V的电压施加在铬镍线58时，外壳部件60将铬镍线58产生的热迅速地传到加热器56的外表面，具有将加热器56的外表面的加热温度维持在溶液的雾化所要求的温度范围内的作用。即，铬镍线58以及外壳部件60提供将加热器56的外表面的加热温度维持在所述温度范围的内部结构，因此，外壳部件60具有规定的厚度以及容积。 [0078] 接下来，参照图5～图9，说明实施例涉及的气溶胶吸引器的动作原理。在图5～图9中，省略了加热器56的网64。 [0079] 图5表示前述的供电电路63的开关64被导通，气溶胶吸引器处于能够使用的状态。当处于这种状态时，加热器56的外表面的加热温度被迅速地维持在所要求的温度范围内，并且，满足前式（2）的关系，因此，毛细管40内的溶液不会受到来自加热器56的辐射热而雾化。即，不产生气溶胶。 [0080] 但是，在气溶胶吸引器从图5所示的状态被使用者通过吸嘴吸引时，如前所述，溶液从毛细管40的排出端42排出。在这里，由于毛细管40和加热器56之间满足前述的（1）、（2）式的关系，所以如图6以及图7所示，排出溶液L在加热器56的外表面被可靠地接收阻挡。在这里，在加热器56的外表面设有前述的网64的情况下，排出溶液被网64接收阻挡，在该网64上延伸扩展。 [0081] 此时，加热器56的外表面的加热温度已经被维持在前述的温度范围内，所以排出溶液L通过被加热器56加热，立即雾化，由此，在内管22内产生气溶胶X。因此，使用者能够通过吸嘴14吸引到气溶胶X。 [0082] 此外，在加热器56具有网64的情况下，网64增加排出溶液L对加热器56的润湿性，所以排出溶液L在广区域雾化，达到气溶胶的迅速产生。 [0083] 进一步地，如果使用者停止吸引动作，来自毛细管40的排出端42的溶液的排出立即停止。从前述说明可以清楚地知道，排出端42和加热器56的外表面之间的间隔Z至少比毛细管40的内径DCT宽，所以只有加热器56的外表面的加热温度被维持在前述的温度范围，则排出端42内的溶液不会受到来自加热器56的辐射热而雾化。 [0084] 因此，在使用者的吸引动作停止的同时，气溶胶的产生也停止，不会浪费毛细管40内的溶液。 [0085] 其结果是，每次使用者做出吸引动作，气溶胶都能够被可靠地吸引，使用者吸引的气溶胶的吸引量由使用者的吸引动作的强度以及吸引动作的期间决定。 [0086] 一方面，即使加热器56的外表面的加热温度维持在前述的温度范围，如果不满足前述（2）式的关系，间隔Z比溶液的液滴最大直径DMAX更大，则如图8所示，排出溶液L不会被加热器56的外表面接收阻挡，向内管22的内表面下落。在这种情况下，排出溶液L不被雾化，使用者不能吸引气溶胶。 [0087] 反之，如果间隔Z比毛细管40的内径DCT窄，如图9所示，毛细管40内的溶液有可能被来自加热器56的辐射热雾化。在这种情况下，如前所述，与使用者的吸引动作无关地产生气溶胶，浪费液罐20内的溶液。 [0088] 因此，对于本实施例的气溶胶吸引器，如果不满足（1）、（2）式的关系，且加热器56的外表面的加热温度不被维持在适当的温度范围，则排出溶液L不能雾化，即，不能产生气溶胶，或者，不能避免溶液的浪费。 [0089] 具体地，在满足（1）、（2）式的关系，且溶液是丙二醇的情况下，加热器56的外表面的温度被要求维持在180～280℃的温度范围。 [0090] 在本实施例的情况下，气溶胶吸引器不包括控制铬镍线58的发热的控制电路。因此，为了使加热器56的外表面的加热温度维持在前述的温度范围，外壳部件60的厚度（容积）必须要被适当地设定。 [0091] 在这里，如果外壳部件60的厚度越厚，则从铬镍线58经过外壳部件60到达加热器56的外表面的热的移动速度产生迟缓，另一方面，由于外壳部件60的外表面的面积增加，所以导致从外壳部件60的热辐射量增加。即，可以认为，外壳部件60的厚度越厚，加热器56的外表面的加热温度越低。 [0092] 为了确认这样的加热器56的外表面加热温度的降低，发明人分别准备了仅外壳部件60的厚度不同的加热器56A～56G。在此，加热器56A～56G的外壳部件60的厚度按照加热器56A～56G的顺序以一定的增幅增加。 [0093] 图10表示用于加热器56X（X表示A～G的任一个）的加热试验装置。 [0094] 该加热试验装置包括向加热器56X施加电压的供电电路66，该供电电路66包括能够改变施加电压的直流电源68、分流电阻70（1mΩ）以及电压计72，加热器56X与分流电阻70串联连接。 [0096] 如图10所示，在加热器56X与供电电路66连接时，来自直流电源68的电压施加在加热器56X的铬镍线58，铬镍线58发热。铬镍线58产生的热在外壳部件60内移动，提高外壳部件60的温度，并且从外壳部件60的外表面向周围散发。 [0097] 其结果是，外壳部件60的外表面的加热温度由铬镍线58的发热量和来自外壳部件60的散热量之差决定，并且，外壳部件60的外表面的温度上升速度由在外壳部件60内传递的热的移动速度决定。 [0098] 在实施加热器56X的加热试验时，直流电源68在将向铬镍线58的施加电压在0.8V至1.6V的范围内依次改变的同时，向铬镍线58施加电压，另一方面，温度传感器74对施加到铬镍线58的每一电压测定外壳部件60的外表面的加热温度。测定结果如图11所示。 [0099] 从图11可以清楚地知道，对铬镍线58的施加电压越高，外壳部件60的外表面被加热器56X加热到越高的温度。 [0100] 但是，在五号电池26的通常使用状态下，如果考虑到五号电池26的施加电压时1.0V～1.5V，则只有加热器56F能够将外壳部件60的外表面的加热温度维持在前述的温度范围（180～280℃）。 [0101] 这意味着，作为本实施例的加热器56，如果使用加热器56F，则气溶胶吸引器10不需要控制向铬镍线58的施加电压的控制电路，就能够将加热器56的外表面的加热温度维持在前述的温度范围。 [0102] 此外，如上所述地，如果在气溶胶吸引器10不需要控制电路，则将减轻电池26的负荷，能够长期使用气溶胶吸引器10。进一步地，电池26的使用实现了气溶胶吸引器10的小型化或者细长化，能够提高气溶胶吸引器的便利性。 [0103] 一方面，在电池26的电压降低导致加热器56的外表面的加热温度比前述温度范围低的状况下，如果使用者进行吸引动作，则从毛细管40排出的溶液的雾化变得不充分，排出溶液的一部分有可能附着在内管22的内表面。 [0104] 进一步地，即使加热器56的外表面的加热温度被维持在所述温度范围内，也考虑产生的气溶胶在内管22的内表面凝集，溶液附着在内管22的内表面。 [0106] 但是，由于在内管22和吸嘴14之间配置有由纸管、纸滤器形成的吸收套管48，所以即使附着溶液朝向吸嘴14移动，附着溶液也能够被吸收套管48可靠地吸收，溶液不会流入使用者的口腔内。 [0107] 本发明不限于上述实施例的气溶胶吸引器10，能够进行各种变更。 [0108] 例如，关于加热器56，电阻发热部件不限于铬镍线，加热器56的横截面不限于圆形，还可以是椭圆或者多边形。 [0109] 外壳部件60可以由金属形成，代替前述的网64，至少在接收阻挡前述的排出溶液的部位具有例如图12所示的粗糙的外表面66。例如，粗糙的外表面62在外壳部件60的轴线方向上隔着间隔存在，由并列的多条狭窄环状槽形成，这样的环状槽在外壳部件60的外表面66接收阻挡排出溶液时，能够与网64相同地，起到延伸扩展排出溶液的作用。 [0110] 进一步地，在加热器56的外壳部件60以及内管22一起由相同的陶瓷构成的情况下，优选地，这些外壳部件60以及内管22作为一体成型品形成。由此，能够减少气溶胶吸引器的部件数目。 [0111] 附图标记说明 [0112] 12外管 14吸嘴 18电源单元 20液罐 22内管 26电池 40毛细管42分配口 48吸收套管（纸管、纸滤器） 50大气出入口 52大气开放口 56加热器 58铬镍线（电阻发热部件） 60外壳部件 64网（增湿部件） |
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