具有加熱器組件的氣溶膠生成系統(tǒng)和用于具有流體可滲透加熱器組件的氣溶膠生成系統(tǒng)的筒的制作方法
【專利摘要】一種氣溶膠生成系統(tǒng)，其包括：液體存儲(chǔ)部分(20)，所述液體存儲(chǔ)部分包括容納液體氣溶膠形成基質(zhì)的剛性殼體(24)，所述殼體具有開(kāi)口；和流體可滲透加熱器組件(30)，其包括復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電絲，其中所述流體可滲透加熱器組件固定到所述殼體且跨越所述殼體的所述開(kāi)口延伸。提供跨越液體存儲(chǔ)部分的開(kāi)口延伸的加熱器組件允許制造相對(duì)簡(jiǎn)單的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。這種布置允許加熱器組件與液體氣溶膠形成基質(zhì)之間的較大接觸面積。加熱器組件可以是基本平坦的，從而允許制造簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】
具有加熱器組件的氣溶膠生成系統(tǒng)和用于具有流體可滲透加 熱器組件的氣溶膠生成系統(tǒng)的筒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及包括適用于蒸發(fā)液體的加熱器組件的氣溶膠生成系統(tǒng)。尤其，本發(fā)明 涉及手持氣溶膠生成系統(tǒng)，例如電操作吸煙系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] -種類型的氣溶膠生成系統(tǒng)是電操作吸煙系統(tǒng)。由包括電池和控制電子元件的裝 置部分和包括氣溶膠形成基質(zhì)供給的筒部分以及電操作蒸發(fā)器組成的手持電操作吸煙系 統(tǒng)為已知的。包括氣溶膠形成基質(zhì)供給和蒸發(fā)器兩者的筒有時(shí)被稱作"霧化筒"。蒸發(fā)器通 常包括纏繞于浸泡在液體氣溶膠形成基質(zhì)中的伸長(zhǎng)的芯子周圍的加熱器線的線圈。筒部分 通常不僅包括氣溶膠形成基質(zhì)供給和電操作蒸發(fā)器，而且還包括煙嘴，吸煙者在使用時(shí)吮 吸所述煙嘴以將氣溶膠抽吸到他們的口中。
[0003] 然而，此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是筒的生產(chǎn)成本相對(duì)昂貴。這是因?yàn)橹圃煨咀雍途€圈組件不 易完成。并且，在制造期間必須小心處理加熱器線的線圈之間的電接觸部分和通過(guò)其自裝 置部分遞送電流的電接觸部分。此外，這些筒包含煙嘴部分以在運(yùn)輸期間保護(hù)易碎的芯子 和線圈組件。但在每一筒中包含完整且穩(wěn)固的煙嘴意味著每一筒具有較高的材料成本。
[0004] 將盡可能提供一種適合于廉價(jià)制造且穩(wěn)固的氣溶膠生成系統(tǒng)(例如手持電操作吸 煙系統(tǒng)）的加熱器組件。將進(jìn)一步盡可能提供一種比之前氣溶膠生成系統(tǒng)中的加熱器組件 更有效率的加熱器組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在第一方面中，提供了一種氣溶膠生成系統(tǒng)，其包括：
[0006] 液體存儲(chǔ)部分，其包括容納液體氣溶膠形成基質(zhì)的殼體，所述殼體具有開(kāi)口；和
[0007] 流體可滲透加熱器組件，其包括復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電絲，其中所述流體可滲透加熱器組件 固定到所述殼體且跨越所述殼體的開(kāi)口延伸。
[0008] 提供跨越液體存儲(chǔ)部分的開(kāi)口延伸的加熱器組件允許制造起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單的穩(wěn)固 結(jié)構(gòu)。這種布置允許加熱器組件與液體氣溶膠形成基質(zhì)之間的較大接觸面積。所述殼體可 以是剛性的殼體。當(dāng)在本文中使用時(shí)"剛性的殼體"表示自承的殼體。液體存儲(chǔ)部分的剛性 的殼體優(yōu)選地為加熱器組件提供機(jī)械支承。加熱器組件可以是基本平坦的，從而允許制造 簡(jiǎn)單。如本文中所使用，"基本平坦"意味初始地形成在單一平面中且未纏繞或其它符合曲 面或其它非平面形狀。在幾何學(xué)上，術(shù)語(yǔ)"基本平坦"導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)用于指代呈基本二維拓?fù)?流形的形式的導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)。因此，基本平坦導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)基本多于在第三維度上地沿表面在 兩個(gè)維度上延伸。特別地，基本平坦絲結(jié)構(gòu)在表面內(nèi)兩個(gè)維度上的尺寸為垂直于所述表面 的第三維度上尺寸的至少5倍。基本平坦絲結(jié)構(gòu)的一實(shí)例為兩個(gè)基本虛構(gòu)平行表面之間的 結(jié)構(gòu)，其中這兩個(gè)虛構(gòu)表面之間的距離基本小于表面內(nèi)的延伸部分。在一些實(shí)施例中，基本 平坦絲結(jié)構(gòu)為平面的。在其它實(shí)施例中，基本平坦絲結(jié)構(gòu)沿一個(gè)或多個(gè)維度彎曲，例如形成 圓頂形狀或橋形狀。
[0009] 本說(shuō)明書(shū)使用的術(shù)語(yǔ)"絲"是指布置在兩個(gè)電接觸部分之間的電路徑。絲可分別任 意地分支及分叉為若干路徑或絲，或可從若干電路徑聚集為一個(gè)路徑。絲可具有圓形、正方 形、平坦形或任何其它形式的橫截面。絲可以筆直或彎曲方式布置。
[0010] 術(shù)語(yǔ)"絲結(jié)構(gòu)"貫穿本說(shuō)明書(shū)使用以指一個(gè)絲或優(yōu)選地復(fù)數(shù)個(gè)絲的結(jié)構(gòu)。絲結(jié)構(gòu)可 為(例如)平行于彼此布置的絲陣列。優(yōu)選的是，絲可形成網(wǎng)格。網(wǎng)格可為交織或非交織的。
[0011] 平坦加熱器組件可在制造期間易于處置且提供穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。
[0012] 系統(tǒng)可有利地包括裝置和可移除地聯(lián)接到所述裝置的筒，其中液體存儲(chǔ)部分和加 熱器組件設(shè)置在筒中且所述裝置包括電源?？梢钥煽壳铱芍貜?fù)的方式低成本地制造筒。如 本文中所使用，筒"可移除地聯(lián)接"到裝置意味筒與裝置可相互聯(lián)接或解聯(lián)接，而不明顯損 壞裝置或筒。
[0013] 所述系統(tǒng)可為電操作吸煙系統(tǒng)。
[0014] 導(dǎo)電絲可位于單一平面中。平面加熱器組件在制造期間可易于處置且提供穩(wěn)固的 結(jié)構(gòu)。
[0015] 導(dǎo)電絲可限定絲之間的空隙，且空隙可具有ΙΟμπι與100μπι之間的寬度。優(yōu)選的是， 絲引起空隙中的毛細(xì)管作用，使得在使用中，待蒸發(fā)的液體被抽吸到空隙中，從而增加加熱 器組件與液體之間的接觸面積。
[0016] 導(dǎo)電絲可形成大小在160到600Mesh US(+/-10%)之間（即，在每英寸160與600個(gè) 絲之間（+/-10%))的網(wǎng)格。間隔的寬度優(yōu)選地在75μπι到25μπι之間。作為空隙的面積與網(wǎng)格 的總面積的比率的網(wǎng)格的開(kāi)口面積的百分比優(yōu)選地在25%到56%之間。網(wǎng)格可以使用不同 類型的編織或格子結(jié)構(gòu)形成。替代地，導(dǎo)電絲由彼此平行布置的絲陣列組成。
[0017] 導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的特征也可以在于其保持液體的能力，此在本領(lǐng)域中 是眾所周知的。
[0018] 導(dǎo)電絲可具有在ΙΟμπι到100μπι之間、優(yōu)選地在8μπι到50μπι之間且更優(yōu)選地在8μπι到 39μπι之間的直徑。所述絲可具有圓形橫截面或可具有平坦的橫截面。
[0019] 導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的面積可較小，優(yōu)選地小于或等于25mm2,允許其合并 到手持系統(tǒng)中。導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物可例如為矩形的且具有5mm乘2mm的尺寸。優(yōu)選的 是，導(dǎo)電絲的網(wǎng)格或陣列覆蓋加熱器組件面積的10%到50%之間的面積。更優(yōu)選的是，導(dǎo)電 絲的網(wǎng)格或陣列覆蓋加熱器組件面積的15%到25%之間的面積。將導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或 織物的大小規(guī)定在面積的10%到50%或小于或等于25mm2,減少了加熱導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列 或織物所需的總功率量，同時(shí)仍確保導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物充分地接觸到一個(gè)或多個(gè) 毛細(xì)管材料提供的待揮發(fā)的液體。
[0020] 加熱器絲可通過(guò)蝕刻例如箱的片材而形成。當(dāng)加熱器組件包括平行絲陣列時(shí)，此 可為特別有利的。如果加熱器組件包括絲的網(wǎng)格或織物，那么絲可單獨(dú)地形成且針織在一 起。替代地，加熱器絲可由導(dǎo)電箱(例如不銹鋼)模壓而成。
[0021] 加熱器組件的絲可由具有合適的電特性的任何材料形成。合適的材料包括但不限 于:例如摻雜陶瓷的半導(dǎo)體、"導(dǎo)"電陶瓷(例如，二娃化鉬）、碳、石墨、金屬、金屬合金以及由 陶瓷材料和金屬材料制造的復(fù)合材料。此類復(fù)合材料可包括摻雜或無(wú)摻雜的陶瓷。合適的 摻雜陶瓷的實(shí)例包含摻雜碳化硅。合適的金屬的實(shí)例包含鈦、鋯、鉭和鉑系元素金屬。合適 的金屬合金的實(shí)例包含不銹鋼;康銅;含鎳合金、含鈷合金、含鉻合金、含鋁合金、含鈦合金、 含錯(cuò)合金、含鉿合金、含銀合金、含鉬合金、含鉭合金、含媽合金、含錫合金、含鎵合金、含猛 合金和含鐵合金；以及基于鎳、鐵、鈷的超級(jí)合金，不銹鋼，Timetal?，基于鐵鋁的合金以 及基于鐵猛錯(cuò)的合金。Timetai?是Titanium Metals Corporation的注冊(cè)商標(biāo)。絲可涂 覆有一種或多種絕緣體。導(dǎo)電絲的優(yōu)選材料為304、316、30禮、3161^不銹鋼，以及石墨。另外， 導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)可包括上述材料的組合。材料的組合可用于改善對(duì)基本平坦絲結(jié)構(gòu)的電阻的控 制。舉例來(lái)說(shuō)，具有較高固有電阻的材料可與具有較低固有電阻的材料組合。如果材料中的 一種在其它角度(例如，價(jià)格、機(jī)械加工性或其它物理和化學(xué)參數(shù))來(lái)說(shuō)更有益，此可為有利 的。有利的是，具有增大電阻的基本平坦絲結(jié)構(gòu)減少寄生損失。有利的是，較高電阻率的加 熱器允許更高效地使用電池能量。電池能量在損耗在印刷電路板上的能量與遞送到導(dǎo)電絲 結(jié)構(gòu)的能量之間成比例地在分派。由此，加熱器中的導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)可用的能量高于導(dǎo)電絲結(jié) 構(gòu)的電阻。
[0022] 在示范性實(shí)施例中，基本平坦絲結(jié)構(gòu)可由形成為線網(wǎng)格的兩種類型的金屬線制 成。在此類實(shí)施例中，優(yōu)選的是，較高電阻線(例如，由鎳鉻合金制得的線)在電流流動(dòng)的方 向上取向。相應(yīng)地，在這個(gè)實(shí)施例中，較低電阻線基本垂直于具有較高電阻的線加以布置。 舉例來(lái)說(shuō)，較低電阻線可以是不銹鋼線。有利的是，相對(duì)便宜的較低電阻線形成具有較高電 阻的線的支承。另外，具有較高電阻的線通常比不銹鋼線具有更小的延展性，且因此無(wú)法容 易地制造成細(xì)線。因此，在本發(fā)明的此類有利實(shí)施例中，具有較高電阻的相對(duì)較粗線與較低 電阻的細(xì)不銹鋼線組合，從而具有較細(xì)不銹鋼線通過(guò)增加的毛細(xì)管作用力而改善基本平坦 絲結(jié)構(gòu)的潤(rùn)濕的附加益處。
[0023] 替代地，導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)可由碳線織物形成。碳線織物的優(yōu)點(diǎn)是其通常比具有較高電 阻率的金屬加熱器更有成本效益。此外，碳線織物通常比金屬網(wǎng)格更有彈性。另一優(yōu)點(diǎn)是在 構(gòu)造流體可滲透加熱器組件期間，可充分維護(hù)碳線織物與如高釋放材料的輸送介質(zhì)之間的 接觸。
[0024] 流體可滲透加熱器組件與輸送介質(zhì)（例如毛細(xì)管輸送介質(zhì)，例如由纖維或多孔陶 瓷材料制成的芯子)之間的可靠接觸改善流體可滲透加熱器組件的恒定潤(rùn)濕。這有利地減 小了過(guò)度加熱導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)和無(wú)意中熱分解液體的風(fēng)險(xiǎn)。
[0025] 加熱器組件可包括上面支承絲的電絕緣基板。電絕緣基板可包括任何合適的材 料，且優(yōu)選的是一種能夠耐高溫(超過(guò)300攝氏度)和溫度急速變化的材料。合適的材料的實(shí) 例為聚酰亞胺薄膜，例如Kapton?。電絕緣基板可具有形成于其中的開(kāi)孔，其中導(dǎo)電絲跨 越所述開(kāi)孔延伸。加熱器組件可包括連接到導(dǎo)電絲的電接觸部分。舉例來(lái)說(shuō)，電接觸部分可 經(jīng)膠合、焊接或以機(jī)械方式夾緊到導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)。替代地，可例如使用金屬墨水將導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu) 印刷在電絕緣基板上。在此類結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，電絕緣基板是多孔材料，使得導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu) 可直接應(yīng)用于多孔材料的表面。優(yōu)選的是，在此類實(shí)施例中，基板的孔隙度充當(dāng)電絕緣基板 的"開(kāi)口"，可通過(guò)孔隙度朝向?qū)щ娊z結(jié)構(gòu)汲取液體。
[0026] 加熱器元件的導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻優(yōu)選地在0.3歐姆到4歐姆之間。 更優(yōu)選的是，導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻在0.5歐姆到3歐姆之間，且更優(yōu)選地為約1 歐姆。導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻優(yōu)選地比接觸部分的電阻大至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，且更 優(yōu)選地大至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這確保通過(guò)使電流通過(guò)加熱器元件而產(chǎn)生的熱集中到導(dǎo)電絲的 網(wǎng)格或陣列。如果系統(tǒng)由電池提供電力，那么對(duì)于加熱器元件具有較低的總電阻是有利的。 低電阻高電流系統(tǒng)允許高功率遞送到加熱器元件。這允許加熱器元件快速地將導(dǎo)電絲加熱 到所要溫度。
[0027] 第一和第二導(dǎo)電接觸部分可直接固定到導(dǎo)電絲。接觸部分可定位于導(dǎo)電絲與電絕 緣基板之間。舉例來(lái)說(shuō)，接觸部分可由電鍍到絕緣基板上的銅箱形成。與絕緣基板相比，接 觸部分還可更容易地與絲結(jié)合。
[0028] 替代地，第一和第二導(dǎo)電接觸部分可與導(dǎo)電絲成一體。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)蝕刻導(dǎo)電 薄片以在兩個(gè)接觸部分之間提供復(fù)數(shù)個(gè)絲來(lái)形成加熱器元件。
[0029] 加熱器組件可包括由第一材料制成的至少一個(gè)絲和由不同于第一材料的第二材 料制成的至少一個(gè)絲。這可有益于電或機(jī)械原因。舉例來(lái)說(shuō)，絲中的一個(gè)或多個(gè)可由具有隨 溫度顯著變化的電阻的材料(例如，鐵鋁合金)形成。這允許絲的電阻的測(cè)量值用于確定溫 度或溫度的變化。這可用于抽吸檢測(cè)系統(tǒng)中且可用于控制加熱器溫度以使其保持在所要溫 度范圍內(nèi)。溫度的突然變化也可用作檢測(cè)由于使用者抽吸系統(tǒng)而經(jīng)過(guò)加熱器組件的氣流的 變化的手段。
[0030] 液體存儲(chǔ)部分的殼體有利地含有毛細(xì)管材料。毛細(xì)管材料為主動(dòng)將液體從材料的 一個(gè)端部傳送到另一端部的材料。毛細(xì)管材料有利地在殼體中取向以將液體傳送到加熱器 組件。
[0031] 毛細(xì)管材料可以具有纖維狀或海綿狀結(jié)構(gòu)。毛細(xì)管材料優(yōu)選地包括毛細(xì)管束。舉 例來(lái)說(shuō)，毛細(xì)管材料可以包括復(fù)數(shù)個(gè)纖維或線或其它細(xì)孔管。纖維或線可以大體上對(duì)準(zhǔn)以 將液體傳送到加熱器。替代地，毛細(xì)管材料可以包括海綿狀或泡沫狀材料。毛細(xì)管材料的結(jié) 構(gòu)形成復(fù)數(shù)個(gè)小孔或管，液體可以由毛細(xì)作用輸送通過(guò)所述小孔或管。毛細(xì)管材料可以包 括任何合適的材料或材料的組合。合適材料的實(shí)例是海綿或泡沫材料，呈纖維或燒結(jié)粉末 的形式的陶瓷或石墨類材料，泡沫金屬或塑料材料，例如由紡制或擠出纖維制造的纖維狀 材料，如醋酸纖維素、聚酯或粘結(jié)聚烯烴、聚乙烯、滌綸或聚丙烯纖維、尼龍纖維或陶瓷。毛 細(xì)管材料可以具有任何合適的毛細(xì)管作用和孔隙度，以便與不同的液體物理性質(zhì)一起使 用。液體具有物理性質(zhì)，包含但不限于粘性、表面張力、密度、導(dǎo)熱性、沸點(diǎn)和蒸汽壓力，所述 物理性質(zhì)允許液體通過(guò)毛細(xì)管作用輸送通過(guò)毛細(xì)管裝置。
[0032] 毛細(xì)管材料可與導(dǎo)電絲接觸。毛細(xì)管材料可延伸到絲之間的空隙中。加熱器組件 可通過(guò)毛細(xì)管作用將液體氣溶膠形成基質(zhì)抽吸到空隙中。毛細(xì)管材料可在開(kāi)孔的基本整個(gè) 范圍上方與導(dǎo)電絲接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，與導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)接觸的毛細(xì)管材料可以是絲狀芯 子。優(yōu)選的是，絲狀芯子具有第一部分和第二部分，其中第一部分基本垂直于導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)地 布置，伸進(jìn)筒的液體存儲(chǔ)部分中。優(yōu)選的是，絲狀芯子的第二部分基本平行于導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)地 布置。優(yōu)選的是，絲狀芯子的絲從絲狀芯子的第一部分連續(xù)到絲狀芯子的第二部分。這允許 將液體朝向?qū)щ娊z結(jié)構(gòu)輸送通過(guò)絲狀芯子的第一部分，同時(shí)允許穿過(guò)導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)快速分散 通過(guò)絲狀芯子的第二部分。這有利于允許整個(gè)導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)的連續(xù)潤(rùn)濕。連續(xù)潤(rùn)濕可避免過(guò) 度加熱且防止由于過(guò)度加熱導(dǎo)致的液體的無(wú)意分解。
[0033]優(yōu)選的是，導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)包括至少若干絲，所述至少若干絲由合金制成或涂覆有對(duì) 液體(例如水)的存在敏感的薄膜。這允許(例如)通過(guò)將敏感線連接到電路來(lái)檢測(cè)導(dǎo)電絲結(jié) 構(gòu)的潤(rùn)濕，所述電路監(jiān)測(cè)線的電阻且在檢測(cè)到干界面的情況下阻止加熱器工作或減小電 流。這有利地增加了氣溶膠生成系統(tǒng)的安全性。在一個(gè)實(shí)施例中，用于檢測(cè)潤(rùn)濕的絲是涂覆 有氮化銦(InN)或氧化鋁(A1203)薄膜的不銹鋼線。在使用時(shí)，液體(如，水)使來(lái)自這些薄膜 表面的電子失去液體且維持薄膜的較高電阻率直到薄膜表面變得干燥。接著電阻率迅速下 降。通過(guò)連接的電子電路檢測(cè)電阻率的下降。
[0034] 有利的是，加熱器組件和毛細(xì)管材料可經(jīng)制定大小以具有大約相同面積。如此處 所使用，大約意味著加熱器組件可在大于毛細(xì)管材料的〇%到15%之間。加熱器組件的形狀 也可類似于毛細(xì)管材料的形狀，使得組件與材料基本重疊。當(dāng)組件與材料在大小和形狀上 基本類似時(shí)，可簡(jiǎn)化制造且提高制造過(guò)程的穩(wěn)健性。如下文所論述，毛細(xì)管材料可包含一種 或多種毛細(xì)管材料，所述一種或多種毛細(xì)管材料包含一層或多層與加熱器組件的導(dǎo)電絲的 網(wǎng)格、陣列或織物直接接觸的毛細(xì)管材料，以便促進(jìn)氣溶膠生成。毛細(xì)管材料可包含本文中 所描述的材料。
[0035] 毛細(xì)管材料中的至少一種可具有足夠的體積，以便確保最小量的液體存在于所述 毛細(xì)管材料中以防止"干熱"，所述干熱在不充足的液體提供到與導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織 物接觸的毛細(xì)管材料時(shí)發(fā)生。提供最小體積的所述毛細(xì)管材料以便允許使用者進(jìn)行20到40 次抽吸。在時(shí)間長(zhǎng)度在1到4秒之間的抽吸期間揮發(fā)的液體的平均體積通常在1到4mg液體之 間。由此，提供具有保持20mg到160mg包括液體形成基質(zhì)的液體的體積的至少一種毛細(xì)管材 料可防止干熱。
[0036] 殼體可含有兩種或兩種以上不同的毛細(xì)管材料，其中與加熱器元件接觸的第一毛 細(xì)管材料具有較高的熱分解溫度，且與第一毛細(xì)管材料接觸但不與加熱器元件接觸的第二 毛細(xì)管材料具有較低的熱分解溫度。第一毛細(xì)管材料有效地用作將加熱器元件與第二毛細(xì) 管材料分離的間隔件，使得第二毛細(xì)管材料不暴露于高于其熱分解溫度的溫度。如本文中 所使用，"熱分解溫度"意思是在所述溫度下材料開(kāi)始分解且通過(guò)生成氣態(tài)副產(chǎn)物損失質(zhì)量 的溫度。第二毛細(xì)管材料可比第一毛細(xì)管材料有利于占據(jù)更大體積且可比第一毛細(xì)管材料 容納更多氣溶膠形成基質(zhì)。第二毛細(xì)管材料可具有比第一毛細(xì)管材料更好的毛細(xì)管作用性 能。第二毛細(xì)管材料可比第一毛細(xì)管材料更便宜。第二毛細(xì)管材料可為聚丙烯。
[0037] 第一毛細(xì)管材料可將加熱器組件與第二毛細(xì)管材料分離至少1.5mm，且優(yōu)選地在 1.5_到2_之間的距離，以提供跨越第一毛細(xì)管材料的足夠溫降。
[0038] 液體存儲(chǔ)部分可定位在導(dǎo)電絲的第一側(cè)上且可為定位在導(dǎo)電絲相對(duì)側(cè)上到液體 存儲(chǔ)部分的氣流通道使得經(jīng)過(guò)導(dǎo)電絲的氣流夾帶蒸發(fā)的液體氣溶膠形成基質(zhì)。
[0039] 除了靠近液體輸送介質(zhì)或與液體輸送介質(zhì)接觸定位的電加熱器組件，氣溶膠生成 系統(tǒng)可包括與液體存儲(chǔ)部分呈合作關(guān)系的至少一個(gè)其它電加熱器組件。與液體存儲(chǔ)部分呈 合作關(guān)系的其它電加熱器組件可增加液體存儲(chǔ)部分的液體的消耗。此情形在液體存儲(chǔ)部分 包括存儲(chǔ)液體的高保持介質(zhì)時(shí)為尤其有利的。有利的是，使用高保持介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)液體存儲(chǔ) 部分中的液體。舉例來(lái)說(shuō)，使用高保持介質(zhì)減小溢出的風(fēng)險(xiǎn)。在筒的殼體故障或破裂的情況 下，溢出的液體可導(dǎo)致與作用中電子組件和生物組織的非所要接觸。然而，在筒殼體中發(fā)生 機(jī)械破裂的情況下，相比于填充自由液體的箱，由于通過(guò)潤(rùn)濕力將液體吸引到高保持介質(zhì) 表面而較不可能出現(xiàn)液體的大量損失。然而，由于高保持介質(zhì)將在內(nèi)部保持一部分液體，其 反過(guò)來(lái)不能用于氣溶膠化。有利的是，提供額外加熱組件增加液體存儲(chǔ)部分的消耗比率， 即，從液體存儲(chǔ)部分移除的液體量與無(wú)法從液體存儲(chǔ)部分移除的液體量之間的比率。
[0040] 優(yōu)選的是，其它電加熱器組件經(jīng)定位靠近較不可能由主要電加熱器組件消耗的高 保持介質(zhì)的區(qū)域，例如最遠(yuǎn)離第一電加熱器組件的高保持介質(zhì)的大部分區(qū)域。優(yōu)選的是，其 它電加熱器組件位于殼體的底壁中，即，與電加熱器組件相對(duì)的壁。替代地或另外，其它電 加熱器組件位于殼體的側(cè)壁處。
[0041] 優(yōu)選的是，控制其它電加熱器組件以僅在需要時(shí)激活，例如，在檢測(cè)到液體流動(dòng)減 少時(shí)激活。舉例來(lái)說(shuō)，在檢測(cè)到第一電加熱器組件的潤(rùn)濕減少時(shí)，可激活其它電加熱器組 件。
[0042] 替代地或另外，殼體內(nèi)部地具有非圓柱形(例如圓錐形)形狀，使得內(nèi)部非圓柱形 形狀的較寬截面朝向電加熱器組件且內(nèi)部較小截面延伸到相反方向。尤其在氣溶膠生成系 統(tǒng)為基本水平取向時(shí)，這允許增加作用于液體的重力的關(guān)聯(lián)以使液體朝向電加熱器組件行 進(jìn)。水平取向是電加熱器組件與液體存儲(chǔ)部分基本在相同垂直水平上的取向。此水平取向 通常在氣溶膠生成系統(tǒng)的使用期間。
[0043] 替代地或另外，包括電加熱器組件的筒和殼體布置在氣溶膠生成系統(tǒng)中，使得電 加熱器組件跨液體存儲(chǔ)部分側(cè)上的殼體的開(kāi)口布置，所述液體存儲(chǔ)部分遠(yuǎn)離氣溶膠生成系 統(tǒng)的煙嘴。這可有益于氣溶膠在氣溶膠生成系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)路徑。舉例來(lái)說(shuō)，在氣溶膠生成系 統(tǒng)的垂直布置中，煙嘴在頂部且殼體顛倒地布置，即液體布置在電加熱器組件上方。在此類 實(shí)施例中，使液體朝向電加熱器組件行進(jìn)的毛細(xì)管作用力由重力輔助，而非必須克服重力。
[0044] 優(yōu)選的是，殼體包括兩個(gè)元件，其中第一元件為帽且第二元件為箱，其中所述帽關(guān) 閉所述箱。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明，帽包括加熱器組件或與加熱器組件緊密接觸。優(yōu)選的是， 箱包括液體，且其中存在第一毛細(xì)管材料或第一和第二毛細(xì)管材料兩者。優(yōu)選的是，帽材料 由具有高熱分解溫度的材料制成，所述材料例如聚醚醚酮(PEEK)或Kapton?。優(yōu)選的是， 帽具有足以使箱與加熱器組件隔開(kāi)至少1.5mm(且優(yōu)選地在1.5mm到2mm之間的）距離的尺 寸，以提供跨越帽的足夠溫降。有利的是，在此類實(shí)施例中，箱材料可由具有較低熱分解溫 度的更經(jīng)濟(jì)有效的材料制成，所述材料例如聚乙烯或聚丙烯。
[0045] 空氣入口例如布置在系統(tǒng)的主要?dú)んw中。環(huán)境空氣進(jìn)入系統(tǒng)中，穿過(guò)筒的遠(yuǎn)端處 的加熱元件且?jiàn)A帶通過(guò)加熱筒中的氣溶膠形成基質(zhì)而產(chǎn)生的氣溶膠。接著沿著筒在筒殼體 與主要?dú)んw之間將含有空氣的氣溶膠引導(dǎo)到系統(tǒng)的下游端，其在所述下游端與來(lái)自其它流 動(dòng)路徑的環(huán)境空氣混合(在到達(dá)下游端之前或之后）。
[0046] 布置在筒殼體的遠(yuǎn)端區(qū)域中的第二通道的入口開(kāi)口也可設(shè)置于加熱元件布置在 筒的近端處的替代系統(tǒng)中。第二流動(dòng)路徑不僅可經(jīng)過(guò)筒外部，而且也可穿過(guò)筒。接著環(huán)境空 氣在筒的半開(kāi)壁處進(jìn)入筒，穿過(guò)筒且通過(guò)穿過(guò)布置在筒近端處的加熱元件而離開(kāi)筒。從而， 環(huán)境空氣可穿過(guò)氣溶膠形成基質(zhì)或穿過(guò)布置在固體氣溶膠形成基質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)通道， 使得環(huán)境空氣不穿過(guò)基質(zhì)本身而是在接近基質(zhì)的通道中。
[0047] 為了允許環(huán)境空氣進(jìn)入筒，筒殼體的壁(優(yōu)選地加熱元件對(duì)面的壁，優(yōu)選地底壁） 具備至少一個(gè)半開(kāi)入口。半開(kāi)入口允許空氣進(jìn)入筒，但不允許空氣或液體通過(guò)半開(kāi)入口離 開(kāi)筒。半開(kāi)入口例如可為半可滲透膜，在一個(gè)方向上僅對(duì)于空氣可滲透但在相反方向上為 氣密和液密的。半開(kāi)入口例如也可為單向閥。優(yōu)選的是，僅在滿足特定條件時(shí)，例如在滿足 筒中的最小低壓或穿過(guò)閥或膜的空氣的體積時(shí)，半開(kāi)入口才允許空氣穿過(guò)入口。
[0048] 舉例來(lái)說(shuō)，這種單向閥可為（例如）用于醫(yī)療裝置的市場(chǎng)上可買到的閥，例如LMS Medi f 1 ow單向閥、LMS SureF 1 ow單向閥或LMS止回閥（跨膜）。待用于筒從而使氣流穿過(guò)筒的 合適的膜為(例如）如用于醫(yī)療裝置的排放膜(例如Qosina參考11066)、如用于奶瓶的具有 疏水性過(guò)濾器或閥的排放帽。此類閥和膜可由適合應(yīng)用于電加熱吸煙系統(tǒng)的任何材料制 成?？墒褂眠m合于醫(yī)療裝置的材料和FDA認(rèn)證材料;例如具有極高機(jī)械阻力和大范圍溫度內(nèi) 的熱穩(wěn)定性的石墨烯。優(yōu)選的是，閥由軟的彈性材料制成以用于將一個(gè)或多個(gè)閥的液密一 體支承到容器殼體的壁中。
[0049] 讓環(huán)境空氣穿過(guò)基質(zhì)維持氣溶膠形成基質(zhì)的氣溶膠化。在抽吸期間，筒中出現(xiàn)低 氣壓，所述低氣壓激活半開(kāi)入口。環(huán)境空氣隨后通過(guò)筒，優(yōu)選地通過(guò)高保持或高釋放材料 (HRM)或液體，且穿過(guò)加熱元件，從而在加熱元件充分地加熱液體時(shí)產(chǎn)生和維持液體的氣溶 膠化。另外，由于在抽吸期間產(chǎn)生的低氣壓，可限制例如毛細(xì)管材料的輸送材料中的液體到 加熱元件的供應(yīng)。穿過(guò)筒的環(huán)境氣流可使筒內(nèi)的壓力差均衡，且從而支持朝向加熱元件的 不受阻礙的毛細(xì)管作用。
[0050] 另外或替代地，半開(kāi)入口也可設(shè)置于筒殼體的一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁中。側(cè)壁中的半開(kāi) 入口朝向筒殼體的開(kāi)口頂端將橫向氣流提供到筒中，加熱元件布置在筒殼體的所述開(kāi)口頂 端處。優(yōu)選的是，橫向氣流穿過(guò)氣溶膠形成基質(zhì)。
[0051] 系統(tǒng)可進(jìn)一步包括連接到加熱器組件且連接到電源的電路，所述電路配置成監(jiān)測(cè) 加熱器組件或加熱器組件的一個(gè)或多個(gè)絲的電阻，且根據(jù)加熱器組件或一個(gè)或多個(gè)絲的電 阻控制到達(dá)加熱器組件的電力供給。
[0052] 電路可包括微處理器，所述微處理器可為可編程微處理器。電路還可包括電子組 件。電路可配置成調(diào)節(jié)到達(dá)加熱器組件的電力供給。在激活系統(tǒng)之后功率可連續(xù)地供應(yīng)到 加熱器組件或可例如在逐抽吸的基礎(chǔ)上間歇地供應(yīng)。功率可以電流脈沖的形式供應(yīng)到加熱 器組件。
[0053]系統(tǒng)有利地包括在殼體的主體內(nèi)的電源，典型地是電池。作為替代，電源可以是另 一形式的電荷存儲(chǔ)裝置，例如電容器。電源可需要充電且可具有允許存儲(chǔ)用于一個(gè)或多個(gè) 吸煙過(guò)程的足夠能量的容量;例如，電源可以具有足夠的容量以允許連續(xù)生成氣溶膠持續(xù) 大約六分鐘的時(shí)間，或者持續(xù)六分鐘的倍數(shù)的時(shí)間。在另一實(shí)例中，電源可具有足夠的容量 以允許預(yù)定數(shù)量次抽吸或加熱器組件的不連續(xù)激活。
[0054]優(yōu)選的是，氣溶膠生成系統(tǒng)包括殼體。優(yōu)選的是，殼體為伸長(zhǎng)的。所述殼體可包括 任何合適的材料或材料的組合。合適的材料的實(shí)例包含金屬、合金、塑料或含有那些材料中 的一種或多種的復(fù)合材料，或適于食品或制藥應(yīng)用的熱塑性塑料，例如聚丙烯、聚醚醚酮 (PEEK)和聚乙烯。優(yōu)選的是，所述材料是輕型的且非脆性的。
[0055] 優(yōu)選的是，氣溶膠生成系統(tǒng)為便攜式的。氣溶膠生成系統(tǒng)可以具有相當(dāng)于常規(guī)雪 茄或卷煙的尺寸。吸煙系統(tǒng)可以具有大約30_到大約150mm之間的總長(zhǎng)度。吸煙系統(tǒng)可以具 有大約5mm到大約30mm之間的外徑。
[0056] 氣溶膠形成基質(zhì)為能夠釋放可形成氣溶膠的揮發(fā)性化合物的基質(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)加熱 氣溶膠形成基質(zhì)釋放揮發(fā)性化合物。
[0057] 氣溶膠形成基質(zhì)可以包括植物性材料。氣溶膠形成基質(zhì)可以包括煙草。氣溶膠形 成基質(zhì)可以包括含有揮發(fā)性煙草香味化合物的含煙草材料，當(dāng)加熱時(shí)所述揮發(fā)性煙草香味 化合物從氣溶膠形成基質(zhì)釋放。氣溶膠形成基質(zhì)可替代地包括不含煙草的材料。氣溶膠形 成基質(zhì)可包括均質(zhì)植物性材料。氣溶膠形成基質(zhì)可包括均質(zhì)煙草材料。氣溶膠形成基質(zhì)可 包括至少一種氣溶膠形成劑。氣溶膠形成基質(zhì)可包括其它添加劑和成分，例如香料。
[0058] 在第二方面中，提供了一種用于電操作的氣溶膠生成系統(tǒng)的筒，其包括：
[0059] 液體存儲(chǔ)部分，其包括容納液體氣溶膠形成基質(zhì)的殼體，所述殼體具有開(kāi)口；和
[0060] 流體可滲透加熱器組件，其包括復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電絲，其中所述流體可滲透加熱器組件 跨越液體存儲(chǔ)部分的殼體的開(kāi)口延伸。
[0061] 可穩(wěn)健、可靠且以低成本制造具有此構(gòu)造的筒。加熱器組件可為基本平坦的，無(wú)需 將任何加熱器線纏繞于毛細(xì)管芯子的周圍。
[0062] 導(dǎo)電絲可位于單一平面中。平面加熱器組件在制造期間可易于處置且提供穩(wěn)固的 結(jié)構(gòu)。
[0063] 導(dǎo)電絲可限定絲之間的空隙，且空隙可具有10M1與100μπι之間的寬度。優(yōu)選的是， 絲引起空隙中的毛細(xì)管作用，使得在使用中，待蒸發(fā)的液體被抽吸到空隙中，從而增加加熱 器組件與液體之間的接觸面積。
[0064] 導(dǎo)電絲可形成大小在160到600Mesh US(+/-10%)之間（即，在每英寸160與600個(gè) 絲之間（+/-10%))的網(wǎng)格。間隔的寬度優(yōu)選地在75μπι到25μπι之間。作為空隙的面積與網(wǎng)格 的總面積的比率的網(wǎng)格的開(kāi)口面積的百分比優(yōu)選地在25%到56%之間。網(wǎng)格可以使用不同 類型的編織或格子結(jié)構(gòu)形成。替代地，導(dǎo)電絲由彼此平行布置的絲陣列組成。
[0065] 導(dǎo)電絲可具有在ΙΟμπι到100μL?之間、優(yōu)選地在8μπι到50μπι之間且更優(yōu)選地在8μπι到 39μπι之間的直徑。所述絲可具有圓形橫截面或可具有平坦的橫截面。加熱器絲可通過(guò)蝕刻 例如箱的片材而形成。當(dāng)加熱器組件包括平行絲陣列時(shí)，此可為特別有利的。如果加熱器組 件包括絲的網(wǎng)格或織物，那么絲可單獨(dú)地形成且針織在一起。
[0066]導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的面積可較小，優(yōu)選地小于或等于25mm2,允許其合并 到手持系統(tǒng)中。導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物可例如為矩形的且具有5mm乘2mm的尺寸。優(yōu)選的 是，導(dǎo)電絲的網(wǎng)格或陣列覆蓋加熱器組件面積的10%到50%之間的面積。更優(yōu)選的是，導(dǎo)電 絲的網(wǎng)格或陣列覆蓋加熱器組件面積的15%到25%之間的面積。
[0067] 導(dǎo)電絲可包括任何合適的導(dǎo)電材料。導(dǎo)電絲的優(yōu)選材料為304、316、304L、316Lf 銹鋼，以及石墨。
[0068] 加熱器元件的導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻優(yōu)選地在0.3歐姆到4歐姆之間。 更優(yōu)選的是，導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻在0.5歐姆到3歐姆之間，且更優(yōu)選地約1歐 姆。導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻優(yōu)選地比接觸部分的電阻大至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，且更優(yōu) 選地大至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0069] 液體存儲(chǔ)部分的殼體可含有毛細(xì)管材料，如關(guān)于第一方面所描述。毛細(xì)管材料可 在殼體中取向以將液體傳送到加熱器組件。毛細(xì)管材料可與加熱器組件接觸。毛細(xì)管材料 可延伸到絲之間的空隙中。
[0070] 如關(guān)于第一方面所描述，殼體可含有兩種或兩種以上不同的毛細(xì)管材料，其中與 加熱器元件接觸的第一毛細(xì)管材料具有較高的熱分解溫度，且與第一毛細(xì)管材料接觸但不 與加熱器元件接觸的第二毛細(xì)管材料具有較低的熱分解溫度。第一毛細(xì)管材料可將加熱器 組件與第二毛細(xì)管材料分離至少1.5mm，且優(yōu)選地在1.5mm到2mm之間的距離，以提供跨越第 一毛細(xì)管材料的足夠溫降。
[0071] 如關(guān)于第一方面所描述，加熱器組件可包括由第一材料制成的至少一個(gè)絲和由與 第一材料不同的第二材料制成的至少一個(gè)絲。
[0072] 加熱器組件可包括上面支承絲的電絕緣基板，所述絲跨越基板中形成的開(kāi)孔延 伸。電絕緣基板可包括任何合適的材料，且優(yōu)選的是一種能夠耐高溫(超過(guò)300°C)和溫度急 速變化的材料。合適的材料的實(shí)例為聚酰亞胺薄膜，例如Ka p to η ?。
[0073] 加熱器組件可包括與復(fù)數(shù)個(gè)絲接觸的導(dǎo)電接觸點(diǎn)。導(dǎo)電接觸點(diǎn)可設(shè)置于液體存儲(chǔ) 部分的殼體與電絕緣基板之間。導(dǎo)電接觸點(diǎn)可設(shè)置于絲與電絕緣基板之間?？稍陔娊^緣層 中形成開(kāi)孔，且筒可包括定位于開(kāi)口上相互相對(duì)側(cè)的兩個(gè)導(dǎo)電接觸點(diǎn)。
[0074] 有利的是，從筒的外部可接近導(dǎo)電接觸點(diǎn)。加熱器組件可在橫向平面中延伸，且導(dǎo) 電接觸點(diǎn)可在液體存儲(chǔ)部分的殼體上橫向地延伸。隨后，筒可配置成在正交于橫向平面的 方向上插入氣溶膠生成裝置中，從而使導(dǎo)電接觸點(diǎn)與裝置上的電接觸部分接觸。
[0075] 液體存儲(chǔ)部分的殼體可以是基本圓柱體的，其中開(kāi)口在圓柱體的一個(gè)端部處。液 體存儲(chǔ)部分的殼體可具有基本圓形的橫截面。
[0076] 有利的是，在使用加熱器組件之前，由可移除蓋板或密封件覆蓋加熱器組件。在存 儲(chǔ)和運(yùn)輸期間，蓋板或密封件可保護(hù)基質(zhì)免于降解。
[0077] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，筒不包括電源。
[0078] 在第三方面中，提供了一種制造用于電操作的氣溶膠生成系統(tǒng)的筒的方法，其包 括：
[0079] 提供包括具有開(kāi)口的殼體的液體存儲(chǔ)部分；
[0080] 用液體氣溶膠形成基質(zhì)填充所述液體存儲(chǔ)部分;及
[0081] 將包括復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電絲的流體可滲透加熱器組件固定到液體存儲(chǔ)部分，其中所述流 體可滲透加熱器組件跨越液體存儲(chǔ)部分的殼體的開(kāi)口延伸。
[0082] 可在將加熱器組件固定到液體存儲(chǔ)部分的步驟之前或之后執(zhí)行填充液體存儲(chǔ)部 分的步驟。
[0083] 舉例來(lái)說(shuō)，固定步驟可包括將加熱器組件熱封、膠合或焊接到液體存儲(chǔ)部分。液體 存儲(chǔ)部分可含有毛細(xì)管材料。
[0084] 關(guān)于一個(gè)方面所描述的特征可以同樣應(yīng)用于本發(fā)明的其它方面。特別地，關(guān)于該 第一方面描述的特征可以同樣應(yīng)用于第二方面和第三方面。
[0085] 如本文中所使用，"導(dǎo)電"意味由具有1 X 10_4 Ω m或更小的電阻率的材料形成。如本 文中所使用，"電絕緣"意味由具有IX 1〇4Ωπι或更大的電阻率的材料形成。如本文中所使 用，關(guān)于加熱器組件的"流體可滲透"意味呈氣相或可能呈液相的氣溶膠形成基質(zhì)可容易地 穿過(guò)加熱器組件。
【附圖說(shuō)明】
[0086] 現(xiàn)將參照附圖僅通過(guò)實(shí)例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：
[0087] 圖la到Id為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括筒的系統(tǒng)的示意圖；
[0088] 圖2為用于圖1的系統(tǒng)的煙嘴部分的扣鉤機(jī)制的示意圖；
[0089]圖3為圖la至Id的筒的分解圖；
[0090]圖4為用于如圖la至Id中所展示的系統(tǒng)中的替代筒的分解圖；
[0091]圖5a為圖2的筒的底部透視圖；
[0092]圖5b為移除蓋板的圖2的筒的頂部透視圖；
[0093] 圖6為用于圖2中所展示的筒中的加熱器組件的詳細(xì)視圖；
[0094] 圖7為可以用于圖2中所展示的筒中的替代加熱器組件的詳細(xì)視圖；
[0095] 圖8為可以用于圖2中所展示的筒中的另一替代加熱器組件的詳細(xì)視圖；
[0096] 圖9為可以用于圖2中所展示的筒中的又一替代加熱器組件的詳細(xì)視圖；
[0097] 圖10為用于在裝置與加熱器組件之間形成電接觸的替代機(jī)制的詳細(xì)視圖；
[0098] 圖11a和lib說(shuō)明可以用于確保裝置中的筒的正確對(duì)準(zhǔn)的一些筒殼體形狀；
[0099] 圖12a為加熱器的絲的詳細(xì)視圖，其展示絲之間的液體氣溶膠形成基質(zhì)的彎月面； [0100]圖12b為加熱器的絲的詳細(xì)視圖，其展示絲之間的液體氣溶膠形成基質(zhì)的彎月面 和在絲之間延伸的毛細(xì)管材料；
[0101] 圖13a、13b和13c說(shuō)明制造根據(jù)本發(fā)明的加熱器組件的替代方法;及
[0102] 圖14說(shuō)明包括加熱器組件的液體存儲(chǔ)部分的替代設(shè)計(jì)。
[0103] 圖15a和15b說(shuō)明包括加熱器組件的液體存儲(chǔ)部分的額外替代實(shí)施例。
[0104] 圖16說(shuō)明氣流和筒隨氣溶膠生成裝置取向的替代實(shí)施例。
[0105]圖17展示具有高保持材料和穿過(guò)HRM的空氣的筒系統(tǒng)的橫截面；
[0106]圖18展示具有高保持材料和穿過(guò)筒的空氣的另一筒系統(tǒng)的橫截面；
[0107]圖19展不圖18的筒系統(tǒng)的分解圖；
[0108] 圖20展示具有液體和穿過(guò)液體的空氣的筒系統(tǒng)的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0109] 圖la至Id為包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的筒的氣溶膠生成系統(tǒng)的示意圖。圖la為氣 溶膠生成裝置10和分開(kāi)的筒20的示意圖，所述裝置和筒一起形成氣溶膠生成系統(tǒng)。在這個(gè) 實(shí)例中，氣溶膠生成系統(tǒng)為電操作吸煙系統(tǒng)。
[0110] 筒20含有氣溶膠形成基質(zhì)且配置成容納于裝置內(nèi)的腔18中。當(dāng)筒20中提供的氣溶 膠形成基質(zhì)耗盡時(shí)，所述筒應(yīng)可由使用者更換。圖la展示正好在插入裝置中之前的筒20,其 中圖la中的箭頭1指示筒的插入方向。
[0111] 氣溶膠生成裝置10可以是便攜式的，并且可具有相當(dāng)于常規(guī)雪茄或卷煙的尺寸。 裝置1 〇包括主體11和煙嘴部分12。主體11含有電池14 (例如磷酸鐵鋰電池）、控制電子元件 16和腔18。煙嘴部分12通過(guò)鉸接件21連接到主體11且可在如圖1中所展示的打開(kāi)位置與如 圖Id中所展示的關(guān)閉位置之間移動(dòng)。將煙嘴部分12放置在打開(kāi)位置中以允許插入和移除筒 20,且當(dāng)系統(tǒng)將用于產(chǎn)生氣溶膠時(shí)將所述煙嘴部分放置在關(guān)閉位置中，如將描述。煙嘴部分 包括復(fù)數(shù)個(gè)空氣入口 13和出口 15。在使用中，使用者吮吸或抽吸出口以抽吸空氣從入口 13 經(jīng)過(guò)煙嘴部分到出口 15,并且隨后進(jìn)入使用者的口腔或肺中。提供內(nèi)部擋板17以迫使流動(dòng) 通過(guò)煙嘴部分12的空氣經(jīng)過(guò)筒，如將描述。
[0112]腔18具有圓形橫截面且經(jīng)制定大小以容納筒20的殼體24。電連接件19設(shè)置在腔18 的側(cè)面處以提供控制電子元件16和電池14與筒20上的對(duì)應(yīng)電接觸部分之間的電連接。 [0113]圖lb展示圖la的系統(tǒng)，其中筒插入腔18中，且正在移除蓋板26。在此位置中，電連 接件抵靠筒上的電接觸部分，如將描述。
[0114] 圖lc展示圖lb的系統(tǒng)，其中完全移除蓋板26且正將煙嘴部分12移動(dòng)到關(guān)閉位置。
[0115] 圖Id展示圖lc的系統(tǒng)，其中煙嘴部分12在關(guān)閉位置中。煙嘴部分12通過(guò)扣鉤機(jī)制 保持在關(guān)閉位置中，如圖2中示意性地說(shuō)明。圖2說(shuō)明通過(guò)鉸接件21連接的主體11和煙嘴部 分12。煙嘴部分12包括向內(nèi)延伸的齒8。當(dāng)煙嘴部分在關(guān)閉位置中時(shí)，齒8接合裝置的主體上 的扣鉤6?？坫^6通過(guò)偏置彈簧5偏置以接合齒8。按鈕4固定到扣鉤6。使用者可逆著偏置彈簧 5的動(dòng)作壓低按鈕4以從扣鉤6釋放齒8,從而允許煙嘴部分移動(dòng)到打開(kāi)位置。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員現(xiàn)將顯而易見(jiàn)的是，可使用用于將煙嘴保持在關(guān)閉位置中的其它合適的機(jī)制，例如卡 扣或磁封。
[0116] 處于關(guān)閉位置的煙嘴部分12保持筒與電連接件19電接觸，使得無(wú)論系統(tǒng)的取向如 何都能在使用中維持良好的電連接。煙嘴部分12可包含環(huán)形彈性元件，其接合筒的表面，且 當(dāng)煙嘴部分12處于關(guān)閉位置中時(shí)所述彈性元件在剛性的煙嘴殼體元件與筒之間被壓縮。盡 管有制造公差，但這確保良好的電連接得以維持。
[0117] 當(dāng)然，替代地或另外，可采用用于維持筒與裝置之間良好的電連接的其它機(jī)制。舉 例來(lái)說(shuō)，筒20的殼體24可具備螺紋或凹槽（圖中未說(shuō)明），所述螺紋或凹槽接合形成于腔18 的壁中的對(duì)應(yīng)凹槽或螺紋（圖中未說(shuō)明）。筒與裝置之間的螺紋接合可用于確保正確旋轉(zhuǎn)對(duì) 準(zhǔn)以及將筒保持在腔中，且確保良好的電連接。螺紋連接可僅延伸筒的半圈或小于半圈，或 可延伸若干圈。替代地或另外，電連接件19可偏置為與筒上的接觸部分接觸，如將參看圖8 所描述。
[0118]圖3為筒20的分解圖。筒20包括具有經(jīng)選擇容納于腔18中的大小和形狀的大體上 圓柱體殼體24。殼體含有浸泡在液體氣溶膠形成基質(zhì)中的毛細(xì)管材料22。在此實(shí)例中，氣溶 膠形成基質(zhì)包括39重量％的甘油、39重量％的丙二醇、20重量％的水和香料，和2重量％的 尼古丁。毛細(xì)管材料為主動(dòng)將液體從一個(gè)端部輸送到另一端部的材料，且可由任何合適的 材料制成。在此實(shí)例中，毛細(xì)管材料由聚酯形成。
[0119]殼體具有開(kāi)口端，加熱器組件30固定到所述開(kāi)口端。加熱器組件30包括:基板34， 所述基板具有形成于其中的開(kāi)孔35; -對(duì)電接觸部分32,其固定到基板且與通過(guò)間隔33與 彼此分開(kāi);和復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電加熱器絲36,其跨越開(kāi)孔并固定到開(kāi)孔35的相對(duì)側(cè)上的電接觸部 分。
[0120]加熱器組件30由可移除蓋板26覆蓋。蓋板包括膠粘到加熱器組件但可輕易剝落的 液體不可滲透塑料片。凸臺(tái)設(shè)置在蓋板的側(cè)面上以允許使用者在將其剝落時(shí)抓住蓋板?，F(xiàn) 將對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，盡管將膠粘描述為將不可滲透塑料片固定于加 熱器組件的方法，但也可使用本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員熟悉的其它方法，所述方法包含熱封 或超聲波焊接，只要蓋板可被消費(fèi)者輕松地移除。
[0121]圖4為替代示范性筒的分解圖。圖4的筒與圖3的筒的大小和形狀相同并且具有相 同的殼體和加熱器組件。然而，圖4的筒內(nèi)的毛細(xì)管材料不同于圖3的毛細(xì)管材料。圖4的筒 中有兩種不同的毛細(xì)管材料27、28。提供第一毛細(xì)管材料27的圓盤以在使用中接觸加熱器 元件36、32。第二毛細(xì)管材料28的較大主體設(shè)置在第一毛細(xì)管材料27到加熱器組件的相對(duì) 側(cè)上。第一毛細(xì)管材料和第二毛細(xì)管材料兩者都保持液體氣溶膠形成基質(zhì)。相比于第二毛 細(xì)管材料28,接觸加熱器元件的第一毛細(xì)管材料27具有較高的熱分解溫度(至少160 °C或更 高，例如大約250 °C)。第一毛細(xì)管材料27有效地用作將加熱器元件36、32與第二毛細(xì)管材料 28分開(kāi)的間隔件，使得第二毛細(xì)管材料不暴露于高于其熱分解溫度的溫度?？绲谝幻?xì)管 材料的熱梯度使得第二毛細(xì)管材料暴露于低于其熱分解溫度的溫度。可以選擇第二毛細(xì)管 材料28以具有比第一毛細(xì)管材料27優(yōu)良的芯吸性能，每單位體積可以保持比第一毛細(xì)管材 料更多的的液體并且可以比第一毛細(xì)管材料更便宜。在此實(shí)例中，第一毛細(xì)管材料為耐熱 材料，例如纖維玻璃或含纖維玻璃的材料，且第二毛細(xì)管材料為聚合物，例如合適的毛細(xì)管 材料。示范性合適的毛細(xì)管材料包含本文中所論述的毛細(xì)管材料，且在替代實(shí)施例中可包 含高密度聚乙烯(HDPE)，或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0122] 圖5a為圖3的筒的底部透視圖。從圖5a可見(jiàn)，加熱器組件在橫向平面上延伸并且在 殼體24上橫向地延伸，使得加熱器組件在殼體24的頂部周圍形成凸緣。電接觸部分32的暴 露部分面向筒的插入方向，使得當(dāng)筒完全插入腔18中時(shí)，接觸部分32的暴露部分接觸電連 接件19。設(shè)置于蓋板26的側(cè)面上以允許使用者在將其剝落時(shí)抓住蓋板的凸臺(tái)可為清晰可見(jiàn) 的。圖5a還說(shuō)明形成于筒的底座上以用于確保裝置的腔中的筒的正確取向的定位部分25。 定位部分25為注射模制殼體24的部分且配置成容納于腔18的底座中的對(duì)應(yīng)槽（圖中未說(shuō) 明）中。當(dāng)定位部分25容納于腔中的槽中時(shí)，接觸部分32與連接件19對(duì)準(zhǔn)。
[0123] 圖5b為移除蓋板的圖3的筒的頂部透視圖。加熱器絲36穿過(guò)基板34中的開(kāi)孔35暴 露出來(lái)，使得蒸發(fā)的氣溶膠形成基質(zhì)可逸入經(jīng)過(guò)加熱器組件的氣流中。
[0124] 殼體24由熱塑性塑料形成，例如聚丙烯。在此實(shí)例中，加熱器組件30膠粘到殼體 24。然而，存在組裝并填充筒的若干可能方法。
[0125] 筒殼體可通過(guò)注射模制形成。毛細(xì)管材料22、27、28可通過(guò)從毛細(xì)管纖維的長(zhǎng)條切 割合適長(zhǎng)度的毛細(xì)管材料而形成?？墒褂脜⒖磮Dlla、llb和11c所描述的過(guò)程來(lái)組裝加熱器 組件。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)首先將一種或多種毛細(xì)管材料22、27、28插入殼體24中來(lái)組裝 筒。接著將預(yù)定體積的液體氣溶膠形成基質(zhì)引入到殼體24中，浸泡毛細(xì)管材料。加熱器組件 30隨后被推到殼體的開(kāi)口端并且通過(guò)膠粘、焊接、熱封、超聲波焊接或現(xiàn)在將對(duì)本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的其它方法而固定到殼體24。在任何封合操作期間，殼體的溫度優(yōu)選 地保持在160°C以下以防止氣溶膠形成基質(zhì)的非所要揮發(fā)?？蓪⒚?xì)管材料切割成使得其 延伸到殼體24的開(kāi)口端外面直到其被加熱器組件壓縮的長(zhǎng)度。這促進(jìn)了在使用中氣溶膠形 成基質(zhì)到加熱器元件的空隙中的輸送。
[0126] 在另一實(shí)施例中，替代將加熱器組件30按壓到殼體24上且接著密封，可首先快速 加熱加熱器組件和殼體的開(kāi)口端，且接著將其按壓到一起以使加熱器組件30粘結(jié)到殼體 24。
[0127] 在用氣溶膠形成基質(zhì)填充殼體之前將加熱器組件30組裝到殼體24且隨后將氣溶 膠形成基質(zhì)引入到殼體24中也是可能的。在那樣的情況下，可使用所描述方法中的任一方 法將加熱器組件固定到筒。接著使用空心針刺穿加熱器組件或殼體并將氣溶膠形成基質(zhì)注 射到毛細(xì)管材料22、27、28中。隨后通過(guò)熱封或通過(guò)使用密封帶來(lái)密封由空心針造成的任何 開(kāi)口。
[0128] 圖6為根據(jù)本發(fā)明的第一加熱器組件30的圖示。加熱器組件包括由304L不銹鋼形 成的網(wǎng)格，其中網(wǎng)格大小為約400Mesh US(每英寸約400個(gè)絲）。絲具有大約16μπι的直徑。網(wǎng) 格連接到電接觸部分3 2，所述電接觸部分通過(guò)間隔3 3與彼此分開(kāi)且由具有約30μπι厚度的銅 箱形成。電接觸部分32設(shè)置在具有約120μπι厚度的聚酰亞胺基板34上。形成網(wǎng)格的絲限定絲 之間的空隙。此實(shí)例中的空隙具有大約37μπι的寬度，但是可使用更大或更小的空隙。使用這 些概略尺寸的網(wǎng)格允許氣溶膠形成基質(zhì)的彎月面形成于空隙中，且允許加熱器組件的網(wǎng)格 通過(guò)毛細(xì)管作用抽吸氣溶膠形成基質(zhì)。網(wǎng)格的開(kāi)口面積，即空隙的面積與網(wǎng)格的總面積的 比率有利地在25%到56%之間。加熱器組件的總電阻為大約1歐姆。網(wǎng)格提供此電阻的絕大 部分使得大部分的熱由網(wǎng)格產(chǎn)生。在此實(shí)例中，網(wǎng)格具有比電接觸部分32高100倍以上的電 阻。
[0129] 基板34為電絕緣的，且在此實(shí)例中由具有約120μπι厚度的聚酰亞胺片材形成?；?為圓形的且具有8mm的直徑。網(wǎng)格為矩形的且具有5mm和2mm的邊長(zhǎng)。這些尺寸允許制造具有 與傳統(tǒng)卷煙或雪茄類似的大小和形狀的完整系統(tǒng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有效的尺寸的另一實(shí)例為直徑 5mm的圓形基板和1mm X 4mm的矩形網(wǎng)格。
[0130] 圖7為根據(jù)本發(fā)明的替代示范性加熱器組件的圖示。圖7的加熱器組件與圖6中所 展示的加熱器組件相同，但是網(wǎng)格36由平行導(dǎo)電絲37的陣列代替。絲37的陣列由304L不銹 鋼形成且具有約16μπι的直徑?；?4和筒接觸部分32如參看圖6所描述。
[0131] 圖8為根據(jù)本發(fā)明的另一替代加熱器組件的圖示。圖8的加熱器組件與圖7中所展 示的加熱器組件相同，但在圖8的組件中，絲37直接粘結(jié)到基板34且接觸部分32隨后粘結(jié)到 絲上。接觸部分32與之前一樣通過(guò)絕緣間隔33與彼此分開(kāi)，且由具有約30μπι厚度的銅箱形 成。基板絲和接觸部分的相同布置可用于如圖6中所展示的網(wǎng)格類型加熱器。將接觸部分作 為最外層可有益于提供與電源的可靠電接觸。
[0132] 圖9為根據(jù)本發(fā)明的替代加熱器組件的圖示。圖9的加熱器組件包括與電接觸部分 39形成一體的復(fù)數(shù)個(gè)加熱器絲38。絲和電接觸部分兩者由經(jīng)蝕刻以限定絲38的不銹鋼箱形 成。接觸部分39由間隔33分開(kāi)，由絲38結(jié)合的情況除外。不銹鋼箱設(shè)置在聚酰亞胺基板34 上。此外，絲38提供此電阻的絕大部分，使得大部分的熱由絲產(chǎn)生。在此實(shí)例中，絲38具有比 電接觸部分39高100倍以上的電阻。
[0133] 在圖3、4和5中所展示的筒中，接觸部分32和絲36、38位于基板層34與殼體24之間。 然而，可能以其它方式將加熱器組件安裝到筒殼體，使得聚酰亞胺基板直接鄰近殼體24。圖 10說(shuō)明此類型的布置。圖10展示包括固定到銅箱接觸部分52的不銹鋼網(wǎng)格56的加熱器組 件。銅接觸部分52固定到聚酰亞胺基板54。開(kāi)孔55形成于聚酰亞胺基板54中。聚酰亞胺基板 焊接到筒的殼體24。浸泡于氣溶膠形成基質(zhì)中的毛細(xì)管材料22填充殼體并且延伸穿過(guò)開(kāi)孔 以接觸網(wǎng)格55。展示筒容納于裝置的主體11中并保持在電連接件59與煙嘴部分12之間。在 此實(shí)施例中，為了使得電連接件59與接觸部分52進(jìn)行電連接，調(diào)整連接件59以刺穿聚酰亞 胺基板54，如所展示。電連接件形成有尖銳端且由彈簧57推進(jìn)與加熱器組件接觸。聚酰亞胺 基板經(jīng)預(yù)先刻痕以確保形成良好的電接觸，或可甚至提供有開(kāi)孔使得不需要刺穿基板。彈 簧57同樣確保無(wú)論系統(tǒng)相對(duì)于重力的取向如何，在接觸部分52與連接件59之間維持良好的 電接觸。
[0134] 已經(jīng)參考圖5a和5b描述用于確保筒20在裝置的腔18中的正確取向的一種方式。定 位部分25可形成為模制筒殼體24的部分以確保正確取向。然而，將顯而易見(jiàn)的是，確保筒的 正確取向的其它方式為可能的。特別是，如果殼體為注射模制，針對(duì)筒的形狀存在幾乎無(wú)限 制的可能性。一旦已經(jīng)選擇筒的所要內(nèi)部容積，可調(diào)整筒形狀以適應(yīng)任何腔。圖11a為一個(gè) 可能筒殼體70的基本視圖，所述殼體允許筒在兩個(gè)可能方向上取向。筒殼體70包含兩個(gè)對(duì) 稱安置的凹槽72。凹槽可部分或完全延伸到殼體70的側(cè)面上。對(duì)應(yīng)檔邊(未說(shuō)明）可在裝置 的腔的壁上形成，使得筒可僅在兩個(gè)可能方向上容納于腔中。在圖11a之實(shí)施例中，腔中可 能僅具有單個(gè)檔邊，使得凹槽72中的一個(gè)不被檔邊填充且可用作裝置內(nèi)的氣流通道。當(dāng)然 可能通過(guò)僅在殼體中提供單個(gè)凹槽而將筒限制于腔內(nèi)的單一取向。這在圖lib中得以說(shuō)明， 所述圖展示具有單個(gè)凹槽76的筒殼體74。
[0135] 盡管所描述的實(shí)施例具有帶有殼體(具有基本圓形的橫截面)的筒，但是當(dāng)然可能 形成具有其它形狀的筒殼體，例如矩形橫截面或三角形橫截面。這些殼體形狀將確保在對(duì) 應(yīng)形狀的腔內(nèi)的所要取向，從而確保裝置與筒之間的電連接。
[0136] 毛細(xì)管材料22在殼體24中有利地取向以將液體輸送到加熱器組件30。當(dāng)組裝筒 時(shí)，加熱器絲36、37、38可與毛細(xì)管材料22接觸，且因此可直接將氣溶膠形成基質(zhì)輸送到網(wǎng) 格加熱器。圖12a為加熱器組件的絲36的詳細(xì)視圖，其展示加熱器絲36之間的液體氣溶膠形 成基質(zhì)的彎月面40?？梢钥吹?，氣溶膠形成基質(zhì)接觸每一絲的大部分表面，使得由加熱器組 件產(chǎn)生的大部分熱直接進(jìn)入氣溶膠形成基質(zhì)中。與此相反，在傳統(tǒng)芯子和線圈加熱器組件 中，僅小部分加熱器線與氣溶膠形成基質(zhì)接觸。圖12b為類似于圖12a的詳細(xì)視圖，其展示延 伸到絲36之間的空隙中的毛細(xì)管材料27的實(shí)例。毛細(xì)管材料27為圖4中所展示的第一毛細(xì) 管材料。可以看到，通過(guò)提供包括延伸到絲36之間的空隙中的細(xì)纖維線的毛細(xì)管材料，可確 保將液體輸送到絲。
[0137] 在使用中，加熱器組件通過(guò)電阻加熱來(lái)操作。電流在控制電子元件16的控制下通 過(guò)絲36、37、38，以將所述絲加熱到所要溫度范圍內(nèi)。絲的網(wǎng)格或陣列具有顯著高于電接觸 部分32和電連接件19的電阻，使得較高溫度局限于所述絲。系統(tǒng)可配置成響應(yīng)于使用者抽 吸而通過(guò)將電流提供到加熱器組件來(lái)產(chǎn)生熱，或可配置成在裝置處于"開(kāi)啟"狀態(tài)時(shí)連續(xù)地 產(chǎn)生熱。用于絲的不同材料可適用于不同的系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，在連續(xù)加熱系統(tǒng)中，由于石墨 絲具有相對(duì)較低比熱容且與較低電流加熱相容，因此石墨絲為合適的。在使用高電流脈沖 在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱的抽吸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，具有較高比熱容的不銹鋼絲可更為合適。
[0138] 在抽吸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，裝置可包含抽吸傳感器，所述抽吸傳感器配置成檢測(cè)使用者 何時(shí)正抽吸空氣通過(guò)煙嘴部分。抽吸傳感器（圖中未說(shuō)明）連接到控制電子元件16,且控制 電子元件16配置成僅當(dāng)確定使用者正抽吸裝置時(shí)將電流供給到加熱器組件30。任何合適的 氣流傳感器可用作抽吸傳感器，例如麥克風(fēng)。
[0139] 在可能的實(shí)施例中，絲36、38中的一個(gè)或多個(gè)或加熱器元件的電阻率的變化總的 來(lái)說(shuō)可用于檢測(cè)加熱器元件的溫度的變化。這可用于調(diào)節(jié)供給到加熱器元件的功率以確保 其保持在所要溫度范圍內(nèi)。溫度的突然變化也可用作檢測(cè)由于使用者抽吸系統(tǒng)而經(jīng)過(guò)加熱 器元件的氣流的變化的手段。絲中的一個(gè)或多個(gè)可為專用溫度傳感器且就此而言可由具有 合適的電阻溫度系數(shù)的材料形成，例如鐵鋁合金、Ni-Cr、鉑、鎢或合金線。
[0140] 圖Id中說(shuō)明在使用系統(tǒng)時(shí)通過(guò)煙嘴部分的氣流。煙嘴部分包含內(nèi)部擋板17,所述 內(nèi)部擋板與煙嘴部分的外壁一體模制，且確保在將空氣從入口 13抽吸到出口 15時(shí)，所述空 氣流動(dòng)經(jīng)過(guò)筒上正蒸發(fā)氣溶膠形成基質(zhì)的的加熱器組件30。當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)加熱器組件時(shí)，蒸 發(fā)的基質(zhì)夾帶在氣流中，且在離開(kāi)出口 15前冷卻以形成氣溶膠。因此，在使用中，氣溶膠形 成基質(zhì)通過(guò)在其蒸發(fā)時(shí)穿過(guò)絲36、37、38之間的空隙而穿過(guò)加熱器組件。
[0141] 對(duì)于加熱器組件的制造和材料來(lái)說(shuō)，有多種可能性。圖13a是制造加熱器組件的第 一方法的示意圖。在一卷聚酰亞胺薄膜80中提供開(kāi)孔82的陣列?？赏ㄟ^(guò)沖壓形成開(kāi)孔82。將 銅箱帶84鍍到開(kāi)孔之間的聚酰亞胺薄膜80上。接著將不銹鋼網(wǎng)格86的薄帶覆于聚酰亞胺薄 膜80上，覆于銅箱84的上方且在與銅箱帶正交的方向上的覆于開(kāi)孔82之上。可隨后在每一 開(kāi)孔82周圍切割或沖壓出個(gè)別加熱器組件30。每一加熱器組件30包含開(kāi)孔的相對(duì)側(cè)上的銅 箱部分，形成電接觸部分，并且不銹鋼網(wǎng)格的條從銅的一部分跨越開(kāi)孔到另一部分，如圖6 中所展示。
[0142] 圖13b說(shuō)明另一可能的制造過(guò)程。在圖13b的過(guò)程中，圖13a的過(guò)程中所使用類型的 聚酰亞胺薄膜80覆有不銹鋼箱90。聚酰亞胺薄膜80具有形成于其中的開(kāi)孔82的陣列，但這 些開(kāi)孔被不銹鋼箱90覆蓋。隨后蝕刻箱90以限定跨越開(kāi)孔82的絲38并將開(kāi)孔的相對(duì)側(cè)上的 接觸部分分開(kāi)。可隨后在每一開(kāi)孔82周圍切割或沖壓出個(gè)別加熱器組件92。這提供圖9中所 展示類型的加熱器組件。
[0143] 圖13c說(shuō)明另一替代過(guò)程。在圖13c的過(guò)程中，首先制備石墨基織物100。石墨基織 物100包括適合用作加熱器絲的電阻纖維帶，鄰近的相對(duì)不導(dǎo)電纖維帶。這些纖維帶與垂直 于電阻及非導(dǎo)電纖維延伸的相對(duì)導(dǎo)電纖維帶一起織造。此織物100隨后粘結(jié)到參看圖13a和 13b所描述類型的具有開(kāi)孔82陣列的聚酰亞胺薄膜80的層?？呻S后在每一開(kāi)孔周圍切割或 沖壓出個(gè)別加熱器組件102。每一加熱器組件102包含開(kāi)孔的相對(duì)側(cè)上的導(dǎo)電纖維帶部分和 跨越開(kāi)孔的電阻纖維帶部分。
[0144] 圖5a和5b中所展示的筒設(shè)計(jì)具有若干優(yōu)點(diǎn)。然而，使用相同類型的加熱器組件的 替代筒設(shè)計(jì)為可能的。圖14說(shuō)明合適于氣流通過(guò)系統(tǒng)的不同模式的替代筒設(shè)計(jì)。在圖14中 所展示的實(shí)施例中，筒108配置成在由箭頭110所指示的方向上插入裝置中。筒108包括形狀 像半圓柱體且一側(cè)打開(kāi)的殼體112?？缭介_(kāi)口側(cè)提供加熱器組件114且所述加熱器組件膠粘 或焊接到殼體112。加熱器組件114包括電絕緣基板116,例如具有形成于其中的開(kāi)孔的聚酰 亞胺。包括不銹鋼網(wǎng)格118及一對(duì)接觸條120的加熱器元件粘結(jié)到電絕緣基板116并且跨越 開(kāi)孔。接觸條120在殼體112周圍彎曲以在殼體的彎曲表面上形成接觸墊。電接觸墊配置成 接觸氣溶膠生成裝置中的對(duì)應(yīng)接觸部分（圖中未說(shuō)明）。殼體112充滿浸泡于氣溶膠形成基 質(zhì)中的毛細(xì)管材料(圖14中不可見(jiàn)），如參看圖la到1 d中所展示的實(shí)施例所描述。
[0145] 圖14中所展示的筒配置成用于氣流在與箭頭110相反的方向上經(jīng)過(guò)加熱器組件 114。通過(guò)提供于裝置的主體中的空氣入口將空氣抽吸到系統(tǒng)中，并且經(jīng)吮吸經(jīng)過(guò)加熱器組 件114,進(jìn)入裝置(或筒)的煙嘴部分并且進(jìn)入使用者的口腔?？?例如)通過(guò)空氣入口的恰當(dāng) 放置而在沿網(wǎng)格118平行的方向上引導(dǎo)抽吸到系統(tǒng)中的空氣。
[0146] 圖15a和15b中說(shuō)明筒108的替代實(shí)施例。圖15a進(jìn)一步包含間隔開(kāi)且延伸具有網(wǎng)格 118的面的長(zhǎng)度的接觸條120。圖15b進(jìn)一步包含具有粗略為L(zhǎng)形狀的接觸部分120。圖15a和 15b中所說(shuō)明的兩個(gè)筒設(shè)計(jì)可用于提供甚至更大的接觸面積以進(jìn)一步確保更容易地與接觸 部分19相接觸(如果需要的話）。如圖15a中所說(shuō)明的條120還可配置成滑動(dòng)到接觸部分19， 該接觸部分配置在用于容納條120的軌道配置（圖中未說(shuō)明）中以進(jìn)一步定位筒。此類軌道 型配置可有利地提供接觸部分19的定期清潔，因?yàn)榛诮佑|部分滑進(jìn)和滑出軌道的摩擦， 筒的插入和移除將具有清潔效果。
[0147] 圖16說(shuō)明包括流體可滲透電加熱器組件的氣溶膠生成系統(tǒng)的又一實(shí)施例。圖16說(shuō) 明加熱器組件30設(shè)置于筒20的與煙嘴部分12相對(duì)的末端的系統(tǒng)。氣流進(jìn)入空氣入口 1601并 經(jīng)過(guò)組件，且沿流動(dòng)路線1605通過(guò)空氣出口 1603。電接觸部分可放置于任何方便的位置。此 類配置為有利的，因?yàn)槠湓试S系統(tǒng)內(nèi)更短的電連接。
[0148] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員現(xiàn)在可以設(shè)想包括根據(jù)本發(fā)明的加熱器組件的其它筒設(shè) 計(jì)。舉例來(lái)說(shuō)，筒可以包含煙嘴部分，可以包含一個(gè)以上加熱器組件，并且可以具有任何所 要形狀。此外，根據(jù)本發(fā)明的加熱器組件可以用于除了已經(jīng)所述的那些以外的其它類型的 系統(tǒng)中，如增濕器、空氣清新器和其它氣溶膠生成系統(tǒng)
[0149] 上文描述的示范性實(shí)施例是舉例說(shuō)明而不是限制性的?？紤]到上述的示例性實(shí)施 例，現(xiàn)在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解到與以上示例性實(shí)施例一致的其它實(shí)施例。
[0150] 圖17中說(shuō)明筒系統(tǒng)的橫截面，其中流動(dòng)路線包括引導(dǎo)通過(guò)筒的氣流。例如網(wǎng)格加 熱器30的流體可滲透加熱器包括跨越殼體400的開(kāi)孔的導(dǎo)電加熱器絲36。為了密封殼體400 的頂部，在殼體400的上邊緣與加熱器30之間提供密封層48,例如聚合物層。另外，在加熱器 30的頂側(cè)上提供密封盤47,例如聚合物盤。使用密封盤47,可以控制通過(guò)加熱器的氣流，特 別是可以提供氣流限制。密封盤也可以布置在加熱器30的底側(cè)上。
[0151] 筒殼體400包含充當(dāng)液體儲(chǔ)存器且將液體引導(dǎo)朝向加熱器30以供在加熱器處蒸發(fā) 的含液體毛細(xì)管材料，例如高保持材料或高釋放材料(HRM)41。另一毛細(xì)管材料，毛細(xì)管盤 44(例如纖維盤)布置在HRM 41與加熱器30之間。由于毛細(xì)管盤44靠近加熱器30,因此所述 毛細(xì)管盤的材料可比HRM 41更耐熱。通過(guò)HRM的氣溶膠形成液體使毛細(xì)管盤保持濕潤(rùn)以確 保在啟動(dòng)加熱器時(shí)提供液體以供蒸發(fā)。
[0152] 殼體400具備空氣可滲透底部45?？諝饪蓾B透底部具備氣流入口 450。氣流入口 450 允許空氣在一個(gè)方向上且僅在這個(gè)方向上流動(dòng)通過(guò)底部45進(jìn)入殼體中。沒(méi)有空氣或液體可 以通過(guò)空氣可滲透底部45離開(kāi)殼體。舉例來(lái)說(shuō)，空氣可滲透底部45包括半滲透膜作為氣流 入口 450，或可為包括一個(gè)或多個(gè)單向閥的底部蓋板，如下文將展示。
[0153] 如果加熱器側(cè)出現(xiàn)低氣壓，如同抽吸期間的情況，空氣可穿過(guò)氣流入口 450進(jìn)入筒 中。氣流200將穿過(guò)HRM 41且通過(guò)加熱器30。含氣溶膠的氣流200隨后將流動(dòng)到氣溶膠生成 裝置的下游端，優(yōu)選地在煙嘴中居中布置的通道中流動(dòng)。
[0154]殼體400的側(cè)壁也可具備橫向空氣可滲透部分46以用于稍后提供氣流到殼體中。 橫向氣流可滲透部分46可設(shè)計(jì)為空氣可滲透底部45中的氣流入口 450。
[0155] 在圖18中，筒系統(tǒng)的布置和功能基本上與圖10中所展示的相同。然而，HRM 41具備 中心開(kāi)口 412。進(jìn)入殼體的底部45中的氣流入口 450的空氣穿過(guò)中心開(kāi)口 412。氣流接著通過(guò) 筒中的HRM。利用殼體400的側(cè)壁中的可選橫向空氣可滲透部分46，可提供橫向氣流通過(guò)HRM 41〇
[0156] 在圖19中，展示如圖11中的筒系統(tǒng)的分解圖。在殼體400中提供環(huán)形管狀HRM 41。 殼體的底部45為包括單向閥49的圓盤，所述單向閥布置在圓盤的中心且與HRM 41中的中心 開(kāi)口 412對(duì)準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)，此類單向閥可為(例如）用于醫(yī)療裝置或用于奶瓶的市場(chǎng)上可買到 的閥。
[0157] 圖20為筒系統(tǒng)的另一實(shí)施例的橫截面。相同參考數(shù)字用于相同或相似的元件。在 這個(gè)實(shí)施例中，殼體400填充有氣溶膠形成液體411。殼體可由金屬、塑料(例如聚合物材料） 或玻璃制成。閥49可直接模制到殼體的底部45中。底部45也可具有用于與閥氣密組裝的腔。 由于閥優(yōu)選地由彈性材料制成，因此可實(shí)現(xiàn)與底部材料的密封組裝。
[0158]在如圖17至圖20中所描述的以上筒系統(tǒng)中，除了如針對(duì)圖1中的實(shí)例所描述的筒 殼體外，筒殼體400也可為單獨(dú)的筒容器。特別是，含液體411的筒為預(yù)制產(chǎn)品，其可插入設(shè) 置于氣溶膠生成系統(tǒng)中用于容納預(yù)制筒的筒殼體中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氣溶膠生成系統(tǒng)，其包括： 液體存儲(chǔ)部分，其包括容納液體氣溶膠形成基質(zhì)的殼體，所述殼體具有開(kāi)口；和 流體可滲透加熱器組件，其包括基本平坦導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)，其中所述流體可滲透加熱器組 件固定到殼體且跨越所述殼體的開(kāi)口延伸； 其中所述導(dǎo)電絲結(jié)構(gòu)的面積小于或等于25mm22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述加熱器組件是基本平坦的。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括毛細(xì)管介質(zhì)，其中所述毛細(xì)管 介質(zhì)與所述加熱器組件具有基本相同的大小和形狀，且所述毛細(xì)管介質(zhì)經(jīng)設(shè)置與所述加熱 器組件接觸，且其中經(jīng)由所述毛細(xì)管介質(zhì)將液體氣溶膠形成基質(zhì)抽吸到所述導(dǎo)電絲。4. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括主要單元和可移 除地聯(lián)接到所述主要單元的筒，其中所述液體存儲(chǔ)部分和所述加熱器組件設(shè)置在所述筒 中，且所述主要單元包括電源。5. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述復(fù)數(shù)個(gè)絲形成網(wǎng)格。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述復(fù)數(shù)個(gè)絲由彼此平行 布置的復(fù)數(shù)個(gè)絲構(gòu)成。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述毛細(xì)管材料延伸到絲之間的空隙 中。8. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述毛細(xì)管材料包含第一毛細(xì)管材 料和第二毛細(xì)管材料，所述第一毛細(xì)管材料與所述加熱器組件接觸，且所述第二毛細(xì)管材 料與所述第一毛細(xì)管材料接觸且通過(guò)所述第一毛細(xì)管材料與所述加熱器組件間隔開(kāi)，其中 相比于所述第二毛細(xì)管材料，所述第一毛細(xì)管材料具有較高的熱分解溫度。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述第二毛細(xì)管材料保持20mg到160mg 之間的液體。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述第一毛細(xì)管材料的所述熱分解溫 度為至少160°C，且優(yōu)選地為至少250°C。11. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述加熱器組件包括由第一 材料制成的至少一個(gè)絲和由與所述第一材料不同的第二材料制成的至少一個(gè)絲。12. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括連接到所述加熱器 組件且連接到電源的電路，所述電路配置成監(jiān)測(cè)所述加熱器組件或所述加熱器組件的一個(gè) 或多個(gè)絲的電阻，且根據(jù)所述加熱器組件或所述一個(gè)或多個(gè)絲的所述電阻控制從所述電源 到所述加熱器組件的電力供給。13. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述加熱器組件包括上面支 承所述絲的電絕緣基板。14. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述加熱器組件包括與復(fù)數(shù) 個(gè)所述絲接觸的導(dǎo)電接觸部分。15. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的氣溶膠生成系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是電操作吸煙系統(tǒng)。16. -種用于電操作氣溶膠生成系統(tǒng)的筒，其包括： 液體存儲(chǔ)部分，其包括容納液體氣溶膠形成基質(zhì)的剛性殼體，所述殼體具有開(kāi)口；和 流體可滲透加熱器組件，其包括復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電絲，其中所述流體可滲透加熱器組件固定 到所述殼體且跨越所述殼體的開(kāi)口延伸。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的筒，其中所述加熱器組件是基本平坦的。18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17中任一項(xiàng)所述的筒，其中所述復(fù)數(shù)個(gè)絲形成網(wǎng)格。19. 根據(jù)權(quán)利要求16或17中任一項(xiàng)所述的筒，其中所述復(fù)數(shù)個(gè)絲由彼此平行布置的復(fù) 數(shù)個(gè)絲構(gòu)成。20. 根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的筒，其中所述液體存儲(chǔ)部分的所述殼體含有 毛細(xì)管材料。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的筒，其中所述毛細(xì)管材料延伸到所述絲之間的空隙中。22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的筒，其中所述毛細(xì)管材料包含第一毛細(xì)管材料和第二 毛細(xì)管材料，所述第一毛細(xì)管材料與所述加熱器組件接觸，且所述第二毛細(xì)管材料與所述 第一毛細(xì)管材料接觸且通過(guò)所述第一毛細(xì)管材料與所述加熱器組件間隔開(kāi)，其中相比于所 述第二毛細(xì)管材料，所述第一毛細(xì)管材料具有較高的熱分解溫度。23. 根據(jù)權(quán)利要求16至22中任一項(xiàng)所述的筒，其中所述加熱器組件包括由第一材料制 成的至少一個(gè)絲和由與所述第一材料不同的第二材料制成的至少一個(gè)絲。24. 根據(jù)權(quán)利要求16至23中任一項(xiàng)所述的筒，其中所述加熱器組件包括上面支承所述 絲的電絕緣基板，所述絲跨越形成于所述基板中的開(kāi)孔延伸。25. 根據(jù)權(quán)利要求16至24中任一項(xiàng)所述的筒，其中所述加熱器組件包括與復(fù)數(shù)個(gè)所述 絲接觸的導(dǎo)電接觸部分。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的筒，其中所述加熱器組件在橫向平面上延伸，且其中所述導(dǎo) 電接觸部分在所述液體存儲(chǔ)部分的所述殼體上橫向地延伸。27. -種制造用于電操作氣溶膠生成系統(tǒng)的筒的方法，其包括： 提供包括具有開(kāi)口的殼體的液體存儲(chǔ)部分； 用液體氣溶膠形成基質(zhì)填充所述液體存儲(chǔ)部分;及 將包括復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電絲的流體可滲透加熱器組件固定到液體存儲(chǔ)部分，其中所述流體可 滲透加熱器組件跨越液體存儲(chǔ)部分的殼體的開(kāi)口延伸。
【文檔編號(hào)】A61M11/04GK105939625SQ201480074316
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日
【發(fā)明人】O·米洛諾夫, R·N·巴蒂斯塔
【申請(qǐng)人】菲利普莫里斯生產(chǎn)公司