CN102753047A - 用于电加热气溶胶产生系统的改进的加热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于接纳气溶胶形成基底的电加热气溶胶产生系统。所述系统包括至少一个电加热器，用于加热气溶胶形成基底来形成气溶胶。所述加热器包括电连接到多个纵长支撑元件的具有第一横截面的加热元件。每一个支撑元件具有大于所述第一横截面的横截面。所述支撑元件中的至少一个与加热元件一体形成。本发明还提供一种用于气溶胶产生系统的加热器。

Description

用于电加热气溶胶产生系统的改进的加热器

技术领域

本发明涉及包括至少一个用于加热气溶胶形成基底的电加热器的电加热气溶胶产生系统。本发明特别地应用作电加热吸烟系统。本发明还涉及用于电加热气溶胶产生系统的改进的加热器。

背景技术

WO-A-2007/078273公开了一种电吸烟用具。液体存储在与通过一系列小孔与加热器蒸发器连通的容器中，所述加热器蒸发器由电池供电。加热器为安装在电绝缘支架上的卷绕式电加热器形式。使用中，加热器由使用者的嘴启动，以打开电池电源。使用者在烟嘴上进行抽吸使空气通过容器中的孔被抽吸越过加热器蒸发器上方，进入烟嘴中，并且随后进入使用者的嘴中。

发明内容

这样的所提出的吸烟用具的一个缺点是，制造这样的加热器相对较难。因此，本发明的目的是克服现有技术的该缺点和其他缺点。

根据本发明的第一方面，提供一种用于接纳气溶胶形成基底的电加热气溶胶产生系统，所述系统包括至少一个电加热器，用于加热所述气溶胶形成基底来形成气溶胶，所述加热器包括具有第一横截面的加热元件，所述加热元件电连接到多个纵长支撑元件，每一个支撑元件具有大于所述第一横截面的横截面，并且其中，所述支撑元件中的至少一个与所述加热元件一体形成。

在电加热气溶胶产生系统中提供一体形成的加热器简化了加热器和加热元件的制造。而且，提供具有一体的加热元件和一个或多个支撑元件的加热器简化了气溶胶产生系统的装配，因为加热器可容易地弯折，并且支撑元件可容易地插到吸烟系统壳体中的槽中，来将加热器保持在位。

具有横截面积大于加热元件的横截面积的支撑元件的优点是，支撑元件的升温少于加热器的加热元件部分。这减小可驱动加热器所需的能量量。较大横截面的支撑元件也比加热元件更具刚性，并且因此支撑元件提供对加热元件的良好的结构支撑。提供横截面积比加热元件更大的支撑元件可通过由材料薄片切割加热器来实现，所述材料薄片在用于形成支撑元件的区域较厚，但是在用于形成加热元件的区域较薄。这意味着加热元件部分比支撑元件具有更高的电阻。另外，支撑元件比加热元件更具刚性。变化厚度的材料薄片可通过化学侵蚀工艺制备。从材料薄片制备加热器简化了制造。

优选地，气溶胶产生系统为吸烟系统。

在电加热气溶胶产生系统的一个优选实施例中，气溶胶形成基底为液体气溶胶形成基底。在一个优选实施例中，电加热气溶胶产生系统还包括液体存储部分。优选地，液体气溶胶形成基底存储在所述液体存储部分中。在一个实施例中，电加热气溶胶产生系统还包括与液体存储部分连通的毛细芯。还可能提供用来保持液体的毛细芯，而没有液体存储部分。在该实施例中，毛细芯可预先装载液体。

优选地，毛细芯布置成与液体存储部分中的液体接触。在该情况下，使用中，液体通过毛细芯中的毛细作用从液体存储部分朝向加热器传送。在一个实施例中，毛细芯具有第一端和第二端，第一端延伸到液体存储部分中，以与其中的液体接触，并且至少一个电加热器布置用于加热第二端中的液体。当加热器被启动时，在毛细芯第二端处的液体由加热器蒸发，以形成过饱和蒸气。

提供液体存储部分的一个优点是，防止液体存储部分中的液体受到氧的影响（因为氧通常不可能通过毛细芯进入液体存储部分中），并且防止在一些实施例中受到光的影响，以使液体降解的风险显著降低。因此，可保持高卫生水平。使用在液体和加热器之间延伸的毛细芯，使所述系统的结构相对简单。液体具有使液体能够通过毛细作用经由毛细芯传送的物理性能，包括粘度。液体存储部分优选为容器。优选地，所述容器不透明，由此限制液体由于光而降解。液体存储部分可以不可再填充。因此，当液体存储部分中的液体已经用尽时，更换吸烟系统。替代地，液体存储部分可以可再填充。在该情况下，气溶胶产生系统可在液体存储部分再填充一定次数之后更换。优选地，液体存储部分布置用于保持用于预定抽吸次数的液体。

所述毛细芯可具有纤维或海绵状结构。例如，毛细芯可包括多根纤维或线。所述纤维或线可大体上沿气溶胶产生系统的纵向对准。替代地，毛细芯可由成形为棒形状的海绵状或泡沫状材料构成。棒形状可沿气溶胶产生系统的纵向延伸。毛细芯的结构形成多个小孔或管，通过所述小孔或管，液体可通过毛细作用传送到加热器。毛细芯可由任何适当的材料或材料组合构成。适当的材料的示例为纤维或烧结粉末形式的陶瓷或石墨基材料。毛细芯可具有任何适当的毛细性能或孔隙率，以用于不同的液体物理性能，例如密度、粘度、表面张力和蒸气压力。毛细芯的毛细性能与液体性能结合确保毛细芯在加热区域中总是湿润。如果毛细芯干燥，则可能存在过热，这可能导致液体热降解。

电加热气溶胶产生系统可包括至少一个空气入口。电加热气溶胶产生系统可包括至少一个空气出口。电加热气溶胶产生系统可包括在所述空气入口和空气出口之间的气溶胶形成室。使用中，当加热器被启动时，毛细芯中的液体由加热器蒸发来形成过饱和蒸气。过饱和蒸气与来自至少一个空气入口的空气流混合并且被携带于其中。在流动过程中，蒸气冷凝以在气溶胶形成室中形成气溶胶，所述气溶胶被带到空气出口，进入使用者嘴中。

液体具有适用于吸烟系统中的物理性能，例如沸点：如果沸点太高，则所述至少一个加热器将不能使毛细芯中的液体蒸发，但是，如果沸点太低，则液体可甚至在所述至少一个加热器没有被启动时蒸发。液体优选包括含烟草材料，所述含烟草材料包含挥发性烟草香料化合物，其在加热时从液体释放。替代地或另外地，液体可包含非烟草材料。液体可包括水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人造香料。优选地，液体还包括气溶胶形成剂。适当的气溶胶形成剂的示例为甘油和丙二醇。

替代地，气溶胶形成基底可以是固体气溶胶形成基底。气溶胶形成基底包括含烟草材料，所述含烟草材料包含挥发性烟草香料化合物，所述挥发性烟草香料化合物在加热时从基底释放。气溶胶形成基底可包含非烟草材料。气溶胶形成基底可包含含烟草材料和不含烟草材料。优选地，气溶胶形成基底还包含气溶胶形成剂。适当的气溶胶形成剂的示例为甘油或丙二醇。

固体基底可包括包含香草叶、烟草叶、烟草杆碎片、再造烟草、挤压烟草例如均质化烟草和膨化烟草中的一种或多种的粉末、颗粒、丸、切丝、条、带或薄片中的一种或多种。固体基底可以是松散形式，或可设置在适当容器或管中。可任选地，固体基底可包含另外的烟草或非烟草气溶胶香料化合物，以在加热基底时释放。

可任选地，固体基底可设置在热稳定载体上或嵌入热稳定载体中。在一个优选实施例中，载体为管状载体，其具有沉积在其内表面上或沉积在其外表面上或既沉积在其外表面上又沉积在其内表面上的薄层固体基底。这样的管状载体可由例如纸或纸状材料、无纺碳纤维垫、低质量开孔金属网筛或穿孔金属箔或任何其他热稳定聚合物基体形成。替代地，载体可采取粉末、颗粒、丸、切丝、条、带或薄片等形式。固体基底可沉积在例如薄片、泡沫、凝胶或浆料形式的载体的表面上。固体基底可沉积在载体的整个表面上，或者替代地，可按一定图案沉积，以在使用过程中提供非均匀香料递送。替代地，载体可以是烟草组分已经结合于其中的无纺织物或纤维束。无纺织物或纤维束可包括例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生纤维。

而且，如本领域中技术人员所知的，气溶胶是在气体例如空气中的固体颗粒或液滴的悬浮物。气溶胶可以是在气体例如空气中的固体颗粒或液滴的悬浮物。

在一个实施例中，每一个支撑元件包括正电连接部或负电连接部。优选地，支撑元件比加热元件更具柔性。在一个优选实施例中，支撑元件基本上是刚性的。支撑元件可具有任何适当的形状。在一个优选实施例中，支撑元件是纵长的。支撑元件可以是纵长片、销或杆。支撑元件可沿其长度具有基本上恒定的宽度。

加热元件可以由弹性材料制成。也就是说，优选地，加热元件是弹性的。加热元件可具有任何适当的弹性。这可确保加热元件和气溶胶形成基底的良好接触。加热元件可由柔性材料制成。也就是说，优选地，加热元件是柔性的。加热元件可具有任何适当的柔性。加热元件可沿其长度具有基本上恒定的宽度。

加热元件可由在支撑元件之间延伸的柔性加热元件构成。加热元件可由电阻材料薄片制成。薄片可具有任何适当的形状，如将在下面进一步描述的。加热元件可通过将电阻材料薄片成形来形成。例如，加热元件可由电阻材料薄片切割形成，例如通过激光或化学或电处理器或通过高压水喷射形成。替代地，加热元件可以按期望形状预成形。

在加热器为用于具有用来保持液体的毛细芯的电加热吸烟系统的实施例中，优选地，使用中，支撑元件与毛细芯相邻地固定，并且加热元件在支撑元件之间并且围绕毛细芯延伸。支撑元件可彼此相邻固定。如果支撑元件为纵长的，则其优选布置成在固定时平行于毛细芯的纵轴线延伸。如已经描述的，加热元件可以是柔性的。材料薄片可具有任何适当的柔性。优选地，材料薄片是弹性的。当加热元件围绕毛细芯装配时，该弹性导致弹簧效应。这确保与毛细芯的良好接触。这确保恒定和可重复的吸烟体验。加热元件可部分或完全沿毛细芯延伸。加热元件优选围绕基本上整个毛细芯的圆周延伸。

至少一个电加热器可包括单个加热元件。替代地，所述至少一个加热器可包括不止一个加热元件，例如两个或三个或四个或五个或六个或更多的加热元件。在该情况下，每一个加热元件可在可以是正电连接部的一个支撑元件和可以是负电连接部的另一个支撑元件之间延伸。一个或多个加热元件可适当布置以便最有效地加热气溶胶形成基底。在设置毛细芯的实施例中，一个或多个加热元件可适当布置以便最有效地蒸发毛细芯中的液体。

用于加热元件的适当的电阻材料包括但不限于：例如掺杂陶瓷等半导体、导电陶瓷（例如二硅化钼）、碳、石墨、金属、金属合金和由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。这样的复合材料可包括掺杂陶瓷或非掺杂陶瓷。适当的掺杂陶瓷的示例包括掺杂碳化硅。适当的金属的示例包括钛、锆、钽和来自铂族的金属。适当的金属合金的示例包括不锈钢、康铜、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金和含铁合金以及基于镍、铁、钴、不锈钢、Timetal

铁-铝基合金和铁-锰-铝基合金的超合金。Timetal

是Titanium Metals Corporation，1999 Broadway Suite4300，Denver Colorado的注册商标。在复合材料中，电阻材料可任选地嵌入绝缘材料中、由绝缘材料封装或使用绝缘材料涂覆，或反之亦然，取决于所需的外部物理化学性能和能量传递的动力学。加热元件可由在两层惰性材料之间绝缘的金属蚀刻箔构成。在该情况下，惰性材料可包括Kapton

全聚酰亚胺或云母箔。Kapton

是美国E.I.duPont de Nemours and Company，1007 Market Street，Wilmington，Delaware 19898的注册商标。

至少一个加热器可另外包括圆盘（端）加热器或圆盘加热器与加热针或杆的组合。

在一个实施例中，加热元件具有在支撑元件之间延伸的矩形波形状。也就是说，加热元件可包括基本上平行于支撑元件延伸的部分和基本上垂直于支撑元件延伸的部分，所述基本上垂直于支撑元件延伸的部分在所述基本上平行于支撑元件延伸的部分的交替端部处连接所述基本上平行于所述支撑元件延伸的部分。在一个实施例中，支撑元件为纵长的，并且加热元件包括基本上平行于纵长支撑元件的纵轴线延伸的部分和基本上垂直于所述纵长支撑元件的纵轴线延伸的部分，所述基本上垂直于所述纵长支撑元件的纵轴线延伸的部分在所述基本上平行于所述纵长支撑元件的纵轴线延伸的部分的交替端部处连接所述基本上平行于所述纵长支撑元件的纵轴线延伸的部分。

基本上平行于支撑元件延伸的部分的数量和尺寸可改变。基本上垂直于支撑元件延伸的部分的数量和尺寸可改变。这将影响加热元件的最终的柔性。

加热元件的所有部分可具有相同的横截面形状和面积。替代地，加热元件的一些部分可具有与所述加热元件的其它部分不同的横截面形状。

在一个优选实施例中，加热元件的基本上平行于支撑元件延伸的部分的最大横截面大于所述加热元件的其他部分的最大横截面。也就是说，所述基本上平行于支撑元件延伸的部分至少局部地比其他部分更厚。所述基本上平行于连接部连接的部分可不具有恒定的横截面。实际上，在一个优选实施例中，所述基本上平行于连接部延伸的部分为透镜状，具有大于端部横截面的中央横截面。

在另一个优选实施例中，基本上垂直于支撑元件延伸的部分具有基本上半圆形形状。也就是说，所述基本上垂直于支撑元件延伸的部分比其他部分更厚，并且形成半圆。优选地，每一个半圆的弯曲边缘背离加热元件的基本上平行于支撑元件延伸的部分指向。

本发明的发明人已经发现，有时，使用沿其长度具有恒定横截面的加热元件，可能在加热元件的中部或端部处形成过热点。这可导致在一些点处的过热。将加热元件的一个或多个部分设置成具有较大的横截面积减小了这些部分的电阻，由此减少焦耳加热。这可降低过热点形成的可能性，并且可提供更均匀的热分布。

在一个实施例中，加热元件包括在一个支撑元件和另一个支撑元件之间沿一个方向对角地延伸的部分，和在一个支撑元件和另一个支撑元件之间沿与所述第一方向不同的方向对角地延伸的部分。在一个实施例中，支撑元件是纵长的，并且加热元件包括在一个纵长支撑元件和另一个纵长支撑元件之间沿一个方向对角地延伸的部分，和在一个纵长支撑元件和另一个纵长支撑元件之间沿与所述第一方向不同的方向对角地延伸的部分。在该情况下，加热元件可具有在连接部之间延伸的基本上三角形波的形状。

沿一个方向对角地延伸的部分可通过弯曲部分连接到沿另一个方向对角地延伸的部分。在该情况下，加热元件可具有在连接部之间延伸的基本上正弦波的形状。

已经发现，包括相对于支撑元件对角地延伸的部分，而不是相对于支撑元件基本上平行或垂直延伸的部分，有助于加热元件的装配。特别地，如果电加热气溶胶产生系统包括毛细芯，则这有助于围绕毛细芯装配加热元件。在一些实施例中，可建立改善的加热元件和毛细芯之间的改善的接触。如果沿一个方向对角地延伸的部分由弯曲部分连接到沿相反方向对角地延伸的部分，则这可进一步提高柔性。

沿一个方向对角地延伸的部分的数量、尺寸和角度可改变。沿另一个方向对角地延伸的部分的数量、尺寸和角度可改变。弯曲部分的曲率可调整。这将影响加热元件的最终的柔性。

加热元件的所有部分可具有相同的横截面形状和面积。替代地，加热元件的一些部分可具有与加热元件的其他部分不同的横截面形状。如已经描述的，这可改善热分布。

以上已经公开了用于加热元件的各种形状，但是本领域技术人员将意识到，可使用任何适当的形状。另外，加热元件不需要具有自始至终在支撑元件之间延伸的相同的形状。例如，加热元件可包括具有第一形状的加热元件第一段，和具有第二形状的加热元件第二段。或者，可包括更多的段。如已经讨论的，加热元件的形状和其他特性影响气溶胶形成和吸烟体验。

优选地，至少一个电加热器还包括至少一个与所述支撑元件中的至少一个相邻的增强部分。所述至少一个增强部分可由比加热元件柔性差的材料构成。这为加热元件提供了强度。至少一个增强部分可与加热元件一体形成。增强部分也可便于弯折操作，这对于薄加热元件很重要。其还可使加热器能够具有更多的弹簧效应，并且可因此使加热器特别是加热元件能够保持靠近气溶胶形成基底。增强部分可以或可以不由导电材料构成，只要仍可经由加热元件在正电连接部和负电连接部之间建立电流路径。增强部分的横截面可大于加热元件的横截面，以减少增强部分中的加热。增强部分可由连接到支撑元件的材料支柱构成。在一个实施例中，至少一个增强部分包括与正电支撑元件相邻的增强部分。在一个实施例中，至少一个增强部分包括与负电支撑元件相邻的增强部分。在一个实施例中，至少一个增强部分包括一个或多个与正电支撑元件相邻的增强部分和一个或多个与负电支撑元件相邻的部分。

优选地，加热元件包括加热元件的第一部分和加热元件的第二部分，至少一个电加热器还包括在加热元件的第一部分和加热元件的第二部分之间的至少一个增强部分。优选地，两个加热元件部分之间的增强部分不与任一个支撑元件相邻。增强部分可设置在任何适当位置处，并且两个加热元件部分不需要具有相等的尺寸。加热元件的第一部分和加热元件的第二部分之间的至少一个增强部分可由比加热元件柔性差的材料构成。这为加热元件提供强度。至少一个增强部分可与加热元件一体形成。增强部分可以或可以不由导电材料构成，只要仍可建立经由加热元件的电流路径。增强部分可由连接到加热元件部分的材料支柱构成。在设置毛细芯的一个实施例中，当加热器围绕毛细芯装配时，至少一个增强部分包括基本上与支撑元件相对的增强部分。

优选地，至少一个电加热器还包括基本上垂直于所述支撑元件中的至少一个延伸的至少一个增强支柱。所述增强支柱可位于加热元件的一端处。在一个实施例中，至少一个增强支柱连接到负电连接部。至少一个增强支柱可由与负电连接部相同的材料构成。该材料可比加热元件的材料更具刚性。在一个实施例中，至少一个增强支柱连接到正电连接部。至少一个增强支柱可由与正电连接部相同的材料构成。所述材料可比加热元件的材料更具刚性。

在一个实施例中，至少一个增强支柱包括沿基本上垂直于负电连接部的方向从负电连接部延伸的增强支柱。在一个实施例中，至少一个增强支柱包括沿基本上垂直于正电连接部的方向从正电连接部延伸的增强支柱。如果提供毛细芯，则优选地，增强支柱至少部分地围绕毛细芯延伸。增强支柱可基本上围绕毛细芯的整个圆周延伸。如果使用液体存储部分，则当加热元件围绕毛细芯时，增强支柱可比加热元件更靠近液体存储部分。替代地，增强支柱可比加热元件距离液体存储部分更远。

一个或多个增强支柱中的至少一个可固定到电加热气溶胶产生系统。这将提供另外的支撑结构。例如，如果提供液体存储部分，则一个或多个增强支柱可固定在液体存储部分中的凹槽中。

吸烟系统可还包括电源。优选地，电源包括容纳在壳体中的电池。电源可以是锂离子电池或其变体中的一种，例如锂离子聚合物电池。替代地，电源可以是镍金属氢电池、镍镉电池、锂锰电池、锂钴电池或燃料电池。在该情况下，优选地，电加热吸烟系统可由吸烟者使用到电池中的能量用尽。替代地，电源可包括可由外部充电部分充电的电路。在该情况下，优选电路在充电时提供用于预定抽吸次数的电能，之后，电路必须再连接到外部充电部分。适当的电路的示例是一个或多个电容器或可充电电池。

吸烟系统可还包括电路。在一个实施例中，电路包括用于检测指示使用者进行抽吸的气流的传感器。所述传感器可以是电机械装置。替代地，所述传感器可以是下列中的任何一种：机械装置、光学装置、光机装置、基于微电机系统（MEMS）的传感器和声学传感器。在该情况下，优选地，当传感器感测到使用者进行抽吸时，电路布置用于向至少一个加热器提供电流脉冲。优选地，电流脉冲的时间周期根据期望蒸发的液体量预设定。电路优选地是可编程的以用于该目的。替代地，电路可包括可手动操作开关，以便使用者开始抽吸。电流脉冲的时间周期优选根据期望蒸发的液体量预设定。电路优选地是可编程的以用于该目的。

在一个实施例中，电加热气溶胶产生系统包括至少一个空气入口。可具有一个、两个、三个、四个、五个或更多个空气入口。优选地，如果存在不止一个空气入口，则空气入口可围绕电加热气溶胶产生系统间隔开。在一个优选实施例中，电路包括传感器，用于检测指示使用者进行抽吸的气流，并且至少一个空气入口位于所述传感器的上游。

优选地，气溶胶产生系统还包括用于指示何时启动至少一个加热器的指示器。在电路包括用于检测指示使用者进行抽吸的气流的传感器的实施例中，可在传感器感测到指示使用者进行抽吸的气流时启动指示器。在电路包括可手动操作开关的实施例中，指示器可通过开关启动。

电加热气溶胶产生系统可还包括雾化器，所述雾化器可包括所述至少一个加热器。除了加热元件，雾化器可包括一个或多个电机械元件，例如压电元件。另外地或替代地，雾化器可还包括利用静电、电磁或气动效应的元件。

优选地，气溶胶产生系统包括壳体。优选地，所述壳体是纵长的。如果气溶胶产生系统包括毛细芯，则毛细芯的纵轴线和壳体的纵轴线可基本上平行。壳体可包括外壳和烟嘴。在该情况下，所有部件可容纳在外壳或烟嘴中。优选地，电源和电路容纳在所述外壳中。优选地，液体存储部分（如果包括的话）、毛细芯（如果包括的话）、加热器和空气出口容纳在烟嘴中。至少一个空气入口（如果包括的话）可设置在外壳或烟嘴中。在一个实施例中，壳体包括可拆卸插件，所述可拆卸插件包括液体存储部分、毛细芯和加热器。在该实施例中，气溶胶产生系统的那些部件可从壳体作为单个件拆卸。这可例如用于再填充或更换液体存储部分。

优选地，烟嘴是可更换的。具有壳体和分开的烟嘴提供多个优点。首先，如果可更换烟嘴容纳加热器、液体存储部分和毛细芯，则当更换烟嘴时，可更换可能与液体接触的全部元件。在壳体中不存在不同的烟嘴例如使用不同液体的烟嘴之间的交叉污染。而且，如果烟嘴以适当间隔更换，则几乎没有加热器被液体阻塞的可能。优选地，壳体和烟嘴布置成在接合时可松脱地锁定在一起。

壳体可由任何适当的材料或材料组合构成。适当的材料的示例包括金属、合金、塑料或包含这些材料中的一种或多种的复合材料，或适用于食品或医药应用的热塑性塑料，例如聚丙烯、聚醚醚酮（PEEK）和聚乙烯。优选地，所述材料较轻，并且不脆。

优选地，气溶胶产生系统是便携的。气溶胶产生系统可以是吸烟系统，并且可具有与传统雪茄或香烟相当的尺寸。吸烟系统可具有在约30mm和约100mm之间的总长度。吸烟系统可具有在约5mm和约13mm之间的外径。当加热元件围绕气溶胶形成基底弯折时，这可具有在约3mm和约5mm之间的直径。加热元件可具有在约0.5mm和约1mm之间的横截面。加热元件可具有在约0.1mm和约0.3mm之间的厚度。

根据本发明的第二方面，提供一种加热器，其包括电连接到多个纵长支撑元件的具有第一横截面的加热元件，每一个支撑元件具有大于所述第一横截面的横截面，并且其中，支撑元件中的至少一个与加热元件一体形成。

优选地，加热元件在电流通过其时升温。加热器可用于电加热吸烟系统。加热器可以是用于具有用来保持液体的毛细芯的电加热吸烟系统的电加热器。加热器可布置用于加热毛细芯的至少一部分中的液体来形成气溶胶。

根据本发明的第三方面，还提供根据本发明的第二方面的加热器用作用于加热电加热气溶胶产生系统中的气溶胶形成基底的加热器的用途。

根据本发明的吸烟系统和加热器提供多个优点。所述加热器便宜并且易于制造。特别地，所述加热器比包括围绕毛细芯布置的线圈的现有技术的加热器简单得多，并且制造容易得多。不需要对部件进行焊接或胶接。加热器很结实可靠。另外，由于加热元件可由电阻材料薄片制造，因此加热元件可非常精确地制造。这是有利的，因为加热器结构中甚至非常小的变化（例如，加热器围绕毛细芯的定位和拉伸）都影响气溶胶形成，特别是气溶胶中的颗粒粒度。这影响吸烟体验。精确的制造确保了一致并且可重复的吸烟体验。另外，基本上已经发现，气溶胶形成室的尺寸的减小通过改进气溶胶形成过程而改善了吸烟体验。但是，较小的气溶胶形成室减小了加热器尺寸的公差。本发明的加热器可非常精确地制造，由此解决该公差问题。

关于本发明的一个方面描述的特征也可适用于本发明的另一方面。

附图说明

将参照附图，仅以示例方式进一步描述本发明，附图中：

图1显示了气溶胶产生系统的一个示例，其为具有液体存储部分的吸烟系统；

图2显示了根据本发明的加热器的第一实施例；

图3显示了处于围绕毛细芯位置中的图2的加热器；

图4是沿图3的线4-4的剖视图；

图5显示了根据本发明的加热器的第二实施例；

图6显示了根据本发明的加热器的第三实施例；

图7显示了根据本发明的加热器的第四实施例；

图8显示了根据本发明的加热器的第五实施例；

图9显示了根据本发明的加热器的第六实施例；

图10显示了根据本发明的加热器的第七实施例；

图11显示了根据本发明的加热器的第八实施例；

图12显示了处于围绕毛细芯的位置中的图11的加热器；

图13是沿图12的线13-13的剖视图；

图14显示了根据本发明的加热器的第九实施例；

图15显示了处于围绕毛细芯的位置中的图14的加热器；

图16是沿图15的线16-16的剖视图；

图17,18和19显示了根据本发明一个实施例的涉及围绕毛细芯装配加热器的步骤；和

图20和21显示了根据本发明的实施例的两个加热器在电流流过时的温度分布。

具体实施方式

图1显示了气溶胶产生系统的一个示例。图1中，所述系统是具有液体存储部分的吸烟系统。图1的吸烟系统100是电加热吸烟系统，包括壳体101，所述壳体101具有烟嘴端103和主体端105。在主体端中，设置有电池107形式的电源、和电路109形式的电路、以及抽吸检测系统111。在烟嘴端中，设置有容纳液体115的管113形式的液体存储部分、毛细芯117和加热器119。应注意的是，加热器在图1中仅示意性显示。毛细芯117的一端延伸到管113中，毛细芯117的另一端由加热器119围绕。加热器通过连接部121连接到电路。壳体101还包括空气入口123、在烟嘴端处的空气出口125和气溶胶形成室127。

使用中，操作如下。液体115通过毛细作用从管113由毛细芯117的延伸到所述管中的端部传送或传递到毛细芯117的由加热器119围绕的端部。当使用者在空气出口125处在所述装置上抽吸时，环境空气通过空气入口123吸入。在图1中所示的布置方式中，抽吸检测系统111感测抽吸，并且启动加热器119。电池107向加热器117提供能量脉冲，以加热毛细芯117的由所述加热器围绕的端部。在毛细芯117的该端部中的液体由加热器119蒸发，以形成过饱和蒸气。同时，蒸发的液体由沿毛细芯117通过毛细作用移动的另外的液体代替。（这有时称为泵送作用）。形成的过饱和蒸气与来自空气入口123的空气流混合，并且携带在所述空气流中。在气溶胶形成室127中，蒸气冷凝来形成可吸入气溶胶，所述气溶胶被朝向出口125运送，并且被送入使用者的嘴中。

在图1中所示的实施例中，电路109和抽吸检测系统111优选可编程。电路109和抽吸检测系统111可用于管理装置操作。这与电加热吸烟系统特别是电加热元件的物理设计结合，可有助于控制气溶胶中的颗粒粒度。

毛细芯可由多种多孔或毛细材料制成，优选具有已知的预限定的毛细性能。示例包括纤维或烧结粉末形式的陶瓷或石墨基材料。不同孔隙度的毛细芯可用于适应不同的液体物理性能，例如密度、粘度、表面张力和蒸气压力。毛细芯必须适当，以使需要的液体量可传送到加热元件。

图1显示了用于本发明的气溶胶产生系统的一个示例。但是，很多其他示例可用于本发明。例如，所述系统不需要是吸烟系统。例如，可设置附加的空气入口，例如围绕壳体沿圆周间隔开的附加空气入口。例如，不需要提供抽吸检测系统。相反，可通过手动操作来操作所述系统，例如通过当进行抽吸时使用者操作开关。例如，所述壳体可包括能分开的外壳和烟嘴。例如，壳体的整体形状和尺寸可改变。例如，可设置不同类型的基底，例如固体基底。例如，可省略液体管，并且毛细芯可简单地在使用前预装液体。其他变形形式当然也是可能的。

现在将根据图1中所示的示例描述本发明的多个实施例。为了简化附图，图1中所示的部件不再次标明。另外，同样为了简明，没有显示抽吸检测系统111和连接部121。应注意的是，所有附图本质是示意性的。特别地，所示的部件无论是单独地还是关于彼此，都没有按比例绘制。

图2显示了根据本发明的加热器的第一实施例。在图2的实施例中，加热器201包括正电支撑元件203和负电支撑元件205。支撑元件也可称为连接片。加热元件207在连接片203和205之间延伸。连接片中的一个或多个与加热元件一体形成。术语“一体形成”指连接片和加热元件两者由单件材料制成。

在图2的实施例中，加热元件207包括一个或多个纵长纵向部分208（也就是说，基本上沿着或基本上平行于加热器的纵长轴线延伸的部分）。纵向部分208可基本上平行于纵长支撑元件203，205。加热元件的所述一个纵向部分或多个纵向部分208由加热元件的布置在加热元件的一个或多个纵向部分的末端处的交替的横向部分210连接。横向部分210可连接到加热元件的另外的纵向加热部分208。一个横向部分将一个纵向部分连接到连接片203,205中的一个。另一个横向部分也将一个纵向部分连接到连接片203,205中的另一个。横向部分可基本上垂直于连接片203,205延伸。横向部分可基本上垂直于纵向部分延伸。形成的结构具有矩形波形状。

图2的下部显示了沿3-3线的剖视图。如从图2的下部可看到的，在该实施例中，连接片或支撑元件203,205与加热元件207一起由单件材料形成。也就是说，连接片或支撑元件203,205以及加热元件207一体形成。所述单件材料在连接片203,205的区域中具有比在加热元件207的区域中更大的厚度。

图2中，加热器的长度或高度方向显示在220处，加热器的宽度方向显示在222处，厚度方向显示在224处。加热元件或支撑元件的横截面积垂直于其延伸方向测量。也就是说，对于支撑元件，横截面垂直于方向220测量，对于部分208，横截面垂直于方向220测量，对于部分210，横截面垂直于方向222测量。

纵向和横向部分可彼此电连接，以当横跨加热元件施加电势差时，电流可流动。另外的纵向部分和横向部分也可电连接到连接片或支撑元件。然后电流可在横跨连接片施加电势差时在加热器中流动。加热元件的一个或多个纵向部分可比加热元件的横向部分更长（如所示）。替代地，加热元件的一个或多个纵向部分可比横向部分更短。

本发明的实施例可包括具有矩形波结构的加热元件，所述矩形波结构中，矩形波结构的高度大于矩形波结构的相邻的波峰或波谷之间的距离。附图中，矩形波结构的高度约为相邻的波峰或波谷之间的距离的5.5倍。也就是说，加热元件的一个或多个纵向部分具有约为横向部分的长度5.5倍的长度。这允许加热器的更大部分与毛细芯接触，因此导致加热能力提高。替代地，加热元件可具有如下的矩形波结构：其中，矩形波结构的高度等于或小于矩形波结构的相邻的波峰或波谷之间的距离。

图3显示了围绕毛细芯117装配的图2的加热器201。图4是沿图3的线4-4的剖视图。图3仅显示了毛细芯117和加热器以及液体管113的顶部。吸烟系统的其余部件未示出。也就是说，图3显示了图1中框A的放大视图。

如图3和4中可看到的，连接片203,205固定到液体管113，但是其可固定到所述装置的另一部分。在该实施例中，连接片为纵长的，并且每一个连接片的纵轴线基本上平行于纵长毛细芯的纵轴线延伸。在该实施例中，连接片彼此相邻固定。在该实施例中，连接片固定在毛细芯的相同侧。在该实施例中，连接片通过连接部（未示出）连接到电路（也未示出）。

在该实施例中，加热元件207基本上从始自终围绕毛细芯117延伸。在该实施例中，加热元件仅沿毛细芯的露出部分的长度的一部分延伸。由于与相对较柔性的加热元件相比较，纵长连接片相对较刚性，因此当连接片固定到液体管的顶部时，使加热元件围绕毛细芯弯曲。

在附图中未示出的一个替代实施例中，加热元件可相对于连接片或支撑元件旋转约90°。也就是说，纵向部分208可基本上垂直于纵长连接片203,205。在该实施例中，横向部分可基本上平行于连接片203,205。横向部分可仍基本上垂直于纵向部分。这也适用于本发明的其他实施例。该布置方式具有这样的优点，即与毛细芯接触的加热元件的总长度与在图2,3和4中所示的实施例中相同，但是，当加热器围绕毛细芯弯曲或弯折时，比在图2,3和4中所示的实施例中更多部分的加热元件弯曲或弯折。这是因为加热元件的纵长纵向部分围绕毛细芯弯曲。因此，该实施例的加热器可更结实可靠，并且更不可能在围绕毛细芯装配时坍塌或变形。

图2中的加热元件由电阻材料构成。加热元件由根据需要成形然后围绕毛细芯卷绕的材料薄片优选金属薄片构成。金属薄片可通过任何适当的激光、化学或电学工艺切割。一旦切割后，金属薄片可围绕毛细芯卷绕或弯折。金属薄片可切割为任何适当的形状，并且如下面将描述的，可包括具有不同横截面形状和面积的部分，以促进热分布。热分布影响气溶胶的形成，特别是气溶胶颗粒的粒度。这影响使用者的吸烟体验。

通过从材料薄片切割形成加热元件，而不是例如形成线圈的形式，可简化制造。另外，其允许加热器的形状更精确地形成，这可提高气溶胶的一致性。另外，加热元件可更结实可靠。也可改进热分布并且可改进加热元件与毛细芯之间的接触。

加热器的多种变形形式也是可能的。连接片的形状、高度和厚度可改变。另外，加热元件的横截面积和形状也改变，这将在下面讨论。可与毛细芯的露出部分的长度相比的加热元件的高度和连接片的高度可改变。加热元件可由任何适当的电阻材料构成。所述材料可具有各种厚度。而且，加热器可具有厚度与加热元件的厚度不同的连接片。如已经讨论的，这显示在图2的下部中。在该实施例中，连接片或支撑元件和加热元件由在加热器的连接片部分中比在加热器的加热元件部分中更厚的材料形成。这具有以下优点，即连接片或支撑元件可进一步更具刚性。如图2的下部中所示，制成加热器的材料的横截面基本上为狗骨头形状。其他形状也是可能的。连接片可以是加热元件中央部分的两倍厚。这样的加热器可通过化学侵蚀制备。在这种情况下，具有近似恒定厚度的材料薄片，例如金属材料薄片，可使用化学试剂侵蚀或蚀刻，以制备具有变化厚度的材料薄片或加热器。所述材料可具有各种杨氏模量，也就是说，具有各种弹性。材料的这些性能将影响其装配和所得结构。加热器围绕毛细芯的装配在下面结合图17,18和19讨论。

图5显示了根据本发明的加热器的第二实施例。在图5的实施例中，加热器501包括正电连接片503和负电连接片505。加热元件507在连接片503,505之间延伸。在图5的实施例中，加热元件507包括纵向延伸的加热元件的部分508（也就是说，基本上平行于连接片503,505或加热器的纵轴线延伸的部分），其由设在纵向加热元件每一端处的交替的横向部分510连接（也就是说，基本上垂直于连接片503,505或所述系统的纵轴线延伸的部分）。类似于图2的实施例，所得结构具有矩形波的形状。矩形波的特定形状，包括其方向及其相对于相邻的波峰和波谷之间的距离的高度，可如结合图2所描述的改变。

但是，在图5的实施例中，纵向延伸的加热元件的部分508更宽，以使那些部分至少在一些位置中具有比加热元件的其他部分更大的横截面积。纵向延伸的加热元件的部分508具有两个形成透镜状的凸侧部。也就是说，加热元件的纵向部分508在中部比在加热元件的纵向部分的每一端处更宽。

形状变化影响由加热元件产生的电阻加热，因此影响围绕毛细芯的热分布。特别地，焦耳效应意味着对于给定电流，产生的热与电阻成正比。电阻当然取决于电阻器的形状，包括其横截面积。这意味着加热元件的横截面形状可用于控制热分布。特别地，本发明的发明人已经注意到，有时，在使用沿其长度具有恒定横截面的加热元件的情况下，过热点可能形成在加热元件的中部中或在其端部处。这可能导致毛细芯在一些点处过热。将加热元件的一个部分或多个部分设置成具有较大的横截面积减小了这些部分的电阻，由此减小了焦耳加热。这降低了过热点形成的可能性，并且提供了更均匀的热分布。在一个实施例中，加热元件的最大横截面积可能是加热元件的最小横截面积的约两倍。也就是说，加热元件的纵向延伸部分508的中部511为加热元件的纵向延伸部分508的端部512的宽度的约两倍。

如在前面的实施例中一样，连接片中的至少一个与加热元件一体形成。也就是说，连接片和加热元件两者可由单件材料形成。

图5的加热器以与图3和4中所示的相同方式围绕毛细芯装配。这种装配的特征结合图3和图4进行了描述，并且将不再重复。图5中的加热元件由电阻材料构成，并且加热器和加热元件的各种性能结合图2、3和4进行了描述，并且将不再重复。加热器围绕毛细芯的装配在下面结合图17,18和19描述。

图6显示了根据本发明的加热器的第三实施例。在图6的实施例中，加热器601包括电阻连接片603和负电连接片605。加热元件607在连接片603和605之间延伸。一个连接片或两个连接片都与加热元件一体形成。在图6的实施例中，加热元件607包括加热元件的纵向部分608（也就是说，基本上平行于连接片603,605或基本上平行于加热器的纵长轴线延伸的部分）。加热元件的纵向部分可由布置在加热元件的纵向部分的末端处的加热元件的交替的横向部分610连接。横向部分可基本上垂直于加热元件的纵向部分延伸。在图6中，横向部分610包括半圆形部分。图6中，半圆形部分的弯曲表面背离加热元件的纵向部分608的中部611，但是不需要都是这样。如在前面的实施例中一样，加热元件的结构基本上为矩形波形状。该矩形波的特定形状，包括其方向及其相对于相邻的波峰和波谷之间的距离的高度可如结合图2所述的那样改变。

类似于图5中所示的实施例，形状变化影响由加热元件产生的电阻加热，并且因此影响围绕毛细芯的热分布。特别地，设置加热元件的具有较大横截面积的一个或多个部分降低了过热点的可能，并且提供了更均匀的热分布。在一个实施例中，加热元件的最大横截面积可以是加热元件的最小横截面积的约两倍。

图6的加热器以如图3和4中所示的相同方式围绕毛细芯装配。这种装配的特征结合图3和图4进行了描述，并且将不再重复。图6中的加热元件由电阻材料构成，并且加热器和加热元件的各种性能结合图2、3和4进行了描述，并且将不再重复。加热器围绕毛细芯的装配在下面结合图17,18和19描述。

图7显示了根据本发明的加热器的第四实施例。在图7的实施例中，加热器701包括正电连接片703和负电连接片705。加热元件707在连接片703和705之间延伸。在图7的实施例中，加热元件707具有三角形波形状。也就是说，加热元件707包括沿第一方向从连接片705朝向连接片703对角地延伸的纵长部分708，和沿第二方向从连接片705朝向连接片703对角地延伸的纵长部分710。部分708和部分710交替连接，以形成基本上三角形波形状。特别地，加热元件707不包括基本上平行于连接片或基本上垂直于连接片的部分。加热元件的所有部分都相对于连接片成斜角。

在图7中所示的实施例中，纵长部分708,710和连接片703,705之间的角度约为15°。而且，加热元件的纵长部分708,710之间的角度为约30°。（应注意的是，这些角度在图7中没有准确显示。）这些角度具有这样的优点，即与连接片和纵长部分之间的角度更大例如为80°的情况相比较，纵长部分708,710中更大的部分与毛细芯接触。在该实施例中，三角形波形状的从波峰到波谷的距离约为所述波的相邻的波峰和波谷之间的距离的两倍。

图7的加热器以与图3和4中所示的相同方式围绕毛细芯装配。这种装配的特征结合图3和图4进行了描述，并且将不再重复。除了调整围绕毛细芯的热分布之外，加热元件的三角形形状还确保加热元件707和毛细芯117之间在装置装配时良好接触。特别地，本发明人已经发现，加热元件的三角形形状使得更易于围绕毛细芯卷绕，因为其比具有其他形状的加热元件更具柔性。装配将结合图17,18和19进一步讨论。

图6中的加热元件由电阻材料构成，加热器和加热元件的各种性能结合图2，3和4进行了描述，并且将不再重复。另外，对于图7的实施例，纵长的对角地延伸的部分可以任何适当角度延伸。纵长部分708不需要以与纵长部分710相同的角度延伸，而是以相反的角度延伸。

图8显示了根据本发明的加热器的第五实施例。在图8的实施例中，加热器801包括正电连接片803和负电连接片805。加热元件807在连接片803,805之间延伸。类似于图7中所示的实施例，在图8的实施例中，加热元件807具有基本上三角形波形状的形式。

在图8中所示的实施例中，纵长部分和连接片之间的角度为约15°。而且，加热元件的纵长部分之间的角度约为30°。（同样，应注意的是，这些角度在图8中没有准确显示。）这些角度具有这样的优点，即与连接片和纵长部分之间的角度更大例如为80°的情况相比较，纵长部分的更大部分与毛细芯接触。在该实施例中，三角形波形状具有的从波峰到波谷的距离约为所述波的相邻的波峰和波谷之间的距离的两倍。

但是，在图8中所示的实施例中，三角形波的波峰和波谷不是如图7中所示的实施例中那样为尖的。相反，波峰和波谷是弯曲的或圆形的波峰和波谷。也就是说，加热元件807具有基本上正弦波形状。加热元件具有与图7的加热元件相似的形状，但是对角地延伸的部分由曲线连接。特别地，类似于图7的实施例，加热元件807不包括基本上平行于连接片或基本上垂直于连接片的大的部分。除了在弯曲部分中，加热元件的所有部分相对于连接片成斜角。

图8的加热器以与图3和4中所示的相同方式围绕毛细芯装配。这种装配的特征结合图3和图4进行了描述，并且将不再重复。除了调整围绕毛细芯的热分布之外，加热元件的波形还确保了加热元件807和毛细芯117之间在装置装配时良好接触。特别地，本发明人已经发现，加热元件的波形使得更易于围绕毛细芯卷绕，因为其比其他形状的加热元件更具柔性。装配将结合图17,18和19进一步讨论。

图8中的加热元件由电阻材料构成，加热器和加热元件的各种性能结合图2，3和4进行了描述，并且将不再重复。另外，对于图8的实施例，纵长的对角地延伸的部分可以任何适当角度延伸。加热元件不需要具有精确的正弦形状，而是可具有任何适当的曲线形状。

图9显示了根据本发明的加热器的第六实施例。在图9的实施例中，加热器901包括正电连接片903和负电连接片905。加热元件907在连接片903和905之间延伸。一个或多个连接片与加热元件一体形成。在图9的实施例中，加热元件907包括一个或多个加热元件的纵长纵向部分908（也就是说，基本上沿着或基本上平行于加热器的纵长轴线延伸的部分）。纵向部分908可基本上平行于连接片903,905。加热元件的一个或多个纵向部分由布置在加热元件的纵向部分的末端处的加热元件的交替的横向部分910连接。横向部分可连接到或联接到加热元件的另外的纵向部分。一个横向部分将一个纵向部分连接到一个连接片。另一个横向部分将一个纵向部分连接到另一个连接片。横向部分可基本上垂直于连接片903,905延伸。类似于图2,5和6的实施例，所形成的结构具有矩形波形状。该矩形波的特定形状，包括其方向及其相对于相邻的波峰和波谷之间的距离的高度，可如结合图2所述的那样改变。

但是，在图9的实施例中，加热器还包括两个与所述连接片903和905相邻的增强部分909。每一个增强部分909包括几个支柱911，所述支柱911将连接片与加热元件的最近的纵向延伸部分908连接。支柱911中的一个或多个可基本上垂直于加热元件的纵向部分。支柱911中的一个或多个可基本上垂直于连接片903,905中的一个或多个。支柱可设置在沿所述加热元件的最近纵向部分的约一半处。又一个支柱可设置在所述加热元件的纵向部分的一个或两个末端处。连接片中的一个或多个可包括增强部分909。

如果增强部分909可导电，则这形成从每一个连接片到加热元件907的最近纵向延伸部分908的几个电连接路径。但是，电流绝大部分不沿增强部分流动，因为该部分比加热元件的较短的横向部分913具有更高的电阻，这是因为其长度更长。因此，增强部分909没有同加热器的其余部分升温那样多。否则，如果增强部分不导电，则可提供仅单个电连接路径。

增强部分909可由比加热元件907更具刚性但是比连接片903,905更具柔性的材料制成。优选地，增强部分909由与加热器的其余部分相同的材料制成。优选地，一个或多个增强部分可与加热元件一体形成。增强部分的横截面尺寸可比加热元件的横截面尺寸更大，以进一步强化所述增强部分。

在附图中未示出的另一个实施例中，增强部分可由材料薄片制成，所述材料薄片优选为与加热元件或连接片相同的材料。在该情况下，增强部分利用具有基本上矩形或方形形状的材料薄片将连接片和最靠近连接片的加热元件的纵向部分连接。参照图9，这将包括从最上部或最下部支柱911延伸到中部支柱911的材料薄片，或从横向部分913延伸到中部支柱911的材料薄片，或两者都包括。这些填充的增强部分也可与加热元件一体形成。

图9的加热器以与图3和4中所示的相同方式围绕毛细芯装配。这种装配的特征结合图3和图4进行了描述，并且将不再重复。根据增强部分909的刚性，这些部分可弯曲比加热元件907更小的量或与加热元件907相同的量。增强部分强化加热器的结构。在装置装配时，增强部分还确保加热元件和毛细芯的良好接触，并且允许加热元件围绕毛细芯紧密地适配。这是由于加热器弯折为图3和4中所示的基本上管状形状时的弹簧效应。弯折的金属确保加热元件在毛细芯上的良好接触。装配将结合图17,18和19进一步讨论。

图9中的加热元件由电阻材料构成，加热器和加热元件的各种性能结合图2，3和4进行了描述，并且将不再重复。另外，增强部分的形状和尺寸可改变。例如，增强部分可由实心材料部分构成，例如从连接边缘延伸的旗状物或凸缘，而不是各个支柱。可设置仅单个增强部分。或者可与每一个连接片相邻设置不止一个增强部分。增强部分可由任何适当的材料构成。所述材料优选比加热元件的材料更具刚性，以强化加热器的结构。增强部分不需要都具有相同的结构，或由相同的材料制成。但是，优选增强部分由与加热器的其余部分相同的材料制成。优选地，增强部分中的一个或多个与加热元件一体形成。

在图9的实施例中设置的增强部分可具有任何其它适当的加热元件形状，包括图2,5,6,7和8中所示的形状。

图10显示了根据本发明的加热器的第七实施例。在图10的实施例中，加热器1001包括正电连接片1003和负电连接片1005。加热元件1007在连接片1003和1005之间延伸。一个或多个连接片与加热元件一体形成。在图10的实施例中，加热元件1007包括纵向延伸的加热元件的多个部分1008（也就是说，基本上沿着或基本上平行于加热器的纵长轴线延伸的部分）。加热元件的纵向部分1008由布置在加热元件的纵向部分的末端处的加热元件的交替的横向部分1010连接。横向部分可基本上垂直于连接片1003,1005延伸。类似于图2,5和6和9的实施例，所形成的结构具有矩形波形状。该矩形波的特定形状，包括其方向及其相对于相邻的波峰和波谷之间的距离的高度可如结合图2所述的那样改变。

如图9的实施例中那样，加热器还包括两个与连接片1003和1005相邻的增强部分1009。这些增强部分1009的性能与图9中的增强部分909的那些相类似，并且将不再重复。

加热器1001还包括位于两个连接片之间的附加增强部分1015，该附加增强部分1015在该实施例中位于加热元件的中央。增强部分1015在结构方面可与增强部分1009非常类似。例如，增强部分1015可包括几个支柱，所述几个支柱连接相邻的纵向延伸部分1008。如果增强部分1015可导电，则这形成在两个相邻的竖直延伸部分1008之间的几个电连接路径。但是，电流绝大部分不沿增强部分1015流动，因为该部分比加热元件的较短的横向部分1017具有更高的电阻，这是因为其长度更长。因此，增强部分1015没有同加热器的其余部分升温那样多。如果增强部分不导电，则可提供仅单个电连接路径。如果需要，可设置不止一个中央增强部分1015。

增强部分1009，1015可由比加热元件1007更具刚性但是比连接片1003,1005更具柔性的材料制成。但是，优选地，增强部分1009，1015由与加热器的其余部分相同的材料制成。优选地，一个或多个增强部分可与加热元件一体形成。增强部分的横截面尺寸可比加热元件的横截面尺寸更大，以进一步强化所述增强部分。

如参照图9所述，一个或多个增强部分可以替代地由材料薄片构成。

图10的加热器以与图3和4中所示的相同方式围绕毛细芯装配。这种装配的特征结合图3和图4进行了描述，并且将不再重复。根据增强部分1009，1015的刚性，这些部分可弯曲比加热元件1007更小的量或与加热元件1007相同的量。增强部分强化加热器的结构。在装置装配时，增强部分还确保加热元件和毛细芯的良好接触，并且允许加热元件围绕毛细芯紧密地适配。如前面所述，这是由于弯折的金属薄片的弹簧效应。这将结合图17,18和19进一步讨论。

图10中的加热元件由电阻材料构成，加热器和加热元件的各种性能结合图2，3和4进行了描述，并且将不再重复。

另外，如结合图9所述，增强部分的形状、尺寸、结构和材料可改变。加热元件中的增强部分可与同连接片相邻的一个或多个增强部分设置在一起或分开设置。

在图10的实施例中设置的增强部分可具有任何其它适当的加热元件形状，包括图2,5,6,7和8中所示的形状。

图11显示了根据本发明的加热器的第八实施例。在图11的实施例中，加热器1101包括正电连接片1103和负电连接片1105。加热元件1107在连接片1103和1105之间延伸。一个或多个连接片都与加热元件一体形成。在图11的实施例中，加热元件1107包括纵向延伸的加热元件的多个部分（也就是说，基本上沿着或基本上平行于加热器的纵长轴线延伸的部分）。所述纵向部分可平行于纵长连接片1103,1105。所述加热元件的纵向部分由布置在加热元件的纵向部分的末端处的加热元件的交替的横向部分连接。横向部分可基本上垂直于连接片1103,1105延伸。所形成的结构具有矩形波形状。该矩形波的特定形状，包括其方向及其相对于相邻的波峰和波谷之间的距离的高度可如结合图2所述的那样改变。

如图11的实施例中，加热器还包括下部增强支柱1113和上部增强支柱1115。在该实施例中，下部增强支柱1113为正连接片1103的延伸部。下部增强支柱1113在正连接片1103上低于加热元件1107的高度处沿垂直方向从正连接片1103延伸。也就是说，当加热器围绕毛细芯装配时，下部增强支柱1113将比加热器1107更靠近液体管113。下部增强支柱1113朝向负连接片1105延伸，但是不与其接触。类似地，上部增强支柱1115是负连接片1105的延伸部。上部增强支柱1115在负连接片1105上的高于加热元件1107的高度处沿垂直方向从负连接片1105延伸。也就是说，当加热器围绕毛细芯装配时，上部增强支柱1115将比加热器1107距离液体管113更远。上部增强支柱1115朝向正连接片1103延伸，但是不与其接触。负连接片可以替代地连接到下部增强支柱。正连接片可以替代地连接到上部增强支柱。另外，仅需要设置上部增强支柱和下部增强支柱中之一。

优选地，下部增强支柱由与其附接的连接片相同的材料制成，在图11中由与正连接片1103相同的材料制成。类似地，优选地，上部增强支柱由与其附接的连接片相同的材料制成，在图11中由与负连接片1105相同的材料制成。优选地，下部支柱或上部支柱或两者都与加热元件一体形成。

图12显示了围绕毛细芯117装配的图11的加热器1101。图13是沿图12的线13-13的剖视图。图12仅显示了毛细芯117和加热器，以及液体管113的顶部。吸烟系统的其余部件未示出。也就是说，图12显示了图1中的框A的放大视图。图12和13类似于图3和4，并且结合图3和4描述的装配的特征将不再重复。参照图12和13，下部增强支柱1113基本上自始至终围绕毛细芯117延伸。下部增强支柱1113比加热元件1107更靠近液体管113。上部增强支柱1115基本上自始至终围绕毛细芯117延伸。上部增强支柱1115比加热元件1107距离液体管113更远。

增强支柱1113,1115强化了加热器的结构。增强支柱1113,1115优选由与连接片1103,1105相同的材料构成，所述材料比加热元件1107的材料更具刚性。在所述装置装配时，增强支柱还确保加热元件和毛细芯的良好接触，并且允许加热元件围绕毛细芯紧密地适配。装配将结合图17,18和19进一步讨论。另外，当所述装置装配时，增强支柱1113,1115为毛细芯117提供支撑。如果加热器仅由相对较柔性的材料制成，则毛细芯可能具有向外朝向顶部掉落或跌落的倾向。相对刚性的上部和下部增强支柱减小了该可能性。

图11,12和13中的加热元件由电阻材料制成，并且加热器和加热元件的各种性能结合图2,3和4进行了描述，将不再重复。另外，上部增强支柱和下部增强支柱的形状和尺寸可改变。增强支柱可由任何适当的材料构成。仅需要设置上部增强支柱和下部增强支柱之一。图9和10中所示的增强部分也可与上部和下部增强支柱结合设置。

图11,12,和13的实施例中设置的增强支柱可具有任何其他适当的加热元件形状，包括图2,5,6,7和8中所示的形状。

图14显示了根据本发明的加热器的第九实施例。在图14的实施例中，加热器1401包括正电连接片1403和负电连接片1405。加热元件1407在连接片1403和1405之间延伸。一个或多个连接片可与加热元件一体形成。在图14的实施例中，加热元件1407包括纵向延伸的加热元件的多个部分（也就是说，基本上沿着或基本上平行于加热器的纵长轴线延伸的部分）。所述纵向部分可平行于连接片1403,1405。所述加热元件的纵向部分由布置在加热元件的纵向部分的末端处的加热元件的交替的横向部分连接。横向部分可基本上垂直于连接片1403,1405延伸。所形成的结构具有矩形波形状。该矩形波的特定形状，包括其方向及其相对于相邻的波峰和波谷之间的距离的高度可如结合图2所述的那样改变。

在图14的实施例中，加热器还包括两个与连接片1403和1405相邻的增强部分1409，如图9中所示。这些增强部分1409的性能与图9中的增强部分909的那些相似，并且将不再重复。

图14中，加热器还包括两个上部增强支柱1408和1410，以及两个下部增强支柱1414和1416。在该实施例中，下部增强支柱1414为正连接片1403的延伸部。下部增强支柱1414在正连接片1403上低于加热元件1407的高度处沿垂直方向从正连接片1403延伸。类似地，下部增强支柱1416是负连接片1405的延伸部。下部增强支柱1416在负连接片1405上低于加热元件1407的高度处沿垂直方向从负连接片1405延伸。也就是说，当加热器围绕毛细芯装配时，下部增强支柱1414,1416将比加热元件1407更靠近液体管113。它们也将处于大约彼此相同的高度处。下部增强支柱1414,1416朝向彼此延伸，但是不形成接触。

类似地，在该实施例中，上部增强支柱1408是正连接片1403的延伸部。上部增强支柱1408在正连接片1403上的高于加热元件1407的高度处沿垂直方向从正连接片1403延伸。类似地，上部增强支柱1410为负连接片1405的延伸部。上部增强支柱1410在负连接片1405上的高于加热元件1407的高度处沿垂直方向从负连接片1405延伸。也就是说，当加热器围绕毛细芯装配时，上部增强支柱1408,1410将比加热元件1407距离液体管113更远。它们也将处于大约彼此相同的高度处。上部增强支柱1408,1410朝向彼此延伸，但是不形成接触。

两个下部增强支柱不需要处于相同高度。两个上部增强支柱不需要处于相同高度。另外，仅需要设置上部增强支柱和下部增强支柱之一。优选地，下部增强支柱由与其附接的连接片相同的材料制成。类似地，优选地，上部增强支柱由与其附接的连接片相同的材料制成。优选地，一个或两个下部支柱或一个或两个上部支柱或下部支柱和上部支柱两者都与加热元件一体形成。

图15显示了围绕毛细芯117装配的图14的加热器1401。图16是沿图15的线16-16的剖视图。图15仅显示了毛细芯117和加热器，以及液体管113的顶部。吸烟系统的其余部件未示出。也就是说，图15显示了图1中的框A的放大视图。另外，图15中的液体管113包括在毛细芯117的顶部处的上部部分114。上部部分114可以是液体管113的部分的延伸部。也就是说，其可由同一件材料形成。

图15和16类似于图3和4，并且结合图3和4描述的装配的特征将不再重复。如在图15和16中所看到的，连接片1403,1405固定到液体管113的顶部，并且固定到液体管113的上部部分114的底部。但是，它们可固定到所述装置的另一部分，或仅固定到液体管113和上部部分114中的一个。另外，下部增强支柱1414，1416可基本上自始至终围绕毛细芯117延伸。在该实施例中，下部增强支柱1414,1416固定在液体管113中基本上圆形的凹槽（未示出）内。上部增强支柱1408,1410基本上自始至终围绕毛细芯117延伸。在该实施例中，上部增强支柱1408,1410固定在液体管的上部部分114中的基本上圆形的凹槽（未示出）内。

增强支柱1408,1410,414,1416强化了加热器的结构。增强支柱1408,1410,1414,1416可由与连接片1403,1405相同的材料构成，所述材料比加热元件1407的材料更具刚性。另外，将增强支柱1414,1416固定在液体管113的凹槽内提供了附加的结构完整性。另外，将增强支柱1408,1410固定在液体管的上部部分114中的凹槽内提供了附加的结构完整性。增强支柱中的一个或多个可与加热元件一体形成。

在所述装置装配时，增强支柱还确保了加热元件和毛细芯的良好接触，并且允许加热元件围绕毛细芯紧密地适配。这将结合图17,18和19进一步讨论。另外，当所述装置装配时，增强支柱，特别是与液体管的上部部分114和位于液体管113中的及位于液体管的上部部分114中的凹槽结合，为毛细芯117提供了支撑。如果加热器仅由相对较柔性的材料制成，则毛细芯可能具有朝向顶部向外掉落或跌落的倾向。固定在凹槽中的相对较刚性的上部和下部增强支柱减小了该可能性。

图14,15和16中的加热元件由电阻材料制成，并且加热器和加热元件的各种性能结合图2,3和4进行了描述，将不再重复。另外，上部增强支柱和下部增强支柱的形状和尺寸可改变。例如，两个下部增强支柱可不具有相同的长度或形状。例如，两个上部增强支柱可不具有相同的长度或形状。增强支柱可由任何适当的材料构成。仅需要设置上部增强支柱和下部增强支柱之一。图9和10中所示的增强部分也可与上部和下部增强支柱结合设置。增强支柱不需要通过凹槽固定在液体管中，但是这提高了结构完整性。凹槽的形状可用于根据需要将加热元件弯曲成围绕毛细芯的形状。

图14,15和16的实施例中设置的增强支柱可具有任何其他适当的加热元件形状，包括图2,5,6,7和8中所示的形状。

应注意的是，已经描述了多个不同的实施例，并且关于一个实施例描述的特征通常可应用于另一个实施例。

图17,18和19显示了涉及根据本发明的一个实施例围绕毛细芯装配加热器的步骤。加热器可采用图2到16中任何一个所示的形式。

参照图17，首先，通过使连接片1703,1705朝向彼此运动而使加热元件1707弯曲，优选使用弯折工具实现。在该情况下，弯折工具使加热器成形为具有基本上圆形横截面的圆柱体形状。一旦形成加热器后，可将芯117插入其内部，如图18和19中所示。弯折金属的弹簧效应确保加热器在毛细芯上的良好接触。弯折的加热器的直径可略小于毛细芯的直径，以确保良好接触。例如，对于为约2.0mm的毛细芯直径，弯折的加热器可具有约1.9mm的直径。

按照这种方式，当弯折的加热器沿图18中所示的箭头方向被拉开时，加热元件的弹性确保加热器被偏置来朝向毛细芯弹向内。参照图18，通过如由箭头所示朝向毛细芯117移动打开的加热元件，将加热元件围绕毛细芯117固定。然后释放加热元件，并且，如图19中所示，连接片1703,1705固定在毛细芯的一侧，且加热元件紧密围绕毛细芯设置。

如上文提到的，加热元件具有特定的弹性，其受用于加热元件的材料薄片的厚度、薄片已经切成的形状和薄片的弹性（即杨氏模量）影响。特别地，已经发现三角形和正弦形状的加热元件特别利于装配。另外，如果加热器包括增强部分，则这也影响加热器的总体弹性。当连接片固定时，该弹性确保围绕毛细芯紧密适配。这确保热分布的一致性，因此确保气溶胶形成的一致性。这确保吸烟体验的可重复性。

图20和21显示了根据本发明的实施例的两个加热器的温度分布。

图20的加热器类似于图9中所示的实施例，不同之处在于，加热元件的横向部分采用半圆形圆弧的形状。类似于图11中所示的实施例，图20中所示的加热器也包括上部增强支柱和下部增强支柱。但是上部支柱和下部支柱都是可任选的；可不包括、包括一种或两种增强支柱。

图20的右手侧的温度标度是线性标度，其中标度的较深的部分比标度的较浅的部分更冷。可看到，加热器的最热（最浅）部分比加热器的最冷（最深）部分热约五倍。加热器主要在加热器的加热元件部分中加热。增强部分、上部增强支柱和下部增强支柱以及连接片全部保持比加热器的加热元件部分更冷。

图21的加热器类似于图20中所示的实施例，不同之处在于，加热器的中央部分（即加热器的基本上离连接片等距的部分），包括增强部分。所述增强部分基本上为矩形形状，一端具有半圆形部分。图21的右手侧的温度标度为线性标度，标度的较深部分比标度的较浅部分更冷。可看到，加热器的最热（最浅）部分比加热器的最冷（最深）部分热约五倍。加热器主要在加热器的加热元件部分中加热。增强部分、上部增强支柱和下部增强支柱以及连接片全部保持比加热器的加热元件部分更冷。

Claims (15)

1.一种用于接纳气溶胶形成基底的电加热气溶胶产生系统，所述系统包括至少一个电加热器，用于加热所述气溶胶形成基底来形成气溶胶，所述加热器包括具有第一横截面的加热元件，所述加热元件电连接到多个纵长支撑元件，每一个支撑元件具有大于所述第一横截面的横截面，并且其中，所述支撑元件中的至少一个与所述加热元件一体形成。

2.根据权利要求1所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述气溶胶形成基底为液体气溶胶形成基底，并且所述系统还包括用于保持液体的液体存储部分和与所述液体存储部分连通的毛细芯。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述支撑元件中的每一个还包括正电连接部或负电连接部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述加热元件包括在所述支撑元件之间延伸的柔性加热元件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述加热元件包括电阻材料薄片。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述加热元件包括基本上平行于所述支撑元件延伸的部分和基本上垂直于所述支撑元件延伸的部分，所述基本上垂直于所述支撑元件延伸的部分在所述基本上平行于所述支撑元件延伸的部分的交替端部处连接所述基本上平行于所述支撑元件延伸的部分。

7.根据权利要求6所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述加热元件的基本上平行于所述支撑元件延伸的部分的最大横截面大于所述加热元件的其他部分的最大横截面。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的气溶胶产生系统，其中，所述基本上垂直于所述支撑元件延伸的部分具有基本上半圆形形状。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述加热元件包括在一个支撑元件和另一个支撑元件之间沿一个方向对角地延伸的部分，和在一个支撑元件和另一个支撑元件之间沿与所述第一方向不同的另一个方向对角地延伸的部分。

10.根据权利要求9所述的电加热气溶胶产生系统，其中，沿一个方向对角地延伸的部分由弯曲部分连接到沿另一个方向对角地延伸的部分。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述至少一个电加热器还包括与所述支撑元件中的至少一个相邻的至少一个增强部分。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述加热元件包括加热元件的第一部分和加热元件的第二部分，并且所述至少一个电加热器还包括在所述加热元件的第一部分和所述加热元件的第二部分之间的至少一个增强部分。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶产生系统，其中，所述电加热器包括基本上垂直于所述支撑元件中的至少一个延伸的至少一个增强支柱。

14.一种加热器，所述加热器包括具有第一横截面的加热元件，所述加热元件电连接到多个纵长支撑元件，每一个支撑元件具有大于所述第一横截面的横截面，并且其中，所述支撑元件中的至少一个与所述加热元件一体形成。

15.根据权利要求14所述的加热器作为用于加热电加热气溶胶产生系统中的气溶胶形成基底的加热器的用途。

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