CN104135881A - 具有改进的气流的气溶胶发生装置和系统 - Google Patents

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Abstract

一种气溶胶发生系统，其包括：气溶胶形成制品(102)，所述气溶胶形成制品包括气溶胶形成基材(12)以及用于使使用者能够通过所述基材抽吸空气的嘴件部分(24)；以及气溶胶发生装置(100)，所述装置包括：具有近侧端和远侧端并包括至少一个外表面和一个内表面的壳体(10)，所述内表面在所述壳体的近侧端处限定其中容置气溶胶形成基材的端部敞开的空腔(22)，所述空腔在它的近侧端和远侧端之间具有纵向延伸部，在所述空腔内的加热器元件(14)，其被构造为加热容置于空腔中的气溶胶形成基材，以及进气口(26)；其中，所述系统包括从进气口延伸至空腔的远侧端的第一气流通道(28)以及从空腔的远侧端延伸至嘴件部分的第二气流通道，其中所述第一气流通道沿空腔的纵向延伸部的至少一部分在加热器和壳体的外表面之间延伸。

Description

具有改进的气流的气溶胶发生装置和系统
技术领域
本说明书涉及被构造为加热气溶胶形成基材的气溶胶发生装置，特别地，涉及用于确保有益空气流动通过装置的设计。可有利地将本发明应用至便携式加热式发烟系统。
背景技术
包括有用于加热气溶胶形成基材的加热器的手持式气溶胶发生装置在现有技术中为已知的。电加热发烟装置为此类装置的一个示例。通常需要将电加热发烟装置中的气溶胶形成基材加热至几百摄氏度的温度，以便释放可以形成气溶胶的挥发性化合物。加热器在装置的壳体内通常位于在发烟期间被最自然地拿持的部分的位置处。因此在使用期间是壳体的这部分变得最热。
从消费者角度来说，可取的是，电发烟装置为小的且易于拿持的，在大小和形状方面接近于传统香烟。生产具有如此小的直径的装置的挑战之一是确保壳体不至于热得让人拿持起来不舒服。例如，在装置的大小与传统香烟大致相同或者大小仅仅足以容许接收包括有气溶胶形成基材的香烟大小的条的情况下，装置可能会热得让人不舒服。
提供在运作期间适合以舒适的最大壳体温度持于手中的气溶胶发生装置将是可取的。提供包括有用于加热气溶胶形成基材的加热器的气溶胶发生装置也将是可取的，其中通过装置的壳体的热损失被最小化。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供一种气溶胶发生系统，其包括：
气溶胶形成制品，其包括气溶胶形成基材以及用于使使用者能够通过所述基材抽吸空气的嘴件部分；以及
气溶胶发生装置，所述装置包括：壳体，其具有近侧端和远侧端并包括至少一个外表面和一个内表面，所述内表面在所述壳体的近侧端处限定其中容置气溶胶形成基材的端部敞开的空腔，所述空腔在它的近侧端和远侧端之间具有纵向延伸部；在所述空腔内的加热器元件，其被构造为加热容置于空腔中的气溶胶形成基材；以及进气口；
其中，所述系统包括从进气口延伸至空腔的远侧端的第一气流通道，其中所述第一气流通道沿空腔的纵向延伸部的至少一部分在加热器和壳体的外表面之间延伸，以及从空腔的远侧端延伸至嘴件部分的第二气流通道。
所述气溶胶发生系统可为手持式电加热发烟系统。
在本文中使用时，“气溶胶发生装置”指的是与气溶胶形成基材相互作用而生成气溶胶的装置。气溶胶形成基材可为气溶胶发生制品的部分，例如为发烟制品的部分。气溶胶发生装置可为与气溶胶发生制品的气溶胶形成基材相互作用而生成能通过使用者的嘴被直接吸入至使用者的肺中的气溶胶的发烟装置。气溶胶发生装置可为保持件。
在本文中使用时，术语“气溶胶形成基材”指的是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基材。可通过加热气溶胶形成基材而释放这样的挥发性化合物。气溶胶形成基材可方便地为气溶胶发生制品或发烟制品的部分。
在本文中使用时，术语“气溶胶发生制品”以及“发烟制品”指的是包括有能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基材的制品。例如，气溶胶发生制品可为生成能通过使用者的嘴被直接吸入至使用者的肺中的气溶胶的发烟制品。气溶胶发生制品可为一次性的。此后一般使用术语“发烟制品”。发烟制品可为、或者可包括烟叶梗。
在本文中使用时，术语“气溶胶发生系统”指的是气溶胶发生装置和用于与所述装置一起使用的一个或多个气溶胶发生制品的组合。气溶胶发生系统可包括另外的构件，比如，例如充电单元，用于为电动操作的气溶胶发生装置或电子气溶胶发生装置中的机载供电电源再充电。
在本文中使用时，术语“嘴件部分”指的是气溶胶发生制品的、被放置于使用者的嘴中以便直接吸入由气溶胶发生制品或气溶胶发生装置所生成的气溶胶的部分。气溶胶被通过嘴件输送至使用者的嘴。
通过沿空腔(气溶胶形成基材在其中被加热)的外部、但仍在壳体内抽吸环境空气，从壳体的外表面吸走从空腔离开的热量。实际上，进入的空气通过在它到达壳体的外部之前去除过剩的热量而使壳体的外表面冷却。这是有益的，因为它确保了壳体的在空腔的区域中的外部在系统的使用期间拿持起来比较舒服。
此布置还提供对在装置内生成和运送气溶胶所使用的空气的预加热，减少了需要被传递至加热器的能量的量，使装置更有效，并且提供了在气溶胶形成基材内的更均匀的温度分布。
此布置的另一优点是，与其中空气是从装置的外部被直接抽吸至加热空腔中的系统相比，沿空腔的至少一部分延伸的第一气流通道减少了侧流气溶胶(其为从装置漏出的而不是被传递至使用者的气溶胶)的量。在使用者未通过进气通道抽吸空气的时段期间，侧流气溶胶可能是重要的问题。
第一气流通道可设置于内表面和外表面之间。替代地，或另外地，第一流量通道可处于内表面和气溶胶形成基材之间。
所述装置可包括多个进气口。可选择气流进口的数量和大小以提供通过装置的所期望的吸阻。在电发烟装置中，使通过装置和基材的吸阻(resistance to draw:RTD)接近于传统香烟的吸阻可能是可取的。
吸阻还被称为通风阻力、抽阻、抽吸阻力或抽吸能力，并且是迫使空气在22℃和760托(101kPa)的条件下以17.5ml/s的速度通过待测物品的全部长度所需的压力。它通常以mmH2O为单位来表示并且是根据ISO 6565:2011测量的。气溶胶形成制品和气溶胶发生装置有利地共同提供通过第一和第二气流通道的介于80至120mmH2O的RTD。这接近于传统香烟的RTD。气溶胶形成装置(不具有联接至它的气溶胶形成制品)可有利地具有5至20mmH2O的RTD。在孤立状态中的气溶胶形成制品可具有40至80mmH2O的RTD。
气溶胶发生装置有利地提供大于通过第一和第二气流通道的RTD的10％。这使得能够制造RTD显著地低于传统香烟的RTD的气溶胶形成制品，而系统整体上提供仿效传统香烟的RTD。与在传统的可燃香烟中相比，在电加热发烟系统中通常需要更少的包含有基材的烟草来提供相同的抽吸长度和次数。这意味着，可以将发烟制品制造得更短，产生低于传统香烟的RTD。通过使用提供显著的RTD的装置，在发烟制品中不需要另外的成分来增加发烟制品的RTD。这将每个发烟制品的成本保持为尽可能地低。
若设置了多个进气口，则可使它们围绕空腔的圆周相间隔以为壳体和基材提供均匀的热量分布。进气口的总横截面面积有利地介于3至5mm2之间。
一个或多个进气口可处于空腔的近侧端处或者靠近空腔的近侧端。在本文中，靠近近侧端意味着与距离远侧端相比更靠近近侧端。第一气流通道则沿空腔的纵向延伸部的大部分延伸，提供气流通道和空腔之间的延伸的热接触。将进气口设置于空腔的近侧端处的另一个优点是，它在使用期间不太可能被使用者的手堵塞。可将进气口设置于壳体的近侧面中以使由使用者造成的堵塞的风险最小化。第一气流通道可延伸至少像空腔内的加热器元件的纵向延伸部那么大的长度，并且可延伸空腔的大致整个长度。这提供了对在空腔内的加热器元件的整个延伸部上方的壳体的冷却。
第一气流通道可为线性的，从一个或多个进气口笔直地延伸至空腔的远侧端。然而，可将第一气流通道形成为任何形状，比如螺旋形形状或蛇形形状。可使用不同形状的气流路径来提供不同的热分布以及来匹配装置的其它方面，比如空腔和加热器的形状。例如，若加热器元件被形成为围绕空腔延伸的螺旋形加热元件，则可在加热器元件外将第一气流通道形成为相对应的螺旋形形状。第一气流通道的至少一部分可平行于加热器元件的纵向延伸部延伸。
若设置了多个进气口，则它们可与大致包围空腔的单一的第一气流通道处于流体连通。这提供了大致包围基材的气流，降低了在壳体的外部上的不均匀的温度分布的可能性。所述单一的第一气流通道可与空腔的远侧端处的一个或多个出气口处于流体连通。
第一气流通道的远侧端和第二气流通道的远侧端可在出气口处相汇合。所述出气口可围绕加热器元件的远侧端设置。例如，加热器元件可为延伸至气溶胶形成基材中的销式或刀片式加热器。出气口可围绕销或刀片的基座设置以在基材各处有效地通过对流传热。出气口和基材可被构造为在正常运作期间引起通过基材的层流气流。
壳体可包括主体部分和基材保持件部分，所述基材保持件部分能与所述主体部分分离并包括内壁的至少一部分。可将基材保持件部分设置为改善气溶胶形成基材至装置的插入和从装置的去除。进气口可形成于基材保持件部分中。出气口可形成于基材保持件部分中。
可将加热器元件构造为在装置的运作期间连续地加热气溶胶形成基材。在本文中，“连续地”意味着加热并不取决于通过装置的气流，所以即使在没有气流通过装置时能量也可被传递至加热器元件。在连续加热的系统中，对装置的壳体进行冷却是特别可取的，因为壳体的温度在能量被供应至加热器元件但是未通过装置抽吸空气的时间段中可能会升高。替代地，装置可包括检测气流的装置并且加热器元件可被构造为仅仅在气流超过阀值水平时(表明使用者在该装置上正进行抽吸)加热气溶胶形成基材。
装置可包括进气口调节元件，使得能够调节进气口的大小。例如，调节机构可为联接至壳体的外部的、具有孔的外壳。所述外壳在壳体上的旋转或平移可堵塞(完全地或部分地)壳体上的、形成一个或多个进气口的一个或多个开口。这为使用者提供了根据他的或她的偏好调节装置的能力。
装置优选地为在单手的手指之间拿持起来比较舒服的便携式或手持式装置。装置在形状上可为大致圆柱形并具有70至120mm的长度。装置的最大直径优选地介于10至20mm。在一个实施例中，装置具有多边形横截面并具有形成于一个面上的突出的钮。在此实施例中，装置的、从一个平面至相对的平面所量取的直径介于12.7至13.65mm之间；从一个边缘至相对的边缘(亦即，从装置的一侧上的两个面的交叉线至另一侧上的相对应的交叉线)所量取的直径介于13.4至14.2mm之间；以及从钮的顶部至相对的底部平面所量取的直径介于14.2至15mm之间。
加热器元件可包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：比如掺杂陶瓷的半导体、“导”电陶瓷(比如，例如，二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金以及由陶瓷材料和金属材料构成的复合材料。这样的复合材料可包括掺杂陶瓷或非掺杂陶瓷。合适的掺杂陶瓷的实例包括掺杂碳化硅。合适的金属的实例包括钛、锆、钽、铂、金以及银。合适的金属合金的实例包括：不锈钢，含镍、钴、铬、铝、钛、锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰、金以及铁的合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、的超合金及铁-锰-铝基合金。在复合材料方面，电阻材料可根据能量传递的动力学以及所需的外部物理化学性质而可选择地嵌入于、封装于绝缘材料中或者涂覆以绝缘材料，反之亦然。替代地，电加热器可包括红外线加热元件、光子源、或者感应加热元件。
气溶胶发生装置可包括内部加热器元件或外部加热器元件、或者既包括内部加热器元件又包括外部加热器元件，其中“内部”和“外部”是就气溶胶形成基材而言。内部加热器可采取任何合适的形式。例如，内部加热器可采取加热片的形式。替代地，内部加热器可采取具有不同的导电部分的套管或基材、或者电阻金属管的形式。替代地，内部加热器可为穿过气溶胶形成基材的中心的一个或多个加热针或条。其它替代方案包括加热线或丝(例如Ni-Cr(镍-铬)、铂、钨或合金线)或加热板。可选择地，内部加热元件可放置于刚硬的载体材料中或上。在一个这样的实施例中，可使用在温度和电阻率之间具有限定的关系的金属形成电阻加热器。在这样的示例性装置中，金属可在合适的绝缘材料(比如，如氧化锆的陶瓷材料)上被形成为轨道，并且接着被夹在比如玻璃的另一种绝缘材料中。按这种方式形成的加热器既可用于在运作期间进行加热又可用于监控加热器的温度。
外部加热器可采取任何形式。例如，外部加热器可采取电介质基材(比如聚酰亚胺)上的一个或多个柔性的加热箔的形式。可以将柔性的加热箔形成为与基材容置空腔的周长一致。替代地，外部加热器可采取一个或多个金属栅、柔性的印刷电路板、模制互连装置(moulded interconnect device:MID)、陶瓷加热器、柔性的碳纤维加热器的形式或者可使用涂覆技术(比如等离子气相沉积)在合适形状的基材上形成。还可使用在温度和电阻率之间具有限定的关系的金属形成外部加热器。在这样的示例性装置中，可在两层合适的绝缘材料之间将金属形成为轨道。按这种方式形成的外部加热器既可用于在运作期间进行加热又可用于监控外部加热器的温度。
内部或外部加热器可包括散热片、或者储热器，所述储热器包括能够吸收并储存热量并接着随着时间的流逝而将热量释放至气溶胶形成基材的材料。散热片可由任何合适的材料形成，比如合适的金属或陶瓷材料。在一个实施例中，所述材料具有高热容量(显热储存材料)、或者为能够吸收热量并接着经由可逆过程(比如高温相变)释放热量的材料。合适的显热储存材料包括硅胶、氧化铝、碳、玻璃毡、玻璃纤维、矿物、金属或合金(比如铝、银或铅)、以及比如纸的纤维素材料。经由可逆相变释放热量的其它合适的材料包括石蜡、乙酸钠、萘、蜡、聚环氧乙烷、金属、金属盐、共晶盐的混合物或合金。可将散热片或储热器布置成使得它与气溶胶形成基材直接地接触并且可以将所储存的热量直接地传递至基材。替代地，可通过比如金属管的导热体将储存于散热片或储热器中的热量传送至气溶胶形成基材。
加热器元件可通过传导加热气溶胶形成基材。加热器元件可至少部分地接触基材、或者上面沉积有基材的载体。替代地，可通过导热元件将来自内部或外部加热器元件的热量传导至基材。
气溶胶形成制品可为发烟制品。在操作期间，包含有气溶胶形成基材的发烟制品可部分地包含于气溶胶发生装置内。
发烟制品在形状上可为大致圆柱形。发烟制品可大致为长条形的。发烟制品可具有一定的长度以及大致垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基材在形状上可为大致圆柱形。气溶胶形成基材可大致为长条形的。气溶胶形成基材也可具有一定的长度以及大致垂直于所述长度的圆周。
发烟制品可具有介于大约30mm至大约100mm之间的总长度。发烟制品可具有介于大约5mm至大约12mm之间的外径。发烟制品可包括过滤棒。过滤棒可位于发烟制品的下游端处。过滤棒可为醋酸纤维素过滤棒。过滤棒在一个实施例中长度为大约7mm，但是可具有大约5mm至大约10mm的长度。
在一个实施例中，发烟制品具有大约45mm的总长度。发烟制品可具有大约7.2mm的外径。进一步地，气溶胶形成基材可具有大约10mm的长度。替代地，气溶胶形成基材可具有大约12mm的长度。进一步地，气溶胶形成基材的直径可介于大约5mm至大约12mm之间。发烟制品可包括外包装纸。进一步地，发烟制品可在气溶胶形成基材和过滤棒之间包括一定的间隔。所述间隔可为大约18mm，但是可处于大约5mm至大约25mm的范围内。
气溶胶形成基材可为固态气溶胶形成基材。替代地，气溶胶形成基材可既包括固态成分又包括液态成分。气溶胶形成基材可包括含有烟草的材料，所述含有烟草的材料含有挥发性烟草香味化合物，其在加热时从基材被释放。替代地，气溶胶形成基材可包括非烟草材料。气溶胶形成基材可进一步包括气溶胶形成物，其有助于形成密而稳定的气溶胶。合适的气溶胶形成物的实例为甘油和丙二醇。
若气溶胶形成基材为固态气溶胶形成基材，则固态气溶胶形成基材可包括，例如，以下的一种或多种：粉末、颗粒、球团、碎片、意大利面条式、包含有以下的一种或多种的条或片：香草叶、烟草叶、烟草肋的碎片、烟草薄片、均质烟草、挤制烟草、管型叶烟草以及膨胀烟草。固态气溶胶形成基材可为松散形式、或者可设置于合适的容器或盒中。可选择地，固态气溶胶形成基材可包含要在基材被加热时释放的另外的烟草或非烟草挥发性香味化合物。固态气溶胶形成基材还可包含囊，所述囊例如包括另外的烟草或非烟草挥发性香味化合物并且这样的囊可在固态气溶胶形成基材被加热期间熔化。
在本文中使用时，均质烟草指的是通过使微粒烟草结块而形成的材料。均质烟草可为片的形式。以干重为基础，均质烟草材料可具有大于5％的气溶胶形成物含量。以干重为基础，均质烟草材料可替代地具有占重量的5％至30％的气溶胶形成物含量。可通过使由研磨或者以其它方式粉碎烟草叶片和烟草叶茎中的一者或两者而获得的微粒烟草结块来形成由均质烟草材料构成的片。替代地或另外地，由均质烟草材料构成的片可包括以下的一种或多种：烟草粉尘、烟草细粒以及在例如烟草的处理、搬运以及运送期间所形成的其它微粒烟草副产品。由均质烟草材料构成的片可包括一种或多种内在的粘结剂(即，烟草内生的粘结剂)、一种或多种外在的粘结剂(即，烟草外生的粘结剂)、或者其组合以帮助使微粒烟草结块；替代地或另外地，由均质烟草材料构成的片可包括其它添加剂，包括但不限于烟草和非烟草纤维、气溶胶形成物、湿润剂、增塑剂、香味剂、填充剂、水溶剂及非水溶剂以及其组合。
在一个特别优选的实施例中，气溶胶形成基材包括聚集的、由均质烟草材料构成的皱缩的片。在本文中使用时，术语“皱缩的片”指的是具有多个大致平行的皱纹或波纹的片。优选地，当气溶胶发生制品已经被组装时，所述大致平行的皱纹或波纹沿着或平行于气溶胶发生制品的纵轴延伸。这有利地有助于由均质烟草材料所构成的皱缩的片的聚集以形成气溶胶形成基材。然而，应当理解的是，用于包含于气溶胶发生制品中的、由均质烟草材料所构成的皱缩的片可替代地或另外地具有被设置为在气溶胶发生制品已经被组装时与气溶胶发生制品的纵轴成锐角或钝角的多个大致平行的皱纹或波纹。在某些实施例中，气溶胶形成基材可包括聚集的、由均质烟草材料所构成的片，其在大致它的整个表面上大致为质地均匀的。例如，气溶胶形成基材可包括聚集的、包含有多个大致平行的皱纹或波纹的、由均质烟草材料所构成的皱缩的片，所述皱纹或波纹跨过所述片的宽度大致均匀地间隔。
可选择地，固态气溶胶形成基材可设置于热稳定载体上或嵌入于热稳定载体中。所述载体可采取粉末、颗粒、球团、碎片、意大利面条、条或片的形式。替代地，载体可为管状载体，其具有沉积于它的内表面上、或者它的外表面上、或者它的内表面和外表面两者上的薄薄的一层固态基材。这样的管状载体可由例如纸、或类似纸的材料、非织造的碳纤维毡、小质量的开放式网格金属筛、或有孔的金属箔或其它任何热稳定的聚合物基质形成。
固态气溶胶形成基材可按例如片、泡沫、胶或浆的形式沉积于载体的表面上。固态气溶胶形成基材可沉积于载体的整个表面上、或者替代地可按一定模式沉积以便在使用期间提供非均匀的香味传递。
尽管以上提到了固态气溶胶形成基材，但是对于本发明所属领域的普通技术人员来说，显然的是，其它形式的气溶胶形成基材可与其它实施例一同使用。例如，气溶胶形成基材可为液态气溶胶形成基材。若提供了液态气溶胶形成基材，则气溶胶发生装置优选地包括用于保存液体的装置。例如，液态气溶胶形成基材可保存于容器中。替代地或另外地，可将液态气溶胶形成基材吸收至多孔的载体材料中。所述多孔的载体材料可由任何合适的吸收性栓棒或吸收体构成，例如，泡沫金属或塑料材料、聚丙烯、涤纶、尼龙纤维或陶瓷。可在使用气溶胶发生装置之前将液态气溶胶形成基材保存于多孔的载体材料中或者替代地，可在使用期间或者紧接使用之前将液态气溶胶形成基材材料释放至多孔的载体材料中。例如，可将液态气溶胶形成基材设置于囊中。所述囊的外壳优选地在加热时熔化并将液态气溶胶形成基材释放至多孔的载体材料中。囊可以可选择地包含与液体相组合的固体。
替代地，载体可为其中已经包含有烟草成分的非织造织物或纤维束。所述非织造织物或纤维束可包括例如，碳纤维、天然纤维素纤维、或纤维素衍生物纤维。
气溶胶发生装置可进一步包括用于将能量供应至内部加热器和外部加热器的能量源。所述能量源可为任何合适的能量源，例如，比如电池的DC电压源。在一个实施例中，能量源为锂离子电池。替代地，能量源可为镍氢电池、镍镉电池、或者例如锂钴、磷酸铁锂、钛酸锂或锂聚合物电池的锂基电池。
在本发明的另一个方面中，提供一种气溶胶发生装置，其形成本发明的第一方面所述的系统的部分。特别地，提供一种气溶胶发生装置，其包括：
具有近侧端和远侧端并包括至少一个外表面和一个内表面的壳体，所述内表面在所述壳体的近侧端处限定其中容置气溶胶形成基材的端部敞开的空腔，所述空腔在它的近侧端和远侧端之间具有纵向延伸部；在所述空腔内的加热器元件，其被构造为加热容置于空腔中的气溶胶形成基材；进气口；从进气口延伸至空腔的远侧端的第一气流通道，其中所述第一气流通道沿空腔的纵向延伸部的至少一部分在壳体的内表面和外表面之间延伸；以及从空腔的远侧端延伸至空腔的近侧端的第二气流通道。
所述装置有利地在空腔中不存在气溶胶形成基材的情况下提供通过第一和第二气流通道的介于5至20mmH2O之间的吸阻(RTD)。
在本发明的又一个方面中，提供一种由气溶胶形成基材生成气溶胶的方法，其包括：
加热气溶胶形成基材；以及
沿从基材的近侧端延伸至远侧端的、在基材的外部的第一气流路径抽吸空气，并且从所述第一气流路径将空气抽吸至从基材的远侧端延伸至近侧端的、在基材的内部的第二气流路径。
尽管已经参考不同的方面对本发明进行了描述，然而应当理解的是，与本发明的一个方面有关的、所描述的特征可适用于本发明的其它方面。特别地，根据本发明的一个方面所述的、形成系统的部分的装置的方面可单独地适用于根据本发明的另一个方面所述的装置。
附图说明
现在将参考附图对本发明的示例进行具体描述，其中：
图1为气溶胶发生装置的示意图；
图2为图1中所示类型的装置的第一实施例的剖视示意图，其中示出通过装置的气流路径；
图3为图2的装置的端视示意图，其中示出围绕装置的端面设置的进气口；
图4为图1中所示类型的装置的第二实施例的剖视示意图，其中示出通过装置的气流路径；以及
图5为图4中所示的基材抽拔器元件的示意图。
具体实施方式
在图1中，按简化方式示出了电加热气溶胶发生系统100的一个实施例的构件。特别地，在图1中并未按比例绘制电加热气溶胶发生系统100的元件。已经省略了与对本实施例的理解无关的元件以简化图1。
电加热气溶胶发生系统100包括壳体10和例如香烟的气溶胶形成基材12。气溶胶形成基材12被推入壳体10内部以与加热器14热邻近。气溶胶形成基材12将在不同的温度下释放一系列挥发性化合物。通过将电加热气溶胶发生系统100的最大操作温度控制为低于某些挥发性化合物的释放温度，可以避免这些发烟成分的释放或形成。
在壳体10内存在电源16，例如可充电锂离子电池。控制器18连接至加热器14、电源16以及例如钮或显示器的用户界面20。控制器18控制供应至加热器14的能量，以便调节它的温度。通常将气溶胶形成基材加热至介于250至450摄氏度之间的温度。
气溶胶形成基材既需要热量又需要气流通过基材以生成并传递气溶胶。图2为通过装置的前端或近侧端的气流的示意图。应当指出的是，图2并未精确地示出装置的元件(例如进气通道)的相对比例。将包括有气溶胶形成基材12的发烟制品102容置于装置100的空腔22内。通过使用者在发烟制品102的嘴件24上的抽吸作用将空气吸入装置中。通过形成于壳体10的近侧面中的进气口26吸入空气。被吸入装置中的空气穿过围绕空腔22的外部的空气通道28。所抽吸的空气在发烟制品102的远侧端处、邻近设置于空腔22中的刀片状加热元件14的近侧端进入气溶胶形成基材12。所抽吸的空气携带着气溶胶前进通过基材12，并接着前进至发烟制品102的嘴端。
在图3中示意性地示出了进气口26。具有围绕壳体的圆周相间隔的多个进气口。进气口26中的每一个都与包围空腔22的同一内部气流通道28处于流体连通。图3的进气口为圆形的但是可为任何形状。进气口26的大小和数量可由设计者选择并且可被选择成提供通过装置的所期望的吸阻。另外，装置可设置成通过部分地堵塞进气口而调节吸阻。例如，可将可旋转元件联接至近侧面壳体19，其中可旋转元件的不同的旋转位置堵塞不同数量的进气口。
在图2中所示的实施例中，包括有装置和基材的系统的吸阻为大致95mmH2O。不具有基材的、单独的装置的吸阻为大致13mmH2O。吸阻是使用SODIM压降仪器根据ISO 6565:2011测量的，所述ISO6565:2011制定了抽阻的测量标准，所述SODIM压降仪器是被特别设计为测量跨过香烟和过滤棒的压降的仪器。从法国45404Fleury-les-Aubrais cedex Danton路48号的SODIM SAS可以买到所述SODIM压降仪器。为了测量不具有基材的装置的吸阻，代替气溶胶形成制品将具有24mm的长度、7.8mm的直径的硅胶管插入空腔中。无论有没有气溶胶形成制品都多次测量吸阻以提供平均值。
进气口设置于壳体的前面或近侧面上。在此位置中，它们非常不可能在使用期间被使用者的手无意中堵塞。然而，在其中使用者直接在装置的壳体上抽吸的装置中，必须将进气口设置为在使用中远离使用者的嘴，以便确保充分供应的空气能够进入装置。
空气通道28围绕空腔22的圆周延伸以捕获从空腔离开的热量。空气通道28内的空气因此在进入空腔中以及穿过基材12之前被加热。空气的此种预加热不仅提高了装置的效率而且确保了基材内的更加均匀的温度分布。空气通道28可包括彼此相间隔的多个分离的通道，或者可被构造为迫使空气围绕空腔按特定的模式流动，但是在此示例中包括单一的纵向延伸的室。
一对出气口孔30在空腔的远侧端处设置于气流通道28和空腔22之间。同样，可根据装置的特定的操作参数改变出气通道的数量、位置以及大小。
一旦空气已经进入空腔22，它就被抽吸经过刀片状加热器元件并经过基材，在这里它被进一步加热并且携带由基材形成的气溶胶。气流通过嘴件24离开发烟制品。
在此示例中，加热器元件为设置于基材12内的、单一的刀片状加热器。替代地或另外地，可在基材的外部将一个或多个加热器元件设置于空腔的外周上。在这种情况下，气流通道设置于加热器元件和壳体10的外表面之间。
在将发烟制品102插入至空腔22中之后，通过使用者使用用户界面20来启动图1和2所述的装置。一旦启动，加热器元件就将基材加热预定时间段，例如七分钟。在该段时间期间，使用者可抽吸发烟制品以通过装置抽吸空气，以使得气溶胶被传递至使用者。加热器被构造为在操作时间段期间提供连续的加热，无论使用者是否抽吸发烟制品。作为替代，装置可包括气流传感器并且加热器可被构造为仅在阀值水平的气流穿过装置时加热基材。
在使用中，与穿过壳体设置于空腔的远侧端处的进气口相比，围绕空腔22的气流将在空腔的区域中的壳体的温度降低了几摄氏度。这是有益的，因为它使得能够将壳体保持于使使用者拿持起来比较舒服的温度。
图2中的一个或多个气流通道处于壳体10内。然而，替代地或另外地，气流通道可能形成于壳体和插入的基材之间。例如，空腔的内表面可包括形成空气通道的一个或多个槽。替代地，一个或多个气流通道可形成于壳体的可分离的部分中。图4示出其中一个或多个气流通道延伸通过壳体的两个可分离的部分的一个实施例。
在图4中，壳体包括两个可分离的部分：主体部分10以及基材保持件部分40。基材保持件部分40在图4中显示为联接至主体部分10，并且形成装置的近侧端。基材保持件部分40有益于在使用之后去除发烟制品。存在的风险是，通过简单地拉动发烟制品而将发烟制品从装置去除将会使发烟制品断裂，将它的一部分留在空腔22中，难以将它从空腔22中去除。
图5为与装置分离的基材保持件部分40的示意图。基材保持件部分具有远侧端42和近侧端44，远侧端42在使用中位于主体部分10内并且在使用中气溶胶形成基材设置于远侧端42中，近侧端44形成壳体的外表面的部分。基材保持件部分具有圆柱形孔，其限定空腔22。
基材保持件部分的远侧端42具有孔46，加热器元件14可以穿过孔46。远侧端还可包括窗口48(如图所示)，以容许气溶胶形成基材和设置于外部的加热器元件之间的直接接触。替代地，基材保持件部分的远侧端可包括一个或多个加热器元件。
基材保持件部分40的近侧端44按参考图3所示出并描述的方式包括进气口26。与进气口26连通的气流通道28b形成于近侧端44中。气流通道28b被构造为与主体部分10中的相对应的气流通道28a匹配并连接。形成于基材保持件部分40的远侧端中的槽46容许空气通过孔46从主体部分中的气流通道28a传递至空腔22的内部。
图4和5示出了壳体的可分离部分以及在所述两个部分内延伸的气流通道的仅仅一个示例。应当理解的是，在围绕空腔22提供由使用者的抽吸而通过装置所抽吸的气流时，可以使用壳体部分的任何组合。
可以为特定的使用者或特定的基材类型定制可分离的基材保持件部分40。通过提供具有不同大小、形状或数量的进气口26的基材保持件部分40，可以提供不同的吸阻。包括有气溶胶形成基材的发烟制品提供一定的吸阻并且不同的基材和嘴件将提供不同的吸阻。通过在壳体上设置不同的进气口26，可以补偿不同的发烟制品之间的差异。可设置不同的基材保持件部分以适应特定的基材。替代地，可简单地设置不同的基材保持件部分以迎合不同使用者的偏好。
以上所描述的示例性实施例为示例说明性的且并非限制性的。鉴于以上所讨论的示例性实施例，现在本发明所属领域的普通技术人员将理解与以上示例性实施例一致的其它实施例。

Claims (15)

1.一种气溶胶发生系统，其包括：
气溶胶形成制品，其包括气溶胶形成基材以及用于使使用者能够通过所述基材抽吸空气的嘴件部分；以及
气溶胶发生装置，所述装置包括：壳体，其具有近侧端和远侧端并包括至少一个外表面和一个内表面，所述内表面在所述壳体的近侧端处限定其中容置气溶胶形成基材的端部敞开的空腔，所述空腔在它的近侧端和远侧端之间具有纵向延伸部；在所述空腔内的加热器元件，其被构造为加热容置于空腔中的气溶胶形成基材；以及进气口；
其中，所述系统包括从进气口延伸至空腔的远侧端的第一气流通道以及从空腔的远侧端延伸至嘴件部分的第二气流通道，其中所述第一气流通道沿空腔的纵向延伸部的至少一部分在加热器和壳体的外表面之间延伸。
2.根据权利要求1所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述气溶胶形成制品和气溶胶发生装置共同提供通过第一和第二气流通道的介于80至120mmH2O之间的吸阻(RTD)。
3.根据权利要求2所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述气溶胶发生装置提供大于通过第一和第二气流通道的RTD的10％的吸阻。
4.根据权利要求1、2或3所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述第一气流通道设置于壳体的内表面和外表面之间。
5.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述进气口处于空腔的近侧端处或者靠近空腔的近侧端。
6.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其包括多个进气口。
7.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述一个或多个进气口具有介于3至5mm2之间的总横截面面积。
8.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述第一气流通道的至少一部分平行于加热器元件的纵向延伸部延伸。
9.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述壳体包括主体部分和基材保持件部分，所述基材保持件部分能从所述主体部分移除并包括限定空腔的内壁的至少一部分，其中进气口形成于基材保持件部分中。
10.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其特征在于，第一气流通道的远侧端和第二气流通道的远侧端在围绕加热器元件的远侧端设置的出气口处相汇合。
11.根据权利要求10所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述壳体包括主体部分和基材保持件部分，所述基材保持件部分能从所述主体部分移除并包括限定空腔的内壁，其中出气口形成于基材保持件部分中。
12.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述加热器元件被构造为在气溶胶发生装置的运作期间连续地加热气溶胶形成基材。
13.根据任一前述权利要求所述的气溶胶发生系统，其特征在于，所述壳体为大致圆柱形的并具有10至20mm的最大直径。
14.一种气溶胶发生装置，其包括：
具有近侧端和远侧端并包括至少一个外表面和一个内表面的壳体，所述内表面在壳体的近侧端处限定其中容置气溶胶形成基材的端部敞开的空腔，所述空腔在它的近侧端和远侧端之间具有纵向延伸部，
在所述空腔内的加热器元件，其被构造为加热容置于空腔中的气溶胶形成基材，
进气口，
从所述进气口延伸至空腔的远侧端的第一气流通道，其中所述第一气流通道沿空腔的纵向延伸部的至少一部分在壳体的内表面和外表面之间延伸，以及
从空腔的远侧端延伸至空腔的近侧端的第二气流通道。
15.根据权利要求14所述的气溶胶发生装置，其特征在于，所述气溶胶发生装置在空腔中不存在气溶胶形成基材的情况下提供通过第一和第二气流通道的介于5至20mmH2O之间的吸阻(RTD)。
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