CN106488714A - 一种包括筒检测的气溶胶生成系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电操作气溶胶生成系统(10)，其包括气溶胶生成装置(12)，以及各自包括电阻加热器的第一和第二可移除气溶胶形成筒(40，60)。第一可移除气溶胶形成筒(40)包括需要第一加热分布的第一气溶胶形成基质，并且第二可移除气溶胶形成筒(60)包括需要第二加热分布的第二气溶胶形成基质。气溶胶生成装置(12)包括主体(16)，其限定腔，以及用于在腔中可移除地接纳第一和第二气溶胶形成筒(40，60)中的一个气溶胶形成筒的至少一个开口。气溶胶生成装置(12)还包括电源和用于控制从电源向电阻加热器供应电流的控制单元。控制单元设置为基于相应电阻加热器的电阻负载检测在所述腔内是否已经接纳第一或第二气溶胶形成筒(40，60)。控制单元进一步设置为响应于检测到的气溶胶形成筒，根据第一或第二加热分布，控制至少一个电阻加热器的电流供应。

Description

一种包括筒检测的气溶胶生成系统

技术领域

本发明涉及一种配置为检测并识别不同类型气溶胶形成筒的气溶胶生成系统。本发明发现了将气溶胶生成系统用于加热含尼古丁气溶胶形成基质的特定应用。

背景技术

一种类型的气溶胶生成系统是电操作吸烟系统。已知由电加热器、包括电池和控制电子元件的气溶胶生成装置和气溶胶形成筒组成的手持电操作吸烟系统。

用于电操作吸烟系统的气溶胶形成筒一般仅是为相应的气溶胶生成装置专门设计的，因为通过气溶胶形成基质的可控加热来产生并释放香味。因此，当试图使用例如由不同制造商生产的带有气溶胶形成筒的气溶胶生成装置时，可能导致无法产生所需的气溶胶组分并且可能对气溶胶形成筒和气溶胶生成装置中的一个或二者造成损坏。此外，可能有多个不同气溶胶形成筒，每一个配置为用于相同的装置，但每一个气溶胶形成筒提供不同的气溶胶组分并且需要不同的加热分布。

现有技术中的一些电加热式吸烟系统包括检测器，其能够检测在吸烟装置中接纳的吸烟制品或筒的存在。通常，已知系统将可鉴定油墨印刷到吸烟制品或筒的表面上，其随后由所述装置进行检测。然而，这种检测系统提供有限的功能和可靠性。

相应地，需要生产一种能够提供以一致且可靠的方式检测气溶胶生成装置内气溶胶形成筒的电操作气溶胶生成系统，以及具有提高的功能的检测系统。

发明内容

根据本发明，提供了一种包括气溶胶生成装置、包括至少第一电阻加热器的第一可移除气溶胶形成筒、以及包括至少第二电阻加热器的第二可移除气溶胶形成筒的电操作气溶胶生成系统。第一可移除气溶胶形成筒包括需要第一加热分布的第一气溶胶形成基质，并且第二可移除气溶胶形成筒包括需要第二加热分布的第二气溶胶形成基质。气溶胶生成装置包括限定腔的主体，以及用于在腔中可移除地接纳第一和第二气溶胶形成筒中的一个气溶胶形成筒的至少一个开口。气溶胶生成装置进一步包括电源和用于控制从电源向第一或第二电阻加热器供应电流的控制单元。第一气溶胶形成筒包括第一电负载，所述第一电负载包括第一电阻加热器的电阻负载并且被配置为当第一气溶胶形成筒被接纳在腔内时，与控制单元电连接。第二气溶胶形成筒包括第二电负载，所述第二电负载包括第二电阻加热器的电阻负载并且被配置为当第二气溶胶形成筒被接纳在腔内时，与控制单元电连接，其中第二电负载与第一电负载不同。控制单元配置为当气溶胶形成筒被接纳在腔内时测量电负载，以检测在腔内是否已经接纳第一气溶胶形成筒或第二气溶胶形成筒。控制单元设置为至少部分基于测量的电负载，根据第一或第二加热分布控制向第一电阻加热器或第二电阻加热器的电流供应。

如本文中所使用的，术语“气溶胶生成系统”指的是气溶胶生成装置、气溶胶形成筒和加热器的组合，如本文中进一步描述和例示的。在系统中，装置、筒和加热器协同生成气溶胶。

如本文中所使用，术语“气溶胶生成装置”涉及一种与气溶胶形成筒和加热器相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶生成装置包括操作加热器的电源，用于加热气溶胶形成筒。

如本文中所使用，术语“筒”指的是一种可消耗制品，其配置为耦合到气溶胶生成装置，并且作为单个单元组装，可以作为单个单元耦合和解耦。

如本文中所使用的，术语“气溶胶生成筒”指的是一种至少包括一种气溶胶形成基质的筒，所述气溶胶形成基质能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物。例如，气溶胶形成筒可以是生成气溶胶的吸烟制品。

如本文中所使用的，术语‘气溶胶形成基质’用于描述能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。从根据本发明的气溶胶形成筒的气溶胶形成基质生成的气溶胶可为可见的或不可见的，并且可包括蒸汽(例如，处于气态的细颗粒物质，其通常在室温下为液体或固体)以及气体和冷凝蒸汽的液滴。

通过利用电子检测部件，根据本发明的气溶胶生成系统可有利地检测并区分两种或更多种不同气溶胶形成筒，并且为已经插入装置中的特定筒提供所需的加热分布。此外，使用电子检测方法比现有气溶胶生成系统中使用的印刷油墨系统更加可靠，因为电子检测部件较为不易受到污染或损伤。例如，在现有的系统中，在气溶胶形成筒或制品使用之前，印刷油墨可能脱落，从而妨碍装置使用气溶胶形成筒或制品。

在一些实施例中，控制单元可以配置为使得，如果控制单元无法检测到可识别的气溶胶形成筒，则不启动电阻加热器。此外，装置可配置为使用机械检测部件，可防止将不兼容的筒插入装置中。因此，根据本发明的气溶胶生成系统可以有利地配置为进一步减少或防止在装置中使用仿冒或不相容的气溶胶形成筒。

为了测量第一或第二电阻加热器的电阻负载，可以将控制单元配置为从电源向电阻加热器提供电流并测量产生的电阻。电阻负载可能是有利的，因为这有利于使用直流电流(DC)测量负载。因此，电阻负载尤其适用于使用直流(DC)电源(诸如电池)的实施例。

此外，将加热器自身用作电阻负载可以省去区分专用电阻负载的需求，否则需要专门提供专用电阻负载以区分第一和第二气溶胶形成筒。

提供第一电阻加热器作为第一气溶胶形成筒的一部分，以及第二电阻加热器作为第二气溶胶形成筒的一部分，使得人们能够在使用每种类型筒时对加热器进行专门配置，这可以优化气溶胶递送，并且从而提供正确的气溶胶组分和浓度。同时，在相应筒内提供每种加热器可以防止使用者采用每种气溶胶形成筒使用错误的加热器。

在上文所述的任意实施例中，第一气溶胶形成制品可包括第一数据存储装置，所述第一数据存储装置配置为当在腔内接纳第一气溶胶形成装置时向控制单元传送第一数据，并且第二气溶胶形成制品可包括第二数据存储装置，所述第二数据存储装置配置为当在腔内接纳第二气溶胶形成装置时向控制单元传送第二数据。第二数据不同于第一数据，并且控制单元设置为部分地基于由控制单元接收到的数据，根据第一或第二加热分布向第一或第二电阻加热器供应电流。

存储在第一和第二气溶胶形成筒中的第一和第二数据可包括气溶胶形成筒类型、制造商、制造日期和时间、生产批号、加热分布、筒中存在的气溶胶形成基质数量指标以及以前是否已使用气溶胶形成筒的指标中的至少一种。

在筒本身上存储加热分布是有利的，因为这可以省去在装置中存储大量不同加热分布的需求。这不仅减少或消除了在装置中存储数据的需求，还消除了制造需要新加热分布的新型筒时更新存储在装置上的加热分布的需要。

存储筒中存在的气溶胶形成基质数量的指标在一些实施例中可能有用，在这些实施例中，用于加热气溶胶形成筒的加热分布取决于筒中提供的气溶胶形成基质的数量。例如，在气溶胶形成基质包含液体的那些实施例中，加热分布可取决于筒上存储的液体量。

存储筒以前是否被使用过的指标，可以防止在相同装置和不同装置二者中再次使用已经用过的筒。通常希望防止重新使用筒，因为再次使用已经用过的筒可导致系统的气溶胶输出量显著下降。

除了从第一和第二气溶胶生成筒传递数据，或作为替代传递数据之外，气溶胶生成装置可包括第一组电触点和第二组电触点，其中第一气溶胶形成筒包括第三组电触点，所述第三组电触点设置为当第一气溶胶形成筒被接纳在腔中时与第一组电触点接触，以及其中第二气溶胶形成筒包括第四组电触点，所述第四组电触点设置为当第一气溶胶形成筒被接纳在腔中时与第二组电触点接触。控制单元配置为部分基于在腔内接纳的气溶胶形成筒是否与第一组或第二组电触点接触，根据第一或第二加热分布向第一或第二电阻加热器供应电流。

利用不同组的电触点提供装置与第一和第二气溶胶形成筒中每一个气溶胶形成筒之间的电连接，这提供了确定哪类筒被插入装置中的部件。例如，控制单元可以试图使电流从电源出发通过第一组和第二组电触点中的每一组电触点，以确定哪一组电触点与气溶胶形成筒电接触。

在一些实施例中，在启动加热器之前，气溶胶生成装置可使用由电触点提供的电连接对筒进行检查。例如，装置可检查筒是否以前被使用过。此外或可替代地，在加热器构成每一个筒的一部分的那些实施例中，装置可在启动完整的加热周期之前检查加热器的正确操作。

在一些实施例中，第一组电触点和第二组电触点共享至少一个共有的电触点。例如，第一组电触点和第二组电触点可以共用一个、两个、三个、四个或五个电触点。在一些实施例中，第一组电触点可能是第二组电触点的一部分。也就是说，第二组电触点中可能包括第一组中的所有电触点，另外还包括一个或多个其它触点。第一组和第二组电触点可共享任意数量的电触点，只要第一组和第二组电触点中的至少一组包括不构成另一组的一部分的至少一个附加触点。

可替代地，第一组和第二组电触点可能没有共享任何公用电触点。

电触点可以具有任何合适的形式。电触点可以基本上扁平。有利的是，人们发现基本上扁平的电触点在建立电连接时更加可靠并且易于制造。优选地，电触点包括标准电连接的一部分，包括但不限于USB-A、USB-B、USB-mini、USB-micro、SD、miniSD或microSD型连接。优选地，电触点包括标准电连接的公头部分，包括但不限于USB-A、USB-B、USB-mini、USB-micro、SD、miniSD或microSD型连接。如本文中所使用，术语“标准电连接”指的是一种行业标准指定的电连接。

除了上文中描述的可选检测方法之外，或作为那些方法的替代，至少一个开口可包括设置为接纳第一气溶胶形成筒的第一开口，以及设置为接纳第二气溶胶形成筒的第二开口。优选地，第一开口和第二开口经配置使得仅在第一开口内接纳第一气溶胶形成筒，并且仅在第二开口内接纳第二气溶胶形成筒。控制单元配置为部分基于在第一开口或第二开口内是否已经接纳气溶胶形成筒，根据第一或第二加热分布向第一或第二电阻加热器供应电流。

利用不同的开口接纳第一和第二气溶胶形成筒提供了用于确定哪种类型的筒被插入装置中的一种至少部分为机械方式的部件。例如，装置可包括传感器，用于确定哪些开口接纳了气溶胶形成筒。合适的传感器包括光学传感器、机电传感器、电容式传感器和电感式传感器。在特别优选的实施例中，两个不同的开口与第一组、第二组、第三组和第四组电触点结合使用，如上文所述。具体来说，装置可以设置为使得，当第一气溶胶形成筒被插入第一开口时，第三组电触点仅接触第一组电触点；当第二气溶胶形成筒被插入第二开口时，第四组电触点仅接触第二组电触点。

为了防止将第一和第二气溶胶形成筒插入错误的开口，优选地，第一和第二气溶胶形成筒具有不同大小和不同形状中的至少一个。在一个实施例中，第一开口设置在腔的端壁处，并且第二开口沿腔的侧壁设置。在这种情况下，第一气溶胶形成筒可具有比第二气溶胶形成筒更大的最大长度，并且第二气溶胶形成筒可具有比第一气溶胶形成筒更大的最大宽度。因此，为了防止将每一个气溶胶形成筒插入错误的开口，第一开口具有比第二气溶胶形成筒的最大宽度更小的最大宽度，而第二开口具有比第一气溶胶形成筒的最大长度更小的最大长度。

在上文中描述的任何实施例中，腔优选包括用于引导第一和第二气溶胶形成筒中的一个或二者进入腔内的正确位置的导槽、槽、轨道或突起中的至少一个。在包括用于分别接纳第一和第二气溶胶形成筒的第一和第二开口的实施例中，优选地，导槽、槽、轨道或突起中的至少一个与每一个开口关联，以引导相应的气溶胶形成筒进入腔内的正确位置。

在上文描述的任意实施例中，第一和第二气溶胶形成筒可以基本上扁平，并且至少一个开口可以包括一个基本上矩形的槽。

如本文中使用的，术语“基本上扁平”指的是厚度与宽度比至少约1:2的部件。优选地，厚度与宽度比小于约1:20，以尽可能降低部件弯曲或破碎的风险。

扁平部件在维护过程中易于操纵。此外，人们发现，当气溶胶形成基质基本上扁平并且当设置成使得横跨气溶胶形成基质的宽度、长度或二者抽吸气流时，提高气溶胶形成基质释放的气溶胶。

在上文所述的任意实施例中，第一和第二气溶胶形成基质可各自包含尼古丁。例如，第一和第二气溶胶形成基质中的每一个可以包括包含挥发性烟草风味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草风味化合物从气溶胶形成基质释放。

优选地，气溶胶形成基质包含气溶胶形成剂，也就是说，一种受到加热时生成气溶胶的物质。例如，气溶胶形成剂可以是多元醇气溶胶形成剂或非多元醇气溶胶形成剂。气溶胶形成剂在室温下可能是固体或液体，但优选为在室温下是液体。合适的多元醇包括山梨糖醇、甘油，以及丙二醇或三甘醇等二醇类。合适的非多元醇包括诸如薄荷醇、高沸点碳氢化合物的一元醇，诸如乳酸的酸类，以及诸如二乙酸甘油酯、三醋酸甘油酯、三乙酯柠檬酸或异丙基肉豆蔻酯的酯类。硬脂酸甲酯、二甲基十二烷酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯等脂肪族羧酸酯也可以用作气溶胶形成剂。可以使用组分比例相同或不同的气溶胶形成剂组合。聚乙二醇和甘油可以是特别优选的，虽然三醋酸甘油酯更难以稳定，并且可能还需要进行封装以防止其在产品内迁移。气溶胶形成基质可包括一种或多种增香剂，诸如可可、甘草、有机酸或薄荷醇。

气溶胶形成基质可以包括固体基质。固体基质可包含例如下述中的一种或多种：包含下述中的一种或多种的粉末、颗粒、小球、碎片、通心管(spaghettis)、条或片材：草本植物叶、烟叶、烟肋片段、再生烟草、均质烟草、挤出烟草和膨胀烟草。任选地，固体基质可含有另外的烟草或非烟草挥发性香味化合物，以在基质加热时释放。任选地，固体基质可含有胶囊，其例如包括另外的烟草或非烟草挥发性香味化合物。在加热固体气溶胶形成基质期间，这种胶囊可以融化。可替代地或另外，这种胶囊可以在加热固体气溶胶形成基质之前、期间或之后被压碎。

当气溶胶形成基质包含带有均质烟草材料的固体基质时，均质烟草材料可以由团聚颗粒烟草形成。均质烟草材料可能为片材的形式。均质烟草材料可能具有干重含量超过5％的气溶胶形成剂。均质烟草材料可替代地可具有基于干重按重量计含量约5％与约30％之间的气溶胶形成剂。均质烟草材料片材可通过使颗粒烟草聚结而形成，所述颗粒烟草通过将烟草叶片和烟草叶梗中的一个或两者研磨或以其它方式粉碎而获得；可替代地或另外，均质烟草材料片材可包含在例如烟草的处理、操纵和运送期间形成的烟草尘、碎烟及其它颗粒烟草副产品中的一种或多种。均质烟草材料片材可以包括作为烟草内生粘合剂的一种或多种固有粘合剂、作为烟草外生粘合剂的一种或多种外来粘合剂，或有助于凝聚颗粒烟草的其组合。可替代地或另外地，均质烟草材料片材可以包括其它添加剂，包括但不限于烟草纤维和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、塑化剂、香料、填充剂、含水溶剂和无水溶剂及其组合。优选地，均质烟草材料片材通过以下类型的浇铸工艺形成，所述浇铸工艺通常包括：将包括颗粒烟草和一种或多种粘合剂的浆料浇铸到传送带或其它支承表面上，使浇铸的浆料干燥以形成均质烟草材料的片材，以及从支承表面移除均质烟草材料片材。

任选地，固体基质可在热稳定载体上提供或嵌入热稳定载体中。载体可采取粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或片材的形式。可替代地，载体可为具有沉积在其内表面上的固体基质薄层的管状载体，诸如公开于US-A-5 505 214、US-A-5 591 368和US-A-5 388594中的那些，或具有沉积在其外表面上的固体基质薄层的管状载体，或者具有沉积在其内外表面二者上的固体基质薄层的管状载体。这种管状载体可由例如纸、或纸状材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网，或穿孔金属箔或任何其它热稳定的聚合物基质形成。固体基质可以例如片材、泡沫、凝胶或浆料的形式沉积在载体的表面上。固体基质可沉积在载体的整个表面上，或可替代地，可以以图案沉积以便在使用期间提供预定或非均匀的香味递送。可替代地，载体可为烟草组分已掺入其内的非织造织物或纤维束，例如EP-A-0 857 431中所述的那种。非织造织物或纤维束可包含例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维。

作为基于固体烟草的气溶胶形成基质的替代，第一和第二气溶胶形成基质中的每一个可包括液体基质，并且筒可包括用于保留液体基质的部件，诸如一个或多个容器。可替代地或另外，筒可包含液体基质可吸收到其内的多孔载体材料，如WO-A-2007/024130、WO-A-2007/066374、EP-A-1 736 062、WO-A-2007/131449和WO-A-2007/131450中所述。

液体基质优选为尼古丁源，其中可包含尼古丁、尼古丁碱、尼古丁盐(诸如尼古丁盐酸盐、尼古丁酒石酸氢盐或尼古丁二酒石酸盐)或尼古丁衍生物中的一种或多种。

尼古丁源可包括天然尼古丁或合成尼古丁。

尼古丁源可包括纯尼古丁、在水性或非水性溶剂中的尼古丁溶液或液体烟草提取物。

尼古丁源还可包括电解质形成化合物。电解质形成化合物可选自碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属盐、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物及其组合。

例如，烟碱源可包含选自下述的电解质形成化合物：氢氧化钾、氢氧化钠、氧化锂、氧化钡、氯化钾、氯化钠、碳酸钠、柠檬酸钠、硫酸铵及其组合。

在某些实施例中，尼古丁源可包括尼古丁、尼古丁碱、尼古丁盐或尼古丁衍生物和电解质形成化合物的水性溶液。

可替代地或另外地，尼古丁源还可包括其它组分，包括但不限于天然香料、人工香料和抗氧化剂。

除了含有尼古丁的气溶胶形成机制，第一和第二次气溶胶形成基质中的每一个还可包含挥发性递送增强化合物源，所述挥发性递送增强化合物源与气相中的尼古丁反应以协助将尼古丁递送至使用者。

挥发性递送增强化合物可包括单一化合物。可替代地，挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的化合物。

优选的是，挥发性递送增强化合物是挥发性液体。

挥发性递送增强化合物可包括一种或多种化合物的水性溶液。可替代地，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种化合物的非水性溶液。

挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的挥发性液体化合物的混合物。

可替代地，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种非挥发性化合物和一种或多种挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种非挥发性化合物在挥发性溶剂中的溶液，或者一种或多种非挥发性液体化合物和一种或多种挥发性液体化合物的混合物。

在一个实施例中，挥发性递送增强化合物包含酸。挥发性递送增强化合物可包括有机酸或无机酸。优选地，挥发性递送增强化合物包含有机酸，更优选羧酸，最优选α-酮酸或2-氧代酸。

在优选的实施例中，挥发性递送增强化合物包含选自3-甲基-2-氧代戊酸、丙酮酸、2-氧代戊酸、4-甲基-2-氧代戊酸、3-甲基-2-氧代丁酸、2-氧代辛酸以及它们的组合的酸。在特别优选的实施例中，挥发性递送增强化合物包含丙酮酸。

作为固体或液体气溶胶形成基质的替代，第一和第二气溶胶形成基质中的每一个可以是任何其它种类的基质，例如气体基质、凝胶基质或已描述各种类型基质的任意组合。

在上文所述的任意实施例中，第一和第二气溶胶形成基质中的每一个可包含单独的气溶胶形成基质。可替代地，第一和第二气溶胶形成基质中的每一个可包含多个气溶胶形成基质。多个气溶胶形成基质可具有基本上相同的组分。可替代地，多个气溶胶形成基质可包括具有基本上不同组分的两个或更多个气溶胶形成基质。多个气溶胶形成基质可与基层存储在一起。可替代地，多个气溶胶形成基质可分别存储。通过分别存储两个或更多个不同部分的气溶胶形成基质，可以在相同的筒中存储不完全相容的两种物质。有利的是，分别存储两个或更多不同部分的气溶胶形成基质可延长筒的使用寿命。这还使两种不相容的物质能够存储在相同的筒中。此外，这使得各种气溶胶形成基质能够分别雾化，例如通过单独加热每种气溶胶形成基质。因此，为了促进气溶胶形成，可以以不同方式加热具有不同加热要求的气溶胶形成基质。这还可能实现更高效的能源利用，因为更易挥发的物质与较不易于挥发的物质分离并且能耗较少。单独的气溶胶形成基质可以预定顺序雾化，例如每次使用时加热多个气溶胶形成基质中的不同气溶胶形成基质，确保每次使用筒时都对“新鲜的”气溶胶形成基质进行雾化。在包含液体尼古丁气溶胶形成基质和挥发性递送增强化合物气溶胶形成基质的实施例中，尼古丁和挥发性递送增强化合物有利地分别存储，并且仅当系统在操作中时在气相中共同反应。

在一些实施例中，第一筒上的第一气溶胶形成基质包含基于烟草的基质，如上文所述，并且第二气溶胶形成基质包含含有液体尼古丁的基质，如上文所述。任选地，第二气溶胶形成基质可进一步包含挥发性递送增强化合物基质，如上文所述。

优选地，每种气溶胶形成基质基本上扁平。每种气溶胶形成基质可具有任何合适的横截面形状。优选地，每种气溶胶形成基质具有非圆环形的横截面形状。在某些优选实施例中，每种气溶胶形成基质具有基本上矩形的横截面形状。在某些实施例中，每种气溶胶形成基质具有伸长的、基本上矩形的平行六面体形状。

在某些优选实施例中，每种气溶胶形成基质的汽化温度介于约60摄氏度至约320摄氏度之间，优选地介于约70摄氏度至约230摄氏度之间，优选地介于约90摄氏度至约180摄氏度之间。

在上文中所述的任何实施例中，每一个电阻加热器可包括电绝缘基质，其中加热器包括一个或多个基本上扁平的加热元件，所述加热元件设置在电绝缘基质上。基质可以是柔性的。基质可以是聚合物。基质可以是多层聚合物材料。一个加热元件或多个加热元件可以延伸横跨基质中的一个或多个孔。

在使用中，每一个加热器可被设置为通过传导、对流和辐射中的一种或多种方式加热相应的气溶胶形成基质。加热器可通过传导方式加热气溶胶形成基质，并且可至少部分地与气溶胶形成基质接触。可替代地或另外，来自加热器的热量可借助于中间热传导元件传导至气溶胶形成基质。可替代地或另外，加热元件可将热量输送到在使用期间被抽吸通过或经过筒的进入环境空气，该进入环境空气进而通过对流对该气溶胶形成基质进行加热。

加热器可包括至少部分地插入气溶胶形成基质内的加热元件。“内部加热元件”适合插入气溶胶形成材料。可替代地或另外，电加热器可包括外部加热元件。术语“外部加热元件”指的是至少部分环绕气溶胶形成筒的元件。加热器可以包括一个或多个内部加热元件和一个或多个外部加热元件。加热器可包括单个加热元件。可替代地，加热器可包括超过一个加热元件。

加热元件包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体诸如掺杂陶瓷、电“传导”陶瓷(诸如，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制成的复合材料。这种复合材料可包含掺杂或无掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。合适金属的例子包括钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的例子包括不锈钢，含镍、钴、铬、铝、钛、锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰和铁合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、和铁-锰-铝基合金的超合金。在复合材料中，电阻材料可任选嵌入绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂布或者反之亦然，这取决于能量转移的动力学和所需外部理化性质。可替代地，每种加热元件可包括红外线加热元件、光子源或感应加热元件。

每一个加热器可以采用任何合适形式。例如，每一个加热器可采取加热叶片的形式。可替代地，每一个加热器可以采用具有不同导电部分的套管、基板或电阻式金属管的形式。可替代地，每一个加热器可包括贯穿气溶胶形成基质中心的一个或多个加热针或棒。可替代地，每一个加热器可为盘式(端部)加热器或盘式加热器与加热针或棒的组合。每一个加热器可包含诸如不锈钢的电阻材料的一个或多个冲压部分。其它替代物包括电热线或丝，例如，Ni-Cr(镍-铬)、白金、钨或合金线或加热板。

在某些优选实施例中，每一个加热器包括多个导电丝。多个导电丝可形成丝的网格或阵列或可包括交织或非交织织物。

导电丝可限定丝之间的空隙，且空隙可具有10μm与100μm之间的宽度。优选地，丝引起空隙中的毛细管作用，使得当加热器与含有液体的气溶胶形成基质接触时，待蒸发的液体被抽吸到空隙中，增加加热器组件与液体之间的接触面积。导电丝可形成大小在160到600Mesh US(+/-10％)之间(即，每英寸160与600根之间的细丝(+/-10％))的网格。空隙的宽度优选地在25μm与75μm之间。作为空隙的面积与网格的总面积的比率的网格的开口面积的百分比优选地在25％到56％之间。网格可以使用不同类型的编织或格子结构形成。导电丝的网格、阵列或织物的特征也可以在于其保持液体的能力，如在本领域中是众所周知的。导电丝可具有10μm与100μm之间、优选地在8μm与50μm之间且更优选地在8μm与39μm之间的直径。丝可具有圆形横截面或可具有平坦的横截面。加热器丝可通过蚀刻诸如箔的片材而形成。当加热器组件包括平行丝阵列时，这是特别有利的。如果加热器包括网格或丝的织物，则丝可单独地形成且编织在一起。可提供导电丝作为网格、阵列或织物。导电丝的网格、阵列或织物的面积可较小，优选地小于或等于25平方毫米，使得其集成在手持系统中。导电丝的网格、阵列或织物可例如为矩形的且具有5mm乘2mm的尺寸。优选地，导电丝的网格或阵列覆盖加热器组件面积的10％与50％之间的面积。优选地，导电丝的网格或阵列覆盖加热器组件面积的15％与25％之间的面积。

在一个实施例中，为每一个电加热器供电直至加热元件或电加热器元件达到介于大约180摄氏度和约310摄氏度之间的温度。为了控制加热元件的加热以达到所需温度，可能使用任何合适的温度传感器和控制电路。这与燃烧烟草和香烟包装材料的传统香烟相比，温度可达到800摄氏度。

优选地，每一个电加热器和相应气溶胶形成基质之间的最小距离小于50微米，每一个筒优选包含位于电加热器和气溶胶形成基质之间的一层或多层毛细纤维。

每一个加热器可包含位于气溶胶形成基质上方的一个或多个加热元件。可替代地，每一个加热器可包含位于气溶胶形成基质下方的一个或多个加热元件。通过这种布置，在气溶胶形成筒的相对侧上加热气溶胶形成基质并释放气溶胶。据发现，这对于包含烟草材料的气溶胶形成基质特别有效。在某些实施例中，每一个加热器包括位于气溶胶形成基质相对侧相邻的一个或更多加热元件。优选地，每一个加热器包含多个加热元件，所述加热元件设置为加热气溶胶形成基质的不同部分。在某些优选实施例中，每种气溶胶形成基质包括分别设置在基层上的多种气溶胶形成基质，并且相应的加热器包括多个加热元件，每一个加热元件设置为加热多种气溶胶形成基质中的不同气溶胶形成基质。

每一个气溶胶形成筒可具有任何合适的大小。优选地，每一个筒具有合适的尺寸，可以与手持式气溶胶生成装置一起使用。在某些实施例中，每一个筒的长度介于约5mm至约200mm之间，优选为介于约10mm至100mm之间，更优选介于约20mm至约35mm之间。在某些实施例中，每一个筒的宽度介于约5mm至约12mm之间，优选为介于约7mm至10mm之间。在某些实施例中，每一个筒的高度介于约2mm至约10mm之间，优选为介于约5mm至8mm之间。

在使用中，气溶胶形成筒和气溶胶生成装置中的至少一个可连接到单独的烟嘴部分，使用者通过吮吸烟嘴部分的下游端可以从该烟嘴部分抽吸气流通过或接近筒。在这种实施例中，优选地，筒设置为使得烟嘴部分下游端的抽吸阻力介于约50mmWG至约130mmWG之间，更优选介于约80mmWG至约120mmWG之间，更优选介于约90mmWG至约110mmWG之间，最优选介于约95mmWG至约105mmWG之间。如本文中使用的，术语“抽吸阻力”指的是迫使空气在测试中以17.5毫升/秒的速度通过物体的整个长度所需的压力，测试条件为22℃和101kPa(760托)。抽吸阻力根据ISO 6565:2011被测量并且通常以毫米水柱(millimetres watergauge)表达。

如上文所述，每一个气溶胶形成筒可包括一个或多个电触点。可以从筒的外部接触到设置在气溶胶形成筒上的电触点。电触点可以沿筒的一个或多个边缘放置。在某些实施例中，电触点可沿筒的外侧边缘放置。例如，电触点可沿筒的上游边缘放置。可替代地或另外，电触点可沿筒的单一纵向边缘放置。筒的电触点可包括数据接触点，用于将数据输入或输出筒，或同时输入输出筒。

在上文中描述的任意实施例中，每一个筒可包括固定到基层，并且位于至少一个气溶胶形成基质的至少一部分上方的覆盖层。有利地，覆盖层可以将至少一个气溶胶形成基质保持在基层上。覆盖层可以直接固定到基层，或经由一个或多个中间层或部件间接固定到基层。气溶胶形成基质释放的气溶胶可以通过覆盖层、基层或二者上的一个或多个孔。覆盖层可具有至少一个气体渗透窗口，使得气溶胶形成基质释放的气溶胶能够通过覆盖层。气体渗透窗口可以基本上敞开。可替代地，气体渗透窗口可以包括穿孔膜，或延伸横跨覆盖层中孔的网络。网络可以为任何合适的形式，诸如横向网络、纵向网格或网状网络。覆盖层可以与基层形成密封。覆盖层可以与基层形成真空密封。至少在覆盖层固定到基层的情况下，覆盖层可以包括聚合物涂层，聚合物涂层形成覆盖层和基层之间的密封。

每一个气溶胶形成筒可包括保护膜，所述保护膜位于至少一个气溶胶形成基质的至少一部分上方。保护膜可以是不透气的。保护膜可以设置为密封筒内的气溶胶形成基质。如本文中使用的，术语“密封”指的是气溶胶形成基质内的挥发性香气组分在两周时段内的重量变化小于2％，优选的是在两个月时段里，更优选为两年时段内。

基层可包括保持气溶胶形成基质的至少一个腔。在这些实施例中，保护膜可以设置为接近一个或多个腔。保护膜可以是至少部分可移除的，以露出至少一种气溶胶形成基质。优选地，保护膜是可移除的。其中基层包括保持多个气溶胶形成基质的多个腔，保护膜可以是可移除的，以选择性地露出一种或多种气溶胶形成基质。例如，保护膜可包含一个或多个可移除部分，其中每一部分都设置为在从保护膜的其余部分移除时，露出一个或多个腔。可替代地或另外，保护膜可以附贴，使得在移除的各个阶段之间所需的移除力变化，作为对使用者的指示。例如，所需的移除力可能在相邻阶段之间增加，使得使用者必须刻意更用力拉动保护膜以继续移除保护膜。这可以通过任何合适的手段实现。例如，通过改变粘合剂层的类型、量或形状，或通过改变附贴保护膜所用焊缝线的形状或量，可改变拉力。

保护膜可以通过可移除的方式粘贴在基层上，可以直接粘贴，或通过一种或多种中间组件间接粘贴。如上文所述，在筒包括覆盖层的情况下，保护膜可以可移除地附贴到覆盖层。在覆盖层具有一个或多个气体渗透窗口的情况下，保护膜可以延伸横跨并封闭一个或多个气体渗透窗口。保护膜可以通过任何合适的方法可移除地附贴，例如使用胶粘剂。保护膜可以通过超声波焊接可移除地附贴。保护膜可以通过沿焊缝线的超声波焊接可移除地附贴。焊缝线可以是连续的。焊缝线可包括并排排列的两个或更多个连续焊缝线。通过这种布置，只要至少一个连续焊缝线保持完好，就可以保持密封。

保护膜可以是柔性膜。保护膜可以包括任何合适的一种材料或多种材料。例如，保护膜可包括聚合物膜，例如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。保护膜可包括多层聚合物膜。

电源可为DC电压源。在优选实施例中，电源是电池。例如，电源可为镍氢电池、镍镉电池，或基于锂的电池，例如锂钴、锂铁磷酸盐或锂聚合物电池。电源可替代地可为另一种形式的电荷存储装置，诸如电容器。电源可能需要再充电且可具有使得足够的能源存储的容量，用于气溶胶生成装置与一个或多个气溶胶形成筒的使用。

气溶胶生成装置可包括一个或多个温度传感器，所述温度传感器配置为测量加热器与一个或多个气溶胶形成基质中的至少一个的温度。在这种实施例中，控制器可以配置为根据测量的温度控制加热器的供电。

在每一个加热器包括至少一个电阻加热元件的实施例中，至少一个加热元件可以使用具有定义的温度-电阻关系的金属制成。在这种实施例中，金属可形成为两层合适的绝缘材料之间的轨道。以这种方式形成的加热器元件可以同时用作加热器和温度传感器。

在上文所述的任何实施例中，气溶胶生成装置可包括外部插头或插座，使得气溶胶生成装置能够连接到与另一电气装置。例如，气溶胶生成装置可包括一个USB插头或USB插座，使得气溶胶生成装置能够与其另一具有USB的装置连接。例如，USB插头或插座可能使得将气溶胶发生装置与USB充电装置连接，为气溶胶生成装置内的可充电电源充电。此外或可替代地，USB插头或插座可支持气溶胶生成装置输入或输出，或同时输入输出数据。例如，装置可以连接到计算机，以便从装置下载数据，诸如使用率数据。此外或可替代地，装置可以连接至计算机，以向装置传送数据，诸如用于新的或更新的气溶胶形成筒的新加热分布，其中加热分布存储在气溶胶生成装置内的数据存储装置内。

在装置包括USB插头或插座的这些实施例中，装置还可包括可移除的盖，其可以在不使用时覆盖USB插头或插座。在USB插头或插座是USB插头的实施例中，USB插头可以另外地或可替代地在装置内选择性地伸缩。

附图说明

现在将参照附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的，包括气溶胶生成装置和气溶胶形成筒的气溶胶生成系统；

图2示出了图1中所示的气溶胶生成装置的电触点组件的分解视图；

图3示出了完全组装好的图2所示电触点组件；

图4示出了与图1中所示气溶胶生成装置结合使用的第一气溶胶形成筒；

图5示出了部分地插入图3中所示电触点组件的图4的第一气溶胶形成筒；

图6示出了与图1中所示气溶胶生成装置结合使用的第二气溶胶形成筒；以及

图7示出了部分插入图3中所示电触点组件的图6的第二气溶胶形成筒；

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的气溶胶生成系统10，所述气溶胶生成系统10包括气溶胶生成装置12和气溶胶形成筒14。

气溶胶生成装置12包括限定腔的主体16，所述腔包括在主体16的下游端的开口，所述气溶胶形成筒14通过所述开口插入腔中。装置12还包括设置在开口附近的电触点组件18，用于接纳气溶胶形成筒。

可移除烟嘴20设置在装置12的上游端，其中烟嘴20从装置12移除，使得气溶胶形成筒14能够插入装置12中，并且然后在气溶胶形成筒14被完全插入之后，烟嘴20重新附接至装置12。当装置12未处于使用状态时，可移除烟嘴盖22覆盖烟嘴20。

在装置的下游端设置了USB插头24，用于插入合适的USB插座。USB插头24可用于为装置12内的可充电电池充电，以及与装置12交换数据。例如，USB插头24可用于从装置12下载使用数据，以及向装置12上传新的数据，例如新的加热分布。当USB插头24未处于使用状态时，可移除盖26覆盖USB插头24。

图2和图3示出了气溶胶生成装置12的电触点组件18的更详细信息。电触点组件18包括电绝缘基质层30，其中设置了多个电触点。电触点包括设置在基质层30的侧边缘的第一组电触点32，以及基质层30的上游端边缘的第二组电触点34。导轨组件36覆盖并固定在电绝缘基质层32上，以在其间形成槽，用于接纳气溶胶形成筒14。

图4示出了与气溶胶生成装置12结合使用的第一气溶胶形成筒40。筒40包括基层42，在基层42上安装了多个电加热器元件。固体烟草基气溶胶形成基质与电加热器元件导热接触，覆盖层44位于气溶胶形成基质上方并固定在基层42上。覆盖层44包括气溶胶形成基质上方覆盖的网状网络46，使得气溶胶颗粒能够在加热过程中从气溶胶形成筒40逸出。可移除聚合物膜48覆盖网状网络46以防止挥发性组分从气溶胶形成基质中过早逸出。在使用筒40之前，将聚合物膜48移除。

第一气溶胶形成筒40还包括沿筒40的侧边缘50设置在基层42的底面上的一组电触点。如图5中所示，当第一气溶胶形成筒40插入气溶胶生成装置12的电触点组件18时，在基层42底面上的电触点与在电触点组件18的侧边缘上的第一组电触点32接触。在使用中，装置12内的控制单元用第一组电触点32检测电触点，并检测多个电加热器元件的电阻负载，并且因此确定对应于第一气溶胶形成筒40的一类气溶胶形成筒被插入装置12。在使用中，控制单元根据第一加热分布，经由第一组电触点32和筒40上的电触点从电源向筒40内的加热器元件供电。

图6示出了与气溶胶生成装置12结合使用的第二气溶胶形成筒60。筒60包括基层62，气溶胶形成基质设置在该基层上。气溶胶形成基质包括含有尼古丁溶液的多孔元件。气溶胶形成基质覆盖有导电加热网格64，并且连接到沿筒60的上游边缘66设置在基层62底面上的一组电触点。可移除聚合物膜68覆盖导电加热网格64以防止挥发性组分从气溶胶形成基质中过早逸出。在使用筒60之前，将聚合物膜68移除。

如图7中所示，当第二气溶胶形成筒60被插入气溶胶生成装置12的电触点组件18时，在基层62底面上的电触点与在电触点组件18的上游边缘上的第一组电触点34接触。在使用中，装置12内的控制单元用第一组电触点34检测电触点，并检测导电加热网格64的电阻负载，并且因此确定对应于第二气溶胶形成筒60的一类气溶胶形成筒被插入装置12。在使用中，控制单元根据第二加热分布，经由第二组电触点34和筒60的电触点从电源向筒60内的导电加热网格64供电。

Claims (13)

1.一种电操作气溶胶生成系统，其包括气溶胶生成装置、包括至少第一电阻加热器的第一可移除气溶胶形成筒，以及包括至少第二电阻加热器的第二可移除气溶胶形成筒，其中所述第一可移除气溶胶形成筒包括需要第一加热分布的第一气溶胶形成基质，并且所述第二可移除气溶胶形成筒包括需要第二加热分布的第二气溶胶形成基质，以及其中所述气溶胶生成装置包括：

主体，其限定腔，以及用于在所述腔中可移除地接纳所述第一和第二气溶胶形成筒中的一个气溶胶形成筒的至少一个开口；

电源；以及

控制单元，用于控制从所述电源向所述第一或第二电阻加热器供应电流；

其中所述第一气溶胶形成筒包括第一电负载，所述第一电负载包括所述第一电阻加热器的电阻负载并且被配置为当所述第一气溶胶形成筒被接纳在所述腔内时，与所述控制单元电连接；

其中所述第二气溶胶形成筒包括第二电负载，所述第二电负载包括所述第二电阻加热器的电阻负载并且被配置为当所述第二气溶胶形成筒被接纳在所述腔内时，与所述控制单元电连接，以及其中所述第二电负载与所述第一电负载不同；

其中所述控制单元配置为当气溶胶形成筒被接纳在所述腔内时测量所述电负载，以检测所述腔内是否已接纳所述第一气溶胶形成筒或第二气溶胶形成筒；以及

其中所述控制单元设置为至少部分基于所述测量的电负载，根据所述第一或第二加热分布控制向所述第一电阻加热器或第二电阻加热器的电流供应。

2.根据权利要求1所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一气溶胶形成制品包括第一数据存储装置，所述第一数据存储装置配置为在所述腔内接纳所述第一气溶胶形成装置时向所述控制单元传送第一数据，其中所述第二气溶胶形成制品包括第二数据存储装置，所述第二数据存储装置配置为在所述腔内接纳所述第二气溶胶形成装置时向所述控制单元传送第二数据，其中所述第二数据不同于所述第一数据，以及其中所述控制单元设置为部分地基于由所述控制单元接收的数据，根据第一或第二加热分布向所述第一或第二电阻加热器供应电流。

3.根据权利要求1或2所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成装置包括第一组电触点和第二组电触点，其中所述第一气溶胶形成筒包括第三组电触点，所述第三组电触点设置为当第一气溶胶形成筒被接纳在所述腔内时与所述第一组电触点接触，其中所述第二气溶胶形成筒包括第四组电触点，所述第四组电触点设置为当第一气溶胶形成筒被接纳在所述腔内时与第二组电触点接触，以及其中所述控制单元配置为部分基于在所述腔内接纳的气溶胶形成筒是否与所述第一组或第二组电触点接触，根据所述第一或第二加热分布向所述第一或第二电阻加热器供应电流。

4.根据权利要求3所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一组电触点和所述第二组电触点共享至少一个共有的电触点。

5.根据任何前述权利要求所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述至少一个开口包括设置为接纳所述第一气溶胶形成筒的第一开口，以及设置为接纳所述第二气溶胶形成筒的第二开口。

6.根据权利要求5所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一开口和第二开口经配置使得所述在所述第一开口内只能接纳所述第一气溶胶形成筒，并且在所述第二开口内只能接纳所述第二气溶胶形成筒，以及其中所述控制单元配置为部分基于在第一或第二开口内是否已接纳所述气溶胶形成筒，根据第一或第二加热分布向所述第一或第二电阻加热器供应电流。

7.根据权利要求6所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一和第二气溶胶形成筒具有不同大小和不同形状中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一开口设置在所述腔的端壁上，以及其中所述第二开口沿所述腔的侧壁设置。

9.根据权利要求8所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一气溶胶形成筒具有比所述第二气溶胶形成筒更大的最大长度，并且所述第二气溶胶形成筒具有比所述第一气溶胶形成筒更大的最大宽度，其中所述第一开口具有比所述第二气溶胶形成筒的最大宽度更小的最大宽度，以及其中所述第二开口具有比所述第一气溶胶形成筒的最大长度更小的最大长度。

10.根据任何前述权利要求所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述腔包括用于引导所述第一和第二气溶胶形成筒中的一个或二者进入所述腔内的其正确位置的导槽、槽、轨道或突起中的至少一个。

11.根据任何前述权利要求所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一和第二气溶胶形成筒基本上扁平，以及其中至少一个开口包括基本上矩形的槽。

12.根据任何前述权利要求所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一和第二气溶胶形成基质各自包含尼古丁。

13.根据权利要求12所述的电操作气溶胶生成系统，其中所述第一气溶胶形成基质包括烟草，以及其中所述第二气溶胶形成基质包括尼古丁溶液或尼古丁盐。