CN108024580B - 具有电容器的气溶胶生成系统 - Google Patents

Abstract

提供一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括气溶胶生成制品(10)和气溶胶生成装置(30)。所述气溶胶生成制品(10)包括气溶胶生成基质(12)、第一电极(24)和介电材料(26)，所述介电材料包括多孔基质材料和吸附到所述多孔基质材料中的液体。所述气溶胶生成装置(30)包括电源(40)、至少一个加热器(32)和用于收纳所述气溶胶生成制品(10)的腔体(33)。所述装置(30)进一步包括：第一电触点(44)，所述第一电触点用于在所述气溶胶生成制品(10)收纳于所述腔体(33)内时接触所述第一电极(24)；控制器(42)；以及第二电极(28)。在所述气溶胶生成制品(10)收纳于所述腔体(33)内时，所述介电材料(26)定位于所述第一电极(24)与所述第二电极(28)之间，以使得所述第一电极(24)、所述介电材料(26)和所述第二电极(28)形成电容器(22)。所述控制器(42)被配置成基于所述第一电极(24)与所述第二电极(28)之间的所测量电容而控制电力从所述电源(40)到所述至少一个加热器(32)的供应。

Description

具有电容器的气溶胶生成系统

技术领域

本发明涉及一种包括电容器的气溶胶生成系统。

背景技术

一种类型的气溶胶生成系统是电操作式吸烟系统。已知的手持型电操作式吸烟系统典型地包括气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括电池、控制电子件以及电加热器，所述电加热器用于加热为了供气溶胶生成装置使用而专门设计的气溶胶生成制品。在一些实例中，气溶胶生成制品包括气溶胶生成基质，例如烟丝条或烟草滤嘴段，且当气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置中时，含在气溶胶生成装置内的加热器插入到气溶胶生成基质中或围绕所述气溶胶生成基质。在替代电操作式吸烟系统中，所述气溶胶生成制品可包括含有例如松散烟草的气溶胶生成基质的密封盒。

例如烟草的气溶胶生成基质通常包括一种或多种挥发性化合物，所述挥发性化合物在于气溶胶生成装置内部受热时形成气溶胶。在于气溶胶生成装置内部连续加热期间，挥发性化合物从气溶胶生成基质消耗，直到气溶胶生成基质内剩余的挥发性化合物的水平可能不足以支持适当气溶胶生成为止，这可能导致消费者的吸烟体验减弱。

因此，需要提供一种使得能够在气溶胶生成基质的加热期间监测气溶胶生成基质中剩余的挥发性化合物的水平的气溶胶生成系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括气溶胶生成制品和气溶胶生成装置。所述气溶胶生成制品包括气溶胶生成基质、第一电极和介电材料，所述介电材料包括多孔基质材料和吸附到所述多孔基质材料中的液体。所述气溶胶生成装置包括电源、至少一个加热器和用于收纳所述气溶胶生成制品的腔体。所述装置进一步包括：第一电触点，所述第一电触点用于在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时接触所述第一电极；控制器；以及第二电极。在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述介电材料定位于所述第一电极与所述第二电极之间，以使得所述第一电极、所述介电材料和所述第二电极形成电容器。所述控制器被配置成控制电力从所述电源到用于加热所述气溶胶生成基质和所述介电材料的所述至少一个加热器的供应且控制电力从所述电源到所述电容器的供应。所述控制器进一步被配置成测量所述电容器的电容，且在所述所测量电容超过预定阈值时终止电力从所述电源到所述至少一个加热器的供应。即，所述控制器被配置成在所述所测量电容超过所述预定阈值时防止对所述气溶胶生成基质的进一步加热。

如本文中所使用，术语“气溶胶生成制品”是指包括气溶胶生成基质的制品，当加热时，所述气溶胶生成基质释放出可形成气溶胶的挥发性化合物。优选地，所述气溶胶生成基质在室温下为非液体，其中室温为20℃。在优选实施例中，所述气溶胶生成基质包括烟草。

根据本发明的气溶胶生成系统有利地包括电容器，其中所述介电材料包括多孔基质材料和吸附到所述多孔基质材料中的液体。有利地，在使用期间使用所述气溶胶生成装置加热所述气溶胶生成制品时，吸附到所述多孔基质材料中的所述液体汽化。来自所述介电材料的所述液体的汽化导致所述介电材料的电容率的改变，这又导致所述第一电极与所述第二电极之间的电容的改变。所述第一电极与所述第二电极之间的电容的所述改变可有利地用于给出所述气溶胶生成基质中剩余的一种或多种挥发性化合物的量的指示。

如下文更详细地论述，所述介电材料可与所述气溶胶生成基质分离。在此类实施例中，基于在使用所述气溶胶生成装置加热所述气溶胶生成制品时液体从所述介电材料的损失速率与挥发性化合物从所述气溶胶生成基质的损失速率之间的已知相关性，测量所述第一电极与所述第二电极之间的电容的所述改变可提供所述气溶胶生成基质中剩余的一种或多种挥发性化合物的量的间接测量。

或者，如下文更详细地论述，所述气溶胶生成基质的至少部分可形成所述介电材料。在此类实施例中，测量所述第一电极与所述第二电极之间的电容的所述改变可提供所述气溶胶生成基质中剩余的一种或多种挥发性化合物的量的更直接测量。

使用电容器监测所述气溶胶生成基质中剩余的一种或多种挥发性化合物的量有利地促进使用长度适合于所述气溶胶生成基质的加热循环。因此，所述气溶胶生成装置被配置成在所述电容或电容的改变达到指示所述一种或多种挥发性化合物从所述气溶胶生成基质的大幅损耗的预定阈值时停止所述气溶胶生成制品的加热。在所述一种或多种挥发性化合物已从所述气溶胶生成基质消耗时防止所述气溶胶生成制品的进一步加热可防止消费者的吸烟体验开始减弱。在所述一种或多种挥发性化合物已从所述气溶胶生成基质消耗时防止所述气溶胶生成制品的进一步加热可降低在所述气溶胶生成基质变干时所述气溶胶生成基质由于过热而意外燃烧的风险。

所述气溶胶生成制品可包括包装在所述气溶胶生成基质周围的包装材料，其中所述第一电极和所述介电材料提供于所述包装材料的外表面上。将所述第一电极和所述介电材料提供于包装材料的外表面上可促进在对现有高速制造机器和过程进行极小修改的情况下将所述第一电极和所述介电材料添加到现有气溶胶生成制品。举例来说，在一些实施例中，所述气溶胶生成基质可包括烟草滤嘴段或烟丝条，且所述包装材料可包括在所述烟草周围的卷烟纸包装材料。在此类实施例中，所述第一电极和所述介电材料可在离线过程中预先形成并组合，且随后在制造所述气溶胶生成制品的最终阶段中作为单个单元紧固到所述包装材料的外表面。或者，所述第一电极与所述介电材料可单独地提供且紧固到所述气溶胶生成制品，以使得所述第一电极与所述介电材料在所述包装材料上就地组合。

优选地，所述第一电极位于所述包装材料的至少一部分之上，其中所述介电材料位于所述第一电极的第一部分之上，其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第二电极位于所述介电材料的至少一部分之上，且其中所述第一电极包括不位于所述介电材料或所述第二电极中的任一个之下的第二部分，以使得在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第一电极的所述第二部分接触所述第一电触点。

如本文中所使用，术语‘内’、‘外’、‘位于...之下’和‘位于...之上’用以指气溶胶生成系统的组件或气溶胶生成系统的组件的各部分的相对位置。举例来说，组件的内表面面向系统的内部，且组件的外表面面向系统的外部。类似地，在第一组件位于第二组件之下的实例中，所述第一组件比第二组件定位得更接近于系统的内部。在此实例中，第二组件位于第一组件之上。

或者，所述气溶胶生成制品可包括包装在所述气溶胶生成基质周围的包装材料，其中所述第一电极位于所述包装材料的至少一部分之下，其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第二电极位于所述包装材料的至少一部分之上，且其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述包装材料的定位于所述第一电极与所述第二电极之间的部分形成所述介电材料。在此类实施例中，使用所述包装材料的至少一部分形成所述介电材料消除提供单独介电材料以形成所述电容器的需要。

所述包装材料可由例如纸的纤维素材料形成。举例来说，所述包装材料可为卷烟纸。在这些实施例中，所述纤维素材料的固态组分形成所述多孔基质材料。吸附到所述多孔基质材料中的所述液体可包括在已使用例如湿法成网工艺的常规造纸工艺形成所述包装材料之后残留在所述纤维素材料中的水分。另外或替代地，可在已形成纸之后将液体添加至所述纸。所述液体可包括水。

在另一替代方案中，所述气溶胶生成制品可包括包装在所述气溶胶生成基质周围的包装材料，其中所述第一电极和所述介电材料定位于所述包装材料与所述气溶胶生成基质之间。将所述第一电极和所述介电材料定位在所述包装材料与所述气溶胶生成基质之间可在所述气溶胶生成制品的制造后处置期间保护所述第一电极和所述介电材料免于损坏。

为促进所述第一电极到所述气溶胶生成装置上的所述第一电触点的连接，优选地，所述第一电极的至少一部分暴露。举例来说，所述包装材料可包括至少一个孔隙，所述气溶胶生成装置上的所述第一电触点可经由所述至少一个孔隙接触所述第一电极的至少一部分。

在上述实施例中的任一个中，所述气溶胶生成基质可具有大体圆柱形形状，其中所述第一电极具有大体环形形状且外接所述气溶胶生成基质的至少一部分，且其中所述第二电极具有大体环形形状且在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时外接所述气溶胶生成制品的至少一部分。提供各自具有大体环形形状的第一电极和第二电极可有利地消除在插入到所述气溶胶生成装置中之后维持所述气溶胶生成制品的特定旋转定向的需要。即，环形第一电极和第二电极可促进以所述气溶胶生成制品的任何旋转定向将所述第一电极连接到所述气溶胶生成装置上的所述第一电触点。

在又一组替代实施例中，在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述气溶胶生成基质的至少一部分可定位于所述第一电极与所述第二电极之间，以使得所述气溶胶生成基质的定位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述部分形成所述介电材料。此等实施例有利地消除提供单独介电材料的需要。此等实施例有利地促进通过测量所述第一电极与所述第二电极之间的电容的改变来更直接地测量挥发性化合物从所述气溶胶生成基质的消耗。

在上述实施例中的任一个中，所述气溶胶生成基质优选地为固态气溶胶生成基质。气溶胶生成基质优选包括含烟草材料，所述含烟草材料含有在加热时从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。所述气溶胶生成基质可包括非烟草材料。所述气溶胶生成基质可包括含烟草材料以及不含烟草材料。

所述固态气溶胶生成基质可包括例如以下中的一种或多种：粉末、颗粒、丸粒、碎片、丝束、条带或薄片，其含有以下中的一种或多种：草本植物叶子、烟草叶、烟草肋料、膨胀烟草和均质化烟草。

任选地，所述固态气溶胶生成基质可含有在加热所述固体气溶胶生成基质时释放的烟草或非烟草挥发性香味化合物。所述固态气溶胶生成基质还可含有一个或多个密封盒，例如包括额外的烟草挥发性香味化合物或非烟草挥发性香味化合物的密封盒，且此类密封盒可在加热所述固态气溶胶生成基质期间熔融。

任选地，所述固态气溶胶生成基质可提供于热稳定载体上或嵌入于热稳定载体中。载体可呈粉末、颗粒、丸粒、碎片、丝束、条带或薄片形式。所述固态气溶胶生成基质可以例如薄片、泡沫、凝胶或浆料形式沉积于载体的表面上。所述固态气溶胶生成基质可沉积于载体的整个表面上，或替代地，可以图案形式沉积，以便在使用期间提供非均一的香味递送。

如本文中所使用，术语‘均质化烟草材料’表示由聚结的颗粒状烟草所形成的材料。

如本文中所使用，术语‘薄片’表示宽度和长度显著大于其厚度的层压元件。

如本文中所使用，术语‘聚集’用于描述薄片大体上横向于气溶胶生成制品的纵向轴线卷绕、折叠或以其它方式压缩或收缩。

在优选实施例中，气溶胶生成基质包括均质化烟草材料的纹理化聚集薄片。

如本文中所使用，术语‘纹理化薄片’表示已经卷曲、轧花、凹入、穿孔或以其它方式变形的薄片。气溶胶生成基质可包括均质化烟草材料的纹理化聚集薄片，其包括多个间隔开的凹口、突起、孔眼或其组合。

在特别优选的实施例中，气溶胶生成基质包括均质化烟草材料的聚集卷曲薄片。

使用均质化烟草材料的纹理化薄片可有利地促成均质化烟草材料薄片聚集以形成气溶胶生成基质。

如本文中所使用，术语‘卷曲薄片’表示具有多个大体平行的隆脊或波纹的薄片。优选地，所述大体平行的隆脊或波纹沿着或平行于气溶胶生成系统的纵向轴线延伸。这有利地促进均质化烟草材料的卷曲薄片聚集以形成气溶胶生成制品。然而，应了解，用于包含在气溶胶生成制品中的均质化烟草材料的卷曲薄片可替代地或另外具有多个大体平行的隆脊或波纹，所述隆脊或波纹相对于气溶胶生成制品的纵向轴线呈锐角或钝角而设置。

如本文中所使用，术语“气溶胶形成剂”用于描述任何适合的已知化合物或化合物混合物，所述化合物或化合物混合物在使用时促进气溶胶的形成且在气溶胶生成制品的操作温度下基本上抵抗热降解。

适合的气溶胶形成剂包含但不限于：多元醇，例如丙二醇、三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和单、二或多元羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。

优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如丙二醇、三乙二醇、1,3-丁二醇，且最优选地为丙三醇。

气溶胶生成基质可包括单一的气溶胶形成剂。或者，气溶胶生成基质可包括两种或更多种气溶胶形成剂的组合。

所述气溶胶生成基质可具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。

所述气溶胶气溶胶生成基质可具有以干重计介于约5％与约30％之间的气溶胶形成剂含量。

所述气溶胶生成基质可具有以干重计约20％的气溶胶形成剂含量。

在另一组替代实施例中，所述气溶胶生成制品可包括密封盒，所述密封盒限定收纳所述气溶胶生成基质的隔室，其中所述第一电极和所述介电材料提供于所述密封盒的外表面上。

优选地，所述密封盒包括基底、从所述基底延伸的大体圆柱形壁，和与所述基底相对的开放末端。所述气溶胶生成制品进一步包括密封件，所述密封件连接到所述密封盒且跨越所述开放末端延伸以将所述气溶胶生成基质密封在所述隔室内，其中所述第一电极和所述介电材料提供于所述密封盒的所述基底上。

将所述第一电极和所述介电材料提供于此类密封盒的所述基底上可在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时促进所述第一电极与所述气溶胶生成装置中的所述第一电触点之间的可靠且牢固的接触。

举例来说，所述基底优选地为大体圆形，其中所述第一电极位于所述基底的至少一部分之上，其中所述介电材料位于所述第一电极的第一部分之上，其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第二电极位于所述介电材料的至少一部分之上且位于所述大体圆形基底的中心之上，且其中所述第一电极包括不位于所述介电材料或所述第二电极中的任一个之下的第二部分，以使得在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第一电极的所述第二部分接触所述第一电触点，所述第二部分与所述大体圆形基底的所述中心隔开。

为了在所述气溶胶生成制品插入到所述气溶胶生成装置的所述腔体中时促进所述第一电极与所述第一电触点之间的接触而不管所述大体圆形基底的旋转定向，所述第一电触点可为同心圆形或同心环形电触点。

另外或替代地，所述第一电极可具有同心地位于所述基底的至少一部分之上的大体圆形形状，其中所述介电材料具有大体圆形形状且同心地位于所述第一电极的所述第一部分之上，其中所述第二电极具有大体圆形形状且在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时同心地位于所述介电材料的至少一部分之上，且其中所述第一电极的直径大于所述介电材料和所述第二电极的直径，以使得所述第一电极的所述第二部分具有同心地提供于所述大体圆形基底上的环形形状。此等实施例可通过提供同心第一电极而消除在气溶胶生成装置上提供同心第一电触点的需要，所述同心第一电极可准许气溶胶生成制品相对于气溶胶生成装置的任何旋转定向。

在气溶胶生成制品包括限定收纳气溶胶生成基质的隔室的密封盒的那些实施例中，优选地，所述气溶胶生成基质包括烟草，更优选地为管状烟草、烟丝、再造烟草、均质化烟草中的至少一个和其组合。

所述气溶胶生成基质可包括气溶胶形成剂。所述气溶胶生成基质优选地包括：均质化烟草材料、气溶胶形成剂和水。提供均质化烟草材料可改善气溶胶生成、在加热气溶胶生成制品期间生成的气溶胶的尼古丁含量和香味特征。具体地说，制造均质化烟草的工艺涉及研磨烟草叶，其在加热时更有效地实现尼古丁和香味的释放。

所述均质化烟草材料优选地以薄片形式提供，所述薄片被折叠、卷曲或切割成条带。在一特别优选的实施例中，薄片切割成宽度介于约0.2mm与约2mm之间、更优选地介于约0.4mm与约1.2mm之间的条带。在一个实施例中，条带的宽度为约0.9mm。

替代地，均质化烟草材料可使用滚圆而形成为球体。球体的平均直径优选地介于约0.5毫米与约4毫米之间、更优选地介于约0.8毫米与约3毫米之间。

所述气溶胶生成基质优选地包括：介于约55重量％与约75重量％之间的均质化烟草材料；介于约15重量％与约25重量％之间的气溶胶形成剂；以及介于约10重量％与约20重量％之间的水。

在测量气溶胶生成基质的样品之前，使其在22℃在50％相对湿度下平衡48小时。使用卡尔费舍尔技术(Karl Fischer technique)来确定均质化烟草材料的含水量。

所述气溶胶生成基质可以进一步包括按重量计介于约0.1％与约10％之间的香料。香料可为本领域中已知的任何合适的香料，诸如薄荷醇。

供用于包括密封盒的气溶胶生成制品中的均质化烟草材料的薄片可通过使颗粒状烟草聚结而形成，所述颗粒状烟草是通过将烟草叶片和烟草叶梗中的一种或两种研磨或以其它方式粉碎而获得。

供用于包括密封盒的气溶胶生成制品中的均质化烟草材料的薄片可包含为烟草内生粘合剂的一种或多种固有粘合剂、为烟草外源粘合剂的一种或多种外来粘合剂或其组合，以帮助颗粒状烟草聚结。替代地或另外，均质化烟草材料的薄片可包括其它添加剂，包含但不限于烟草和非烟草纤维、香料、填充剂、水性和非水性溶剂和其组合。

用于包含在供用于包括密封盒的气溶胶生成制品中的均质化烟草材料的薄片中的合适外来粘合剂是所属领域中已知的，且包含但不限于：树胶，例如瓜尔胶、黄原胶、阿拉伯树胶和刺槐豆胶；纤维素粘合剂，例如羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素和乙基纤维素；多糖，例如淀粉；有机酸，例如褐藻酸；有机酸的共轭碱盐，例如海藻酸钠、琼脂和30果胶；以及其组合。

用于产生均质化烟草材料的薄片的多种再造工艺是本领域已知的。这些工艺包含但不限于：例如US-A-3,860,012中所述类型的造纸工艺；例如US-A-5,724,998中所述类型的浇注或‘浇注叶’工艺；例如US-A-3,894,544中所述类型的膏团再造(doughreconstitution)工艺；和例如GB-A-983,928中所述类型的挤出工艺。通常，通过挤出工艺和膏团再造工艺产生的均质化烟草材料的薄片的密度大于通过浇注工艺产生的均质化烟草材料的薄片的密度。

供用于包括密封盒的气溶胶生成制品中的均质化烟草材料的薄片优选地通过以下类型的浇注工艺形成，所述浇注工艺通常包括：将包括颗粒状烟草和一种或多种粘合剂的浆料浇注到传送带或其它支撑表面上，使浇注的浆料干燥以形成均质化烟草材料的薄片，及从支撑表面移除均质化烟草材料的薄片。

均质化烟草薄薄片料可使用不同类型的烟草产生。举例来说，烟草薄薄片料可使用来自多个不同烟草品种的烟草或来自烟草植物的不同区域(如叶片或梗)的烟草而形成。在处理之后，薄片具有一致的性质和均质的香味。可产生具有特定香味的单个均质化烟草材料薄片。为产生具有不同香味的产品，需要产生不同烟草薄薄片料。通过在常规香烟中混合大量不同切碎的烟草而产生的一些香味可能难以在单个均质化烟草薄片中复制。举例来说，维吉尼亚烟草(Virginia tobacco)和白肋烟草(Burley tobacco)可能需要以不同方式处理以使其个别香味达到最佳。可能无法在单个均质化烟草材料薄片中复制维吉尼亚和白肋烟草的特定混合物。由此，气溶胶生成基质可包括第一均质化烟草材料和第二均质化烟草材料。通过在单个气溶胶生成基质中组合两种不同烟草材料薄片，可产生无法由单个均质化烟草薄片产生的新型混合物。

气溶胶形成剂优选地包括至少一种多元醇。在一优选实施例中，气溶胶形成剂包括以下各项中的至少一种：三乙二醇；1,3-丁二醇；丙二醇；以及丙三醇。

在上述实施例中的任一个中，所述介电材料可包括纸张和吸附到所述纸张上的至少一种液体，特别是在上文所描述的所述气溶胶生成制品包括包装材料的那些实施例中，其中所述包装材料的至少一部分形成所述介电材料。

所述纸张的固态组分形成所述多孔基质材料。吸附到所述多孔基质材料中的所述液体可包括在已使用例如湿法成网工艺的常规造纸工艺形成所述纸之后残留在所述纸中的水分。另外或替代地，可在已形成纸之后将液体添加至所述纸。所述液体可包括水。

在一些实施例中，且尤其是气溶胶生成基质包括烟草材料的滤嘴段或条的那些实施例中，所述至少一个加热器优选地包括被配置成用于在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时插入到所述气溶胶生成基质中的伸长的加热器。所述伸长的加热器可具有任何适合形状以促进插入到所述气溶胶生成基质中。举例来说，所述伸长的加热器可为加热器叶片。

另外或替代地，所述至少一个加热器可包括在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时定位成邻近于所述气溶胶生成制品的外表面的加热器。此类实施例可能特别适合于所述气溶胶生成制品包括限定收纳气溶胶生成基质的隔室的密封盒的那些实施例。举例来说，所述至少一个加热器可包括被配置成在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时围绕所述气溶胶生成制品的至少一部分的大体环形加热器。另外或替代地，所述至少一个加热器可包括在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时定位成邻近于所述气溶胶生成制品的末端的大体平坦的加热器。

在上述实施例中的任一个中，所述至少一个加热器优选地包括电阻材料。适合的电阻材料包含但不限于：半导体，例如掺杂陶瓷、“导电”陶瓷(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制成的复合材料。此类复合材料可包括掺杂或未掺杂的陶瓷。适合的掺杂陶瓷的实例包括掺杂碳化硅。适合的金属的实例包括钛、锆、钽和铂族金属。适合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、锰和铁的合金，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，电阻材料可任选地嵌入绝缘材料中，由绝缘材料囊封或由绝缘材料涂布或反之亦然，这取决于能量转移的动力学和所需外部物理化学特性。适合的复合加热器元件的实例公开于US-A-5 498855、WO-A-03/095688和US-A-5 514 630中。

在上述实施例中的任一个中，所述第一电触点可提供于所述腔体的端壁上。在一些实施例中，所述第一电触点可同心地提供于所述端壁上以促进与所述第一电极的接触，而不管所述气溶胶生成制品的旋转定向。举例来说，所述第一电触点可为大体环形或大体圆形。

或者，所述第一电触点可提供于所述腔体的纵向延伸壁的内表面上。在一些实施例中，所述第一电触点可为环形且在所述腔体的圆周周围延伸以促进与所述第一电极的接触，而不管所述气溶胶生成制品的旋转定向。

本发明还扩展到一种根据上述实施例中的任一个的供用于根据本发明的第一方面的气溶胶生成系统中的气溶胶生成制品。因此，根据本发明的第二方面，提供一种气溶胶生成制品，其包括气溶胶生成基质、第一电极，和定位成邻近于所述第一电极的介电材料。所述介电材料包括多孔基质材料和吸附到所述多孔基质材料中的液体。所述气溶胶生成制品可进一步包括上文相对于本发明的第一方面所描述的任选或优选特征中的任一个。

本发明还扩展到一种根据上述实施例中的任一个的供用于根据本发明的第一方面的气溶胶生成系统中的气溶胶生成装置。因此，根据本发明的第三方面，提供一种气溶胶生成装置，其包括电源、至少一个加热器，和控制器，所述控制器被配置成控制电能从所述电源到所述至少一个加热器的供应。所述气溶胶生成装置进一步包括：腔体，其用于收纳气溶胶生成制品；第一电触点，其连接到所述控制器且被布置成在气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时接触气溶胶生成制品上的第一电极；以及第二电极，其连接到所述控制器且被布置成在气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时定位成邻近于气溶胶生成制品。所述气溶胶生成装置可进一步包括上文相对于本发明的第一方面所描述的任选或优选特征中的任一个。

附图说明

现将参考附图，仅借助于实例进一步描述本发明，在附图中：

图1示出根据本发明的气溶胶生成制品；

图2示出根据本发明的图1的气溶胶生成制品，其插入到气溶胶生成装置中以形成气溶胶生成系统；

图3到6示出图1的气溶胶生成制品的替代实施例；

图7示出根据本发明的替代气溶胶生成制品；

图8示出根据本发明的图7的气溶胶生成制品，其插入到气溶胶生成装置中以形成替代气溶胶生成系统；

图9示出根据本发明的另一替代气溶胶生成制品；

图10示出根据本发明的图9的气溶胶生成制品，其插入到气溶胶生成装置中以形成另一替代气溶胶生成系统；以及

图11示出图9的气溶胶生成制品的替代实施例。

具体实施方式

图1示出气溶胶生成制品10，其包括气溶胶生成基质12、中空乙酸酯管14、聚合物过滤器16、衔嘴18和外包装材料20。气溶胶生成基质12包括烟草滤嘴段，且衔嘴18包括纤维素乙酸酯纤维滤嘴段。

气溶胶生成制品10进一步包括邻近于气溶胶生成基质12紧固到外包装材料20的第一电极24和位于第一电极24的第一部分之上的介电材料26。介电材料26包括纸张和吸附到所述纸张中的液体。第一电极24包括不位于介电材料26之下的第二部分29，所述第二部分29促进在气溶胶生成制品10收纳于气溶胶生成装置内时将第一电极24连接到电触点，如参考图2所详细描述。

为了清楚起见，在图1(和图2到11)中已夸示第一电极24和介电材料26的厚度。

图2示出插入到电加热式气溶胶生成装置30中的气溶胶形成制品10。装置30包括限定用于收纳气溶胶生成制品10的腔体33的壳体31。装置30包含加热器32，所述加热器包括基底部分34和加热器叶片36，所述加热器叶片在气溶胶生成制品10插入到腔体33中时穿透气溶胶生成基质12。加热器叶片36包括用于电阻地加热气溶胶生成制品10的上游端的电阻性加热线圈38。控制器42控制装置30的操作，包含电流从电池40到加热器叶片36的电阻性加热线圈38的供应。

气溶胶生成装置30进一步包括第一电触点44，所述第一电触点被布置成在气溶胶生成制品10完全插入到腔体33中时接触第一电极24。第一电触点44为环形的，以使得其接触第一电极24而不管气溶胶生成制品10在腔体33内的旋转定向。

气溶胶生成装置30还包括第二电极28，所述第二电极被布置成在气溶胶生成制品10完全插入到腔体33中时位于介电材料26和第一电极24之上。第二电极28为环形的，以使得其位于介电材料26和第一电极24之上，而不管气溶胶生成制品10在腔体33内的旋转定向。在气溶胶生成制品10收纳于腔体33内时，第一电极24、介电材料26和第二电极28一起形成电容器22。

在使用期间，控制器42将电流从电池40供应到电阻性加热线圈38，以加热气溶胶生成基质12和电容器22。在加热循环期间，吸附到介电材料26的纸张中的液体中的至少一些汽化，从而导致第一电极24与第二电极28之间的电容发生改变，这由控制器42经由第一电触点44和第二电极28加以测量。在所测量电容达到指示挥发性化合物从气溶胶生成基质12的显著消耗的预定水平时，控制器42终止电流从电池40到电阻性加热线圈38的供应，以防止对气溶胶生成基质12的进一步加热。

图3到6说明各自包括不同电容器配置的气溶胶生成制品10的替代实施例。使用类似参考标号标示类似零件。

图3中所示的气溶胶生成制品100包含提供于外包装材料20的内表面上的第一电极124。在制品100收纳于气溶胶生成装置的腔体内时，第二电极位于第一电极124之上，外包装材料20的一部分位于其间。在此实施例中，介电材料126是由外包装材料20的定位于第一电极与第二电极之间的部分形成。第一电极124的第二部分129从气溶胶生成制品100的上游端突出，以促进将第一电极124连接到气溶胶生成装置中的第一电触点。

图4中所示的气溶胶生成制品200包含提供于气溶胶生成基质12内的第一电极224和位于第一电极224的第一部分之上且位于外包装材料20之下的介电材料226。在制品200收纳于气溶胶生成装置的腔体内时，第二电极位于第一电极224和介电材料226之上，其中外包装材料20的一部分位于其间。第一电极224的第二部分229从气溶胶生成制品200的上游端突出，以促进将第一电极224连接到气溶胶生成装置中的第一电触点。

图5中所示的气溶胶生成制品300包含提供于外包装材料20的外表面上的环形第一电极324和位于第一电极324的第一部分之上的介电材料326。第一电极324的第二部分329不位于介电材料326之下，以促进将第一电极324连接到气溶胶生成装置中的第一电触点。使用环形第一电极324可消除在气溶胶生成装置中提供环形第一电触点的需要，同时仍然准许将气溶胶生成制品300以任何旋转定向插入到气溶胶生成装置中。

图6中所示的气溶胶生成制品400包含提供于外包装材料20的外表面上的第一电极424。在气溶胶生成制品400收纳于气溶胶生成装置的腔体内时，图6中以虚线示出的第二电极428在气溶胶生成制品400的相对侧上位于外包装材料20的外表面之上。介电材料426定位在第一电极424和第二电极428之间使得第一电极424、介电材料426和第二电极428形成电容器422。在此实施例中，介电材料426是通过在气溶胶生成制品400收纳与气溶胶生成装置的腔体内时，气溶胶生成基质12的定位于第一电极424与第二电极428之间的部分形成。

图7示出包括包装在外包装材料520中的气溶胶生成基质512的替代气溶胶生成制品500。气溶胶生成基质512为烟丝条。

气溶胶生成制品500进一步包括邻近于气溶胶生成基质512紧固到外包装材料520的第一电极524和位于第一电极524的第一部分之上的介电材料526。介电材料526包括纸张和吸附到所述纸张中的液体。第一电极524包括不位于介电材料526之下的第二部分529，所述第二部分529促进在气溶胶生成制品500收纳于气溶胶生成装置内时将第一电极524连接到电触点，如参考图8所详细描述。

图8示出插入到电加热式气溶胶生成装置600中的气溶胶形成制品500。装置600包括限定用于收纳气溶胶生成制品500的腔体633的壳体631。可移除可移除式端帽602以允许将气溶胶生成制品500插入到腔体633中，可移除式端帽602包括空气入口604以在使用期间允许空气进入腔体633中。装置600包含收纳气溶胶生成制品500的环形加热器632。控制器642控制装置600的操作，包含电流从电池640到环形加热器632的供应。在装置600的下游端处的衔嘴606包含空气出口608以允许消费者在使用期间经由气溶胶生成制品500和装置600吸取空气。

气溶胶生成装置600进一步包括第一电触点644，所述第一电触点被布置成在气溶胶生成制品500完全插入到腔体633中时接触第一电极524。第一电触点644为环形的，以使得其接触第一电极524而不管气溶胶生成制品500在腔体633内的旋转定向。

气溶胶生成装置600还包括第二电极628，所述第二电极被布置成在气溶胶生成制品500完全插入到腔体633中时位于介电材料526和第一电极524之上。第二电极628为环形的，以使得其位于介电材料526和第一电极524之上，而不管气溶胶生成制品500在腔体633内的旋转定向。在气溶胶生成制品500收纳于腔体633内时，第一电极524、介电材料526和第二电极628一起形成电容器622。

在使用期间，控制器642将电流从电池640供应到环形加热器632，以加热气溶胶生成基质512和电容器622。在加热循环期间，吸附到介电材料526的纸张中的液体中的至少一些汽化，从而导致第一电极524与第二电极628之间的电容发生改变，这由控制器642经由第一电触点644和第二电极628加以测量。在所测量电容达到指示挥发性化合物从气溶胶生成基质512的显著消耗的预定水平时，控制器642终止电流从电池640到环形加热器632的供应，以防止对气溶胶生成基质512的进一步加热。

所属领域的技术人员应了解，参考图3到6所描述的替代电容器布置中的任一个可同等地应用于图7中示出的气溶胶生成制品500。

图9示出包括密封盒702的另一替代气溶胶生成制品700，所述密封盒限定供设置气溶胶生成基质712的隔室。气溶胶生成基质712包括松散烟草。密封盒712包括基底和密封件704，所述密封件连接到密封盒702以密封与所述基底相对的隔室的开放末端。

第一电极724紧固到密封盒702的基底，且介电材料726位于第一电极724的第一部分之上。介电材料726包括纸张和吸附到所述纸张中的液体。第一电极724包括不位于介电材料726之下的第二部分729，所述第二部分729促进在气溶胶生成制品700收纳于气溶胶生成装置内时将第一电极724连接到电触点，如参考图10所详细描述。

图10示出插入到电加热式气溶胶生成装置800中的气溶胶形成制品700。装置800包括限定用于收纳气溶胶生成制品700的腔体833的壳体831。可移除可移除式衔嘴802以允许将气溶胶生成制品700插入到腔体833中，可移除式衔嘴802包括穿刺元件803，所述穿刺元件用于在将可移除式衔嘴802再附接到壳体831时破坏气溶胶生成制品700上的密封件704。可移除式衔嘴802进一步包括用于允许空气进入腔体833中的空气入口804和延伸穿过穿刺元件803以允许消费者在使用期间将空气吸出腔体833的空气出口805。

装置800包含收纳气溶胶生成制品700的环形加热器832。控制器842控制装置800的操作，包含电流从电池840到环形加热器832的供应。

气溶胶生成装置800进一步包括第一电触点844，所述第一电触点被布置成在气溶胶生成制品700完全插入到腔体833中时接触第一电极724。第一电触点844为环形的，以使得其接触第一电极724而不管气溶胶生成制品700在腔体833内的旋转定向。

气溶胶生成装置800还包括第二电极828，所述第二电极被布置成在气溶胶生成制品700完全插入到腔体833中时位于介电材料726和第一电极724之上。在气溶胶生成制品700收纳于腔体833内时，第一电极724、介电材料726和第二电极828一起形成电容器822。

在使用期间，控制器842将电流从电池840供应到环形加热器832，以加热气溶胶生成基质712和电容器822。在加热循环期间，吸附到介电材料726的纸张中的液体中的至少一些汽化，从而导致第一电极724与第二电极828之间的电容发生改变，这由控制器842经由第一电触点844和第二电极828加以测量。在所测量电容达到指示挥发性化合物从气溶胶生成基质712的显著消耗的预定水平时，控制器842终止电流从电池840到环形加热器832的供应，以防止对气溶胶生成基质712的进一步加热。

图11说明气溶胶生成制品700的替代实施例，其中类似参考数字用来标示类似零件。

图11中所示的气溶胶生成制品900包含第一电极924和介电材料926，两者同心地提供于密封盒702的基底上。第一电极924的直径大于介电材料926，以使得第一电极包括环形第二部分929以促进将第一电极924连接到气溶胶生成装置中的第一电触点。形成第一电极924的环形第二部分929可消除在气溶胶生成装置中提供环形第一电触点的需要，同时仍然准许将气溶胶生成制品900以任何旋转定向插入到气溶胶生成装置中。

Claims (14)

1.一种气溶胶生成系统，包括：

气溶胶生成制品，其包括气溶胶生成基质、第一电极和介电材料，所述介电材料包括多孔基质材料和吸附到所述多孔基质材料中的液体；以及

气溶胶生成装置，其包括：

电源；

至少一个加热器；

用于收纳所述气溶胶生成制品的腔体；

第一电触点，用于在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时接触所述第一电极；

控制器；以及

第二电极；

其中，在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述介电材料定位于所述第一电极与所述第二电极之间，以使得所述第一电极、所述介电材料和所述第二电极形成电容器；

其中，所述控制器被配置成控制电力从所述电源到用于加热所述气溶胶生成基质和所述介电材料的所述至少一个加热器的供应且控制电力从所述电源到所述电容器的供应；

其中，所述控制器被配置成测量所述电容器的电容，且其中所述控制器被配置成在所述所测量电容超过预定阈值时终止电力从所述电源到所述至少一个加热器的所述供应。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成制品进一步包括包装在所述气溶胶生成基质周围的包装材料，且其中所述第一电极和所述介电材料提供于所述包装材料的外表面上。

3.根据权利要求2所述的气溶胶生成系统，其中所述第一电极位于所述包装材料的至少一部分之上，其中所述介电材料位于所述第一电极的第一部分之上，其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第二电极位于所述介电材料的至少一部分之上，且其中所述第一电极包括不位于所述介电材料或所述第二电极中的任一个之下的第二部分，以使得在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第一电极的所述第二部分接触所述第一电触点。

4.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成制品进一步包括包装在所述气溶胶生成基质周围的包装材料，其中所述第一电极位于所述包装材料的至少一部分之下，其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第二电极位于所述包装材料的至少一部分之上，且其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述包装材料的定位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述部分形成所述介电材料。

5.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成制品进一步包括包装在所述气溶胶生成基质周围的包装材料，其中所述第一电极和所述介电材料定位于所述包装材料与所述气溶胶生成基质之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成基质具有大体圆柱形形状，其中所述第一电极具有大体环形形状且外接所述气溶胶生成基质的至少一部分，且其中所述第二电极具有大体环形形状且在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时外接所述气溶胶生成制品的至少一部分。

7.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成制品进一步包括密封盒，所述密封盒限定收纳所述气溶胶生成基质的隔室，其中所述第一电极和所述介电材料提供于所述密封盒的外表面上。

8.根据权利要求7所述的气溶胶生成系统，其中所述密封盒包括基底、从所述基底延伸的大体圆柱形壁和与所述基底相对的开放末端，所述气溶胶生成制品进一步包括密封件，所述密封件连接到所述密封盒且跨越所述开放末端延伸以将所述气溶胶生成基质密封在所述隔室内，且其中所述第一电极和所述介电材料提供于所述密封盒的所述基底上。

9.根据权利要求8所述的气溶胶生成系统，其中所述基底为大体圆形，其中所述第一电极位于所述基底的至少一部分之上，其中所述介电材料位于所述第一电极的第一部分之上，其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第二电极位于所述介电材料的至少一部分之上且位于所述大体圆形基底的中心之上，且其中所述第一电极包括不位于所述介电材料或所述第二电极中的任一个之下的第二部分，以使得在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述第一电极的所述第二部分接触所述第一电触点，所述第二部分与所述大体圆形基底的所述中心隔开。

10.根据权利要求9所述的气溶胶生成系统，其中所述第一电极具有大体圆形形状且同心地位于所述基底的至少一部分之上，其中所述介电材料具有大体圆形形状且同心地位于所述第一电极的所述第一部分之上，其中所述第二电极具有大体圆形形状且在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时同心地位于所述介电材料的至少一部分之上，且其中所述第一电极的直径大于所述介电材料和所述第二电极的直径，以使得所述第一电极的所述第二部分具有同心地提供于所述大体圆形基底上的环形形状。

11.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述介电材料包括纸张和吸附到所述纸张上的至少一种液体。

12.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中在所述气溶胶生成制品收纳于所述腔体内时，所述气溶胶生成基质的至少一部分定位于所述第一电极与所述第二电极之间，以使得所述气溶胶生成基质的定位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述部分形成所述介电材料。

13.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成基质包括烟草。

14.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成基质在室温下为非液体。

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