CN109069776A - 具有刺穿组合件的气溶胶生成装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种与可消耗筒(200)一起使用的电加热气溶胶生成装置(100)，所述可消耗筒包括存储部分(202)，所述存储部分含有气溶胶形成基质且具有环绕延伸通过所述筒的端部开放的过道(208)的流体可渗透内表面(204)。所述装置包含：主要壳体(102)，其具有用于收纳可消耗筒的腔(108)；闭合主体(110)，其可与所述主要壳体接合以将所述筒围封在所述腔中；和加热器组合件(300)，其用于加热所述筒。所述加热器组合件包含：伸长的刺穿组合件(302)，其布置成延伸到所述筒的所述端部开放的过道中；和一个或多个电加热器(400)，其固定到所述伸长的刺穿组合件。所述刺穿组合件具有连接到所述主要壳体的第一中空轴部分(304)和连接到所述闭合主体的第二中空轴部分(324)。所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分(304、324)在其远端处具有用于当所述筒被围封在所述腔中时使横跨所述端部开放的过道的第一端部和第二端部的第一易碎的密封件和第二易碎的密封件(210、212)破裂的第一刺穿表面和第二刺穿表面(308、328)。所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分布置成沿着同一纵向轴线延伸且被设定大小成在接合部(330)处会合，使得当所述闭合主体与所述主要壳体接合时，所述伸长的刺穿组合件沿着所述腔的整个长度延伸。

Description

具有刺穿组合件的气溶胶生成装置
技术领域
本发明涉及一种与可消耗筒一起使用的气溶胶生成装置。具体地说，本发明涉及一种与具有内部过道且含有气溶胶形成基质的可消耗筒一起使用的电加热气溶胶生成装置。本公开还涉及与气溶胶生成装置一起使用的可消耗筒，涉及包括电加热气溶胶生成装置和可消耗筒的电加热气溶胶生成系统，且涉及用于包括电加热气溶胶生成装置和多个可消耗筒的电加热气溶胶生成系统的套件。
背景技术
手持的且通过加热气溶胶生成制品或筒中的气溶胶形成基质来操作的电加热吸烟系统在所属领域中已知。举例来说，WO2009/132793描述了一种电加热吸烟系统，所述电加热吸烟系统包括壳体和可替换的衔嘴。所述壳体包括电源和电路。所述衔嘴包括液体存储部分和具有第一端部和第二端部的毛细管芯。所述芯的第一端部延伸到液体存储部分中，用于与其中的液体相接触。衔嘴还包括用于加热毛细管芯的第二端部的加热元件、排气口、和位于毛细管芯的第二端部与排气口之间的气溶胶形成室。加热元件通常是卷绕在芯周围的电线线圈。当壳体与衔嘴接合时，加热元件与电源通过电路电气连接，并且从至少一个进气口经由气溶胶形成室到排气口限定用于空气的流动路线。在使用中，液体通过芯中的毛细管作用从液体存储部分朝向加热元件转移。毛细管芯的第二端部处的液体通过所述加热元件被汽化。所产生的过饱和蒸汽被混合在来自至少一个进气口的气流中并且在所述气流中被载运到气溶胶形成室。在所述气溶胶形成室中，蒸汽冷凝以形成气溶胶，所述气溶胶被朝向排气口载运到用户的口中。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种与可消耗筒一起使用的电加热气溶胶生成装置，所述可消耗筒包括含有气溶胶形成基质的存储部分，所述存储部分具有环绕延伸通过所述筒的端部开放的过道的流体可渗透内表面，所述装置包括：主要壳体，其具有用于收纳可消耗筒的腔；闭合主体，其可与所述主要壳体接合以将所述筒围封在所述腔中；和加热器组合件，其用于加热所述筒，所述加热器组合件包括：伸长的刺穿组合件，其布置成延伸到所述筒的所述端部开放的过道中且限定形成通过所述装置的气流路径的一部分的内部气流过道；和一个或多个电加热器，其固定到所述伸长的刺穿组合件，所述一个或多个电加热器各自具有用于当所述筒被围封在所述腔中时加热所述气溶胶形成基质的至少一个加热元件，其中所述伸长的刺穿组合件包括：第一中空轴部分，其连接到所述主要壳体且在其远端处具有用于当所述筒插入到所述腔中时使横跨所述端部开放的过道的第一端部的第一易碎的密封件破裂的第一刺穿表面；和第二中空轴部分，其连接到所述闭合主体且在其远端处具有用于当所述闭合主体与所述主要壳体接合时使横跨所述端部开放的过道的第二端部的第二易碎的密封件破裂的第二刺穿表面，其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分布置成当所述闭合主体与所述主要壳体接合时沿着同一纵向轴线延伸，且其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分被设定大小成在接合部处会合，使得当所述闭合主体与所述主要壳体接合时，所述伸长的刺穿组合件沿着所述腔的整个长度延伸。
有利地，具有两件式刺穿组合件可允许用户较容易地使在筒的任一端部处的密封件破裂。在不希望受理论束缚的情况下，咸信通过使密封件向内破裂，会防止密封件从中空轴部分移动开且由第一和第二刺穿表面施加在密封件上的应力较高，从而使得密封件会较容易地破裂。另外，通过将中空轴部分中的一个连接到闭合主体，有可能会防止筒的下游端部处的密封件破裂，直到闭合主体放置在主要壳体上方为止。这可降低液体在插入筒期间泄漏的风险。此外，与包含电加热器的筒相比，通过将电加热器提供为装置的部分，可使与装置一起使用的筒简化、更便宜且更稳固。因此，即使需要更贵的装置，但对于制造商和消费者来说，降低筒的成本可形成显著的成本节省。
加热器组合件包括一个或多个电加热器固定到的伸长的刺穿组合件。因此，伸长的刺穿组合件兼作用于一个或多个电加热器的安装件和刺穿构件。这可允许伸长的刺穿组合件在将筒插入装置中期间在筒的端部处方便且容易地刺穿密封件。为了便于刺穿密封件，第一和第二中空轴部分的的定位有第一和第二刺穿表面的远端的截面积优选地小于紧接在刺穿表面的近侧的中空轴构件的区域的截面积。优选地，第一和第二中空轴部分的截面积朝向其相应的远端处的锥形尖端缩小。第一和第二中空轴部分的截面积可朝向其相应的远端处的点缩小。
伸长的刺穿组合件具有形成通过装置的气流路径的一部分的内部气流过道。通过这种布置，伸长的刺穿组合件可为电加热器提供支撑件以及提供气流通道。这可允许装置紧凑且可促进低本高效的大量制造。在第一和第二中空轴部分内具有气流过道可有助于最小化装置的热损耗，且可允许装置的壳体容易地维持在握持舒适的温度下。此外，通过中空轴部分的气流中的汽化气溶胶形成基质可在气流过道内开始冷却以形成气溶胶，从而允许减小装置的总长度。
易碎的密封件在插入到装置的腔中之前形成横跨筒的端部的障壁。易碎的密封件可由任何合适材料制成，例如由膜制成，例如金属膜，优选地铝膜。
在本发明的电加热气溶胶生成装置中，第一和第二中空轴部分布置成当闭合主体与主要壳体接合时沿着同一纵向轴线延伸。
第一和第二中空轴部分还被设定大小成在接合部处会合，使得当闭合主体与主要壳体接合时，伸长的刺穿组合件沿着腔的整个长度延伸。
第一和第二中空轴部分的远端优选地以协作方式被塑形成使得密封件围绕接合部形成。通过这种布置，气流可大体上被限制于通过伸长的刺穿组合件的内部气流过道，而非穿过筒的存储部分，从而便于递送一致的气溶胶。在此类实施例中，中空轴部分中的一个或两个可以是流体可渗透的。这可允许来自存储部分的液体或存储部分中由气溶胶形成基质形成的气溶胶进入伸长的刺穿组合件的内部气流过道。举例来说，第一和第二中空轴部分中的一个或两个可包括一个或多个孔口。一个或多个电加热器可固持在一个或多个孔口中。在此类实施例中，一个或多个电加热器可与收纳在腔中的筒的存储部分通过一个或多个孔口流体连通。
第一和第二中空轴部分的远端可具有任何合适、协作的刺穿形状。优选地，第一和第二中空轴部分中的一个的远端具有向内逐渐变窄的外表面且第一和第二中空轴部分中的另一个的远端具有向外逐渐变窄的内表面，所述内表面和外表面被塑形成使得向内逐渐变窄的外表面配合在向外逐渐变窄的内表面内以当闭合主体与主要壳体接合时形成密封件。这可允许第一和第二中空轴部分容易地配合。举例来说，第一中空轴部分的远端可具有向内逐渐变窄的外表面且第二中空轴部分的远端可具有向外逐渐变窄的内表面，所述内表面和外表面被塑形成使得向内逐渐变窄的外表面配合在向外逐渐变窄的内表面内以当闭合主体与主要壳体接合时形成密封件。
闭合主体可简单地充当使腔闭合的盖。优选地，闭合主体形成衔嘴部分，空气可通过所述衔嘴部分被抽吸通过气溶胶生成装置的气流路径。衔嘴部分可具有出口，由装置生成的气溶胶可通过所述出口被抽吸到用户的口中。如本文中所使用，术语“衔嘴部分”意指被配置成放置在用户的口中以便直接吸入由系统生成的气溶胶的装置的一部分，所述气溶胶通过衔嘴传送到用户的口中。
第一和第二中空轴部分优选地是导电的。在此类实例中，第一和第二中空轴部分可布置成将一个或多个电加热器连接到电源。举例来说，第一和第二中空轴部分可由例如金属的导电材料形成。在其它实例中，第一和第二中空轴部分可由例如聚合物基质的电绝缘基质形成，且可进一步包括附接到用于将电加热器连接到电源的基质的一个或多个电导体。举例来说，第一和第二中空轴部分可包括电绝缘基质，电导体例如通过沉积、印刷或通过与基质层压为层压箔而施加在所述电绝缘基质上。层压箔接着可被塑形或折叠以形成第一和第二中空轴部分。
加热器组合件可包括单个电加热器，其包括用于加热收纳在腔中的筒的气溶胶形成基质的至少一个加热元件。优选地，加热器组合件包括固定到伸长的刺穿组合件且沿着伸长的刺穿组合件的长度间隔开的多个电加热器。
有利地，相对于其中仅提供一个电加热器或其中提供多个电加热器但其并不沿着伸长的刺穿组合件的长度间隔开的装置，此布置可允许更均匀地加热筒中的气溶胶形成基质。这还可允许装置加热原本不会被仅具有单个加热器的装置加热的筒的部分，由此使每个筒中更多的气溶胶形成基质能够汽化，从而减小浪费。另外，当与具有多种不同分别存储的气溶胶形成基质的筒一起使用时，多个纵向间隔开的电加热器允许单独加热不同气溶胶形成基质以产生具有特别需要的特性的气溶胶。
在加热器组合件包括多个电加热器的情况下，所有电加热器可固定到第一和第二中空轴部分中的一个。在一些实例中，多个电加热器包括固定到第一中空轴部分的一个或多个电加热器和固定到第二中空轴部分的一个或多个电加热器。所述多个电加热器可均匀地或不均匀地在第一中空轴部分与第二中空轴部分之间划分。举例来说，第一和第二中空轴部分中的一个可包括单个电加热器，其中剩余的电加热器固定到第一和第二中空轴部分中的另一个。
一个或多个电加热器可横向于伸长的刺穿组合件的纵向轴线横跨气流过道延伸。在此类实施例中，一个或多个电加热器可横跨气流过道。有利地，这可将电加热器直接放置于在使用中时通过装置抽吸的路径中。这可允许汽化的气溶胶形成基质较容易地被夹带到流动通过装置的空气中以形成气溶胶。这还可允许电加热器通过流动通过装置的空气冷却，从而降低过热风险。通过横跨气流过道延伸，电加热器可例如通过在气流中产生湍流而有助于使汽化的气溶胶形成基质与通过中空轴部分的气流混合。与其中无电加热器横跨气流过道延伸的实例相比较，这可产生较均质气溶胶。
在加热器组合件包括多个电加热器的情况下，多个电加热器可各自横向于伸长的刺穿组合件的纵向方向横跨内部气流过道延伸。在此类实施例中，多个电加热器可各自横跨气流过道。
在电加热器中的一个或多个横跨气流过道延伸的情况下，电加热器中的一个或多个的纵向轴线可垂直于中空轴部分的纵向轴线。横跨气流过道延伸的电加热器中的一个或多个可布置成使得其纵向轴线倾斜于中空轴部分的纵向轴线。
在多个电加热器横向于中空轴部分的纵向轴线横跨气流过道延伸的情况下，多个电加热器中的一个或多个可横跨气流过道延伸，使得其纵向轴线相对于电加热器中的至少一个其它电加热器的纵向轴线围绕伸长的刺穿组合件的纵向轴线旋转。即，当电加热器的纵向轴线被投影到垂直于伸长的刺穿组合件的纵向轴线延伸的平面上时，多个电加热器中的一个或多个的纵向轴线与电加热器中的至少一个其它电加热器的纵向轴线成角度地横跨气流过道延伸。通过这种布置，相对于其中电加热器围绕伸长的刺穿组合件的纵向轴线对准的布置，电加热器可较容易地拦截流动通过装置的空气。这还意味着电加热器中的至少一个可与筒的存储部分在与剩余的电加热器中的一个或多个围绕伸长的刺穿组合件的圆周偏移的位置处流体连通。相对于其中电加热器围绕中空轴部分的纵向轴线对准的布置，这可允许装置较均匀地消耗存储于筒中的气溶胶形成基质，从而减小浪费。另外，在液体气溶胶形成基质在使用期间从电加热器中的一个泄漏的情况下，通过使电加热器中的一个或多个以不同角度延伸，液体可被较容易地拦截且吸收到邻近电加热器中的一个中且可因此减小来自装置的液体泄漏。
优选地，第一和第二中空轴部分中的一个或两个包括多个孔口，多个电加热器固持在所述多个孔口中，多个电加热器与收纳在腔中的筒的存储部分通过多个孔口流体连通。
在已例如通过冲压、钻孔、研磨、腐蚀、电腐蚀、切割或激光切割形成相应的中空轴部分之后，孔口可形成在第一或第二中空轴部分中。在例如通过浇铸或模制具有孔口的中空轴部分或通过例如电沉积等沉积工艺形成中空轴部分时，孔口可与第一或第二中空轴部分一体地形成。
如本文中所使用，术语“气溶胶生成装置”是指与例如可消耗筒的气溶胶生成制品相互作用以生成气溶胶的装置。
优选地，气溶胶生成装置是便携式的。气溶胶生成装置可具有与常规雪茄或香烟相当的大小。气溶胶生成装置可具有在大约30mm与大约150mm之间的总长度。气溶胶生成装置可具有在大约5mm与大约30mm之间的外径。
加热器组合件可固定到装置的主要壳体和闭合主体，或与装置的主要壳体和闭合主体成一体。在其它实施例中，加热器组合件可以可拆卸方式紧固到主要壳体和闭合主体中的一个或两个。这可允许加热器组合件至少部分地从装置移除以例如用于维护或清洁或实现加热器组合件的替换。加热器组合件可通过一个或多个电气及机械连接构件以可拆卸方式连接到主要壳体或闭合主体。
加热器组合件包括一个或多个电加热器。举例来说，加热器组合件可包括固定到伸长的刺穿组合件的一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个电加热器。在加热器组合件包括一个或多个电加热器的情况下，电加热器可沿着伸长的刺穿组合件的长度间隔开。每一电加热器包括至少一个加热元件。每一电加热器可包括多于一个加热元件，例如两个、或三个、或四个、或五个、或六个或更多个加热元件。一个或多个加热元件可适当地布置，以便最有效地加热插入到主要壳体的腔中的筒的气溶胶形成基质。
每一加热元件可以是电阻线的线圈。加热元件可通过冲压或蚀刻片材坯件而形成，所述片材坯件可随后被缠绕在芯周围。优选地，加热元件是电阻线的线圈。线圈的节距优选地介于0.5mm与1.5mm之间，并且最为优选地为约1.5mm。线圈的节距意指邻近线圈匝之间的间隔。线圈可有利地包括不到六匝，并且优选地具有不到五匝。电阻丝有利地具有介于0.10mm与0.15mm之间的直径，并且优选地约为0.125mm的直径。电阻丝优选地由904或301不锈钢形成。其它合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。其它合适的金属合金的实例包含康铜；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、钴的超级合金；不锈钢、基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。是Titanium Metals Corporation的注册商标，其位于科罗拉多州丹佛市百老汇大厦1999套间4300(1999 Broadway Suite 4300,Denver Colorado)。在复合材料中，电阻材料可任选地嵌入绝缘材料中、由绝缘材料包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性质。加热元件可包括在两层惰性材料之间起隔离作用的金属蚀刻箔。在所述状况下，惰性材料可包括全聚酰亚胺或云母箔。是E.I.du Pont de Nemours and Company的注册商标，其位于美国特拉华州威明顿市市场街1007号(1007 Market Street,Wilmington,Delaware)，邮编19898。加热元件也可包括呈带状物的形式提供的金属箔，例如，铝箔。
至少一个加热元件可通过电阻加热操作。换句话说，可选择加热元件的材料和尺寸，使得当特定电流通过加热元件时，加热元件的温度上升到所要温度。通过加热元件的电流可通过从电池传导施加，或可通过在加热元件周围应用可变磁场而在加热元件中诱发。
至少一个加热元件可包括电感加热元件，使得在装置形成由气溶胶生成装置和可移除气溶胶生成制品组成的气溶胶生成系统的一部分的情况下，在制品与装置之间不形成电触点。装置可包括电感器线圈以及配置成将高频振荡电流提供到电感器线圈的电源。制品可包括被定位成加热气溶胶形成基质的感受器元件。如本文中所使用，高频振荡电流表示具有在500kHz与10MHz之间的频率的振荡电流。
根据本发明的电加热器可包括毛细管主体。至少一个加热元件可例如作为线圈布置在毛细管主体的外表面上。毛细管主体可包括能够沿着其长度传送液体气溶胶形成基质的任何合适材料或材料的组合。毛细管主体可由多孔材料形成，但无需如此。毛细管主体可由具有纤维状或海绵状结构的材料形成。毛细管主体优选地包括毛细管束。举例来说，毛细管主体可包括多个纤维或细丝，或其它细孔管。毛细管主体可包括海绵状或泡沫状材料。毛细管主体的结构形成多个小孔或管，气溶胶形成液体可通过毛细管作用输送通过所述小孔或管。特别优选的材料将取决于气溶胶形成基质的物理性质。合适的毛细管材料的实例包含海绵或泡沫材料、采用纤维或烧结粉末的形式的陶瓷或石墨基材料，泡沫金属或塑料材料，例如由纺制或挤出纤维制成的纤维状材料，例如乙酸纤维素、聚酯或粘合聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维、陶瓷、玻璃纤维、硅石玻璃纤维、碳纤维、例如奥氏体316不锈钢以及马氏体440和420不锈钢等医用级不锈钢合金的金属纤维。毛细管主体可具有任何合适的毛细性，以便与不同的液体物理性质一起使用。液体具有包含但不限于粘度、表面张力、密度、导热性、沸点和蒸汽压力的物理性质，这允许将液体输送通过毛细管主体。毛细管主体可由阻热材料形成。有利地，毛细管主体可包括复数个纤维束。多个纤维束可大体沿着毛细管主体的长度对准。
根据本发明的电加热器可包括；毛细管主体；布置在毛细管主体的外表面上的加热元件；和围绕毛细管主体且在加热元件上方固定以用于将电加热器电连接到伸长的支撑构件的一对间隔开的电触点。通过围绕毛细管主体且在加热元件上方固定电触点，电触点可将加热元件紧固到毛细管主体的外表面以及提供电连接。有利地，相比于其中例如通过熔接将加热器元件的端部手动连接到电触点的现有系统，这需要的制造步骤更少。这还可允许在自动化装配线上制造电加热器，因此可更快速且高度重复地制造此类装置。在此类实施例中，电触点中的至少一个被设定尺寸成使得所述电触点的内表面与毛细管主体的外表面之间存在摩擦配合。提供此摩擦配合可允许电触点紧固在毛细管主体上而不需要额外的紧固构件或紧固步骤。优选地，每一电触点被设定尺寸成使得在电触点的内表面与毛细管主体的外表面之间存在摩擦配合。加热元件可包括例如沿着毛细管主体的整个长度卷绕在毛细管主体周围的电阻丝的线圈。
在根据本发明的电加热器包括毛细管主体、布置在毛细管主体的外表面上的加热元件和围绕毛细管主体且在加热元件上方固定的一对间隔开的电触点的情况下，毛细管主体优选地可压缩且电触点优选地围绕毛细管主体的圆周延伸，使得电触点与毛细管主体之间存在过盈配合。这可有助于确保加热元件通过电触点紧固地固定到毛细管主体而不需要胶粘剂或额外固定步骤，例如焊接或熔接。这还可有助于确保电触点与加热元件之间的可靠电连接。电触点优选地围绕毛细管主体的多于50％的圆周延伸。相对于其中电触点围绕毛细管主体的少于50％的圆周延伸的实例，这可能导致电触点更紧固地固定到毛细管主体。这还可有助于确保电触点与加热元件之间的可靠电连接。
在根据本发明的电加热器包括毛细管主体、布置在毛细管主体的外表面上的加热元件和围绕毛细管主体且在加热元件上方固定的一对间隔开电触点的情况下，电触点中的一个或两个可围绕毛细管主体的大体上整个圆周延伸。电触点中的至少一个可外接毛细管主体。在此类实施例中，电触点可以是环形的。优选地，两个电触点均外接毛细管主体。相对于其中电触点围绕毛细管主体的少于整个圆周延伸的实例，这可能导致电触点更紧固地固定到毛细管主体。这还可有助于确保电触点与加热元件之间的可靠电连接，而无论毛细管主体的外表面上的加热元件的具体布置如何，且不限制加热元件的用以确保电触点与加热元件之间的接触的布置。在某些实施例中，两个电触点均外接毛细管主体且被设定尺寸成使得电触点与毛细管主体之间存在过盈配合。
在根据本发明的电加热器包括毛细管主体、加热元件和围绕毛细管主体且在加热元件上方固定的一对间隔开的电触点的情况下，电触点可为刚性的。这可导致组合件比电触点为柔性的组合件更稳固。电触点可各自包括刚性材料环，例如金属环。这可提供具有高机械阻力和到加热元件的可靠电连接的电触点。这还可通过将电触点搭扣配合到装置中的固持夹具中而使得电加热器能够连接到加热器组合件。在电触点围绕毛细管主体的圆周延伸的情况下，每一电触点的相对端部可以协作方式塑形，使得接合部是非直线的或沿着倾斜线延伸。在此上下文中，术语“倾斜线”意指接合部沿着不平行于毛细管主体的纵向轴线的线延伸。通过具有非直线的或沿着倾斜线延伸的接合部，每一电触点的相对端部之间的在毛细管主体的纵向方向上的相对移动可被阻止或减到最小。
在根据本发明的电加热器包括毛细管主体、加热元件和围绕毛细管主体且在加热元件上方固定的一对间隔开的电触点的情况下，毛细管主体可以是任何合适形状。在某些实施例中，毛细管主体是伸长的。所述对电触点可在毛细管主体的长度方向上间隔开。举例来说，所述对电触点可包括在毛细管主体的第一端部处或邻近于所述第一端部的第一电触点，以及在任何其它位置处，例如在沿着毛细管主体的长度的中点处的第二电触点。所述对电触点可包括在毛细管主体的第一端部处或邻近于所述第一端部的第一电触点，以及在毛细管主体的第二端部处或邻近于所述第二端部的第二电触点。
在根据本发明的电加热器包括毛细管主体的情况下，电加热器可进一步包括沿着毛细管主体的长度的至少部分延伸的刚性支撑构件。刚性支撑构件增加电加热器的强度和刚度以确保在制造期间易于处置的稳固组合件。刚性支撑构件可由单个整体部件或由连接在一起的多个部件形成。刚性支撑构件可延伸通过毛细管主体的芯部。支撑构件可由毛细管主体环绕。支撑构件可由毛细管主体外接。刚性支撑构件的存在可降低毛细管主体的总径向可压缩性，因此有助于确保电触点与加热元件之间的紧配合。支撑构件可布置在毛细管主体的外表面上。在一些实例中，刚性支撑构件包括中心部分和多个横向肋。此截面形状可使支撑构件具有合适刚度而不占据毛细管主体内的大量空间，并因此显著降低毛细管主体的芯吸能力。多个横向肋可包括多个径向延伸肋。
在根据本发明的气溶胶生成装置中，第一和第二中空轴部分中的一个或两个可以是导电的。导电中空轴部分可包括多个孔口，其中一个或多个电加热器可由邻近孔口之间的中空轴部分的一个或多个窄区域形成。
有利地，具有带有一个或多个一体式电加热器的加热器组合件可能需要更少制造步骤，且可允许加热器组合件在自动化装配线上进行制造。这可允许更快速、简单且可高度重复以及一致地制造根据本发明的气溶胶生成装置。相比于其中加热器组合件包括复杂且可能易损坏的连接的装置，此类装置可以是简化的、更便宜且更稳固。
在已例如通过冲压、钻孔、研磨、腐蚀、电腐蚀、切割或激光切割形成中空轴部分之后，孔口可形成在一个或两个中空轴部分中。例如通过浇铸或模制具有孔口的中空轴部分或通过在例如电沉积等沉积工艺中形成具有孔口的中空轴部分，可在形成中空轴部分时与中空轴部分一体地形成所述孔口。
如本文中所使用，“导电”意味由具有1×10-4Ωm或更小的电阻率的材料形成。如本文中所使用，“电绝缘”意味由具有1×104Ωm或更大的电阻率的材料形成。
至少一个电加热器可以任何合适方式布置在中空轴部分上。在一些实施例中，至少一个电加热器外接中空轴部分。相对于其中所述至少一个电加热器不外接中空轴部分的装置，这可允许更均匀地加热筒中的气溶胶形成基质。所述至少一个电加热器可连续地外接所述中空轴部分。所述至少一个电加热器可以在中空轴部分的周向方向上间隔开的多个电加热器的形式不连续地外接中空轴部分。在其它实施例中，所述至少一个电加热器可仅围绕中空轴部分的圆周的部分延伸。
根据本发明的装置包括主要壳体和闭合主体。主要壳体可以是伸长的。主要壳体可包括任何合适材料或材料的组合。合适材料的实例包含金属、合金、塑料或含有一种或多种那些材料的复合材料，或适用于食物或医药应用的热塑性材料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。优选地，材料轻质且无脆性。
根据本发明的装置可进一步包括连接到加热器组合件和电源的电路。电路可包括可以是可编程微处理器的微处理器、微控制器或专用集成芯片(ASIC)或能够提供控制的其它电子电路。电路可包括另外电子部件。电路可配置成调节到加热器组合件的电流供应。电流可在装置启用之后连续地供应到加热器组合件，或可例如基于逐次抽吸而间歇地供应。电路可有利地包括DC/AC变换器，其可包括D级或E级功率放大器。
所述装置在壳体内有利地包括电源。举例来说，电源可以是例如磷酸锂铁电池的电池或例如电容器的另一形式的电荷存储装置。电源可能需要充电，并且可具有允许为一次或多次吸烟体验存储足够能量的容量。举例来说，电源可具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续大约六分钟的时间，这对应于抽一支常规香烟所花费的典型时间，或者持续多个六分钟的时间。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或离散启用。
装置可包括连接到加热器组合件的电源和连接到电源及加热器组合件的电路。
在加热器组合件包括固定到伸长的刺穿组合件且沿着伸长的刺穿组合件的长度间隔开的多个电加热器的情况下，电路优选地配置成测量多个电加热器的一个或多个电气参数且基于所测量的电气参数计算筒中的气溶胶形成基质的所估计剩余量或筒中的气溶胶形成基质的所估计分布。
如本文中所使用，术语“电气参数”用于描述电学性质、值或属性，其可通过测量值，例如电阻率、导电率、阻抗、电容、电流、电压和电阻量化。
有利地，通过这种布置，电加热器具有双重功能性：加热和感测。这可允许装置在任何时间确定剩余在筒中的气溶胶形成基质的状态的估计。由此，所述装置可通过电路以不同方式操作以维持所要气溶胶性质，或可告知用户气溶胶形成基质的当前状态以允许用户采取适当措施，例如改变筒，或装置的定向以避免对气溶胶特性的不良影响。
在此类实施例中，电路配置成分别测量多个电加热器中的每一个的一个或多个电气参数且基于多个电加热器中的两个或多于两个的所测量电气参数的差异计算所估计的剩余量或所估计分布或所估计剩余量和所估计分布。
在装置包括连接到加热器组合件的电源以及连接到电源和加热器组合件的电路的情况下，装置优选地进一步包括连接到电源的用户指示器。电路可配置成响应于所估计剩余量或所估计分布而操作用户指示器。用户指示器可具有任何合适配置，例如用户指示器可以是例如显示器、音频输出、触觉输出或其任何组合。这可允许装置将关于筒中的液体气溶胶形成基质的所估计剩余量或所估计分布或两者的信息传达给用户。
电路可配置成在所估计剩余量低于阈值时操作用户指示器以警示用户且提示用户替换筒。控制电路可配置成当所估计分布表明装置固持在特定角度持续过长时间时操作用户指示器，使得可提示用户至少暂时变更装置的定向，从而使得气溶胶形成基质可再分布在存储部分中。
控制电路可配置成通过与例如智能电话、智能手表、平板计算机、桌上型计算机或类似装置的单独装置的通信链路告知用户关于所估计剩余量或所估计分布。
在装置包括连接到电源且配置成测量多个电加热器的一个或多个电气参数并计算所估计剩余量或所估计分布的电路的情况下，电路可进一步配置成响应于所估计剩余量或所估计分布而分别控制到多个电加热器中的一个或多个的电力供应。
有利地，这可允许装置确定哪个电加热器处于以最有效方式生成气溶胶的最佳状况，且相应地变化电力供应。这可有助于最小化由筒内的气溶胶形成基质的分布的变化引起的气溶胶性质的变化。这还可通过允许以最有效方式选择电加热器的能量汲取来降低装置的总能量消耗。电路可配置成响应于所估计剩余量或所估计分布而增加到多个电加热器中的一个或多个的电力供应。
电路可配置成响应于所估计剩余量或所估计分布而减小到多个电加热器中的一个或多个的电力供应。
有利地，这可允许例如在所估计剩余量或所估计分布指示特定电加热器并未很好地放置以生成气溶胶的情况下选择性地降低电加热器中的一个或多个的能量消耗。举例来说，在使用液体气溶胶形成基质且电气参数指示电加热器中的一个或多个是干燥的或部分地干燥的情况下，这还可降低归因于过度加热对电加热器的损坏的风险。
电路可配置成响应于所估计剩余量或所估计分布而减小或增加到多个电加热器中的一个或多个的电力供应。电路可配置成响应于所估计剩余量或所估计分布而减小到多个电加热器中的一个或多个的电力供应同时增加到多个电加热器中的不同的一个或多个的电力供应。
根据本发明的第二方面，提供一种电加热气溶胶生成系统，其包括：根据上文所描述的实施例中任一项的电加热气溶胶生成装置；和可消耗筒，其包括含有气溶胶形成基质的存储部分，所述存储部分具有环绕延伸通过所述筒的端部开放的过道的流体可渗透内表面，其中所述筒被围封在所述腔中，使得伸长的刺穿组合件延伸到所述筒的所述端部开放的过道中。
所述系统包括可消耗筒。所述可消耗筒可以可拆卸方式连接到气溶胶生成装置。如本文中所使用，术语‘以可拆卸方式连接’用于意指筒与装置可以相互连接和解除连接，而不会显著损坏装置或筒。当气溶胶形成基质被耗尽时，筒可从气溶胶生成装置移除。筒可以是一次性的。筒可以是可再用的。筒可以是可用气溶胶形成基质再填充的。筒在气溶胶生成装置中可以是可替换的。
气溶胶生成系统可包括气溶胶形成室，其中气溶胶由过饱和蒸汽形成且随后被载运到用户的口中。进气口、排气口和室优选地布置成限定从进气口经气溶胶形成室到排气口的气流路线，以便将气溶胶传送到排气口并到达用户的口中。气溶胶形成室可由筒和气溶胶生成装置中的一个或两个限定。
如本文中所使用，术语“气溶胶形成基质”涉及能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可通过加热气溶胶形成基质来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基质可适宜地是例如筒的气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。
优选地，气溶胶形成基质是气溶胶形成液体。如本文中所使用，术语“气溶胶形成液体”和“液体气溶胶形成基质”是可互换的。存储部分优选地包括毛细管芯，毛细管芯形成用于将液体气溶胶形成基质从存储部分输送到加热器组合件的内表面的部分或全部。
存储部分可含有单一气溶胶形成基质。存储部分可含有分别存储的两种或多于两种气溶胶形成基质。举例来说，存储部分可含有分别存储的三种气溶胶形成基质、分别存储的四种气溶胶形成基质、分别存储的五种气溶胶形成基质或分别存储的六种或更多种气溶胶形成基质。在存储部分含有分别存储的两种或多于两种气溶胶形成基质的情况下，加热器组合件优选地包括沿着伸长的刺穿组合件的长度间隔开的多个电加热器，所述多个电加热器包含用于气溶胶形成基质中的每一种的至少一个电加热器，电加热器中的每一个配置成加热其对应的气溶胶形成基质。这允许单独地加热气溶胶形成基质。
在一个具体实施例中，可消耗筒的存储部分含有分别存储的第一和第二气溶胶形成基质，且加热器组合件包括沿着伸长的刺穿组合件的长度间隔开的多个电加热器，所述多个电加热器包括用于加热第一气溶胶形成基质以形成第一气溶胶的第一电加热器和用于加热第二气溶胶形成基质以形成第二气溶胶的第二电加热器。
在根据本发明的气溶胶生成系统中，存储部分优选地可压缩且延伸通过筒的端部开放的过道的直径小于第一和第二中空轴部分中的一个或两个的外径。通过这种布置，存储部分可由刺穿的组合件径向压缩以确保筒与相应的中空轴部分之间的紧配合。此可促进电加热器与存储部分中的气溶胶形成基质之间的接触以允许一致的气溶胶性质。这还可限制或消除筒与中空轴部分的外部之间的气流，进而便于递送一致的气溶胶。
还公开与根据上文所描述的实施例中任一项的电加热气溶胶生成装置一起使用的可消耗筒，所述筒包括：存储部分，其含有气溶胶形成基质且具有环绕延伸通过所述筒的端部开放的过道的流体可渗透内表面；横跨所述端部开放的过道的第一端部的第一易碎的密封件；和横跨所述端部开放的过道的第二端部的第二易碎的密封件。
端部开放的过道在筒内的设置可允许紧凑的系统。这还可允许筒用于对称且平衡的系统中，当系统是手持型系统时，对称且平衡的系统是有利的。内部通道还可最小化来自装置的热损耗且允许装置的壳体和筒易于维持在握持舒适的温度下。
端部开放的过道优选地形成导引及对准构件，其与根据本发明的装置的伸长的刺穿组合件协作以便于筒正确定向及定位到装置中。
如本文中所使用，术语“流体可渗透表面”是指允许液体或气体渗透通过其的表面。内表面可具有形成于其中的多个开口以允许流体渗透通过其。
筒的上游端部和下游端部可由易碎的密封件封盖。所述筒可在端部开放的过道的上游端部和下游端部中的一个或两个处进一步包含密封环。
在根据本发明的气溶胶生成系统中，气溶胶形成基质优选地包括液体气溶胶形成基质。
存储部分优选地含有分别存储的第一和第二气溶胶形成基质。第一和第二气溶胶形成基质可不同。
筒可包括：第一密封隔室，其包括第一气溶胶形成基质；和第二密封隔室，其包括第二气溶胶形成基质。第一隔室和第二隔室从筒的上游端部到下游端部优选地串联布置。即，第二隔室在第一隔室的下游。优选地，第一隔室和第二隔室中的每一个在每一端部处包括易碎的屏障。易碎的屏障配置成使得当用户将筒插入到气溶胶生成装置中时屏障可被伸长的支撑构件刺穿。优选地，每一易碎的屏障均由金属膜制成，并且更优选地由铝膜制成。优选地，筒的第一隔室和第二隔室彼此抵靠。替代地，第一隔室与第二隔室可间隔开。第一隔室和第二隔室的容积可相同或不同。优选地，第二隔室的容积大于第一隔室的容积。
存储部分优选地形成环绕内部端部开放的过道的环形空间。筒可具有大体圆柱形形状，且可具有任何所要截面，例如圆形、六边形、八边形或十边形。
在根据本发明的气溶胶生成系统中，存储部分可包括管状多孔元件，液体气溶胶形成基质被吸收在所述管状多孔元件中。
存储部分优选地包括毛细管芯和含有液体气溶胶形成基质的毛细管材料。毛细管芯可限定环绕端部开放的过道的内表面。毛细管材料是主动地将液体从材料的一端传送到另一端的材料。毛细管材料可有利地定向在存储部分中以将液体气溶胶形成基质传送到端部开放的过道。毛细管材料可具有纤维状结构。毛细管材料可具有海绵状结构。毛细管材料可包括毛细管束。毛细管材料可包括多个纤维。毛细管材料可包括多个细丝。毛细管材料可包括细孔管。毛细管材料可包括纤维、细丝与细孔管的组合。纤维、细丝与细孔管可大体对准以将液体传送到电加热器。毛细管材料可包括海绵状材料。毛细管材料可包括泡沫状材料。毛细管材料的结构可形成多个小孔或小管，液体可通过毛细管作用输送通过所述小孔或小管。
毛细管材料可包括任何合适的材料或材料组合。合适材料的实例是海绵或泡沫材料；呈纤维或烧结粉末形式的陶瓷或石墨类材料；泡沫金属或塑料材料；例如由纺制或挤出纤维制成的纤维状材料，例如乙酸纤维素、聚酯或粘合聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维或陶瓷。毛细管材料可由聚合化合物制成，包含医用级聚合物，例如医用树脂聚甲基丙烯酸甲酸(PMMA)、谢夫隆·菲利浦(Chevron Phillips)苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC)、阿科玛(Arkema)的具有特殊性能的聚合物和Clear、DOW(Health+TM)低密度聚乙烯(LDPE)、DOWTMLDPE91003、DOWTMLDPE 91020(MFI 2.0；密度923)、ExxonMobilTM聚丙烯(PP)PP1013H1、PP1014H1和PP9074MED、Trinseo CALIBRETM聚碳酸酯(PC)2060-SERIES。毛细管材料可由金属合金制成，例如铝或不锈钢医用级合金。毛细管材料可具有任何合适的毛细性和多孔性，以便结合不同液体物理性质来使用。液体气溶胶形成基质具有包含但不限于粘度、表面张力、密度、热导率、沸点和原子压力的物理性质，这允许通过毛细管作用将液体输送通过毛细管材料。毛细管材料可配置成将气溶胶形成基质传送到喷雾器。
在根据本发明的气溶胶生成系统中，气溶胶形成基质可以是气溶胶形成液体。在此类实施例中，优选地，存储部分是用于存储气溶胶形成液体的液体存储部分。
液体气溶胶形成基质可包括尼古丁。含有液体气溶胶形成基质的尼古丁可以是尼古丁盐基质。液体气溶胶形成基质可包括植物类材料。液体气溶胶形成基质可包括烟草。液体气溶胶形成基质可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，所述挥发性烟草香味化合物在加热后即从气溶胶形成基质释放。液体气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料。液体气溶胶形成基质可包括不含烟草的材料。液体气溶胶形成基质可包括均质化植物类材料。
液体气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是在使用时有助于形成浓稠并稳定的气溶胶并且在系统的操作温度下基本上对热降解具有抗性的任何合适的已知化合物或化合物的混合物。合适的气溶胶形成剂是所属领域中众所周知的，并且包含但不限于：多元醇，例如三乙二醇、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、二或聚羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。气溶胶形成剂可以是多元醇或其混合物，例如，三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇。液体气溶胶形成基质可包括其它添加剂和成分，例如香料。
气溶胶形成基质可包括尼古丁和至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可以是丙三醇。气溶胶形成剂可以是丙二醇。气溶胶形成剂可包括丙三醇和丙二醇两者。气溶胶形成基质可具有在约2％与约10％之间的尼古丁浓度。
尽管上文提到了液体气溶胶形成基质，但所属领域的技术人员将清楚知道，其它实施例可使用气溶胶形成基质的其它形式。举例来说，气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可包括固体和液体组分两者。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，所述含烟草材料含有在加热时从基质释放的挥发性烟草香味化合物。气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质可进一步包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例是丙三醇和丙二醇。
如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，那么所述固体气溶胶形成基质可包括例如以下中的一种或多种：粉末、颗粒、小球、碎片、细条、条状物或片材，所述材料含有草本植物叶、烟草叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤出烟草、落叶烟草(cast leaftobacco)和膨胀烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基质可呈疏松形式，或可在合适的容器或筒中提供。任选地，固体气溶胶形成基质可含有在基质加热时释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基质也可含有胶囊，所述胶囊例如包含额外烟草或非烟草挥发性香味化合物，且此类胶囊可在加热固体气溶胶形成基质期间熔化。
如本文中所使用，均质烟草指代通过使微粒烟草聚结而形成的材料。均质烟草可呈片材形式。均质烟草材料可具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。均质烟草材料可替代地具有以干重计介于5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。均质烟草材料的片材可通过聚结微粒烟草来形成，所述微粒烟草通过研磨或以其它方式粉碎烟草叶片和烟草叶梗中的一种或两种而获得。替代地或另外，均质烟草材料的片材可包括在例如烟草的处理、操作和运送期间形成的烟草尘、烟草细粒和其它微粒烟草副产品中的一种或多种。均质烟草材料的片材可包括为烟草内源性粘合剂的一种或多种固有粘合剂、为烟草外源性粘合剂的一种或多种外来粘合剂或其组合，以帮助使微粒烟草聚结；替代地或另外，均质烟草材料的片材可包括其它添加剂，包含但不限于烟草和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、增塑剂、香料、填充剂、水性溶剂和非水性溶剂以及其组合。
任选地，固体气溶胶形成基质可设置在热稳定载体上或包埋于热稳定载体中。载体可采用粉末、颗粒、小球、碎片、细条、条状物或片材形式。替代地，载体可以是管状载体，其内表面上或其外表面上或其内表面和外表面两者上沉积有固体基质薄层。这种管状载体可由例如纸或纸样材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网(low mass open meshmetallic screen)或穿孔金属箔或任何其它热稳定聚合物基质形成。
固体气溶胶形成基质可以例如片材、泡沫、凝胶或浆液的形式沉积在载体的表面上。固体气溶胶形成基质可沉积在载体的整个表面上，或替代地，可按一定图案沉积，以便在使用期间提供不均匀的香味递送。
还提供一种用于电加热气溶胶生成系统的套件，所述套件包括根据上文所描述的实施例中任一项的电加热气溶胶生成装置和根据上文所描述的实施例中任一项的多个可消耗筒。
如本文中所使用，术语‘上游’和‘下游’用于描述筒、气溶胶生成装置和气溶胶生成系统的部件或部件的部分在其使用期间相对于被抽吸通过筒、气溶胶生成装置和气溶胶生成系统的空气的方向的相对位置。术语‘远端’和‘近端’用于描述气溶胶生成装置和气溶胶生成系统的部件相对于其到装置的连接的相对位置，使得部件的近端在连接到装置的‘固定’端部处，且远端在与近端相对的‘自由’端部处。在部件在部件的下游端部处连接到装置的情况下，下游端部可被视为“近”端，且反之亦然。
如本文中所使用，术语“纵向”和“长度”指代筒、装置或装置的部件的相对端部之间的方向，例如其下游端部或近端与相对上游端部或远端之间的方向。术语“横向”用于描述垂直于纵向方向的方向。
当用户在气溶胶生成装置的口端上抽吸时，相对于气流限定筒和气溶胶生成装置的上游端部和下游端部。空气在筒或装置的上游端部处被抽吸到筒或装置中，向下游穿过筒或装置且在其下游端部处离开筒或装置。
如本文中所使用，术语“进气口”用于描述一个或多个孔口，空气可通过所述孔口被抽吸到气溶胶生成系统中。
如本文中所使用，术语“排气口”用于描述一个或多个孔口，空气可通过所述孔口被抽吸离开气溶胶生成系统。
关于一个或多个方面所描述的特征可同样应用于本发明的其它方面。具体地说，关于第一方面的气溶胶生成装置所描述的特征可同样应用于第二方面的气溶胶生成系统，且反之亦然。
附图说明
将参考附图，仅作为实例进一步描述本发明，在附图中：
图1说明根据第一实施例的气溶胶生成系统的纵向截面；
图2说明与图1的气溶胶生成系统一起使用的可消耗筒的纵向截面；
图3A说明用于图1的气溶胶生成系统的加热器组合件的第一实施例的纵向截面；
图3B说明图3A的加热器组合件的远端视图；
图3C说明图3A的加热器组合件的侧视图；
图4A说明用于图1的气溶胶生成系统的加热器组合件的电加热器的第一实施例的侧视图；
图4B说明图4A的电加热器的端部视图；
图4C说明图4A的电加热器的电触点的侧视图，其中为了清晰起见移除电加热器的其它部件；
图5A到5C说明将可消耗筒插入图1的气溶胶生成系统的气溶胶生成装置中的方法；
图5D说明图5A到5C的系统的筒和加热器组合件的纵向截面，其中系统固持在倾斜位置中；
图6A说明用于图1的气溶胶生成系统的加热器组合件的第二实施例的纵向截面；
图6B说明图6A的加热器组合件在图6A中的箭头B的方向上的远端视图；
图6C说明图6A的加热器组合件的侧视图；
图7A说明用于图1的气溶胶生成系统的加热器组合件的第三实施例的纵向截面；
图7B说明图7A的加热器组合件的远端视图；且
图8说明用于图1的气溶胶生成系统的加热器组合件的第四实施例的侧视图。
具体实施方式
图1是根据本发明的第一实施例的气溶胶生成系统10的示意性说明，所述气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置100和呈可消耗筒200形式的气溶胶生成制品。
装置100包括含有电池104和控制电子件106的主要壳体102。主要壳体102还限定筒200收纳于其中的腔108。装置100进一步包含呈包含出口112的衔嘴部分110形式的闭合主体。在此实例中，衔嘴部分110通过螺钉配合连接到主要壳体102，但可使用任何合适种类的连接，例如铰接连接或搭扣配合。装置100进一步包含加热器组合件300，所述加热器组合件包括伸长的刺穿组合件302和由刺穿组合件302支撑的多个电加热器400。伸长的刺穿组合件302居中定位在装置100的腔108内且沿着腔108的纵向轴线延伸。刺穿组合件302包括连接到主要壳体102的第一中空轴部分304和通过衔嘴连接器311连接到衔嘴部分110的第二中空轴部分324。第一中空轴部分304和第二中空轴部分324沿着同一纵向轴线延伸且在接合部330处会合，使得伸长的刺穿组合件沿着腔108的整个长度延伸。第一中空轴部分304和第二中空轴部分324共同限定沿着伸长的刺穿组合件302延伸的内部气流过道306。进气口114在加热器组合件300的上游提供于主要壳体102中且通过气流过道306与出口112流体连通。
如最佳地在图2中看出，筒200包括存储部分202，其包含由含有液体气溶胶形成基质的管状毛细管材料206环绕的管状毛细管芯204。筒200具有中空圆柱形形状，内部过道208从中延伸通过。毛细管芯204环绕内部过道208，使得内部过道208至少部分地由毛细管芯204的内表面限定。筒200的上游端部和下游端部由易碎的密封件210、212封盖。筒200在内部过道208的上游端部和下游端部中的每一个处进一步包含密封环214、216。
如图3A、3B和3C中所展示，第一中空轴部分304在其远端或下游端部处具有刺穿表面308，且第二中空轴部分324在其远端或上游端部处具有刺穿表面328。在此实例中，刺穿表面308各自由第一中空轴部分304和第二中空轴部分324的远端处的尖端形成。第一中空轴部分304的远端具有向内逐渐变窄的外表面309，且第二中空轴部分324的远端具有向外逐渐变窄的内表面329，外表面309和内表面329以协作方式被塑形成使得第一中空轴部分304的外表面309配合在第二中空轴部分324的内表面329内以形成围绕接合部330的密封件。
在所展示的实例中，加热器组合件300包含固定到伸长的刺穿组合件且沿着伸长的刺穿组合件的长度间隔开的三个电加热器400。电加热器400中的一个固定到第一中空轴部分304，而剩余的两个电加热器400固定到第二中空轴部分324。应了解，加热器组合件可包括任何合适数目个电加热器。举例来说，加热器组合件可包括固定到伸长的刺穿构件且沿着伸长的刺穿构件的长度间隔开的单个电加热器或两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个或更多个电加热器。在加热器组合件包括多个电加热器的情况下，所述加热器组合件可相等地或不相等地划分在第一中空轴部分与第二中空轴部分之间。
电加热器400中的每一个固持在第一中空轴部分305和第二中空轴部分324中的多个孔口310内。孔口310成对提供，其中每一对在其两个端部处支撑单个电加热器400。每一对中的两个孔口围绕中空轴部分304、324的圆周间隔开，使得电加热器400中的每一个横跨气流过道306延伸。在此实例中，多个孔口310包括支撑三个电加热器400的三对孔口312、314、316。三对孔口312、314、316沿着伸长的刺穿组合件302的长度间隔开且围绕中空轴部分304、324的圆周对准，使得三个电加热器400的纵向轴线平行且可旋转地对准。应了解，设想了加热器组合件的其它布置。举例来说，下文关于图6A到6C、图7A和7B及图8论述加热器组合件的三个替代布置。
第一中空轴部分304和第二中空轴部分324均导电且至少部分地划分成多个电隔离区段318，所述多个电隔离区段各自与一个或多个电加热器400相关联且各自电连接到装置中的电池。在第一中空轴部分304的状况下，电隔离区段318在第一中空轴部分304的底板处通过电连接(未展示)连接到电池。在第二中空轴部分324的状况下，电隔离区段318可通过第一中空轴部分304和接合部330或通过第二中空轴部分324与衔嘴部分310之间的衔嘴连接器及通过衔嘴部分110与主要壳体102之间的电连接(未展示)电连接到装置中的电池。
孔口310各自形成于电隔离区段318中的一个中。电隔离区段318通过绝缘间隙320彼此电隔离。因此，电加热器400可彼此电隔离以允许单独的操作、控制或监测，而不需要用于每一加热器的单独电气布线。在此实例中，间隙320为气隙。即，间隙320不含有绝缘材料。在其它实例中，间隙320中的一个或多个可用电绝缘材料填充或部分填充。
如最佳地在图4A到4C中看出，每一电加热器400包括毛细管主体402、布置在毛细管主体402的外表面上的加热元件404和围绕毛细管主体402且在加热元件404上方固定的一对间隔开的电触点406。毛细管主体402或毛细管芯包括多个纤维408，气溶胶形成液体可通过毛细管作用输送通过所述多个纤维。在此实例中，多个纤维408沿着毛细管主体402的长度大体对准。在其它实例中，多个纤维可按特定图案纺织或编织。这允许通过使用特定的纤维图案来改变毛细管芯的物理特性，例如机械强度或毛细性。这还可允许毛细管芯相比于平行纤维更有效地维持其形状和尺寸。举例来说，归因于在邻近纤维之间存在空隙，毛细管主体是可压缩的。在此实例中，毛细管主体402的端部是圆形或半球形。这可有助于增加毛细管主体402与筒200中的气溶胶形成液体之间的表面积。在其它实例中，毛细管主体402的端部可以是平整或平坦的。
每一电加热器400的加热元件404由卷绕在毛细管主体402周围且沿着其整个长度延伸的电阻丝的线圈形成。电线可具有任何合适的截面形状。在此实例中，电线具有圆形的截面形状。在其它实例中，电线可具有卵形、三角形、正方形、矩形或平坦的截面形状。这可增加毛细管主体402的纤维408与加热元件404之间的热传递。
每一电加热器400的电触点406包括毛细管主体402的第一端部处的第一金属环412和毛细管主体402的第二端部处的第二金属环414。第一环412和第二环414围绕毛细管主体402的整个圆周且在加热元件404上方延伸。环412、414中的每一个的内径小于毛细管主体402的外径。因此，环412、414与下方的毛细管主体402之间存在过盈配合。这确保环412、414按压到毛细管主体402中且紧固到毛细管主体402，其中加热元件404保持在环412、414之间。这有助于确保电触点406与加热元件404之间的可靠电连接。当电触点406围绕毛细管主体402的整个圆周延伸时，在装配期间无需仔细地将电触点的旋转位置与加热线圈404的位置匹配来确保电连接。
电触点406的第一环412和第二环414是刚性的且由弯曲的金属片材形成。弯曲片材的相对端部在接合部416处连接在一起。在此实例中，相对端部以协作方式被塑形成使得接合部416沿着倾斜线延伸。这有助于电触点406中的每一个通过抵抗其相对端部之间的在电加热器400的长度方向上的相对移动来维持其形状。在其它实例中，相对端部可以协作方式被塑形成使得接合部具有非线性的形状，例如波状形状、正弦形形状、抛物线形形状、U形状、V形状、弯曲形状或Z形形状。再次，出于上文所论述的原因，这有助于电触点406中的每一个维持其形状。
在图4A到4C中所展示的实例中，毛细管主体402具有环形截面且电触点406呈环形环形式。然而，在其它实例中，毛细管主体402和电触点406可具有任何合适截面形状。举例来说，毛细管主体和电触点可具有卵形、三角形、正方形、矩形或菱形截面形状。
电触点406和伸长的刺穿组合件302中的孔口310以协作方式被设定大小以提供摩擦配合。这确保中空轴部分304与电加热器400之间的紧固配合。这还可使得能够在每一电加热器的加热元件与装置100中的电池104之间维持良好电连接。在此实例中，孔口310是环形的以匹配电加热器400的电触点的形状。在其它实例中，电触点的截面形状可以是不同的，并且孔口的形状得以相应地确定。在一些实例中，电触点可具有一个或多个向外延伸的突片且第一和第二中空轴部分可具有围绕孔口的对应的凹口，其形成可收纳有突片的端口。替代地或另外，伸长的刺穿组合件302可包含一个或多个夹具，突片可定位并保持在所述夹具中。
参考图5A、5B和5C，现将描述将筒200插入到系统10的装置100中。
为了将筒200插入到装置100中且进而装配系统10，第一步骤是从装置100的主要壳体102移除衔嘴部分110及将制品200插入到装置100的腔108中。在将筒200插入到腔108中期间，第一中空轴部分304的远端处的第一刺穿表面308使筒200的上游端部处的第一易碎的密封件破裂，如图5A中所展示。
衔嘴部分110接着放置在主要壳体102的端部上方，使得第二中空轴部分324与筒200中的内部过道对准，如图5B中所展示。
当衔嘴部分110与主要壳体102进一步接合时，第二中空轴部分324的远端处的第二刺穿表面328与筒200的下游端部处的第二易碎的密封件接合且使其破裂，以在第二易碎的密封件中产生孔。衔嘴部分110接着与主要壳体102接合，以将筒200完全插入在腔108中且围封所述筒，如图5C中所展示。
当筒200完全插入到腔108中时，由第一中空轴部分304和第二中空轴部分324产生的筒200的上游端部和下游端部处的第一易碎的密封件和第二易碎的密封件中的孔各自具有大致等于中空轴部分304、324的外径的直径。在筒200的上游端部和下游端部处的密封环在中空轴部分304、324周围形成密封件。这与易碎的密封件一起减少或防止了液体气溶胶形成基质从筒200以及从系统10中泄漏。
还如图5C中所展示，当筒200完全插入到气溶胶生成装置100的腔108中时，由图5C中的箭头所展示的气流路径通过筒200中的内部过道208和加热器组合件1300中的气流过道306穿过气溶胶生成系统10形成。如图5C中进一步所展示，当完全插入筒200时，电加热器400与筒200的存储部分202通过筒200的内部过道208的内表面处的毛细管芯204且通过第一中空轴部分304和第二中空轴部分324中的孔口流体连通。
在使用中，液体气溶胶形成基质通过毛细管作用且通过第一中空轴部分304和第二中空轴部分324中的多个孔口从存储部分202传递到每一电加热器400的毛细管主体402。在此实例中，伸长的刺穿组合件302的第一中空轴部分304和第二中空轴部分324的外径大于筒200的内部过道208的内径，使得筒200的存储部分202被加热器组合件300压缩。这确保电加热器400和存储部分202的端部之间的直接接触以帮助将液体气溶胶形成基质传递到电加热器400。
电池通过第一中空轴部分304和第二中空轴部分324及电触点406将电能供应到每一电加热器400的加热元件。加热元件变热以汽化电加热器400的毛细管主体中的液体基质从而产生过饱和蒸汽。同时，被汽化的液体被通过毛细管作用沿着液体存储部分202的毛细管芯和每一电加热器400的毛细管主体移动的另外液体替换。(这有时被称作“泵吸动作”。)当用户在衔嘴部分110上抽吸时，空气被抽吸通过进气口114、通过中空轴部分304的气流过道、穿过电加热器400到衔嘴部分110中并从出口112离开。汽化的气溶胶形成基质夹带在流动通过中空轴部分304的气流通道的空气中，并且在衔嘴部分110内凝结以形成可吸入气溶胶，所述气溶胶被朝向出口112携载并进入用户的口中。
可通过装置100上的用户操作开关(未展示)操作装置。替代地或另外，装置可包含用于检测用户抽吸的传感器。当传感器检测到抽烟时，控制电子件控制电能从电池到电加热器400的供应。传感器可包括一个或多个单独部件。在一些实例中，通过加热器和芯组合件的加热元件执行抽吸感测功能。举例来说，通过用控制电子件测量加热元件的一个或多个电气参数并检测指示抽吸的所测量的电气参数的特定改变。
在使用系统期间，筒中的液体气溶胶形成基质的分布可改变。举例来说，当在使用期间耗尽存储部分中的液体气溶胶形成基质时，或在成角度地固持系统持续足够时间段的情况下。液体气溶胶形成基质的分布的此改变可导致每一电加热器的毛细管主体中的液体量的差异，并且因此，导致每一电加热器的加热元件的温度差异。下文关于图6论述此情形。
图5D展示在系统已经固持在倾斜位置中的时间段之后的气溶胶生成系统的筒200和加热器组合件300的纵向截面。如所展示，筒200中的剩余液体203已与加热器组合件300成角度地静置在存储部分202中。当电加热器沿着筒200的长度间隔开时，通过电加热器的毛细管主体向上抽吸的液体气溶胶形成基质的量并非均匀的。具体地说，加热器组合件300的上游端部处的第一电加热器401的毛细管主体402被液体气溶胶形成基质饱和，而沿着加热器组合件300的长度的中途的第二电加热器403仅被液体气溶胶形成基质部分地润湿，且加热器组合件300的下游端部处的第三电加热器405是干燥的。因此，电加热器401、403、405在不同温度下运作。当每一电加热器的电气参数，例如加热元件的电阻率、导电率、阻抗、电容、电流、电压和电阻，可随温度而变化时，可由控制电路通过测量每一电加热器的电气参数来估计液体气溶胶形成基质的分布或液体气溶胶形成基质的剩余量。控制电子件配置成在使用期间分别测量每一电加热器的一个或多个电气参数，且基于来自电加热器的所测量电气参数的差异计算筒中的液体气溶胶形成基质的所估计剩余量或所估计分布。因此，电加热器充当加热器和传感器两者。
装置包含连接到控制电路的用户指示器(未展示)，例如显示器或音讯或触觉输出，所述用户指示器可用于将关于筒200中的液体气溶胶形成基质的所估计剩余量的信息传达给用户。当所估计剩余量低于阈值水平时，电路还可配置成操作用户指示器以警示用户且提示用户替换需要改变的筒。控制电路还可配置成基于来自电加热器的所测量电气参数的差异估计筒中的液体气溶胶形成基质的分布，且当所估计分布表明系统已经过长时间固持在特定角度时操作用户指示器以警示用户应至少暂时变更装置100的定向，从而允许液体气溶胶形成基质再分布在存储部分中。在此或其它实例中，控制电路可配置成通过与例如智能电话、智能手表、平板计算机、桌上型计算机或类似装置的单独装置的通信链路警示用户关于所估计剩余量或所估计分布。
除了检测电加热器400中的电气参数的差异和计算筒200中的液体气溶胶形成基质的所估计剩余量或所估计分布之外，控制电路106还配置成响应于所估计剩余量或所估计分布而控制到电加热器400中的每一个的电力供应。具体地说，在所测量电气参数指示电加热器400中的一个或多个部分地干燥的情况下，控制电子件106配置成减小到所述电加热器的电能供应。这允许系统10确定哪一电加热器400处于以最有效方式生成气溶胶的最佳状况。这允许最小化由横跨电加热器的湿润度和温度的变化引起的由系统10生成的气溶胶的性质的不利改变。这还可减小系统10的能量消耗，且降低归因于过度加热对电加热器的损坏的风险。在电气参数指示电加热器400中的一个或多个是干燥的情况下，控制电子件106配置成将到所述电加热器的电能的供应减小到零。
图6A、6B和6C说明根据本发明的第二实施例的加热器组合件600。加热器组合件600具有与第一实施例的加热器组合件300类似的结构，且在存在相同特征的情况下，使用相同附图标记。如同第一实施例的加热器组合件，由第一中空轴部分604和第二中空轴部分624形成的伸长的刺穿构件602包括三对孔口612、614、616，其中三个电加热器401、403、405固持成使得其纵向轴线在横向方向上平行。然而，不同于在第一实施例的加热器组合件300中，在根据第二实施例的加热器组合件600中，中央第二对孔口614相对于第一对孔口612和第三对孔口616围绕第一中空轴部分604的圆周偏移90度。因此，中央电加热器403的纵向轴线相对于第一电加热器401和第二电加热器405围绕中空轴部分604、624的纵向轴线旋转90度。相比于第一实施例的加热器组合件300，这可允许更有效地使用筒中的液体气溶胶形成基质。
图7A和7B说明根据本发明的第三实施例的加热器组合件700。加热器组合件700与加热器组合件300和600的第一和第二实施例具有类似结构，且在存在相同特征的情况下，使用相同附图标记。如同第二实施例的加热器组合件600，中空轴部分704包括三对孔口712、714、716，其中三个电加热器401、403、405固持成使得其纵向轴线在横向方向上平行。然而，不同于在第二实施例的加热器组合件600中，在根据第三实施例的加热器组合件700中，所述对孔口712、714、716各自围绕第一中空轴部分704和第二中空轴部分724的圆周偏移，使得电加热器401、403、405的纵向轴线在横向方向上平行，但相对于彼此围绕中空轴部分704、724的纵向轴线旋转。在此实例中，每一电加热器401、403、405的纵向轴线从其邻近电加热器旋转小于90度的均一量。因此，电加热器401、403、405沿着伸长的刺穿构件702以螺旋图案布置。在其它实例中，电加热器可围绕中空轴部分704、724的纵向轴线旋转非均一量。
图8说明根据本发明的第四实施例的加热器组合件800。如同第一、第二和第三实施例的加热器组合件300、600和700，第四实施例的加热器组合件800包括伸长的刺穿组合件802，所述伸长的刺穿组合件包括限定气流过道的第一导电中空轴部分804和第二导电中空轴部分824。再次，第一中空轴部分804和第二中空轴部分824包括沿着伸长的刺穿组合件802的长度间隔开的多个孔口810且至少部分地划分成通过绝缘间隙820彼此分离的多个电隔离区段818。不同于第一、第二和第三实施例的加热器组合件，第四实施例的加热器组合件800的孔口810并不布置成支撑单独的电加热器。实际上，孔口810布置成沿着伸长的刺穿组合件802的长度间隔开的孔口810的多个群组，其中孔口810的每一群组限定包括一个或多个加热元件的电加热器850，所述一个或多个加热元件由定位于邻近孔口810之间的中空轴部分804、824的窄区域形成。以此方式，电加热器850由中空轴部分804、824自身限定。孔口810的群组且因此电加热器850各自形成，使得其在电隔离区段818中的两个之间延伸。在图8中所展示的实例中，电加热器850各自定位于不同电隔离区段818的端部处。以此方式，电加热器850彼此通过绝缘间隙820电隔离。孔口810优选地被设定大小，使得当在使用中时，液体气溶胶形成基质通过毛细管作用通过孔口810被抽吸到电加热器850中。在图8中所展示的实例中，孔口810的群组围绕中空轴部分804、824的圆周对准。在其它实例中，孔口810的群组中的两个或多于两个可围绕中空轴部分804、824的圆周偏移。
上文所描述的具体实施例和实例说明但不限制本发明。应理解，可产生本发明的其它实施例，且本文中所描述的具体实施例和实例并非详尽的。

Claims (10)

1.一种与可消耗筒一起使用的电加热气溶胶生成装置，所述可消耗筒包括含有气溶胶形成基质的存储部分，所述存储部分具有环绕延伸通过所述筒的端部开放的过道的流体可渗透内表面，所述装置包括：
主要壳体，其具有用于收纳可消耗筒的腔；
闭合主体，其可与所述主要壳体接合以将所述筒围封在所述腔中；和
加热器组合件，其用于加热所述筒，所述加热器组合件包括：
伸长的刺穿组合件，其布置成延伸到所述筒的所述端部开放的过道中且限定形成通过所述装置的气流路径的一部分的内部气流过道；和
一个或多个电加热器，其固定到所述伸长的刺穿组合件，所述一个或多个电加热器各自具有用于当所述筒被围封在所述腔中时加热所述气溶胶形成基质的至少一个加热元件，
其中所述伸长的刺穿组合件包括：第一中空轴部分，其连接到所述主要壳体且在其远端处具有用于当所述筒插入到所述腔中时使横跨所述端部开放的过道的第一端部的第一易碎的密封件破裂的第一刺穿表面；和第二中空轴部分，其连接到所述闭合主体且在其远端处具有用于当所述闭合主体与所述主要壳体接合时使横跨所述端部开放的过道的第二端部的第二易碎的密封件破裂的第二刺穿表面，其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分布置成当所述闭合主体与所述主要壳体接合时沿着同一纵向轴线延伸，且其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分被设定大小成在接合部处会合，使得当所述闭合主体与所述主要壳体接合时，所述伸长的刺穿组合件沿着所述腔的整个长度延伸。
2.根据权利要求1所述的电加热气溶胶生成装置，其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分的所述远端以协作方式被塑形成使得密封件围绕所述接合部形成。
3.根据权利要求2所述的电加热气溶胶生成装置，其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分中的一个的所述远端具有向内逐渐变窄的外表面且所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分中的另一个的所述远端具有向外逐渐变窄的内表面，所述内表面和所述外表面被塑形成使得所述向内逐渐变窄的外表面配合在所述向外逐渐变窄的内表面内以当所述闭合主体与所述主要壳体接合时形成所述密封件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶生成装置，其中所述闭合主体形成衔嘴部分，空气能够通过所述衔嘴部分被抽吸通过所述气溶胶生成装置的所述气流路径。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶生成装置，其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分是导电的且布置成将所述一个或多个电加热器连接到电源。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电加热气溶胶生成装置，其中所述加热器组合件包括固定到所述伸长的刺穿组合件且沿着所述伸长的刺穿组合件的长度间隔开的多个电加热器。
7.根据权利要求6所述的电加热气溶胶生成装置，其中所述多个电加热器包括固定到所述第一中空轴部分的一个或多个电加热器和固定到所述第二中空轴部分的一个或多个电加热器。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的电加热气溶胶生成系统，其中所述多个电加热器各自横向于所述伸长的刺穿组合件的纵向方向横跨所述内部气流过道延伸。
9.根据权利要求6到8中任一项所述的电加热气溶胶生成系统，其中所述第一中空轴部分和所述第二中空轴部分中的一个或两个包括多个孔口，所述多个电加热器固持在所述多个孔口中，所述多个电加热器与收纳在所述腔中的筒的所述存储部分通过所述多个孔口流体连通。
10.一种电加热气溶胶生成系统，其包括根据权利要求1到9中任一项所述的电加热气溶胶生成装置和可消耗筒，所述可消耗筒包括含有气溶胶形成基质的存储部分，所述存储部分具有环绕延伸通过所述筒的端部开放的过道的流体可渗透内表面，其中所述筒被围封在所述腔中，使得所述伸长的刺穿组合件延伸到所述筒的所述端部开放的过道中。
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