CN110022704A - 具有带侧孔口的筒的气溶胶生成系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种气溶胶生成系统(10)，其包括筒(18)和气溶胶生成装置(12)。筒(18)包括筒壳体(28)和定位在所述筒壳体(28)内的筒气溶胶形成基质(42)。筒壳体(28)具有第一末端(30)和第二末端(32)且限定在所述第一末端(30)与所述第二末端(32)之间延伸的筒轴线(34)。至少一个孔口(36)定位于所述筒(18)的第一侧上在所述第一末端(30)与所述第二末端(32)之间。所述气溶胶生成装置(12)包括用于接纳所述筒(18)的至少一部分的腔体(26)、在所述腔体(26)的上游端处的腔体空气入口(56)和在所述腔体(26)的下游端处的腔体空气出口(70)。气溶胶生成系统(10)被配置成用于沿着平行于所述筒轴线(34)的第一方向(35)将所述筒(18)插入到所述腔体(26)中。所述气溶胶生成装置(12)还包括液体气溶胶形成基质(58)、电加热器(64)、电源(50)和控制器(48)。当所述筒(18)接纳在所述腔体(26)内时，所述筒壳体(28)和所述气溶胶生成装置(12)协作以从所述腔体空气入口(56)引导空气流通过由所述筒壳体(28)限定的所述至少一个孔口(36)以使得从所述腔体空气入口(56)到所述腔体空气出口(70)的空气流流动通过所述筒(18)。

Description

具有带侧孔口的筒的气溶胶生成系统
技术领域
本发明涉及包括筒的气溶胶生成系统，在所述筒的一侧中具有至少一个孔口。本发明特别用作电操作式吸烟系统。
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通常包括气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括电池、控制电子器件和用于加热气溶胶形成基质的电加热器。气溶胶生成装置的部分内可含有气溶胶形成基质。举例来说，气溶胶生成装置可包括液体存储部分，所述液体存储部分中存储有液体气溶胶形成基质，例如尼古丁溶液。此类装置，常常被称为“电子香烟(e-cigarette)”，通常含有足够的液体气溶胶形成基质，以提供与消耗多根传统香烟相当的抽吸次数。
为了向电子香烟用户提供更接近地模拟体验消耗传统香烟的体验，一些装置已尝试将电子香烟配置与基于烟草的基质组合以将烟草味道赋予用户所吸入的气溶胶。然而，与常规电子香烟相比，此类装置的复杂性增加，这可能导致更复杂的制造过程和减弱的用户体验。
将合乎希望的是提供一种包括多个气溶胶形成基质且减轻或消除已知装置的这些问题中的至少一些问题的气溶胶生成系统。
发明内容
根据本发明，提供一种气溶胶生成系统，其包括筒和气溶胶生成装置。所述筒包括筒壳体和定位在筒壳体内的筒气溶胶形成基质。筒壳体具有第一末端和第二末端且限定在第一末端与第二末端之间延伸的筒轴线。筒壳体进一步限定定位于筒的第一侧上在筒壳体的第一末端与第二末端之间的至少一个孔口。气溶胶生成装置包括用于接纳筒的至少一部分的腔体、在腔体的上游端处的腔体空气入口和在腔体的下游端处的腔体空气出口，其中气溶胶生成系统被配置成用于沿着平行于筒轴线的第一方向将筒插入到腔体中。气溶胶生成装置还包括：液体存储区段，其包括定位在液体存储区段内的液体气溶胶形成基质；电加热器，其被配置成在气溶胶生成系统的使用期间加热来自液体存储区段的液体气溶胶形成基质；以及电源区段。电源区段包括电源和用于控制从所述电源到所述电加热器的电力供应的控制器。所述气溶胶生成系统被配置成使得当所述筒接纳在所述腔体内时，所述筒壳体和所述气溶胶生成装置协作以从所述腔体空气入口引导空气流通过由所述筒壳体限定的所述至少一个孔口，以使得从所述腔体空气入口到所述腔体空气出口的空气流流动通过所述筒。
如本文所用，术语“气溶胶形成基质”用于描述能够释放挥发性化合物的基质，其可形成气溶胶。由根据本发明的气溶胶生成系统的气溶胶生成基质产生的气溶胶可为可见的或不可见的，并且可包含蒸气(例如，处于气态的物质的细颗粒，其在室温下通常为液体或固体)以及气体和冷凝蒸气的液滴。
根据本发明的气溶胶生成系统被配置成经由筒的一侧上的至少一个孔口引导空气流通过筒。有利的是，在筒的一侧上提供至少一个孔口可促进通过气溶胶生成系统的改进的空气流。举例来说，一个或多个冷凝腔室可与筒同轴地设置，这与已知系统相比可缩短气溶胶生成系统的长度，在已知系统中筒是针对通过筒的末端上的孔口的空气流来配置。
有利的是，与其中在筒的末端提供空气流孔口的已知系统相比，在筒的一侧上提供至少一个孔口可促进所述至少一个孔口的大小的增加。有利的是，较大孔口可促进以筒气溶胶形成基质填充筒。有利的是，较大孔口可针对进入筒的空气流增加筒的横截面积，这可以减少气溶胶生成系统的抽吸阻力。与已知系统相比，增加的流动面积还可以促进筒气溶胶生成基质的厚度减少，这可以进一步减少抽吸阻力。
优选地，气溶胶生成系统包括至少一个系统空气流入口和至少一个系统空气流出口。在使用期间，空气沿着从系统空气流入口到系统空气流出口的流动路径流动通过气溶胶生成系统。空气沿着流动路径从系统空气流入口处流动路径的上游端向系统空气流出口处流动路径的下游端流动。
优选地，筒包括与第一侧相对的第二侧，其中筒气溶胶形成基质定位于第一侧与第二侧之间。所述至少一个孔口可以包括延伸跨越筒的第一侧的至少一部分的第一孔口。
第一侧可具有平行于筒轴线延伸的长度，其中所述第一孔口沿着第一侧的长度的小于约50％延伸。所述第一孔口可以接近于筒壳体的第一末端定位，所述至少一个孔口还包括延伸跨越筒的第一侧的一部分且与所述第一孔口间隔开的第二孔口，所述第二孔口接近于筒壳体的第二末端定位。有利的是，提供接近于筒的第一末端定位的第一孔口和接近于筒的第二末端定位的第二孔口可以促进通过基本上整个筒的空气流。
优选地，气溶胶生成装置包括空气流阻断元件，所述空气流阻断元件从腔体的侧壁朝向筒的第一侧延伸且当筒接纳在腔体内时定位于所述第一孔口与第二孔口之间。空气流阻断元件被配置成使得在使用中，当筒接纳在腔体内时空气流阻断元件从腔体空气入口引导空气流通过所述第一孔口，跨越筒气溶胶形成基质的至少一部分，且通过第二孔口到腔体空气出口。优选地，筒壳体限定在所述第一孔口与第二孔口之间延伸的筒壁部分，其中当筒接纳在腔体内时空气流阻断元件被配置成接合筒壁部分。
所述第一孔口可以接近于筒壳体的第一末端定位，且所述至少一个孔口可以还包括延伸跨越筒的第二侧的一部分的第二孔口，所述第二孔口接近于筒壳体的第二末端定位。有利的是，此布置可以促进通过基本上整个筒的空气流。
优选地，气溶胶生成装置包括第一空气流阻断元件，所述第一空气流阻断元件从腔体的第一侧壁朝向筒的第一侧延伸且当筒接纳在腔体内时定位于所述第一孔口的下游。优选地，气溶胶生成装置包括第二空气流阻断元件，所述第二空气流阻断元件从腔体的第二侧壁朝向筒的第二侧延伸且当筒接纳在腔体内时定位于第二孔口的上游。第一和第二空气流阻断元件被配置成使得在使用中，第一空气流阻断元件从腔体空气入口引导空气流通过所述第一孔口，跨越筒气溶胶形成基质的至少一部分，且通过第二孔口，其中第二空气流阻断元件将空气流引导到腔体空气出口。优选地，筒壳体限定邻近于所述第一孔口的第一筒壁部分和邻近于第二孔口的第二筒壁部分，其中当筒接纳在腔体内时第一空气流阻断元件被配置成接合第一筒壁部分且第二空气流阻断元件被配置成接合第二筒壁部分。
筒的第一侧可具有平行于筒轴线延伸的长度，其中所述第一孔口沿着第一侧的长度的至少约50％延伸。有利的是，此布置可以提供充分大以提供气溶胶生成系统的合意抽吸阻力的第一孔口。有利的是，此布置可以提供充分大以促进在筒的制造期间用筒气溶胶形成基质填充筒壳体的第一孔口。第一孔口可以沿着第一侧的基本上整个长度延伸。
第一孔口可以是由筒壳体限定的仅有孔口。优选地，气溶胶生成装置包括从腔体的侧壁朝向筒的第一侧延伸的空气流阻断元件，所述空气流阻断元件被定位以从腔体空气入口引导空气流通过第一孔口，跨越筒气溶胶形成基质的至少一部分，且返回通过第一孔口到腔体空气出口。
在第一孔口沿着筒的第一侧的长度的至少约50％延伸的实施例中，所述至少一个孔口可以还包括延伸跨越筒的第二侧的至少一部分的第二孔口。优选地，第二侧具有平行于筒轴线延伸的长度，其中第二孔口沿着第二侧的长度的至少约50％延伸，且其中第二孔口与第一孔口至少部分地重叠。有利的是，此布置可以通过促进从第一孔口到第二孔口引导空气流跨越筒气溶胶形成基质而减少气溶胶生成系统的抽吸阻力。第一孔口可以沿着第一侧的基本上整个长度延伸。第二孔口可以沿着第二侧的基本上整个长度延伸。
筒壳体可以限定多个基质隔室，其中筒气溶胶形成基质定位在基质隔室中的至少一个内。筒可以包括多个筒气溶胶形成基质，其中每一筒气溶胶形成基质定位在基质隔室中的一个内。所述多个筒气溶胶形成基质可以彼此不同，或它们可以相同。
基质隔室中的至少一个可以不含有筒气溶胶形成基质。基质隔室中的至少一个可含有过滤器材料。过滤器材料可以包括乙酸纤维素。基质隔室中的至少一个可含有调味剂。所述调味剂可以包括薄荷醇。
优选地，第一孔口上覆于基质隔室中的每一个的第一侧上，所述至少一个孔口还包括延伸跨越筒的第二侧的至少一部分的第二孔口，所述第二孔口上覆于基质隔室中的每一个的第二侧上。
气溶胶生成系统可以被配置成促进通过基质隔室中的每一个的空气的平行流动。腔体空气入口可以被定位以提供空气流到第一孔口，且腔体空气出口可以被定位以从孔口接收空气流。
优选地，气溶胶生成系统被配置成促进通过基质隔室中的每一个的空气流的串行流动。气溶胶生成装置可以包括至少一个空气流阻断元件。所述至少一个空气流阻断元件定位在腔体内以当筒接纳在腔体内时引导空气流通过基质隔室中的每一个。所述至少一个空气流阻断元件可以形成装置壳体的部分。优选地，所述至少一个空气流阻断元件被配置成在气溶胶生成系统的使用期间经由第一和第二孔口沿着通过基质隔室的蜿蜒空气流路径引导空气流。
所述至少一个空气流阻断元件可以包括从腔体的第一壁延伸的一组一个或多个第一空气流阻断元件以及从腔体的与第一壁相对的第二壁延伸的一组一个或多个第二空气流阻断元件，其中第一空气流阻断元件在下游方向上沿着第一壁间隔开且第二空气流阻断元件在下游方向上沿着第二壁间隔开，且其中当筒组件接纳在腔体内时第一空气流阻断元件从第二空气流阻断元件偏移以限定通过腔体和基质隔室的蜿蜒空气流路径。
有利的是，限定蜿蜒流动路径确保了通过气溶胶生成系统的空气流流动通过每一基质隔室。
如本文所描述，筒可以包括与第一侧相对的第二侧。在所述至少一个孔口包括定位于筒的第一侧上的仅第一孔口或定位于筒的第一侧上的第一和第二孔口的实施例中，筒壳体可以包括限定筒的第二侧的壁部分，其中壁部分是弯曲的。有利的是，提供限定筒的第二侧的弯曲壁部分可以使筒的内部体积最大化，这可以增加可定位在筒内的筒气溶胶形成基质的量。有利的是，提供弯曲壁部分可以为筒提供旋转不对称性，这可以促进用户在正确定向上将筒插入到腔体中。
筒壳体的第一末端可以相对于筒轴线的非垂直角度延伸，其中筒和气溶胶生成装置被配置成使得当筒接纳在腔体内时筒壳体的第一末端的一部分对接腔体的上游端壁，以使得筒壳体的第一末端从腔体空气入口引导空气流到筒的第一侧。有利的是，具体来说在筒包括单个基质隔室、筒的第一侧上的第一孔口以及筒的第二侧上的第二孔口的实施例中，此布置可以不需要在腔体中提供一个或多个空气流阻断元件。
气溶胶生成系统可以包括衔嘴。所述衔嘴可形成所述筒的一部分。衔嘴可以与筒分开地形成，且被配置成用于例如通过过盈配合附接到筒和蒸发器区段中的至少一个。优选的是，所述衔嘴包括被配置成用于在使用期间与腔体空气出口流体连通的衔嘴空气出口。在气溶胶生成系统包括至少一个系统空气流出口的实施例中，衔嘴空气出口可以形成系统空气流出口。
优选地，筒被配置成通过过盈配合保持在腔体内。筒和腔体中的每一个可具有任何合适的横截面形状。优选地，筒的横截面形状与腔体的横截面形状基本上相同。合适的横截面形状包含圆形、半圆形、多边形，例如矩形，包含正方形，以及不规则形状。
筒壳体可以由任何合适材料或材料组合形成。合适材料包含但不限于铝、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(例如)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、氟化乙丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲醛(POM)、环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、液晶聚合物(LCP)和改性LCP，例如具有石墨或玻璃纤维的LCP。
筒可以包括延伸跨越所述至少一个孔口的多孔材料层。在所述至少一个孔口包括第一孔口的实施例中，多孔材料层可以包括延伸跨越第一孔口的第一多孔材料层。在所述至少一个孔口包括第二孔口的实施例中，多孔材料层可以包括延伸跨越第一孔口的第二多孔材料层。有利的是，一个或多个多孔材料层可以保持筒内的筒气溶胶形成基质并且还允许空气流通过筒。每一多孔材料层可以包括网状物。
筒气溶胶形成基质可以包括固体气溶胶形成基质。所述固体气溶胶形成基质可包括烟草。固体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后从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。
固体气溶胶形成基质可以包括含去质子化的尼古丁的烟草。对烟草内的尼古丁去质子化可有利地增加所述尼古丁的挥发性。可通过使所述烟草经受碱化处理来对尼古丁去质子化。
固体气溶胶形成基质可包括非烟草材料。所述固体气溶胶形成基质可包括含烟草材料和不含烟草材料。
固体气溶胶形成基质可包含至少一种气溶胶形成剂。如本文中所使用，术语‘气溶胶形成剂’用于描述任何合适的已知化合物或化合物的混合物，其在使用时有助于形成气溶胶。合适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-丁二醇和最优选的丙三醇。
固体气溶胶形成基质可包括单种气溶胶形成剂。替代地，固体气溶胶形成基质可以包括两种或更多种气溶胶形成剂的组合。
所述固体气溶胶形成基质可具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。
所述固体气溶胶形成基质可具有以干重计介于约5％和约30％之间的气溶胶形成剂含量。
所述固体气溶胶形成基质可具有以干重计为约20％的气溶胶形成剂含量。
液体存储区段的液体气溶胶形成基质可包括含烟草材料，所述含烟草材料包括在加热后就从液体释放的挥发性烟草香味化合物。液体气溶胶形成基质可以包括非烟草材料。液体气溶胶形成基质可以包含水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人工调味剂。优选的是，所述液体气溶胶形成基质包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂包含多元醇或其混合物，如丙二醇、三乙二醇、1,3-丁二醇和甘油。
液体存储区段中的液体气溶胶形成基质可以包括尼古丁。
液体气溶胶形成基质可不含尼古丁。在此类实施例中，蒸发的液体气溶胶形成基质可在使用期间被抽吸穿过筒中的一个的固体气溶胶形成基质，以从所述固体气溶胶形成基质中汽提一种或多种挥发性化合物。所述蒸发的液体气溶胶形成基质可从所述固体气溶胶形成基质中汽提尼古丁。具有包括含有去质子化的尼古丁的烟草的固体气溶胶形成基质的筒可特别适于所述液体气溶胶形成基质不含尼古丁的实施例。
液体存储区段可以包括多孔承载材料，其中所述液体气溶胶形成基质设置在所述多孔承载材料上。有利的是，将所述液体气溶胶形成基质设置在多孔承载材料上可降低所述液体气溶胶形成基质从液体存储区段泄漏的风险。
多孔承载材料可包括可渗透到液体气溶胶形成基质并且允许液体气溶胶形成基质迁移通过多孔承载材料的任何合适材料或材料的组合。优选的是，材料或材料的组合相对于液体气溶胶形成基质是惰性的。所述多孔承载材料可以是或不是毛细管材料。所述多孔承载材料可包括亲水材料以改善所述液体气溶胶形成基质的分布和散布。这可有助于形成一致的气溶胶。特别优选的材料将取决于所述液体气溶胶形成基质的物理性质。合适的材料的实例是毛细管材料，例如海绵或泡沫材料、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，如乙酸纤维素、聚酯或粘结聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维或陶瓷。所述多孔承载材料可具有任何合适的孔隙度，以便与不同的液体物理性质一起使用。
筒气溶胶形成基质可以包括液体气溶胶形成基质。液体气溶胶形成基质可以设置于定位在筒内的多孔承载材料上。合适的液体气溶胶形成基质包含本文相对于气溶胶生成装置的液体存储区段所描述的那些。合适的多孔承载材料包含本文相对于气溶胶生成装置的液体存储区段所描述的那些。优选地，设置于筒中的液体气溶胶形成基质不同于设置于气溶胶生成装置的液体存储区段中的液体气溶胶形成基质。
在筒气溶胶形成基质包括定位在多个基质隔室内的多个筒气溶胶形成基质的实施例中，气溶胶形成基质中的优选至少两个包括不同气溶胶形成基质。筒气溶胶形成基质中的一个可以包括如本文中所描述的固体气溶胶形成基质。筒气溶胶形成基质中的一个可以包括如本文中所描述的液体气溶胶形成基质。
筒可以包括在所述至少一个孔口上方延伸的密封件。在所述至少一个孔口包括第一孔口的实施例中，所述密封件可以包括延伸跨越第一孔口的第一密封件。在所述至少一个孔口包括第二孔口的实施例中，所述密封件可以包括延伸跨越第一孔口的第二密封件。优选地，每一密封件是可拆卸密封件。在将筒插入到腔体中之前，用户从筒移除每一密封件。
优选地，每一密封件围绕密封件的外围紧固到筒壳体。每一密封件可通过粘合剂和焊接(例如，超声波焊接)中的至少一种紧固到筒壳体。
每一密封件优选地由薄片材料形成。薄片材料可包括聚合物膜和金属箔中的至少一个。
气溶胶生成系统还可以包括液体传送元件，所述液体传送元件被配置成使得在使用中，液体气溶胶形成基质沿着液体传送元件通过毛细作用从液体存储区段输送到电加热器。在液体存储区段包括多孔承载材料的实施例中，液体传送元件被配置成将液体气溶胶形成基质从多孔承载材料输送到电加热器。
液体传送元件可包括能够沿着其长度输送液体气溶胶形成基质的任何合适材料或材料组合。液体传送元件可由多孔材料形成，但无需如此。液体传送元件可由具有纤维状或海绵状结构的材料形成。液体传送元件优选地包括一束毛细管。举例来说，液体传送元件可包括多个纤维或细丝，或其它细孔管。液体传送元件可包括海绵状或泡沫状材料。优选地，液体传送元件的结构形成多个小孔或管，液体气溶胶形成基质可穿过所述多个小孔或管通过毛细作用来运送。特别优选的材料将取决于所述液体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。液体传送元件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。液体气溶胶形成基质具有物理性质，包含但不限于黏度、表面张力、密度、热导率、沸点和蒸汽压，其允许液体气溶胶形成基质经由液体传送元件运送。液体传送元件可由耐热性材料形成。液体传送元件可包括多个纤维股线。所述多个纤维股线可沿着液体传送元件的长度大体对准。
在液体存储区段包括多孔承载材料的实施例中，多孔承载材料和液体传送元件可以包括相同材料。优选地，多孔承载材料和液体传送元件包括不同材料。
电加热器可以与液体存储区段和电源区段中的一个或两个分开地提供。优选地，液体存储区段、电加热器以及在存在的情况下的液体传送元件一起设置于蒸发器区段中。优选地，蒸发器区段包括形成装置壳体的部分的蒸发器壳体，其中蒸发器壳体包括被配置成用于连接到电源区段的上游端和限定被配置成接纳筒组件的腔体的下游端。有利的是，在与电源区段分开的单个蒸发器区段中提供液体存储区段、电加热器和在存在的情况下的液体传送元件可以促进蒸发器区段的更换(例如，当液体气溶胶形成基质已耗尽时)而不需要更换电源区段。
电加热器可以包括电阻性加热线圈。
电加热器可以包括电阻性加热网状物。
电阻性加热网状物可包括多个导电丝。所述导电细丝可以是基本上平坦的。如本文中所使用，“基本上平坦的”意味着形成在单个平面中且不卷绕或另外符合弯曲或其它非平面形状。平坦加热网状物可在制造期间易于处理，并提供稳固的构造。
所述导电细丝可限定所述细丝之间的空隙，且所述空隙可具有介于约10微米和约100微米之间的宽度。优选地，丝引起间隙中的毛细作用，使得在使用中，液体气溶胶形成基质被抽吸到间隙中，从而增加加热器总成与液体之间的接触面积。
所述导电细丝可形成尺寸介于约160美国目(Mesh US)和约600美国目(+/-10％)之间(即，介于每英寸约160和约600个细丝之间(+/-10％))的网状物。所述空隙的宽度优选地介于约75微米和约25微米之间。网状物的开放区域的百分比，即间隙的面积与网状物的总面积的比率，优选地介于约25％和约56％之间。所述网状物可使用不同类型的编织或格型结构形成。所述导电细丝可以是彼此平行布置的细丝的阵列。
导电细丝可具有介于约8微米和约100微米之间，优选地介于约8微米和约50微米之间，并且更优选介于约8微米和约39微米之间的直径。
所述电阻性加热网状物可覆盖小于或等于约25平方毫米的面积。电阻性加热网状物可为矩形。所述电阻加热网状物可以是正方形。电阻性加热网状物可具有约5毫米乘约2毫米的尺寸。
导电细丝可包括任何合适的导电材料。合适的材料包含但不限于：例如掺杂陶瓷的半导体、“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无掺杂的陶瓷。适合的掺杂陶瓷的实例包含掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的实例包含不锈钢、康铜(Constantan)、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、含锰合金以及含铁合金，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。所述细丝可被涂覆有一种或多种绝缘体。所述导电细丝的优选材料是304、316、304L和316L不锈钢以及石墨。
所述电阻加热网状物的电阻优选地介于约0.3和约4欧姆之间。更优选的是，所述网状物的电阻介于约0.5和约3欧姆之间，且更优选地为约1欧姆。
在其中电加热器包括电阻性加热线圈的实施例中，线圈的间距优选地介于约0.5毫米和约1.5毫米之间，并且最优选约1.5毫米。所述线圈的间距意指邻近的线圈匝之间的间隔。线圈可包括少于六匝，并且优选地具有少于五匝。线圈可由具有介于约0.10毫米和约0.15毫米之间且优选地约0.125毫米的直径的电阻线形成。所述电阻线优选地由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。所述电阻加热线圈还可包括以带状物的形式提供的金属箔，例如铝箔。
电源可包括电池。举例来说，所述电源可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、磷酸锂铁或锂聚合物电池。或者，电源可以是另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电，且可具有允许存储足够的能量供气溶胶生成装置和多于一个筒组件使用的容量。
附图说明
将参看附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明的第一实施例的气溶胶生成系统的透视图；
图2是图1的气溶胶生成系统的筒的分解透视图；
图3是图1的气溶胶生成系统的横截面图；
图4是根据本发明的第二实施例的筒的分解透视图；
图5是根据本发明的第三实施例的筒的分解透视图；
图6是包括图5的筒的气溶胶生成系统的横截面图；
图7是根据本发明的第四实施例的筒的分解透视图；
图8是包括图7的筒的气溶胶生成系统的横截面图；
图9是根据本发明的第五实施例的筒的透视图；
图10是图9的筒的分解透视图；
图11是包括图9和10的筒的气溶胶生成系统的横截面图；
图12是根据本发明的第六实施例的筒的分解透视图；
图13是包括图12的筒的气溶胶生成系统的横截面图；
图14是根据本发明的第七实施例的筒的分解透视图；
图15是包括图14的筒的气溶胶生成系统的横截面图；
图16是根据本发明的第八实施例的筒的透视图；以及
图17是图16的筒的分解透视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的第一实施例的气溶胶生成系统10的透视图。气溶胶生成系统10包括气溶胶生成装置12，所述气溶胶生成装置包括电源区段14和蒸发器区段16。气溶胶生成系统10还包括筒18和形成筒18的部分的衔嘴20。蒸发器区段16包括形成装置壳体24的部分的蒸发器壳体22。蒸发器壳体22的下游端限定用于接纳筒18的腔体26。
图2示出筒18的分解透视图。筒18包括具有第一末端30和第二末端32的筒壳体28，筒壳体28限定在第一末端30与第二末端32之间延伸的筒轴线34。筒壳体28限定筒18的第一侧上的第一孔口36以及筒18的与第一侧相对的第二侧上的第二孔口38。呈网状筛形式的多孔材料40的第一层和第二层延伸跨越第一孔口36和第二孔口38以保持筒壳体28中的筒气溶胶形成基质42。
图3示出其中筒18接纳在腔体26内的气溶胶生成系统10的横截面图。筒18沿着平行于筒轴线34的第一方向35(图1)插入到腔体26中。
电源区段14包括用于容许空气进入电源区段14中的系统空气入口46、控制器48和电源50。
蒸发器区段16包括用于从电源区段14接纳空气的蒸发器空气入口52、在蒸发器空气入口52的上游端处与蒸发器空气入口52成流体连通的空气流通道54，以及在空气流通道54的下游端与腔体26之间提供流体连通的腔体空气入口56。
蒸发器区段16还包括液体存储区段57，所述液体存储区段包括液体气溶胶形成基质58，所述液体气溶胶形成基质被吸附到定位在空气流通道54外部的环形多孔承载材料60中。包括毛细管芯的液体传送元件62具有被定位成与多孔承载材料60接触的第一末端和第二末端，以及定位在空气流通道54内的中心部分。液体气溶胶形成基质58通过毛细管作用沿毛细管芯从多孔承载材料60被芯吸到毛细管芯的中心部分。
蒸发器区段16还包括电加热器64，所述电加热器包括缠绕在毛细管芯的中心部分周围的电阻加热线圈。在气溶胶生成系统10的操作期间，控制器48控制从电源50到电加热器64的电能供应，以从毛细管芯的中心部分加热和蒸发液体气溶胶形成基质58。
蒸发器壳体22的下游部分限定延伸到腔体26中的多个空气流阻断元件66空气流阻断元件66被配置成使得当筒18接纳在腔体26内时，空气流阻断元件66与筒18协作以界定经由筒18的第一孔口36和第二孔口38通过腔体26和筒18的空气流路径。
在腔体26的下游端处是在腔体26与衔嘴20之间提供流体连通的腔体空气出口70。衔嘴20限定用于从气溶胶生成系统10向用户提供空气流的衔嘴空气出口72。
在气溶胶生成系统10的使用期间，空气通过系统空气入口46被抽吸到系统中，通过蒸发器空气入口52并进入空气流通道54，其中蒸发的液体气溶胶形成基质58被夹带在空气流中。空气流随后流动通过腔体空气入口56，进入腔体26和筒18，其中来自筒气溶胶形成基质42的挥发性化合物被夹带在空气流中。空气流随后流出筒18返回进入腔体26，通过腔体空气出口70且通过衔嘴空气出口72流出气溶胶生成系统10，以向用户递送蒸发的液体气溶胶形成基质58和来自筒气溶胶形成基质42的挥发性化合物。
图4示出根据本发明的第二实施例的筒118的分解透视图。筒118类似于图1到3所示的筒18，且相似参考标号用于表示相似部分。
筒118通过将分隔壁部分129添加到筒壳体128而不同于筒18。分隔壁部分129将筒划分为第一基质隔室131和第二基质隔室133，筒118包括定位在第一基质隔室131内的第一筒气溶胶形成基质42和定位在第二基质隔室133内的第二筒气溶胶形成基质143。否则，筒118的构造相同于筒18(出于清楚起见从图4省略衔嘴20)。
图5示出根据本发明的第三实施例的筒218的分解透视图。筒218类似于图4中示出的筒118，且相似参考标号用于表示相似部分。筒218通过将第二分隔壁部分229添加到筒壳体228以产生第三基质隔室135而不同，第三筒气溶胶形成基质245定位于所述第三基质隔室中。否则，筒218的构造相同于筒118(出于清楚起见从图5省略衔嘴20)。
图6示出包括图5的筒218的气溶胶生成系统200的横截面图。气溶胶生成系统200类似于图1和3的气溶胶生成系统10，且相似参考标号用于表示相似部分。
气溶胶生成系统200包括与图1和3的气溶胶生成装置12基本上相同的气溶胶生成装置212，不同之处在于腔体226的配置。确切地说，腔体226包括额外的空气流阻断元件267，其中多个阻断元件66、267被配置成使得当筒218接纳在腔体226内时，空气流阻断元件66、267与筒218协作以限定经由筒218的第一孔口36和第二孔口38通过腔体26和衬底隔室131、133、135中的每一个的蜿蜒空气流路径。
图7示出根据本发明的第四实施例的筒318的分解透视图。筒318类似于图1到3所示的筒18，且相似参考标号用于表示相似部分。筒318通过将壁部分329添加到筒壳体328的第二侧而不同，使得筒318仅包括第一孔口36。即，筒318不包括第二孔口。
图8示出包括图7的筒318的气溶胶生成系统300的横截面图。气溶胶生成系统300类似于图1和3的气溶胶生成系统10，且相似参考标号用于表示相似部分。
气溶胶生成系统300包括与图1和3的气溶胶生成装置12基本上相同的气溶胶生成装置312，不同之处在于腔体326的配置。确切地说，腔体326包括空气流阻断元件366的不同配置，其被布置成使得当筒318接纳在腔体326内时空气流阻断元件366与筒318协作以引导空气流通过第一孔口36的上游端进入筒318，并且接着通过第一孔口36的下游端退出筒318。
图9和10示出根据本发明的第五实施例的筒418。筒418类似于图7中示出的筒318，且相似参考标号用于表示相似部分。筒418通过将壁部分429添加到筒壳体428的第一侧而不同，使得筒418包括在筒418的第一侧上且邻近于第一末端30的第一孔口436以及在筒418的第一侧上且邻近于第二末端32的第二孔口438。
图11示出包括图9和10的筒418的气溶胶生成系统400的横截面图。气溶胶生成系统400类似于图8的气溶胶生成系统300，且相似参考标号用于表示相似部分。
气溶胶生成系统400包括与图8的气溶胶生成装置312基本上相同的气溶胶生成装置412，不同之处在于腔体426的配置。确切地说，将壁部分429添加到筒418的第一侧允许在腔体426中使用较少的空气流阻断元件466。空气流阻断元件466被布置成使得当筒418接纳在腔体426内时，空气流阻断元件466与筒418协作以引导空气流通过第一孔口436进入筒418，并且接着通过第二孔口438退出筒418。
图12示出根据本发明的第六实施例的筒518。筒518类似于图9和10中示出的筒418，且相似参考标号用于表示相似部分。筒518在第二孔口538的位置方面不同。确切地说，第二孔口538定位于筒518的第二侧上且邻近于第二末端32。
图13示出包括图12的筒518的气溶胶生成系统500的横截面图。气溶胶生成系统500类似于图11的气溶胶生成系统400，且相似参考标号用于表示相似部分。
气溶胶生成系统500包括与图11的气溶胶生成装置412基本上相同的气溶胶生成装置512，不同之处在于腔体空气出口570的位置。
图14示出根据本发明的第七实施例的筒618。筒618类似于图1到3所示的筒18，且相似参考标号用于表示相似部分。筒618在筒618的第一末端630的配置方面不同。确切地说，筒壳体628包括位于筒的第一末端630处的壁部分629，其中壁部分629以相对于筒轴线34的非正交角度延伸。
图15示出包括图14的筒618的气溶胶生成系统600的横截面图。气溶胶生成系统600类似于图1和3的气溶胶生成系统10，且相似参考标号用于表示相似部分。
气溶胶生成系统600包括与图1和3的气溶胶生成装置12基本上相同的气溶胶生成装置612，不同之处在于腔体626的配置。确切地说，筒618的成角度的第一末端630消除了对腔体626中的任何空气流阻断元件的需要。实际上，气溶胶生成系统600被配置成使得当筒618接纳在腔体626内时，筒618的成角度的第一末端630对接腔体626的上游端壁627。在此配置中，筒618的成角度的第一末端630从腔体空气入口56引导空气流到筒618的第一侧，其中空气经由第一孔口36和第二孔口38流动通过筒618。
图16和17示出根据本发明的第八实施例的筒718。筒718类似于图9和10中示出的筒418，且相似参考标号用于表示相似部分。筒718在形成筒718的第二侧的壁部分729的配置方面不同。确切地说，壁部分729弯曲以形成筒718的弯曲第二侧。筒718可以和与图11的气溶胶生成装置412基本上相同但具有被成形为接纳筒718的修改形状的腔体的气溶胶生成装置一起使用。

Claims (15)

1.一种气溶胶生成系统，其包括：
筒，所述筒包括筒壳体和定位在所述筒壳体内的筒气溶胶形成基质，所述筒壳体具有第一末端和第二末端且限定在所述第一末端与所述第二末端之间延伸的筒轴线，所述筒壳体还限定定位于所述筒的第一侧上在所述筒壳体的所述第一末端与所述第二末端之间的至少一个孔口；
气溶胶生成装置，其包括：
用于接纳所述筒的至少一部分的腔体、在所述腔体的上游端处的腔体空气入口和在所述腔体的下游端处的腔体空气出口，其中所述气溶胶生成系统被配置成用于沿着平行于所述筒轴线的第一方向将所述筒插入到所述腔体中；
液体存储区段，其包括定位在所述液体存储区段内的液体气溶胶形成基质；
电加热器，其被配置成在所述气溶胶生成系统的使用期间加热来自所述液体存储区段的液体气溶胶形成基质；以及
电源区段，其包括电源和用于控制从所述电源到所述电加热器的电力供应的控制器；且
其中所述气溶胶生成系统被配置成使得当所述筒接纳在所述腔体内时，所述筒壳体和所述气溶胶生成装置协作以从所述腔体空气入口引导空气流通过由所述筒壳体限定的所述至少一个孔口，以使得从所述腔体空气入口到所述腔体空气出口的空气流流动通过所述筒。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述筒包括与所述第一侧相对的第二侧，其中所述筒气溶胶形成基质定位于所述第一侧与所述第二侧之间，且其中所述至少一个孔口包括延伸跨越所述筒的所述第一侧的至少一部分的第一孔口。
3.根据权利要求2所述的气溶胶生成系统，其中所述第一侧具有平行于所述筒轴线延伸的长度，且其中所述第一孔口沿着所述第一侧的所述长度的小于50％延伸。
4.根据权利要求3所述的气溶胶生成系统，其中所述第一孔口接近于所述筒壳体的所述第一末端定位，所述至少一个孔口还包括延伸跨越所述筒的所述第一侧的一部分且与所述第一孔口间隔开的第二孔口，所述第二孔口接近于所述筒壳体的所述第二末端定位。
5.根据权利要求4所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成装置包括空气阻断元件，所述空气流阻断元件从所述腔体的侧壁朝向所述筒的所述第一侧延伸且当所述筒接纳在所述腔体内时定位于所述第一孔口与所述第二孔口之间，当所述筒接纳在所述腔体内时所述空气流阻断元件从所述腔体空气入口引导空气流通过所述第一孔口，跨越所述筒气溶胶形成基质的至少一部分，且通过所述第二孔口到所述腔体空气出口。
6.根据权利要求3所述的气溶胶生成系统，其中所述第一孔口接近于所述筒壳体的所述第一末端定位，且其中所述至少一个孔口还包括延伸跨越所述筒的所述第二侧的一部分的第二孔口，所述第二孔口接近于所述筒壳体的所述第二末端定位。
7.根据权利要求2所述的气溶胶生成系统，其中所述第一侧具有平行于所述筒轴线延伸的长度，且其中所述第一孔口沿着所述第一侧的所述长度的至少50％延伸。
8.根据权利要求7所述的气溶胶生成系统，其中所述第一孔口是由所述筒壳体限定的仅有孔口。
9.根据权利要求8所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成装置包括从所述腔体的侧壁朝向所述筒的所述第一侧延伸的空气流阻断元件，所述空气流阻断元件被定位成从所述腔体空气入口引导空气流通过所述第一孔口，跨越所述筒气溶胶形成基质的至少一部分，且返回通过所述第一孔口到所述腔体空气出口。
10.根据权利要求7所述的气溶胶生成系统，其中所述至少一个孔口还包括延伸跨越所述筒的所述第二侧的至少一部分的第二孔口。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成系统，其中所述第二侧具有平行于所述筒轴线延伸的长度，其中所述第二孔口沿着所述第二侧的所述长度的至少50％延伸，且其中所述第二孔口与所述第一孔口至少部分地重叠。
12.根据权利要求2所述的气溶胶生成系统，其中所述筒壳体限定多个基质隔室，所述筒气溶胶形成基质定位在所述基质隔室中的至少一个内，其中所述第一孔口上覆于所述基质隔室中的每一个的第一侧上，且其中所述至少一个孔口还包括延伸跨越所述筒的所述第二侧的至少一部分的第二孔口，所述第二孔口上覆于所述基质隔室中的每一个的第二侧上。
13.根据权利要求12所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成装置包括当所述筒接纳在所述腔体内时从所述腔体的侧壁朝向所述筒延伸的至少一个空气流阻断元件，当所述筒接纳在所述腔体内时所述至少一个空气流阻断元件被定位成沿着经由所述第一和第二孔口通过每一基质隔室的蜿蜒路径从所述腔体空气入口引导空气流到所述腔体空气出口。
14.根据权利要求2至5中任一项或权利要求7至9中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述筒壳体包括限定所述筒的第二侧的壁部分，且其中所述壁部分是弯曲的。
15.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成系统，其中所述筒壳体的所述第一末端以相对于所述筒轴线的非垂直角度延伸，其中所述筒和所述气溶胶生成装置被配置成使得当所述筒接纳在所述腔体内时所述筒壳体的所述第一末端的一部分对接所述腔体的上游端壁，以使得所述筒壳体的所述第一末端从所述腔体空气入口引导空气流到所述筒的所述第一侧。
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