CN110267556B - 气溶胶生成系统和具有两部分液体存储隔室的用于气溶胶生成系统的筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于气溶胶生成系统的筒(100)或一种气溶胶生成系统。所述筒或系统包括：存储隔室，其含有液体气溶胶形成基质(131)，所述存储隔室具有彼此连接的第一部分(130)和第二部分(135)，使得所述第一部分中的液体可传递到所述第二部分；气流通路(140)，其在所述存储隔室的所述第一部分与所述第二部分之间通过；以及流体可渗透气溶胶生成元件(120)，其位于所述存储隔室的所述第一部分与所述第二部分之间。所述气溶胶生成元件具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述气溶胶生成元件的所述第一侧形成所述气流通路的一部分，且所述气溶胶生成元件的所述第二侧与来自所述存储隔室的所述第二部分的液体接触，使得所述存储隔室的所述第一部分中的液体气溶胶形成基质一定传递到所述存储隔室的所述第二部分以到达所述流体可渗透气溶胶生成元件。

Description

气溶胶生成系统和具有两部分液体存储隔室的用于气溶胶生 成系统的筒

技术领域

本发明涉及一种气溶胶生成系统和用于气溶胶生成系统的筒，所述筒被配置成加热液体气溶胶形成基质来生成气溶胶。具体地说，本发明涉及一种手持式气溶胶生成系统，所述手持式气溶胶生成系统被配置成生成以供用户吸入的气溶胶。

背景技术

在从液体气溶胶形成基质生成气溶胶的手持式气溶胶生成系统中，通常存在一些构件，其将液体运送到气溶胶生成元件的附近，以便补充已被气溶胶生成元件雾化的液体。然而，很难确保将足够的液体运送到气溶胶生成元件附近，而无液体过剩、导致泄漏和在用户吸入的气溶胶中包含大液滴。

重力在气溶胶生成系统内的液体运送中起着重要作用。通常，用筒或雾化器提供液体，所述筒或雾化器含有液体和呈加热元件形式的气溶胶生成元件。筒具有口端，用户通过所述口端抽吸生成的气溶胶，以及与所述口端相对的连接端，所述连接端连接到含有控制电路系统和电源的控制单元。加热元件通常靠近连接端定位，以允许容易地连接到电源，并且液体容纳在加热元件和筒的口端之间的存储隔室中。在此类型的系统的典型使用期间，系统的最高部分是筒的口端，使得重力用以朝向加热器向下拉动液体。这可导致加热元件处的液体供应过剩，并且特别是液体泄漏到通过其向用户递送气溶胶的气流路径中。

替代布置是将加热元件放置在比典型使用期间液体存储隔室高的位置，并克服重力使用毛细管材料将液体递送到加热器。但这可能导致液体供应不足或液体供应不一致，特别是当液体存储隔室变得更空时。

期望提供一种用于气溶胶产生系统的布置，其中即使在液体存储隔室变得更空时仍向气溶胶生成元件提供足够且一致的液体供应，同时使液体泄漏最小化，并且其中不再需要例如泵等复杂部件。

发明内容

在本发明的第一方面中，提供一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：

存储隔室，其含有液体气溶胶形成基质，所述存储隔室具有彼此连接的第一部分和第二部分，使得所述第一部分中的液体可传递到所述第二部分；

气流通路，其在所述存储隔室的所述第一部分与所述第二部分之间通过；

流体可渗透气溶胶生成元件，其位于所述存储隔室的所述第一部分与所述第二部分之间且具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述气溶胶生成元件的所述第一侧形成所述气流通路的部分且所述气溶胶生成元件的所述第二侧与来自所述存储隔室的所述第二部分的液体接触，使得所述存储隔室的所述第一部分中的液体气溶胶形成基质可仅通过所述存储隔室的所述第二部分到达所述流体可渗透气溶胶生成元件。

所述第一部分和所述第二部分可通过液体通道彼此连接，使得所述第一部分中的液体可通过所述液体通道传递到所述第二部分。

所述气溶胶生成元件可以是加热元件。或者，气溶胶生成元件可以是振动元件。

有利的是，所述存储隔室的所述第一部分具有比所述存储隔室的所述第二部分更大的液体存储容量。有利地，所述存储隔室的所述第一部分大于所述存储隔室的所述第二部分。在使用中，所述存储隔室的所述第一部分通常定位于所述气溶胶生成元件上方。使存储隔室的第一部分大于存储隔室的第二部分确保了液体从存储隔室的第一部分递送到存储隔室的第二部分，并且因此在使用期间在重力影响下递送到气溶胶生成元件。

有利的是，所述存储隔室的所述第二部分含有与所述气溶胶生成元件的所述第二侧接触的毛细管材料。毛细管材料克服重力将液体气溶胶形成基质递送到气溶胶生成元件。通过在使用时要求克服重力移动液体气溶胶形成基质以到达气溶胶生成元件，可以降低液体的大液滴进入气流通路的可能性。

毛细管材料可以由能够保证液体气溶胶形成基质与气溶胶生成元件的表面的至少一部分接触的材料制成。毛细管材料可以延伸到气溶胶生成元件中的空隙或孔口中。气溶胶生成元件可通过毛细管作用将液体气溶胶形成基质抽吸到空隙或孔口中。

毛细管材料是主动地将液体从材料的一端输送到另一端的材料。毛细管材料可以具有纤维状或海绵状结构。毛细管材料优选地包括毛细管束。举例来说，毛细管材料可包括多个纤维或线或其它细孔管。纤维或线可以大致对准以朝向气溶胶生成元件输送液体气溶胶形成基质。或者，毛细管材料可包括海绵状或泡沫状材料。毛细管材料的结构形成多个孔或管，液体气溶胶形成基质可通过毛细管作用运送穿过所述孔或管。毛细管材料可包括任何合适的材料或材料的组合。合适的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基材料、发泡金属或塑料材料、纤维材料，例如由纺丝或挤出纤维制成，例如乙酸纤维素、聚酯或粘合的聚烯烃、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、沸点和蒸汽压力的物理性质，这些物理性质允许通过毛细作用将液体气溶胶形成基质运送穿过毛细管介质。

或者或另外，存储隔室可含有用于容纳液体气溶胶形成基质的载体材料。载体材料可以位于存储隔室的第一部分、存储隔室的第二部分或存储隔室的第一部分和第二部分中。载体材料可以是泡沫以及由纤维集合组成的海绵。载体材料可以由聚合物或共聚物形成。在一个实施例中，载体材料是纺丝聚合物。可以在使用期间将气溶胶形成基质释放到载体材料中。举例来说，可以在胶囊中提供液体气溶胶形成基质。

筒可包括壳体，其具有连接端和远离连接端的口端，所述连接端被配置成连接到气溶胶生成系统的控制主体。气溶胶生成元件的第二侧可面对连接端，且气溶胶生成元件的第一侧可面对口端。电力可以通过壳体的连接端从连接的控制主体递送到气溶胶生成元件。

有利地，与接近口端开口相比，气溶胶生成元件更接近连接端。这允许控制主体和气溶胶生成元件中的电源之间的简单且短的电连接路径。

气流通路在存储隔室的第一部分和第二部分之间延伸。另外，气流通路可延伸穿过存储隔室的第一部分。举例来说，存储隔室的第一部分可以具有环形横截面，其中气流通路通过存储隔室的第一部分从气溶胶生成元件延伸到口端开口。或者，气流通路可从气溶胶生成元件延伸到与存储隔室的第一部分邻近的口端开口。

气溶胶生成元件的第一侧和第二侧可以是基本上平面的。气溶胶生成元件可以是加热元件。加热元件可包括基本上平坦的加热元件，从而允许简单的制造。几何学上，术语“基本上平坦的”加热元件用于指呈基本上二维拓扑歧管形式的加热元件。因此，基本上平坦的加热元件基本上沿着表面在两个维度上而非在第三维度上延伸。特别地，基本上平坦的加热元件在表面内两个维度上的尺寸比垂直于所述表面的第三维度上的尺寸大至少五倍。基本上平坦的加热元件的实例为两个基本上平行的假想表面之间的结构，其中这两个假想表面之间的距离显著小于平面内的延伸部分。在一些实施例中，基本上平坦的加热元件为平面的。在其它实施例中，基本上平坦的加热元件沿一个或多个维度弯曲，例如形成圆顶形状或桥形状。

加热元件可包括从第二侧延伸到第一侧的多个空隙或孔口，并且流体可以通过这些空隙或孔口。

气溶胶生成元件可替代地或另外地包括振动膜或网格。压电元件可用于振动膜或网格。通过振动膜或网格中的孔口或空隙的液体气溶胶形成基质可形成在通过系统的气流中形成气溶胶的液滴。气溶胶生成元件可替代地或另外地包括多个液滴喷射器，例如可使用压电或热喷射机制的气泡喷嘴。

加热元件可包括多个导电丝。术语“丝”贯穿本说明书用以指布置在两个电触点之间的电路径。丝可分别任意地分叉和分开为若干个路径或丝，或可从若干个电路径汇聚为一个路径。丝可具有圆形、正方形、平坦的或任何其它形式的横截面。丝可以笔直或弯曲方式布置。

加热元件可以是例如彼此平行布置的丝的阵列。优选的是，丝可形成网格。网格可以是编织或非编织的。所述网格可使用不同类型的编织或格型结构来形成。或者，导电加热元件由丝的阵列，或丝的织物组成。导电丝的网格、阵列或织物的特征还在于其保持液体的能力。

在优选实施例中，基本上平坦的加热元件可由形成为线网的线构造。优选的是，网格采用平纹编织设计。优选的是，加热元件是由网状条制成的线架。

导电丝可以限定丝之间的空隙，并且所述空隙可以具有在10微米与100微米之间的宽度。优选的是，丝引起空隙中的毛细管作用，使得在使用时，要汽化的液体被抽吸到空隙中，从而增加加热元件与液体气溶胶形成基质之间的接触面积。

导电丝可以形成大小在每厘米60与240条丝(+/-10％)之间的网格。优选的是，网格密度在每厘米100与140条丝(+/-10％)之间。更优选的是，网格密度为每厘米大致115条丝。空隙的宽度可以在100微米与25微米之间，优选的是在80微米与70微米之间，更优选的是大致74微米。作为空隙的面积与网格的总面积的比率的网格的开放区域的百分比可在40％和90％之间，优选的是在85％与80％之间，更优选的是大致82％。

导电丝的直径可以在8微米与100微米之间，优选的是在10微米与50微米之间，更优选的是在12微米与25微米之间，并且最优选的是大致16微米。丝可具有圆形的横截面或者可具有平坦的横截面。

导电丝的网格、阵列或织物的面积可能较小，例如，小于或等于50平方毫米，优选的是小于或等于25平方毫米，更优选的是大致15平方毫米。选择大小以将加热元件并入到手持式系统中。将导电丝的网格、阵列或织物的大小设定成小于或等于50平方毫米会减少加热导电丝的网格、阵列或织物所需的总功率量，同时仍然确保导电丝的网格、阵列或织物与液体气溶胶形成基质存在足够接触。导电丝的网格、阵列或织物可以例如是矩形，并且具有在2毫米到10毫米之间的长度以及在2毫米到10毫米之间的宽度。优选的是，网格具有大致5毫米乘以3毫米的尺寸。

加热元件的丝可由具有合适的电性质的任何材料形成。合适的材料包含但不限于：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。合适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；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。所述丝可涂覆有一种或多种绝缘体。用于导电丝的优选材料是不锈钢和石墨，更优选的是比如AISI 304、316、304L、316L等300系列不锈钢。另外，导电加热元件可包括上述材料的组合。可使用材料的组合来改进对基本上平坦的加热元件的电阻的控制。举例来说，具有较高固有电阻的材料可与具有较低固有电阻的材料组合。如果其中一种材料在例如价格、可加工性或其它物理和化学参数等其它方面更有利，那么这可能是有利的。有利的是，具有增加的电阻的基本上平坦的丝布置减少了寄生损耗。有利的是，高电阻率加热器允许更有效地使用电池能量。

优选的是，丝由线制成。更优选的是，线由金属制成，最优选的是由不锈钢制成。

加热元件的导电丝的网格、阵列或织物的电阻可以在0.3欧姆与4欧姆之间。优选的是，电阻等于或大于0.5欧姆。更优选的是，导电丝的网格、阵列或织物的电阻在0.6欧姆与0.8欧姆之间，且最优选的是约0.68欧姆。导电丝的网格、阵列或织物的电阻优选地比导电接触区域的电阻大至少一个数量级，且更优选地大至少两个数量级。这确保了通过使电流通过加热元件而生成的热集中到导电丝的网格或阵列。如果系统由电池供电，那么加热元件具有较低总电阻是有利的。低电阻高电流系统允许向加热元件递送高功率。这允许加热元件快速地将导电丝加热到所要温度。

或者，加热元件可包括在其中形成孔口阵列的加热板。举例来说，所述孔口可以通过蚀刻或加工来形成。所述板可由具有合适的电性质的任何材料形成，例如上文关于加热元件的丝所描述的材料。

气溶胶生成元件的第一侧可以直接面向口端开口。平面气溶胶生成元件的这种定向允许在制造期间简单地组装筒。

加热元件可以是加热器组件的部分。加热器组件可包括加热元件和电连接到加热元件的电接触部分。电接触部分可以是两个导电接触垫。导电接触垫可以位于加热元件的边缘区域处。优选的是，所述至少两个导电接触垫可以位于加热元件的末端上。导电接触垫可以直接固定到加热元件的导电丝上。导电接触垫可包括锡贴片。或者，导电接触垫可以与加热元件成一体。

接触部分可通过壳体的连接端露出以允许与气溶胶生成系统的控制主体中的电接片接触。

存储隔室可以包括存储隔室壳体。气溶胶生成元件可固定到存储隔室壳体。存储隔室壳体可以包括模制部件或加热器托架，模制部件或加热器托架在加热器组件上或其它形式的气溶胶生成元件上模制成型。模制组件或加热器托架可覆盖加热器组件或气溶胶生成元件的第一侧的一部分以隔离气流通路的电接触部分，并且可覆盖加热器组件或气溶胶生成元件的第二侧的至少一部分以隔离液体气溶胶形成基质的电接触部分。

加热器托架可包括从加热器组件的第二侧延伸的至少一个壁，所述至少一个壁形成液体存储隔室的第二部分的一部分。加热器托架可限定从加热器组件的第一侧到加热器组件的第二侧的液体流路径。

液体存储隔室可容纳液体气溶胶形成基质。如本文参考本发明所使用，气溶胶形成基质是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基质来释放挥发性化合物。可以通过将气溶胶形成基质移动穿过可振动元件的通路来释放挥发性化合物。

气溶胶形成基质可以是处于室温下的液体。气溶胶形成基质可包括液体和固体组分两者。液体气溶胶形成基质可包括尼古丁。含有尼古丁的液体气溶胶形成基质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一种或多种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是在使用时便于形成浓稠且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的实例包含丙三醇和丙二醇。合适的气溶胶形成剂是所属领域中众所周知的，包含但不限于：多元醇，例如三乙二醇、1,3-丁二醇和甘油；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。液体气溶胶形成基质可包括水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人工香料。

液体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或丙二醇。气溶胶形成剂可包括丙三醇和丙二醇两者。液体气溶胶形成基质可以具有在约0.5％和约10％之间，例如约2％的尼古丁浓度。

壳体可以由可模制的塑料材料形成，所述塑料材料例如是聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。壳体可以形成存储隔室的壁的部分或全部。壳体和存储隔室可以整体形成。或者，存储隔室可以与壳体分开形成，并组装到壳体上。

筒可包括可移除衔嘴，用户可以通过所述衔嘴抽吸气溶胶。可移除衔嘴可覆盖口端开口。或者，筒可被配置成允许用户直接在口端开口上进行抽吸。

筒可以用液体气溶胶形成基质进行再填充。或者，筒可以设计成当存储隔室中的液体气溶胶形成基质变空时舍弃。

在本发明的第二方面中，提供一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：

壳体，其具有口端开口；

存储隔室，其在壳体内且含有液体气溶胶形成基质；

流体可渗透气溶胶生成元件，其在壳体内且具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，气溶胶生成元件的第一侧比气溶胶生成元件的第二侧更接近口端开口，且气溶胶生成元件的第二侧与来自存储隔室的液体接触；以及

气流通路，其从气溶胶生成元件的第一侧延伸到口端开口；

其中存储隔室的第一部分位于气溶胶生成元件与口端开口之间且存储隔室的第二部分定位于气溶胶生成元件的与口端开口相对的侧上。

在此上下文中“位于……与……之间”意指从气溶胶生成元件到口端开口的直线必须穿过或通过存储隔室的第一部分。气流通路可以穿过存储部分。

本发明的第一方面的筒的特征可应用于本发明的第二方面。

在本发明的第三方面中，提供一种气溶胶生成系统，其包括根据本发明的第一方面或第二方面的筒和连接到所述筒的控制主体，所述控制主体被配置成控制到气溶胶生成元件的电力供应。

控制主体可包括至少一个电接触元件，所述至少一个电接触元件被配置成当控制主体连接到筒时提供与气溶胶生成元件的电连接。电接触元件可以是细长的。电接触元件可以是弹簧承载的。电接触元件可以接触筒中的电接触垫。

控制主体可包括用于与筒的连接端接合的连接部分。

控制主体可包括电源。

控制主体可包括控制电路系统，所述控制电路系统配置成控制从电源到气溶胶生成元件的电力供应。

控制电路系统可包括微控制器。微控制器优选的是可编程微控制器。控制电路系统可包括其它电子部件。控制电路系统可被配置成调节到气溶胶生成元件的电力供应。电力可以在激活系统之后持续地供应到气溶胶生成元件，或者可以间歇地供应，如在逐抽吸的基础上。电力可以以电流脉冲的形式供应到气溶胶生成元件。

控制主体可包括被布置成向控制系统和气溶胶生成元件中的至少一个供应电力的电源。气溶胶生成元件可包括独立电源。气溶胶生成系统可包括被布置成向控制电路系统供应电力的第一电源和被配置成向气溶胶生成元件供应电力的第二电源。

电源可以是DC电源。电源可以是电池。电池可以是基于锂的电池，例如，锂钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。电池可以是镍金属氢化物电池或镍镉电池。电源可以呈电荷存储装置的另一形式，例如电容器。电源可能需要再充电且被配置用于许多充放电循环。电源可具有能够存储足以用于一次或多次用户体验的能量的容量；例如，电源可具有足够的容量，以允许在大约六分钟的时段内或在六分钟的倍数的时段内连续生成气溶胶，六分钟对应于吸常规香烟所花费的典型时间。在另一实例中，电源可具有足以进行预定次数的抽吸或不连续激活雾化组件的容量。

气溶胶生成系统可以是手持式气溶胶生成系统。手持式气溶胶生成系统可被配置成允许用户在衔嘴上吮吸以通过口端开口抽吸气溶胶。气溶胶生成系统可以具有与常规雪茄或香烟相当的大小。气溶胶生成系统可具有在约30mm与约150mm之间的总长度。气溶胶生成系统可具有在约5mm与约30mm之间的外径。

虽然本发明的系统被描述为包括筒和控制主体，但是可以在一体式系统中实施本发明。在本发明的第四方面中，提供了一种气溶胶生成系统，其包括：

壳体，其具有进气口和口端开口；

存储隔室，在壳体内，含有液体气溶胶形成基质，所述存储隔室具有彼此连接的第一部分和第二部分，使得所述第一部分中的液体可传递到所述第二部分；

气流通路，其通过存储隔室的第一部分与第二部分之间的进气口到口端开口；

流体可渗透气溶胶生成元件，其位于存储隔室的第一部分与第二部分之间且具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，气溶胶生成元件的第一侧形成气流通路的部分且气溶胶生成元件的第二侧与来自存储隔室的第二部分的液体接触，使得存储隔室的第一部分中的液体气溶胶形成基质必须传递到存储隔室的第二部分以到达流体可渗透气溶胶生成元件。

电源，其在壳体内，连接到气溶胶生成元件；以及

控制电路系统，其在壳体内且被配置成控制从电源到气溶胶生成元件的电力供应。

在本发明的第五方面中，提供一种气溶胶生成系统，其包括：

壳体，其具有口端开口；

存储隔室，其在壳体内且含有液体气溶胶形成基质；

流体可渗透气溶胶生成元件，其在壳体内且具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，气溶胶生成元件的第一侧比气溶胶生成元件的第二侧更接近口端开口，且气溶胶生成元件的第二侧与来自存储隔室的液体接触；

气流通路，其从气溶胶生成元件的第一侧延伸到口端开口；

电源，其在壳体内，连接到气溶胶生成元件；以及

控制电路系统，其在壳体内且被配置成控制从电源到气溶胶生成元件的电力供应；

其中存储隔室的第一部分位于气溶胶生成元件与口端开口之间且存储隔室的第二部分定位于气溶胶生成元件的与口端开口相对的侧上。

气溶胶生成元件可以是大体上平面的。气溶胶生成元件的第二侧可定位在气流通路外。气溶胶生成元件的第二侧可与来自存储隔室的液体接触，但不与气流通路中的空气接触。

存储隔室的第一部分和存储隔室的第二部分可通过液体通道彼此连接，使得第一部分中的液体可通过液体通道传递到第二部分。本发明的第四方面和第五方面可包括关于本发明的第一方面和第二方面描述的气溶胶生成元件的任何特征。

本发明的第四方面和第五方面的存储隔室可包括关于本发明的第一方面和第二方面描述的存储隔室的任何特征。存储隔室可以用液体气溶胶形成基质进行再填充。或者，系统可以设计成当存储隔室中的液体气溶胶形成基质变空时舍弃。

在本发明的第四方面和第五方面中，壳体可以是细长的。壳体可包括任何适合的材料或材料的组合。合适的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。材料可以是轻质且不易碎的。壳体可包括关于本发明的第一方面所描述的壳体的任何特征。

本发明的第四方面和第五方面的气流通路可包括关于本发明的第一方面和第二方面描述的气流通路的任何特征。

本发明的第四方面和第五方面的电源可包括关于本发明的第三方面描述的电源的任何特征。

本发明的第四方面和第五方面的控制电路系统可包括关于本发明的第三方面描述的控制电路系统的任何特征。

本发明任一方面中的筒、控制主体或气溶胶生成系统可包括与控制电路系统连通的抽吸检测器。抽吸检测器可被配置成检测用户何时通过气流通路进行抽吸。

本发明任一方面中的筒、控制主体或气溶胶生成系统可包括与控制电路系统连通的温度传感器。筒、控制主体或气溶胶生成系统可包括用户输入，例如，开关或按钮。用户输入可使得用户能够打开和关闭系统。

筒、控制主体或气溶胶生成系统还可包括用于向用户指示容纳在液体存储部分中的液体气溶胶形成基质的确定量的指示构件。控制电路系统可配置成在确定容纳在液体存储部分中的液体气溶胶形成基质的量之后激活指示构件。

所述指示构件可包括以下中的一个或多个：例如发光二极管(LED)的灯、例如LCD显示器的显示器、例如扩音器或蜂鸣器的可听指示构件，以及振动构件。控制电路系统可配置成点亮所述灯中的一个或多个，在显示器上显示量，经由扩音器或蜂鸣器发出声音，及振动振动构件。

本发明的一个方面的特征可以应用于本发明的其它方面。

附图说明

现将仅借助于实例参考附图详细描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明的气溶胶生成系统的示意性图示；

图2a是根据本发明的包含衔嘴的筒的第一横截面的示意性图示；

图2b是根据本发明的筒的第二横截面的示意性图示；

图3说明无衔嘴的筒；

图4a和4b说明图3a和2b及图3的加热器托架；

图5a和5b是图4a和4b的加热器组件和加热器托架的顶部透视图；

图6a和6b是图4a和4b的加热器组件和加热器托架的底部视图；以及

图7说明控制主体与加热器组件的电连接。

具体实施方式

图1是根据本发明的气溶胶生成系统的示意性图示。所述系统包括两个主要部件：筒100和控制主体200。筒100的连接端115以可移除方式连接到控制主体200的对应连接端205。控制主体200含有电池210和控制电路系统220，所述电池在此实例中是可充电锂离子电池。气溶胶生成装置10是便携式的，并且具有与常规雪茄或香烟相当的大小。

筒100包括含有雾化组件120的壳体105和具有第一部分130与第二部分135的液体存储隔室。液体气溶胶形成基质容纳在液体存储隔室中。尽管图1中未说明，液体存储隔室的第一部分130连接到液体存储隔室的第二部分135，使得第一部分130中的液体可以传递到第二部分135。雾化组件120从液体存储隔室的第二部分135接收液体。在此实施例中，雾化组件120是大体平面的且流体可渗透的加热器组件。

气流通路140、145从进气口150经过雾化组件120延伸穿过筒100，并从雾化组件120延伸到筒壳体105中的口端开口110。

筒100的部件被布置成使得液体存储隔室的第一部分130在雾化组件120和口端开口110之间，且液体存储隔室的第二部分135位于雾化组件120中与口端开口110相对的侧上。换句话说，雾化组件120位于液体存储隔室的两个部分130、135之间并从第二部分135接收液体，且液体存储隔室的第一部分130比液体存储隔室的第二部分135更接近口端开口110。气流通路经过雾化组件120并在液体存储隔室的第一部分130和第二部分135之间延伸。

所述系统被配置成使得用户可以在筒100的口端开口110上进行抽吸或吮吸以将气溶胶抽吸到他们的口中。在操作中，当用户在口端开口110上进行抽吸时，空气通过气流通路从进气口150经过雾化组件120被抽吸到口端开口110。当所述系统激活时，控制电路系统220控制电池210到筒100的电力供应。这又控制雾化组件120产生的蒸汽的量和性质。控制电路系统220可包含气流传感器，并且当用户在筒100上进行的抽吸被气流传感器检测到时，控制电路系统220可向雾化组件120供应电力。这一类型的控制布置在例如吸入器和电子香烟等气溶胶生成系统中沿用已久。因此，当用户在筒100的口端开口110上进行吮吸时，雾化组件120被激活，并生成被夹带在穿过气流通路140的气流中的蒸汽。蒸汽通过在通路145中的气流中而冷却以形成气溶胶，所述气溶胶接着通过口端开口110被抽吸到用户的口中。

在操作中，口端开口110通常是所述装置的最高点。筒100的构造，且具体来说雾化组件120在液体存储隔室的第一部分130与第二部分135之间的布置是有利的，因为它利用重力来确保液体基质被递送给雾化组件120，即使当液体存储隔室变空时也如此，并且阻止了液体对雾化组件120的过量供应，这种过量供应可能会导致液体泄漏到气流通路140中。

图2a是根据本发明的实施例的筒的第一横截面。图2b是正交于图2a的横截面的第二横截面。

图2a的筒100包括外部壳体105，其具有带口端开口110的口端和与所述口端相对的连接端。在壳体105内的是容纳液体气溶胶形成基质131的液体存储隔室。液体通过以下三个部件含于液体存储隔室中：上部存储隔室壳体137、加热器托架134和端盖138。加热器组件120固持在加热器托架134中。毛细管材料136在液体存储隔室的第二部分135中提供，并对接加热器组件120的中心区域中的加热器元件。毛细管材料定向成将液体运送到加热器元件。加热器元件121包括由多个丝形成的网状加热器元件。举例来说，这种类型的加热器元件构造的细节可参见WO2015/117702。气流通路140在液体存储隔室的第一部分130与第二部分135之间延伸。气流通路140的底壁包括加热器元件121和加热器托架134，气流通路140的侧壁包括加热器托架134的部分，且气流通路140的顶壁包括上部存储隔室壳体137的一部分。气流通路130具有如图2a中所示朝向口端开口110延伸穿过液体存储隔室的第一部分130的竖直部分145。

加热器组件20大体上是平面的，且具有两个面。加热器组件120的第一面面向液体存储隔室的第一部分130和口端开口110。加热器组件120的第二面接触毛细管材料136和液体存储隔室中的液体131，且面向筒100的连接端115。加热器组件120更接近连接端，使得加热器组件120与电源的电连接可以轻易且稳固地实现，如将描述。液体存储隔室的第一部分130大于液体存储隔室的第二部分135且占据加热器组件120与筒100的口端开口110之间的空间。存储隔室的第一部分130中的液体可通过加热器组件120的两侧上的液体通道133行进到液体存储隔室的第二部分135。在此实例中，提供两个通道以提供对称结构，但是只需要一个通道。通道是限定在上部存储隔室壳体137与加热器托架134之间的封闭液体流动路径。

图3是图2a和2b中所示的液体存储隔室和筒100的加热器组件120的放大图。有可能提供包括图3中示出的部件但不具有外部壳体105或衔嘴的筒。可以提供衔嘴作为筒100的独立部件，或者可以提供衔嘴作为控制主体200的部分，其中如图3中所示的筒被配置成插入到控制主体200中。

图3中示出的筒100可以通过首先在加热器组件120周围模制加热器托架134来组装。加热器组件包括如所描述的网状加热器元件122，它们固定到一对锡接触垫121上且具有比加热器元件122低得多的电阻率。接触垫121固定到加热器元件122的相对端上，如图6a和6b中所说明。接着使用焊接或胶粘剂将加热器托架134固定到上部存储部分壳体。毛细管材料136插入到液体存储隔室的第二部分135中。接着，端盖138固定到加热器托架上以密封液体存储隔室。

或者，加热器托架、毛细管材料136和端盖138可以在固定到上部存储隔室壳体上之前首先组装。图4a是加热器组件120、加热器托架134、毛细管材料136和端盖138的第一横截面。清楚地示出了液体通道133。图4b是加热器组件120、加热器托架134、毛细管材料136和端盖138的第二横截面。可看出，加热器托架134将加热器组件120固定在加热器组件120的两侧上。接触垫121可易于从加热器组件120的第二侧取用，且被加热器组件120的第一侧上的加热器托架覆盖，以免受气流通路140中的蒸汽影响。加热器托架134的下壁从加热器组件120的第二侧延伸，并隔离接触垫121和液体存储隔室的第二部分135中的液体。

加热器托架134和加热器组件120在图5a、5b、6a和6b中更详细地示出。图5a和5b是图4a和图4b的加热器组件120和加热器托架134的顶部透视图。图6a和6b是图4a和图4b的加热器组件120和加热器托架134的底部视图。端盖138和毛细管材料136被移除。

图5a和5b示出加热器托架134中覆盖加热器组件120的接触部分121的第一侧的覆盖表面160，同时网状加热器元件122露出。从液体存储隔室的第一部分130到液体存储隔室的第二部分135的液体通道133由加热器托架134的竖直壁限定。相同壁还在气流通路140经过加热器元件120时界定它。

加热器托架进行射出成型，且由例如聚醚醚酮(PEEK)或液晶聚合物(LCP)的工程化聚合物形成。

图6a和6b示出加热器托架134如何隔离接触垫121与液体存储隔室的第二部分135但是允许接触垫121能够被取用。加热器托架134的壁隔离接触部分121与存储部分中的液体。加热器托架134还隔离接触垫121的露出部分和气流通路140。

加热器托架134在加热器组件120上的包覆模制提供了一个可以在组装系统期间容易处理而不损坏加热器元件134的脆弱部分的稳固部件。

液体可以在端盖138固定之前从底端插入到液体存储隔室中，或者在端盖138固定之后通过上部存储隔室壳体中的填充端口(未示出)插入。液体存储隔室可以通过填充端口进行再填充。

接着，液体存储隔室可使用机械固定或使用另一种手段，例如，胶粘剂或焊接，固定在筒壳体105内部。或者，存储隔室可以固定到或以可移除方式连接到气溶胶生成系统的控制主体的壳体。

图7说明气溶胶生成系统的控制主体中的电触点可以如何布置成与加热器组件120的露出接触垫配合。仅示出控制主体200的电触点。电触点包括一对弹簧承载的引脚160，所述引脚在形成于加热器托架134的两侧上的槽中延伸以接触接触垫121。通过这种布置，可以通过在平行于引脚的纵向轴线的插入方向上将筒100移动到接触引脚来将筒100插入或接合到控制主体200。当引脚接触接触垫121时，电流可以被递送给加热元件122。筒100可以保持在控制主体壳体内，或者可以使用推接接头或搭扣接头固定到控制主体上。

图7还示出上部存储隔室壳体137的切面部分。可以看出，内壁139用于分开气流通路145与液体存储隔室内的液体131。还清楚地示出了进气口150。

现将简要地描述系统的操作。系统首先使用控制主体200上的开关(图1中未示出)接通。所述系统可包括与气流通路流体连通的气流传感器，所述气流传感器可以通过抽吸激活。这意味着控制电路系统220被配置成基于来自气流传感器的信号向加热元件122供应电力。当用户希望吸入气溶胶时，用户在系统的口端开口110上进行抽吸。或者，到加热元件122的电力供应可基于用户对开关的致动。当电力被供应到加热元件122时，加热元件122加热到高于液体气溶胶形成基质131的汽化温度的温度。由此，加热元件122导致的液体气溶胶形成基质131损耗被汽化并且逸出到气流通路140中。通过进气口150吸入的空气和来自加热元件122的蒸汽的混合物通过气流通路140、145被抽向口端开口110。当它穿过气流通路140、145时，蒸汽冷却以形成气溶胶，接着气溶胶被抽吸到用户的口中。在用户抽吸结束时或在设定的时间段之后，切断到加热元件122的电力，并且加热器在下一次抽吸之前再次冷却。

在以此方式进行正常使用期间，以及用户抽吸之间，系统通常保持成使得系统的口端在最上面。这意味着液体存储隔室的第一部分130在液体存储隔室的第二部分135上方，且加热元件在液体存储隔室的第二部分135中的毛细管材料136上方。当接近加热元件122的毛细管材料136中的液体汽化并逸出到气流通路140中时，其通过在重力影响下从液体存储隔室的第一部分130流入毛细管材料136的液体进行补充。液体从第一部分130通过两个封闭液体流动路径133流动到毛细管材料136中。接着，毛细管材料136将液体抽吸到加热元件122，为用户下一次的抽吸做好准备。液体的行进方向通过图2a中的箭头说明。

尽管本发明关于包括控制主体和单独但是可连接的筒的系统加以描述，但是应该清楚的是，在加热器组件上模制的加热器托架的布置以及液体存储隔室、气流通路和加热器组件的配置可以在单件式气溶胶生成系统中使用。

还应该清楚的是，在本发明的范围内，替代几何结构是可能的。具体地说，气流通路可以不同方式延伸穿过存储隔室的第一部分，例如穿过液体存储隔室的中心。筒和液体存储隔室可具有不同的横截面形状，且加热器组件可具有不同的形状和配置。

具有所述构造的气溶胶生成系统具有若干个优点。通过液体存储隔室的第一部分和第二部分的布置来降低液体泄漏到气流通路中的可能性。通过加热器托架的构造显著降低液体或蒸汽损坏或腐蚀电接触部分的可能性。所述构造稳固且便宜，并且使得液体气溶胶形成基质的浪费最少。

Claims (15)

1.一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：

存储隔室，其含有液体气溶胶形成基质，所述存储隔室具有通过液体通道彼此连接的第一部分和第二部分，使得所述第一部分中的液体能够通过所述液体通道传递到所述第二部分；

气流通路，其在所述存储隔室的所述第一部分与所述第二部分之间通过；

流体可渗透的气溶胶生成元件，其位于所述存储隔室的所述第一部分与所述第二部分之间且具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述气溶胶生成元件的所述第一侧形成所述气流通路的一部分，且所述气溶胶生成元件的所述第二侧与来自所述存储隔室的所述第二部分的液体接触，使得所述存储隔室的所述第一部分中的液体气溶胶形成基质能够仅通过所述存储隔室的所述第二部分到达所述流体可渗透的气溶胶生成元件。

2.根据权利要求1所述的筒，其中所述存储隔室的所述第一部分具有比所述存储隔室的所述第二部分更大的液体存储容量。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的筒，其中所述存储隔室的所述第二部分含有与所述气溶胶生成元件的所述第二侧接触的毛细管材料。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的筒，其中所述筒包括壳体，所述壳体具有连接端和远离所述连接端的口端，所述连接端被配置成连接到气溶胶生成系统的控制主体，所述气溶胶生成元件的所述第二侧面对所述连接端，且所述气溶胶生成元件的所述第一侧面对所述口端。

5.根据权利要求4所述的筒，其中与接近所述口端相比，所述气溶胶生成元件更接近所述连接端。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的筒，其进一步包括进气口和具有口端开口的衔嘴部分，所述气流通路在所述存储隔室的所述第一部分与所述第二部分之间从所述进气口延伸到所述口端开口，其中所述存储隔室的所述第一部分位于所述气溶胶生成元件与所述口端开口之间。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的筒，其中所述气溶胶生成元件的所述第一侧和所述第二侧是平面的。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的筒，其中所述气溶胶生成元件包括从所述第二侧延伸到所述第一侧的多个空隙或孔口，且流体能够通过所述空隙或孔口。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的筒，其中所述气溶胶生成元件是加热元件。

10.根据权利要求9所述的筒，其包括加热器组件，所述加热器组件包括所述加热元件和电连接到所述加热元件的电接触部分。

11.根据权利要求10所述的筒，其中所述电接触部分通过所述筒的连接端露出。

12.根据权利要求10或11所述的筒，其中所述存储隔室包括加热器托架，所述加热器托架在所述加热器组件上模制成型。

13.一种气溶胶生成系统，其包括根据前述权利要求中任一项所述的筒且还包括连接到所述筒的控制主体，所述控制主体被配置成控制向所述气溶胶生成元件的电力供应。

14.根据权利要求13所述的气溶胶生成系统，所述控制主体包括被配置成接合所述筒中的电接触部分的一对电触点。

15.根据权利要求13或14所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成系统是手持式气溶胶生成系统。

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