CN111418895B - 气溶胶生成系统和用于气溶胶生成系统的筒 - Google Patents

Abstract

一种气溶胶生成系统，其包括：液体存储部分(20)，所述液体存储部分包括容纳液体气溶胶形成基质的刚性壳体(24)，所述壳体具有开口；和流体可渗透加热器组件(30)，其包括复数个导电丝，其中所述流体可渗透加热器组件固定到所述壳体且跨越所述壳体的所述开口延伸。提供跨越液体存储部分的开口延伸的加热器组件允许制造相对简单的稳固结构。这种布置允许加热器组件与液体气溶胶形成基质之间的较大接触面积。加热器组件可以是基本平坦的，从而允许制造简单。

Description

气溶胶生成系统和用于气溶胶生成系统的筒

本申请是名称为“具有加热器组件的气溶胶生成系统和用于具有流体可渗透加热器组件的气溶胶生成系统的筒”、国际申请日为2014年12月15日、国际申请号为PCT/EP2014/077843、国家申请号为201480074316.3的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及包括适用于蒸发液体的加热器组件的气溶胶生成系统。尤其，本发明涉及手持气溶胶生成系统，例如电操作吸烟系统。

背景技术

一种类型的气溶胶生成系统是电操作吸烟系统。由包括电池和控制电子元件的装置部分和包括气溶胶形成基质供给的筒部分以及电操作蒸发器组成的手持电操作吸烟系统为已知的。包括气溶胶形成基质供给和蒸发器两者的筒有时被称作“雾化筒”。蒸发器通常包括缠绕于浸泡在液体气溶胶形成基质中的伸长的芯子周围的加热器线的线圈。筒部分通常不仅包括气溶胶形成基质供给和电操作蒸发器，而且还包括烟嘴，吸烟者在使用时吮吸所述烟嘴以将气溶胶抽吸到他们的口中。

然而，此结构的缺点是筒的生产成本相对昂贵。这是因为制造芯子和线圈组件不易完成。并且，在制造期间必须小心处理加热器线的线圈之间的电接触部分和通过其自装置部分递送电流的电接触部分。此外，这些筒包含烟嘴部分以在运输期间保护易碎的芯子和线圈组件。但在每一筒中包含完整且稳固的烟嘴意味着每一筒具有较高的材料成本。

将尽可能提供一种适合于廉价制造且稳固的气溶胶生成系统(例如手持电操作吸烟系统)的加热器组件。将进一步尽可能提供一种比之前气溶胶生成系统中的加热器组件更有效率的加热器组件。

发明内容

在第一方面中，提供了一种气溶胶生成系统，其包括：

液体存储部分，其包括容纳液体气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和

流体可渗透加热器组件，其包括复数个导电丝，其中所述流体可渗透加热器组件固定到所述壳体且跨越所述壳体的开口延伸。

提供跨越液体存储部分的开口延伸的加热器组件允许制造起来相对简单的稳固结构。这种布置允许加热器组件与液体气溶胶形成基质之间的较大接触面积。所述壳体可以是刚性的壳体。当在本文中使用时“刚性的壳体”表示自承的壳体。液体存储部分的刚性的壳体优选地为加热器组件提供机械支承。加热器组件可以是基本平坦的，从而允许制造简单。如本文中所使用，“基本平坦”意味初始地形成在单一平面中且未缠绕或其它符合曲面或其它非平面形状。在几何学上，术语“基本平坦”导电丝结构用于指代呈基本二维拓扑流形的形式的导电丝结构。因此，基本平坦导电丝结构基本多于在第三维度上地沿表面在两个维度上延伸。特别地，基本平坦丝结构在表面内两个维度上的尺寸为垂直于所述表面的第三维度上尺寸的至少5倍。基本平坦丝结构的一实例为两个基本虚构平行表面之间的结构，其中这两个虚构表面之间的距离基本小于表面内的延伸部分。在一些实施例中，基本平坦丝结构为平面的。在其它实施例中，基本平坦丝结构沿一个或多个维度弯曲，例如形成圆顶形状或桥形状。

本说明书使用的术语“丝”是指布置在两个电接触部分之间的电路径。丝可分别任意地分支及分叉为若干路径或丝，或可从若干电路径聚集为一个路径。丝可具有圆形、正方形、平坦形或任何其它形式的横截面。丝可以笔直或弯曲方式布置。

术语“丝结构”贯穿本说明书使用以指一个丝或优选地复数个丝的结构。丝结构可为(例如)平行于彼此布置的丝阵列。优选的是，丝可形成网格。网格可为交织或非交织的。

平坦加热器组件可在制造期间易于处置且提供稳固的结构。

系统可有利地包括装置和可移除地联接到所述装置的筒，其中液体存储部分和加热器组件设置在筒中且所述装置包括电源。可以可靠且可重复的方式低成本地制造筒。如本文中所使用，筒“可移除地联接”到装置意味筒与装置可相互联接或解联接，而不明显损坏装置或筒。

所述系统可为电操作吸烟系统。

导电丝可位于单一平面中。平面加热器组件在制造期间可易于处置且提供稳固的结构。

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。优选的是，丝引起空隙中的毛细管作用，使得在使用中，待蒸发的液体被抽吸到空隙中，从而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，在每英寸160与600个丝之间(+/-10％))的网格。间隔的宽度优选地在75μm到25μm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。替代地，导电丝由彼此平行布置的丝阵列组成。

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，此在本领域中是众所周知的。

导电丝可具有在10μm到100μm之间、优选地在8μm到50μm之间且更优选地在8μm到39μm之间的直径。所述丝可具有圆形横截面或可具有平坦的横截面。

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25mm²，允许其合并到手持系统中。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。优选的是，导电丝的网格或阵列覆盖加热器组件面积的10％到50％之间的面积。更优选的是，导电丝的网格或阵列覆盖加热器组件面积的15％到25％之间的面积。将导电丝的网格、阵列或织物的大小规定在面积的10％到50％或小于或等于25mm2，减少了加热导电丝的网格、阵列或织物所需的总功率量，同时仍确保导电丝的网格、阵列或织物充分地接触到一个或多个毛细管材料提供的待挥发的液体。

加热器丝可通过蚀刻例如箔的片材而形成。当加热器组件包括平行丝阵列时，此可为特别有利的。如果加热器组件包括丝的网格或织物，那么丝可单独地形成且针织在一起。替代地，加热器丝可由导电箔(例如不锈钢)模压而成。

加热器组件的丝可由具有合适的电特性的任何材料形成。合适的材料包括但不限于：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造的复合材料。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。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、钽和铂系元素金属。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。丝可涂覆有一种或多种绝缘体。导电丝的优选材料为304、316、304L、316L不锈钢，以及石墨。另外，导电丝结构可包括上述材料的组合。材料的组合可用于改善对基本平坦丝结构的电阻的控制。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。如果材料中的一种在其它角度(例如，价格、机械加工性或其它物理和化学参数)来说更有益，此可为有利的。有利的是，具有增大电阻的基本平坦丝结构减少寄生损失。有利的是，较高电阻率的加热器允许更高效地使用电池能量。电池能量在损耗在印刷电路板上的能量与递送到导电丝结构的能量之间成比例地在分派。由此，加热器中的导电丝结构可用的能量高于导电丝结构的电阻。

在示范性实施例中，基本平坦丝结构可由形成为线网格的两种类型的金属线制成。在此类实施例中，优选的是，较高电阻线(例如，由镍铬合金制得的线)在电流流动的方向上取向。相应地，在这个实施例中，较低电阻线基本垂直于具有较高电阻的线加以布置。举例来说，较低电阻线可以是不锈钢线。有利的是，相对便宜的较低电阻线形成具有较高电阻的线的支承。另外，具有较高电阻的线通常比不锈钢线具有更小的延展性，且因此无法容易地制造成细线。因此，在本发明的此类有利实施例中，具有较高电阻的相对较粗线与较低电阻的细不锈钢线组合，从而具有较细不锈钢线通过增加的毛细管作用力而改善基本平坦丝结构的润湿的附加益处。

替代地，导电丝结构可由碳线织物形成。碳线织物的优点是其通常比具有较高电阻率的金属加热器更有成本效益。此外，碳线织物通常比金属网格更有弹性。另一优点是在构造流体可渗透加热器组件期间，可充分维护碳线织物与如高释放材料的输送介质之间的接触。

流体可渗透加热器组件与输送介质(例如毛细管输送介质，例如由纤维或多孔陶瓷材料制成的芯子)之间的可靠接触改善流体可渗透加热器组件的恒定润湿。这有利地减小了过度加热导电丝结构和无意中热分解液体的风险。

加热器组件可包括上面支承丝的电绝缘基板。电绝缘基板可包括任何合适的材料，且优选的是一种能够耐高温(超过300摄氏度)和温度急速变化的材料。合适的材料的实例为聚酰亚胺薄膜，例如电绝缘基板可具有形成于其中的开孔，其中导电丝跨越所述开孔延伸。加热器组件可包括连接到导电丝的电接触部分。举例来说，电接触部分可经胶合、焊接或以机械方式夹紧到导电丝结构。替代地，可例如使用金属墨水将导电丝结构印刷在电绝缘基板上。在此类结构中，优选的是，电绝缘基板是多孔材料，使得导电丝结构可直接应用于多孔材料的表面。优选的是，在此类实施例中，基板的孔隙度充当电绝缘基板的“开口”，可通过孔隙度朝向导电丝结构汲取液体。

加热器元件的导电丝的网格、阵列或织物的电阻优选地在0.3欧姆到4欧姆之间。更优选的是，导电丝的网格、阵列或织物的电阻在0.5欧姆到3欧姆之间，且更优选地为约1欧姆。导电丝的网格、阵列或织物的电阻优选地比接触部分的电阻大至少一个数量级，且更优选地大至少两个数量级。这确保通过使电流通过加热器元件而产生的热集中到导电丝的网格或阵列。如果系统由电池提供电力，那么对于加热器元件具有较低的总电阻是有利的。低电阻高电流系统允许高功率递送到加热器元件。这允许加热器元件快速地将导电丝加热到所要温度。

第一和第二导电接触部分可直接固定到导电丝。接触部分可定位于导电丝与电绝缘基板之间。举例来说，接触部分可由电镀到绝缘基板上的铜箔形成。与绝缘基板相比，接触部分还可更容易地与丝结合。

替代地，第一和第二导电接触部分可与导电丝成一体。举例来说，可通过蚀刻导电薄片以在两个接触部分之间提供复数个丝来形成加热器元件。

加热器组件可包括由第一材料制成的至少一个丝和由不同于第一材料的第二材料制成的至少一个丝。这可有益于电或机械原因。举例来说，丝中的一个或多个可由具有随温度显著变化的电阻的材料(例如，铁铝合金)形成。这允许丝的电阻的测量值用于确定温度或温度的变化。这可用于抽吸检测系统中且可用于控制加热器温度以使其保持在所要温度范围内。温度的突然变化也可用作检测由于使用者抽吸系统而经过加热器组件的气流的变化的手段。

液体存储部分的壳体有利地含有毛细管材料。毛细管材料为主动将液体从材料的一个端部传送到另一端部的材料。毛细管材料有利地在壳体中取向以将液体传送到加热器组件。

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，毛细管材料可以包括复数个纤维或线或其它细孔管。纤维或线可以大体上对准以将液体传送到加热器。替代地，毛细管材料可以包括海绵状或泡沫状材料。毛细管材料的结构形成复数个小孔或管，液体可以由毛细作用输送通过所述小孔或管。毛细管材料可以包括任何合适的材料或材料的组合。合适材料的实例是海绵或泡沫材料，呈纤维或烧结粉末的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造的纤维状材料，如醋酸纤维素、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。毛细管材料可以具有任何合适的毛细管作用和孔隙度，以便与不同的液体物理性质一起使用。液体具有物理性质，包含但不限于粘性、表面张力、密度、导热性、沸点和蒸汽压力，所述物理性质允许液体通过毛细管作用输送通过毛细管装置。

毛细管材料可与导电丝接触。毛细管材料可延伸到丝之间的空隙中。加热器组件可通过毛细管作用将液体气溶胶形成基质抽吸到空隙中。毛细管材料可在开孔的基本整个范围上方与导电丝接触。在一个实施例中，与导电丝结构接触的毛细管材料可以是丝状芯子。优选的是，丝状芯子具有第一部分和第二部分，其中第一部分基本垂直于导电丝结构地布置，伸进筒的液体存储部分中。优选的是，丝状芯子的第二部分基本平行于导电丝结构地布置。优选的是，丝状芯子的丝从丝状芯子的第一部分连续到丝状芯子的第二部分。这允许将液体朝向导电丝结构输送通过丝状芯子的第一部分，同时允许穿过导电丝结构快速分散通过丝状芯子的第二部分。这有利于允许整个导电丝结构的连续润湿。连续润湿可避免过度加热且防止由于过度加热导致的液体的无意分解。

优选的是，导电丝结构包括至少若干丝，所述至少若干丝由合金制成或涂覆有对液体(例如水)的存在敏感的薄膜。这允许(例如)通过将敏感线连接到电路来检测导电丝结构的润湿，所述电路监测线的电阻且在检测到干界面的情况下阻止加热器工作或减小电流。这有利地增加了气溶胶生成系统的安全性。在一个实施例中，用于检测润湿的丝是涂覆有氮化铟(InN)或氧化铝(Al2O3)薄膜的不锈钢线。在使用时，液体(如，水)使来自这些薄膜表面的电子失去液体且维持薄膜的较高电阻率直到薄膜表面变得干燥。接着电阻率迅速下降。通过连接的电子电路检测电阻率的下降。

有利的是，加热器组件和毛细管材料可经制定大小以具有大约相同面积。如此处所使用，大约意味着加热器组件可在大于毛细管材料的0％到15％之间。加热器组件的形状也可类似于毛细管材料的形状，使得组件与材料基本重叠。当组件与材料在大小和形状上基本类似时，可简化制造且提高制造过程的稳健性。如下文所论述，毛细管材料可包含一种或多种毛细管材料，所述一种或多种毛细管材料包含一层或多层与加热器组件的导电丝的网格、阵列或织物直接接触的毛细管材料，以便促进气溶胶生成。毛细管材料可包含本文中所描述的材料。

毛细管材料中的至少一种可具有足够的体积，以便确保最小量的液体存在于所述毛细管材料中以防止“干热”，所述干热在不充足的液体提供到与导电丝的网格、阵列或织物接触的毛细管材料时发生。提供最小体积的所述毛细管材料以便允许使用者进行20到40次抽吸。在时间长度在1到4秒之间的抽吸期间挥发的液体的平均体积通常在1到4mg液体之间。由此，提供具有保持20mg到160mg包括液体形成基质的液体的体积的至少一种毛细管材料可防止干热。

壳体可含有两种或两种以上不同的毛细管材料，其中与加热器元件接触的第一毛细管材料具有较高的热分解温度，且与第一毛细管材料接触但不与加热器元件接触的第二毛细管材料具有较低的热分解温度。第一毛细管材料有效地用作将加热器元件与第二毛细管材料分离的间隔件，使得第二毛细管材料不暴露于高于其热分解温度的温度。如本文中所使用，“热分解温度”意思是在所述温度下材料开始分解且通过生成气态副产物损失质量的温度。第二毛细管材料可比第一毛细管材料有利于占据更大体积且可比第一毛细管材料容纳更多气溶胶形成基质。第二毛细管材料可具有比第一毛细管材料更好的毛细管作用性能。第二毛细管材料可比第一毛细管材料更便宜。第二毛细管材料可为聚丙烯。

第一毛细管材料可将加热器组件与第二毛细管材料分离至少1.5mm，且优选地在1.5mm到2mm之间的距离，以提供跨越第一毛细管材料的足够温降。

液体存储部分可定位在导电丝的第一侧上且可为定位在导电丝相对侧上到液体存储部分的气流通道使得经过导电丝的气流夹带蒸发的液体气溶胶形成基质。

除了靠近液体输送介质或与液体输送介质接触定位的电加热器组件，气溶胶生成系统可包括与液体存储部分呈合作关系的至少一个其它电加热器组件。与液体存储部分呈合作关系的其它电加热器组件可增加液体存储部分的液体的消耗。此情形在液体存储部分包括存储液体的高保持介质时为尤其有利的。有利的是，使用高保持介质来存储液体存储部分中的液体。举例来说，使用高保持介质减小溢出的风险。在筒的壳体故障或破裂的情况下，溢出的液体可导致与作用中电子组件和生物组织的非所要接触。然而，在筒壳体中发生机械破裂的情况下，相比于填充自由液体的箱，由于通过润湿力将液体吸引到高保持介质表面而较不可能出现液体的大量损失。然而，由于高保持介质将在内部保持一部分液体，其反过来不能用于气溶胶化。有利的是，提供额外加热组件增加液体存储部分的消耗比率，即，从液体存储部分移除的液体量与无法从液体存储部分移除的液体量之间的比率。

优选的是，其它电加热器组件经定位靠近较不可能由主要电加热器组件消耗的高保持介质的区域，例如最远离第一电加热器组件的高保持介质的大部分区域。优选的是，其它电加热器组件位于壳体的底壁中，即，与电加热器组件相对的壁。替代地或另外，其它电加热器组件位于壳体的侧壁处。

优选的是，控制其它电加热器组件以仅在需要时激活，例如，在检测到液体流动减少时激活。举例来说，在检测到第一电加热器组件的润湿减少时，可激活其它电加热器组件。

替代地或另外，壳体内部地具有非圆柱形(例如圆锥形)形状，使得内部非圆柱形形状的较宽截面朝向电加热器组件且内部较小截面延伸到相反方向。尤其在气溶胶生成系统为基本水平取向时，这允许增加作用于液体的重力的关联以使液体朝向电加热器组件行进。水平取向是电加热器组件与液体存储部分基本在相同垂直水平上的取向。此水平取向通常在气溶胶生成系统的使用期间。

替代地或另外，包括电加热器组件的筒和壳体布置在气溶胶生成系统中，使得电加热器组件跨液体存储部分侧上的壳体的开口布置，所述液体存储部分远离气溶胶生成系统的烟嘴。这可有益于气溶胶在气溶胶生成系统内的流动路径。举例来说，在气溶胶生成系统的垂直布置中，烟嘴在顶部且壳体颠倒地布置，即液体布置在电加热器组件上方。在此类实施例中，使液体朝向电加热器组件行进的毛细管作用力由重力辅助，而非必须克服重力。

优选的是，壳体包括两个元件，其中第一元件为帽且第二元件为箱，其中所述帽关闭所述箱。优选的是，根据本发明，帽包括加热器组件或与加热器组件紧密接触。优选的是，箱包括液体，且其中存在第一毛细管材料或第一和第二毛细管材料两者。优选的是，帽材料由具有高热分解温度的材料制成，所述材料例如聚醚醚酮(PEEK)或优选的是，帽具有足以使箱与加热器组件隔开至少1.5mm(且优选地在1.5mm到2mm之间的)距离的尺寸，以提供跨越帽的足够温降。有利的是，在此类实施例中，箱材料可由具有较低热分解温度的更经济有效的材料制成，所述材料例如聚乙烯或聚丙烯。

空气入口例如布置在系统的主要壳体中。环境空气进入系统中，穿过筒的远端处的加热元件且夹带通过加热筒中的气溶胶形成基质而产生的气溶胶。接着沿着筒在筒壳体与主要壳体之间将含有空气的气溶胶引导到系统的下游端，其在所述下游端与来自其它流动路径的环境空气混合(在到达下游端之前或之后)。

布置在筒壳体的远端区域中的第二通道的入口开口也可设置于加热元件布置在筒的近端处的替代系统中。第二流动路径不仅可经过筒外部，而且也可穿过筒。接着环境空气在筒的半开壁处进入筒，穿过筒且通过穿过布置在筒近端处的加热元件而离开筒。从而，环境空气可穿过气溶胶形成基质或穿过布置在固体气溶胶形成基质中的一个或多个通道，使得环境空气不穿过基质本身而是在接近基质的通道中。

为了允许环境空气进入筒，筒壳体的壁(优选地加热元件对面的壁，优选地底壁)具备至少一个半开入口。半开入口允许空气进入筒，但不允许空气或液体通过半开入口离开筒。半开入口例如可为半可渗透膜，在一个方向上仅对于空气可渗透但在相反方向上为气密和液密的。半开入口例如也可为单向阀。优选的是，仅在满足特定条件时，例如在满足筒中的最小低压或穿过阀或膜的空气的体积时，半开入口才允许空气穿过入口。

举例来说，这种单向阀可为(例如)用于医疗装置的市场上可买到的阀，例如LMSMediflow单向阀、LMS SureFlow单向阀或LMS止回阀(跨膜)。待用于筒从而使气流穿过筒的合适的膜为(例如)如用于医疗装置的排放膜(例如Qosina参考11066)、如用于奶瓶的具有疏水性过滤器或阀的排放帽。此类阀和膜可由适合应用于电加热吸烟系统的任何材料制成。可使用适合于医疗装置的材料和FDA认证材料；例如具有极高机械阻力和大范围温度内的热稳定性的石墨烯。优选的是，阀由软的弹性材料制成以用于将一个或多个阀的液密一体支承到容器壳体的壁中。

让环境空气穿过基质维持气溶胶形成基质的气溶胶化。在抽吸期间，筒中出现低气压，所述低气压激活半开入口。环境空气随后通过筒，优选地通过高保持或高释放材料(HRM)或液体，且穿过加热元件，从而在加热元件充分地加热液体时产生和维持液体的气溶胶化。另外，由于在抽吸期间产生的低气压，可限制例如毛细管材料的输送材料中的液体到加热元件的供应。穿过筒的环境气流可使筒内的压力差均衡，且从而支持朝向加热元件的不受阻碍的毛细管作用。

另外或替代地，半开入口也可设置于筒壳体的一个或多个侧壁中。侧壁中的半开入口朝向筒壳体的开口顶端将横向气流提供到筒中，加热元件布置在筒壳体的所述开口顶端处。优选的是，横向气流穿过气溶胶形成基质。

系统可进一步包括连接到加热器组件且连接到电源的电路，所述电路配置成监测加热器组件或加热器组件的一个或多个丝的电阻，且根据加热器组件或一个或多个丝的电阻控制到达加热器组件的电力供给。

电路可包括微处理器，所述微处理器可为可编程微处理器。电路还可包括电子组件。电路可配置成调节到达加热器组件的电力供给。在激活系统之后功率可连续地供应到加热器组件或可例如在逐抽吸的基础上间歇地供应。功率可以电流脉冲的形式供应到加热器组件。

系统有利地包括在壳体的主体内的电源，典型地是电池。作为替代，电源可以是另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可需要充电且可具有允许存储用于一个或多个吸烟过程的足够能量的容量；例如，电源可以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，或者持续六分钟的倍数的时间。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许预定数量次抽吸或加热器组件的不连续激活。

优选的是，气溶胶生成系统包括壳体。优选的是，壳体为伸长的。所述壳体可包括任何合适的材料或材料的组合。合适的材料的实例包含金属、合金、塑料或含有那些材料中的一种或多种的复合材料，或适于食品或制药应用的热塑性塑料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。优选的是，所述材料是轻型的且非脆性的。

优选的是，气溶胶生成系统为便携式的。气溶胶生成系统可以具有相当于常规雪茄或卷烟的尺寸。吸烟系统可以具有大约30mm到大约150mm之间的总长度。吸烟系统可以具有大约5mm到大约30mm之间的外径。

气溶胶形成基质为能够释放可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释放挥发性化合物。

气溶胶形成基质可以包括植物性材料。气溶胶形成基质可以包括烟草。气溶胶形成基质可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草香味化合物从气溶胶形成基质释放。气溶胶形成基质可替代地包括不含烟草的材料。气溶胶形成基质可包括均质植物性材料。气溶胶形成基质可包括均质烟草材料。气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成基质可包括其它添加剂和成分，例如香料。

在第二方面中，提供了一种用于电操作的气溶胶生成系统的筒，其包括：

液体存储部分，其包括容纳液体气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和

流体可渗透加热器组件，其包括复数个导电丝，其中所述流体可渗透加热器组件跨越液体存储部分的壳体的开口延伸。

可稳健、可靠且以低成本制造具有此构造的筒。加热器组件可为基本平坦的，无需将任何加热器线缠绕于毛细管芯子的周围。

导电丝可位于单一平面中。平面加热器组件在制造期间可易于处置且提供稳固的结构。

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。优选的是，丝引起空隙中的毛细管作用，使得在使用中，待蒸发的液体被抽吸到空隙中，从而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，在每英寸160与600个丝之间(+/-10％))的网格。间隔的宽度优选地在75μm到25μm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。替代地，导电丝由彼此平行布置的丝阵列组成。

导电丝可具有在10μm到100μm之间、优选地在8μm到50μm之间且更优选地在8μm到39μm之间的直径。所述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例如箔的片材而形成。当加热器组件包括平行丝阵列时，此可为特别有利的。如果加热器组件包括丝的网格或织物，那么丝可单独地形成且针织在一起。

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25mm²，允许其合并到手持系统中。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。优选的是，导电丝的网格或阵列覆盖加热器组件面积的10％到50％之间的面积。更优选的是，导电丝的网格或阵列覆盖加热器组件面积的15％到25％之间的面积。

导电丝可包括任何合适的导电材料。导电丝的优选材料为304、316、304L、316L不锈钢，以及石墨。

加热器元件的导电丝的网格、阵列或织物的电阻优选地在0.3欧姆到4欧姆之间。更优选的是，导电丝的网格、阵列或织物的电阻在0.5欧姆到3欧姆之间，且更优选地约1欧姆。导电丝的网格、阵列或织物的电阻优选地比接触部分的电阻大至少一个数量级，且更优选地大至少两个数量级。

液体存储部分的壳体可含有毛细管材料，如关于第一方面所描述。毛细管材料可在壳体中取向以将液体传送到加热器组件。毛细管材料可与加热器组件接触。毛细管材料可延伸到丝之间的空隙中。

如关于第一方面所描述，壳体可含有两种或两种以上不同的毛细管材料，其中与加热器元件接触的第一毛细管材料具有较高的热分解温度，且与第一毛细管材料接触但不与加热器元件接触的第二毛细管材料具有较低的热分解温度。第一毛细管材料可将加热器组件与第二毛细管材料分离至少1.5mm，且优选地在1.5mm到2mm之间的距离，以提供跨越第一毛细管材料的足够温降。

如关于第一方面所描述，加热器组件可包括由第一材料制成的至少一个丝和由与第一材料不同的第二材料制成的至少一个丝。

加热器组件可包括上面支承丝的电绝缘基板，所述丝跨越基板中形成的开孔延伸。电绝缘基板可包括任何合适的材料，且优选的是一种能够耐高温(超过300℃)和温度急速变化的材料。合适的材料的实例为聚酰亚胺薄膜，例如

加热器组件可包括与复数个丝接触的导电接触点。导电接触点可设置于液体存储部分的壳体与电绝缘基板之间。导电接触点可设置于丝与电绝缘基板之间。可在电绝缘层中形成开孔，且筒可包括定位于开口上相互相对侧的两个导电接触点。

有利的是，从筒的外部可接近导电接触点。加热器组件可在横向平面中延伸，且导电接触点可在液体存储部分的壳体上横向地延伸。随后，筒可配置成在正交于横向平面的方向上插入气溶胶生成装置中，从而使导电接触点与装置上的电接触部分接触。

液体存储部分的壳体可以是基本圆柱体的，其中开口在圆柱体的一个端部处。液体存储部分的壳体可具有基本圆形的横截面。

有利的是，在使用加热器组件之前，由可移除盖板或密封件覆盖加热器组件。在存储和运输期间，盖板或密封件可保护基质免于降解。

在优选的实施例中，筒不包括电源。

在第三方面中，提供了一种制造用于电操作的气溶胶生成系统的筒的方法，其包括：

提供包括具有开口的壳体的液体存储部分；

用液体气溶胶形成基质填充所述液体存储部分；及

将包括复数个导电丝的流体可渗透加热器组件固定到液体存储部分，其中所述流体可渗透加热器组件跨越液体存储部分的壳体的开口延伸。

可在将加热器组件固定到液体存储部分的步骤之前或之后执行填充液体存储部分的步骤。

举例来说，固定步骤可包括将加热器组件热封、胶合或焊接到液体存储部分。液体存储部分可含有毛细管材料。

关于一个方面所描述的特征可以同样应用于本发明的其它方面。特别地，关于该第一方面描述的特征可以同样应用于第二方面和第三方面。

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。如本文中所使用，关于加热器组件的“流体可渗透”意味呈气相或可能呈液相的气溶胶形成基质可容易地穿过加热器组件。

附图说明

现将参照附图仅通过实例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1a到1d为根据本发明的实施例的包括筒的系统的示意图；

图2为用于图1的系统的烟嘴部分的扣钩机制的示意图；

图3为图1a至1d的筒的分解图；

图4为用于如图1a至1d中所展示的系统中的替代筒的分解图；

图5a为图2的筒的底部透视图；

图5b为移除盖板的图2的筒的顶部透视图；

图6为用于图2中所展示的筒中的加热器组件的详细视图；

图7为可以用于图2中所展示的筒中的替代加热器组件的详细视图；

图8为可以用于图2中所展示的筒中的另一替代加热器组件的详细视图；

图9为可以用于图2中所展示的筒中的又一替代加热器组件的详细视图；

图10为用于在装置与加热器组件之间形成电接触的替代机制的详细视图；

图11a和11b说明可以用于确保装置中的筒的正确对准的一些筒壳体形状；

图12a为加热器的丝的详细视图，其展示丝之间的液体气溶胶形成基质的弯月面；

图12b为加热器的丝的详细视图，其展示丝之间的液体气溶胶形成基质的弯月面和在丝之间延伸的毛细管材料；

图13a、13b和13c说明制造根据本发明的加热器组件的替代方法；及

图14说明包括加热器组件的液体存储部分的替代设计。

图15a和15b说明包括加热器组件的液体存储部分的额外替代实施例。

图16说明气流和筒随气溶胶生成装置取向的替代实施例。

图17展示具有高保持材料和穿过HRM的空气的筒系统的横截面；

图18展示具有高保持材料和穿过筒的空气的另一筒系统的横截面；

图19展示图18的筒系统的分解图；

图20展示具有液体和穿过液体的空气的筒系统的横截面。

具体实施方式

图1a至1d为包括根据本发明的实施例的筒的气溶胶生成系统的示意图。图1a为气溶胶生成装置10和分开的筒20的示意图，所述装置和筒一起形成气溶胶生成系统。在这个实例中，气溶胶生成系统为电操作吸烟系统。

筒20含有气溶胶形成基质且配置成容纳于装置内的腔18中。当筒20中提供的气溶胶形成基质耗尽时，所述筒应可由使用者更换。图1a展示正好在插入装置中之前的筒20，其中图1a中的箭头1指示筒的插入方向。

气溶胶生成装置10可以是便携式的，并且可具有相当于常规雪茄或卷烟的尺寸。装置10包括主体11和烟嘴部分12。主体11含有电池14(例如磷酸铁锂电池)、控制电子元件16和腔18。烟嘴部分12通过铰接件21连接到主体11且可在如图1中所展示的打开位置与如图1d中所展示的关闭位置之间移动。将烟嘴部分12放置在打开位置中以允许插入和移除筒20，且当系统将用于产生气溶胶时将所述烟嘴部分放置在关闭位置中，如将描述。烟嘴部分包括复数个空气入口13和出口15。在使用中，使用者吮吸或抽吸出口以抽吸空气从入口13经过烟嘴部分到出口15，并且随后进入使用者的口腔或肺中。提供内部挡板17以迫使流动通过烟嘴部分12的空气经过筒，如将描述。

腔18具有圆形横截面且经制定大小以容纳筒20的壳体24。电连接件19设置在腔18的侧面处以提供控制电子元件16和电池14与筒20上的对应电接触部分之间的电连接。

图1b展示图1a的系统，其中筒插入腔18中，且正在移除盖板26。在此位置中，电连接件抵靠筒上的电接触部分，如将描述。

图1c展示图1b的系统，其中完全移除盖板26且正将烟嘴部分12移动到关闭位置。

图1d展示图1c的系统，其中烟嘴部分12在关闭位置中。烟嘴部分12通过扣钩机制保持在关闭位置中，如图2中示意性地说明。图2说明通过铰接件21连接的主体11和烟嘴部分12。烟嘴部分12包括向内延伸的齿8。当烟嘴部分在关闭位置中时，齿8接合装置的主体上的扣钩6。扣钩6通过偏置弹簧5偏置以接合齿8。按钮4固定到扣钩6。使用者可逆着偏置弹簧5的动作压低按钮4以从扣钩6释放齿8，从而允许烟嘴部分移动到打开位置。本领域的技术人员现将显而易见的是，可使用用于将烟嘴保持在关闭位置中的其它合适的机制，例如卡扣或磁封。

处于关闭位置的烟嘴部分12保持筒与电连接件19电接触，使得无论系统的取向如何都能在使用中维持良好的电连接。烟嘴部分12可包含环形弹性元件，其接合筒的表面，且当烟嘴部分12处于关闭位置中时所述弹性元件在刚性的烟嘴壳体元件与筒之间被压缩。尽管有制造公差，但这确保良好的电连接得以维持。

当然，替代地或另外，可采用用于维持筒与装置之间良好的电连接的其它机制。举例来说，筒20的壳体24可具备螺纹或凹槽(图中未说明)，所述螺纹或凹槽接合形成于腔18的壁中的对应凹槽或螺纹(图中未说明)。筒与装置之间的螺纹接合可用于确保正确旋转对准以及将筒保持在腔中，且确保良好的电连接。螺纹连接可仅延伸筒的半圈或小于半圈，或可延伸若干圈。替代地或另外，电连接件19可偏置为与筒上的接触部分接触，如将参看图8所描述。

图3为筒20的分解图。筒20包括具有经选择容纳于腔18中的大小和形状的大体上圆柱体壳体24。壳体含有浸泡在液体气溶胶形成基质中的毛细管材料22。在此实例中，气溶胶形成基质包括39重量％的甘油、39重量％的丙二醇、20重量％的水和香料，和2重量％的尼古丁。毛细管材料为主动将液体从一个端部输送到另一端部的材料，且可由任何合适的材料制成。在此实例中，毛细管材料由聚酯形成。

壳体具有开口端，加热器组件30固定到所述开口端。加热器组件30包括：基板34，所述基板具有形成于其中的开孔35；一对电接触部分32，其固定到基板且与通过间隔33与彼此分开；和复数个导电加热器丝36，其跨越开孔并固定到开孔35的相对侧上的电接触部分。

加热器组件30由可移除盖板26覆盖。盖板包括胶粘到加热器组件但可轻易剥落的液体不可渗透塑料片。凸台设置在盖板的侧面上以允许使用者在将其剥落时抓住盖板。现将对本领域的普通技术人员显而易见的是，尽管将胶粘描述为将不可渗透塑料片固定于加热器组件的方法，但也可使用本领域的那些技术人员熟悉的其它方法，所述方法包含热封或超声波焊接，只要盖板可被消费者轻松地移除。

图4为替代示范性筒的分解图。图4的筒与图3的筒的大小和形状相同并且具有相同的壳体和加热器组件。然而，图4的筒内的毛细管材料不同于图3的毛细管材料。图4的筒中有两种不同的毛细管材料27、28。提供第一毛细管材料27的圆盘以在使用中接触加热器元件36、32。第二毛细管材料28的较大主体设置在第一毛细管材料27到加热器组件的相对侧上。第一毛细管材料和第二毛细管材料两者都保持液体气溶胶形成基质。相比于第二毛细管材料28，接触加热器元件的第一毛细管材料27具有较高的热分解温度(至少160℃或更高，例如大约250℃)。第一毛细管材料27有效地用作将加热器元件36、32与第二毛细管材料28分开的间隔件，使得第二毛细管材料不暴露于高于其热分解温度的温度。跨第一毛细管材料的热梯度使得第二毛细管材料暴露于低于其热分解温度的温度。可以选择第二毛细管材料28以具有比第一毛细管材料27优良的芯吸性能，每单位体积可以保持比第一毛细管材料更多的的液体并且可以比第一毛细管材料更便宜。在此实例中，第一毛细管材料为耐热材料，例如纤维玻璃或含纤维玻璃的材料，且第二毛细管材料为聚合物，例如合适的毛细管材料。示范性合适的毛细管材料包含本文中所论述的毛细管材料，且在替代实施例中可包含高密度聚乙烯(HDPE)，或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

图5a为图3的筒的底部透视图。从图5a可见，加热器组件在横向平面上延伸并且在壳体24上横向地延伸，使得加热器组件在壳体24的顶部周围形成凸缘。电接触部分32的暴露部分面向筒的插入方向，使得当筒完全插入腔18中时，接触部分32的暴露部分接触电连接件19。设置于盖板26的侧面上以允许使用者在将其剥落时抓住盖板的凸台可为清晰可见的。图5a还说明形成于筒的底座上以用于确保装置的腔中的筒的正确取向的定位部分25。定位部分25为注射模制壳体24的部分且配置成容纳于腔18的底座中的对应槽(图中未说明)中。当定位部分25容纳于腔中的槽中时，接触部分32与连接件19对准。

图5b为移除盖板的图3的筒的顶部透视图。加热器丝36穿过基板34中的开孔35暴露出来，使得蒸发的气溶胶形成基质可逸入经过加热器组件的气流中。

壳体24由热塑性塑料形成，例如聚丙烯。在此实例中，加热器组件30胶粘到壳体24。然而，存在组装并填充筒的若干可能方法。

筒壳体可通过注射模制形成。毛细管材料22、27、28可通过从毛细管纤维的长条切割合适长度的毛细管材料而形成。可使用参看图13a、13b和13c所描述的过程来组装加热器组件。在一个实施例中，通过首先将一种或多种毛细管材料22、27、28插入壳体24中来组装筒。接着将预定体积的液体气溶胶形成基质引入到壳体24中，浸泡毛细管材料。加热器组件30随后被推到壳体的开口端并且通过胶粘、焊接、热封、超声波焊接或现在将对本领域的普通技术人员显而易见的其它方法而固定到壳体24。在任何封合操作期间，壳体的温度优选地保持在160℃以下以防止气溶胶形成基质的非所要挥发。可将毛细管材料切割成使得其延伸到壳体24的开口端外面直到其被加热器组件压缩的长度。这促进了在使用中气溶胶形成基质到加热器元件的空隙中的输送。

在另一实施例中，替代将加热器组件30按压到壳体24上且接着密封，可首先快速加热加热器组件和壳体的开口端，且接着将其按压到一起以使加热器组件30粘结到壳体24。

在用气溶胶形成基质填充壳体之前将加热器组件30组装到壳体24且随后将气溶胶形成基质引入到壳体24中也是可能的。在那样的情况下，可使用所描述方法中的任一方法将加热器组件固定到筒。接着使用空心针刺穿加热器组件或壳体并将气溶胶形成基质注射到毛细管材料22、27、28中。随后通过热封或通过使用密封带来密封由空心针造成的任何开口。

图6为根据本发明的第一加热器组件30的图示。加热器组件包括由304L不锈钢形成的网格，其中网格大小为约400Mesh US(每英寸约400个丝)。丝具有大约16μm的直径。网格连接到电接触部分32，所述电接触部分通过间隔33与彼此分开且由具有约30μm厚度的铜箔形成。电接触部分32设置在具有约120μm厚度的聚酰亚胺基板34上。形成网格的丝限定丝之间的空隙。此实例中的空隙具有大约37μm的宽度，但是可使用更大或更小的空隙。使用这些概略尺寸的网格允许气溶胶形成基质的弯月面形成于空隙中，且允许加热器组件的网格通过毛细管作用抽吸气溶胶形成基质。网格的开口面积，即空隙的面积与网格的总面积的比率有利地在25％到56％之间。加热器组件的总电阻为大约1欧姆。网格提供此电阻的绝大部分使得大部分的热由网格产生。在此实例中，网格具有比电接触部分32高100倍以上的电阻。

基板34为电绝缘的，且在此实例中由具有约120μm厚度的聚酰亚胺片材形成。基板为圆形的且具有8mm的直径。网格为矩形的且具有5mm和2mm的边长。这些尺寸允许制造具有与传统卷烟或雪茄类似的大小和形状的完整系统。已经发现有效的尺寸的另一实例为直径5mm的圆形基板和1mm×4mm的矩形网格。

图7为根据本发明的替代示范性加热器组件的图示。图7的加热器组件与图6中所展示的加热器组件相同，但是网格36由平行导电丝37的阵列代替。丝37的阵列由304L不锈钢形成且具有约16μm的直径。基板34和筒接触部分32如参看图6所描述。

图8为根据本发明的另一替代加热器组件的图示。图8的加热器组件与图7中所展示的加热器组件相同，但在图8的组件中，丝37直接粘结到基板34且接触部分32随后粘结到丝上。接触部分32与之前一样通过绝缘间隔33与彼此分开，且由具有约30μm厚度的铜箔形成。基板丝和接触部分的相同布置可用于如图6中所展示的网格类型加热器。将接触部分作为最外层可有益于提供与电源的可靠电接触。

图9为根据本发明的替代加热器组件的图示。图9的加热器组件包括与电接触部分39形成一体的复数个加热器丝38。丝和电接触部分两者由经蚀刻以限定丝38的不锈钢箔形成。接触部分39由间隔33分开，由丝38结合的情况除外。不锈钢箔设置在聚酰亚胺基板34上。此外，丝38提供此电阻的绝大部分，使得大部分的热由丝产生。在此实例中，丝38具有比电接触部分39高100倍以上的电阻。

在图3、4和5中所展示的筒中，接触部分32和丝36、38位于基板层34与壳体24之间。然而，可能以其它方式将加热器组件安装到筒壳体，使得聚酰亚胺基板直接邻近壳体24。图10说明此类型的布置。图10展示包括固定到铜箔接触部分52的不锈钢网格56的加热器组件。铜接触部分52固定到聚酰亚胺基板54。开孔55形成于聚酰亚胺基板54中。聚酰亚胺基板焊接到筒的壳体24。浸泡于气溶胶形成基质中的毛细管材料22填充壳体并且延伸穿过开孔以接触网格55。展示筒容纳于装置的主体11中并保持在电连接件59与烟嘴部分12之间。在此实施例中，为了使得电连接件59与接触部分52进行电连接，调整连接件59以刺穿聚酰亚胺基板54，如所展示。电连接件形成有尖锐端且由弹簧57推进与加热器组件接触。聚酰亚胺基板经预先刻痕以确保形成良好的电接触，或可甚至提供有开孔使得不需要刺穿基板。弹簧57同样确保无论系统相对于重力的取向如何，在接触部分52与连接件59之间维持良好的电接触。

已经参考图5a和5b描述用于确保筒20在装置的腔18中的正确取向的一种方式。定位部分25可形成为模制筒壳体24的部分以确保正确取向。然而，将显而易见的是，确保筒的正确取向的其它方式为可能的。特别是，如果壳体为注射模制，针对筒的形状存在几乎无限制的可能性。一旦已经选择筒的所要内部容积，可调整筒形状以适应任何腔。图11a为一个可能筒壳体70的基本视图，所述壳体允许筒在两个可能方向上取向。筒壳体70包含两个对称安置的凹槽72。凹槽可部分或完全延伸到壳体70的侧面上。对应档边(未说明)可在装置的腔的壁上形成，使得筒可仅在两个可能方向上容纳于腔中。在图11a之实施例中，腔中可能仅具有单个档边，使得凹槽72中的一个不被档边填充且可用作装置内的气流通道。当然可能通过仅在壳体中提供单个凹槽而将筒限制于腔内的单一取向。这在图11b中得以说明，所述图展示具有单个凹槽76的筒壳体74。

尽管所描述的实施例具有带有壳体(具有基本圆形的横截面)的筒，但是当然可能形成具有其它形状的筒壳体，例如矩形横截面或三角形横截面。这些壳体形状将确保在对应形状的腔内的所要取向，从而确保装置与筒之间的电连接。

毛细管材料22在壳体24中有利地取向以将液体输送到加热器组件30。当组装筒时，加热器丝36、37、38可与毛细管材料22接触，且因此可直接将气溶胶形成基质输送到网格加热器。图12a为加热器组件的丝36的详细视图，其展示加热器丝36之间的液体气溶胶形成基质的弯月面40。可以看到，气溶胶形成基质接触每一丝的大部分表面，使得由加热器组件产生的大部分热直接进入气溶胶形成基质中。与此相反，在传统芯子和线圈加热器组件中，仅小部分加热器线与气溶胶形成基质接触。图12b为类似于图12a的详细视图，其展示延伸到丝36之间的空隙中的毛细管材料27的实例。毛细管材料27为图4中所展示的第一毛细管材料。可以看到，通过提供包括延伸到丝36之间的空隙中的细纤维线的毛细管材料，可确保将液体输送到丝。

在使用中，加热器组件通过电阻加热来操作。电流在控制电子元件16的控制下通过丝36、37、38，以将所述丝加热到所要温度范围内。丝的网格或阵列具有显著高于电接触部分32和电连接件19的电阻，使得较高温度局限于所述丝。系统可配置成响应于使用者抽吸而通过将电流提供到加热器组件来产生热，或可配置成在装置处于“开启”状态时连续地产生热。用于丝的不同材料可适用于不同的系统。举例来说，在连续加热系统中，由于石墨丝具有相对较低比热容且与较低电流加热相容，因此石墨丝为合适的。在使用高电流脉冲在短时间内产生热的抽吸驱动系统中，具有较高比热容的不锈钢丝可更为合适。

在抽吸驱动系统中，装置可包含抽吸传感器，所述抽吸传感器配置成检测使用者何时正抽吸空气通过烟嘴部分。抽吸传感器(图中未说明)连接到控制电子元件16，且控制电子元件16配置成仅当确定使用者正抽吸装置时将电流供给到加热器组件30。任何合适的气流传感器可用作抽吸传感器，例如麦克风。

在可能的实施例中，丝36、38中的一个或多个或加热器元件的电阻率的变化总的来说可用于检测加热器元件的温度的变化。这可用于调节供给到加热器元件的功率以确保其保持在所要温度范围内。温度的突然变化也可用作检测由于使用者抽吸系统而经过加热器元件的气流的变化的手段。丝中的一个或多个可为专用温度传感器且就此而言可由具有合适的电阻温度系数的材料形成，例如铁铝合金、Ni-Cr、铂、钨或合金线。

图1d中说明在使用系统时通过烟嘴部分的气流。烟嘴部分包含内部挡板17，所述内部挡板与烟嘴部分的外壁一体模制，且确保在将空气从入口13抽吸到出口15时，所述空气流动经过筒上正蒸发气溶胶形成基质的的加热器组件30。当空气经过加热器组件时，蒸发的基质夹带在气流中，且在离开出口15前冷却以形成气溶胶。因此，在使用中，气溶胶形成基质通过在其蒸发时穿过丝36、37、38之间的空隙而穿过加热器组件。

对于加热器组件的制造和材料来说，有多种可能性。图13a是制造加热器组件的第一方法的示意图。在一卷聚酰亚胺薄膜80中提供开孔82的阵列。可通过冲压形成开孔82。将铜箔带84镀到开孔之间的聚酰亚胺薄膜80上。接着将不锈钢网格86的薄带覆于聚酰亚胺薄膜80上，覆于铜箔84的上方且在与铜箔带正交的方向上的覆于开孔82之上。可随后在每一开孔82周围切割或冲压出个别加热器组件30。每一加热器组件30包含开孔的相对侧上的铜箔部分，形成电接触部分，并且不锈钢网格的条从铜的一部分跨越开孔到另一部分，如图6中所展示。

图13b说明另一可能的制造过程。在图13b的过程中，图13a的过程中所使用类型的聚酰亚胺薄膜80覆有不锈钢箔90。聚酰亚胺薄膜80具有形成于其中的开孔82的阵列，但这些开孔被不锈钢箔90覆盖。随后蚀刻箔90以限定跨越开孔82的丝38并将开孔的相对侧上的接触部分分开。可随后在每一开孔82周围切割或冲压出个别加热器组件92。这提供图9中所展示类型的加热器组件。

图13c说明另一替代过程。在图13c的过程中，首先制备石墨基织物100。石墨基织物100包括适合用作加热器丝的电阻纤维带，邻近的相对不导电纤维带。这些纤维带与垂直于电阻及非导电纤维延伸的相对导电纤维带一起织造。此织物100随后粘结到参看图13a和13b所描述类型的具有开孔82阵列的聚酰亚胺薄膜80的层。可随后在每一开孔周围切割或冲压出个别加热器组件102。每一加热器组件102包含开孔的相对侧上的导电纤维带部分和跨越开孔的电阻纤维带部分。

图5a和5b中所展示的筒设计具有若干优点。然而，使用相同类型的加热器组件的替代筒设计为可能的。图14说明合适于气流通过系统的不同模式的替代筒设计。在图14中所展示的实施例中，筒108配置成在由箭头110所指示的方向上插入装置中。筒108包括形状像半圆柱体且一侧打开的壳体112。跨越开口侧提供加热器组件114且所述加热器组件胶粘或焊接到壳体112。加热器组件114包括电绝缘基板116，例如具有形成于其中的开孔的聚酰亚胺。包括不锈钢网格118及一对接触条120的加热器元件粘结到电绝缘基板116并且跨越开孔。接触条120在壳体112周围弯曲以在壳体的弯曲表面上形成接触垫。电接触垫配置成接触气溶胶生成装置中的对应接触部分(图中未说明)。壳体112充满浸泡于气溶胶形成基质中的毛细管材料(图14中不可见)，如参看图1a到1d中所展示的实施例所描述。

图14中所展示的筒配置成用于气流在与箭头110相反的方向上经过加热器组件114。通过提供于装置的主体中的空气入口将空气抽吸到系统中，并且经吮吸经过加热器组件114，进入装置(或筒)的烟嘴部分并且进入使用者的口腔。可(例如)通过空气入口的恰当放置而在沿网格118平行的方向上引导抽吸到系统中的空气。

图15a和15b中说明筒108的替代实施例。图15a进一步包含间隔开且延伸具有网格118的面的长度的接触条120。图15b进一步包含具有粗略为L形状的接触部分120。图15a和15b中所说明的两个筒设计可用于提供甚至更大的接触面积以进一步确保更容易地与接触部分19相接触(如果需要的话)。如图15a中所说明的条120还可配置成滑动到接触部分19，该接触部分配置在用于容纳条120的轨道配置(图中未说明)中以进一步定位筒。此类轨道型配置可有利地提供接触部分19的定期清洁，因为基于接触部分滑进和滑出轨道的摩擦，筒的插入和移除将具有清洁效果。

图16说明包括流体可渗透电加热器组件的气溶胶生成系统的又一实施例。图16说明加热器组件30设置于筒20的与烟嘴部分12相对的末端的系统。气流进入空气入口1601并经过组件，且沿流动路线1605通过空气出口1603。电接触部分可放置于任何方便的位置。此类配置为有利的，因为其允许系统内更短的电连接。

本领域的普通技术人员现在可以设想包括根据本发明的加热器组件的其它筒设计。举例来说，筒可以包含烟嘴部分，可以包含一个以上加热器组件，并且可以具有任何所要形状。此外，根据本发明的加热器组件可以用于除了已经所述的那些以外的其它类型的系统中，如增湿器、空气清新器和其它气溶胶生成系统

上文描述的示范性实施例是举例说明而不是限制性的。考虑到上述的示例性实施例，现在本领域的普通技术人员将理解到与以上示例性实施例一致的其它实施例。

图17中说明筒系统的横截面，其中流动路线包括引导通过筒的气流。例如网格加热器30的流体可渗透加热器包括跨越壳体400的开孔的导电加热器丝36。为了密封壳体400的顶部，在壳体400的上边缘与加热器30之间提供密封层48，例如聚合物层。另外，在加热器30的顶侧上提供密封盘47，例如聚合物盘。使用密封盘47，可以控制通过加热器的气流，特别是可以提供气流限制。密封盘也可以布置在加热器30的底侧上。

筒壳体400包含充当液体储存器且将液体引导朝向加热器30以供在加热器处蒸发的含液体毛细管材料，例如高保持材料或高释放材料(HRM)41。另一毛细管材料，毛细管盘44(例如纤维盘)布置在HRM 41与加热器30之间。由于毛细管盘44靠近加热器30，因此所述毛细管盘的材料可比HRM 41更耐热。通过HRM的气溶胶形成液体使毛细管盘保持湿润以确保在启动加热器时提供液体以供蒸发。

壳体400具备空气可渗透底部45。空气可渗透底部具备气流入口450。气流入口450允许空气在一个方向上且仅在这个方向上流动通过底部45进入壳体中。没有空气或液体可以通过空气可渗透底部45离开壳体。举例来说，空气可渗透底部45包括半渗透膜作为气流入口450，或可为包括一个或多个单向阀的底部盖板，如下文将展示。

如果加热器侧出现低气压，如同抽吸期间的情况，空气可穿过气流入口450进入筒中。气流200将穿过HRM 41且通过加热器30。含气溶胶的气流200随后将流动到气溶胶生成装置的下游端，优选地在烟嘴中居中布置的通道中流动。

壳体400的侧壁也可具备横向空气可渗透部分46以用于稍后提供气流到壳体中。横向气流可渗透部分46可设计为空气可渗透底部45中的气流入口450。

在图18中，筒系统的布置和功能基本上与图10中所展示的相同。然而，HRM 41具备中心开口412。进入壳体的底部45中的气流入口450的空气穿过中心开口412。气流接着通过筒中的HRM。利用壳体400的侧壁中的可选横向空气可渗透部分46，可提供横向气流通过HRM41。

在图19中，展示如图11中的筒系统的分解图。在壳体400中提供环形管状HRM 41。壳体的底部45为包括单向阀49的圆盘，所述单向阀布置在圆盘的中心且与HRM 41中的中心开口412对准。举例来说，此类单向阀可为(例如)用于医疗装置或用于奶瓶的市场上可买到的阀。

图20为筒系统的另一实施例的横截面。相同参考数字用于相同或相似的元件。在这个实施例中，壳体400填充有气溶胶形成液体411。壳体可由金属、塑料(例如聚合物材料)或玻璃制成。阀49可直接模制到壳体的底部45中。底部45也可具有用于与阀气密组装的腔。由于阀优选地由弹性材料制成，因此可实现与底部材料的密封组装。

在如图17至图20中所描述的以上筒系统中，除了如针对图1中的实例所描述的筒壳体外，筒壳体400也可为单独的筒容器。特别是，含液体411的筒为预制产品，其可插入设置于气溶胶生成系统中用于容纳预制筒的筒壳体中。

Claims (30)

1.一种气溶胶生成系统，其包括：

液体存储部分，所述液体存储部分包括容纳液体气溶胶形成基质的刚性壳体，所述刚性壳体具有开口；和

流体可渗透的加热器组件，所述加热器组件包括多个导电丝，其中所述流体可渗透的加热器组件是基本平坦的并固定到所述刚性壳体且跨越所述刚性壳体的所述开口延伸。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述流体可渗透的加热器组件的面积小于25mm²。

3.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中基本平坦的所述流体可渗透的加热器组件是平面的。

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系统包括主要单元和可移除地联接到所述主要单元的筒，其中所述液体存储部分和所述加热器组件设置在所述筒中，且所述主要单元包括电源。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述多个导电丝形成网格。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述多个导电丝包括彼此平行布置的多个丝。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述液体存储部分的所述刚性壳体包含毛细管材料。

8.根据权利要求7所述的气溶胶生成系统，其中所述毛细管材料延伸到所述导电丝之间的空隙中。

9.根据权利要求8所述的气溶胶生成系统，其中所述毛细管材料包含第一毛细管材料和第二毛细管材料，所述第一毛细管材料与所述加热器组件接触，且所述第二毛细管材料与所述第一毛细管材料接触且通过所述第一毛细管材料与所述加热器组件间隔开，其中相比于所述第二毛细管材料，所述第一毛细管材料具有较高的热分解温度。

10.根据权利要求9所述的气溶胶生成系统，其中所述第一毛细管材料的所述热分解温度为至少160℃。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述加热器组件包括由第一材料制成的至少一个丝和由与所述第一材料不同的第二材料制成的至少一个丝。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其进一步包括连接到所述加热器组件且连接到电源的电路，所述电路配置成监测所述加热器组件或所述加热器组件的一个或多个丝的电阻，且根据所述加热器组件或所述一个或多个丝的所述电阻控制从所述电源到所述加热器组件的电力供给。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述加热器组件包括上面支承有所述导电丝的电绝缘基板。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述加热器组件包括与多个所述导电丝接触的导电接触部分。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成系统是电操作吸烟系统。

16.一种用在电操作气溶胶生成系统中的筒，所述筒包括：

液体存储部分，所述液体存储部分包括容纳液体气溶胶形成基质的刚性壳体，所述刚性壳体具有开口；和

流体可渗透的加热器组件，所述加热器组件包括多个导电丝，其中所述流体可渗透的加热器组件是基本平坦的并固定到所述刚性壳体且跨越所述刚性壳体的所述开口延伸。

17.根据权利要求16所述的筒，其中所述多个导电丝形成网格。

18.根据权利要求16所述的筒，其中所述多个导电丝由彼此平行布置的多个丝构成。

19.根据权利要求16所述的筒，其中所述液体存储部分的所述刚性壳体含有毛细管材料。

20.根据权利要求19所述的筒，其中所述毛细管材料延伸到所述导电丝之间的空隙中。

21.根据权利要求20所述的筒，其中所述毛细管材料包含第一毛细管材料和第二毛细管材料，所述第一毛细管材料与所述加热器组件接触，且所述第二毛细管材料与所述第一毛细管材料接触且通过所述第一毛细管材料与所述加热器组件间隔开，其中相比于所述第二毛细管材料，所述第一毛细管材料具有较高的热分解温度。

22.根据权利要求16至21中任一项所述的筒，其中所述加热器组件包括由第一材料制成的至少一个丝和由与所述第一材料不同的第二材料制成的至少一个丝。

23.根据权利要求16至21中任一项所述的筒，其中所述加热器组件包括上面支承有所述导电丝的电绝缘基板，所述导电丝跨越形成于所述基板中的开孔延伸。

24.根据权利要求16至21中任一项所述的筒，其中所述加热器组件包括与多个所述导电丝接触的导电接触部分。

25.根据权利要求24所述的筒，其中所述加热器组件在横向平面上延伸，且其中所述导电接触部分横向地延伸超出所述液体存储部分的所述刚性壳体。

26.一种制造用于电操作气溶胶生成系统的筒的方法，所述方法包括：

提供包括具有开口的刚性壳体的液体存储部分；

用液体气溶胶形成基质填充所述液体存储部分；及

将包括多个导电丝的流体可渗透的加热器组件固定到所述液体存储部分，其中所述流体可渗透的加热器组件是基本平坦的并跨越所述液体存储部分的所述刚性壳体的所述开口延伸。

27.一种气溶胶生成系统，包括：

液体存储部分，所述液体存储部分包括容纳液体气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和

流体可渗透的加热器组件，所述加热器组件包括多个导电丝，其中所述流体可渗透的加热器组件固定到所述壳体且跨越所述壳体的所述开口延伸；

其中，所述液体存储部分的所述壳体包含毛细管材料，所述毛细管材料延伸到所述导电丝之间的空隙中。

28.一种气溶胶生成系统，包括：

液体存储部分，所述液体存储部分包括容纳液体气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和

流体可渗透的加热器组件，所述加热器组件包括多个导电丝，其中所述流体可渗透的加热器组件固定到所述壳体且跨越所述壳体的所述开口延伸，

其中所述液体储存器的壳体包含毛细管材料，所述毛细管材料包含第一毛细管材料和第二毛细管材料，所述第一毛细管材料与所述加热器组件接触，且所述第二毛细管材料与所述第一毛细管材料接触且通过所述第一毛细管材料与所述加热器组件间隔开，其中相比于所述第二毛细管材料，所述第一毛细管材料具有较高的热分解温度。

29.一种气溶胶生成系统，包括：

液体存储部分，所述液体存储部分包括容纳液体气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和

流体可渗透的加热器组件，所述加热器组件包括多个导电丝，其中所述流体可渗透的加热器组件固定到所述壳体且跨越所述壳体的所述开口延伸；

其中所述加热器组件包括由第一材料制成的至少一个丝和由与所述第一材料不同的第二材料制成的至少一个丝。

30.一种气溶胶生成系统，包括：

流体可渗透的加热器组件和液体存储部分，所述液体存储部分包括容纳液体气溶胶形成基质和能够将液体气溶胶形成基质传送到所述加热器组件的毛细管材料的壳体，所述加热器组件包括：

电绝缘基板，开孔形成于所述电绝缘基板中；和

固定到所述电绝缘基板的加热器元件，所述加热器元件跨越所述开孔并包括连接到第一电接触部分和第二电接触部分的多个导电丝，所述第一电接触部分和第二电接触部分位于所述开孔的相对侧，所述多个导电丝形成空隙，所述空隙具有在75μm到25μm之间的宽度，且所述毛细管材料能够在所述开孔的基本整个范围上面与所述导电丝接触。