CN111904032B - 用于气溶胶生成系统的加热器组件和气溶胶生成系统 - Google Patents

Abstract

一种用于气溶胶生成系统的加热器组件和气溶胶生成系统，所述加热器组件包括：具有开孔的电绝缘支撑件；跨越所述电绝缘支撑件中的开孔设置的电加热元件，所述电加热元件被配置成加热液体气溶胶形成基质以形成气溶胶并且为基本平坦的；毛细管材料，其中所述毛细管材料的一部分与所述电加热元件接触，并且所述毛细管材料被配置成将所述液体气溶胶形成基质传送到所述电加热元件；和两个导电接触点，所述两个导电接触点分别连接至所述电加热元件的端部，并且所述两个导电接触点由所述电绝缘支撑件支撑。

Description

用于气溶胶生成系统的加热器组件和气溶胶生成系统

本申请是名称为“用于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/EP2014/077852、国家申请号为201480073510.X的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及气溶胶生成系统。特别地，本发明涉及手持式气溶胶生成系统，例如电操作吸烟系统。本发明的方面涉及用于气溶胶生成系统尤其是电操作吸烟系统的筒。

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、包括气溶胶形成基质的供给的筒部分和电操作蒸发器组成的手持式电操作吸烟系统为已知的。包括气溶胶形成基质的供给和蒸发器的筒有时被称作“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一卷加热器线。浸泡在气溶胶形成基质中的毛细管材料将液体供应到芯子。筒部分通常不仅包括气溶胶形成基质的供应和电操作蒸发器，而且还包括烟嘴，用户在使用时吮吸所述烟嘴以将气溶胶抽吸到他们的口中。

在一些类型的电操作气溶胶生成装置中，在水槽中提供气溶胶形成液体的储存器。在使用气溶胶生成系统时，液体通过毛细作用从水槽输送到液体蒸发的线圈芯加热器组件的芯子中。当用户在烟嘴处抽吸时，气流流动通过加热器组件且所产生的气溶胶被用户吸入。

此水槽装置的问题是，如果装置保持于水槽中的液体气溶胶生成基质不与毛细系统接触的角度，那么系统停止生成气溶胶。此外，这些系统可易于渗漏，例如在来自水槽的液体通过气流路径淹没芯或裂缝的情况下。

在其它系统中，筒的液体存储部分充满毛细管介质。液体气溶胶生成基质经保持于毛细管材料中且被递送到芯子。使用此系统，可减少上文所提到的保持角度的问题和渗漏的风险。然而，使用之后一些残余液体将保留于毛细管材料中，造成浪费。此外，由于在使用期间毛细管介质降低的饱和度，此类系统中可存在抽吸递送的不一致性，其不允许恒定的高品质吸烟过程。

将需要具有避免上文所提到的或其它缺点中的一个或多个(例如，避免气溶胶生成基质液体的浪费)的筒，优选地同时维持或改善使用筒的气溶胶生成系统的气溶胶生成性能。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供用于例如电操作气溶胶生成系统的气溶胶生成系统的筒，所述筒包括用于保持液体气溶胶形成基质的液体存储部分。所述液体存储部分包括与彼此流体连通的至少两个部件。所述液体存储部分的第一部件包括加热器组件、经设置与所述加热器组件接触的第一毛细管材料，和与所述第一毛细管材料接触且由所述第一毛细管材料与所述加热器组件间隔开的第二毛细管材料。液体存储部分的第二部件包括用于保持液体形式的气溶胶形成基质且优选地经布置以将液体供应到第二毛细管材料的容器。液体存储部分的第二部件可包括基本上空的且适合于保持液体形式的气溶胶形成基质的水槽。

毛细管材料优选地经设计以使得其能够保持用于若干抽吸的充足液体基质。由于毛细管材料经定位与加热器接触，因此独立于气溶胶生成液体的保持角度而给加热器提供足够的气溶胶生成液体。液体存储部分的剩余内容积不包括毛细管材料但是表示用于存储气溶胶生成液体的空水槽。在正常操作条件下，气溶胶生成介质特别是气溶胶生成吸烟装置在抽吸之间经传输，且毛细管材料将定期接触且再吸收新的气溶胶生成液体。

由于所使用的毛细管材料的量减少，因此使用筒之后毛细管材料中剩余的残余液体的量小于整个液体存储部分充满毛细管材料的习知筒。此外，性能测试已经显示，配备有本发明的筒的气溶胶生成吸烟装置的TPM(总颗粒物质)产量在许多实例中至少比得上配备有当前可用的筒的气溶胶生成吸烟装置的性能。

优选的是，毛细管材料的液体容量为可保持30到40次抽吸或更多的充足液体的容量。3秒的抽吸可包含约1mg到4mg液体，例如3mg到4mg液体。优选的是，毛细管材料的容量在约30mg到约160mg之间，优选地90mg到约160mg或更多，优选地100mg到150mg，例如130mg。在两个层组成毛细管材料的情况下，第一和第二层的容量可为按重量计占液体容量的约10％到20％在第一层中。举例来说，在毛细管材料的容量为30次抽吸的情况下，第一层的容量可为约5次抽吸，且第二层的容量可为约25次抽吸。

不希望受任何特定理论的约束，据认为借助于具有用于若干次抽吸(例如30次或30次以上抽吸)的容量的毛细管材料，可减小从装置渗漏的风险。据认为，如果毛细管材料太小，那么在抽吸时，液体可从储存器中抽吸直接通过毛细管材料和加热器，而未经蒸发，从而造成泄露。同样通过具有90mg或90mg以上的容量，即使当储存器中的液体并未与毛细管材料直接接触时，也可从装置进行多次抽吸。

加热器组件可为基本平坦的，且可包括导电丝，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。平面加热器组件可在制造期间易于操作且提供稳固的结构。

导电丝可限定细丝之间的空隙，且空隙可具有10μm与100μm之间的宽度。细丝可引起空隙中的毛细作用，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，每英寸160与600根之间的细丝(+/-10％))的网格。空隙的宽度优选地在75μm与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细丝的阵列组成。

导电丝可具有10μm与100μm之间、优选地在8μm与50μm之间且更优选地在8μm与39μm之间的直径。细丝可具有圆形横截面或可具有平坦的横截面。加热器细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细丝阵列时，此可为特别有利的。如果加热器组件包括网格或细丝织物，那么细丝可单独地形成且编织在一起。

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细丝和由与第一材料不同的第二材料制成的至少一个细丝。

加热器组件可包括电绝缘基板，在所述电绝缘基板上支撑细丝，所述细丝延伸跨越在基板中形成的开孔。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。合适材料的实例为聚酰亚胺薄膜，例如

加热器组件可包括与多个细丝接触的导电接触点。导电接触点可提供于液体存储部分的壳体与电绝缘基板之间。导电接触点可提供于细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。

毛细管材料优选地为主动从材料的一个端部传送到另一个端部的材料。毛细管材料有利地朝向壳体以将液体传送到加热器组件。

第二毛细管材料可包括纤维结构，其中纤维通常朝向液体向加热器移动的方向。第一毛细管材料可具有更不定向的纤维。举例来说，第一毛细管材料可具有毛毡结构。

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。例如，毛细管材料可以包括多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多个小孔或管，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基材料，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。毛细管材料可以具有任何合适的毛细作用和孔隙度从而与不同的液体物理性质一起使用。液体具有物理性质，包括但不限于粘度、表面张力、密度、导热性、沸点和蒸汽压力，其允许液体由毛细作用输送通过毛细管装置。

毛细管材料可与加热器接触，例如与导电丝接触。毛细管材料可延伸到细丝之间的空隙中。加热器组件可通过毛细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。

壳体可含有两个或两个以上不同毛细管材料，其种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保持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。

第一毛细管材料选自芳纶毛毡、陶瓷纸、陶瓷毛毡、碳毛毡、醋酸纤维素、麻毛毡、PET/PBT薄片、棉垫、多孔陶瓷盘或多孔金属盘的群组。

优选的材料包含芳纶毛毡、陶瓷纸、陶瓷毛毡、多孔陶瓷盘或多孔金属盘。第一毛细管材料可包括玻璃纤维纸或毛毡。优选的是，第一毛细管材料基本上不包含有机物。

优选的是，第一毛细管材料的孔隙度小于第二毛细管材料的孔隙度。优选的是，第一毛细管材料的孔尺寸小于第二毛细管材料的孔尺寸。可例如作为毛细管材料的区域的平均孔尺寸来测量孔尺寸。以此方式，可见气溶胶生成基质更有效地移动到加热器。在本发明的广泛方面中，提供包含加热器和加热器接触的用于将气溶胶生成基质供应到加热器的毛细管材料的筒，其中邻近加热器的毛细管材料的区域的孔隙度和孔尺寸小于远离加热器的毛细管材料的区域的孔隙度和孔尺寸。因此可使用单一材料，例如具有其面积的一或多个孔尺寸的度。

第一毛细管材料可具有在0.1μm到50μm之间、优选地在0.5μm到10μm之间且最优选地约4μm的纤维尺寸/孔尺寸。第一毛细管材料具有2g/ml以下且优选地约0.5g/ml的密度。

第二毛细管材料可为所谓的高保留材料(HRM)材料，其选自聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯酰(PPS)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、冷轧非织造材料或冷轧毛毡的群组。优选的是，第二毛细管材料包括聚合材料。所述材料可包含涂层，例如用于减小疏水性。

第二毛细管材料可具有在1μm到100μm之间、优选地在15μm到40μm之间且最优选地约25μm的纤维尺寸/孔尺寸。第二毛细管材料可具有1g/ml以下且优选地在0.1g/ml与0.3g/ml之间的密度。

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0.8mm，例如至少1.5mm且优选地在0.8mm与2mm之间的距离，以提供跨越第一毛细管材料的足够温降。

第一及第二毛细管材料还可由相同材料制成，且仅可与彼此区分，因为他们展现不同的孔隙度或不同的毛细现象。例如，第一毛细管材料可被压缩以使得相较于可用于未压缩或至少不那么压缩状态的第二毛细管材料减小其孔尺寸或孔隙度并增加其毛细现象。

在优选实施例中，第一和第二材料由相同基础材料的单一连续元件制成。更优选的是，以朝向加热器元件或开口的方向获得孔尺寸或孔隙度的度的此方式处理材料，以使得孔尺寸和孔隙度在毛细管材料内朝向加热器元件减小，例如连续地减小。

优选的是，当插入液体存储部分的壳体的第一部件时，压缩至少第一毛细管材料以使得减小其有效孔尺寸或孔隙度。举例来说，单一连续元件可具有截头圆锥体的形状，其中截头圆锥体的圆形底座的直径大于液体存储部分的圆柱形壳体的内径，其中圆锥体的截头顶点的直径大致对应于液体存储部分的圆柱形壳体的内径。在毛细管材料的圆柱体的底座处插入毛细管材料比在截头顶点的区域处更压缩。更压缩的材料表示第一毛细管材料及不那么压缩的材料表示第二毛细管材料。熟练的技术人员将已经理解，所产生的压缩度取决于经选择用于毛细管元件及液体存储部分的壳体的相对形状。

在特定的优选实施例中，毛细管元件具有具有圆形横截面及预定直径的规则圆柱形状。壳体的内表面包括开口末端处的锥形部分，以使得当将毛细管材料插入至壳体中时由锥形部分压缩毛细管材料。优选的是，壳体的内表面具有圆锥形状，使得内径从开口末端像筒的封口端不断地增大。

第一毛细管材料和第二毛细管材料可包括相同毛细管材料元件的不同区域。系在壳体中的毛细管材料的压缩可为毛细管材料的孔尺寸和孔隙度减小或向加热器组件连续减小的此类压缩。

在其它实施例中，第一及第二毛细管材料再一次由相同材料的单一连续件形成。毛细管材料可为具有占据50％以下、优选的筒的圆柱形壳体的内径的25％左右的厚度的毛细管材料的矩形网格。毛细管材料的网格的宽度对应于壳体的外圆周长。毛细管材料的网格可具有任何需要的长度且优选的为筒的壳体的长度的一半。毛细管材料的网格经卷起以形成圆柱形状。通过卷起，网格的中间部分比网格的外部分更大程度地压缩以使得在毛细管材料的经卷起网格的径向方向中获得孔尺寸或孔隙度的度。在经卷起毛细管材料的中间形成空气通道。提供管状的流体渗透加热器元件于空气通道中，以使得加热器与经卷起毛细管材料的内表面直接接触。当卷起毛细管材料时，接近圆柱体的中轴的材料部分比毛细管材料的径外向定位部分中的材料更压缩。因此，在此获得孔尺寸的度，其中毛细管材料的孔尺寸在朝向加热器元件的方向中的毛细管材料内不断减小。毛细管材料与液体储存器进行流体连接，其中液体储存器经设置于不由毛细管材料占据的壳体的部件中。在壳体内提供分割区以确保液体基质不与空气流动通道直接连通。

毛细管材料的网格还包括复数个毛细管材料层，使得毛细管材料的保湿性质可以对于给定气溶胶生成系统最合适的任何所要方式来设计。

在特定优选的实施例中，加热器元件与毛细管材料卷起在一起，以使得仅在一个制造步骤中，获得具有径度及所包含加热元件的组合式毛细管材料。

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带走蒸发的液体气溶胶形成基质。

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适当的材料或材料的组合。适当材料的示例包括金属、合金、塑胶或包含那些材料中的一种或多种的合成材料、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，该材料是且轻型的且是不易破碎的。所述材料可包含PET、PBT或PPS。

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。吸烟系统可以具有在大约30mm与大约150mm之间的总长度。吸烟系统可以具有在大约5mm与大约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包含挥发性烟草风味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草风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可包括不含烟草的材料。气溶胶形成基质可包括均质基于植物的材料。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。

优选的是，液体存储部分包括开口且加热器组件延伸跨越壳体的开口。加热器组件可包括在其上支撑加热器元件的电绝缘基板。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，加热器元件延伸跨越所述开孔。加热器组件可包括连接到导电丝的电接触点。

根据本发明的第二方面，提供用于气溶胶生成系统的筒，例如电操作的气溶胶生成系统，液体存储部分包括用于保持液体气溶胶形成基质的壳体，其中液体存储部分包括与彼此流体连通的至少两个部件。液体存储部分的第一部件包括经设置于壳体的开口附近的第一毛细管材料，和与第一毛细管材料接触并由第一毛细管材料在开口处间隔开的第二毛细管材料。液体存储部分的第二部件可基本上空的，并适合于将气溶胶形成基质保持于液体形式。

筒优选地进一步包括延伸跨越壳体的开口的流体可渗透加热器组件。

在本发明的实施例中，其中液体存储部分的第一部件占据液体存储部分容积的50％以下，优选地在10％与30％之间，更优选地在15％与25％之间且最优选地约20％。

毛细管材料延伸跨越液体存储部分的第一部件的全部横截面，使得液体气溶胶生成基质直接流过加热器组件或筒的开口为可能的。

根据本发明的其它方面，提供包括根据本发明的筒的气溶胶生成系统。

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，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，且控制到达加热器组件的电力供给的电路根据加热器组件或一个或多个丝的电阻。

电路可包括微处理器，所述微处理器可为可编程微处理器。电路可以还包括电子部件。电路可配置以调节到达加热器组件的电力供给。在启动系统之后功率可连续地供应到加热器组件或可在逐抽吸的基础上间歇地供应。可以以电流脉冲的形式为加热器组件提供能量。

系统有利于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，如电容器。电源可需要充电并可具有允许一或多个吸烟过程的足够能量的存储的容量；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，对应于抽一支常规卷烟所耗费的典型时间，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数量或不连续的加热器组件的吸烟或启动。

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适当的材料或材料的组合。适当材料的示例包括金属、合金、塑胶或包含那些材料中的一种或多种的合成材料、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，该材料是且轻型的且是不易破碎的。

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。吸烟系统可以具有在大约30mm与大约150mm之间的总长度。吸烟系统可以具有在大约5mm与大约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包含挥发性烟草风味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草风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可包括不含烟草的材料。气溶胶形成基质可包括均质基于植物的材料。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。

优选地系统包括烟嘴，其中筒被以筒的开口指向远离烟嘴的定向插入到系统中。

在另一优选的实施例中，筒被插入系统中，朝向为所述筒的开口指向烟嘴。取决于使用环境，筒的这些定向中的一者可提供相较于其它者更好的性能。

根据本发明的其它方面，提供在气溶胶生成系统中使用的筒，其包括：包括用于保持液体气溶胶形成基质的壳体的液体存储部分，所述液体存储部分包括加热器组件，及经设置与加热器组件接触的毛细管材料，其中邻近加热器组件的毛细管材料的区域的平均孔隙度或孔尺寸小于远离加热器组件的毛细管材料的区域的平均孔隙度或孔尺寸。可压缩区域中的毛细管材料的部分以减小其孔隙度或孔尺寸。液体存储部分可包括与彼此流体连通的至少两个部件，液体存储部分的第一部件包括毛细管材料，且液体存储部分的第二部件包括用于将气溶胶形成基质保持于液体形式并将所述液体供应到更高孔隙度或孔尺寸的毛细管材料区域的容器。

本发明还针对用于制造在电操作的气溶胶生成系统中使用的筒的方法，其包括提供包括具有第一部件及第二部件的壳体的液体存储部分，提供加热器组件，将第一毛细管材料放置于液体存储部分的壳体的第一部件中使得第一毛细管材料经设置为与加热器组件直接接触，将第二毛细管材料放置于液体存储部分的壳体的第一部件中使得第二毛细管材料与第一毛细管材料接触并由第一毛细管材料与加热器组件间隔开的步骤。液体存储部分的第二部件基本上为空的且适用于将气溶胶形成基质保持于液体形式。

优选的是，第一毛细管材料在插入壳体器件或在此之前被压缩，以使得其孔尺寸和孔隙度相较于放松状态中的孔尺寸或孔隙度减小。

本发明的方面进一步提供制造在气溶胶生成系统中使用的筒的方法，其包括：提供包括壳体的液体存储部分，提供加热器组件，将毛细管材料放置于液体存储部分的壳体中使得毛细管材料经设置为与加热器组件直接接触，其中所述方法包含在放置壳体期间或在此之前压缩毛细管材料的部分以使得毛细管材料的部分的孔隙度或孔尺寸减小。

本发明还提供本文中描述为电操作吸烟系统的气溶胶生成系统。

术语“基本平坦”细丝结构优选地指代呈基本二维拓扑歧管形式的丝结构。因此，基本平坦丝结构沿表面在两个维度上而非在第三维度上延伸。尤其，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。基本平坦丝结构的实例为两个基本平行表面之间的结构，其中这两个表面之间的距离基本上小于所述表面内的延伸。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。

术语“细丝”优选地指代布置于两个电接触点之间的电路径。细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。细丝可具有圆形、正方形、平坦形或任何其它形式的横截面。细丝可以笔直或弯曲方式布置。

术语“细丝结构”优选地指代一个细丝或优选地多个细丝的结构。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。

将理解，适当时，可关于本发明的另一方面以任何合适组合提供本发明的一个方面的特征。

附图说明

将参照附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在所述附图中：

图1a至1d为根据本发明的实施例的合并筒的系统的示意图

图2展示根据本发明的第一方面的具有多孔介质的筒；

图3展示与图2中展示的筒类似的筒的剖视图；

图4展示具有在插入壳体时由多孔材料的形状压缩的单一多孔介质的筒；

图5展示具有当插入壳体时由壳体的内表面的形状压缩的单一多孔介质的筒；

图6展示卷起为圆柱形状并在中央提供有管状加热器的毛细管材料。

具体实施方式

图1a至1d为根据本发明的实施例的包含筒的气溶胶生成系统的示意图。图1a为气溶胶生成装置10及分离筒20(这两者一起形成气溶胶生成系统)的示意图。在此实例中，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经配置以在装置内的腔18中被接收。筒20应为在筒中提供的气溶胶形成基质耗尽的情况下可由用户可替换的。图1a展示在刚插入装置之前的筒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为便携式的且具有与传统雪茄或香烟可比较的尺寸。装置10包括主体11和烟嘴部分12。主体11含有电池14(例如锂铁磷酸电池)、控制电子元件16和腔18。烟嘴部分12通过铰链连接件21连接至主体11且可在如图1a至1c中所展示的打开位置与如图1d中展示的关闭位置之间移动。烟嘴部分12经放置于打开位置以允许筒20的插入和移除，且如将描述的，当系统将用于产生气溶胶时放置于关闭位置。烟嘴部分包括多个空气入口13和出口15.在使用中，用户吮吸或吹出口以将空气入口13的空气从烟嘴部分抽吸到出口15，并且将进入用户的口中或肺中。如将描述，提供内部挡板17以推动空气从烟嘴部分12流经筒。

腔18具有圆形横截面且经制定大小以接收筒20的壳体24。在腔18的侧面提供电连接件19以提供控制电子元件16与电池14之间的电连接及筒20上的相对应电接触点。

图1b展示图1a的系统，其中筒经插入于腔118中，且封面26经移除。如将描述，在此位置中，电连接件依靠筒上的电接触点。

图1c展示图1b的系统，其中封面26被完全移除且烟嘴部分12移动到关闭位置。

图1d展示图1c的系统，其中烟嘴部分12位于关闭位置。烟嘴部分12由收紧机制保持于关闭位置中，关闭位置中的烟嘴部分12保持筒与电连接件19电接触，以使得无论系统的定向如何，在使用中维持好的电连接。烟嘴部分12可包含接合筒的表面且当烟嘴部分12处于关闭位置中时在刚性烟嘴壳体元件与筒之间压缩的环形弹性元件。这确保维持了好的电连接而不管制造误差。

当然可替代地或另外采用用于维持筒与装置之间好的电连接的其它机制。举例来说，筒20的壳体24可经设置有接合相对应凹槽的凹槽(未说明)或在腔18的壁中形成的螺线(未说明)。筒与装置之间的螺线接合可用于确保正确的旋转对准以及将筒保持于腔中及确保好的电连接。螺线连接可延伸仅筒的半圈或更少，或可延伸几个圈。替代地或另外，电连接件19可偏移以与筒上的接触点相接触。

本领域的普通技术人员现在可以想到根据本发明的并入毛细管材料的其它筒设计。例如，筒可以包含烟嘴部分，可包含超过一个加热器组件，并且可以具有任何期望的形状。此外，根据本发明的毛细管组件可以用于除了已经描述的那些以外的其它类型的系统中，例如增湿器、空气清新器和其它气溶胶生成系统。

上文描述的示例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2中展示的筒包括由聚丙烯组成的壳体24，具有两部件的液体存储部分。液体存储部分的第一部件32包括第一毛细管材料36和第二毛细管材料38。液体存储部分的第二部件34为充满或部分充满气溶胶生成基质的空水槽。

在筒的上端提供陶瓷基质42。基质24定义开口44且在其相对侧具有电接触点(未展示)。加热器元件46经连接至基质32的电接触点并在由基质定义的开口44的上方延伸。

第一毛细管材料36和第二毛细管材料38两者保持液体气溶胶形成基质。直接接触加热器元件46的第一毛细管材料16具有比第二毛细管材料38更高的热分解温度(至少160摄氏度或更高，如大约250摄氏度)。第一毛细管材料36有效地用作将加热器元件46与第二毛细管材料38分离的间隔件，使得第二毛细管材料38不暴露于高于其热分解温度的温度。第一毛细管材料36上的热度使得第二毛细管材料38暴露于低于其热分解温度的温度。第二毛细管材料38可以被选择以具有比第一毛细管材料36出色的芯吸性能，可以保持比第一毛细管材料36更多的每单位体积的液体并且可以比第一毛细管材料36更便宜。在此实例中，第一毛细管材料36是耐热元件，如纤维玻璃或含纤维玻璃的材料，并且第二毛细管材料38是聚合物，如高密度聚乙烯(HDPE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

图3为与图2的筒类似的筒的剖视图。筒包括通常为包括第一部件32和第二部件34的圆柱形的壳体24。壳体24的第一部件含有浸泡于液体气溶胶形成基质中的第一毛细管材料36和第二毛细管材料38。在此实例中，气溶胶形成基质包括39重量％的丙三醇，39重量％的丙二醇，20重量％的水和调味剂，和2重量％的尼古丁。毛细管材料在此是将液体主动从一端传送到另一端且可由任何合适材料制成的材料。在此实例中，毛细管材料由聚酯纤维形成。

壳体24具有加热器组件固定的开口端。加热器组件包括具有在其中形成的开孔44的基质42，固定于基质42且由空隙40将彼此分开的一对电接触点48，和在开孔44的上方延伸并经固定于开孔44的相对侧上的电接触点48的电阻式加热器元件46。

加热器组件由可移除封面26遮盖。封面26包括粘附于加热器组件但可轻松剥落的液体不可渗透塑料片。在封面的侧面提供凸台以允许使用者在将其剥落的时候抓住封面。现将对本领域的普通技术人员明显的是，尽管讲粘附描述为将不透水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，只要封面可被消费者轻松地移除。

图4展示其中壳体24具有具有圆形横截面的规则圆柱体的形状的实施例。第一和第二毛细管材料由相同材料制成且整合地形成为具有截头圆锥体形状的毛细管材料60的单一连续件。圆锥体的截头顶点的直径对应于圆柱形壳体的内径。圆锥体的底座的直径是圆柱形壳体的内径的两倍。首先将毛细管材料60的顶点插入圆柱形壳体24中，直至圆锥体的底座的表面嵌入圆柱形壳体的正面。当插入时，毛细管材料40经压缩，借此归因于毛细管材料和圆柱形壳体的形状，毛细管材料60的压缩朝圆柱形壳体的端面增大。同时，毛细管材料的孔尺寸或孔隙度减小，使得壳体端面附近的毛细管材料的孔尺寸或孔隙度小于位于圆柱形壳体的中心的毛细管材料的孔尺寸和孔隙度。在图4中右手侧的圆柱形壳体的开口端提供有隔板，使得圆柱形壳体的内部形成用于保持液体气溶胶生成基质的水槽储存器。在另一侧，可提供图2和3中说明的加热器组件。

图5展示具有与图4中描绘的实施例类似效果的替代实施例。在此情况下，壳体的内表面提供有圆锥形状，使得内部椎体朝向壳体24的一个端部。在此图5中左手侧的壳体24的内径是右手侧壳体24的内径的一半。再次，第一和第二毛细管材料由相同材料制成，且经整合地形成为毛细管材料60的单一连续件。毛细管材料60的片件具有具有圆形横截面的规则圆柱形形式。毛细管材料60的直径圆柱形片件对应于图5中右手侧的壳体24的内径。将毛细管材料60插入于壳体24中直至毛细管材料60的端面嵌入于圆柱形壳体的更小直径的正面，亦即，壳体24的左手侧的端面。再次，当插入时毛细管材料60经压缩，借此归因于毛细管材料和圆柱形壳体的相对形状，毛细管材料60的压缩朝向圆柱形壳体24的左手侧端面增大。同时，毛细管的孔尺寸或孔隙度减小以使得壳体的端面附近的毛细管材料60的孔尺寸或孔隙度小于位于圆柱形壳体中心的毛细管材料60的孔尺寸或孔隙度。再次，图5中右手侧的圆柱形壳体的开口端提供有隔板，使得圆柱形壳体的内侧形成用于容纳液体气溶胶生成基质的储存箱。在壳体的另一端面，提供图2和3中说明的加热器组件。

在图6中描绘其它实施例，借此仅展示将与圆柱形壳体一起使用的毛细管材料50。第一和第二毛细管材料再次由相同材料50的单一连续件制成。毛细管材料为具有占据筒的圆柱形壳体的内径约25％的厚度的毛细管材料的矩形件网格。毛细管材料的网格的宽度对应于壳体的外圆周长。毛细管材料的网格的长度是筒的壳体的长度的一半。毛细管材料的网格经卷起以形成圆柱形状。在所卷起的毛细管材料的中间形成空气通道52。在空气通道52中提供管状流体可渗透加热器元件54，以使得加热器54与经卷起毛细管材料50的内表面56直接接触。当卷起毛细管材料时，更接近圆柱体的中轴的材料部分50a比毛细管材料的径外向定位部分中的材料50b更压缩。因此，再次获得孔尺寸或孔隙度的度，其中毛细管材料50的孔尺寸或孔隙度在朝向加热器元件54的方向中的毛细管材料内不断减小。毛细管材料与液体储存器(未展示)进行液体连接，其中液体储存器经设置于未被毛细管材料占据的壳体的部件中。在壳体内提供分割以确保液体基质不与气流通道52直接接触。

将理解，不同方法和配置对于获得具有不同区域中的不同孔尺寸或孔隙度的毛细管材料是可能的。在每一实例中，更小孔尺寸或孔隙度的区域位于毛细管材料的一端处。更小孔尺寸或孔隙度的区域然后位于加热器处。孔尺寸或孔隙度中的度然后增强材料中的毛细作用，从而将气溶胶生成基质抽吸到加热器中。

Claims (48)

1.一种用于气溶胶生成系统的加热器组件，所述加热器组件包括：

具有开孔的电绝缘支撑件；

跨越所述电绝缘支撑件中的开孔设置的电加热元件，所述电加热元件被配置成加热液体气溶胶形成基质以形成气溶胶并且为基本平坦的；

毛细管材料，其中所述毛细管材料的一部分与所述电加热元件接触，并且所述毛细管材料被配置成将所述液体气溶胶形成基质传送到所述电加热元件；和

两个导电接触点，所述两个导电接触点分别连接至所述电加热元件的端部，并且所述两个导电接触点由所述电绝缘支撑件支撑；

其中，所述毛细管材料通过所述开孔与所述电加热元件接触，并且所述开孔配置为允许液体气溶胶形成基质沿着开孔的轴向方向通过开孔以被传递到所述电加热元件。

2.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，所述电加热元件包括以弯曲方式布置在所述两个导电接触点之间的细丝。

3.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，所述电加热元件包括细丝，所述细丝为基本平坦的并沿一个或多个维度弯曲。

4.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，所述毛细管材料包括陶瓷。

5.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，所述毛细管材料一体地形成为毛细管材料的单一连续件。

6.根据权利要求1所述的加热器组件，

其中，所述毛细管材料具有孔尺寸或孔隙度的梯度，并且

其中，所述毛细管材料的孔尺寸或孔隙度的梯度在所述毛细管材料内沿朝向所述电加热元件的方向不断减小。

7.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，所述毛细管材料包括第一毛细管材料和第二毛细管材料。

8.根据权利要求7所述的加热器组件，

其中，所述第一毛细管材料与所述电加热元件直接接触，并且

其中所述第二毛细管材料与所述第一毛细管材料接触，并且由所述第一毛细管材料与所述电加热元件分隔开。

9.根据权利要求7所述的加热器组件，其中，所述第一毛细管材料和所述第二毛细管材料构成毛细管材料的单一连续件的不同区域。

10.根据权利要求5所述的加热器组件，其中，所述毛细管材料的单一连续件具有截头圆锥形状。

11.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，所述毛细管材料与所述液体气溶胶形成基质流体连接。

12.根据权利要求7所述的加热器组件，其中，所述第二毛细管材料与所述液体气溶胶形成基质流体连接。

13.根据权利要求10所述的加热器组件，其中，所述毛细管材料与所述液体气溶胶形成基质流体连接。

14.根据权利要求13所述的加热器组件，其中，所述毛细管材料包括陶瓷。

15.一种气溶胶生成系统，包括：

气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括电源和主体；

可移除地插入所述主体内的筒，所述筒包括：

液体存储部分，所述液体存储部分被配置成用于保持液体气溶胶形成基质并包括壳体，在所述壳体内包括空气流动通道；和

加热器组件，所述加热器组件包括：

具有开孔的电绝缘支撑件；

跨越所述电绝缘支撑件中的开孔设置的电加热元件，

所述电加热元件为基本平坦的；

毛细管材料，其中所述毛细管材料的一部分与所述电加热元件接触，并且所述毛细管材料被配置成将所述液体气溶胶形成基质传送到所述电加热元件；和

两个导电接触点，所述两个导电接触点分别连接至所述电加热元件的端部，所述两个导电接触点由电绝缘支撑元件支撑；

其中，所述毛细管材料通过所述开孔与所述电加热元件接触，并且所述开孔配置为允许液体气溶胶形成基质沿着开孔的轴向方向通过开孔以被传递到所述电加热元件；以及

烟嘴，所述烟嘴包括至少一个空气入口和至少一个空气出口。

16.根据权利要求15所述的气溶胶生成系统，其中所述毛细管材料的与所述电加热元件接触的部分的孔尺寸或孔隙度小于所述毛细管材料的另一部分的孔尺寸或孔隙度，所述另一部分通过所述毛细管材料的与所述电加热元件接触的所述部分而与所述电加热元件分隔开。

17.根据权利要求15所述的气溶胶生成系统，其中，所述筒位于所述主体与所述烟嘴之间。

18.根据权利要求15所述的气溶胶生成系统，其中，所述电加热元件包括细丝，所述细丝以弯曲或笔直的方式布置在分别连接到所述细丝的端部的两个电接触点之间。

19.根据权利要求15所述的气溶胶生成系统，其中，所述毛细管材料一体地形成为毛细管材料的单一连续件。

20.根据权利要求19所述的气溶胶生成系统，其中，所述毛细管材料的单一连续件具有截头圆锥形状。

21.一种气溶胶生成系统，包括：

气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括电源和主体；

可移除地插入所述主体内的筒，所述筒包括：

液体存储部分，所述液体存储部分被配置成用于保持液体气溶胶形成基质并包括壳体，所述壳体内包括空气流动通道；和

加热器组件，所述加热器组件包括：

电加热元件，所述电加热元件为基本平坦的；和

毛细管材料，其中所述毛细管材料的一部分与所述电加热元件接触，并且所述毛细管材料被配置成将所述液体气溶胶形成基质传送到所述电加热元件；以及

烟嘴，所述烟嘴包括至少一个空气入口和至少一个空气出口；

其中，所述毛细管材料的与所述电加热元件接触的部分的孔尺寸或孔隙度小于所述毛细管材料的另一部分的孔尺寸或孔隙度，所述毛细管材料的所述另一部分由所述毛细管材料的与所述电加热元件接触的部分与所述电加热元件间隔开。

22.根据权利要求21所述的气溶胶生成系统，其中，所述毛细管材料与所述液体气溶胶形成基质流体连接。

23.一种用于气溶胶生成系统的可替换的筒，包括：

用于保持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，所述加热器组件延伸跨越所述壳体的所述开口；

其中，所述壳体包括：

第一液体存储部分，所述第一液体存储部分包括毛细管材料，其中所述毛细管材料的一部分与所述加热器组件接触，并且所述毛细管材料被配置成将所述液体气溶胶形成基质传送到所述加热器组件，

第二液体存储部分，所述第二液体存储部分与所述第一液体存储部分流体连通，所述第二液体存储部分包括用于保持所述液体气溶胶形成基质且将所述液体气溶胶形成基质供应到所述毛细管材料的容器。

24.根据权利要求23所述的筒，还包括：

与所述加热器组件电连接的电接触点，和

螺线连接部，

其中，所述筒的所述螺线连接部被构造成能够与所述气溶胶生成系统的气溶胶生成装置的对应的螺线连接部螺线接合，并且其中，当所述筒与所述气溶胶生成装置螺线接合时，所述筒的电接触点与所述气溶胶生成装置的电连接件电连接。

25.一种用于气溶胶生成系统的加热器组件，所述加热器组件为基本平坦的并且包括多根导电丝，其中，所述导电丝位于单一平面并且限定空隙，并且其中，所述导电丝包括由第一材料制成的至少一根第一导电丝和由与所述第一材料不同的第二材料制成的至少一根第二导电丝。

26.根据权利要求25所述的加热器组件，其中，所述导电丝以弯曲或笔直的方式布置在分别连接到所述导电丝的端部的两个电接触点之间。

27.根据权利要求25所述的加热器组件，其中，所述空隙具有25μm与75μm之间的宽度。

28.根据权利要求25所述的加热器组件，其中，所述导电丝的直径介于8μm与39μm之间。

29.一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：

液体存储部分，所述液体存储部分包括：

壳体，所述壳体中包括空气流动通道，

液体容器，所述液体容器被构造成保持液体气溶胶形成基质，

分隔部，所述分隔部设置在所述空气流动通道与所述液体容器之间，

加热器组件，所述加热器组件设置在所述空气流动通道中，

第一毛细管材料，其设置成与所述加热器组件接触，以及

第二毛细管材料，其设置成与所述第一毛细管材料和所述液体容器接触，并且由所述第一毛细管材料与所述加热器组件隔开，其中所述第一毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度小于所述第二毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度。

30.根据权利要求29所述的筒，其中，所述第一毛细管材料和所述第二毛细管材料构成单件毛细管材料的不同区域。

31.根据权利要求30所述的筒，其中，所述单件毛细管材料是毛细管材料的矩形编织件。

32.根据权利要求31所述的筒，其中，所述毛细管材料的矩形编织件的厚度约为所述壳体的内径的25％。

33.根据权利要求31所述的筒，其中，所述毛细管材料的矩形编织件的长度约为所述壳体的长度的一半。

34.根据权利要求31所述的筒，其中，所述毛细管材料的矩形编织件卷成圆柱形。

35.根据权利要求30所述的筒，其中，所述单件毛细管材料的靠近所述加热器组件设置的一部分比所述单件毛细管材料的沿径向向外方向远离所述加热器组件设置的另一部分经受更大程度的压缩。

36.根据权利要求30所述的筒，其中，所述单件毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度随着从所述加热器组件沿径向向外方向的距离的增加而连续地增加。

37.根据权利要求29所述的筒，其中，所述加热器组件是管状的流体可渗透的加热元件。

38.根据权利要求29所述的筒，其中，所述壳体是圆柱形的并且沿所述液体存储部分的纵向方向延伸。

39.根据权利要求29所述的筒，其中，所述液体容器设置在所述壳体的未被所述第一毛细管材料和所述第二毛细管材料占据的部分中。

40.根据权利要求29所述的筒，其中，所述第一毛细管材料具有介于0.1μm与50μm之间的平均纤维尺寸或平均孔尺寸。

41.根据权利要求29所述的筒，其中，所述第一毛细管材料具有低于2g/ml的平均密度。

42.根据权利要求29所述的筒，其中，所述第二毛细管材料具有介于1μm与100μm之间的平均纤维尺寸或平均孔尺寸。

43.根据权利要求29所述的筒，其中，所述第二毛细管材料具有低于1g/ml的平均密度。

44.根据权利要求37所述的筒，其中，所述管状的流体可渗透的加热元件设置成与所述第一毛细管材料的径向最内表面直接接触。

45.根据权利要求30所述的筒，其中，所述单件毛细管材料被成形为圆柱形使得所述单件毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度作为沿径向向外方向距所述加热器组件的距离的函数而增加。

46.根据权利要求34所述的筒，其中，所述空气流动通道沿所述壳体的纵向方向延伸通过所述毛细管材料的矩形编织件的圆柱形形状的中心纵向轴线。

47.一种制造用于气溶胶生成系统的筒的方法，所述方法包括：

提供包括壳体的液体存储部分，所述壳体中包括空气流动通道；

提供液体容器，所述液体容器被构造成保持液体气溶胶形成基质，

在所述空气流动通道与所述液体容器之间设置分隔部；

在所述空气流动通道中放置加热器组件；

放置第一毛细管材料使其与所述加热器组件接触；以及

放置第二毛细管材料使其与所述第一毛细管材料和所述液体容器接触，并且由所述第一毛细管材料与所述加热器组件隔开，

其中所述第一毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度小于所述第二毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度。

48.一种气溶胶生成系统，包括：

包括液体存储部分的筒，所述液体存储部分包括：

壳体，所述壳体中包括空气流动通道，

液体容器，所述液体容器被构造成保持液体气溶胶形成基质，

分隔部，所述分隔部设置在所述空气流动通道与所述液体容器之间，

加热器组件，所述加热器组件设置在所述空气流动通道中，

第一毛细管材料，其设置成与所述加热器组件接触，以及

第二毛细管材料，其设置成与所述第一毛细管材料和所述液体容器接触，并且由所述第一毛细管材料与所述加热器组件隔开，其中所述第一毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度小于所述第二毛细管材料的平均孔尺寸或平均孔隙度。