CN112423611A - 包括可单独启动的加热元件的改进的气溶胶生成系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了气溶胶生成系统(200)，其包括筒(100)。该筒包括加热器组件，该加热器组件包括布置成阵列的至少四个可单独启动的加热元件(116,118…140)。该加热元件中的每个加热元件上都存在气溶胶形成基材。该系统还包括被配置成接合筒的气溶胶生成装置(201)。该气溶胶生成装置包括电源(206)和控制电路(212)。该控制电路被配置成控制从电源到加热元件中的每个加热元件的电力供应以生成气溶胶。该控制电路被配置成顺序地启动加热元件，使得没有两个在空间上相邻的加热元件被连续启动。

Description

包括可单独启动的加热元件的改进的气溶胶生成系统

技术领域

本发明涉及包括可单独启动的加热元件的气溶胶生成系统。具体地，本发明涉及气溶胶生成系统，其包括具有可单独启动的加热元件的筒。

背景技术

WO 2005/120614涉及旨在递送精确、可再现和/或受控量的生理活性物质诸如尼古丁的装置。该装置包括筒，该筒包括多个箔加热元件，在该加热元件上设置有物质；以及电源，该电源被配置成向箔加热元件供应电力。在使用中，使用者在装置上抽吸并且导致空气流过装置。由加热元件产生的热量使设置在加热元件上的物质热汽化。汽化的物质在空气的气流中冷凝以形成冷凝气溶胶。气溶胶随后被使用者吸入。

WO 2005/120614中公开的装置的一个潜在问题是，给定加热元件上的物质可以通过启动空间近侧或在空间上相邻的加热元件而被预热。不利地，这可能增加加热元件上的物质热分解的可能性。这是因为预热物质可能导致物质被加热的时间比物质原本要加热的时间长，或者预热可能导致加热元件达到的温度高于加热元件本来会达到的温度，或两者兼有。

发明内容

本发明的目的是提供改进的气溶胶生成系统，其中气溶胶形成基材的热分解的可能性减小。

根据第一方面，提供了气溶胶生成系统，其包括筒。筒包括加热器组件，该加热器组件包括布置成阵列的至少四个可单独启动的加热元件。加热元件中的每个加热元件上都存在气溶胶形成基材。系统还包括被配置成接合筒的气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括电源和控制电路。控制电路被配置成控制从电源到加热元件中的每个加热元件的电力供应以生成气溶胶。控制电路被配置成顺序地启动加热元件，使得没有两个在空间上相邻的加热元件被连续启动。

如本文所用，术语“阵列”可以指线性阵列。即，术语“布置成阵列的加热元件”可以指单排加热元件。替代地，术语“阵列”可以指二维阵列。即，术语“布置成阵列的加热元件”可以指加热元件的二维阵列或网格，例如，在单个平面中布置为两个相邻排的六个加热元件的十二个加热元件的阵列。替代地，术语“阵列”可以指三维阵列。

如本文所用，术语“气溶胶形成基材”可用于意指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。可以通过加热气溶胶形成基材来释放挥发性化合物。由气溶胶生成基材生成的气溶胶可以是可见的或不可见的，并且可包括蒸汽(例如，呈气态的物质的细颗粒，但是其在室温下通常为液体或固体)。气溶胶形成基材在室温下可包括液体。气溶胶形成基材在室温下可包括固体颗粒。

气溶胶形成基材在室温下可以是或可以包括固体。气溶胶形成基材可包括尼古丁源。气溶胶形成基材可包括尼古丁源以及植物甘油、丙二醇和酸中的至少一种。合适的酸可包括乳酸、苯甲酸、乙酰丙酸或丙酮酸中的一种或多种。在使用中，植物甘油、丙二醇和酸中的一种或多种可以与来自尼古丁源的尼古丁一起蒸发。有利地，汽化的植物甘油、丙二醇和/或酸可涂覆或包覆汽化的尼古丁。这可增加递送给使用者的平均气溶胶颗粒大小，并因此改善了尼古丁递送到肺中的效率，因为呼出的气溶胶颗粒可能更少。

使用在室温下为固体的气溶胶形成基材有利地降低了在储存期间气溶胶形成基材的泄漏或蒸发的可能性。气溶胶形成基材也可以以物理上更稳定的形式提供，因此与液体气溶胶形成基材源相比，污染或降解的风险更低。

气溶胶形成基材可包括凝胶、或糊剂、或凝胶和糊剂两者。如本文所用，凝胶可被定义为基本上稀释的交联体系，其在处于稳态时不表现出流动。如本文所用，糊剂可被定义为粘性流体。例如，糊剂可以是流体，其在静止时具有大于1Pa S或5Pa S或10Pa S的动态粘度。有利地，使用包括凝胶、糊剂、固体或它们的组合的气溶胶形成基材可移除对用以保持气溶胶形成基材的附加多孔基质的需要。

对于每个加热元件，可能存在气溶胶形成基材的相关联部分。即，特定加热元件可被配置成加热气溶胶形成基材的特定部分。例如，加热元件可被配置成加热与所述加热元件接触的气溶胶形成基材层。

可能存在与每个加热元件直接接触的气溶胶形成基材。有利地，这可以增加从加热元件到气溶胶形成基材的热传递的效率。

每个加热元件都是可单独启动的。有利地，这允许控制电路实现加热元件的给定启动顺序。

控制电路被配置成顺序地启动加热元件，使得没有两个在空间上相邻的加热元件被连续启动。有利地，这可以使加热元件的预热最小化。即，这可以在启动给定加热元件之前使给定加热元件的加热最小化。这可减小气溶胶形成基材的热分解的可能性。

在该上下文中，如果没有中间加热元件定位在两个加热元件之间，则两个加热元件是“在空间上相邻的加热元件”。

在该上下文中，“两个连续启动的加热元件”可以指单个筒中的第n个加热元件和第m个加热元件，它们在第n个加热元件和第m个加热元件的启动之间不启动另一个加热元件的情况下被启动。在该上下文中，“加热”给定加热元件是指启动给定加热元件。即，加热给定加热元件是指向加热元件供应电力，使得加热元件达到操作温度。连续加热或启动的加热元件可例如在不同日子的不同的吸烟期期间被加热。有利地，不连续地启动两个在空间上相邻的加热元件可以使加热元件的预热最小化。即，这可以在向加热元件供应电力以将其加热到操作温度之前使加热元件的加热最小化。

控制电路可被配置成以使任何两个连续启动的加热元件之间的最小距离最大化的顺序启动加热元件。对于给定数量的加热元件，可以存在多于一个顺序，该顺序使任何两个连续启动的加热元件之间的最小距离最大化。有利地，这可以在向给定加热元件供应电力以将其加热到操作温度之前减少给定加热元件的加热。这可减小气溶胶形成基材的热分解的可能性。

控制电路可被配置成顺序地启动加热元件，使得在启动阵列中的加热元件中的第一加热元件之后，阵列中的每个随后启动的加热元件与阵列中的最近启动的加热元件尽可能远。在该上下文中，“尽可能远”可以指最大可能的空间距离。有利地，这可以在向给定加热元件供应电力以将其加热到操作温度之前减少给定加热元件的加热。这可减小气溶胶形成基材的热分解的可能性。

根据第二方面，提供了气溶胶生成系统，其包括筒。筒包括加热器组件，该加热器组件包括布置成阵列的至少三个可单独启动的加热元件。加热元件中的每个加热元件上都存在气溶胶形成基材。气溶胶生成系统还包括被配置成接合筒的气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括电源和控制电路。控制电路被配置成控制从电源到加热元件中的每个加热元件的电力供应以生成气溶胶。控制电路被配置成按序列启动加热元件，使得阵列中的每个加热元件被启动n次，然后阵列中的任何加热元件可被启动n+1次，并且使得在该序列中，在启动阵列中的加热元件中的第一加热元件之后，阵列中的每个随后启动的加热元件与阵列中的最近启动的加热元件尽可能远。

根据第二方面，控制电路被配置成按序列启动加热元件，使得阵列中的每个加热元件被启动n次，然后阵列中的任何加热元件可被启动n+1次。即，在阵列中的任何加热元件可被启动第n+1次之前，阵列中的每个元件必须已被启动n次。有利地，这可以给启动的加热元件足够的时间来冷却。这可减小气溶胶形成基材的热分解的可能性。

根据第二方面，控制电路被配置成按序列启动加热元件，使得阵列中的每个加热元件被启动n次，然后阵列中的任何加热元件可被启动n+1次，并且使得在该序列中，在启动阵列中的加热元件中的第一加热元件之后，阵列中的每个随后启动的加热元件与阵列中的最近启动的加热元件尽可能远。例如，从其中先前没有启动加热元件的加热元件阵列开始，在启动第一加热元件之后，要启动的下一个加热元件(即，要启动的第二加热元件)与第一启动的加热元件尽可能远。然后，要启动的下一个加热元件(即，要启动的第三加热元件)与第二启动的加热元件尽可能远，而不是第一启动的加热元件。重复该过程，直到筒中的所有加热元件都被启动。有利地，这可以使加热元件的预热最小化。即，这可以在启动给定加热元件之前使给定加热元件的加热最小化。这可减小气溶胶形成基材的热分解的可能性。

根据第二方面，可以由控制电路选择要启动的第一加热元件，使得没有两个连续启动的加热元件是在空间上相邻的。

根据第二方面，启动序列可包括阵列中的每个加热元件的一次或不止一次的启动。

根据第二方面，可以在根据第二方面的启动序列开始之前实现任何启动序列。例如，在阵列包括布置成排的五个加热元件(从排的开始到排的结束顺序地编号为‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’)的情况下，以及在五个加热元件在其之间具有恒定间距的情况下，启动顺序可为‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’、‘3’、‘1’、‘5’、‘2’、‘4’。在该启动顺序中，每个加热元件被启动两次，并且对于每个加热元件的第二次启动，阵列中每个随后启动的加热元件与阵列中最近启动的加热元件尽可能远。

根据第二方面，可以在根据第二方面的启动序列开始之后实现任何启动序列。例如，在阵列包括布置成排的五个加热元件(从排的开始到排的结束顺序地编号为‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’)的情况下，以及在五个加热元件在其之间具有恒定间距的情况下，启动顺序可为‘3’、‘1’、‘5’、‘2’、‘4’、‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’。在该启动顺序中，每个加热元件被启动两次，并且对于每个加热元件的第一次启动，阵列中每个随后启动的加热元件与阵列中最近启动的加热元件尽可能远。

根据第二方面，阵列中的加热元件中的第一加热元件的启动可以是在气溶胶生成系统接通之后阵列中的加热元件中的任一个加热元件的第一次启动。即，阵列中的第一加热元件可以是在气溶胶生成系统接通之后要启动的第一加热元件。换句话讲，控制电路可被配置成按序列启动加热元件，使得在该序列中，在阵列中的任何加热元件的第一次启动之后，阵列中的每个随后启动的加热元件与阵列中的最近启动的加热元件尽可能远，直到阵列中的每个加热元件已被启动一次。在每个加热元件已被启动一次之后，控制电路可以第二次实现相同的启动顺序，或者可以实现不同的启动顺序。

在该上下文中，术语“气溶胶生成系统接通”可以是指气溶胶生成系统处于能够将气溶胶递送给使用者的状态。作为示例，气溶胶生成系统可以具有导通按钮，并且在电源可以向加热元件供应电力之前，可能需要使用者按下导通按钮。作为特定示例，在流量传感器接通之前可能需要使用者按下导通按钮，使得流量传感器可以与控制电路协作以控制从电源到加热元件的电力供应。

在存在布置成排的奇数个加热元件的情况下，要启动的第一加热元件可以是加热元件排中的中间加热元件。例如，在存在布置成排的五个加热元件的情况下，并且在这些加热元件从排的开始到排的结束顺序地编号为‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’的情况下，要启动的第一加热元件可以是加热元件‘3’。

在存在布置成排的偶数个加热元件的情况下，要启动的第一加热元件可以是加热元件排中的两个中间加热元件中的一者。例如，在存在布置成排的六个加热元件的情况下，并且在这些加热元件从排的开始到排的结束顺序地编号为‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’、‘6’的情况下，要启动的第一加热元件可以是加热元件‘3’或加热元件‘4’中的任一者。

根据第二方面，有可能存在与最近启动的加热元件尽可能远的多于一个加热元件。即，可以存在两个或更多个加热元件，其与最近启动的加热元件等距，并且全部与最近启动的加热元件尽可能远。在这种情况下，随后立即启动的加热元件可以是与最近启动的加热元件等距的加热元件之间的任意选择。例如，在存在布置成排的五个加热元件(从排的开始到排的结束顺序地编号为‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’)的情况下，以及在五个加热元件在其之间具有恒定间距的情况下，以及在要启动的第一加热元件是加热元件‘3’的情况下，要启动的第二加热元件可以是加热元件‘1’和加热元件‘5’之间的任意选择。替代地，控制电路可以基于标准选择随后立即启动的加热元件。例如，当使用者在气溶胶生成系统上进行抽吸时，控制电路可随后启动在通过筒的气流最下游的加热元件，或者当使用者在气溶胶生成系统上进行抽吸时，控制电路可随后启动在通过筒的气流最上游的加热元件。

根据任何方面，该系统可被配置成将加热元件加热到小于200摄氏度或小于190摄氏度的温度。有利地，与将加热元件加热到更高的温度相比，这可以减小在加热元件上的气溶胶形成基材的热分解的可能性。

筒包括布置成阵列的加热元件。根据任何方面的筒可包括至少八个、或至少十个、或至少十二个、或至少十五个加热元件。有利地，筒中更多数量的加热元件可以意味着筒持续更长的时间。即，更多数量的加热元件可能意味着不必频繁更换筒。

控制电路可被配置成仅启动每个加热元件一次。由于气溶胶形成基材不被重新加热，这可以减小气溶胶形成基材的热分解的可能性。

每个加热元件上可以存在预定量的气溶胶形成基材。有利地，这可以允许在每次启动加热元件时更好地控制多少气溶胶形成基材被加热。在一些实施方案中，预定量是被配置成仅对单次抽吸生成足够气溶胶的量。即，在给定加热元件上的预定量的气溶胶形成基材可以为一次抽吸提供足够的气溶胶，但不能为第二次抽吸提供足够的气溶胶。

在其他实施方案中，控制电路可被配置成在第二次启动任何加热元件之前启动每个加热元件一次。

加热元件可以通过任何合适的方法来加热。例如，加热元件中的至少一个加热元件或每个加热元件可包括红外加热元件，或感应加热的加热元件或感受器，或电阻加热元件，或它们的组合。

在加热元件中的至少一个加热元件或每个加热元件包括电阻加热元件的情况下，该电阻加热元件优选地包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体例如掺杂陶瓷、电“传导”陶瓷(诸如二硅化钼)、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。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。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括康铜(Constantan)、不锈钢，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、不锈钢的超合金，

铁-铝基合金和铁-锰-铝基合金。

是Titanium Metals Corporation,1999Broadway Suite 4300,DenverColorado的注册商标。在复合材料中，电阻材料可任选嵌入绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂覆或者反之亦然，取决于能量转移的动力学和所需外部理化性质。该加热元件可包括在两层惰性材料之间绝缘的金属蚀刻箔。在这种情况下，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,1007Market Street,Wilmington,Delaware 19898,United States of America的注册商标。

在加热元件中的至少一个加热元件或每个加热元件包括感应加热的加热元件的情况下，加热元件可以部分地或完全地由一种或多种感受器材料形成。这种感应加热的加热元件在本文中可以称为感受器。合适的感受器材料包括但不限于石墨、钼、碳化硅、不锈钢、铌、铝、镍、含镍化合物、钛和金属材料的复合材料。优选的感受器材料包括金属、金属合金或碳。有利地，感受器材料可包括铁磁材料，例如铁素体铁、铁磁合金(诸如铁磁钢或不锈钢)铁磁颗粒和铁氧体。感受器材料可以是铝或可包括铝。感受器材料优选地包括大于5％，优选大于20％，更优选大于50％或大于90％的铁磁性或顺磁性材料。

气溶胶生成装置或筒可有利地包括感应加热器，该感应加热器在使用中部分或全部围绕感受器。在使用中，感应加热器感应地加热感应加热的加热元件。

气溶胶生成装置或筒可包括围绕感应加热的加热元件的至少一部分设置的感应器线圈。在使用中，电源和控制电路可向感应器线圈提供交流电流，使得感应器线圈可以生成交变磁场以加热感应加热的加热元件。

控制电路可被配置成响应于使用者吸入而向加热元件供应电力。控制电路可以包括流量传感器。当流量传感器检测到通过筒的气流的流速已增加到超过启动阈值时，控制电路可以控制电源向加热元件供应电力。有利地，这移除了使用者手动启动气溶胶生成系统的加热元件的加热的需要。

控制电路可以控制电源在固定的时间量内向每个加热元件供应电力。例如，控制电路可以控制电源以在小于2秒，或小于1秒，或小于0.5秒，或小于0.2秒内将电力供应到每个加热元件。

替代地，控制电路可以控制电源向加热元件供应电力，直到流量传感器检测到通过筒的气流的流速已减小到小于停用阈值为止。

替代地，控制电路可以控制电源向加热元件供应电力，直到出现以下任一情况中的第一个情况：

流量传感器检测到通过筒的气流的流速已减小到小于停用阈值，或者已将电力供应给加热元件持续长于固定的时间量，例如长于2秒、或1秒、或0.5秒、或0.2秒的周期。

加热元件中的至少一个加热元件或每个加热元件可包括被配置成被加热的板或托盘。

加热元件中的至少一个加热元件或每个加热元件可包括被配置成被加热的叶片。

加热元件中的至少一个加热元件或每个加热元件可包括被配置成被加热的箔。

加热元件中的至少一个加热元件或每个加热元件可包括被配置成被加热的网。网可被配置成被电加热。网可被配置成被感应地加热。网可被配置成以任何合适的方式被加热。

网可包括布置成与其自身重叠的加热细丝。加热细丝可被布置成以蛇形方式、或曲折方式、或蛇形方式和曲折方式两者与其自身重叠。

网可包括多个加热细丝。加热细丝可与其自身重叠，或者彼此重叠，或者与其自身重叠和彼此重叠均有。加热细丝可以以蛇形方式、或曲折方式、或蛇形方式和曲折方式两者与其自身重叠，或者彼此重叠，或者与其自身重叠和彼此重叠均有。

网可以是完全编织的。网可以是完全非编织的。网可以是部分编织的和部分非编织的。

网可包括加热细丝，该加热细丝形成大小在160美国筛目和600美国筛目(+/-10％)之间(即，在每英寸160根和600根细丝之间(+/-10％))的网。

网可包括具有多个孔、或多个狭槽、或多个空隙或它们的组合的片材。孔、狭槽和空隙可以以规则的图案布置在片材中。规则图案可以是对称图案。孔、狭槽和空隙可以以不规则的图案布置在片材中。

网可包括加热细丝，该加热细丝单独地形成并且然后针织在一起，或连接，或缠结，或者以其他方式形成为网。

网可包括通过蚀刻诸如箔之类的材料片而形成的加热细丝。

网可以包括通过冲压材料片而形成的加热细丝。

网的开口面积百分比可以在15％和60％之间，或25％和56％之间。术语“网的开口面积百分比”在此处用于意指空隙的面积与网的总面积的比率。术语“网的开口面积百分比”可以指基本上平坦的网的开口面积百分比。

可以使用任何合适类型的编织或晶格结构来形成网。

网可以是基本上平坦的。如本文所用，术语“基本上平坦的”可用于意指形成在单个平面中，而不是缠绕或以其他方式适形以适合弯曲或其他非平面形状。有利地，基本上平坦的网可在制造期间容易地处理并提供坚固的构造。

有利地，网可以提供与气溶胶形成基材的增强的热接触面积。与箔加热器上的气溶胶形成基材相比，这可以改善从加热元件到气溶胶形成基材的热传递效率。

网可部分地或完全地由钢，优选不锈钢形成。有利地，不锈钢是相对导电、导热、低成本且惰性的。

网可部分地或完全地由铁铬铝合金(诸如

)、镍铬合金或镍形成。

网可以包括多个空隙。气溶胶形成基材可以保持在空隙中。以这种方式，网可以提供气溶胶形成基材的分布式贮存器。有利地，包括多个空隙的网可与许多形式的气溶胶形成基材相容。例如，包括多个空隙的网可与液体、凝胶、糊剂和固体气溶胶形成基材相容。

空隙可具有在10微米和200微米之间的平均宽度，或者在10微米和100微米之间的宽度。

网可至少部分地由多个电连接的细丝形成。多个电连接的细丝可具有在5微米和200微米之间的平均直径，或在8微米和200微米之间的平均直径，或在8微米和100微米之间的平均直径，或在8微米和50微米之间的平均直径。

加热元件可包括电阻网，当筒与气溶胶生成装置接合时，该电阻网被电连接到电源。有利地，电阻网可以比其他形式的网诸如感应加热的网更快地达到其操作温度。这可以减少生成足够的气溶胶所需的时间。此外，这可以减少必须向加热元件供应电力的时间，这因此可减小在加热加热元件时气溶胶形成基材的热分解的可能性。

电阻网优选地包括电阻材料。用于电阻网的合适的电阻材料包括但不限于金属合金(诸如钢和不锈钢)，铁铬铝合金(诸如

)，镍铬合金或镍。

加热元件中的每个加热元件上的气溶胶形成基材可以在加热元件中的每个加热元件上形成气溶胶形成基材涂层。例如，可以将凝胶或糊剂气溶胶形成基材涂覆到加热元件中的每个加热元件上，以在加热元件中的每个加热元件上形成涂层。如本文所用，气溶胶形成基材涂层可包括保持在网的空隙中的气溶胶形成基材。气溶胶形成基材涂层中的一个气溶胶形成基材涂层、或多于一个气溶胶形成基材涂层或全部气溶胶形成基材涂层的厚度可以小于30微米，例如，厚度在0.05微米和30微米之间。气溶胶形成涂层中的一个气溶胶形成涂层、或多于一个气溶胶形成涂层或全部气溶胶形成涂层的厚度可小于10微米，或厚度小于8微米，或厚度小于5微米。有利地，当加热加热元件时，薄涂层可以允许气溶胶形成基材的快速汽化。此外，这可减小在加热加热元件时气溶胶形成基材的热分解的可能性。这是因为基材的热分解的可能性随着加热时间的长度而增加，并且加热元件不必在基材厚度较小的情况下加热那么长的时间。

气溶胶形成基材可以通过任何合适的方法施加到加热元件。施加气溶胶形成基材的方法的适用性可取决于气溶胶形成基材的性质，例如气溶胶形成基材的粘度。施加气溶胶形成基材的方法的适用性可取决于所需的涂层厚度。

将气溶胶形成基材施加到加热元件的一种示例性方法包括制备气溶胶形成基材在合适溶剂中的溶液。该溶液可以包含其他所需的化合物，诸如调味化合物。该方法还包括将溶液施加到加热元件，然后通过蒸发或以任何其他合适的方式移除溶剂。溶剂对这种方法的适用性可取决于气溶胶形成基材的组成。

替代地或另外地，可通过将加热元件浸入气溶胶形成基材或基材溶液中，或者通过将气溶胶形成基材或基材溶液喷涂、刷涂、印刷或以其他方式施加到加热元件来将气溶胶形成基材涂覆在加热元件上。

气溶胶生成系统可限定空气入口和空气出口。从空气入口到空气出口可以限定流动通道。在使用中，空气可流动经过、通过或绕过加热元件。在使用中，空气可流动通过空气入口，然后经过、通过或绕过加热元件，然后通过空气出口。即，使用者进行抽吸可能导致空气流动通过空气入口，然后经过、通过或绕过加热元件，然后通过空气出口。

筒可以包括壳体。壳体可限定空气入口和空气出口。从空气入口到空气出口可以限定流动通道。在使用中，空气可流动经过、通过或绕过加热元件。在使用中，空气可流动通过空气入口，然后经过、通过或绕过加热元件，然后通过空气出口。即，使用者进行抽吸可能导致空气流动通过空气入口，然后经过、通过或绕过加热元件，然后通过空气出口。

筒可包括部分或完全围绕加热元件的壳体。在该上下文中，术语“完全围绕”用于意指在单个平面中完全围绕。例如，在圆柱体内具有加热元件的开放式圆柱体将“完全围绕”加热元件。

筒可包括壳体，该壳体至少部分地由具有低导热率的材料形成。筒可包括壳体，该壳体基本上完全或完全由具有低导热率的材料形成。例如，超过90％的壳体或基本上全部壳体都可以由导热率小于2W m^-1K^-1、或1W m^-1K^-1、或小于0.5W m^-1K^-1、或小于0.2W m^-1K^-1的材料形成。筒壳体可由具有低导热率的塑料形成。例如，筒壳体可由聚醚醚酮(PEEK)、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)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲醛(POM)或它们的组合形成。

有利地，由低热导率材料制成的壳体可以帮助使加热元件的预热最小化。即，由低热导率材料制成的壳体可以帮助使尚未被加热的加热元件的预热最小化。这是因为在加热元件被加热之后，较少的热量将被保持在壳体中。使加热元件的预热最小化可以减小加热元件上的气溶胶形成基材的热分解的可能性。

筒壳体可以通过任何合适的方法形成。合适的方法包含但不限于深冲压、注射模制、起泡、吹塑成型和挤压。

气溶胶生成装置被配置成接合筒。气溶胶生成装置被配置成接合筒，使得电源可向加热元件中的每个加热元件供应电力。

气溶胶生成装置可被配置成接合筒，使得当气溶胶生成装置与筒接合时，筒相对于气溶胶生成装置暂时固定在适当的位置。即，当气溶胶生成装置与筒接合时，筒相对于气溶胶生成装置可具有有限的移动，例如不能移动，直到气溶胶生成装置与筒脱离。

气溶胶生成装置可被配置成以任何合适的方式接合筒，例如使用螺钉配合或闩锁或过盈配合。

筒可以接纳在气溶胶生成装置中。

气溶胶生成系统可包括烟嘴，使用者通过该烟嘴吸入生成的气溶胶。筒可以包括形成烟嘴的壳体。烟嘴可包括空气旁通孔，使得空气可流入气溶胶生成系统并且从烟嘴出来，而不会流动通过、经过或绕过筒中的加热元件。

气溶胶生成装置可以是便携式的。气溶胶生成装置可以是吸烟装置。气溶胶生成装置可具有与常规雪茄或香烟相当的大小。吸烟装置可具有约30mm与约150mm之间的总长度。气溶胶生成装置可具有大约5mm和大约30mm之间的外径。

关于一个方面描述的特征可以适用于另一方面。特别地，关于第一方面描述的特征可以适用于第二方面，反之亦然。

附图说明

将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的用于气溶胶生成系统中的筒的分解图；

图2是根据本发明的气溶胶生成系统的分解图；并且

图3是根据本发明的气溶胶生成系统的剖视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的用于气溶胶生成系统的筒的分解图。筒100包括第一壳部件102和第二壳部件104，它们可以联接在一起以形成筒壳体。当第一壳部件102和第二壳部件104联接在一起时，第一壳部件102的口端和第二壳部件104的口端形成用于插入使用者的口中的烟嘴106。

筒100包括筒空气入口阀108，当组装筒时，该阀位于筒空气入口110附近。在该实施方案中，筒空气入口阀108是挡板阀，由于其柔性，该挡板阀响应于整个阀上的压力差而弯曲。然而，可以使用任何合适的阀，诸如伞形阀或簧片阀等。空气旁通孔109位于第二壳部件104中，以在通过筒100的气流的流速大于由筒空气入口阀108控制的流速时允许空气进入烟嘴106。例如，普通使用者可以以30L/min和100L/min之间的流速在筒100的烟嘴106上抽吸，并且筒入口阀108可以因此允许5L/min和8L/min之间的流速通过。过大的流速可能会进入空气旁通孔109。

筒100还包括印刷电路板(PCB)112，其实现筒连接器114和多个电阻加热元件116、118、120、122、124、126、128、130、132、134、136、138、140之间的电连接。加热元件各自包括导电的不锈钢网。不锈钢网由不锈钢细丝的交错网络形成。细丝的直径为约40微米。网形成多个空隙，其平均宽度为约80微米以保持气溶胶形成基材。加热元件被安装在隔热间隔件142上。间隔件包括多个孔144，其允许加热元件被焊接到设置在PCB 112上的连接点145。PCB 112包括空气可流动通过的多个孔146。

筒100还包括流量传感器148，该流量传感器被配置成测量通过筒空气入口110的气流的流速。

电阻加热元件中的每个电阻加热元件被涂覆有气溶胶形成基材。在该实施方案中，气溶胶形成基材包括尼古丁源。

通过制备气溶胶形成基材和甲醇溶剂的溶液，将溶液施加到加热元件，然后在低温下(例如在25摄氏度下)汽化溶剂，将气溶胶形成基材沉积到加热元件上。气溶胶形成基材被保持在加热元件的空隙中。

图2是根据本发明的气溶胶生成系统的分解图。气溶胶生成系统200包括图1所示的筒100以及装置201。装置201包括第一装置部件202和第二装置部件204。第一装置部件202和第二装置部件204可联接在一起。第二装置部件204包括凹部205。当组装系统时，空气可流动通过凹部205并进入筒空气入口110。

装置201还包括连接到显示器208的电源206，以及控制电路212，以及用于将电源206和控制电路212电连接到筒100中的加热元件和流量传感器148的装置连接器214。第一装置部件202包括透明窗口213，使得当组装装置201时，可以通过第一装置部件202的透明窗口213看到显示器208。显示器208可以显示信息，诸如已经使用了多少个加热元件，多少个加热元件保持未使用，在当前吸烟期期间已经递送了多少尼古丁，或者在给定的时间周期(诸如当月)内已经递送了多少尼古丁。气溶胶生成系统包括使用者接口(未示出)，以允许使用者访问不同类型的信息。

在该实施方案中，电源206是锂离子电池，但是存在可使用的许多替代的合适电源。

图3是根据本发明的气溶胶生成系统的剖视图。图3所示的气溶胶生成系统200与图2所示的气溶胶生成系统相同。横截面穿过筒100定位，以示出筒中的加热元件。在该横截面中，电源、显示器和控制电路不可见。

在使用中，气溶胶生成系统200如下操作。

使用者使用按钮(未示出)接通系统200。使用者在筒100的烟嘴106上抽吸。这导致气流通过装置凹部，通过筒空气入口110，并且通过筒入口阀108。该气流由流量传感器148检测。还可以有气流通过空气旁通孔109。

当流量传感器148检测到通过筒空气入口110的空气流速大于启动阈值时，控制电路控制电源向第一加热元件116供应电力。这将第一加热元件116的网加热到大约180摄氏度。这使得保持在第一加热元件116的网的空隙中的气溶胶形成基材汽化，因此形成了气溶胶颗粒。气溶胶颗粒包含来自尼古丁源的尼古丁。

通过筒空气入口110的气流流动通过PCB 112中的多个孔146。该气流然后流过包括第一加热元件116的加热元件。气流夹带汽化的气溶胶颗粒以形成气溶胶，该气溶胶随后经由烟嘴106递送给使用者。

控制电路控制电源以将供应给第一加热元件116的电力减小到零。在该实施方案中，在0.5秒的固定时间周期内向加热元件供应电力。

该过程可以在同一吸烟期期间或在多个吸烟期的过程内重复。由于流量传感器148检测气溶胶生成系统上的每次随后抽吸，控制电路将控制电源向每个随后加热元件供应电力。

在该实施方案中，控制电路响应于检测到的抽吸而启动加热元件中的每个加热元件的顺序如下：116、120、124、128、132、136、140、118、122、126、130、134、138。没有两个在空间上相邻的加热元件被连续加热。控制电路212可以以许多其他顺序来控制电源206向加热元件的供电，使得没有两个在空间上相邻的加热元件被连续启动。控制电路必须有至少四个加热元件才能够实现其中没有两个在空间上相邻的加热元件被连续启动的启动顺序。

作为第二示例性启动顺序，可能是有利的是使任何两个连续启动的加热元件之间的最小空间距离最大化。因此，启动顺序可以是：116、130、118、132、120、134、122、136、124、138、126、140、128。

在该上下文中，“两个连续启动的加热元件”可以指单个筒中的第n个加热元件和第m个加热元件，它们在第n个加热元件和第m个加热元件的启动之间不启动另一个加热元件的情况下被启动。这包括例如在与最近启动的加热元件不同的日子的不同吸烟期中启动加热元件。

作为第三示例性启动顺序，可能是有利的是顺序地启动加热元件，使得在启动阵列中的加热元件中的第一加热元件之后，阵列中的每个随后启动的加热元件与阵列中的最近启动的加热元件尽可能远。因此，启动顺序可以是：128、140、116、138、118、136、120、134、122、132、124、130、126。

作为第四示例性启动顺序，可能是有利的是顺序地启动加热元件，使得在启动阵列中的加热元件中的第一加热元件之后，阵列中的每个随后启动的加热元件仅被启动一次，并且与阵列中的最近启动的加热元件尽可能远。对于第一启动的加热元件可能有利的是位于筒中的最下游。利用线性阵列，不可能获得这些优点中的两个优点并确保没有两个在空间上相邻的加热元件被连续启动。第四启动顺序可以是：116、140、118、138、120、136、122、134、124、132、126、130、128。

有利地，本文描述的受权利要求保护的发明的所有实施方案提供改进的气溶胶生成系统，其中气溶胶形成基材的热分解的可能性减小。

Claims (13)

1.一种气溶胶生成系统，包括：

筒，所述筒包括：

加热器组件，所述加热器组件包括布置成阵列的至少四个可单独启动的加热元件，以及

气溶胶形成基材，所述气溶胶形成基材位于所述加热元件中的每个加热元件上；以及

气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置被配置成接合所述筒，所述气溶胶生成装置包括：

电源；以及

控制电路；

其中所述控制电路被配置成控制从所述电源到所述加热元件中的每个加热元件的电力供应以生成气溶胶，并且其中所述控制电路被配置成顺序地启动所述加热元件，使得没有两个在空间上相邻的加热元件被连续启动。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述控制电路被配置成以使任何两个连续启动的加热元件之间的最小距离最大化的顺序启动所述加热元件。

3.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述控制电路被配置成顺序地启动所述加热元件，使得所述阵列中除第一启动的加热元件之外的每个随后启动的加热元件与所述阵列中的最近启动的加热元件尽可能远。

4.一种气溶胶生成系统，包括：

筒，所述筒包括：

加热器组件，所述加热器组件包括布置成阵列的至少三个可单独启动的加热元件，以及

气溶胶形成基材，所述气溶胶形成基材位于所述加热元件中的每个加热元件上；以及

气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置被配置成接合所述筒，所述气溶胶生成装置包括：

电源；以及

控制电路；

其中所述控制电路被配置成控制从所述电源到所述加热元件中的每个加热元件的电力供应以生成气溶胶，并且其中所述控制电路被配置成按序列启动所述加热元件，使得所述阵列中的每个加热元件被启动n次，然后所述阵列中的任何加热元件能够被启动n+1次，并且使得在所述序列中，在启动所述阵列中的所述加热元件中的第一加热元件之后，所述阵列中的每个随后启动的加热元件与所述阵列中的最近启动的加热元件尽可能远。

5.根据权利要求4所述的气溶胶生成系统，其中所述第一加热元件被选择为使得没有两个连续启动的加热元件是在空间上相邻的。

6.根据权利要求4或5所述的气溶胶生成系统，其中所述阵列中的所述加热元件中的所述第一加热元件的所述启动是在所述气溶胶生成系统接通之后所述阵列中的所述加热元件中的任一个加热元件的第一次启动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中系统被配置成将所述加热元件中的每个加热元件加热到小于200摄氏度的温度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述控制电路被配置成响应于使用者吸入而向所述一个或多个加热元件中的至少一个加热元件供应电力。

9.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述筒包括至少八个加热元件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述加热元件中的每个加热元件被配置成仅被启动一次。

11.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中在所述加热元件中的每个加热元件上存在预定量的气溶胶形成基材。

12.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述加热元件中的每个加热元件包括网，并且所述气溶胶形成基材与所述网直接接触。

13.根据权利要求12所述的气溶胶生成系统，其中所述网包括多个空隙，并且所述气溶胶形成基材被保持在所述空隙中。

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