CN112672657B - 用于气溶胶生成装置的加热器组件的加热器壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于气溶胶生成装置的加热器组件。所述装置包括加热器壳体、支撑元件和至少一个加热元件。所述加热器壳体被构造成接纳所述加热元件。所述加热器壳体具有内壁。所述内壁包括多个隔热腔体。所述加热元件被布置为衬在所述加热器壳体的所述内壁上。所述加热器壳体被布置在所述支撑元件内。

Description

用于气溶胶生成装置的加热器组件的加热器壳体

技术领域

本发明涉及气溶胶生成装置的加热器组件以及制造用于加热气溶胶生成装置中的气溶胶形成基质的加热器组件的方法。加热器组件包括加热器壳体、支撑元件和至少一个加热元件。

背景技术

已知气溶胶生成装置，其加热但不燃烧气溶胶形成基质诸如烟草。此类装置将气溶胶形成基质加热到足够高的温度，以生成供使用者吸入的气溶胶。

此类气溶胶生成装置通常包括加热室，其中加热元件被布置在加热室内。包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品可插入到加热室中，并通过加热元件加热。此类气溶胶生成装置通常是便携式装置。此类装置通常由具有有限能量容量的电源诸如电池供电。为了使能量消耗最小化并因此增加气溶胶生成装置的操作时间，通过例如辐射、传导或对流而导致的加热室中的热损失应当最小化，并且从加热元件到气溶胶形成基质的热传递应当最大化。

发明内容

为了减轻这些问题中的至少一些问题以及任选地另外的问题，本发明涉及一种用于气溶胶生成装置的加热器组件。所述装置包括加热器壳体、支撑元件和至少一个加热元件。所述加热器壳体被构造成接纳所述加热元件。这样，加热器壳体可用作加热元件的外壳。所述加热器壳体具有内壁。所述内壁包括多个隔热腔体。所述加热元件被布置为衬在所述加热器壳体的所述内壁上。所述加热器壳体被布置在所述支撑元件内。多个腔体是隔热的，或者有助于隔热效果。

加热器壳体可以是用于接纳加热元件的外壳。加热器壳体的内壁优选地是完全或部分地包围加热器壳体内的空间的壁。加热器壳体内的空间可以是腔体。加热器壳体可具有底座。底座可以是加热器壳体的内壁的一部分。加热器壳体优选地具有开口，加热元件可插入该开口中。加热器壳体可具有开口，包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品可插入该开口中。加热器壳体可不具有开口，而是加热器壳体可包括通孔，加热元件可插入该通孔中。

多个隔热腔体可布置在加热器的内壁上。每个隔热腔体可由至少一个壁限定。限定腔体的一个或多个壁可以是互连的。因此，腔体可以是互连的。每个腔体可被至少一个壁完全或部分地包围。腔体可以基本上充满空气。

腔体可在加热器壳体的内壁上形成多个孔。腔体可各自具有底座。腔体可各自具有开口。腔体的开口可以面向加热器壳体的内部。腔体的开口可以面向加热器壳体的外部。腔体也可表示为凹部、空隙、凹陷、凹坑、凹处、裂隙或棘爪。腔体可以被壁完全围绕。也就是说，每个腔体可以相对于相邻腔体具有完全包围的侧壁，以限定单个腔体单元。加热器壳体可以由具有相对高的热阻的材料制成。例如，加热器壳体可以由在低于至少200℃、优选地低于300℃、优选地低于400℃的温度下不会遭受热降解的材料制成。加热器壳体可以由基本上惰性的材料制成。加热器壳体可以由当包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品在加热器壳体内被加热到汽化温度时能够抵抗被形成的蒸气降解的材料制成。加热器壳体可以由聚合物材料制成。

一般来讲，热传递主要经由对流、传导或辐射的热传递进行。热传导可以在彼此直接接触的两个固体物体之间从具有较高温度的物体(热源)到具有较低温度的物体(散热器)自发进行。传导热传递的效率可取决于所接触物体的材料特性，诸如热导率。对流可以是通过流体诸如气体或液体的热传递。因此，当构成流体的颗粒在流体中移动时，它们可以携带能量。对流热传递可以在由外部试剂引起颗粒流动时强制进行，或者可以沿着流体内从较高温度区域到较低温度区域的温度梯度自发进行。辐射热传递可通过电磁波的传播进行，该电磁波可以由例如固体或液体发出。热辐射可以基本上是红外辐射。

加热器壳体可以是热反射的。加热器壳体可具有热反射材料涂层。加热器壳体可以在加热器壳体的内壁上具有热反射材料涂层。所述热反射涂层可被构造成至少部分地反射红外辐射。这样的涂层可以由金属薄膜制成。金属可以是银或金或相对于热辐射具有高反射率的任何其他金属。加热器壳体以及因此加热器壳体的内壁可以由热反射材料制成。加热器壳体的热反射材料可被构造成至少部分地反射红外辐射。提供热反射加热器壳体可以减少从加热器壳体到其外部环境的热损失。提供热反射加热器壳体可通过将红外辐射反射回到其中设置有气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的加热室或区域来提高气溶胶生成装置的效率。

加热器壳体可以是隔热的。气溶胶生成装置中隔热加热器壳体的实现可以使气溶胶生成装置的热损失最小化。腔体可以使加热器壳体隔热。隔热可通过减少加热器壳体的对流热损失来实现。对流热损失可通过加热器壳体的内表面上的腔体的存在来减少。减少或防止插入加热器壳体中的加热元件与加热器壳体的内壁之间的气流。这样，可通过阻止腔体的存在来防止或减少对流。隔热也可以是传导减少的结果。这可能是由于可插入加热器壳体中的加热元件与加热器壳体之间的接触面积因为腔体的存在而减少导致的。腔体的存在可以减少传导热损失，因为它们的存在降低了加热器壳体的整体热导率。由于腔体中可发生热辐射的漫反射，使得热辐射的一部分被反射回插入加热器壳体中的加热元件和气溶胶生成制品，因此腔体可以使辐射热损失最小化。通过为加热器壳体设置加热器壳体的热反射内壁，也可以使辐射热损失最小化。因此，热辐射可以从加热器壳体的热反射内壁被反射回到可被加热器壳体接纳的加热元件和气溶胶生成制品。

由加热元件生成的热可通过对流、传导和辐射的热传递而传递到气溶胶生成装置的外围。对流热传递可通过加热元件与气溶胶生成装置的其他部件之间的物理接触点进行。隔热腔体的存在可以减少加热元件与气溶胶生成装置之间的接触面积，并且因此可以减少向气溶胶生成装置的外围进行的传导热能传递。此外，热可通过沿着由加热元件生成的温度梯度形成的(空气)流或通过气溶胶生成制品的消耗者的抽吸而对流传递。腔体捕获(加热的)空气的袋，使得这种流至少部分地被阻挡，并且因此减少通过对流进行的热能传递。

加热器壳体可被设计成易于结合并从气溶胶生成装置中移除。因此，可以容易地在气溶胶生成装置中更换加热器壳体，其成本只是更换整个气溶胶生成装置所需成本的一部分。因此，加热器壳体的使用可以是环境友好的。此外，由于更换加热器壳体而不是整个气溶胶生成装置的成本低廉，因此消费者可以从使用带有加热器壳体的气溶胶生成装置中获得经济上的益处。此外，可以改善消费者的消费体验。例如，气溶胶的不期望的凝结和气溶胶生成装置内的沉积物的形成会影响从气溶胶形成基质释放的气溶胶的味道。这种凝结可发生在可更换的加热器壳体内，而不是在其中已结合加热器壳体的气溶胶生成装置的不可更换的部分内发生。因此，通过以规则的时间间隔更换加热器壳体并因此移除操作期间形成的不期望的沉积物，可以改善消费者的消费体验。此外，凝结的气溶胶可能会聚集在加热器壳体的腔体内。凝结的气溶胶可被捕集在加热器壳体的腔体内。这样，可以防止凝结的气溶胶的泄漏。

加热器壳体的腔体可以由加热器壳体的内壁上的至少一个突出部限定。

该突出部可以是在加热器壳体的内壁的表面上限定腔体的多个互连壁。因此，腔体可以被互连的壁完全或部分地围绕。腔体可在加热器壳体的内壁上形成多个孔。腔体可具有底座表面。该底座表面可以是平坦的或弯曲的。由突出部限定的腔体的形状可以是规则的或不规则的。突出部可以由聚合物材料制成。突出部可以由具有低热导率的材料制成。这样，通过突出部的传导热损失被最小化。

腔体可在加热器壳体的内壁上形成重复图案。腔体可以规则或不规则的图案布置。形成图案的腔体的空间尺寸可以是均匀的，或者可以在腔体与腔体之间变化。优选地，由腔体形成的图案覆盖加热器壳体的整个内壁。这样，可以使腔体的数量最大化。因此，可以使加热器壳体与可插入加热器壳体中的加热元件之间的接触面积最小化。因此，从加热器壳体朝向周围的传导热损失可以被最小化。大量腔体的存在可以使加热器壳体的内壁处的空气流最小化。这样，减少了对流热损失。

每个腔体可具有六边形形状，优选地使得多个腔体形成蜂窝状图案。每个腔体可具有矩形形状，优选地使得多个腔体形成网格图案。蜂窝状图案优选是指六边形腔体的规则排列。具有蜂窝状图案的结构以最小的重量提供高稳定性。因此，它们非常适合用于本发明的加热器壳体中，因为可以使可结合到加热器壳体中的气溶胶生成装置的重量最小化，而不会实质性地损失加热器壳体的稳定性。术语网格图案优选地描述包括矩形腔体的图案。优选地，当以网格图案布置时，矩形腔体具有相等的空间尺寸。更优选地，矩形腔体为正方形。形成网格图案的矩形的顶点可以是圆形的。

优选地，腔体以规则图案布置，例如以棋盘形图案布置。优选腔体的规则图案，例如棋盘形图案、蜂窝状图案或网格图案，因为此类规则图案可能更易于制造。此外，当使用此类规则图案时，更能够实现高质量标准的维持。通过设置棋盘形或蜂窝状或网格图案的腔体，可以在加热器壳体的内壁上布置大量的腔体。这样，可以使隔热腔体的数量最大化。因此，通过在加热器壳体的内壁上设置棋盘形或蜂窝状或网格图案的腔体，可以使空气循环最小化并且可以使对流热损失最小化。

加热器壳体可具有管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形的形状。术语管状可包括任何中空导管形状。术语管状可包括具有开口的棱柱，诸如中空棱柱。中空棱柱的横截面形状可以是多种几何形状中的任一种，诸如圆形、椭圆形、卵形、方椭圆形、方圆形、体育场形、三角形、正方形、五边形、六边形等。棱柱可具有变化的横截面尺寸。例如，在一些实施方案中，棱柱可具有渐缩的横截面尺寸。例如，在横截面为圆形的情况下，在一些实施方案中，该圆形的半径可以从棱柱长度的一端到另一端逐渐减小。这样，加热器壳体可具有圆锥形或截头圆锥形的形状。圆柱形、圆锥形和截头圆锥形的加热器壳体是最优选的。加热器壳体的形状和尺寸，尤其是优选的管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形形状可以反映出通常使用的气溶胶生成制品的形状和尺寸。通过使加热器壳体和气溶胶生成制品的形状匹配，可以在位于加热器壳体内部的气溶胶生成制品与加热元件之间实现更有效的表面接触。这样，可以实现从加热元件到气溶胶生成制品和气溶胶形成基质的有效热传递。具体地，圆锥形和截头圆锥形的加热器壳体可引导将气溶胶生成制品插入加热器壳体中。这也意味着可将加热器壳体结合到其中的气溶胶生成装置可以容许特定类型的气溶胶生成制品的空间尺寸上的小偏差，所述小偏差可能是气溶胶生成制品的制造中固有的。可将加热器壳体插入其中的加热室可以与加热器壳体的形状和尺寸互补。加热器壳体可以至少部分地限定可将加热器壳体结合到其中的加热室的形状和尺寸。

加热器壳体可包括在加热器壳体的外壁上的至少一个突出部。所述至少一个突出部优选地具有环形形状。可在加热器壳体的外壁上设置若干个突出部。

加热器壳体的外壁可优选地为限定加热器壳体的外轮廓的加热器壳体的壁。加热器壳体的外壁可与其他元件接触，诸如支撑元件或可将加热器壳体插入其中的加热室的内壁。支撑元件将在下文更详细地描述。加热器壳体的外壁上的突出部可以加强加热器壳体的结构，并因此可以增加加热器壳体的稳定性。加热器壳体的外壁上的突出部可被构造成使加热器壳体与其外部环境(诸如加热室的内壁或支撑元件的内壁)之间的接触面积最小化。这样，从加热器壳体到其外部环境的传导热能损失被最小化。

加热器壳体可包括至少一个固定齿。

优选地，所述至少一个固定齿设置在加热器壳体的外表面上。固定齿可以是突起。这种突起可以从加热器壳体的外壁延伸。可设置固定齿，以通过固定齿与另一个物体的相互作用而使加热器壳体相对于另一个物体固定。优选地，固定齿是矩形的。在一个实施方案中，在管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形的加热器壳体的边缘上设置至少一个固定齿。优选地，所述至少一个固定齿易于弯曲。具体地，固定齿可被设计成当插入加热室中或支撑元件中时通过固定齿的表面与加热室的内壁或支撑元件的内壁的表面之间的摩擦力而朝向加热器壳体的外壁弯曲。加热器壳体相对于加热室或支撑元件的位置可通过固定齿来固定和保护。优选地，固定齿可以由聚合物材料制成。优选地，加热器壳体可包括多于两个固定齿。最优选地，加热器壳体可包括三个固定齿。如果设置多于一个固定齿，则固定齿可优选地以对称布置构造。优选地，该布置使得对于n个固定齿，固定齿位于假想的n边形的每个顶点处。例如，如果在加热器壳体上存在三个固定齿，则固定齿可位于假想三角形的每个顶点处。

本发明还涉及一种用于气溶胶生成装置的加热器组件的支撑元件。支撑元件可被构造用于接纳加热器壳体。支撑元件可具有内壁。支撑元件可具有外壁。支撑元件的内壁优选地是完全或部分地包围支撑元件内的空间的壁。支撑元件内的空间可以是腔体。支撑元件可具有底座。底座可以是支撑元件的内壁的一部分。支撑元件优选地具有开口，加热器壳体可插入该开口中。支撑元件可不具有开口，而是支撑元件可包括通孔，加热器壳体可插入该通孔中。支撑元件可以由具有相对高的热阻的材料制成。例如，支撑元件可以由在低于至少200℃、优选地低于300℃、优选地低于400℃的温度下不会遭受热降解的材料制成。支撑元件可以由基本上惰性的材料制成。支撑元件可以由当包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品在加热器壳体内被加热到汽化温度并且加热器壳体被插入支撑元件中时能够抵抗被形成的蒸气降解的材料制成。支撑元件可以由聚合物材料制成。

可在支撑元件的内壁上设置热反射涂层。支撑元件可以在支撑元件的内壁上具有热反射材料涂层。所述热反射涂层可被构造成至少部分地反射红外辐射。这样的涂层可以由金属薄膜制成。金属可以是银或金或相对于热辐射具有高反射率的任何其他金属。在支撑元件的内壁上设置热反射涂层可以减少从支撑元件到其外部环境的辐射热损失，因为入射在热反射涂层上的热辐射被反射回支撑元件中。支撑元件可以由热反射材料制成。加热器壳体的这种热反射材料可被构造成至少部分地反射红外辐射。提供热反射加热器壳体可以减少从加热器壳体到其外部环境的热损失。提供热反射支撑元件可通过将红外辐射反射回到其中设置有气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的加热室或区域来提高气溶胶生成装置的效率。

支撑元件可包括在支撑元件的内壁上的至少一个突出部，使得当加热器壳体被插入支撑元件中时，在支撑元件与加热器壳体之间形成至少一个隔热单元。可在支撑元件的内壁上设置若干个突出部。支撑元件的内壁上的所述至少一个突出部优选地具有线性形状。优选地，支撑元件的内壁上的所述至少一个突出部可以与加热器壳体的外壁上的所述至少一个突出部互补。这样，可在支撑元件与加热器壳体之间形成至少一个隔热单元。该单元可充满空气。支撑元件的内壁上的突出部可被构造成使支撑元件与可插入支撑元件中的加热器壳体之间的接触面积最小化。因此，可以减少支撑元件与加热器壳体之间的接触面积以及相应的传导热传递。此外，由于可使插入支撑元件中的加热器壳体与支撑元件之间的空气流最小化，因此可减少加热器壳体的对流热损失。所述单元可由加热器壳体的外壁上的突出部和支撑元件的内壁上的突出部限定。在一个优选的实施方案中，管状加热器壳体的外壁上的突出部可以是环形的，其中穿过任一环形突出部的假想平面可以垂直于管状加热器壳体的纵向轴线。同时，管状支撑元件的内壁上的突出部可以是线性段，其中每个线性段的纵向轴线可以平行于管状支撑元件的内壁。通过在支撑元件的内壁和加热器壳体的内壁上设置突出部，当加热器壳体可插入支撑元件中时，可获得自定心组件。

支撑元件可包括在支撑元件的外壁上的至少一个突出部。可在支撑元件的外壁上设置若干个突出部。所述至少一个突出部优选地具有线性形状。支撑元件的外壁可优选地为限定支撑元件的外轮廓的支撑元件的壁。支撑元件的外壁可与其他元件接触，诸如可将支撑元件插入其中的加热室的内壁。支撑元件可以限定加热室的形状和尺寸。加热室可以限定支撑元件的形状和尺寸。支撑元件的外壁上的突出部可以加强支撑元件的结构，并因此增加支撑元件的稳定性。由于在支撑元件的外壁上存在突出部，因此可在支撑元件与其外部环境之间形成间隙。间隙可以基本上充满空气。间隙中的空气层可以充当绝缘层，以减少从支撑元件到其外部环境的对流热损失。此外，支撑元件的外壁上的突出部可被构造成使支撑元件与其外部环境(诸如加热室的内壁)之间的接触面积最小化。这样，通过接触点的热传导使得从支撑元件到其外部环境的传导热能损失最小化。

支撑元件可具有管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形的形状。术语管状可包括任何中空导管形状。术语管状可包括具有开口的棱柱，诸如中空棱柱。中空棱柱的横截面形状可以是多种几何形状中的任一种，诸如圆形、椭圆形、卵形、方椭圆形、方圆形、体育场形、三角形、正方形、五边形、六边形等。棱柱可具有变化的横截面尺寸。例如，在一些实施方案中，棱柱可具有渐缩的横截面尺寸。例如，在横截面为圆形的情况下，在一些实施方案中，该圆形的半径可以从棱柱长度的一端到另一端逐渐减小。这样，支撑元件可具有圆锥形或截头圆锥形的形状。圆柱形、圆锥形和截头圆锥形的支撑元件是最优选的。支撑元件的形状和尺寸可以至少部分地限定或反映其外部环境的形状和尺寸或者与其外部环境的形状和尺寸互补。支撑元件的形状和尺寸可以与加热器壳体的形状和尺寸互补。插入支撑元件中的加热器壳体的形状和尺寸可以与支撑元件的形状和尺寸互补。插入加热器壳体中的加热元件的形状和尺寸可以至少部分地限定加热器壳体的形状和尺寸。插入加热元件中的气溶胶生成制品的形状和尺寸可以反映加热元件的形状和尺寸。

支撑元件可具有至少一个固定齿。固定齿可以是突起。这种突起可以从支撑元件的外壁延伸。可设置固定齿，以通过固定齿与另一个物体的相互作用而使支撑元件相对于另一个物体固定。此类其他物体可以是气溶胶生成装置的加热器壳体或加热室。优选地，固定齿是矩形的。固定齿可被构造成当加热器壳体被插入支撑元件中时将加热器壳体固定在支撑元件内。优选地，所述至少一个固定齿设置在支撑元件的外表面上。在一个实施方案中，在管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形的支撑元件的边缘上设置至少一个固定齿。优选地，所述至少一个固定齿易于弯曲。具体地，固定齿可被设计成当插入气溶胶生成装置的加热室中时通过固定齿的表面与加热室的内壁的表面之间的摩擦力而朝向支撑元件的外壁弯曲。支撑元件相对于加热室的位置可通过固定齿来固定和保护。优选地，固定齿由聚合物材料制成。优选地，支撑元件可包括多于两个固定齿。最优选地，支撑元件可包括三个固定齿。如果设置多于一个固定齿，则固定齿可优选地以对称布置构造。优选地，该布置使得对于n个固定齿，固定齿位于支撑元件上的假想n边形的每个顶点处。例如，如果存在三个固定齿，则固定齿可位于假想三角形的每个顶点处。在加热器壳体上和支撑元件上设置固定齿允许加热器壳体快速且可靠地插入支撑元件中。在加热器壳体上和支撑元件上设置固定齿允许支撑元件快速且可靠地插入气溶胶生成装置的加热室中。此外，固定齿改善了加热器壳体在支撑元件内以及支撑元件在加热室内的居中和固定。支撑元件的固定齿可以与设置在支撑元件的内壁上的支撑元件的突出部对齐。换句话讲，支撑元件的固定齿可以位于支撑元件的外壁上的外侧位置，并且内壁的突出部可以位于内壁上的对应的相对位置处。这种布置可以使制造变得容易。另外，这种布置可以帮助引导加热器壳体组装到支撑元件中，因为在组装期间可以看到支撑元件外侧上的齿。而且，当组装加热器组件时，由于支撑元件的齿可以与支撑元件的内壁上的突出部对齐，并且这些突出部可以与设置在加热器壳体的外壁上的突出部接触，因此可以提供稳定性。这样，可以最佳地传递力。

加热器组件包括如上所述的加热器壳体、如上所述的支撑元件和至少一个加热元件。加热元件被布置为衬在加热器壳体的内壁上。所述加热器壳体被布置在所述支撑元件内。因此，可布置加热元件，使得包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品可被接纳在加热元件中。在这种布置中，加热元件可用作外部加热器。加热元件可以围绕或至少部分地围绕被接纳在加热器组件中的气溶胶生成制品。加热元件可被构造成将热能供应到气溶胶生成制品。加热元件可优选地为柔性加热器。当插入加热器壳体中时，这种柔性加热器可以被卷起以与加热器壳体的内壁对齐。加热元件可以是电动加热元件。加热元件可以是感受器材料。感应线圈可以围绕加热元件布置。加热元件可以是在介电基材诸如聚酰亚胺上的一个或多个柔性加热箔。柔性加热箔可被成形为与腔体的周边一致。另选地，加热元件可以采取柔性金属网格、柔性印刷电路板或柔性碳纤维加热器的形式。加热器可以示例性地为受热线圈、受热毛细管、受热网状物或受热金属板。加热器可以示例性地为电阻加热器，其接收电力且将接收到的电力的至少部分变换为热能。加热器可以包括仅单个加热元件或多个加热元件。加热元件也可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属来形成。在此类示例性装置中，金属可在两层合适绝缘材料之间形成为迹线。以此方式形成的加热元件可用于加热和监控加热元件在操作期间的温度。可以使用标准的可商购获得的柔性加热器，诸如Kapton加热器或聚酰亚胺加热器。这些Kapton加热器可具有各种形状、尺寸和额定功率。另选地，可以使用定制的柔性加热器。此类定制加热器可以例如是支持聚酰亚胺的加热器。此类柔性加热器可以是非常薄且重量轻的，从而使气溶胶生成装置的重量和体积最小化。加热元件可以是基本上平坦的。

加热元件的可与气溶胶生成制品接触的部分可以由于流过加热元件的电流而被加热。电流可以由电池提供。在一个实施方案中，加热元件的该部分被构造成在使用中达到介于约150℃和约350℃之间、优选地介于约170℃和约350℃之间、更优选地介于约200℃和约300℃之间的温度。优选地，加热元件被构造成达到介于约220℃和约280℃之间的温度。加热元件可被构造成达到约250℃的温度。加热元件可以另选地被构造成达到约170℃的较低温度。加热元件当被插入加热器壳体中时被构造成接纳包含气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。

可在加热器组件的加热元件与加热器壳体之间设置热反射元件。反射元件优选地为金属箔。反射元件减少了从加热元件和加热器壳体到外部环境的热损失。减少向环境的热损失还可以减少使用电加热式吸烟系统时热能向使用者身上不期望的传递。反射元件可以由当其中可集成加热器壳体和加热元件的气溶胶生成装置在运行时能够减少在加热器壳体中或通过插入加热器壳体中的加热元件达到的高温下的降解的材料制成。优选的是，隔热材料包括金属或另一不可燃材料。在一个实例中，金属为金。在另一实例中，金属为银。金属可以是有利的，因为它可以将热辐射反射回到电加热式吸烟系统中。优选地，反射元件围绕整个加热元件。优选地，反射元件是薄的，使得其足够柔性以包裹在加热元件周围并且使加热器组件和可在其中实现加热器组件的气溶胶生成装置的重量最小化。反射元件的形状也可以限定加热器壳体的形状。反射元件可以是管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形的。

本发明还涉及一种包括加热器组件的气溶胶生成装置。气溶胶生成装置可包括烟嘴端。气溶胶生成装置可包括加热室。加热室可被构造成接纳加热器组件。加热器组件可包括加热器壳体、支撑元件和加热元件。所述加热器壳体被构造成接纳所述加热元件。支撑元件可被构造成接纳加热器壳体。加热器组件可包括热反射元件。

如本文中所使用，术语“气溶胶生成装置”涉及一种与气溶胶形成基材相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶形成基质可以是气溶胶生成制品的一部分，例如吸烟制品的一部分。气溶胶生成装置可以是与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成可通过使用者的口直接吸入到使用者的肺中的气溶胶的吸烟装置。气溶胶生成装置可以是保持器。优选地，装置是便携式或手持式装置，其适于握在单只手的手指之间。在其他实施方案中，气溶胶生成装置可以是水烟装置。

水烟装置可包括器皿，该器皿限定被构造成容纳液体的内部体积并限定液体的液位上方的顶部空间出口。液体优选地包含水。水烟装置可包括如上所述的加热器组件。加热器组件可包括加热器壳体、插入的加热元件和支撑元件。加热器组件可包括容纳器，该容纳器被构造成接纳包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。加热器组件的加热元件可围绕容纳器布置。在一些实施方案中，气溶胶生成制品可以胶囊或筒的形式提供。加热器组件可包括加热元件，该加热元件可形成容纳器的至少一个表面。加热器组件可包括新鲜空气入口通道，该新鲜空气入口通道将新鲜空气吸入装置中。空气可以进入可被加热元件加热的筒，以携带由气溶胶形成基质生成的气溶胶。空气离开加热器组件的出口，并且进入导管。导管可将空气和气溶胶运送到液体的液位下方的器皿中。空气和气溶胶可冒泡穿过液体，然后离开器皿的顶部空间出口。软管可附接到顶部空间出口，以将气溶胶运送到使用者的嘴中。衔嘴可附接到软管或形成软管的一部分。衔嘴可包括启动元件。启动元件可以是开关、按钮等，或者可以是抽吸传感器等。启动元件可放置在水烟装置的任何其他合适的位置。启动元件可以与控制电子器件无线通信，以使水烟装置处于使用状态或使得控制电子器件启动加热元件。

气溶胶生成装置可具有加热室，包括加热器壳体、支撑元件和加热元件的加热器组件可布置在该加热室中。加热元件可以加热气溶胶形成基质。

气溶胶生成装置可以包括其他部件，例如控制元件和电池。电池可以被配置为向加热元件供应电力以用于操作加热元件。控制元件可以被配置为控制从电池向加热元件的电能的流动。

所述电源可以是任何合适的电源，例如DC电压源，例如电池。在一个实施方案中，电源是锂离子电池。另选地，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、锂-铁-磷酸盐、钛酸锂或锂-聚合物电池。

控制元件可以是简单开关。另选地，控制元件可以是电路，并且可以包括一个或多个微处理器或微控制器。

如本文所使用，术语“气溶胶生成制品”指包括能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的制品。例如，气溶胶生成制品可以是生成气溶胶的吸烟制品，所述气溶胶通过使用者的口直接可吸入到使用者的肺中。气溶胶生成制品可以是一次性的。包括包含烟草的气溶胶形成基质的吸烟制品可被称为烟草棒。在一些实施方案中，将与本发明的加热器壳体一起使用的气溶胶生成制品的实例可以是具有截头圆锥形、具有约28mm的大直径、约22mm的小直径和约41.5mm的高度的消耗品。此类消耗品可以胶囊的形式提供。此类消耗品可包括包装材料。气溶胶生成制品可以是固体并且是条的形式。气溶胶生成制品可包括糖蜜。气溶胶生成制品可包括水烟基质。将与本发明的加热器组件一起使用的气溶胶生成制品的另一个实例可以是烟草棒。气溶胶生成制品可包括烟条，该烟条包含气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以是切丝填料。气溶胶形成基质可以浸渍有气溶胶形成剂。气溶胶生成制品还可包括在基质部分的下游的过滤嘴，优选地中空乙酸盐管。优选地，包括中空乙酸盐管的气溶胶生成制品的长度介于30mm和60mm之间，优选地介于40mm和50mm之间，更优选地为45mm。制品的直径可介于5mm和6mm之间，优选地为约5.3mm或5.4mm。另选地，可以使用直径介于2mm和4mm之间、优选地为3.3mm的细长或超细长制品。作为另一替代方案，制品的直径可介于6mm和10mm之间。

如本文中所使用的，术语“气溶胶形成基质”涉及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来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基材可以适宜地为气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。气溶胶形成基质优选地包括含烟草材料，该含烟草材料含有加热后从气溶胶形成基质释放的挥发性烟草风味化合物。另选地，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质优选地为固体基质。

本发明还涉及一种用于制造气溶胶生成装置的加热器组件的方法。该方法可包括以下步骤：

(a)提供加热器壳体，其中所述加热器壳体被构造用于接纳加热元件并且具有包括多个隔热腔体的内壁。

(b)将至少一个加热元件插入所述加热器壳体中，以衬在所述加热器壳体的所述内壁上；

(c)将包括所述加热元件的所述加热器壳体插入支撑元件中，其中所述支撑元件被构造用于接纳所述加热器壳体。

气溶胶生成制品可插入加热元件中。加热元件可用于将能量传递到气溶胶生成制品的气溶胶形成基质。由于热能从加热元件传递到气溶胶生成制品的气溶胶形成基质，因此气溶胶可被释放。加热器组件可用于气溶胶生成装置中。

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示出了根据本发明的加热器壳体；

图2示出了根据本发明的支撑元件；

图3示出了根据本发明的示例性气溶胶生成装置；并且

图4示出了作为水烟装置提供的根据本发明的示例性气溶胶生成装置。

具体实施方式

图1示出了管状加热器壳体10的实施方案。加热器壳体限定由加热器壳体10的内壁12限定的腔体11。加热器壳体10的内壁12包括多个六边形腔体14。六边形腔体14以蜂窝状阵列布置。腔体14的六边形形状至少部分地由加热器壳体10的内壁12上的突出部16的形状限定。在所示实施方案中，加热器壳体10包括在加热器壳体10的外壁上的若干个环形突出部18。除顶部边缘22之外，还示出了4个环形突出部18。应当理解，可设置更多或更少的环形突出部18。在管状加热器壳体10的边缘22上设置有三个固定齿20。固定齿20可以将加热器壳体10锚固在支撑元件(诸如图2中所示的支撑元件24)内，或者可以将加热器壳体10锚固在气溶胶生成装置的加热室内。

可将至少一个加热元件(未示出)插入加热器壳体10的腔体11内，使得加热元件沿循内壁12。在所示的实施方案中，内壁12围绕直径变化的圆形横截面平移。所示实施方案中的加热元件可插入加热器壳体10的腔体11内，使得加热元件沿循管状加热器壳体10的腔体11的圆周。加热元件可以与加热器壳体10的内壁接触。加热元件可以与加热器壳体10的内壁齐平。加热元件可以邻近加热器壳体10，但是不与加热器壳体10的内壁接触。加热元件可以沿循加热器壳体10的内壁的表面。当加热元件插入加热器壳体10的腔体11中时，加热元件有助于腔体的限定。包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品可插入腔体中，该腔体至少部分地由接纳在加热器壳体10中的加热元件限定。加热元件可以完全或部分地围绕气溶胶生成制品。加热元件可以连接到电源。加热元件可以是感受器材料。加热元件可以是电动加热元件。加热元件可被构造成感应加热。当气溶胶生成制品被接纳在至少部分地由加热元件限定的腔体中时，加热元件可以将能量供应到气溶胶生成制品。优选地，加热器壳体10的形状与气溶胶生成制品的形状成镜像或互补，以便在气溶胶生成制品与加热器壳体10内的加热元件之间提供紧密接触。这样，可以使从加热元件到气溶胶生成制品和气溶胶形成基质的能量传递效率最大化。

图2示出了包括内壁26的管状支撑元件24的实施方案。支撑元件24的内壁26包括若干个线性突出部28。线性突出部28的纵向轴线平行于管状支撑元件24的内壁26对齐。支撑元件24还包括在支撑元件24的外壁32上的线性突出部30。外壁32上的突出部30被布置成使得线性突出部30的纵向轴线平行于管状支撑元件24的外壁32。支撑元件还包括下边缘36。

可包括加热元件的诸如图1所示的加热器壳体可插入支撑元件24中。加热器壳体10可插入支撑元件24中，使得在支撑元件24的内壁26与加热器壳体10的外壁之间形成空气层。加热器壳体10的外壁上的环形突出部18和支撑元件24的内壁上的线性突出部28直接接触。这样，在支撑元件24与加热器壳体10之间形成可充满空气的单元。加热器壳体10的外壁上的突出部18和支撑元件24的内壁上的突出部28被设计成使得加热器壳体10的外壁上的突出部18与支撑元件24的内壁上的突出部28之间的接触面积最小化，从而减少通过接触面积的热传导引起的热损失。支撑元件的突出部28和加热器壳体10的外壁上的突出部18的尺寸基本上决定了支撑元件24与加热器壳体10之间的单元中的空气层的厚度。空气层代表支撑元件24与加热器壳体10之间的隔热层。这样，由于加热器壳体10与支撑元件24之间的单元内的空气循环减少，因此从加热器壳体到支撑元件及其外部环境的对流热损失被最小化。为了进一步减少热损失，可以在加热器壳体10与支撑元件24之间插入热反射元件(未示出)。这样的热反射元件可以是薄金属片。热反射元件的存在将入射在热反射元件上的热辐射引导至加热器壳体10的腔体11中的中央空间。

支撑元件24包括在管状支撑元件24的边缘36上的一组固定齿34。在一些实施方案中，固定齿34可以将支撑元件24锚固在气溶胶生成装置的加热室内，支撑元件可插入该加热室中。在一些实施方案中，固定齿34可将支撑元件24锚固至加热器壳体10。例如，当加热器壳体10被接纳在支撑元件24内时，通过迫使固定齿34贴靠在加热器壳体10的内壁12上，可将齿34相对于加热器壳体10弯曲到腔体11中。在一些实施方案中，一个或多个固定齿34可将支撑元件24锚固在气溶胶生成装置的加热室内，支撑元件24可插入该加热室中，而另一个固定齿34可相对于加热器壳体10锚固支撑元件24。

支撑元件24可被集成到气溶胶生成装置的加热室中。支撑元件可以至少部分地限定加热室的形状和尺寸。当支撑元件24被接纳在加热室中时，支撑元件24的外壁上的突出部30可以与加热室的内壁紧密接触。支撑元件24的外壁上的突出部30的表面与加热室的内壁的表面之间的摩擦力可以将支撑元件24牢固地保持并保持在加热室内。此外，可以在加热室的内壁与支撑元件24的外壁之间形成一组可包含空气的单元，从而当支撑元件24被放置在加热室内时，在加热室与支撑元件24之间形成隔热层。此类隔热层可以使从支撑元件到加热室的壁的热损失最小化。

图3示出了根据本发明的气溶胶生成装置40的实例的示意性剖视图。气溶胶生成装置包括装置外壳42。装置外壳42包括电源44和控制器46。电源44和控制器46联接到用户接口48。用户接口48联接到加热元件50。加热元件50至少部分地围绕气溶胶生成制品54的气溶胶形成基质52。包括气溶胶形成基质52的气溶胶生成制品54被构造成插入加热元件50中。加热元件50可以插入加热器壳体56中。加热器壳体56可以插入支撑元件58中。气溶胶生成装置可包括烟嘴端。衔嘴可被布置在气溶胶生成制品54的下游。气溶胶生成制品54可以至少部分地由衔嘴和气溶胶生成装置的其他部件围绕。使用者可以在衔嘴上抽吸。

图4示出了根据本发明的气溶胶生成装置60的实例的示意性剖视图。气溶胶生成装置60可以是水烟装置。装置60包括器皿62，该器皿限定被构造成容纳液体64的内部体积并限定液体62的液位上方的顶部空间出口66。液体62优选地包括水，其可任选地与一种或多种着色剂、一种或多种香料，或一种或多种着色剂和一种或多种香料一起注入。例如，水可以与植物冲剂或草本冲剂中的一者或两者一起注入。

装置60还包括加热器组件68。加热器组件68包括容纳器70，该容纳器被构造成接纳包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品72。在一些实施方案中，例如，如图4所示，气溶胶生成制品72可以胶囊或筒的形式提供。

加热器组件68还包括加热元件74，该加热元件形成容纳器70的至少一个表面。在所示的实施方案中，加热元件74限定容纳器70的侧表面。加热元件74可以插入加热器壳体76中。加热器壳体可以插入支撑元件78中。

加热器组件68还包括新鲜空气入口通道80，该新鲜空气入口通道将新鲜空气吸入装置60中。然后，空气进入被加热元件74加热的气溶胶生成制品72，以携带由气溶胶形成基质生成的气溶胶。空气离开加热器组件68的出口，并且进入导管82。导管82也可表示为茎管。

导管82将空气和气溶胶运送到液体64的液位下方的器皿62中。空气和气溶胶可冒泡穿过液体64，然后离开器皿64的顶部空间出口66。软管84可附接到顶部空间出口66，以将气溶胶运送到使用者的嘴中。衔嘴86可附接到软管84或形成为软管的一部分。

该装置在使用中的示例性空气流动路径在图4中用粗箭头表示。

衔嘴86可包括启动元件88。启动元件88可以是开关、按钮等，或者可以是抽吸传感器等。启动元件88可放置在装置60的任何其他合适的位置。启动元件88可与控制电子器件90无线通信，以使装置60处于使用状态或使控制电子器件启动加热元件74；例如，通过使电源92为加热元件74供电。

控制电子器件90和电源92可位于气溶胶生成元件68的任何合适位置处，而不是如图4所示的元件68的底部。

Claims (20)

1.一种气溶胶生成装置，其特征在于，所述气溶胶生成装置包括加热室和加热器组件，其中所述加热室被构造成接纳所述加热器组件，其中所述加热器组件包括加热器壳体、支撑元件和至少一个加热元件，所述加热器壳体被构造用于接纳所述加热元件，所述加热器壳体具有包括多个隔热的腔体的内壁，其中所述加热元件被布置成衬在所述加热器壳体的所述内壁上，并且其中所述加热器壳体被布置在所述支撑元件内。

2.如权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述腔体在所述加热器壳体的所述内壁上形成重复图案。

3.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中每个腔体具有六边形形状。

4.如权利要求3所述的气溶胶生成装置，其中所述多个腔体形成蜂窝状图案。

5.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中每个腔体具有矩形形状。

6.如权利要求5所述的气溶胶生成装置，其中所述多个腔体形成网格图案。

7.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述加热器壳体具有管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形的形状。

8.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述加热器壳体包括在所述加热器壳体的外壁上的至少一个突出部。

9.如权利要求8所述的气溶胶生成装置，其中所述至少一个突出部具有环形形状。

10.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述加热器壳体包括至少一个固定齿。

11.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述支撑元件被构造用于接纳所述加热器壳体。

12.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述支撑元件具有内壁，其中所述支撑元件包括在所述支撑元件的所述内壁上的至少一个突出部，使得当所述加热器壳体被插入所述支撑元件中时，在所述支撑元件与所述加热器壳体之间形成至少一个隔热单元。

13.如权利要求12所述的气溶胶生成装置，其中在所述支撑元件的所述内壁上的所述至少一个突出部具有线性形状。

14.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述支撑元件具有外壁，其中所述支撑元件包括在所述支撑元件的所述外壁上的至少一个突出部。

15.如权利要求14所述的气溶胶生成装置，其中所述至少一个突出部具有线性形状。

16.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述支撑元件具有管状、圆柱形、圆锥形或截头圆锥形的形状。

17.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述支撑元件具有至少一个固定齿。

18.如权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中在所述加热元件与所述加热器壳体之间设置有热反射元件。

19.如权利要求18所述的气溶胶生成装置，其中所述热反射元件为金属箔。

20.一种制造用于插入气溶胶生成装置的加热室中的加热器组件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)提供加热器壳体，其中所述加热器壳体被构造用于接纳加热元件并且具有包括多个隔热腔体的内壁；

(b)将至少一个加热元件插入所述加热器壳体中，以衬在所述加热器壳体的所述内壁上；

(c)将包括所述加热元件的所述加热器壳体插入支撑元件中，其中所述支撑元件被构造用于接纳所述加热器壳体。