CN114745983A - 气溶胶产生装置、用于气溶胶产生装置的控制器、控制气溶胶产生装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于从长形消耗品产生气溶胶的气溶胶产生装置。在该装置中，加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口。该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中。侧加热器从该侧壁向该加热腔室中供应热量。端部加热器从该端壁向该加热腔室中供应热量。控制器控制该侧加热器和该端部加热器。该控制器在第一时段期间激活两个加热器并且在第二时段期间激活这些加热器中的仅一者。在该第一时段中，该长形消耗品被加热到至少气溶胶产生温度或朝向其加热。在该第二时段中，该长形消耗品被维持处于或高于该气溶胶产生温度。

Description

气溶胶产生装置、用于气溶胶产生装置的控制器、控制气溶胶 产生装置的方法

技术领域

本披露涉及用于加热消耗品以产生供用户吸入的气溶胶的气溶胶产生装置。消耗品可以包括烟草或其他合适的气溶胶基质材料。

背景技术

在过去的几年里，风险被降低或风险被修正的装置(也称为汽化器)的普及和使用快速增长，这有助于帮助想要戒烟的习惯性吸烟者戒掉诸如香烟、雪茄、小雪茄和卷烟等传统的烟草产品。可获得与在常规的烟草产品中灼烧烟草不同的、加热或加温可气溶胶化的物质的各种装置和系统。

通常可用的风险被降低或风险被修正的装置是被加热基质的气溶胶产生装置或加热但不灼烧的装置。这种类型的装置通过将气溶胶基质加热到通常在150℃到350℃范围内的温度来产生气溶胶或蒸气，气溶胶基质通常包括潮湿的烟叶或其他合适的可气溶胶化的材料。加热但并不燃烧或灼烧气溶胶基质释放出气溶胶，这种气溶胶包括用户寻求的组分但不包括燃烧和灼烧产生的有毒和致癌副产物。此外，通过加热烟草或其他可气溶胶化的材料产生的气溶胶通常不包括由燃烧和灼烧产生的可能对于用户来说不愉快的烧焦味或苦味，并且因此，基质不需要糖和其他添加剂，糖和添加剂通常添加到此类材料以使烟雾和/或蒸气对于用户来说更美味。

在这种类型的装置中，希望尽可能高效地向消耗品供应热量以便减少功率损耗，并且也希望尽快地向消耗品供应热量以减少用户获得气溶胶的等待时间。

发明内容

根据第一方面，本披露提供一种用于从长形消耗品产生气溶胶的气溶胶产生装置，该装置包括：

加热腔室，该加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口，该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中；

侧加热器，该侧加热器被布置成从该侧壁向该加热腔室中供应热量；

端部加热器，该端部加热器被布置成从该端壁向该加热腔室中供应热量；以及

控制器，该控制器被布置成控制该侧加热器和该端部加热器，该控制器被配置成在第一时段期间激活该侧加热器和该端部加热器，并且在第二时段期间激活该侧加热器和该端部加热器中的仅一者，其中该第一时段是其中将该长形消耗品从第一温度加热到至少高于该第一温度的气溶胶产生温度或朝向其加热的时间，并且该第二时段是其中将该长形消耗品维持处于或提升到高于该气溶胶产生温度的时间。

可选地，该侧加热器或该端部加热器布置在该加热腔室的内表面上。

可选地，该侧加热器和该端部加热器布置在该加热腔室的外表面上。

可选地，该侧加热器或该端部加热器包括电阻轨道。

可选地，该侧加热器与该端部加热器由间隔元件分开，该间隔元件为热绝缘体。

可选地，该间隔元件是该侧壁或该端壁的一部分。

可选地，该气溶胶产生装置进一步包括盖件，该盖件包括管状部分，该管状部分被布置成允许将该消耗品插入该加热腔室中以及从该加热腔室中移除。

可选地，该气溶胶产生装置进一步包括空气流动通道，该空气流动通道被布置成允许空气流过该加热腔室中的该消耗品，其中该空气流动通道包括：

穿过该端壁的孔口，或

从该侧壁突出的一个或多个向内突出部。

可选地，该气溶胶产生装置进一步包括内部腔室，该内部腔室被适配成可移除地插入该加热腔室中并且被适配成接纳该消耗品，该内部腔室包括第二侧壁和第二端壁。

可选地，具有内部腔室的该气溶胶产生装置进一步包括空气流动通道，该空气流动通道被布置成允许空气流过该加热腔室中的该消耗品，其中该空气流动通道包括：

穿过该端壁和该第二端壁的孔口，或

从该第二侧壁突出的一个或多个向内突出部。

可选地，该控制器被配置成通过测量该侧加热器和该端部加热器中在该第二时段期间未激活的一者的电阻来在该第二时段期间测量该加热腔室的温度。

根据第二方面，本披露提供一种系统，该系统包括如上所述的气溶胶产生装置以及布置在该加热腔室中的长形消耗品。

根据第三方面，本披露提供一种用于气溶胶产生装置的控制器，该气溶胶产生装置包括：加热腔室，该加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口，该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中；侧加热器，该侧加热器被布置成从该侧壁向该加热腔室中供应热量；以及端部加热器，该端部加热器被布置成从该端壁向该加热腔室中供应热量；

该控制器被配置成在第一时段期间激活该侧加热器和该端部加热器，并且在第二时段期间激活该侧加热器和该端部加热器中的仅一者，其中该第一时段是其中将该长形消耗品从第一温度加热到至少高于该第一温度的气溶胶产生温度或朝向其加热的时间，并且该第二时段是其中将该长形消耗品维持处于或提升到高于该气溶胶产生温度的时间。

根据第四方面，本披露提供一种用于控制气溶胶产生装置的方法，该气溶胶产生装置包括：加热腔室，该加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口，该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中；侧加热器，该侧加热器被布置成从该侧壁向该加热腔室中供应热量；以及端部加热器，该端部加热器被布置成从该端壁向该加热腔室中供应热量；

该方法包括：在第一时段期间激活该侧加热器和该端部加热器，以及在第二时段期间激活该侧加热器和该端部加热器中的仅一者，其中该第一时段是其中将该长形消耗品从第一温度加热到至少高于该第一温度的气溶胶产生温度或朝向其加热的时间，并且该第二时段是其中将该长形消耗品维持处于或提升到高于该气溶胶产生温度的时间。

根据第五方面，本披露提供一种用于从长形消耗品产生气溶胶的气溶胶产生装置，该装置包括：

加热腔室，该加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口，该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中；

侧加热器，该侧加热器被布置成从该侧壁向该加热腔室中供应热量；

端部加热器，该端部加热器被布置成从该端壁向该加热腔室中供应热量；以及

控制器，该控制器被布置成控制该侧加热器和该端部加热器，该控制器被配置成测量该侧加热器和该端部加热器中的第一加热器的电阻。

可选地，该控制器被配置成取得跨该侧加热器和该端部加热器中的该第一加热器的电压测量值，并据此确定测量电阻。

可选地，该控制器被配置成将该测量电阻与所存储电阻进行比较。

可选地，该控制器被布置成根据该测量电阻确定该侧加热器和该端部加热器中的该第一加热器的温度。

可选地，该控制器被配置成将所确定温度与所存储温度进行比较。

可选地，该控制器被配置成根据该测量电阻检测其中已从该消耗品抽出气溶胶的事件。

可选地，该控制器被布置成对已从该消耗品抽出气溶胶的次数进行计数。

可选地，该控制器被配置成根据该测量电阻控制向该端部加热器和该侧加热器中的第二加热器供应以用于向该加热腔室中供应热量的功率，该第二加热器不同于该第一加热器。

可选地，该控制器被配置成控制向该侧加热器和该端部加热器中的每一者供应以用于向该加热腔室中供应热量的功率，使得在该第一时段期间向该侧加热器和/或该端部加热器供应功率，并且在该第二时段期间向该侧加热器和该端部加热器中的仅一者供应功率，其中该第一时段是其中不测量该电阻的预定时间长度，并且该第二时段是其中使用该侧加热器和该端部加热器中未被提供功率以用于加热的一者来测量该电阻的时间。

可选地，该侧加热器或该端部加热器布置在该加热腔室的内表面上。

可选地，该侧加热器和该端部加热器布置在该加热腔室的外表面上。

可选地，该侧加热器或该端部加热器包括形成在该加热腔室的表面上的电阻轨道。

可选地，该侧加热器与该端部加热器由间隔元件分开，该间隔元件为热绝缘体。

可选地，该间隔元件是该侧壁或该端壁的一部分。

可选地，该气溶胶产生装置进一步包括空气流动通道，该空气流动通道被布置成允许空气流过该加热腔室中的该消耗品，其中该空气流动通道包括：穿过该端壁的孔口，或从该侧壁突出的一个或多个向内突出部。

附图说明

图1A和图1B示意性地展示了根据实施例的气溶胶产生装置的截面；

图2和图3示意性地展示了气溶胶产生装置的温度分布的示例；

图4A至图4D示意性地展示了气溶胶产生装置中的加热器的替代性布置；

图5至图8B展示了气溶胶产生装置的另外可选特征。

具体实施方式

图1A和图1B示意性地展示了根据实施例的气溶胶产生装置的截面。

气溶胶产生装置100包括加热腔室110，该加热腔室自身包括侧壁111和端壁112以及与端壁相反的开口113。侧壁111被适配成环绕长形消耗品2，并且可以具有例如圆形或多边形截面。开口113被布置成将消耗品2接纳到加热腔室110中，从而允许将消耗品2添加到加热腔室110或从该加热腔室移除。

侧加热器120被布置成从侧壁111向加热腔室中供应热量，并且端部加热器130被布置成从端壁112向加热腔室中供应热量。以下参考图4A至图4D描述加热器的具体布置和设计。

当消耗品2存在于加热腔室中时，如图1B所示，消耗品可以由侧加热器120和端部加热器130中的任一者或两者加热。控制器140被布置成控制侧加热器120和端部加热器130。侧加热器120和端部加热器130可以直接从控制器140接收功率，或者侧加热器120和端部加热器130可以通过连接到装置100的电源来接收功率，并且控制器140可以控制使用功率来驱动加热器，例如通过控制晶体管。在这种布置的情况下，相对低功率的控制器140可以与相对高功率的加热器一起使用。

另外，控制器140可以被配置成测量侧加热器120和端部加热器130中的任一者或两者的电阻。控制器140可以基于电阻测量值来控制侧加热器120和/或端部加热器130，如下文进一步所描述。

如图1B另外所示，装置100可以包括盖件150。这个盖件防止装置100的用户直接接触加热腔室110(该加热腔室可能是热的)。

另外，盖件150可以包括管状部分151，该管状部分被布置成允许将消耗品插入加热腔室中以及从加热腔室中移除，如图1B所示。在这种布置的情况下，管状部分151充当加热腔室110的延伸部，从而允许装置100支撑除气溶胶基质21之外还包括例如过滤区段的较长消耗品2。

具体地，在这个实施例中，盖件150包括外部管状部分和内部管状部分，如图1B所示。盖件150可以可选地进一步包括用于封闭端部开口的翻盖(未示出)，以便在不用时保持加热腔室清洁。

盖件150的外部管状部分被布置成配合在气溶胶产生装置100的主体的至少一部分之上(或周围)。这为盖件150提供了与主体接合的表面，并且通过使盖件150更难意外脱落而提高气溶胶产生装置的机械安全性。

在其他实施例中，盖件150可以被配置成包围消耗品2，并且可以包括吸嘴，而不是如图1B所示允许消耗品突出。在此类实施例中，盖件150可以包括过滤器，用于在用户吸入气溶胶之前对其进行过滤。

现在参考图2和图3，控制器140可以被配置成在第一时段T1期间激活侧加热器120和端部加热器130，并且在第二时段T2期间激活侧加热器120和端部加热器130中的仅一者。

图2和图3中的每一者示意性地示出了示例性温度分布，其中消耗品初始地被加热到可以产生气溶胶的温度。当消耗品足够热时，用户从消耗品抽出气溶胶。这种抽出动作或‘吸取’通过将环境空气抽进加热腔室中以替换被用户吸入的加热的富气溶胶空气来降低加热腔室中的温度。因此，初始加热后的温度分布包括逐渐温度上升，穿插着用户吸入一口气溶胶时的下降。

第一时段T1可以是其中将长形消耗品2(并且更具体地是消耗品2的气溶胶基质21)从第一温度朝向高于第一温度的气溶胶产生温度θ加热的时间。在第一次开始使用气溶胶产生装置的情况下，第一温度为环境温度。另一方面，如果气溶胶产生装置最近被用过，则第一温度可能高于环境温度。气溶胶产生温度θ通常在150℃到350℃的范围内，并且是从消耗品2产生气溶胶的温度。

第一时段T1可以是相对快速地加热以使消耗品达到可以产生气溶胶的温度的时间。

在简单的控制配置中，第一时段T1可以具有在控制器140中配置的固定持续时间。

替代性地，第一时段T1可以在达到气溶胶产生温度时结束，如图2所示。

替代性地，如图3所示，第一时段T1可以延长超过最低气溶胶产生温度θ。例如，可以在装置100检测到与吸取事件相关联的温度下降时触发从第一时段T1到第二时段T2的过渡。

作为另外的替代方案，第一时段T1可以在实际达到气溶胶产生温度之前结束。在这个替代方案中，使用第一时段T1的双重加热来帮助协助消耗品朝向气溶胶产生温度θ的初始加热，并且当此初始协助完成时，可以在第二时段T2中使用单个加热器来进行从消耗品2的第一次吸取之前所需的加热的剩余部分。

第二时段T2可以是其中将消耗品2维持处于或高于气溶胶产生温度θ的时间。

如前所述，每当用户吸入一口气溶胶时，加热腔室110中的温度就下降。因此，为了维持消耗品2的温度，可以控制在第二时段T2中使用的侧加热器和端部加热器中的一者来继续向加热腔室110供应热量。

在简单的控制配置中，可以在第二时段T2期间控制一个加热器来连续地向加热腔室110供应热量。

替代性地，可以根据加热腔室110的最高温度来控制在第二时段T2中使用的该一个加热器，并且可以在达到或超过最高温度时停用该一个加热器。这例如将防止加热腔室110达到气溶胶基质21可能开始灼烧的温度。

另外，可以使用更复杂的加热控制配置。例如，控制器140可以被配置成控制一个加热器在发生吸取后较快地向加热腔室中供应热量并且在加热腔室更接近于最高温度时较慢地向加热腔室中供应热量。

气溶胶产生装置100可以另外包括一个或多个用户输入端(例如，按钮或滑块)。控制器140可以被配置成依赖于一个或多个用户输入端来控制侧加热器和端部加热器。例如，用户输入端可以用于设定第一时段的时间长度、第一时段的最高温度、第一时段的加热功率、第二时段的时间长度、第二时段的最高温度和第二时段的加热功率中的任一者。另外，用户输入端可以包括用于完全停用装置的开/关控制。为安全起见，可以将开/关控制设置为连接到电源的硬开关。

如上所述，在简单配置中，控制器140可以仅基于定时(并且可选地基于一个或多个用户输入端)来控制侧加热器120和端部加热器130。然而，在其他实施例中，气溶胶产生装置100可以包括布置在加热腔室110中或其附近的温度传感器，并且控制器140可以被配置成测量加热腔室110的温度。

在一个示例中，侧加热器120或端部加热器130可以用作温度传感器。更具体地，控制器140可以测量侧加热器或端部加热器的电阻，并且可以使用预定的温度相关的电阻特性来根据电阻确定温度。

为了测量加热器120或130的电阻，控制器140可以被配置成取得跨加热器的电压测量值并据此确定电阻。例如，控制器140可以供应固定电流通过加热器，并且在携载固定电流时测量跨加热器的电压。同样地，控制器140可以被配置成在跨加热器施加固定电压时测量通过加热器汲取的电流。

预定的温度相关的电阻特性可以包括各自对应于加热器120或130的温度的一个或多个所存储电阻阈值。控制器140可以被配置成作为控制一个加热器或多个加热器120、130的部分，将加热器的测量电阻与一个或多个所存储电阻阈值进行比较。例如，控制器140可以被配置成将测量电阻与所存储目标电阻进行比较。

在这些实施例中，控制器140不需要存储实际温度对应性数据，并且可以简单地使用所存储电阻值来与电阻测量值进行比较。替代性地，控制器可以被配置成根据测量电阻实际地确定加热器(侧加热器120或端部加热器130)的温度。这例如可以用于向用户显示测量温度，并且帮助用户通过如上所述的一个或多个用户输入端来根据他们的偏好控制气溶胶产生装置100。在控制器140确定加热器的温度的情况下，如上所述的所存储电阻阈值或所存储目标电阻可以替换成所存储温度阈值或所存储目标温度。

如上文所提及，当用户从消耗品2抽出一口气溶胶时，加热腔室110中的温度下降。通过测量第一加热器的电阻(如上所述，该电阻对应于加热腔室110的温度)，控制器140可以被配置成检测其中用户从消耗品抽出气溶胶的吸取事件。例如，控制器140可以对在气溶胶产生时段期间已从消耗品2抽出的气溶胶的总吸取次数进行计数。

另外或替代性地，控制器140可以被配置成确定吸取事件的幅度。与吸取相关联的温度下降的幅度取决于抽进加热腔室110中以替换所吸入富气溶胶空气的环境空气的量。因此，吸取事件的幅度还对应于加热器的电阻变化。

消耗品2通常包含有限量的气溶胶基质21并且仅能够产生预定量的气溶胶。因此，通过对吸取次数或吸取幅度进行计数，控制器140可以被配置成确定应当在何时替换消耗品2。气溶胶产生装置100可以包括用于向用户指示应当在何时替换消耗品2的指示器，并且控制器140可以在所计数吸取次数超过阈值时打开指示器。

作为温度测量的具体示例，在第二时段中，激活侧加热器120和端部加热器130中的仅一者来向加热腔室110供应热量。由于侧加热器120和端部加热器130中的另一者在此时不充当热源，所以该另一个加热器应当具有指示加热腔室110的内部(消耗品2位于该内部中)中的平均温度的温度。因此，控制器140可以被配置成通过测量侧加热器120和端部加热器130中在第二时段期间未激活的一者的电阻来在第二时段期间测量加热腔室110的温度。

另外或替代性地，控制器140可以被配置成通过在侧加热器120和端部加热器130中的作用加热器正在向加热腔室110供应热量时测量该作用加热器的电阻来测量加热腔室110的温度。在这种情况下，作用加热器可能高于加热腔室110的平均温度。然而，基于作用加热器的电阻、加热器的预定的温度相关的电阻特性以及加热腔室110的预定温度分布模型，可以确定加热腔室110的温度测量值。

替代性地，控制器140可以被配置成不在加热器120、130中的任一者或两者向加热腔室110供应热量时的第一时段T1期间测量温度。

另一方面，在诸如第二时段T2的其他时间，控制器140可以仅向侧加热器120和端部加热器130中的一者供应功率，并且可以根据从侧加热器120和端部加热器130中的另一者获得的测量电阻来控制供应的功率。由于一个加热器在此时不充当热源，期望该加热器可以具有指示加热腔室110的内部(消耗品2位于该内部中)中的平均温度的温度。因此，控制器140可以被配置成通过测量未激活的加热器的电阻来测量加热腔室110的温度，并且在此基础上控制向激活的另一个加热器供应的功率。

更一般地，一旦已如上所述感测到温度，控制器140然后就可以在控制侧加热器120和端部加热器130时使用温度测量值。例如，控制器140可以被配置成根据温度测量值来控制向加热器供应的功率。

例如，在第二时段中，当使用侧加热器120和端部加热器130中的仅一者来向加热腔室110供应热量时，可以使用侧加热器120和端部加热器130中的另一者来根据测量电阻获得温度。控制器140然后可以根据该温度来控制向侧加热器120和端部加热器130中的一者供应以用于加热该加热腔室110的功率。具体地，如果该温度超过加热腔室110的目标温度，则供应的功率可以减小，并且如果该温度低于目标温度，则供应的功率可以增大。控制器140可以例如基于温度测量值对供应的功率执行PID控制，以便稳定地控制加热腔室110中的温度。可以通过改变跨正在向加热腔室110供应热量的加热器的电压或通过该加热器的电流来控制供应的功率。替代性地，可以利用开关循环来控制加热器，并且可以使用脉冲宽度调制(PWM)来执行功率控制。

作为控制器140的控制的第一总体示例，用于控制侧加热器120或端部加热器130的过程可以包括：

1.设定为侧加热器120和端部加热器130中的一者的第一加热器的目标温度。目标温度可以例如处于或高于气溶胶产生温度θ。控制器140可以将目标温度存储在内部存储器中。目标温度可以是预定值。

2.测量跨第一加热器的电压。

3.基于电压测量值来计算第一加热器的电阻值。

4.基于计算电阻测量值来计算第一加热器的对应温度值。这可以是例如对应于电阻阈值的温度，或者可以通过使用电阻测量值和连续的预定的温度相关的电阻特性来计算。

5.将第一加热器的计算温度值与目标温度进行比较。

6.调整向第二加热器(侧加热器120和端部加热器130中的另一者)供应的功率信号，以便减小第一加热器的计算温度值与目标温度之间的差，该调整通过使用PID算法来控制功率信号的PWM占空比进行。

作为控制器140的控制的第二总体示例，用于控制侧加热器120或端部加热器130的过程可以包括：

1.设定为侧加热器120和端部加热器130中的一者的第一加热器的目标温度。目标温度可以例如处于或高于气溶胶产生温度θ。目标温度可以是预定值。

2.计算对应于目标温度的第一加热器的目标电阻值。这可以是例如对应于温度阈值的电阻，或者可以通过使用目标温度和连续的预定的温度相关的电阻特性来计算。控制器140可以将目标电阻值存储在内部存储器中。

3.测量跨第一加热器的电压。

4.基于电压测量值来计算第一加热器的电阻值。

5.将第一加热器的计算电阻值与目标电阻进行比较。

6.调整向第二加热器(侧加热器120和端部加热器130中的另一者)供应的功率信号，以便减小第一加热器的计算电阻值与目标电阻之间的差，该调整通过使用PID算法来控制功率信号的PWM占空比进行。

图4A至图4D示意性地展示了气溶胶产生装置中的加热器的替代性布置。

图4A和图4B提供了第一加热器布置的不同视图。在图4A中，提供了示出侧壁111和开口113的侧视图。在图4B中，提供了示出侧壁111和端壁112的外侧表面的闭端视图。

如图4A所示，侧加热器120可以设置在加热腔室110的侧壁111的外表面上。在这种布置的情况下，热量从侧加热器120穿过侧壁111供应到加热腔室中。

另外，如图4B所示，端部加热器130可以设置在加热腔室110的端壁112的外表面上。在这种布置的情况下，热量从端部加热器130穿过端壁112供应到加热腔室中。

例如，侧加热器120和端部加热器130中的每一者可以是包括电阻加热器轨道的薄膜加热器，该薄膜加热器附接或包裹在侧壁111和端壁112的相应外表面上。替代性地，每个加热器可以是直接形成在对应壁111、112的外表面上的电阻加热器轨道。作为另外的替代方案，每个加热器可以是自支撑式金属片材。

在加热器设置在加热腔室110的外表面上的情况下，如图4A和图4B所示，侧壁111和端壁112必须是导热的，以便允许从加热器向加热腔室中传递热量。例如，侧壁111和端壁112可以包含诸如铜的金属，或者可以包含例如石墨形式的碳。

在侧加热器120和端部加热器130布置在加热腔室的外表面上的情况下，将电源连接到每个加热器是直截了当的。

图4C和图4D提供了第二加热器布置的不同视图。在图4C中，提供了示出侧壁111和开口113的侧视图。在图4D中，提供了示出侧壁111和端壁112的内侧表面的开端视图。

如图4C所示，侧加热器120可以设置在加热腔室110的侧壁111的内表面上。在这种布置的情况下，热量从侧加热器120直接供应到加热腔室中。

另外，如图4D所示，端部加热器130可以设置在加热腔室110的端壁112的内表面上。在这种布置的情况下，热量从端部加热器130直接供应到加热腔室中。

与图4A和图4B一样，侧加热器120和端部加热器130中的每一者可以是包括电阻加热器轨道的薄膜加热器，该薄膜加热器附接或包裹在侧壁111和端壁112的相应内表面上。替代性地，每个加热器可以是直接形成在对应壁111、112的内表面上的电阻加热器轨道。作为另外的替代方案，每个加热器可以是自支撑式金属片材。

在加热器设置在加热腔室110的内表面上的情况下，如图4C和图4D所示，侧壁111和端壁112优选地是非导热的，以便将热量保持在加热腔室内。例如，侧壁111和端壁112可以包含诸如陶瓷的隔热材料。

在侧加热器120和端部加热器130布置在加热腔室的内表面上的情况下，可以提高向加热腔室供应热量的效率。然而，在这种布置的情况下，必须穿过开口113亦或穿过侧壁111和/或端壁112来提供功率连接。

第一布置和第二布置的组合是可能的。例如，侧加热器120可以布置在加热腔室的外表面上，而端部加热器130则布置在加热腔室的内表面上，或反之亦然。

此外，侧加热器120和/或端部加热器130可以集成在加热腔室的相应侧壁和端壁内。例如，加热器可以模制在相应壁内，或者加热腔室可以包括内壁和外壁，而加热器位于它们之间。在这种布置的情况下，外壁可以被适配成提供隔热以保持热量，而内壁被适配成将热量从相应加热器传导到加热腔室的内部。

转向图5，侧加热器120与端部加热器130可以由间隔元件分开，该间隔元件为热绝缘体。

例如，加热腔室110和加热器120、130可以由诸如陶瓷的隔热材料115形式的间隔元件环绕。另外，隔热材料115减少了从加热腔室的热量泄漏，并且提高了加热腔室的效率。另外，如果装置100包括热敏部件，则隔热材料115有助于在于加热腔室中达到气溶胶产生所需的温度时保护这些部件。

另外，间隔元件可以是侧壁或端壁的一部分。例如，如图5所示，间隔元件116位于侧壁111与端壁112之间的接合处。这可以是例如将侧壁111连接到端壁112的诸如陶瓷的隔热材料的环状垫圈。

通过使侧加热器与端部加热器隔绝，可以将热量独立地从侧壁111和从端壁112供应到加热腔室110的内部。这提高了对于在加热腔室110中加热的消耗品2的热分布来说可能的控制水平。

现在参考图6A和图6B，为了让用户从消耗品2抽出一口气溶胶，空气必须可以流进或流过消耗品2。这可以简单地通过提供高孔隙度的消耗品来实现。然而，这优选地通过在气溶胶产生装置中设置空气流动通道117来实现。

如图6A所示，空气流动通道的第一示例包括穿过端壁112的孔口。如图6A进一步所示，空气流动通道117可以穿过气溶胶产生装置100的主体连接到吸入点。在这种布置的情况下，当用户从消耗品的一端抽出一口气溶胶时，环境空气在富气溶胶空气从消耗品2的端部流出的同时流过空气流动通道。另外或替代性地，空气流动通道可以包括穿过侧壁111的孔口。

如图6B所示，空气流动通道117的第二示例包括位于消耗品2与侧壁111之间的空间。此空间可以通过修改侧壁111的内表面以包括一个或多个向内突出部(诸如，在端壁112与开口113之间延伸的肋状物)来确保。消耗品2可以贴着突出部被接纳在加热腔室110内，并且空气可以在由位于突出部、侧壁111和消耗品2之间的空间组成的空气流动通道117中流动。此外，在消耗品2可压缩的情况下，消耗品2可以贴着突出部被压缩，类似于下面图8B所描述。

参考图7A和图7B，气溶胶产生装置100可以包括内部腔室300，该内部腔室被适配成可移除地插入加热腔室110中并且被适配成接纳消耗品2。

内部腔室300包括第二侧壁301和第二端壁302。第二侧壁和第二端壁被适配成抵靠或邻近侧壁111和端壁112插入。在这种布置的情况下，当消耗品在加热腔室中被加热时，热量从侧加热器120和/或端部加热器130、穿过加热腔室110的相应侧壁111和/或端壁112、并且穿过内部腔室300的相应第二侧壁301和/或第二端壁302供应。第二侧壁301和第二端壁302可以由例如金属材料(诸如铜或铝)的导热材料制成。

内部腔室300是优选特征，因为它对于清洁气溶胶产生装置100是有用的。当移除消耗品2时，消耗品可能在气溶胶产生装置中留下碎屑。例如，气溶胶基质21可以包括紧密或疏松地保持在包裹物中的干燥或粉状材料。这种干燥或粉状材料可能会从消耗品2的端部漏出。必须移除消耗品留下的任何碎屑。否则，盖件和/或加热腔室可能会越多地被粘住的碎屑覆盖，从而降低气溶胶产生装置的加热效率，并且/或者减少该装置可以从消耗品产生的气溶胶的量。加热消耗品的表面通常是最难清洁的，例如由于对来自消耗品2的碎屑的固化效应(curing effect)。此外，即使勤于清洁，最终也将会积聚一些粘住的碎屑，从而限制气溶胶产生装置的使用寿命。鉴于这些问题，内部腔室300的优点在于它可以独立于加热腔室110或盖件150进行清洁和替换。

另外，在图7A和图7B所示的实施例中，内部腔室300包括凸缘303，该凸缘被适配成保持在加热腔室110的外部。在该实施例中，凸缘303具有比加热腔室更宽的外径，使得凸缘303并不配合到加热腔室中。凸缘303具有使得更易于夹住内部腔室300并将其从加热腔室移除的益处。

此外，在该实施例中，凸缘303具有显著低于第二侧壁301和第二端壁302的热导率。例如，在其中第二侧壁301和第二端壁302包含金属材料的实施例中，凸缘303可以包含例如橡胶、耐热塑料或软木。这种更低的热导率通过在将内部腔室300从该装置移除时(即使该装置最近被用于加热消耗品)防止用户灼伤他们的手来提高安全性。另外，使用具有低热导率的凸缘303意味着可以更自由地选择盖件150的材料，而无需忍受与跟加热腔室110的直接接触相关联的高温。替代性地，为了制造简单性，整个内部腔室300可以由单一材料构成。

现在参考图8A和图8B，内部腔室300可以包括与先前针对加热腔室110描述的那些空气流动通道类似的空气流动通道317，空气流动通道317被布置成允许空气流过加热腔室110中的消耗品。

更具体地，如图8B所示，空气流动通道317可以包括位于消耗品2与第二侧壁301之间的空间。此空间可以通过如图8A所示修改侧壁301的内表面以包括一个或多个向内突出部(诸如，在第二端壁301与开口113之间延伸的肋状物)来确保。消耗品2可以贴着突出部被接纳在内部腔室300内，并且空气可以在由位于突出部318、第二侧壁301和消耗品2的之间的空间组成的空气流动通道317中流动。此外，在消耗品2可压缩的情况下，消耗品2可以贴着突出部被压缩，如图8B所示。

替代性地，作为图6A所示的概念的延伸，空气流动通道117可以包括穿过端壁112和第二端壁302的孔口。如图6A进一步所示，空气流动通道117可以穿过气溶胶产生装置100的主体连接到吸入点。在这种布置的情况下，当用户从消耗品的一端抽出一口气溶胶时，环境空气在富气溶胶空气从消耗品2的端部流出的同时流过空气流动通道。另外或替代性地，空气流动通道可以包括穿过侧壁111和第二侧壁301的孔口。

气溶胶产生装置的主体(即，包括加热腔室110的部分)、盖件150和内部腔室300中的两者或更多者可以被适配成附接到彼此。这具有在用户使用装置100从消耗品产生气溶胶时使装置牢固的优点。

例如，主体或内部腔室300可以包括用于将内部腔室可释放地附接到主体的附接部分。附接部分可以例如采用摩擦配合表面、螺纹配合表面、可释放弹性夹或手动接合紧固件的形式。此外，侧壁111可以包括用于与内部腔室300的第二侧壁301上的互补特征接合的突出部或凹进部。

盖件150或内部腔室300可以包括用于将内部腔室可释放地附接到盖件的附接部分。这可以类似地通过摩擦配合、螺纹配合、可释放弹性附接或手动接合紧固件来实现。通过将内部腔室可释放地附接到盖件，可以将盖件150用作手柄来移除内部腔室300。一旦在已使用消耗品并留下碎屑或残留物后将盖件150和内部腔室300与加热腔室110分开时，就可以使内部腔室300与盖件150分开，以便易于清洁，或用新的清洁的内部腔室替换内部腔室300。

另外，为了将内部腔室300保持在加热腔室110中，盖件150和主体可以被适配成可释放地附接到彼此，例如盖件150和主体可以具有互补特征以用于与彼此旋转地互锁。更具体地，盖件150和主体可以被适配成形成螺纹配合。

在其他实施例中，加热腔室110、内部腔室300和盖件150可以不附接到彼此，并且装置100可以依靠重力以及以正确取向拿着，以便保持组装。

在本发明的另外的实施例中，可以提供一种系统，该系统包括如上所述的气溶胶产生装置，以及布置在加热腔室中的长形消耗品。以这种形式，用户可以直接使用该系统来产生可吸入气溶胶，而无需单独地提供消耗品。

如上所述的用于气溶胶产生装置100的控制器140可以被制造为单一部件，之后添加到气溶胶产生装置100。在这种情况下，控制器140可能已被配置成提供一定的加热分布。例如，控制器可以被配置成在第一时段期间激活侧加热器120和端部加热器130，并且在第二时段期间激活侧加热器120和端部加热器130中的仅一者。与以上实施例一样，第一时段是其中将长形消耗品2从第一温度加热到至少高于第一温度的气溶胶产生温度θ或朝向其加热的时间。第二时段是其中将长形消耗品2维持处于或提升到高于气溶胶产生温度θ的时间。

此外，在一些实施例中，可以省略控制器140并且可以从外部控制侧加热器120和端部加热器130。在此类实施例中，气溶胶产生装置可以是其他形式，如上所述。气溶胶产生装置可以根据一种方法来控制，该方法包括：在第一时段期间激活侧加热器120和端部加热器130，以及在第二时段期间激活侧加热器120和端部加热器130中的仅一者。第一时段是其中将长形消耗品2从第一温度加热到至少高于第一温度的气溶胶产生温度或朝向其加热的时间。第二时段是其中将长形消耗品维持处于或提升到高于气溶胶产生温度θ的时间。

从以上描述将了解，所描述的实施例的许多特征执行具有独立益处的独立功能。因此，可以独立地选择包括或省略权利要求中限定的本发明的实施例中的这些独立特征中的每一个独立特征。

尽管以上将盖件150和内部腔室300描述为气溶胶产生装置的部分，但是这些部分是可分开的(如上所述)，并且盖件150和内部腔室300中的每一者都可以单独出现。例如，如上所述的内部腔室300可以作为气溶胶产生装置100的备用部分独自分销。通过能够替换仅内部腔室300，可以在仅替换极小部分的同时延长该装置的使用寿命，该极小部分由于残留在气溶胶产生装置的碎屑而劣化的风险最大。

在上述实施例中，盖件150包括消耗品2可以穿过其突出的开口(例如图1B所示)。然而，其他实施例不具有这种开口。例如，盖件150可以包括吸嘴和过滤器，并且盖件150可以被适配成将消耗品2完全包围在装置100内。在此类实施例中，不是期望用户将消耗品2从加热腔室110中移除，而是该装置可以包括用于将消耗品2插入加热腔室中和/或将消耗品从加热腔室中移除的致动器。

术语“加热器”应当理解为是指用于输出足以从气溶胶基质形成气溶胶的热能的任何装置。热能到气溶胶基质的传递可以是传导方式、对流方式、辐射方式、或这些方式的任何组合。

加热器可以是电动的、通过燃烧驱动的、或通过任何其他合适的方式驱动的。电动加热器可以包括电阻性跟踪元件(可选地包括绝缘包装)、感应加热系统(例如，包括电磁体和高频振荡器)等。

气溶胶产生装置可以具有控制电路系统，该控制电路系统具有单一用户可操作按钮，以触发气溶胶产生装置开启。这使得控制简单，并且减少了用户将误用气溶胶产生装置或未能正确控制气溶胶产生装置的机会。然而，在一些情况下，用户可用的输入控制可能比这更复杂，例如将温度控制在例如预先设定的极限内，改变蒸气的口味平衡，或者例如在节能模式或快速加热模式之间切换。

气溶胶基质包括例如呈干燥或熏制形式的烟草，在一些情况下具有附加成分以用于调味或产生更顺滑或以其他方式更令人愉悦的体验。在一些示例中，可以用汽化剂处理诸如烟草等气溶胶基质。汽化剂可以改善从气溶胶基质产生蒸气。例如，汽化剂可以包括多元醇(诸如，丙三醇)或乙二醇(诸如，丙二醇)。在一些情况下，气溶胶基质可能不含烟草或甚至不含尼古丁，而是可以含有天然或人工获得的成分以用于调味、挥发、改善顺滑度和/或提供其他令人愉悦的效果。气溶胶基质可以作为呈切丝状、丸状、粉末状、粒状、条状或片状形式、可选地这些的组合形式的固体或糊剂类型的材料提供。一些示例可以包括固体部分和液体/凝胶部分两者。

气溶胶产生装置同样可以被称为“被加热的烟草装置”、“加热不灼烧烟草装置”、“用于汽化烟草产品的装置”等等，而这被解释为适合于达到这些效果的装置。本文披露的特征同样适用于被设计成汽化任何气溶胶基质的装置。

消耗品可以是预先包装的基质载体。基质载体广泛地可以类似于香烟、具有管状区域，管状区域具有以合适的方式布置的气溶胶基质。在一些设计中还可以包含过滤器、蒸气收集区域、冷却区域、以及其他结构。还可以设置纸或其他柔性平面材料(诸如，箔)的外层，例如以将气溶胶基质保持就位，以进一步与香烟相似等。基质载体可以配合在加热腔室内或者可以比加热腔室更长。在此类实施例中，可以从基质载体直接提供气溶胶，该基质载体充当气溶胶产生装置的吸嘴。

如本文中所使用的，术语“挥发物”是指能够容易地从固态或液态变成气态的物质。作为非限制示例，挥发性物质可以是在环境压力下沸腾或升华温度接近室温的物质。因此，“挥发(volatilize或volatilise)”应当被解释为是指使(材料)挥发和/或引起其蒸发或分散在蒸气中。

如本文中所使用的，术语“蒸气(vapour或vapor)”是指：(i)液体在足够的热量作用下自然转化成的形式；或者(ii)悬浮在大气中并且以蒸汽/烟雾云的形式可见的液体/水分粒子；或者(iii)像气体一样填充空间但低于其临界温度仅靠压力就能液化的流体。

与这个定义一致，术语“汽化(vaporise或vaporize)”是指：(i)改变或使改变成蒸气；以及(ii)当粒子改变物理状态时(即，从液态或固态变成气态)。

如本文中所使用的，术语“雾化(atomise或atomize)”应当是指：(i)把(一种物质，尤其是液体)变成很小的粒子或液滴；以及(ii)当粒子保持处于与雾化之前所处的相同的物理状态(液态或固态)时。

如本文中所使用的，术语“气溶胶”应当是指分散在空气或气体(诸如薄雾、浓雾或烟雾)中的粒子体系。因此，术语“气溶胶化(aerosolise或aerosolize)”是指制成气溶胶和/或分散成气溶胶。应当注意，气溶胶/气溶胶化的含义与如上文定义的挥发、雾化和汽化中的每一者是一致的。为了避免疑义，气溶胶用于一致地描述包括雾化的、挥发的或汽化的粒子的薄雾或液滴。气溶胶还包括包含雾化的、挥发的或汽化的粒子的任何组合的薄雾或液滴。

Claims (14)

1.一种用于从长形消耗品产生气溶胶的气溶胶产生装置，该装置包括：

加热腔室，该加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口，该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中；

侧加热器，该侧加热器被布置成从该侧壁向该加热腔室中供应热量；

端部加热器，该端部加热器被布置成从该端壁向该加热腔室中供应热量；以及

控制器，该控制器被布置成控制该侧加热器和该端部加热器，该控制器被配置成在第一时段期间激活该侧加热器和该端部加热器，并且在第二时段期间激活该侧加热器和该端部加热器中的仅一者，其中该第一时段是其中将该长形消耗品从第一温度加热到至少高于该第一温度的气溶胶产生温度或朝向其加热的时间，并且该第二时段是其中将该长形消耗品维持处于或提升到高于该气溶胶产生温度的时间。

2.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其中，该侧加热器或该端部加热器布置在该加热腔室的内表面上。

3.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其中，该侧加热器和该端部加热器布置在该加热腔室的外表面上。

4.根据任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该侧加热器或该端部加热器包括电阻轨道。

5.根据任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该侧加热器与该端部加热器由间隔元件分开，该间隔元件为热绝缘体。

6.根据权利要求5所述的气溶胶产生装置，其中，该间隔元件是该侧壁或该端壁的一部分。

7.根据任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，该装置进一步包括：盖件，该盖件包括管状部分，该管状部分被布置成允许将该消耗品插入该加热腔室中以及从该加热腔室中移除。

8.根据任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，该装置进一步包括：空气流动通道，该空气流动通道被布置成允许空气流过该加热腔室中的该消耗品，其中该空气流动通道包括：

穿过该端壁的孔口，或

从该侧壁突出的一个或多个向内突出部。

9.根据任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，该装置进一步包括：内部腔室，该内部腔室被适配成可移除地插入该加热腔室中并且被适配成接纳该消耗品，该内部腔室包括第二侧壁和第二端壁。

10.根据权利要求9所述的气溶胶产生装置，该装置进一步包括：空气流动通道，该空气流动通道被布置成允许空气流过该加热腔室中的该消耗品，其中该空气流动通道包括：

穿过该端壁和该第二端壁的孔口，或

从该第二侧壁突出的一个或多个向内突出部。

11.根据任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该控制器被配置成通过测量该侧加热器和该端部加热器中在该第二时段期间未激活的一者的电阻来在该第二时段期间测量该加热腔室的温度。

12.一种系统，该系统包括根据任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置以及布置在该加热腔室中的长形消耗品。

13.一种用于气溶胶产生装置的控制器，该气溶胶产生装置包括：加热腔室，该加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口，该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中；侧加热器，该侧加热器被布置成从该侧壁向该加热腔室中供应热量；以及端部加热器，该端部加热器被布置成从该端壁向该加热腔室中供应热量；

该控制器被配置成在第一时段期间激活该侧加热器和该端部加热器，并且在第二时段期间激活该侧加热器和该端部加热器中的仅一者，其中该第一时段是其中将该长形消耗品从第一温度加热到至少高于该第一温度的气溶胶产生温度或朝向其加热的时间，并且该第二时段是其中将该长形消耗品维持处于或提升到高于该气溶胶产生温度的时间。

14.一种控制气溶胶产生装置的方法，该气溶胶产生装置包括：加热腔室，该加热腔室包括侧壁、端壁以及与该端壁相反的开口，该开口被布置成将该长形消耗品接纳到该加热腔室中；侧加热器，该侧加热器被布置成从该侧壁向该加热腔室中供应热量；以及端部加热器，该端部加热器被布置成从该端壁向该加热腔室中供应热量；

该方法包括：在第一时段期间激活该侧加热器和该端部加热器，以及在第二时段期间激活该侧加热器和该端部加热器中的仅一者，其中该第一时段是其中将该长形消耗品从第一温度加热到至少高于该第一温度的气溶胶产生温度或朝向其加热的时间，并且该第二时段是其中将该长形消耗品维持处于或提升到高于该气溶胶产生温度的时间。

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