CN115361881A - 囊体、加热不燃烧(hnb)气溶胶生成装置和生成气溶胶的方法 - Google Patents

囊体、加热不燃烧(hnb)气溶胶生成装置和生成气溶胶的方法 Download PDF

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CN115361881A CN202180025050.3A CN202180025050A CN115361881A CN 115361881 A CN115361881 A CN 115361881A CN 202180025050 A CN202180025050 A CN 202180025050A CN 115361881 A CN115361881 A CN 115361881A
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Abstract

一种用于加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置的囊体可以包括由导热材料制成的基部，基部在其中限定第一空腔，基部包括第一表面，第一表面限定通向第二空腔的开口，第一表面包括穿过第一表面的第一多个孔。囊体可以还包括盖子，盖子耦合到基部并位于基部上，盖子包括第二多个孔，第二多个孔位于盖子的中间部分中，第一多个孔和第二多个孔限定穿过基部和盖子的空气流动路径。

Description

囊体、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置和生成气溶胶的方法
技术领域
本公开涉及囊体、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置以及在不涉及气溶胶形成基材的大量热解的情况下生成气溶胶的方法。
背景技术
一些电子装置被配置成将植物材料加热到足以释放植物材料成分的温度，同时将温度保持在植物材料的燃点以下，以避免植物材料的任何大量热解。这类装置可以称为气溶胶生成装置(例如，加热不燃烧气溶胶生成装置)，并且被加热的植物材料可以是烟草或具有活性成分的其他植物材料。在一些情况下，可以将植物材料直接引入气溶胶生成装置的加热室中。在其他情况下，可以将植物材料预先包装在单独的容器中，以便于插入气溶胶生成装置中和从气溶胶生成装置中移除。
发明内容
至少一个实施例涉及用于加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置的囊体。在示例性实施例中，囊体可以包括由导热材料制成的基部，基部在其中限定第一空腔，基部包括第一表面，第一表面限定通向第二空腔的开口，第一表面包括穿过第一表面的第一多个孔以及耦合到基部和在基部上的盖子，盖子包括位于盖子的中间部分中的第二多个孔，第一多个孔和第二多个孔限定穿过基部和盖子的空气流动路径。
在至少一个示例性实施例中，基部还包括第一壁和第二壁，第一表面连接第一壁和第二壁，第一表面、第一壁和第二壁限定第一空腔。
在至少一个示例性实施例中，随着第一壁和第二壁从第一表面延伸，第一空腔的宽度增加。
在至少一个示例性实施例中，所述宽度从底部分到顶部分连续增加。
在至少一个示例性实施例中，所述宽度最大约为2mm。
在至少一个示例性实施例中，第一壁、第二壁和第一表面是一体的。
在至少一个示例性实施例中，第一多个孔呈圆形图案。
在至少一个示例性实施例中，第一多个孔在单个圆形线上。
在至少一个示例性实施例中，盖子包括第二表面和第三表面，第二表面和第三表面处于不同高度，第二多个孔位于第三表面中。
在至少一个示例性实施例中，第三表面相对于第二表面升高。
在至少一个示例性实施例中，盖子包括悬挂部，该悬挂部耦合到基部。
在至少一个示例性实施例中，第一空腔的宽度沿第一方向增加，并且第二空腔的宽度沿第一方向减小。
在至少一个示例性实施例中，第一方向是囊体的纵向方向。
在至少一个示例性实施例中，第二多个孔位于基部的内壁上，内壁限定第二空腔的端部。
在至少一个示例性实施例中，囊体还包括在第一空腔中的气溶胶形成基材。
在至少一个示例性实施例中，气溶胶形成基材包括烟草。
在至少一个示例性实施例中，第二多个孔呈包括至少两个圆的圆形图案。
至少一个示例性实施例提供一种包括囊体的气溶胶生成装置，囊体包括由导热材料制成的基部，基部在其中限定第一空腔，基部包括第一表面，第一表面限定通向第二空腔的开口，第一表面包括：第一多个孔，其穿过第一表面；以及盖子，其耦合到基部和在基部上，盖子包括第二多个孔，第二多个孔位于盖子的中间部分中，第一多个孔和第二多个孔限定穿过基部和盖子的空气流动路径。气溶胶生成装置还包括加热系统，所述加热系统被配置为加热囊体的基部。
在至少一个示例性实施例中，加热系统包括加热器和加热器套筒，所述加热器套筒覆盖加热器的一部分。
在至少一个示例性实施例中，加热器套筒装配成邻接第二空腔的壁。
在至少一个示例性实施例中，气溶胶生成装置还包括偏置元件，以向囊体提供力，使得囊体接触加热器套筒。
在至少一个示例性实施例中，气溶胶生成装置还包括在第一空腔中的气溶胶形成基材。
附图说明
当结合附图回顾详细说明时，本发明的非限制性实施例的各个特征和优点可以变得更清楚。提供附图仅是为了说明的目的，并且附图不应被理解为限制权利要求的范围。除非明确指出，附图不被认为是按比例绘制的。为了清楚起见，附图的各个尺寸可能被放大。
图1示出了根据至少一个示例性实施例的气溶胶生成装置；
图2是图1的气溶胶生成装置的第二部分的透视图；
图3示出了图1的气溶胶生成装置的横截面图；
图4示出了根据至少一个示例性实施例的气溶胶生成部分的横截面图；
图5A至图5C示出了根据至少一个示例性实施例的囊体和加热器；
图6示出了根据至少一个示例性实施例的囊体的横截面图；
图7示出了根据至少一个示例性实施例的多个堆叠的囊体；
图8示出了根据至少一个示例性实施例的囊体；以及
图9A至图9B示出了根据至少一个示例性实施例的囊体。
具体实施方式
本文公开了一些详细的示例性实施例。但是，本文所公开的特定结构和功能细节仅是代表性的，出于描述示例性实施例的目的。但是，示例性实施例可以许多替代形式来实现，并且不应该被认为仅限于本文所阐述的示例性实施例。
因此，虽然示例性实施例能够具有各种修改和替代形式，但是其示例性实施例在附图中以示例的方式示出，并将在此详细描述。但是，应该理解的是，没有意图将示例性实施例限制为所公开的特定形式，相反，示例性实施例将覆盖了其所有修改、等同形式和替代形式。在整个附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。
应该理解的是，当一个元件或层被指“在另一元件或层上”、“连接至另一元件或层”、“耦合至另一元件或层”、“附接至另一元件或层”、“邻接另一元件或层”或“覆盖另一元件或层”时，该元件或层可以直接位于该另一元件或层上，直接连接至、耦合至、附接至、邻接或覆盖该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当一个元件被指“直接位于另一元件或层上”、“直接连接至另一元件或层”、“直接耦合至另一元件或层”时，不存在中间元件或层。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个所列举的关联项的任意和全部组合或子组合。
应该理解的是，尽管本文所使用的术语第一、第二、第三等可以描述不同元件、区域、层和/或部分，但是这些元件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、区域、层或部分与另一区域、层或部分进行区分。因此，下文论述的第一元件、区域、层或部分可以称为第二元件、区域、层或部分，而不背离示例性实施例的教导。
为了易于描述，本文中可能使用与空间相关的术语(例如，“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等)以描述一个元件或特征与附图中示出的另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了附图中所描绘的定向之外，与空间相关的术语意在包括装置在使用中或操作中的不同定向。例如，如果附图中的装置被翻转，那么描述为“位于其他元件或特征的下方”或“位于其他元件或特征的下面”的元件将会定向成“位于其他元件或特征的上方”。因此，术语“位于下方”可以包括位于上方和下方的定向。该装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)，并且对本文使用的与空间相关的描述词也要相应地进行解释。
本文使用的术语仅出于描述不同示例性实施例的目的，而非旨在限制示例性实施例。如本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”意在也包括复数形式，除非上下文中另外明确指出。应进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”是指明了所陈述的特征、整体、步骤、操作和/或元件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或它们的组的存在或添加。
当本说明书中与数值相关地使用词语“大约”和“基本上”时，除非另有明确定义，否则其意在相关的数值包括在所述数值附近±10％的公差。
除非另外定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的意义相同的意义。应进一步理解的是，除非本文中明确定义，术语(包括常用的字典中定义的那些术语)应该解释为具有与它们在相关技术领域的上下文中的意义相一致的意义，并且不应以理想化的或过于正式的含义来解释。
硬件可以使用处理或控制电路来实现，例如但不限于：一个或多个处理器、一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个微控制器、一个或多个算术逻辑单元(ALU)、一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个微型计算机、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个片上系统(SoC)、一个或多个可编程逻辑单元(PLU)、一个或多个微处理器、一个或多个专用集成电路(ASIC)或能够以定义的方式响应和执行指令的任何其他装置或多个装置。
图1示出了根据至少一个示例性实施例的气溶胶生成装置。
如图1所示，气溶胶生成装置100包括第一部分105和第二部分150。第一部分105位于远端110处。部分105、150可以在相应部分105、150的互补接口107、109处耦合在一起。第一部分105和第二部分150可以是可重复使用的。
互补接口107、109可以是任何类型的连接器。或者部分105、150可以是单个壳体而不需要接口107、109。在一些示例性实施例中，接口107、109是螺纹连接器。应该清楚的是，接口107、109可以是任何类型的连接器，包括但不限于，紧贴配合、棘爪、夹具、卡口、滑动配合、套筒配合、对准配合、螺纹连接器、磁性、卡扣或任何其他类型的连接和/或其组合。在一些实施例中，部分105和150可以是同一部件的一部分，而不需要接口107、109。
第二部分150包括第一壳体160、烟道170和烟嘴180。烟嘴180位于近端155处。
如下面将进一步详细描述的，第一部分105中的加热器从包含植物材料的囊体生成气溶胶。当在烟嘴180处施加负压时，气溶胶从烟道170流出并流出烟嘴180。
图2示出了图1的气溶胶生成装置的第二部分的透视图。烟嘴180位于烟道170的端部处。烟嘴180包括：N个出口182，其可以位于装置100的纵向轴线的轴上和/或轴外。在图2中，N是4，但N可以大于或小于4。出口182可以相对于装置100的纵向轴线向外倾斜。出口182可以围绕烟嘴180分布，以便与烟道170对齐。因此，当气溶胶通过出口182被抽吸入时，分散体可以沿不同方向移动。
图3示出了图1的气溶胶生成装置沿线3-3’的横截面图。
如图3所示，第二部分150包括第一壳体160、烟道170和烟嘴180。烟道的第一部分170a位于第一壳体160中，并且烟道170的第二部分170b从第一壳体160突出。第二部分170b耦合到烟嘴180。烟道170包括内壁172，所述内壁172限定具有第一部分174a和第二部分174b的环形空间174。第一部分174a的直径大于第二部分174b的直径，允许来自囊体300的气溶胶进入第一部分174a处的通道。烟道170可以压靠着囊体300的盖子310的边缘，以使得气溶胶不流入第一壳体160的其他部分中。
弹簧171可以位于烟道170与第一壳体160之间的间隙中。弹簧171允许烟道170和囊体300保持接触，并施加力以确保囊体300与加热器套筒450保持接触。弹簧171减少和/或消除囊体300与加热器套筒之间的气隙，以改进到气溶胶形成基材220的热传递。
此外，烟嘴180包括至少一个内壁181，所述内壁限定穿过烟嘴180的空间185。用于空气流动通道190的空间185和环形空间174用于气溶胶从囊体300行进到烟嘴180的外部。过滤材料(以降低气溶胶的温度)或风味材料(以增强风味体验)可以在空间185中。风味材料可以包括可压碎的囊体，以改变进入空间185的气溶胶的风味。
在一些示例性实施例中，烟嘴180插入烟道170中的两个槽中，然后扭转90度。当烟嘴180扭转时，烟嘴底部处的两个凸耳184可以锁定就位。过盈配合可以迫使烟嘴180朝向烟道170，并在烟嘴180、密封元件183(例如，硅树脂)与烟道170之间形成密封。
第一部分105包括壳体255、控制系统260、电引线226、加热器400和加热器套筒450。壳体255包括：一个或多个空气入口280，其允许空气沿着空气流动路径282流动。
在示例性实施例中，控制系统260包括控制器290，所述控制器290可操作地连接到电源294和至少一个传感器292，诸如压力传感器、流量传感器和/或温度传感器。传感器292可以定位于第一部分105或第二部分150中。在示例性实施例中，至少一个传感器292可操作地构造成测量以下一个或多个：加热器400的电阻、加热器400的温度和/或通过气溶胶生成装置100的气流的抽吸。在示例性实施例中，控制器290从传感器292接收一个或多个输入信号，并且控制器290控制气溶胶生成装置100的操作，包括：至少部分地基于来自传感器292的信号从电源294向加热器100供应电流以加热气溶胶生成基材。在示例性实施例中，控制系统260经由电引线226可操作地和电气地连接到加热器400，所述电引线允许控制系统260选择性地向加热器400发送电流。
由此形成的气溶胶经由烟嘴180从装置100中排出。
在示例性实施例中，一个或多个空气入口280被包括在装置100的第一部分105和/或第二部分150中。在示例性实施例中，空气入口280用于建立穿过装置100的空气流动路径，所述空气流动路径可以离开烟嘴180，其中加热器400和囊体300位于空气流动路径中或以其他方式暴露于空气流动路径。一个或多个空气入口的位置不限于此。取决于空气入口位置相对于加热器400的放置，加热器400可以在空气进入囊体空气入口之前预加热空气。
在示例性实施例中，控制系统260与空气流动路径流体连通。
在示例性实施例中，第二部分150能够从第一部分105脱离，以允许囊体被放置在加热器400和加热器套筒450上。例如，第二部分150可以通过扭转第二部分150而从第一部分105脱离。
在另一个实施例中，囊体300由加热器套筒450和烟道170临时保持就位，使得囊体300是可移除的和可更换的，允许第一部分105和第二部分150是非一次性的和/或与囊体300一起重复使用。
在示例性实施例中，加热器400与囊体300热连通。
在示例性实施例中，加热器400加热囊体300中的气溶胶形成基材220，以产生流过空气流动通道190的气溶胶222，所述气溶胶从烟嘴180离开。在示例性实施例中，加热器套筒450接触囊体，使得由加热器400生成的热量通过加热器套筒450传递到囊体300。囊体300由导热材料制成，并使用由加热器400生成的热量加热气溶胶形成基材220。
在示例性实施例中，烟嘴180永久地固定在烟道170中，或替代地烟嘴180是可移除的。
在一些示例性实施例中，加热器400加热气溶胶形成基材220，但加热器400不燃烧和/或点燃气溶胶形成基材220。因此，在一些示例性实施例中，气溶胶形成基材220是不可燃的。因为装置100包括使气溶胶形成基材220蒸发的加热器400，但装置100不点燃任何材料，所以装置100可以被称为“不可燃装置”。
例如，加热器400可以将气溶胶形成基材220加热至125摄氏度至320摄氏度的温度，更优选地，在250摄氏度至280摄氏度之间。然而，示例性实施例不限于此。例如，基于囊体300中的气溶胶形成基材220的类型、囊体300中的气溶胶形成基材的密度、气溶胶形成基材中的添加剂、它们的子组合或它们的组合，可以控制加热器400，以所需温度加热。
在示例性实施例中，电源294是电池，诸如锂离子电池。电池可以是锂离子电池或其变体之一，例如，锂离子聚合物电池。替代地，电池是镍金属氢化物电池、镍镉电池、锂锰电池、锂钴电池、燃料电池或太阳能电池。可以使用任何其他电源或电池技术。在示例性实施例中，第一部分105可以是可用的，直到控制系统260的电源294中的能量耗尽和/或降低到某个阈值以下。替代地，控制系统260的电源294可以是可再充电的和可重复使用的，并且可以包括允许电池能够由外部充电装置充电的电路，或者可以经由太阳能再充电。在一些示例性实施例中，当充电时，控制系统260的电路可以提供用于所需(或可替代地，确定的)抽吸次数的电力，直到电源294中的能量耗尽，和/或直到电源294中的能量降低到某个阈值以下，之后，电路必须重新连接到外部充电设备。
在一些示例中，通过装置100的空气流可以由抽吸入空气入口280中并通过第一部分105的空气引起。如下面将进一步详细讨论的，空气沿着路径282流动，进入囊体300，并且可以被气溶胶夹带(洗脱)，所述气溶胶可以通过加热器400加热气溶胶形成基材220产生。
在示例性实施例中，通过装置100的气流使装置100激活。传感器292可以被配置为产生指示气流、气流大小和/或气流方向的输出，其中控制器290可以接收来自传感器292输出的输出并确定是否存在以下内部条件：(1)气流的方向指示通过装置100的气流的抽吸(相对于通过装置100吹送空气)，和/或(2)气流大小超过阈值。在一些示例性实施例中，仅一个条件可以足以激活加热器，而在其他示例中，在激活加热器之前，可能必须满足两个条件或所有条件。如果满足装置100的这些内部条件，则控制器290将电源294电连接到加热器400，从而激活加热器400。在示例性实施例中，传感器292产生与传感器292感测的压降大小至少部分相关的可变输出信号。在示例性实施例中，控制器290可以基于来自传感器292的可变输出信号向加热器400发送可变电流。传感器292可以包括如在2015年7月7日提交的美国申请号14/793,453“Electronic Smoke Apparatus”中所公开的传感器，或在2015年7月7日发布的美国专利9,072,321“Electronic Smoke”中所公开的传感器，所述专利中的每一个都以其全部内容通过引用并入本文献中。可以使用其他类型的传感器来检测气流。
图4示出了根据至少一个示例性实施例的气溶胶生成部分的横截面图。
如图4所示，当在烟嘴180处施加负压时，空气沿着流动路径282通过入口280进入装置100。空气沿着空气流动路径282进入加热器400上游的通道281。
空气沿着空气流动路径在间隙284中围绕加热器套筒450前进。间隙284是壳体255与加热器套筒450之间的空间。如图4所示，加热器套筒450包括圆形基部452。圆形基部452的直径可以大于加热器套筒450的连续壁480的直径。连续壁480可以以法向角度或小于90度的角度从圆形基部452延伸。由于圆形基部452与连续壁480之间的直径差异，空气沿着空气流动路径282进入通道281的区域286中，所述区域位于壳体255与加热器套筒450之间。当空气沿着连续壁480通过以及通过区域286时，当加热器套筒450传导由加热器400产生的热量时，空气可以被加热器套筒450加热。
空气从区域286流过间隙285。壳体255包括突起266。突起266突出到壳体255的内部以使通道281变窄。间隙285位于突起266与加热器套筒450之间，并且可以小于间隙284。更具体地，壳体255与圆形基部452之间的距离可以大于突起266与连续壁480之间的距离。
在其他示例性实施例中，突起266可以是对准片，并且突起266与加热器套筒450之间的间隙可以大于间隙284。
空气离开间隙284并通过孔324进入囊体300。加热器400能够将气溶胶形成基材220加热到使得气溶胶形成基材220中的调味剂、尼古丁和/或成分被至少部分提取(例如，气溶胶化)以生成从气溶胶形成基材220提取的气溶胶222的程度。加热器400将囊体300和气溶胶形成基材220加热到使得气溶胶形成基材200和气溶胶形成基材220的调味剂、尼古丁和/或其他材料保持低于燃烧温度的程度。
因此，空气与气溶胶形成基材220混合以形成气溶胶222，所述气溶胶存在于囊体300中，通过孔358进入烟道170的第一部分174a，然后进入第二部分174b。
图5A示出了根据至少一个示例性实施例的囊体和加热器的横截面图。图5B至图5C是根据至少一个示例性实施例的图5A的囊体和加热器的透视图。
尽管囊体300被示出为类似于具有升高部分的圆柱体，但是应当理解，可以采用其他配置。例如，形状可以是盘，使得囊体300具有盘状外观。在另一实例中，囊体300的形状可以是盒状的。在其他实例中，囊体300可以具有多边形形状(规则或不规则)，包括三角形、矩形(例如正方形)、五边形、六边形、七边形或八边形。囊体300的结构可以有助于堆叠，以便允许多个囊体被存储在气溶胶生成装置或其他容器中，用于分配新的囊体或接收耗尽的囊体。
囊体300包括基部305和盖子310。基部305和盖子310可以包括合适的导热材料，诸如铝、铝合金、不锈钢、铜合金或其组合。基部305和盖子310可以由相同材料或不同材料制成。例如，盖子310可以由非传导材料(nonconductive material)制成，而基部305由导热材料制成。基部305和盖子310经由连接接口311连接。连接接口311可以沿着基部305的外表面312和/或沿着盖子310的内表面360。连接接口311可以是例如卡扣配合连接或摩擦配合连接。在其他示例性实施例中，可以通过将盖子310的悬挂部350“卷”到基部305上或将基部305和盖子310焊接在一起来连接基部305和盖子310。
在一些示例性实施例中，基部305和盖子310形成一体件，以通过将盖子310的悬挂部350卷到基部310上来减少干预，其方式为使得试图取下盖子310会损坏基部305。
基部305包括外侧312、底侧314和内侧316。外侧312、底侧314和内侧316可以是单件或者每个可以是连接在一起的独立件。内侧316从底侧314延伸到内部顶侧318。内侧316和内部顶侧318限定空腔320。内侧316环绕以限定空腔的直径，并且成角度使得空腔320的直径从底侧314到顶侧318减小。在示例性实施例中，当描述基部305和盖子310时，侧面也可以称为壁。
如图5A所示，空腔320可以是环形的。然而，内侧316的形状和角度可以不同，使得空腔320具有不同的形状。内侧316被成形为允许来自另一个囊体的盖子以配合在空腔320的至少一部分中，从而可以堆叠多个囊体。
外侧312、底侧314和内侧316限定用于包含气溶胶形成基材220的空腔322。
内侧316从底侧314到顶侧318远离外侧312成角度，使得空腔322的宽度从底侧314到顶侧318连续增加。在示例性实施例中，内侧316的壁厚为0.2mm。因此，气溶胶形成基材220的一部分可以距离加热器套筒450 0.2mm。
气溶胶形成基材的空腔322相对于加热器接触区域的横截面保持薄且均匀。在一些示例性实施例中，空腔322的最宽部分在1-2mm之间。这允许对气溶胶形成基材220进行一致和均匀的加热。
内侧316可以成角度，以形成与加热器套筒450的锥形侧460的均匀接触。
在一些示例性实施例中，在顶侧318处的宽度W比在底侧314处的宽度W大50％。例如，在底侧314处的宽度W可以为1mm，并且在顶侧处的宽度W为1.5mm。
然而，示例性实施例不限于此。例如，空腔322可以具有恒定宽度W，并且内侧316可以平行于外侧312。外侧312和内侧316环绕空腔320，其方式为对于沿着高度H的每个距离，宽度W是恒定的。
在一些示例性实施例中，当外侧312和内侧316平行时，实现气溶胶形成基材220的相同横截面轮廓，但是内侧316的壁厚沿着高度H恒定地变化。
在一些示例性实施例中，外侧312被阳极化，以减少热损失并提高能量效率。替代地或附加地，底侧314可以被阳极化。替代地或附加地，盖子310的多个部分可以被阳极化。
如图5A和图5C所示，底侧314包括围绕底侧314布置的多个孔324。孔324可以等距分开。然而，示例性实施例不限于此。孔的数量可以基于计算流体动力学分析。
孔324允许空气进入囊体300。更具体地，空气通过孔324进入并流过空腔322中的气溶胶形成基材220。
孔324的尺寸被确定为使得气溶胶形成基材不从孔中掉出并且不从囊体中被拉出。在一些示例性实施例中，孔324的直径为0.3mm。在其他示例性实施例中，孔324的直径可以更大或更小，这取决于囊体300内的气溶胶形成基材220的颗粒尺寸。
如本文所讨论的，气溶胶形成基材是可以生成气溶胶的材料或材料组合。气溶胶涉及由所公开、要求保护的装置及其等效物生成或输出的物质。该材料可以包括化合物(例如，尼古丁、大麻素)，其中，当所述材料被加热时生成包括所述化合物的气溶胶。加热可以低于燃烧温度以生成气溶胶，而不涉及气溶胶形成基材的大量热解或燃烧副产物(如果有的话)的大量生成。因此，在示例性实施例中，在加热和生成气溶胶的过程中不发生热解。在其他情况下，可能存在一些热解和燃烧副产物，但其程度可能相对较小和/或只是偶然的。
气溶胶形成基材可以是纤维材料。例如，纤维材料可以是植物性材料。该纤维材料被配置成在加热时释放化合物。所述化合物可以是纤维材料的天然成分。例如，纤维材料可以是诸如烟草的植物材料，并且释放的化合物可以是尼古丁。术语“烟草”包括：任何烟草植物材料，其包括来自一种或多种烟草植物物种(诸如黄花烟草和红花烟草)的烟草叶、烟叶塞、再造烟草、压缩烟草、成形烟草或粉末烟草及其组合。
在一些示例性实施例中，烟草材料可以包括来自烟草属的任何成员的材料。此外，烟草材料可以包括两种或更多种不同烟草品种的混合物。可以使用的合适类型的烟草材料的示例包括但不限于，烤烟、伯利烟草、深色烟草、马里兰烟草、东方烟草、稀有烟草、特种烟草及其混合物等。烟草材料可以以任何合适的形式提供，其包括但不限于，烟草薄片、经加工的烟草材料(例如体积膨胀或膨化烟草)、经加工的烟草茎(例如切卷或切割膨化的烟草茎)、再造的烟草材料及其混合物等。在一些示例性实施例中，烟草材料是以基本上干燥的烟草物质的形式存在。此外，在一些情况下，烟草材料可以与丙二醇、甘油、其子组合或其组合中的至少一种混合和/或组合。
所述化合物也可以是具有医学上可接受的治疗效果的药用植物的天然成分。例如，药用植物可以是大麻植物，并且该化合物可以是大麻素。大麻素与体内的受体相互作用，产生广泛的作用。因此，大麻素被用于各种医学用途(例如，治疗疼痛、恶心、癫痫、精神疾病)。纤维材料可以包括来自一种或多种大麻植物的叶和/或花材料，例如大麻、印度大麻和莠草大麻。在一些情况下，纤维材料是60-80％(例如70％)大麻和20-40％(例如30％)大麻的混合物。
大麻素的示例包括四氢大麻酚酸(THCA)、四氢大麻酚(THC)、大麻二酚酸(CBDA)、大麻二酚(CBD)、大麻酚(CBN)、大麻环醇(CBL)、大麻色烯(CBC)和大麻萜酚(CBG)。四氢大麻酚酸(THCA)是四氢大麻酚(THC)的前体，而大麻二酚酸(CBDA)是大麻二酚(CBD)的前体。四氢大麻酚酸(THCA)和大麻二酚酸(CBDA)可以通过加热分别转化为四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD)。在示例性实施例中，来自第一加热器110和/或第二加热器120的热量可以引起脱羧作用，以便将囊体100中的四氢大麻酚酸(THCA)转化为四氢大麻酚(THC)，和/或将囊体100中的大麻二酚酸(CBDA)转化为大麻二酚(CBD)。
在囊体100中同时存在四氢大麻酚酸(THCA)和四氢大麻酚(THC)的情况下，脱羧作用和由此产生的转化将导致四氢大麻酚酸(THCA)的减少和四氢大麻酚(THC)的增加。在囊体100的加热过程中，至少50％(例如至少87％)的四氢大麻酚酸(THCA)可以转化为四氢大麻酚(THC)。类似地，在囊体100中同时存在大麻二酚酸(CBDA)和大麻二酚(CBD)的情况下，脱羧作用和由此产生的转化将导致大麻二酚酸(CBDA)的减少和大麻二酚(CBD)的增加。在囊体300的加热过程中，至少50％(例如至少87％)的大麻二酚酸(CBDA)可以转化为大麻二酚(CBD)。
此外，所述化合物可以是或可以另外包括随后被引入到纤维材料中的非天然添加剂。在一个实例中，纤维材料可以包括棉、聚乙烯、聚酯、人造纤维、其组合等中的至少一种(例如，以纱布的形式)。在另一个实例中，纤维材料可以是纤维素材料(例如，非烟草和/或非大麻材料)。在任一实例中，所引入的化合物可以包括尼古丁、大麻素和/或风味剂。风味剂可以来自天然来源，诸如植物提取物(例如，烟草提取物、大麻提取物)和/或人工来源。在又一个实例中，当纤维材料包括烟草和/或大麻时，该化合物可以是或可以另外包括一种或多种风味剂(例如，薄荷醇、薄荷、香草)。因此，气溶胶形成基材内的化合物可以包括天然存在的成分和/或非天然存在的添加剂。在这方面，应当理解的是，气溶胶形成基材的天然成分的现有水平可以通过补充而增加。例如，可以通过补充含有尼古丁的提取物来增加烟草中尼古丁的现有水平。类似地，大麻中的一种或多种大麻素的现有水平可以通过补充含有此类大麻素的提取物而增加。
在示例性实施例中，空腔322可以包含200-300mg的烟草，并且优选地，在200-230mg之间。
返回参考图5A，盖子310可以包括：悬挂部350，其在连接接口311处提供到基部305的连接。
在一些示例性实施例中，悬挂部350在盖子310与基部305之间提供压配合。悬挂部350允许从基部305移除盖子310。
在其他示例性实施例中，盖子310的悬挂部350被卷到基部305上，其方式为使得试图取下盖子310会损坏基部305。
悬挂部350从基部305的中间部分延伸，在曲面352处过渡到下平面354。当盖子310放置在基部305上时，下平面354从曲面向内延伸到空腔322上。下平面354过渡到升高的平面356。当盖子310被放置在基部305上时，升高的平面356高于下平面354(与基部305的距离更远)，并且位于基部305的顶侧318上。此外，下平面354在空腔322上方过渡到升高的平面356。
升高的平面356包括在升高的平面356的中间部分359中的多个孔358。孔358的数量可以基于经验数据和/或计算流体动力学分析。孔358的尺寸被确定为使得气溶胶形成基材不从孔中掉出并且可以不从囊体中被拉出。在一些示例性实施例中，气溶胶离开孔358的直径为0.3mm。在其他示例性实施例中，孔358的直径可以更大或更小，这取决于囊体300内的气溶胶形成基材220的颗粒尺寸。孔358允许加热气溶胶形成基材220生成的气溶胶离开囊体300。在一些示例性实施例中，孔358的尺寸和数量与孔324的尺寸和数目相同。孔324和358的尺寸被确定为防止气溶胶形成基材离开囊体300。
加热器400可以是通过传导加热囊体300的陶瓷筒加热器。加热器是圆柱形的，并且连接到导线226a和226b，以经由控制器290从电源294接收电力。
加热器400被配置为加热气溶胶形成基材。作为加热的结果，气溶胶形成基材的温度可以升高，并且可以生成气溶胶。
在示例性实施例中，加热器400被配置为在向其施加电流时经受焦耳加热(也称为欧姆/电阻加热)。更详细地说，加热器400可以由导体(相同或不同)形成，并且被配置为当电流通过导体时产生热。电流可以由气溶胶生成装置内的电源294供应。适用于加热器400的导体包括铁基合金(例如，不锈钢)和/或镍基合金(例如，镍铬合金)。在一些示例性实施例中，加热器400是圆柱形的。加热器400的电阻可以为1欧姆，并且加热器400的直径约为2mm，长度约为15mm。此外，尽管在图5A至图5C中示出了加热器400，但应当理解的是，在一些示例性实施例中，加热器400可以是不同的形状。
来自电源的电流可以经由连接到加热器400的电极/导线226a和226b传输。此外，从气溶胶生成装置向加热器400供应电流可以是手动操作(例如，按钮激活)或自动操作(例如，吸气激活)。
加热器套筒450覆盖加热器400的多个部分，并被设计成插入空腔320中。在一些示例性实施例中，加热器套筒450可以由铝制成。更具体地，加热器套筒450的上直径455小于囊体300的基部305的顶侧318的直径。加热器套筒450包括：锥形部分460，其从加热器套筒450的顶表面465延伸到下部分470。锥形部分460成角度，使得直径从顶表面465到下部分470连续增加。因此，直径475大于直径455。
锥形部分460的外表面是锥形的，使得其以与内侧316相同的方式成角度。当加热器400和加热器套筒450插入空腔320中时，这允许锥形部分460接触内侧316。来自顶部的弹簧压力的添加促进了锥形表面460与内侧316之间的接触。
下部分470包括限定空腔485的连续壁480。下部分470包括恒定的直径。
加热器套筒450还包括：孔490，其从顶表面465延伸到空腔485。孔490的尺寸被确定成允许加热器400被插入孔490中，使得当加热器400被插入到孔490中时在顶表面465处被暴露。
此外，加热器套筒450包括：槽495，其从顶表面465延伸到下部分470中。虽然在图5A至图5C中示出槽495的数量是三个，但示例性实施例不限于此。槽495允许加热器套筒450膨胀，以接受加热器400的插入，从而导致施加到加热器400的压力将其保持就位。
套筒450用作加热器400的夹头。当加热器400插入到加热器套筒450中时，已经在加热器套筒450中加工掉的槽495被允许膨胀以接受加热器400，同时仍然向加热器400施加轻压力，促进加热器套筒450与加热器400之间的接触和热传递。
图6示出了根据至少一个示例性实施例的囊体的横截面图。如图6所示，空腔320的深度h1可以为7.95mm。更具体地，深度h1从顶侧318延伸到空腔320与底侧314之间的公共平面600。深度h2是下平面354与底侧314之间的距离。深度h2可以是8.00mm。
盖子310的宽度w1(即，直径)可以是12.30mm，并且包括到下平面354的过渡部分的升高的平面356的宽度w2可以是9.31mm。从下平面354到升高的平面356的过渡部分的设计将气溶胶引导回烟道170的中心轴线。
宽度w3是顶侧318的直径，并且可以是6.61mm。宽度w3也可以被视为空腔320的最小直径。宽度w4是由底侧314限定的空腔320的直径。宽度w4可以是8.39mm，并且可以是空腔320的最大直径。宽度w5是基部305的宽度并且是外侧的直径。宽度w5可以是12.00mm。
宽度w6是基部305和盖子310壁的侧面和表面的厚度，诸如外侧312、内侧316、底侧314、下平面354和升高的平面356。宽度w6可以是0.15mm。在一些示例性实施例中，囊体300的所有壁具有均匀的厚度，允许简化制造。
图7示出了根据至少一个示例性实施例的多个堆叠的囊体。如图7所示，下平面354与升高的平面356之间的初始过渡部710可以与底侧314和内侧316之间的过渡部715具有相同的形状。因此，当堆叠多个囊体时，第一囊体720的初始过渡部710可以匹配第二囊体730的过渡部715。初始过渡部710和过渡部715可以彼此接触，并且第一囊体720的下平面354可以接触第二囊体730的底侧314。此外，第一囊体720的升高的平面356可以突出到第二囊体730的空腔320中。
因此，当堆叠多个囊体时，堆叠的囊体可以形成镶嵌。
图8示出了囊体的空腔的至少一个示例性实施例。
如图8所示，囊体的基部805可以包括空腔822中的多个分隔件810。类似于图3至图7中描述的囊体，空腔822由底侧814、外侧812和内侧816限定。底侧814、外侧812和内侧816可以是空腔822的壁。
分隔件810可以在外侧812与内侧816之间延伸并向下延伸到底侧814。分隔件810可以等距分开，或者可以根据通过空腔822的所需气流放置。
在一些示例性实施例中，板830可以延伸穿过多个分隔件810并在多个分隔件上。板830可以包括孔835。在图8中，板830的形状类似于梯形，然而，板830的形状不限于此。例如，板的形状可以是任何形状，并且可以基于通过空腔822的所需气流。
图9A至图9B示出了根据至少一个示例性实施例的囊体。
图9A示出了囊体900的横截面平面图。囊体900类似于囊体300。因此，将描述囊体900与囊体300之间的差异。囊体900包括基部905和盖子910。与盖子310不同，盖子910可以具有完整的平面920。基部905限定空腔922(类似于空腔322的限定)。空腔922的宽度比空腔322的宽度宽，并且空腔922具有比空腔326的深度小的深度h9。深度h9可以是2mm，并且空腔922具有0.43cm3的总体积，以保持气溶胶形成基材。
孔930延伸穿过盖子910并位于空腔922之上。基部905和盖子910可以在940处点焊。在其他示例性实施例中，盖子910和基部905可以通过其他接合方法在940处接合。
图9B示出了囊体900的底视图。如图9B所示，基部905包括延伸穿过底表面950的多个孔945。底表面950的宽度h10可以大于底侧314的宽度。
虽然本文已经公开了许多示例性实施例，但是应当理解，其他变体可以是可能的。这样的变体不应当被视为背离本公开的主旨和范围，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是所有此类修改都旨在包括在以下权利要求的范围内。

Claims (22)

1.一种用于气溶胶生成装置的囊体，包括：
由导热材料制成的基部，所述基部在其中限定第一空腔，所述基部包括第一表面，所述第一表面限定通向第二空腔的开口，所述第一表面包括穿过所述第一表面的第一多个孔；以及
盖子，所述盖子耦合到所述基部并位于所述基部上，所述盖子包括第二多个孔，所述第二多个孔位于所述盖子的中间部分中，所述第一多个孔和所述第二多个孔限定穿过所述基部和所述盖子的空气流动路径。
2.如权利要求1所述的囊体，其中，所述基部还包括：
第一壁；以及
第二壁，所述第一表面连接所述第一壁和所述第二壁，所述第一表面、所述第一壁和所述第二壁限定所述第一空腔。
3.如权利要求2所述的囊体，其中，随着所述第一壁和所述第二壁从所述第一表面延伸，所述第一空腔的宽度增加。
4.如权利要求3所述的囊体，其中，所述宽度从底部分到顶部分连续增加。
5.如权利要求4所述的囊体，其中，所述宽度最大约为2mm。
6.如权利要求2所述的囊体，其中，所述第一壁、所述第二壁和所述第一表面是一体的。
7.如权利要求1所述的囊体，其中，所述第一多个孔呈圆形图案。
8.如权利要求7所述的囊体，其中，所述第一多个孔在单个圆形线上。
9.如权利要求1所述的囊体，其中，所述盖子包括，
第二表面，以及
第三表面，所述第二表面和所述第三表面处于不同高度，所述第二多个孔位于所述第三表面中。
10.如权利要求9所述的囊体，其中，所述第三表面相对于所述第二表面升高。
11.如权利要求1所述的囊体，其中，所述盖子包括耦合到所述基部的悬挂部。
12.如权利要求1所述的囊体，其中，所述第一空腔的宽度沿第一方向增加，并且所述第二空腔的宽度沿所述第一方向减小。
13.如权利要求12所述的囊体，其中，所述第一方向是所述囊体的纵向方向。
14.如权利要求1所述的囊体，其中，所述第二多个孔位于所述基部的内壁上，所述内壁限定所述第二空腔的端部。
15.如权利要求1所述的囊体，还包括：
在所述第一空腔中的气溶胶形成基材。
16.如权利要求15所述的囊体，其中，所述气溶胶形成基材包括烟草。
17.如权利要求1所述的囊体，其中，所述第二多个孔呈包括至少两个圆的圆形图案。
18.一种气溶胶生成装置，包括：
囊体，所述囊体包括，
由导热材料制成的基部，所述基部在其中限定第一空腔，所述基部包括第一表面，所述第一表面限定通向第二空腔的开口，所述第一表面包括穿过所述第一表面的第一多个孔，以及
盖子，所述盖子耦合到所述基部并位于所述基部上，所述盖子包括第二多个孔，所述第二多个孔位于所述盖子的中间部分中，所述第一多个孔和所述第二多个孔限定穿过所述基部和所述盖子的空气流动路径；以及
加热系统，所述加热系统被配置为加热所述囊体的基部。
19.如权利要求18所述的气溶胶生成装置，其中，所述加热系统包括，
加热器；以及
加热器套筒，所述加热器套筒覆盖所述加热器的一部分。
20.如权利要求19所述的气溶胶生成装置，其中，所述加热器套筒装配成邻接所述第二空腔的壁。
21.如权利要求20所述的气溶胶生成装置，还包括：
偏置元件，以向所述囊体提供力，使得所述囊体接触所述加热器套筒。
22.如权利要求18所述的气溶胶生成装置，还包括：
在所述第一空腔中的气溶胶形成基材。
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