CN116033837A - 气溶胶产生制品 - Google Patents

Abstract

披露了一种气溶胶产生制品(201)，该气溶胶产生制品包括气流通道(211)。制品(201)包括：基质(205)，该基质用于产生气溶胶，其中，基质(205)设置在气流通道(211)的内部；以及阀(101)，该阀设置在气流通道(211)的内部，阀(101)具有打开状态和关闭状态，其中，阀(101)被配置成当处于关闭状态时相对于当处于打开状态时限制气流穿过气流通道(211)。阀(101)包括形状记忆合金(105)，该形状记忆合金被布置成使得阀(101)当被加热至形状记忆合金(105)的转变温度时从关闭状态变为打开状态。

Description

气溶胶产生制品

技术领域

本发明涉及一种用于产生供使用者吸入的气溶胶的气溶胶产生制品。

背景技术

气溶胶产生装置已经成为传统可燃烟草产品受欢迎的替代品。被加热的烟草产品又被称为加热不灼烧产品，是被配置成将烟草基质加热至足以由基质产生气溶胶但不会高到使烟草燃烧的温度的一类气溶胶产生装置。虽然本说明书特别谈及了被加热的烟草产品，但是将理解的是，以下讨论内容同样适用于结合了其他种类的可加热基质的气溶胶产生系统。

在一些被加热的烟草产品中，烟草基质作为单独的制品提供，该单独的制品被装入包含用于加热该制品的设备的气溶胶产生装置中。例如，气溶胶产生装置可以具有制品被装入其中的烤箱隔室(oven compartment)，或可以包括感应加热制品内部的一个或多个感受器的电磁线圈。这种布置比例如可抛弃式装置更具优势，因为这种布置使废料最少化(因为唯一的废料是耗尽的制品)并且仅需使用者携带单个可重复使用的装置。然而，当使用者试图(例如使用打火机)点燃单独的气溶胶产生制品而不是在被加热的烟草装置中以制品的期望方式使用制品时，就会出现安全问题。

与当前的被加热的烟草系统相关联的另一个限制在于，使用者可能在基质达到其期望的操作温度之前就开始在装置上抽吸。这可能会降低使用者的体验，因为这可能导致使用者接收的气溶胶速率不足或质量(例如成分和温度)不令人满意。

需要一种克服这些问题的气溶胶产生系统。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种气溶胶产生制品，该气溶胶产生制品包括：气流通道；基质，该基质用于产生气溶胶，其中，该基质设置在该气流通道的内部；阀，该阀设置在该气流通道的内部，该阀具有打开状态和关闭状态，其中，该阀被配置成当处于该关闭状态时相对于当处于该打开状态时限制气流穿过该气流通道，并且其中，该阀包括形状记忆合金，该形状记忆合金被布置成使得该阀当被加热至该形状记忆合金的转变温度时从该关闭状态变为该打开状态。

形状记忆合金是一类合金，这类合金可以在低的温度下塑料变形、但当被加热至转变温度时回到其原始形式，转变温度对于每种材料来说是特定的。镍钛和铜铝镍是形状记忆合金的示例。

在制品被加热时，基质和阀这两者的温度都增加。在形状记忆合金材料达到转变温度前，该阀保持处于关闭状态，并且阻止气流穿过制品；并且当形状记忆合金材料达到转变温度时，该阀打开，从而允许使用者通过将空气抽吸穿过气流通道而消耗气溶胶。这种布置防止使用者点燃制品，因为当阀处于关闭状态时，空气无法流过包含基质的气流通道，从而防止了基质的持续燃烧。这样还防止制品达到转变温度前，产生的气溶胶从气流通道内释放，因此，阀可以被配置成在制品接近或处于其最佳操作温度前防止使用者抽取气溶胶。

选择形状记忆合金作为阀的材料是特别有利的，这是因为阀的形状在转变温度下急剧转变。这确保了气流腔室在制品被加热时保持关闭、并且接着在阀达到其转变温度时快速打开。相比之下，操作依赖热膨胀的阀(例如双金属阀)的形式随着温度变化而更加逐渐地改变。这是因为大多数适用于此目的的材料(例如铜和铝)的热膨胀速率在这种制品典型使用的温度范围上相对恒定。因此，依赖于热膨胀的阀倾向于逐渐打开，这可能导致阀在基质处于期望温度之前允许气流穿过通道。这可能会因在阀处于部分打开状态时限制气流穿过通道而降低所产生的供使用者接收的蒸气的质量并降低使用者的体验。提供根据本发明的形状记忆合金阀克服了这些限制，这是因为形状记忆合金阀直至其处于转变温度时才打开，但是一旦处于这种温度就快速切换至其完全打开位置，这快速地允许实现气流以最大速率穿过通道。

气溶胶产生制品可以是单次使用的气溶胶产生制品。换言之，气溶胶产生制品可以是可抛弃式的。这意味着一旦基质已经被(例如通过在气溶胶产生装置中使用，气溶胶产生装置的示例将在下文中描述)消耗，制品就要被丢弃或替换。

基质优选地是固体基质。例如，基质可以具有包括烟草的固体棒或球粒的形式。

气流通道优选地由壳体限定。总体而言，壳体可以是能够以上文所限定的方式限定气流通道并且包含基质和阀的任何结构。例如，壳体可以由纸、硬纸板或合适的聚合物材料制成。

气流通道优选地是线性形状、例如圆柱形。这允许基质、阀和气流通道内部的任何其他部件以线性方式布置。圆柱形形状可以由上文所描述的壳体(若提供有的话)的形状限定。

优选地，形状记忆合金被配置成当阀处于关闭状态时形状记忆合金处于第一形式，并且当阀处于打开状态时形状记忆合金处于第二形式；并且，形状记忆合金被布置成使得在处于第一形式时被加热至转变温度时，形状记忆合金从第一形式转变至第二形式，以便将阀从关闭状态变为打开状态。因此，当阀从一个形式变为另一形式时，阀的操作由形状记忆合金的动作控制。

在优选的实施方式中，阀包括：翻片，该翻片被布置成当阀处于关闭状态时基本上关闭气流通道；以及致动部分，该致动部分包括形状记忆合金材料、并且被机械地连接至翻片，其中，该致动部分被布置成使得当阀处于关闭状态时阀被加热至转变温度时，该致动部分移动翻片以便打开气流通道。在这些实施例中，当阀处于关闭状态时，翻片阻挡气流通道。这阻碍了气流穿过通道。当阀处于打开状态时，翻片应该比处于关闭状态时更小程度地(并且优选地基本上完全不)阻碍气流穿过通道。致动部分可以具有参照以上当阀处于关闭状态时的第一形式，以及参照以上当阀处于打开状态时的第二形式。

在特别优选的实施方式中，致动部分和翻片彼此成一体。可以例如通过对形状记忆合金材料的片材进行切削或冲压来容易地制造这种构型的阀。然而，翻片可以由不同的材料(例如金属或聚合物)形成并且附接至阀。

在一些优选实施例中，阀是可感应加热的。当阀被置于时变磁场中时，阀的温度(并且因此，形状记忆合金的温度)将增加，这可以用于加热基质，如稍后将描述的。这确保阀达到转变温度并且正确地打开。可以通过形成形状记忆合金的整个阀来简单地实现这种特征，因为形状记忆合金是传导的(并且因此容易形成涡流，从而产生感应加热)。另外，形状记忆合金典型地能够能够被永久地磁化。在这种情况下，当形状记忆合金被置于振荡磁场中时，由于其磁化强度因磁场变化而重复变化，形状记忆合金将加热以产生热量。这两种机制各自有助于加热阀。如上所述，阀可以简单地是由形状记忆合金形成的单个一体的单元。然而，阀可以结合如上所述的若干不同的材料，只要至少一种材料是可感应加热的。

当被置于时变磁场中时(例如当基质被感应加热时，如稍后将描述的)，形状记忆合金材料将经受感应加热。过度加热形状记忆合金材料可能导致各种问题，例如烧焦基质和/或限定气流通道的材料。因此，在特别优选的实施例中，形状记忆合金材料被配置成当阀处于打开状态时是大致平面的。形状记忆合金材料可以被定向成当处于打开状态时位于与磁场平行的平面中，因此使该形状记忆合金材料拦截的磁通量最小化，并且因此降低该形状记忆合金材料被感应加热的速率。形状记忆合金可以被布置成例如当处于打开状态时平行于气流通道的壁。这提供的另外的优点在于，当阀处于打开状态时，使形状记忆合金对气流通道的阻挡最小化。

形状记忆合金材料优选地具有小于200℃、更优选地小于100℃的居里温度。当在时变磁场中时，形状记忆合金材料经受加热，部分原因是因磁场的强度和方向变化而使得永久磁化发生变化。在高于居里温度时，没有永久磁化可以存在，所以这种特征降低了形状记忆合金材料在使用中被过度加热的可能性。

在优选的实施方式中，气溶胶产生制品包括用于加热基质的一个或多个可感应加热的感受器，该一个或多个可感应加热的感受器设置在气流通道的内部。气溶胶产生制品可以置于时变磁场(该时变磁场可以由制品被装入其中的气溶胶产生装置提供)中，该时变磁场将加热感受器、并且因此加热基质。这提高了基质受热的均匀性。在特别优选的实施例中，可感应加热的感受器嵌入基质中。这进一步提高了基质受热的均匀性。

气溶胶产生制品优选地包括用于过滤由材料部分产生的气溶胶的过滤器。例如，过滤器可以设置在气流通道的内部。过滤器可以被配置成对穿过该过滤器的气溶胶进行冷却。

本发明的第二方面提供了一种气溶胶产生系统，该气溶胶产生系统包括：根据本发明的第一方面的气溶胶产生制品；以及加热装置，该加热装置被布置成在使用中加热基质。加热装置可以是通过吸入促进所产生的蒸气的消耗的手持式装置，并且可以包括附加特征，比如给加热装置供电的电源、以及与腔室流体连通由此使用者可以从制品抽吸气溶胶的吸嘴。

加热装置优选地包括腔室，该腔室被适配成固持气溶胶产生制品同时由加热装置对其进行加热，并且气溶胶产生制品可以从该腔室移除。这使得能够在气溶胶产生制品一旦被消耗就移除和替换该气溶胶产生制品，这在所提供的气溶胶产生制品是单次使用的类型时是特别方便的。例如，腔室可以包括开口，气溶胶产生制品可以经由该开口而被接纳和移除。

在根据本发明的第二方面的系统中，气溶胶产生制品优选地包括用于加热基质的一个或多个可感应加热的感受器，该一个或多个可感应加热的感受器设置在气流通道的内部。在上文参照本发明的第一方面所给出的对于这些特征的讨论在此同样适用。

在气溶胶产生制品包括一个或多个可感应加热的感受器的情况下，加热装置优选地包括感应器，该感应器被配置成在使用时产生适用于加热该一个或多个可感应加热的感受器的振荡磁场。有利的是，感应器可以包括用电线圈、例如螺旋线圈。当电流通过线圈时，在这种线圈内部产生的磁场会很强且高度均匀，因为磁场线沿着线圈缠绕的轴线彼此平行。这样，线圈可以被适配成使得气溶胶产生制品可以设置在线圈的内部，优选地使得气流通道与线圈同心。在特别优选的实施例中，线圈可以被布置成包围上文所描述类型的腔室，这使得能够将气溶胶产生制品容易地置于线圈内部并且从该线圈的内部移除。

附图说明

现在将参照附图来描述根据本发明的气溶胶产生装置的示例，在附图中：

图1示出了适用于本发明的实施例的阀，该阀在(a)中处于打开状态、在(b)中处于关闭状态；

图2是根据本发明的实施例的气溶胶产生制品的截面视图；以及

图3示出了根据本发明的第二方面的气溶胶产生系统的示例。

具体实施方式

图1(a)和图1(b)示出了适用于根据本发明的气溶胶产生制品的阀101的示例。该阀包括椭圆形翻片103，该翻片附接至致动部分105。

致动部分105由形状记忆合金材料形成。当形状记忆合金处于其转变温度以下时，该形状记忆合金具有第一形式，并且当形状记忆合金被加热至转变温度时，该形状记忆合金转变至第二形式。当处于第一形式时，如图1(a)中所示，致动部分105具有弯曲形状。当致动部分105被加热至转变温度时，该致动部分转变至第二形式，如图1(b)中所示，形状为平面的。随着致动部分105从第一形式转变至第二形式，该致动部分使翻片103移动。如稍后将示出的，致动部分105的第一形式和第二形式可以限定阀101的关闭状态和打开状态。

翻片103可以由与致动部分105相同的形状记忆合金形成，在这种情况下，阀101可以被形成为单个一体的单元。然而，这不是必需的，因为翻片103自身不需要以形状记忆合金所能实现的方式来改变形式。因此，翻片103可以单独地例如由金属或聚合物制造并且附接至致动部分105。

图2(a)示出了根据本发明的实施例的气溶胶产生制品201的截面视图。气溶胶产生制品201包括壳体203，该壳体限定了气流通道211，气溶胶产生制品201的部件被设置在该气流通道的内部。例如，壳体203的形状是圆柱形的并且可以由纸、硬纸板或合适的聚合物系材料制成。

材料部分213被设置在气流通道211的内部、在制品201的一端处。材料部分包括基质205，该基质在被加热时产生适用于通过吸入消耗的气溶胶。该基质可以包括例如呈再造烟草形式的烟草、或在被加热时产生适用于通过吸入消耗的蒸气的任何其他基质。该基质还可以包括添加剂(比如湿润剂、香料和调味剂)。在此示例中，材料部分213还包括嵌入基质205中的多个可感应加热的感受器207。当被置于时变磁场时，感受器207将从电磁场接收到的电磁能转换为热量，并且进而加热基质205。感受器207可以例如由铝、铁、镍、不锈钢或合金(例如镍铬或镍铜)制成。在此示例中，每个感受器207的形式为长形条或棒，该长形条或棒沿着气流通道211的方向延伸。

气流通道211的另一端是过滤器209。过滤器209允许由基质205产生的气溶胶被使用者抽吸穿过过滤器，并且对穿过该过滤器的气溶胶进行冷却。过滤器209可以被适配成模仿常规香烟过滤器的外观和触感。

如上文参照图1(a)和图1(b)描述的阀101被设置在气流通道211的内部、在基质205与过滤器209之间。致动部分105(例如，通过粘合剂)被附接至壳体203的内表面。在图2(a)中，阀101处于转变温度以下，并且致动部分具有上文所描述的第一形式。翻片103背离壳体203的表面伸出，其方式为使得该翻片关闭气流通道211，从而防止气流穿过制品201。在此示例中，翻片103背离气流通道211的内表面以非垂直的角度伸出，并且翻片103的椭圆形形状与气流通道211的圆柱形形状相协作，使得当翻片103处于此位置时，气流通道211几乎或完全关闭。由于当阀101处于关闭状态时，空气无法被抽吸穿过制品201，因此很难实现基质205的持续燃烧。这防止使用者以常规香烟的方式点燃制品201，并且确保制品201只能通过与能够以其方式为使得阀101打开的方式加热制品201的合适装置一起使用而被消耗。

如上文所解释的，致动部分105当被加热至形状记忆合金的转变温度时转变至第二形式。在此情况发生时，致动部分105移动翻片103使得翻片平坦地抵靠在壳体203的内表面上。因此，致动部分105的第二形式限定了阀101的打开状态，在该打开状态下，翻片基本上不阻挡气流通道211，并且空气可以被使用者抽吸穿过制品201。图2(b)示出了当阀101处于打开状态时的制品201。

阀101达到形状记忆合金的转变温度的速度相对于基质加热的速率可以通过改变阀101的特性来控制。阀101的总加热能力取决于形成翻片103和致动部分105的材料，并且还取决于这些部件的尺寸(因为，随着阀101中的任何给定材料的量增加，阀101的加热能力也会增加)。如果阀101的加热能力增加，则阀在其达到转变温度之前一定会吸收和保留更多的热量。因此，通过选择阀101的材料和尺寸以提供合适的加热能力，阀101打开的时间点(相对于制品201的加热开始)可以改变，使得截止到阀101打开时，更多或更少的热量被供应到制品201、并且因此供应到基质205。

现在将讨论使用制品101的过程中有利于加热阀101的过程。在此示例中，基质205包含多个可感应加热的感受器207，如上文所解释的，该多个可感应加热的感受器在被置于与气流通道211延伸所沿的方向对齐(或具有基本上沿该方向对齐的分量)的时变磁场时产生热量。感受器207加热周围的基质205，这样使气溶胶得以释放。气溶胶填充气流通道211的阀101所处的区段，并且因此加热阀101。在一些实施例中，阀101可以被配置成使得仅由气溶胶加热足以使致动部分105转变到第二形式，使得阀101改变为打开状态。

阀101、特别是形状记忆合金(该形状记忆合金形成致动部分105，并且在一些实施例中还形成翻片103)还可以被配置成当被放置在时变磁场时产生热量。这种加热通过两个主要模式发生。第一模式是由于时变电磁场在阀的导电材料(包括但不一定限于形状记忆合金)中感应出的涡流而引起的电阻加热。第二模式是通过由变化的电磁场引起的形状记忆合金(以及阀中的任何其他磁化的材料)的磁化改变而产生热量。仅当形状记忆合金低于其居里温度时才会出现这种第二模式的热量产生，高于其居里温度时不存在永久磁化。如上文所解释的，优选地的是形成阀101的(多种)材料的居里温度足够低，使得这种模式的热量产生在阀101处于打开状态时停止。

如在图2(b)中可以看出的，当阀101处于打开状态时，翻片103和致动部分105呈现大致平面的构型。首先，在阀101打开时，这样使对气流通道211的阻挡最小化。当制品被置于适用于加热感受器207的这种振荡磁场(即，大致沿着气流通道211延伸所沿的方向对齐的磁场)内时，这样还使由阀101拦截的磁通量最小化。结果，当阀101处于打开状态时，阀101被这种磁场感应加热的速率极大地降低。这防止阀101达到过高的温度，进而防止壳体203、过滤器209和基质205被阀101烧焦。

目前，已经描述了通过制品101的部件与振荡磁场相互作用的热量产生模式。然而，如上文所描述的制品201包括可感应加热的感受器207不是必需的。若省去感受器207，则可以简单地将制品201放置在大致均匀地加热材料部分213(或实际上整个制品201)的烤箱中，以便实现用于产生气溶胶的足够温度。在这种情况下，阀101因制品101的整体加热和基质205所释放的热气溶胶的存在而能够被加热。如在以上示例中的，可以控制阀101的特性(例如阀和致动部分的材料、形状和厚度)，使得当制品101达到所期望的特定温度时，发生到打开状态的转变。

图3是根据本发明的第二方面的气溶胶产生系统的部分的截面视图。该系统包括呈螺旋线圈301形式的感应器。该系统还包括如上文参照图2描述的气溶胶产生制品201。制品201被定位在线圈301内，使得线圈301和气流通道211彼此同心。当交流电流穿过线圈301时，产生振荡磁场，该振荡磁场在线圈内沿着气流通道211的方向对齐。这以上文所描述的方式加热感受器207，并且还可以通过感应和/或磁热损耗产生对阀101的加热。

该系统可以包括在此未示出的其他部件。线圈301可以布置在适用于固持制品101的腔室内或围绕腔室。腔室可以与入口和吸嘴流体连通，该入口和吸嘴一起允许空气被抽吸穿过制品(由此空气通过入口进入并且经由吸嘴排出)，使得使用者可以通过在吸嘴上进行抽吸来消耗气溶胶。腔室可以被适配成固持气溶胶产生制品201同时由线圈301对其加热并且使得可以在使用之后例如通过腔室中的开口将气溶胶产生制品201从腔室移除。结合线圈的装置还可以包括在使用中为线圈301供电的电源(例如可充电电池)。一旦制品101被耗尽，制品就可以从装置弹出以进行处置，并且用新鲜的制品进行替换。

Claims (13)

1.一种气溶胶产生制品，该气溶胶产生制品包括：

气流通道；

基质，该基质用于产生气溶胶，其中，该基质设置在该气流通道的内部；

阀，该阀设置在该气流通道的内部，该阀具有打开状态和关闭状态，其中，该阀被配置成当处于该关闭状态时相对于当处于该打开状态时限制气流穿过该气流通道，并且其中，该阀包括形状记忆合金，该形状记忆合金被布置成使得该阀当被加热至该形状记忆合金的转变温度时从该关闭状态变为该打开状态。

2.如权利要求1所述的气溶胶产生制品，其中，该形状记忆合金被配置成当该阀处于该关闭状态时该形状记忆合金处于第一形式，并且当该阀处于该打开状态时该形状记忆合金处于第二形式，并且其中，该形状记忆合金被布置成使得在处于该第一形式时被加热至该转变温度时，该形状记忆合金从该第一形式转变至该第二形式，以便将该阀从该关闭状态变为该打开状态。

3.如权利要求1或权利要求2所述的气溶胶产生制品，其中，该阀包括：

翻片，该翻片被布置成当该阀处于该关闭状态时基本上关闭该气流通道；以及

致动部分，该致动部分包括该形状记忆合金材料、并且机械地连接至该翻片，其中，该致动部分被布置成使得当该阀处于该关闭状态时该阀被加热至该转变温度时，该致动部分移动该翻片以便打开该气流通道。

4.如权利要求3所述的气溶胶产生制品，其中，该致动部分和该翻片彼此成一体。

5.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生制品，其中，该形状记忆合金材料被配置成当该阀处于该打开状态时是大致平面的。

6.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生制品，其中，该形状记忆合金材料具有小于200℃、优选地小于100℃的居里温度。

7.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生制品，其中，该阀是可感应加热的。

8.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生制品，该气溶胶产生制品进一步包括用于加热该基质的一个或多个可感应加热的感受器，该一个或多个可感应加热的感受器设置在该气流通道的内部。

9.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生制品，该气溶胶产生制品进一步包括用于过滤由该材料部分产生的气溶胶的过滤器。

10.一种气溶胶产生系统，该气溶胶产生系统包括：

如任一前述权利要求所述的气溶胶产生制品；以及

加热装置，该加热装置被布置成在使用中加热该基质。

11.如权利要求10所述的气溶胶产生系统，其中，该气溶胶产生制品包括用于加热该基质的一个或多个可感应加热的感受器，该一个或多个可感应加热的感受器设置在该气流通道的内部。

12.如权利要求11所述的气溶胶产生系统，其中，该加热装置包括感应器，该感应器被配置成在使用时产生适用于加热一个或多个可感应加热的感受器的振荡磁场。

13.如权利要求12所述的气溶胶产生系统，其中，该感应器包括用电线圈。

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