CN116916770A

CN116916770A - 用于气溶胶产生装置的加热组件

Info

Publication number: CN116916770A
Application number: CN202280013756.2A
Authority: CN
Inventors: E·胡普凯斯; D·P·沃尔曼
Original assignee: JT International SA
Current assignee: JT International SA
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2023-10-20
Also published as: KR20230145067A; WO2022167261A1; JP2024505782A; EP4287879A1; TW202235016A

Abstract

披露了一种用于气溶胶产生装置(100)的加热组件(200)。该加热组件(200)包括加热腔室(202)，该加热腔室具有用于接纳气溶胶基质的开口(204)。电绝缘材料涂层(206)形成在该加热腔室(202)的表面上。导电材料涂层(208)至少部分地涂覆该电绝缘材料涂层(206)。该导电材料涂层(208)被配置为在被供应电流时充当焦耳加热器。该电绝缘材料涂层(206)防止该导电材料涂层(208)与该加热腔室(202)之间的任何接触。

Description

用于气溶胶产生装置的加热组件

本发明涉及一种用于气溶胶产生装置的加热组件。本披露尤其适用于一种便携式气溶胶产生装置，该装置可以是自含式的且低温的。此类装置可以通过传导、对流和/或辐射来对烟草或其他合适的气溶胶基质材料进行加热而不是灼烧，以产生供吸入的气溶胶。

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比如香烟、雪茄、小雪茄和卷烟等传统的烟草产品。与在传统的烟草产品中灼烧烟草不同，可获得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(HNB)的装置。这种类型的装置通过将气溶胶基质(即，消耗品)加热到通常在150℃到300℃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会释放气溶胶，这种气溶胶包括使用者寻求的组分但不包括燃烧产生的不期望副产物。此外，通过加热烟草或其他可气溶胶化材料而产生的气溶胶典型地不包含可能由燃烧产生的可能对于使用者来说不愉快的烧焦味或苦味。

在已知的加热不灼烧装置中，期望提高加热过程的效率，同时还确保装置的可靠操作。还期望提高制造加热组件的容易性。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于气溶胶产生装置的加热组件，该加热组件包括：加热腔室，该加热腔室具有用于接纳气溶胶基质的开口；形成在该加热腔室的表面上的电绝缘材料涂层；以及至少部分地涂覆该电绝缘材料涂层的导电材料涂层，其中，该导电材料涂层被配置为在被供应电流时充当焦耳加热器，并且其中，该电绝缘材料涂层防止该导电材料涂层与该加热腔室之间的任何接触。

以此方式，显著地改善了加热组件的能量效率。特别地，由于电绝缘材料层和导电材料层被形成为与下方的层形成直接粘合(例如化学粘合)的涂层，因此在这些层之间不存在否则会导致热损失的气隙或其他热中断。这实现了对加热腔室的加热时间和冷却时间的改进，同时还提供了可靠且紧凑的加热组件。相比之下，在用于气溶胶产生装置的常规加热组件中，加热元件典型地布置在介电背衬膜上并使用比如热收缩膜等聚合物包裹物附接至加热腔室。由于气隙的存在，这种包裹层构型导致显著的热损失。此外，用塑料膜来包裹常规组件的要求需要手动生产过程。通过利用导电材料涂层作为加热元件，不再需要塑料包裹物来将加热层固定至加热组件，由此允许使用自动化过程而不是手动过程来生产加热组件。此外，使用涂层而不是离散的预成型加热元件允许在加热层的形状和所得特性方面获得改善的灵活性。例如，与预成型加热元件相比，导电材料涂层符合下面的表面的特定形态，该预成型加热元件无法与该表面贴合从而导致热传递效果不佳。

术语“涂层”是指在其施加到基质上期间形成的层。例如，在对加热腔室的表面施加电绝缘材料期间，形成电绝缘材料涂层。类似地，在对电绝缘材料涂层施加导电材料期间形成导电材料涂层。每个涂层在其施加之前不作为离散层存在。特别地，涂层可以被定义为通过对下面的基质施加液体、蒸气、或气态材料而形成的层。这与比如PEEK或聚酰亚胺膜等膜或常规的加热轨道形成对比，这些膜是预成型的并且在施加之前作为离散层存在。

优选地，电绝缘材料涂层在加热腔室的表面上被形成为刚性层。相比之下，常规的电绝缘膜(比如PEEK或聚酰亚胺)作为柔性层附接在加热腔室的表面上。

优选地，导电材料涂层形成在电绝缘材料涂层上。

优选地，加热腔室是管状的，并且，电绝缘材料涂层形成在加热腔室的周向表面上。

替代性地，加热腔室被成形为板、或是“C”形的。在这种情况下，电绝缘材料涂层可以形成在加热腔室的凸出部上。

优选地，该导电材料涂层化学地粘合至该电绝缘材料涂层。即，电绝缘传导材料涂层208与电绝缘材料涂层206形成其自身的化学粘合，由此消除对粘合剂或其他粘合材料的需求。

优选地，导电材料涂层通过物理沉积或化学沉积而沉积在电绝缘材料涂层上。

优选地，导电材料涂层是金属或金属氧化物。

在可能的替代方案中，导电材料涂层是非金属的、优选地为碳。

优选地，导电材料涂层在电绝缘材料涂层上被形成为曲折图案。以此方式，导电材料涂层能够向气溶胶基质提供均匀的热量分布，同时保持能量高效。此外，可以根据加热组件的操作要求、通过将导电材料涂层形成为不同的图案来定制导电材料涂层的热特性。还可以形成特定图案来对电绝缘材料涂层提供额外的功能，例如热敏电阻或天线功能。该图案可以形成单一的加热器轨道或路径、或两个或更多个加热器轨道或路径(这些加热器轨道或路径可以独立地或同时被加热)。

优选地，该导电材料涂层被形成为完整的表面，其沿该加热腔室的周向方向完全环绕该电绝缘材料涂层。以此方式，简化了制造过程，同时确保被接纳在加热腔室内的气溶胶基质接收均匀的热量分布。

优选地，导电材料涂层被形成为周向间隔开的多个带，其沿加热腔室的轴向方向延伸。以此方式，例如通过金属蒸发工艺可以选择性地施加导电材料涂层，以根据加热腔室和/或气溶胶基质的构型来提供集中的加热区。例如，这些带可以对应于加热腔室的凹入区域和/或平坦区域定位。

优选地，加热腔室的、电绝缘材料涂层形成在其上的周向表面是加热腔室的外表面。以此方式，导电材料涂层被布置在加热组件的外部上，使得在操作期间，在导电材料涂层中产生热量并使热量穿越电绝缘材料涂层传导到加热腔室，由此加热被接纳在加热腔室内的气溶胶基质。

优选地，加热腔室的、电绝缘材料涂层形成在其上的周向表面是加热腔室的内表面。加热腔室的内表面是面向空腔的表面，该空腔经由开口接纳气溶胶产生制品的至少一部分。以此方式，导电材料涂层被布置在加热腔室的内部内，使得在操作期间，被接纳在加热腔室内的气溶胶基质与导电材料涂层对接并且被导电材料涂层直接加热。

优选地，该加热组件进一步包括第一电极和第二电极，该第一电极连接至导电材料涂层的第一轴向端，该第二电极连接至导电材料涂层的相反的第二轴向端，使得在使用中，电流可以从第一电极经由导电材料涂层流到第二电极。

优选地，该第一电极和该第二电极各自被形成为环，其沿周向方向环绕该加热腔室。以此方式，提供了一种紧凑且鲁棒的电极构型。此外，由于每个电极围绕加热腔室与导电材料涂层直接对接，因此可以产生集中的加热区域。

优选地，加热组件包括在导电材料涂层的表面上的第三材料局部触点。这些局部触点可以形成用于容易地用比如铅或银的钎焊材料来钎焊或焊接电线的点。选择第三材料是因为其能够固定、例如涂覆在导电材料上并用钎焊材料钎焊。局部触点可以是金或镍或其他金属。例如，可以通过电镀来施加第三材料。

优选地，导电材料涂层具有小于100微米的厚度。在示例中，该厚度小于50微米、例如在5至45微米之间。以此方式，提供了一种薄的且能量高效的加热层。

优选地，加热腔室的外表面具有一个或多个凹入区域，这些凹入区域沿加热腔室的轴向方向延伸。以此方式，这些区域可以向内朝向加热腔室的内部突出，由此增大了加热腔室与被接纳在加热腔室内的气溶胶基质之间的接触水平。

优选地，导电材料涂层与该一个或多个凹入区域重合地形成。以此方式，导电材料涂层可以优先加热气溶胶基质的、与凹入区域相邻的部分(例如，气溶胶介质的、与向内突出部接触的部分)。优选地，导电材料涂层进一步形成在两个或更多个凹入区域之间。以此方式，导电材料涂层还加热位于气溶胶基质的、与向内突出部接触的部分之间的气溶胶基质部分。

优选地，电绝缘材料涂层包含以下中的一种或多种：陶瓷、硅树脂、玻璃、氧化硅、碳和类金刚石碳(DLC)。以此方式，与例如通常用于常规电绝缘膜的聚酰亚胺相比，电绝缘材料涂层具有高电击穿电压和高导热性。这样的材料还允许用于薄涂层，由此提供对被接纳在加热腔室内的气溶胶基质的改善热传递。这些特性有利地减少了加热腔室的加热时间和冷却时间，并且改善了加热组件的能量效率。此外，此类材料展现出比聚酰亚胺更高的热稳定性。

优选地，使用等离子体增强化学气相沉积来沉积电绝缘材料涂层。优选地，使用等离子体增强化学气相沉积来沉积电绝缘材料涂层包括：使用射频电激发源和包含CH₄的载气来沉积包含金刚石碳、DLC或金刚石的薄膜。优选地，使用以下中的一种来沉积导电材料涂层：化学沉积；物理沉积；喷墨；或凹版印刷。例如，可以使用热蒸发、真空蒸发、金属束蒸发、溅射、脉冲激光沉积、化学气相沉积(CVD)或Arc-PVD(阴极电弧沉积)来施加导电材料涂层。

优选地，该导电材料涂层通过使用以下中的一种在该电绝缘材料涂层上被形成为曲折图案：蚀刻、掩蔽、激光切割或丝网印刷。

优选地，该导电材料涂层包含钛(并且可选地由其组成)。在另一示例中，电绝缘材料涂层可以包含银或银墨(并且可选地由其组成)。

优选地，电绝缘材料涂层具有0.3至10微米的厚度。以此方式，提高了穿越电绝缘材料涂层的热传递效率，同时确保加热腔室保持恰当的电绝缘。

优选地，加热腔室包括沿加热腔室的轴向方向延伸的一个或多个平坦化区域。以此方式，该一个或多个平坦化区域用来压缩被接纳在加热腔室内的气溶胶基质的外表面，从而实现该一个或多个平坦化区域与气溶胶基质之间的更紧密且更一致的接触。这提供了从加热腔室到气溶胶基质的改善的热传递。

例如，加热腔室在一个或多个平坦化区域的方向上的半径可以小于被接纳在加热腔室内的(例如，柱形)气溶胶基质的半径，使得该一个或多个平坦化区域压缩气溶胶基质的一个或多个相邻部分。相比之下，加热腔室在一个或多个弯曲区域(即，加热腔室的、在平坦化区域之间的区域，这些区域限定了加热腔室的大体柱形形状)的方向上的半径可以等于或小于被接纳在加热腔室内的(例如，柱形)气溶胶基质的半径，使得该一个或多个弯曲区域不压缩气溶胶基质的相邻部分。因此，有利的是，可以沿着加热腔室的长度、在一个或多个弯曲区域与气溶胶基质之间限定一个或多个气流通道。

优选地，该电绝缘材料涂层形成在该一个或多个平坦化区域上。因此，形成在该电绝缘材料涂层上的导电材料涂层也与该一个或多个平坦化区域相邻定位。在一个示例中，该电绝缘材料涂层可以形成在加热腔室的一个或多个平坦化区域的内表面上。在另一示例中，该电绝缘材料涂层可以形成在加热腔室的一个或多个平坦化区域的外表面上。

优选地，该加热腔室包括两个可分开的本体区段。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造根据第一方面的加热组件的方法。

优选地，该制造方法包括：提供加热腔室，该加热腔室具有用于接纳气溶胶基质的开口，其中，在该加热腔室的表面上形成电绝缘材料涂层；以及沉积至少部分地涂覆该电绝缘材料涂层的导电材料涂层，其中，该导电材料涂层被配置为在被供应电流时充当焦耳加热器，并且其中，该电绝缘材料涂层防止该导电材料涂层与该加热腔室之间的任何接触。

优选地，电绝缘材料涂层通过以下围绕加热腔室的表面形成：将电绝缘材料涂层围绕加热腔室的表面沉积。

优选地，该加热腔室是管状的，并且，该电绝缘材料涂层形成在该加热腔室的周向表面上。

替代性地，该加热腔室被成形为板、或是“C”形的。在这种情况下，该电绝缘材料涂层可以形成在加热腔室的凸出部上。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括根据第一方面的加热组件的气溶胶产生装置。

根据本发明的第四方面，提供了一种包括气溶胶基质和根据第三方面的气溶胶产生装置的气溶胶产生系统。

附图说明

现在将参照附图通过示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明实施例的示例性气溶胶产生装置；

图2是根据本发明实施例的加热组件的示意性截面视图，该加热组件包括电绝缘材料涂层和导电材料涂层；

图3是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括以曲折图案形成的导电材料涂层；

图4是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括以曲折图案形成的导电材料涂层；

图5是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括沿周向方向完全环绕加热腔室的导电材料涂层；

图6是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括沿周向方向完全环绕加热腔室的导电材料涂层；

图7是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括与加热腔室的一个或多个平坦化区域相邻布置的导电材料涂层；

图8是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括与加热腔室的一个或多个凹入区域相邻布置的导电材料涂层；以及

图9A、图9B和图9C是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括布置在加热腔室内部内的导电材料涂层。

图10是根据本发明实施例的加热组件的立视图，该加热组件包括以曲折图案形成在加热腔室的外部上的导电材料涂层。

具体实施方式

本文中的附图遵循编号惯例，其中一个或多个第一数字对应于附图编号，其余数字标识附图中的元件或部件。不同附图之间的相似元件或部件可以通过使用相似数字来标识。例如，206可以参考图2中的元件“06”，并且相似元件在图3中可以被称为306。本领域技术人员应理解的是，对每个元件的特性和构型的描述同样可以适用于其他实施例中的对应元件。

图1展示了根据本发明实施例的气溶胶产生装置100。气溶胶产生装置100以组装构型展示，其中内部部件可见。气溶胶产生装置100是加热不灼烧装置(还可以被称为烟草蒸气装置)、并且包括加热组件200，该加热组件被配置用于接纳气溶胶基质、比如气溶胶产生材料(例如烟草)杆。加热组件200可操作来加热但不灼烧气溶胶产生材料杆，以产生供用户吸入的蒸气或气溶胶。当然，技术人员应了解的是，图1中描绘的气溶胶产生装置100简化了根据本发明的示例性气溶胶产生装置。其他类型和构型的烟草蒸气产品、汽化器或电子烟也可以用作根据本发明的气溶胶产生装置。

图2示出了根据本发明实施例的加热组件200的截面示意图。加热组件200包括加热腔室202，该加热腔室还被称为导热外壳、被配置用于将气溶胶基质(还被称为消耗品)容装在其中。特别地，加热腔室202限定了大致柱形空腔，气溶胶基质杆可以定位在该空腔中。加热腔室202是管状的、例如大致柱形的，并且具有位于加热腔室202的纵向端处的开口204。在使用中，用户可以将气溶胶基质穿过加热腔室202中的开口204插入，使得气溶胶基质位于加热腔室202内并且与加热腔室202的内表面201对接。加热腔室202的长度可以被配置成使得气溶胶基质的一部分突出穿过加热腔室202中的开口204、即在加热组件200之外，并且可以被接收在用户的嘴里。

加热腔室202包含金属并且优选地由金属组成，使得提供穿过加热腔室202的侧壁到气溶胶基质的有效热传递，同时还确保加热腔室202具有足够的结构稳定性和耐用性。适合的金属的示例包括钢或不锈钢或铝。

加热腔室202的(周向)侧壁的厚度优选地为0.1mm或更小、或更优选地在0.07至0.09mm之间。这允许穿过加热腔室202的侧壁到消耗品的有效热传递，同时维持足够的结构稳定性。加热腔室202具有与开口204相反的封闭端，其中该封闭端的厚度优选地为0.2至0.6mm，这进一步增加了加热腔室202的结构刚性。在共同未决的PCT/EP 2020/074147中描述了用于制造加热腔室202的方法。

技术人员应了解的是，加热腔室202不限于柱形。例如，加热腔室202可以被形成为立方形、锥形、半球形或其他形状空腔，并且被配置用于接纳互补形状的气溶胶基质。此外，在一些实施例中，加热腔室202可以不完全环绕气溶胶基质，而是仅接触气溶胶基质的有限区域。

例如，加热腔室202可以是大致柱形的，但包括一个或多个长形凹入区域，这些凹入区域向内突出以在加热腔室202的内表面201上形成长形突出部，如稍后参见图6和图8描述的。这些凹入区域可以在压力下将流体注射到加热腔室202中、通过压入加热腔室202的外表面203而产生，以提供在加热腔室的内表面201上沿长度方向延伸的对应的多个长形突出部。

在另一示例中，加热腔室202可以是大致柱形的、但包括一个或多个平坦化区域，这些平坦化区域沿加热腔室202的轴向方向延伸，如稍后参见图5和图7描述的。在这种情况下，加热腔室202可以被配置成使得被接纳在加热腔室202中的气溶胶基质杆被加热腔室202的一个或多个平坦化区域压缩。加热腔室的周向表面的其他区域(即，连接一个或多个平坦化区域的加热腔室区段)可以被配置成使得它们不接触接纳的气溶胶基质杆，由此沿着加热腔室的长度形成一个或多个气流通道。电绝缘材料涂层206(还被称为电绝缘层)环绕加热腔室202的外表面203。特别地，电绝缘材料涂层206与加热腔室202的周向外表面203相邻(即，邻接、接触)。电绝缘材料涂层206直接粘合至加热腔室202的外表面203，即，在电绝缘材料涂层206与加热腔室202之间形成化学粘合。在图2中，电绝缘材料涂层206被描绘为仅沿着加热腔室202的外表面203的长度的一部分延伸。然而，技术人员应了解的是，在其他实施例中，电绝缘材料涂层206可以沿着加热腔室202的整个长度延伸。此外，技术人员应了解的是，电绝缘材料涂层206可以仅部分地环绕加热腔室202的外表面。

电绝缘材料涂层206优选地包含具有高电击穿电压(即，约100伏或更高)和高导热性的材料。例如，电绝缘材料涂层206可以包含陶瓷、硅树脂、玻璃、硅氧化物、碳或其组合。在另一示例中，电绝缘材料涂层206可以包括类金刚石碳(DLC)(或可选地由其组成)。优选地，电绝缘材料涂层206的厚度在0.3至10微米之间、更优选地在0.5至6微米之间。这样的特性提供了到被接纳在加热腔室202内的气溶胶基质的改善的热传递，同时确保加热腔室202保持电绝缘。有利的是，可以减少加热腔室202的加热时间和冷却时间，由此提高加热组件200的能量效率。

导电材料涂层208叠加(即，涂覆)在电绝缘材料涂层206上。即，导电材料涂层208在电绝缘材料涂层206的与加热腔室202相反的这侧上直接粘合至电绝缘材料涂层206。以此方式，在导电材料涂层208与电绝缘材料涂层206之间形成化学粘合，这确保了这些层之间的完全粘附。

导电材料涂层208被配置为用作焦耳加热器。换言之，导电材料涂层208被配置为响应于电流的流动而释放热量。此物理效应可以被称为焦耳加热、电阻加热或欧姆加热。在使用中，可以从比如电池(未描绘)等电源向导电材料涂层208供电，使得导电材料涂层208的温度升高，并且热能穿越电绝缘材料涂层206传递至加热腔室202。被接纳在加热腔室202内的气溶胶基质被加热腔室202传导加热以产生供用户吸入的气溶胶。

导电材料涂层208优选地包含金属。例如，导电材料涂层208可以优选地主要包含钛(并且可选地由其组成)。在另一示例中，电绝缘材料涂层可以包含银或银墨(并且可选地由其组成)。特别地，银墨涂层可以通过将丁基卡必醇中的银墨薄片施加到电绝缘材料涂层、例如通过筛网印刷、并且随后固化该组合物、例如在340℃下固化20分钟来形成。该涂层还可以包含碳或金属氧化物半导体或导体。金属氧化物的示例为：TiO2、NiO、TiN或TiB2。该材料的电导率高于10^-3S/m、优选高于10²S/m、最优选地在10^-3至10⁷S/m之间(在20℃下)。

可以使用以下各种各样的技术来沉积或印刷导电材料涂层208，包括化学沉积(CVD)、物理沉积(PVD)、热蒸发、真空蒸发、金属束蒸发、溅射、脉冲激光沉积、Arc-PVD(阴极电弧沉积)、喷墨、凹版印刷或丝网印刷。

技术人员应了解的是，加热腔室202不是电阻加热器，因此不应接收电流。因此，电绝缘材料涂层206有利地通过防止导电材料涂层208与加热腔室202之间的接触来防止加热元件208与加热腔室202之间发生短路，同时允许从导电材料涂层208到加热腔室202的有效热传递。即，电绝缘材料涂层206将导电材料涂层208和加热腔室202分开，并且确保电流不能从导电材料涂层208流到加热腔室202。

由于加热腔室202、电绝缘材料涂层206和导电材料涂层208彼此形成直接粘合(即，它们在其界面处化学地粘合)，因此这些部件之间不存在气隙或其他热中断。有利的是，这限制了操纵期间的热损失并且显著地提高了加热组件200的能量效率。

在图2展示的实施例中，导电材料涂层208被形成为连续表面，其沿加热腔室的周向方向完全环绕电绝缘材料涂层206。即，导电材料涂层208覆盖电绝缘材料涂层206，使得至少在周向方向上不会暴露电绝缘材料涂层206的任何部分。然而，如下文讨论的，在替代性实施例中，导电材料涂层208可以仅部分地覆盖电绝缘材料涂层206、并且可以以多种不同的图案和构型来布置。

图3示出了根据本发明另一实施例的加热组件300。在此实施例中，导电材料涂层308在电绝缘材料涂层306上被形成为曲折图案或屈曲图案。例如，导电材料涂层308可以通过蚀刻、掩蔽、激光切割或丝网印刷来成形以形成所展示的图案。当然，技术人员应了解的是，导电材料涂层308形成的特定图案可以根据加热组件300的功能要求而变化。该图案形成电路径，使得在使用中，供应给导电材料涂层308的电流沿着该电路径行进并产生热能。

图4示出了根据本发明另一实施例的加热组件，其中导电材料涂层408被形成为与图3的图案不同布置的曲折图案。导电材料涂层408被图案化以形成导电材料条，以跨越电绝缘材料涂层406缠绕。导电材料涂层408形成的路径用作供应电流所沿着的电路径，并且能够对被接纳在加热腔室402内的气溶胶基质提供均匀的热分布。

在其他示例中，导电材料涂层308、408可以针对一个或多个额外的功能而图案化和/或成形。例如，导电材料涂层308、408可以被成形为创建特定图案，该图案起到例如热敏电阻或天线的作用。

图5和图6展示了两个替代性实施例，其中导电材料涂层508、608作为导电材料完整表面而施加，以完全包覆电绝缘材料涂层506、606。即，导电材料涂层508、608沿周向方向环绕加热腔室502、602，使得不会暴露电绝缘材料涂层506、606。

在图5中，加热腔室502是管状构件，该管状构件包括形成在加热腔室502的相反侧上的沿加热腔室502的轴向方向延伸的两个平坦化区域512。然而，技术人员应了解的是，平坦化区域512的数量可以是三个或更多个，平坦化区域512围绕加热腔室502的圆周间隔开。加热腔室502的、在平坦化区域512之间的区域可以被称为弯曲区域。

有利的是，在使用中，当直径大于平坦化区域512之间的距离的气溶胶基质(例如，柱形气溶胶基质)被接纳在加热腔室502内时，平坦化区域512压缩气溶胶基质的邻接区域。因此，在每个平坦化区域512与气溶胶基质之间形成齐平界面，从而获得改善的热传递。同时，气溶胶基质的直径可以小于加热腔室502的弯曲区域之间的径向距离，使得这些弯曲区域不接触气溶胶基质，并且沿着加热腔室502的长度在气溶胶基质与加热腔室502的弯曲区域之间限定两个气流通道。

加热组件510进一步包括两个电极510(还被称为电连接器)，这两个电极位于导电材料508的轴向远离区域处、例如沿加热腔室502的轴向方向在导电材料508的相反两端处。每个电极510被配置为线或带，以形成环从而周向地环绕导电材料涂层508并与之对接。以此方式，可以形成从一个电极510经由导电材料涂层508到另一个电极510的电路径。因此，当向其中一个电极510供应电流时，电流行进穿过导电材料涂层508并且围绕加热腔室502的整个圆周产生热量。

在图6中，加热腔室602是包括多个凹入区域614的管状构件，这些凹入区域还可以被称为纵向凹窝。这些凹入区域614平行于加热腔室602的长度延伸、并且在加热腔室602的内表面601上形成长形突出部。换言之，这些突出部朝向空腔的内部突出。因此，当气溶胶基质被接纳在加热腔室602内时，这些长形突出部增大了与气溶胶基质的接触，从而获得集中的加热效果。导电材料涂层608被形成为跨电绝缘材料涂层606的统一层。特别地，导电材料涂层608还形成在凹入区域614内。类似于图5，加热组件600包括环形电极610，该电极包绕导电材料涂层608并与之对接。在这两个实施例中，由于电极510、610与导电材料涂层508、608对接，因此它们可以产生集中的加热区。

图7和图8展示了两个替代性实施例，其中导电材料涂层708、808仅形成在加热腔室702、802的选定区域上。特别地，导电材料涂层708、808被形成为多个周向间隔开的带，其沿加热腔室702、802的轴向方向延伸。

在图7中，加热腔室702的形状与图5中的加热腔室502相同，但是导电材料涂层708(以及下面的电绝缘材料涂层706，如图2中的附图标记206所示)仅与加热腔室702的平坦化区域712相邻并且不围绕加热腔室702的整个圆周延伸。即，导电材料涂层708被形成为与加热腔室702的平坦化区域712重合的多个(例如两个)轴向带。以此方式，当经由电极710供应电流时，导电材料涂层708提供集中的加热效果，这优先加热被接纳在加热腔室702内的气溶胶基质的、与平坦化区域712相邻的区域。电极710被形成为大致环形的带或线，其环绕加热腔室702并在沿着加热腔室702长度的轴向远离点处、与同平坦化区域712相对应的加热腔室702每侧的导电材料涂层708对接。在所描绘的实施例中，电绝缘材料涂层706还仅形成在平坦化区域712上、与导电材料涂层708重合(即，正好在其下面)、并且不环绕加热腔室702。因此，电极710被布置成使得电极710仅接触与加热腔室702的平坦化区域712相邻的加热腔室702、尤其导电材料涂层708。以此方式，电极710不直接接触加热腔室702的外表面，并且围绕加热腔室702的圆周的其余部分、在电极710与加热腔室702的外表面之间提供气隙。

然而，技术人员应了解的是，在替代性实施例中，电绝缘材料涂层706可以沿周向方向完全环绕加热腔室702。在此情况下，电极710可以围绕加热腔室702的整个圆周接触加热腔室702、尤其电绝缘材料706和导电材料708。

在图8中，加热腔室802的形状与图6的加热腔室602相同，但是导电材料涂层808(和下面的电绝缘材料涂层806)与凹入区域814重合(例如在该区域中)、并且不围绕加热腔室802的整个圆周延伸。即，导电材料涂层808被形成为与凹入区域814相邻延伸的多个轴向带。以此方式，当经由电极810供应电流时，导电材料涂层808提供集中的加热效果，这优先加热被接纳在加热腔室802内的气溶胶基质的、与凹入区域814相邻的气溶胶基质部分。换言之，气溶胶基质的、与加热腔室802的内表面801上形成的长形突出部接触的相应部分接收较大量热能。同样，电极810被形成为环形带或线，其在凹入区域814处并且在沿着加热腔室802长度的轴向远离区域处环绕加热腔室802并且与导电材料涂层808对接。

在所描绘的实施例中，电绝缘材料涂层806仅形成在凹入区域814内、与导电材料涂层808重合(即，正好在其下面)、并且不环绕加热腔室802。因此，电极810被布置成使得电极810仅接触与加热腔室802的凹入区域814相邻的加热腔室802、尤其导电材料涂层808。特别地，电极可以由绕加热腔室周向布置并远离加热腔室、且包括径向突出部(例如，小的条或接片)的环形成，这些径向突出部接触凹入区域814。以此方式，电极810不直接接触加热腔室802的外表面，并且围绕加热腔室802的圆周的其余部分、在电极810与加热腔室802的外表面之间提供气隙。

然而，技术人员应了解的是，在替代性实施例中，电绝缘材料涂层806可以沿周向方向完全环绕加热腔室802。在此情况下，电极810可以围绕加热腔室802的整个圆周接触加热腔室802、尤其电绝缘材料906和导电材料908。

导电材料涂层708、808轴向带可以使用如先前讨论的各种各样的沉积或印刷技术(比如金属蒸发或丝网印刷)来形成。

技术人员应了解的是，在替代性实施例中，多个周向间隔开的导电材料带708、808和下面的电绝缘材料706、806可以代替地形成在每个加热腔室702、802的内表面701、801上。例如，电绝缘材料涂层706可以在加热腔室702的平坦化区域712的内表面701上被形成为多个(例如两个)轴向带。导电材料涂层708可以形成在电绝缘材料涂层706上，由此形成对应的且叠加的、暴露给加热腔室702内部的导电材料轴向带。类似地，电绝缘材料涂层806可以在加热腔室808的内表面801上被形成为与凹入区域814重合的多个(例如，两个)轴向带。导电材料涂层808可以形成在电绝缘材料涂层806上，由此形成对应的且叠加的暴露给加热腔室802内部的导电材料轴向带。即，导电材料808可以突出到加热腔室802的内部。

图9A、图9B和图9C示出了根据本发明另一实施例的加热组件900的多个不同立视图。与先前展示的实施例相比，加热组件900包括电绝缘材料涂层906，该电绝缘材料涂层形成在加热腔室902的内表面901上。导电材料涂层908叠加在电绝缘材料涂层906上，使得导电材料涂层908位于加热腔室902的内部内。因此，当气溶胶基质被接纳在加热腔室902内时，导电材料涂层908直接接触热量并将热量传递至气溶胶基质。

如图9A所示，导电材料涂层908与加热腔室902的每个平坦化区域912相邻被形成为曲折图案。然而，在替代性实施例中，导电材料涂层908可以被形成为完整表面，以完全环绕加热腔室902的内表面901。此外，技术人员应了解的是，加热腔室902的形状可以变化，如先前讨论的。

在此实施例中，电绝缘材料涂层906在导电材料涂层908的紧密下方，即这两个涂层完全重合，因此电绝缘材料涂层906不会暴露。然而，在替代性实施例中，导电材料涂层908可以部分地叠加在电绝缘材料涂层906上。例如，电绝缘材料涂层906可以沿周向方向围绕加热腔室902的整个内表面901延伸。

如图9A和图9B所示，加热腔室902包括两个可分开的本体区段。导电材料涂层908被布置为形成经由本体区段之间的接口而进入和离开加热腔室902内部的电路径。因此，导电材料涂层908可以安全地连接至电源，而不在加热腔室902的开口904处暴露导电材料涂层908。

加热腔室的分开的本体区段可以由耐热聚合物材料、比如PEEK形成。它们可以通过注射模制来产生。它们可以通过压力配合和/或粘附(比如超声波焊接或胶粘)来组装形成加热腔室。每个本体沿着组装连结部可以包括联接元件，以在组装期间提供恰当的引导和装配。

技术人员应了解的是，在替代性实施例中，加热腔室902可以被形成为单一单元，而不是具有可分开的本体区段。技术人员还应了解的是，所有前述实施例的加热腔室都可以包括两个可分开的本体区段。

图10示出了根据本发明的另一实施例的加热组件1000的立视图。加热组件1000与图9A、图9B和图9C的加热组件900相对应，其中导电材料涂层1008与管状加热腔室1002的每个平坦化区域1012相邻被形成为曲折图案。然而，在此实施例中，电绝缘材料涂层1006形成在加热腔室100的外表面1008上。导电材料涂层1008形成在电绝缘材料涂层1006上，使得导电材料涂层1008直接叠加在电绝缘材料涂层1006上并且遵循相同的曲折图案。

在图10中，加热腔室1002被展示为被形成为单一单元，但是技术人员应了解的是，在替代性实施例中，加热腔室1002也可以包括两个可分开的本体部分，如关于图9A、图9B和图9C描述的。

Claims

1.一种用于气溶胶产生装置的加热组件，包括：

加热腔室，该加热腔室具有用于接纳气溶胶基质的开口；

形成在该加热腔室的表面上的电绝缘材料涂层；以及

至少部分地涂覆该电绝缘材料涂层的导电材料涂层，

其中，该导电材料涂层被配置为在被供应电流时充当焦耳加热器，并且

其中，该电绝缘材料涂层防止该导电材料涂层与该加热腔室之间的任何接触。

2.如权利要求1所述的加热组件，其中，该加热腔室是管状的，并且其中，该电绝缘材料涂层形成在该加热腔室的周向表面上。

3.如权利要求1或权利要求2所述的加热组件，其中，该导电材料涂层化学地粘合至该电绝缘材料涂层。

4.如任一前述权利要求所述的加热组件，其中，该导电材料涂层通过物理沉积或化学沉积而沉积在该电绝缘材料涂层上。

5.如任一前述权利要求所述的加热组件，其中，该导电材料涂层是金属、金属氧化物或碳。

6.如任一前述权利要求所述的加热组件，其中，该导电材料涂层在该电绝缘材料涂层上被形成为曲折图案。

7.如权利要求2至5中任一项所述的加热腔室，其中，该导电材料涂层被形成为完整的表面，其沿该加热腔室的周向方向完全环绕该电绝缘材料涂层。

8.如权利要求2至5中任一项所述的加热腔室，其中，该导电材料涂层被形成为周向间隔开的带，其沿该加热腔室的轴向方向延伸。

9.如权利要求2至8中任一项所述的加热腔室，其中，该加热腔室的、该电绝缘材料涂层形成在其上的周向表面是该加热腔室的外表面。

10.如权利要求2至8中任一项所述的加热组件，其中，该加热腔室的、该电绝缘材料涂层形成在其上的周向表面是该加热腔室的内表面。

11.如任一前述权利要求所述的加热组件，进一步包括第一电极和第二电极，该第一电极连接至该导电材料涂层的第一轴向端，该第二电极连接至该导电材料涂层的相反的第二轴向端，使得在使用中，电流能够从该第一电极经由该导电材料涂层流到该第二电极。

12.如权利要求11所述的加热组件，其中，该第一电极和该第二电极各自被形成为环，其沿周向方向环绕该加热腔室。

13.如任一前述权利要求所述的加热组件，其中，该加热组件包括布置在该导电材料涂层的表面上的第三材料局部触点，其中，这些局部触点被配置为使用钎焊材料连接至电线。

14.如任一前述权利要求所述的加热组件，其中，该加热腔室的外表面具有一个或多个凹入区域，这些凹入区域沿该加热腔室的轴向方向延伸，并且优选地，其中，该导电材料涂层与该一个或多个凹入区域重合地形成。

15.一种制造用于气溶胶产生装置的加热组件的方法，包括：

提供加热腔室，该加热腔室具有用于接纳气溶胶基质的开口；

在该加热腔室的表面上形成电绝缘材料涂层；以及

在该电绝缘材料涂层上形成导电材料涂层，其中，该导电材料涂层至少部分地涂覆该电绝缘材料涂层，其中，该导电材料涂层被配置为在被供应电流时充当焦耳加热器，并且其中，该电绝缘材料涂层防止该导电材料涂层与该加热腔室之间的任何接触。