CN117042640A - 具有光子加热装置的气溶胶生成装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例，提供了一种气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质的加热室(10)。气溶胶生成装置包括用于加热气溶胶形成基质的加热器组件。所述加热器组件包括被配置成用于产生电磁辐射束的光子装置(12)。所述气溶胶生成装置被配置成用于通过将电磁辐射束朝向所述气溶胶形成基质引导来加热所述气溶胶形成基质。本发明还涉及一种包括气溶胶生成装置和气溶胶生成制品的气溶胶生成系统。

Description

具有光子加热装置的气溶胶生成装置

技术领域

本公开涉及一种气溶胶生成装置。本公开还涉及一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置和气溶胶生成制品。

背景技术

已知提供了一种用于生成可吸入蒸气的气溶胶生成装置。此类装置可加热包含在气溶胶生成制品中的气溶胶形成基质，而不会燃烧该气溶胶形成基质。气溶胶生成制品可以具有适于将气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置的加热室中的形状。例如，气溶胶生成制品可具有条形状。加热元件可以布置于加热室中或加热室周围，以用于一旦将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置的加热室中就加热气溶胶形成基质。

已知通过加热与气溶胶形成基质热接触的表面来加热气溶胶形成基质。通过热传导将来自被加热表面的热量传递到气溶胶形成基质。这通常需要被加热表面和气溶胶形成基质之间紧密物理接触。通常，由被加热的气溶胶形成基质产生的残留物可在接触基质的被加热表面上积累。

期望具有可以非接触方式加热气溶胶形成基质的气溶胶生成装置。期望具有可加热气溶胶形成基质而不使被加热表面物理接触气溶胶形成基质的气溶胶生成装置。期望具有可加热气溶胶形成基质并具有较少的残留物积累的气溶胶生成装置。

期望提供仅具有待加热的低热质量的气溶胶生成装置。期望提供可被快速加热的气溶胶生成装置。期望提供一种允许气溶胶形成基质的温度快速响应加热方案的变化的气溶胶生成装置。

期望提供一种具有低热滞后效应的气溶胶生成装置。期望提供可高效加热基质的气溶胶生成装置。期望提供一种允许气溶胶形成基质的温度快速响应目标温度的变化的气溶胶生成装置。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种气溶胶生成装置。所述气溶胶生成装置可包括用于接收气溶胶形成基质的加热室。所述气溶胶生成装置可包括用于加热气溶胶形成基质的加热器组件。所述加热器组件可包括被配置成用于产生电磁辐射束的光子装置。所述气溶胶生成装置可以被配置成用于通过将电磁辐射束朝向所述气溶胶形成基质引导来加热所述气溶胶形成基质。

根据本发明的实施例，提供了一种气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质的加热室。气溶胶生成装置包括用于加热气溶胶形成基质的加热器组件。所述加热器组件包括被配置成用于产生电磁辐射束的光子装置。所述气溶胶生成装置被配置成用于通过将电磁辐射束朝向所述气溶胶形成基质引导来加热所述气溶胶形成基质。

加热室可包括平行于加热室的纵向轴线的第一侧壁。加热室可包括垂直于第一侧壁布置的第二侧壁。第一侧壁的表面可以大于第二侧壁的表面。所述气溶胶生成装置可以被配置成用于通过穿过所述加热室的第一侧壁的至少一部分并且朝向所述气溶胶形成基质引导电磁辐射束来加热所述气溶胶形成基质。

入射电磁辐射束可例如经由第一侧壁的可透过部分或经由第一侧壁中的开口进入加热室。在电磁辐射时，气溶胶形成基质的温度可升高到气溶胶形成过程中所需的气溶胶形成基质的温度。

所述气溶胶生成装置可以被配置成用于通过将电磁辐射束引导到所述气溶胶形成基质或引导到所述气溶胶形成基质上来加热所述气溶胶形成基质。引导到气溶胶形成基质或引导到所述气溶胶形成基质上的电磁辐射束可以至少部分地穿透到气溶胶形成基质中。

如本文所用，术语“第一侧壁的表面”和“第二侧壁的表面”是指侧壁的相应面积或表面面积。第一侧壁的面积超过第二侧壁的面积。

例如，加热室可具有与传统香烟的形状在某种程度上类似的细长圆柱体的形状。在此类实施例中，第一侧壁可以是细长圆柱体的圆柱形侧壁，并且第二侧壁可以是圆柱体的顶壁和底壁中的一者或两者。

例如，加热室可具有在某种程度上类似于圆盘或硬币的形状的平坦圆柱体的形状。在此类实施例中，第一侧壁可以是圆柱体的顶壁和底壁中的一者或两者，且第二侧壁可以是平坦圆柱体的圆柱形侧壁。

通过经由加热室的具有大面积的第一侧壁照射所述基质，可有利地照射气溶胶形成基质的较大表面面积。这在光子装置利用进入气溶胶形成基质中的有限穿透深度的电磁辐射时可能是特别有利的。

所述气溶胶生成装置可包括在平行于所述加热室的第一侧壁的方向上延伸穿过所述加热室的气流路径。

电磁辐射束可以被引导穿过加热室的第一侧壁，并且气流路径可以在平行于加热室的第一侧壁的方向上延伸。进入加热室的电磁辐射束的方向可基本上正交于加热室内的气流路径的方向。

与传导或对流相反，光子装置通过电磁波传递能量。通过借助于电磁辐射束加热气溶胶形成基质，气溶胶生成装置可以非接触式方式加热气溶胶形成基质。加热气溶胶形成基质不需要或只需要气溶胶形成基质和热传导元件的被加热表面之间的很少物理接触。省略或减小热传导元件的被加热表面可以减小待加热的总热质量。这可以允许高速和高效率加热。

在气溶胶形成基质与被加热表面之间没有物理接触或只有很少物理接触也可以减少在使用期间的残留物积累。

低热质量对于气溶胶生成装置更快地将气溶胶形成基质加热到所需温度可能是有益的。低热质量对于气溶胶生成装置具有较少的热滞后效应可能是有益的。低热质量对于气溶胶生成装置更高效加热基质可能是有益的。

当与其它加热器例如电阻性加热器相比时，光子装置可具有更短的开/关响应时间。光子装置的短响应时间对于气溶胶生成装置更快速地将气溶胶形成基质加热到所需温度可能是有益的。光子装置的短响应时间对于气溶胶生成装置具有较少的热滞后效应可能是有益的。光子装置的短响应时间对于气溶胶生成装置更高效加热基质可能是有益的。例如，加热可以被快速关闭且再次打开，这取决于气溶胶生成装置的抽吸传感器是否检测到抽吸。更短的响应时间可以允许当随时间改变电源时更精确的动态热控制。例如，当温度已经降到预定阈值以下时，可以通过增大供应功率来将气溶胶形成基质的温度快速升高到期望温度。

光子装置可包括光源。光子装置可包括基于半导体的电子器件、激光器、发光二极管、激光二极管和IR发射器中的一者或多者。光子装置可包括IR激光二极管。光子装置可包括多个光源。光子装置可包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个光源。光子装置可包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个IR激光二极管。

如本文所用，“IR”是指红外光。一般来说，红外光可以是波长范围从约780纳米到约15微米或甚至到约1000微米的电磁辐射。

光子装置可以被配置成用于发射波长范围在800纳米至2500纳米之间的电磁辐射。光子装置可以被配置成用于发射波长范围在1100纳米至2000纳米之间的电磁辐射。光子装置可以被配置成用于发射波长范围在1400纳米至1700纳米之间的电磁辐射。光子装置可以被配置成用于发射波长约为1550纳米的电磁辐射。

不同材料以不同频率吸收IR辐射。仔细选择波长可以促进某些物质被有效地加热，而其它物质保持在基本较低的温度下。因此，本发明的光子装置可以允许根据气溶胶形成基质的一种或多种组分进行针对性加热。目标IR辐射不一定加热周围空气。这意味着可以实现更有效的加热。另外，可获得更多设计自由度，因为气隙可以减少热损失。因此，潜在的隔热性较差的材料可能是必要的。

IR加热装置的另一优点可以是快速热响应。气溶胶形成基质可仅在照射期间基本加热。

光子装置可充当IR发射器。为了选择合适的IR发射器，应考虑气溶胶形成基质的组成。可根据一种或多种IR发射器性质来选择IR发射器。可取决于气溶胶形成基质的一种或多种组分来选择一个或多个IR发射器性质。例如，所述一个或多个IR发射器性质可以包括以下中的任何一者或组合：波长、频率、光斑大小、扫掠源、脉冲与连续波、能量和功率。例如，可以根据气溶胶形成基质的一种或多种组分对IR光的吸收来选择IR发射器的波长。可以根据气溶胶形成基质的一种或多种组分对IR光的透射来选择IR发射器的波长。

IR发射器的波长可对应于气溶胶形成基质的组分的IR吸收带。IR发射器的波长可对应于气溶胶形成基质的两个或更多个组分的IR吸收带。

例如，IR发射器的波长可对应于甘油、糖蜜、糖、倒糖、烟草、烟草衍生物或气溶胶形成基质的任何其它组分中的一种或多种的IR吸收带，如稍后将描述的。

术语“波长”可以指单个波长、多个单个波长、波长范围、多个波长范围或它们的任何组合。

例如，在气溶胶形成基质中可能存在相对大量的甘油，并且波长要求可以适于甘油的强吸收带。甘油的强IR吸收带发现于1300纳米至2000纳米之间的IR波长处。因此，IR发射器可以发射800纳米至2300纳米，优选1300纳米至2000纳米的范围内的IR光。

IR发射器可适于气溶胶形成基质的任何组分的IR吸收带。IR发射器可适于气溶胶形成基质的任何组分的IR透射。

通过将加热波长从已经选择的谐振波长稍微移开，可以实现由IR发射器对气溶胶形成基质的加热强度的控制。这可以有利地使气溶胶形成基质的所需化合物(例如甘油)的吸收最大化。在一些实施例中，可以通过改变供应给IR发射器的功率来实现对气溶胶形成基质的加热强度的控制。

所述光子装置可以被配置成用于照射气溶胶形成基质的在0.1平方厘米与10平方厘米之间的表面面积。所述光子装置可以被配置成用于照射气溶胶形成基质的在0.2平方厘米与4.1平方厘米之间的表面面积。所述光子装置可以被配置成用于照射气溶胶形成基质的约2平方厘米的表面面积。

电磁辐射束的功率可以在0.1瓦至30瓦的范围内。电磁辐射束的功率可以在0.5瓦至25瓦的范围内。电磁辐射束的功率可以在2瓦至6瓦的范围内。电磁辐射束的功率可为约4瓦。

电磁辐射束的能量密度可在0.5瓦/平方厘米至100瓦/平方厘米的范围内。电磁辐射束的能量密度可在1瓦/平方厘米至20瓦/平方厘米的范围内。电磁辐射束的能量密度可在2瓦/平方厘米至6瓦/平方厘米的范围内。

所述气溶胶生成装置可以被配置成使得沿着光学路径在所述光子装置与所述气溶胶形成基质的表面之间的距离在0.1厘米至50厘米之间。所述气溶胶生成装置可以被配置成使得沿着光学路径在所述光子装置与所述气溶胶形成基质的表面之间的距离在2厘米至30厘米之间。

气溶胶生成装置可包括用于冷却光子装置的冷却系统。冷却系统可包括从空气入口经过光子装置延伸到加热室的气流路径。光子装置可以由经由空气入口进入装置并通过光子装置的外部空气冷却。由光子装置发射的热可用于在进入加热室之前预热通过光子装置的空气。由此，可另外提高气溶胶生成装置的能效。该冷却系统可以利用被动冷却、主动冷却或两者。该冷却系统可以包括导热材料的导管。冷却系统可以确保光子装置保持在安全操作温度，从而避免损坏。

气溶胶生成装置可包括安全联锁开关。安全联锁开关可以被配置成仅在某些情况下，例如仅在气溶胶形成基质插入到加热室中或仅在加热室的盖牢固地关闭时启用光子装置的激活。安全联锁开关可以确保避免电磁辐射，例如IR光泄漏。安全联锁开关可以帮助保护用户安全。安全联锁开关可以基于非接触式原理，例如磁安全联锁开关。安全联锁开关可以是基于电路的。

本发明的光子装置可用作用于加热气溶胶形成基质的唯一加热装置。在一些实施例中，本发明的光子装置可以与一个或多个额外加热装置组合使用。任何加热装置都可以用作附加加热装置。实例包括电加热装置，例如电阻式加热装置、感应式加热装置或电阻式加热装置和感应式加热装置两者的组合。

气溶胶生成装置可包括控制电子器件。控制电子器件可包括控制器。控制电子器件可包括存储器。存储器可包括使气溶胶生成装置的一个或多个部件执行控制电子器件的功能或方面的指令。可归因于本公开中的控制电子器件的功能可被体现为软件、固件和硬件中的一个或多个。存储器可以是非暂时性计算机可读存储介质。

具体而言，本文所述的部件中的一个或多个(诸如控制器)可以包括处理器，诸如中央处理单元(CPU)、计算机、逻辑阵列或能够将数据导入控制电子器件或导出到控制电子器件之外的其它装置。控制器可以包括一个或多个具有存储器、处理装置和通信硬件的计算装置。控制器可以包括用于将控制器的各种部件联接在一起或者将控制器的各种部件与可操作地联接至控制器的其它部件联接的电路。控制器的功能可以由硬件执行。控制器的功能可以由存储在非暂时性计算机可读存储介质上的指令来执行。控制器的功能可以由硬件和由存储在非暂时性计算机可读存储介质上的指令两者来执行。

在控制器包括处理器时，在一些实施例中，处理器可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和等效分立或集成逻辑电路系统中的任何一者或多者。在一些实施例中，处理器可以包括多个部件，例如一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个DSP、一个或多个ASIC，和一个或多个FPGA，以及其它分立或集成逻辑电路系统的任何组合。本文中归因于控制器或处理器的功能可以体现为软件、固件、硬件或其任何组合。虽然在本文中被描述为基于处理器的系统，但是替代控制器可以单独或与基于微处理器的系统结合使用其它部件(例如继电器和计时器)来实现所需的结果。

在一个或多个实施例中，示例性系统、方法和接口可以通过使用可以包括一个或多个处理器、存储器或存储器和一个或多个处理器两者的计算设备，使用一个或多个计算机程序来实现。本文描述的程序代码、逻辑或代码和逻辑两者可以应用于输入数据或信息以执行本文描述的功能并生成期望的输出数据/信息。可以将输出数据或信息作为输入应用到一个或多个其它装置或方法，如本文所述或将以已知方式应用。鉴于以上内容，将显而易见的是，可以以本领域技术人员已知的任何方式来实现本文所述的控制器功能。

在一些实施例中，控制电子器件可以包括微处理器，该微处理器可以是可编程微处理器。电子电路可配置成调节电力供应。可以以电流脉冲的形式将电力供应给光子装置。

气溶胶生成装置可以包括温度传感器。温度传感器可以包括热电偶。温度传感器可以可操作地联接到控制电子器件以控制加热元件的温度。温度传感器可被定位在任何适合的位置。例如，温度传感器可以被配置成监测被加热的气溶胶形成基质的温度。另外或替代地，温度传感器可以被配置成监测光子装置的温度。传感器可将有关所感测到的温度的信号发送到控制电子器件，该控制电子器件可调整光子装置的功率以在传感器处实现合适的温度。

光子装置可通过电磁波加热气溶胶形成基质以生成气溶胶。在一些实施例中，优选地气溶胶形成基质被加热到约150℃至约400℃的范围内的温度。

在一些实施例中，气溶胶形成基质被加热到约150℃至约250℃、优选约180℃至约230℃、更优选约200℃至约230℃的范围内的温度。在一些实施例中，气溶胶形成基质是液体气溶胶形成基质，并且被加热到约150℃至约250℃、优选约180℃至约230℃、更优选约200℃至约230℃的范围内的温度。在一些实施例中，气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，并且被加热到约150℃至约250℃、优选约180℃至约230℃、更优选约200℃至约230℃的范围内的温度。在一些实施例中，气溶胶形成基质是包括烟草材料的固体气溶胶形成基质，并且被加热到约150℃至约250℃、优选约180℃至约230℃、更优选约200℃至约230℃的范围内的温度。

在一些实施例中，气溶胶形成基质被加热到约230℃至约400℃，优选约250℃至约350℃的范围内的温度。在一些实施例中，气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，并且被加热到约230℃至约400℃，优选约250℃至约350℃的范围内的温度。在一些实施例中，气溶胶形成基质是包括烟草材料的固体气溶胶形成基质，并且被加热到约230℃至约400℃，优选约250℃至约350℃的温度。

气溶胶生成装置可以是手持装置。

气溶胶生成装置可为加热不燃烧装置。加热不燃烧装置加热气溶胶形成基质而不使其燃烧。加热不燃烧装置将气溶胶形成基质加热到其燃烧温度以下的温度。

加热室可相对于气溶胶生成装置的纵向轴线布置在光子装置与气溶胶生成装置的口端之间。

气溶胶生成装置可包括用于将气溶胶形成基质插入到加热室中的可重新关闭盖。

可重新关闭盖可相对于气溶胶生成装置的纵向轴线位于气溶胶生成装置的侧壁处，在加热室的近端与加热室的远端之间。所述可重新关闭盖可以位于所述加热室的侧壁处。所述可重新关闭盖可以位于所述加热室的第一侧壁处。所述可重新关闭盖可以位于所述加热室的第二侧壁处。

所述可重新关闭盖可包括铰接门或滑动门。

加热室的壁的至少一部分可包括窗口。加热室的第一侧壁的至少一部分可包括窗口。所述窗口可对于由光子装置发射的电磁辐射束基本可透过。所述窗口可以相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线位于所述加热室的远端处。所述窗口可以相对于所述加热室的纵向轴线位于所述加热室的远端处。所述窗口可以相对于所述加热室的纵向轴线位于所述加热室的近端处。所述窗口可以相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线位于所述加热室的远端与所述加热室的近端之间。

所述窗口可包括熔融石英、氟化锂、氟化镁、氟化钙、氟化钡、硅、锗、铜、硒化锌和蓝宝石中的一种或多种。熔融石英可以是优选的，因为它具有抗性并且在与环境空气接触时不容易结垢。

加热室的壁的至少一部分可包括IR阻挡材料。IR阻挡材料可相对于气溶胶生成装置的纵向轴线位于加热室的近端处。

所述气溶胶生成装置可包括用于将由光子装置发射的电磁辐射束朝向所述气溶胶形成基质引导的光束引导装置。所述光束引导装置可以被配置成操纵电磁辐射束的方向。所述气溶胶生成装置可包括用于将电磁辐射束朝向加热室的第一侧壁引导的光束引导装置。

所述光束引导装置可包括反射表面，所述反射表面被布置成将入射的电磁辐射束朝向所述加热室偏转。光束引导装置可包括IR反射材料。

反射表面可以布置在气溶胶生成装置的倾斜壁上。倾斜壁可以相对于气溶胶生成装置的纵向轴线倾斜小于90度的角度。倾斜壁可以围绕加热室的第一侧壁同轴地布置。倾斜壁可以围绕加热室的第一侧壁同轴地布置，并且加热室的第一侧壁可以包括IR透射材料。

加热室的壁的内侧和气溶胶生成装置的壁的内侧中的一者或两者可包括IR反射材料或可涂布有IR反射材料。

IR反射材料可以包括金属，优选铝、金、银，或其任何组合或合金。

气溶胶生成装置可在IR反射材料上包括保护涂层。保护涂层可包括SiO₂或SiO。

在其内侧包括IR反射材料的气溶胶生成装置的壁可以围绕所述加热室的侧壁同轴地布置。由IR反射材料同轴地包围的加热室的侧壁可包括IR透射材料。

包括IR反射材料的气溶胶生成装置的壁可以相对于气溶胶生成装置的纵向轴线倾斜小于90度的角度。倾斜壁可以充当光束引导装置。倾斜壁可以是直的或可以是弯曲的。

气溶胶生成装置的倾斜壁可以围绕加热室的侧壁同轴地布置。由倾斜壁同轴地围绕的加热室的侧壁可包括IR透射材料。

本发明还涉及一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括如本文中所述的气溶胶生成装置和包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。气溶胶生成制品可配置成至少部分地插入加热室中。气溶胶生成制品可包括气溶胶形成基质或可由气溶胶形成基质组成。

气溶胶形成基质可包括流延叶。

气溶胶形成基质可具有圆盘或薄片的形状。因此，可以相对于体积实现较大表面面积。IR辐射的有限穿透深度可使得基质的浅表变热。因此，基质理想地相对于体积具有较大表面面积。

气溶胶形成基质的直径可以在5毫米至15毫米之间，优选约15毫米。气溶胶形成基质的厚度可以在1毫米至10毫米之间，优选约5毫米。

气溶胶形成基质的质量可以在100毫克至1克之间，优选约400毫克。

本发明还涉及一种用于在气溶胶生成装置中形成可吸入气溶胶的方法。所述方法包括通过光子装置产生电磁辐射束。所述方法包括将电磁辐射束从光子装置朝向气溶胶形成基质引导。所述方法包括通过电磁辐射束加热所述气溶胶形成基质以生成气溶胶。

由光子装置产生的电磁辐射束可以是IR光束。因此，气溶胶形成基质的温度在吸收IR光时升高。气溶胶形成基质的温度可在吸收IR光时升高，直到其达到可形成气溶胶的蒸发温度。

在该方法的一个或多个实施例中，可以将IR辐射束的波长选择为对应于气溶胶形成基质的至少一个组分吸收IR辐射的波长。

如本文所用，术语“气溶胶形成基质”是指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。挥发性化合物可通过加热或燃烧气溶胶形成基质而释放。作为加热或燃烧的替代方案，在一些情况下，挥发性化合物可以通过化学反应或通过机械刺激(诸如超声波)而被释放出来。气溶胶形成基质可为固体或液体，或可包括固体和液体成分两者。气溶胶形成基质可以是气溶胶生成制品的一部分。

优选地，气溶胶形成基质包括植物材料和气溶胶形成剂。优选地，植物材料为包含生物碱的植物材料，更优选地为包含尼古丁的植物材料，以及更优选地为含烟草材料。

优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少70重量％的植物材料，更优选至少90重量％的植物材料。优选地，气溶胶形成基质包含以干重计小于95重量％的植物材料，诸如以干重计90重量％至95重量％的植物材料。

优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少5重量％的气溶胶形成剂，更优选至少10重量％的气溶胶形成剂。优选地，气溶胶形成基质包含以干重计小于30重量％的气溶胶形成剂，更优选以干重计从5重量％至30重量％的气溶胶形成剂。

在一些特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括植物材料和气溶胶形成剂，其中基质具有以干重计在5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。植物材料优选为包含生物碱的植物材料，更优选为包含尼古丁的植物材料，以及更优选为含烟草材料。生物碱是一类天然存在的含氮有机化合物。生物碱主要发现于植物中，但在细菌、真菌和动物中也有发现。生物碱的实例包括但不限于咖啡因、尼古丁、可可碱、阿托品和筒箭毒碱。一种优选的生物碱为尼古丁，其可见于烟草中。

气溶胶形成基质可包括尼古丁。气溶胶形成基质可包括烟草，例如可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，该挥发性烟草香味化合物在加热时从气溶胶形成基质中释放。在优选的实施例中，气溶胶形成基质可包括均质烟草材料，例如浇铸叶烟草。气溶胶形成基质可包括固体组分和液体组分两者。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，该含烟草材料含有在加热时从基质释放的挥发性烟草香味化合物。气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例为丙三醇和丙二醇。

术语“流延叶”在此用于指通过流延工艺制造的片材产品，该流延工艺基于将包含植物颗粒(例如，混合物中的丁香颗粒或烟草颗粒和丁香颗粒)和粘合剂(例如，瓜尔胶)的浆料流延到支撑表面(例如带式输送机)上，干燥浆料并从支撑表面移除干燥的片材。在例如用于制造流延叶烟草的US-A-5,724,998中描述了流延或流延叶工艺的实例。在流延叶工艺中，将颗粒状植物材料与液体组分(通常是水)混合，以形成浆料。浆料中的其它添加组分可包括纤维、粘结剂和气溶胶形成剂。微粒植物材料可以在存在粘合剂的情况下聚结。将浆液流延到支撑表面上并干燥以形成均质化植物材料片材。

如本文中所使用的，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。气溶胶生成制品可为一次性的。

如本文所用，术语“气溶胶生成装置”是指与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶生成装置可与包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品或包括气溶胶形成基质的筒中的一者或两者相互作用。在一些实例中，气溶胶生成装置可对气溶胶形成基质进行加热以促进挥发性化合物从基质中释放。电操作的气溶胶生成装置可包括雾化器，例如电加热器，以加热气溶胶形成基质从而形成气溶胶。

如本文所用，术语“气溶胶生成系统”是指气溶胶生成装置与气溶胶形成基质的组合。当气溶胶形成基质形成气溶胶生成制品的一部分时，气溶胶生成系统是指气溶胶生成装置与气溶胶生成制品的组合。在气溶胶生成系统中，气溶胶形成基质和气溶胶生成装置协作以生成气溶胶。

如本文所用，术语“纵向”用于描述沿着气溶胶生成装置的主轴线或加热室的主轴线的方向，并且术语“横向”用于描述与纵向方向垂直的方向。术语“气溶胶生成装置的纵向轴线”是指气溶胶生成装置的对应于气溶胶生成装置的最大膨胀方向的轴线。术语“加热室的纵向轴线”是指对应于加热室的最大膨胀方向的加热室的轴线。

在某些实施例中，加热室的纵向轴线与气溶胶生成装置的纵向轴线平行。例如，室的开口端位于气溶胶生成装置的近端处。在其它实施例中，加热室的纵向轴线与气溶胶生成装置的纵向轴线成一角度，例如垂直于气溶胶生成装置的纵向轴线。例如，其中加热室的开口端沿气溶胶生成装置的一侧定位，使得气溶胶生成制品可在垂直于气溶胶生成装置的纵向轴线的方向上插入加热室中。

如本文中所用，术语“近侧”是指气溶胶生成装置的使用者端或口端，并且术语“远侧”是指与近端相对的一端。当提及加热室或感应器线圈时，术语“近侧”是指最接近加热室的开口端的区域，而术语“远侧”是指最接近封闭端的区域。气溶胶生成装置或加热室的端部也可相对于空气流过气溶胶生成装置的方向来指代。近端可称为“下游”端，而远端可称为“上游”端。

如本文中所用，术语“长度”是指加热室的纵向方向、气溶胶生成装置的纵向方向、气溶胶生成制品的纵向方向、或气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的部件的纵向方向上的主要尺寸。

如本文中所用，术语“宽度”是指在沿其长度的特定位置处的加热室的横向方向、气溶胶生成装置的横向方向、气溶胶生成制品的横向方向、或气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的部件的横向方向上的主要尺寸。术语“厚度”是指垂直于宽度的横向方向上的尺寸。

下文提供了非限制性实例的非详尽列表。这些实例的任何一个或多个特征可与本文所述的另一实例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。

实例A：一种气溶胶生成装置，包括，

加热室，所述加热室用于接收气溶胶形成基质，以及

加热器组件，所述加热器组件用于加热所述气溶胶形成基质，

其中所述加热器组件包括被配置成用于产生电磁辐射束的光子装置，并且

其中所述气溶胶生成装置被配置成用于通过将电磁辐射束朝向所述气溶胶形成基质引导来加热所述气溶胶形成基质。

实例B：根据实例A的气溶胶生成装置，

其中所述加热室包括平行于所述加热室的纵向轴线的第一侧壁，以及布置成与所述第一侧壁垂直的第二侧壁，

其中所述第一侧壁的表面大于所述第二侧壁的表面，并且

其中所述气溶胶生成装置被配置成用于通过穿过所述加热室的第一侧壁的至少一部分并且朝向所述气溶胶形成基质引导电磁辐射束来加热所述气溶胶形成基质。

实例C：根据实例B的气溶胶生成装置，包括光束引导装置，所述光束引导装置用于将电磁辐射束朝向所述加热室的第一侧壁引导。

实例D：根据实例C的气溶胶生成装置，其中所述光束引导装置包括反射表面，所述反射表面被布置成朝向所述加热室偏转入射的电磁辐射束。

实例E：根据实例D的气溶胶生成装置，其中所述反射表面布置在所述气溶胶生成装置的倾斜壁上，其中所述倾斜壁相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线倾斜小于90度的角度，并且其中所述倾斜壁围绕所述加热室的第一侧壁同轴地布置，优选地，其中所述加热室的第一侧壁包括IR透射材料。

实例F：根据实例C至E中任一项的气溶胶生成装置，其中所述光束引导装置包括IR反射材料。

实例G：根据实例B至F中任一项的气溶胶生成装置，包括在平行于所述加热室的第一侧壁的方向上延伸穿过所述加热室的气流路径。

实例H：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述光子装置包括光源。

实例I：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述光子装置包括基于半导体的电子器件、发光二极管、激光二极管和IR发射器中的一者或多者。

实例J：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述光子装置包括IR激光二极管。

实例K：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述光子装置被配置成用于发射波长范围在800纳米与2500纳米之间，优选在1100纳米与2000纳米之间，更优选在1400纳米与1700纳米之间，并且最优选约1550纳米的电磁辐射。

实例L：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述光子装置被配置成用于照射所述气溶胶形成基质的0.1平方厘米与10平方厘米之间，优选0.2平方厘米与4.1平方厘米之间，且更优选约2平方厘米的表面面积。

实例M：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述电磁辐射束的功率在0.1瓦与30瓦之间，优选在0.5瓦与25瓦之间，更优选在2瓦与6瓦之间的范围内，并且最优选约4瓦。

实例N：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述电磁辐射束的能量密度在0.5瓦/平方厘米至100瓦/平方厘米，优选地在1瓦/平方厘米至20瓦/平方厘米，并且更优选地在2瓦/平方厘米至6瓦/平方厘米的范围内。

实例O：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置被配置成使得沿着光学路径在所述光子装置与所述气溶胶形成基质的表面之间的距离在0.1厘米与50厘米之间，优选在2厘米与30厘米之间。

实例P：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，包括用于冷却所述光子装置的冷却系统，其中所述冷却系统包括从空气入口经过所述光子装置延伸到所述加热室的气流路径。

实例Q：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，包括安全联锁开关。

实例R：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述加热室相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线布置在所述光子装置与所述气溶胶生成装置的口端之间。

实例S：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，包括用于将所述气溶胶形成基质插入到所述加热室中的可重新关闭盖。

实例T：根据实例S的气溶胶生成装置，其中所述可重新关闭盖相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线位于所述气溶胶生成装置的侧壁处在所述加热室的近端与所述加热室的远端之间。

实例U：根据实例S或实例T的气溶胶生成装置，其中所述可重新关闭盖包括铰接门或滑动门。

实例V：根据实例B至U中任一项的气溶胶生成装置，其中所述加热室的第一侧壁的至少一部分包括对于由所述光子装置发射的电磁辐射束基本可透过的窗口，优选地，其中所述窗口位于所述加热室的远端处。

实例W：根据实例V的气溶胶生成装置，其中所述窗口包括熔融石英、氟化锂、氟化镁、氟化钙、氟化钡、硅、锗、铜、硒化锌和蓝宝石中的一种或多种。

实例X：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述加热室的壁的至少一部分包括IR阻挡材料，优选地，其中所述IR阻挡材料相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线位于所述加热室的近端处。

实例Y：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述加热室的壁的内侧和所述气溶胶生成装置的壁的内侧中的一者或两者包括IR反射材料或涂覆有IR反射材料。

实例Z：根据实例Y的气溶胶生成装置，其中所述IR反射材料包括金属，优选铝、金、银或其任何组合或合金。

实例ZA：根据实例Y或实例Z的气溶胶生成装置，在所述IR反射材料上包括保护涂层，优选地，其中所述保护涂层包括SiO2或SiO。

实例ZB：根据实例Y至ZA中任一项的气溶胶生成装置，其中包括所述IR反射材料的气溶胶生成装置的壁相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线倾斜小于90度的角度。

实例ZC：根据实例ZB的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置的倾斜壁围绕所述加热室的侧壁同轴地布置，优选地，其中所述加热室的侧壁包括IR透射材料。

实例ZD：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置为手持式装置。

实例ZE：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置为加热不燃烧装置。

实例ZF：一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置以及包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品被构造成至少部分地插入到所述加热室中。

实例ZG：根据实例ZF的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质包括流延叶。

实例ZH：根据实例ZF或实例ZG的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质具有圆盘或薄片的形状。

实例ZI：根据实例ZH的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质的直径在5毫米与15毫米之间，优选约15毫米，并且其中所述气溶胶形成基质的厚度在1毫米与10毫米之间，优选约5毫米。

实例ZJ：根据实例ZF至ZI中任一项的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质的质量在100毫克与1克之间，优选约400毫克。

实例ZK：一种用于在气溶胶生成装置中形成气溶胶的方法，所述方法包括以下步骤

通过光子装置产生电磁辐射束；

将电磁辐射束从所述光子装置朝向气溶胶形成基质引导；

通过电磁辐射束加热所述气溶胶形成基质以生成气溶胶。

关于一个实施例描述的特征可以同样应用于本发明的其它实施例。

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1a和1b示出了气溶胶生成装置；

图2a至2c示出了气溶胶生成装置；

图3a至3c示出了气溶胶生成装置；以及

图4a至4e示出了气溶胶生成装置的加热室。

具体实施方式

图1a和1b以侧视图示出了气溶胶生成装置的横截面。图1a和1b的气溶胶生成装置被定向成使得装置的口端侧位于附图的左手侧。

如图1a所示，图1a和1b的气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质的加热室10。气溶胶生成装置包括用于加热气溶胶形成基质的加热器组件。加热器组件包括被配置成用于产生电磁辐射束的光子装置12。气溶胶生成装置被配置成用于当气溶胶形成基质插入到加热室10中时通过将电磁辐射束朝向气溶胶形成基质引导来加热气溶胶形成基质。

气溶胶生成装置还包括用于冷却光子装置12的冷却系统14。气溶胶生成装置包括用于控制装置的操作的控制单元16。气溶胶生成装置包括用于将电力供应到装置的电源18。

气溶胶生成装置还包括空气入口20、22。空气入口20、22形成为气溶胶生成装置的壳体24中的孔口。

图1b中的箭头26示出了图1a和1b的气溶胶生成装置中的气流路径。环境空气经由空气入口20进入气溶胶生成装置，且接着经由空气入口22进入加热室10。在使用中，将气溶胶形成基质插入到加热室中，并且空气可以流过或经过气溶胶形成基质。最后，包括由气溶胶形成基质生成的气溶胶的空气在气溶胶生成装置的口端侧，即图1a和1b的左手侧处离开加热室10。气溶胶形成基质可以为气溶胶生成制品的一部分。气溶胶形成基质可以为气溶胶生成制品的远侧部分的一部分。制品的远侧部分可以插入到加热室10中。气溶胶生成制品在其近端处可包括烟嘴，诸如烟嘴过滤器元件。在使用中，用户可以在气溶胶生成制品的烟嘴上直接抽吸。

图2a至2c以侧视图示出了气溶胶生成装置的横截面。图2a至2c的气溶胶生成装置被定向成使得装置的口端侧朝向图的左手侧定向。

如图2a所示，图2a至2c的气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质的加热室10和用于加热气溶胶形成基质的加热器组件。如图2b所示，加热室10包括平行于加热室10的纵向轴线的第一侧壁10a。加热室10包括与第一侧壁10a垂直布置的第二侧壁10b。第一侧壁10a的表面大于第二侧壁10b的表面。

如图2a所示，加热器组件包括光子装置12。光子装置12相对于横向方向布置在加热室10与壳体24的外侧壁之间。光子装置12可包括环形光源，所述环形光源具有限定气溶胶生成装置的纵向中心轴线的环。替代地，光子装置12可包括在气溶胶生成装置的横向平面中围绕加热室周向地布置的一个或多个光源。

光子装置12包括IR发射器，例如IR激光二极管。IR发射器被配置成用于产生IR光束。气溶胶生成装置被配置成用于在气溶胶形成基质被插入到加热室10中时通过穿过加热室10的第一侧壁12a并且朝向气溶胶形成基质引导IR光束来加热气溶胶形成基质。

气溶胶生成装置包括冷却系统14、控制单元16、电源18和装置壳体24。气溶胶生成装置还包括空气入口20、22。图2b中的箭头26示出了图2a至2c的气溶胶生成装置中的气流路径。空气入口20定位在冷却系统14附近。这可以通过空气对流进一步增强冷却能力。

如图2a所示，加热室的第一侧壁10a包括IR透射材料28，例如熔融石英。同轴地围绕加热室10的壳体24的壁的内侧包括IR反射材料30，例如铝。

图2c中的箭头32示出了当激活光子装置12时的IR光束传播。IR光的光束32离开光子装置12。取决于光束方向，光束32可以直接穿过IR透射材料28进入加热室10，或者它们可以在穿过IR透射材料28进入加热室10之前首先在IR反射材料30处反射。因此，IR反射材料30充当光束引导装置。可借助于经由IR透射材料28穿过第一侧壁12a进入加热室10的IR光束32加热位于加热室10内的气溶胶形成基质以生成气溶胶。

利用对光反射和散射的可能性以穿过加热室10的透射的第一侧壁10a来辐照气溶胶形成基质的大部分。由此可以实现平坦的热梯度。

包括IR反射材料30的气溶胶生成装置的壁34有利地促进IR束32反射到加热室10中，并且相对于气溶胶生成装置的纵向轴线倾斜小于90度的角度。因此，壁34充当光束引导装置。可相对于光方向和基质位置优化角度。

图3a至3c以侧视图示出了气溶胶生成装置的横截面。图3a至3c的气溶胶生成装置被定向成使得装置的口端侧朝向图的顶部定向。

如图3a所示，图3a至3c的气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质36的加热室10和用于加热气溶胶形成基质36的加热器组件。加热器组件包括光子装置12。加热室10相对于气溶胶生成装置的纵向轴线布置在光子装置12与气溶胶生成装置的口端之间。面向光子装置12的加热室的底壁由对于电磁辐射(例如IR光)可透过的材料制成。

气溶胶生成装置还包括冷却系统14、控制单元16、电源18和装置壳体24。存在空气入口，但图3中未示出。

气溶胶形成基质36可经由包括铰接门的可重新关闭盖40插入到加热室10中，如图3b中所示。可重新关闭盖40相对于气溶胶生成装置的纵向轴线位于气溶胶生成装置的侧壁处，在加热室10的近端与加热室10的远端之间。图3b还指示加热室10包括第一侧壁10a，所述第一侧壁平行于加热室10的纵向轴线并且垂直于气溶胶生成装置的纵向轴线。加热室10包括与第一侧壁10a垂直布置的第二侧壁10b。第一侧壁10a的表面大于第二侧壁10b的表面。

图3a至3c的气溶胶生成装置还包括安全窗38。安全窗38不可透过由光子装置12发射的电磁辐射，例如IR辐射。安全窗38可包括IR阻挡材料。因此，安全窗38可以防止图3c中所示的潜在有害IR辐射32朝向气溶胶生成装置的口端传播并辐照用户。

安全窗38可包括反射材料。例如，IR反射涂层可以朝向加热室的内部存在，使得入射IR光束可以朝向加热室12反射回来。因此，IR反射涂层可以充当光束引导装置。

图4a至4e以俯视图示出气溶胶生成装置的加热室10的横截面。

图4a示出了具有圆形横截面的加热室10，其盖40处于关闭配置。图4b示出了具有圆形横截面的加热室10，其盖40处于打开配置，盖40包括滑动门。可经由孔口42插入气溶胶形成基质。图4c示出了具有圆形横截面的加热室10，其盖40处于打开配置，盖40包括铰接门。图4d示出了具有矩形横截面的加热室10，其盖40处于关闭配置。图4e示出了具有矩形横截面的加热室10，其盖40处于打开配置。图4a至4e的盖40可包括安全联锁开关，使得光子装置12仅可在孔42关闭时操作。

Claims (14)

1.一种气溶胶生成装置，包括，

加热室，所述加热室用于接收气溶胶形成基质，以及

加热器组件，所述加热器组件用于加热所述气溶胶形成基质，

其中所述加热器组件包括被配置成用于产生电磁辐射束的光子装置，

其中所述气溶胶生成装置被配置成用于通过将电磁辐射束引导到所述气溶胶形成基质上来加热所述气溶胶形成基质，并且

其中所述加热室相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线布置在所述光子装置与所述气溶胶生成装置的口端之间。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，

其中所述加热室包括平行于所述加热室的纵向轴线的第一侧壁，以及布置成与所述第一侧壁垂直的第二侧壁，

其中所述第一侧壁的表面大于所述第二侧壁的表面，并且

其中所述气溶胶生成装置被配置成用于通过穿过所述加热室的第一侧壁的至少一部分并且朝向所述气溶胶形成基质引导电磁辐射束来加热所述气溶胶形成基质。

3.根据权利要求2所述的气溶胶生成装置，包括光束引导装置，所述光束引导装置用于将电磁辐射束朝向所述加热室的第一侧壁引导。

4.根据权利要求3所述的气溶胶生成装置，其中所述光束引导装置包括反射表面，所述反射表面被布置成朝向所述加热室偏转入射的电磁辐射束。

5.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中所述反射表面布置在所述气溶胶生成装置的倾斜壁上，其中所述倾斜壁相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线倾斜小于90度的角度，并且其中所述倾斜壁围绕所述加热室的第一侧壁同轴地布置，优选地，其中所述加热室的第一侧壁包括IR透射材料。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述光束引导装置包括IR反射材料。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的气溶胶生成装置，包括在平行于所述加热室的第一侧壁的方向上延伸穿过所述加热室的气流路径。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热室的第一侧壁的至少一部分包括对于由所述光子装置发射的电磁辐射束基本可透过的窗口，优选地其中所述窗口位于所述加热室的远端处。

9.根据权利要求8所述的气溶胶生成装置，其中所述窗口包括熔融石英、氟化锂、氟化镁、氟化钙、氟化钡、硅、锗、铜、硒化锌和蓝宝石中的一种或多种。

10.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述光子装置包括IR激光二极管。

11.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，包括用于冷却所述光子装置的冷却系统，其中所述冷却系统包括从空气入口经过所述光子装置延伸到所述加热室的气流路径。

12.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热室的壁的至少一部分包括IR阻挡材料，优选地，其中所述IR阻挡材料相对于所述气溶胶生成装置的纵向轴线位于所述加热室的近端处。

13.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热室的壁的内侧和所述气溶胶生成装置的壁的内侧中的一者或两者包括IR反射材料或涂覆有IR反射材料。

14.一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置以及包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品被构造成至少部分地插入到所述加热室中。