CN117355231A - 包括嵌入式波纹加热器的胶囊、加热不燃烧（hnb）气溶胶生成装置，和生成气溶胶的方法 - Google Patents

包括嵌入式波纹加热器的胶囊、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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Abstract

一种用于气溶胶生成装置的胶囊，胶囊包括限定开口的内部框架和波纹加热器。波纹加热器由内部框架支撑，且跨越由内部框架限定的开口的至少一部分延伸。气溶胶形成基质至少部分地设置于开口内，使得气溶胶形成基质在波纹加热器的每一侧上。

Description

包括嵌入式波纹加热器的胶囊、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成 装置，和生成气溶胶的方法
发明领域
本公开涉及胶囊、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置和生成气溶胶而不涉及气溶胶形成基质的实质性热解的方法。
背景技术
一些电子装置被配置为将植物材料加热到足以释放植物材料的成分的温度，同时保持温度低于植物材料的燃烧点，以便避免植物材料的任何实质性热解。此类装置可称为气溶胶生成装置(例如，加热不燃烧气溶胶生成装置)，且所加热的植物材料可为烟草。在一些情况下，植物材料可直接引入到气溶胶生成装置的加热腔室中。在其它情况下，植物材料可以预封装在单个容器中，以便于插入气溶胶生成装置中和从气溶胶生成装置的移除。
发明内容
至少一个示例实施例涉及一种用于气溶胶生成装置的胶囊。
在至少一个示例实施例中，一种用于气溶胶生成装置的胶囊包括：内部框架，所述内部框架限定开口；以及波纹加热器，所述波纹加热器由所述内部框架支撑且跨越所述开口的至少一部分延伸。
在至少一个示例实施例中，所述胶囊还包括至少部分地在所述开口内的气溶胶形成基质。所述气溶胶形成基质在所述波纹加热器的每一侧上。所述气溶胶形成基质包括植物材料。所述植物材料包括烟草。
在至少一个示例实施例中，所述内部框架包括：第一面；第二面；第一端；第二端；第一侧；以及第二侧。所述第一端在其中限定至少一个孔。所述波纹加热器包括第一加热器末端部分和第二加热器末端部分。所述第一加热器末端部分和所述第二加热器末端部分延伸穿过所述内部框架的第一端中的至少一个孔。所述波纹加热器的第一加热器末端部分和第二加热器末端部分各自包括突片部分。
在至少一个示例实施例中，所述波纹加热器包括第一波纹行和第二波纹行，所述第一波纹行经由第一连接部分连接到所述第二波纹行。所述第一连接部分为U形。所述波纹加热器还包括第三波纹行，所述第三波纹行经由第二连接部分连接到所述第二波纹行。所述第二连接部分为U形。
在至少一个示例实施例中，所述内部框架的厚度在1.0mm到6.0mm范围内。所述厚度在2.0mm到4.0mm的范围内。所述波纹加热器包括至少一个波纹，所述至少一个波纹具有波峰和波谷。所述波峰的顶点与所述波谷的底部之间的垂直距离在0.5mm到3.0mm的范围内。
在至少一个示例实施例中，所述胶囊还包括外部框架，所述外部框架围绕所述内部框架的至少一部分。
在至少一个示例实施例中，所述波纹加热器具有三角波的形式。
至少一个示例实施例涉及一种气溶胶生成装置。
在至少一个示例实施例中，一种气溶胶生成装置包括装置主体，所述装置主体被配置为接收胶囊。所述胶囊包括：内部框架以及波纹加热器，所述内部框架限定开口，所述波纹加热器由所述内部框架支撑且跨越所述开口的至少一部分延伸。所述装置还包括：多个电极，所述多个电极在所述装置主体内且被配置为电接触所述胶囊的波纹加热器；以及电源，所述电源被配置为经由所述多个电极将电流供应到所述胶囊的波纹加热器。
在至少一个示例实施例中，所述装置还包括气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质至少部分地在所述胶囊的内部框架的开口内，所述气溶胶形成基质在所述波纹加热器的每一侧上。所述气溶胶形成基质包括植物材料。所述植物材料包括烟草。
在至少一个示例实施例中，所述内部框架包括：第一面；第二面；第一端；第二端；第一侧；以及第二侧。所述第一端在其中限定至少一个孔。所述波纹加热器包括第一加热器末端部分和第二加热器末端部分。所述波纹加热器包括第一加热器末端部分和第二加热器末端部分，所述第一加热器末端部分和所述第二加热器末端部分延伸穿过所述第一端中的至少一个孔，且所述波纹加热器的第一加热器末端部分和第二末端部分各自包括突片部分。所述多个电极被配置为接触所述波纹加热器的第一加热器末端部分和二加热器末端部分中的每一者的突片部分。
在至少一个示例实施例中，所述波纹加热器包括第一波纹行和第二波纹行。所述第一波纹行经由第一连接部分连接到所述第二波纹行。所述第一连接部分为U形。在至少一个示例实施例中，所述波纹加热器还包括第三波纹行，所述第三波纹行经由第二连接部分连接到所述第二波纹行。所述第二连接部分为U形。
至少一个示例实施例涉及一种生成气溶胶的方法。
在至少一个示例实施例中，一种生成气溶胶的方法包括：使多个电极与胶囊电接触，所述胶囊包括内部框架和波纹加热器，所述内部框架限定开口，且所述波纹加热器由所述内部框架支撑且跨越所述开口的至少一部分延伸；以及经由所述多个电极将电流供应到所述胶囊的波纹加热器。
附图说明
在结合附图阅读具体说明后，可更容易理解本文非限制性实施例的各种特征和优点。附图仅出于说明目的而提供，且不应解释为限制权利要求书的范围。除非明确地提到，否则附图不应被视为按比例绘制。为清楚起见，附图的各种尺寸可能被夸大了。
图1A为根据示例实施例的用于气溶胶生成装置的胶囊的第一侧的透视图。
图1B为根据示例实施例的用于气溶胶生成装置的胶囊的第二侧的透视图。
图2A为根据至少一个示例实施例的图1A和1B的胶囊的分解图。
图2B为根据至少一个示例实施例的图1A和1B的胶囊的分解图。
图3为根据至少一个示例实施例的图1A和1B的胶囊的透视图，其中移除第一可渗透结构和第二可渗透结构以示出加热器。
图4为根据至少一个示例实施例的图3的胶囊的侧视横剖视图。
图5为根据第二示例实施例的用于气溶胶生成装置的胶囊的一部分的透视图。
图6为图5的胶囊的部分沿着线VI-VI的侧视剖视图。
图7为根据示例实施例的气溶胶生成装置的剖视图。
具体实施方式
本文中公开一些详细的示例实施例。然而，出于描述示例实施例的目的，本文中所公开的具体结构和功能细节仅为代表性的。然而，示例实施例可以许多替代形式体现，且不应被理解为仅限于本文中所阐述的示例实施例。
因此，虽然示例实施例能够接受各种修改和替代形式，但本文的示例实施例已在图中借助于实例示出且将在本文中进行详细描述。然而，应理解，并不意图将示例实施例限制于所公开的特定形式，而是相反，示例实施例将涵盖其所有修改、等同物和替代物。贯穿各图的描述，相似编号指代相似元件。
应理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”、“联接到”、“附接到”、“邻接于”或“覆盖”另一元件或层时，其可以是直接在另一元件或层上或介入元件或可能存在的层、连接到、联接到、附接到、邻接于或覆盖另一元件或层，或介入元件或可能存在的层。相比之下，当元件被称作“直接”在另一个元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，不存在介入元件或层。贯穿本说明书中的相同编号指代相同元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联列举项中的一者或多者的任何组合和所有组合或子组合。
将理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、区、层和/或区段，但是这些元件、区、层和/或区段不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件、区、层或区段与另一元件、区、层或区段。因此，在不脱离示例实施例的教示的情况下，下文论述的第一元件、区域、层或区段可称为第二元件、区域、层或区段。
可以为易于描述而在本文中使用空间相对术语(例如，“下方”、“之下”、“下部”、“之上”、“上部”等等)，以描述一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系，如附图中所示。应理解，空间相对术语意图涵盖装置在使用或操作中除图中描绘的定向外的不同定向。例如，如果附图中的装置翻转，那么描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将定向在其它元件或特征“之上”。因此，术语“之下”可涵盖之上和之下两个定向。装置可以以其它方式取向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所用的空间相对描述符可以相应地进行解释。
本文中所使用的术语仅用于描述各种示例实施例的目的，而不预期限制示例实施例。如本文所使用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”旨在同样包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“包含(comprises)”、和/或“包含(comprising)”在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作和/或元件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件和/或其群组的存在或添加。
当词语“约”或“实质上”在本说明书中结合数值使用时，希望相关联数值包括所陈述的数值±10％的容差，除非另有明确限定。此外，当术语“大体上”或“实质上”与几何形状组合使用时，希望不需要所述几何形状的精确度，但该形状的纵横度在本公开的范围内。此外，不管数值或形状是否被“约”、“大体上”或“实质上”修饰，都应理解，这些值和形状应理解为包括围绕所陈述数值或形状的制造或操作容差(例如，±10％)。
除非以其它方式定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术及科学术语)具有与示例实施例所属领域的一般技术人员通常理解的含义相同的含义。应进一步理解，包括常用词典中所定义的术语应解释为具有与该术语在相关技术的上下文中的含义一致的含义，且除非在文中明确如此定义，否则将不按理想化或过度正式的意义来解释。
处理电路系统(控制电路系统)可为包括逻辑电路、硬件/软件组合(例如，运行软件的处理器)、或其组合的硬件。例如，处理电路更具体地可包括但不限于中央处理单元(central processing unit；CPU)、算术逻辑单元(arithmetic logic unit；ALU)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(field programmable gate array；FPGA)、片上系统(System-on-Chip；SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(application-specific integrated circuit；ASIC)等。
图1A为根据示例实施例的用于气溶胶生成装置的胶囊的第一侧的透视图。图1B为根据示例实施例的用于气溶胶生成装置的胶囊的第二侧的透视图。
在至少一个示例实施例中，如图1A和1B中所示，胶囊100可被配置为接收于气溶胶生成装置(例如，加热不燃烧气溶胶生成装置)内。如附图所示，胶囊100具有层状结构和大体上平面的形式。胶囊100的近端可具有弯曲的近侧边缘，且相对的远端可具有线性远侧边缘。另外，一对线性侧边缘可连接弯曲近侧边缘和线性远侧边缘。所述对线性侧边缘可彼此平行。此外，线性侧边缘与线性远侧边缘的汇合处可呈圆角的形式。
尽管胶囊100在图中示出为类似于具有半圆形末端的矩形(例如，细长半圆形、半长圆形)，但应理解，可采用其它配置。例如，形状可为圆形，使得胶囊100具有盘状外观。在另一情况下，胶囊100的形状可为椭圆形或跑道状。在其它情况下，胶囊100可具有多边形形状(规则或不规则)，包括三角形、矩形(例如，正方形)、五边形、六边形、七角形或八边形。胶囊100的层状结构和大体上平面形式可便于堆叠以便允许将多个胶囊存放在气溶胶生成装置或存放在用于施配新胶囊或接收耗尽的胶囊的其它容器中。在示例实施例中，胶囊100的厚度在1到4mm之间(例如，在1到2mm之间)。
胶囊100可包括外壳105和在外壳105内的加热器170。胶囊100的外壳105具有限定腔室的内表面，该腔室被配置为盛放气溶胶形成基质160(例如，图2A和2B)。另外，胶囊100的外壳具有外表面，该外表面构成胶囊100的第一面、相对第二面和侧面。胶囊100的第一面和第二面可对于气溶胶为可渗透的。胶囊100的侧面在第一面与第二面之间。侧面可被视为胶囊100的外围。
胶囊100的外壳包括第一框架130和第二框架140。第一框架130与第二框架140可具有相同形状和大小(例如，基于平面图)，且对准而使得外侧壁实质上彼此齐平，但示例实施例不限于此。第一框架130和第二框架140可由合适的聚合物形成，例如聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)和/或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。第一框架130与第二框架140可经由焊接布置连接。
第一可渗透结构110经由第一框架130紧固和暴露。类似地，第二可渗透结构120经由第二框架140紧固和暴露。如本文中将更详细地论述，第三框架(或内部框架)150设置于第一可渗透结构110与第二可渗透结构120之间(第一框架130与第二框架140之间)。胶囊100被配置为盛放气溶胶形成基质160(相对于图2A和2B示出和描述)，其可在第三框架150内且在第一可渗透结构110与第二可渗透结构120之间。第一框架130中的第一凹部133(例如，第一凹陷部分)和第二框架140中的第二凹部143(例如，第二凹陷部分)可来自注入模制工艺。就此而言，取决于制造技术，第一凹部133与第二凹部143的大小、位置和/或形状可不同(或可完全不存在)。
第一可渗透结构110和第二可渗透结构120可呈网状薄片、带孔薄片或其组合的形式。例如，第一可渗透结构110和第二可渗透结构120两者皆可呈网状薄片的形式。在另一情况下，第一可渗透结构110和第二可渗透结构120两者皆可呈带孔薄片(例如，80、100或250网孔当量)的形式。带孔薄片可为以机械方式或以化学方式(例如，经由光化学机械加工/刻蚀)穿孔的薄片。在又一情况下，第一可渗透结构110或第二可渗透结构120中的一者可呈网状薄片的形式，而第一可渗透结构110或第二可渗透结构120中的另一者可呈带孔薄片的形式。基于平面视图，第一可渗透结构110与第二可渗透结构120(以及第一框架130与第二框架140)的尺寸可为实质上相同(例如，给定尺寸±10％)。
如图1A中所示，第一可渗透结构110的暴露表面与第一框架130的邻近(例如，实质上共面/平行)表面的组合可被视为胶囊100的第一面。类似地，如图1B中所示，第二可渗透结构120的暴露表面与第二框架140的邻近(例如，实质上共面/平行)表面的组合可被视为胶囊100的第二面。在至少一个示例实施例中，第一面、第二面或两者可包括带孔薄片。在至少一个示例实施例中，第一面、第二面或两者可包括网状薄片。在又一示例实施例中，第一面或第二面中的一者可包括带孔薄片，而第一面或第二面中的另一者可包括网状薄片。
如上文所提到且如本文中将更详细地论述，加热器170(例如，图2A和2B)可设置于胶囊100内以加热气溶胶形成基质160。加热器170可尤其包括被配置为在加热器170的启动期间从电源接收电流的第一末端区段172和第二末端区段176。当启动加热器170时，气溶胶形成基质160的温度可增加并可生成气溶胶，且经由胶囊100的第一可渗透结构110和/或第二可渗透结构120释放气溶胶。
如图1A到1B中所示，第三框架150的暴露表面与第一框架130和第二框架140的邻近侧壁的组合可被视为胶囊100的侧面。另外，第一末端区段172和第二末端区段176可为加热器170的外部片段，其也构成胶囊100的侧面的部分。加热器170的第一末端区段172与第二末端区段176的面向外的表面可为共面的，示例实施例对此不作限制。
如本文所论述，气溶胶形成基质为可产生气溶胶的材料或材料组合。气溶胶涉及由所公开、所主张装置及其等效物生成或输出的物质。该材料可包括化合物(例如尼古丁)，其中当加热该材料时产生包括所述化合物的气溶胶。加热可低于燃烧温度以便产生气溶胶而不包含气溶胶形成基质的实质性热解或燃烧副产物的实质性生成(如果存在)。因此，在示例实施例中，热解在加热和气溶胶的产生期间不发生。在其它情况下，可能存在一些热解和燃烧副产物，但可认为程度相对较小和/或仅偶然发生。
气溶胶形成基质可为纤维材料。例如，纤维材料可为植物性材料。纤维材料被配置为在加热时释放化合物。化合物可为纤维材料的天然成分。例如，纤维材料可为植物材料，诸如烟草，并且所释放的化合物可为尼古丁。术语“烟草”包括任何烟草植物材料，包括来自烟草植物的一种或多种物种(例如黄花烟草(Nicotiana rustica)和烟草(Nicotianatabacum))的烟叶、烟叶塞、再造烟草、压缩烟草、成型烟草或粉末烟草，以及其组合。
在一些示例实施例中，烟草材料可包括来自烟草属的任何成员的材料。另外，烟草材料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实例包括但不限于烤烟、白肋烟、深色烟草、马里兰烟草、东方烟草、稀有烟草、特殊烟草、及其混合物等等。烟草材料可以任何合适的形式提供，包括但不限于烟草薄片、经加工的烟草材料(例如体积膨胀或蓬松烟草)、经加工的烟草梗(例如切卷梗或切吹梗)、再造烟草材料、及其混合物等。在一些示例实施例中，烟草材料以基本上干燥的烟草物质的形式存在。此外，在一些情况下，烟草材料可与丙二醇、甘油、其子组合或其组合中的至少一者混合和/或组合。
化合物还可为具有医学上可接受的治疗效果的药用植物的天然成分。
此外，化合物可为或可以另外包括随后引入纤维材料中的非天然添加剂。在一种情况下，纤维材料可包括合成材料。在另一情况下，纤维材料可包括天然材料，例如纤维素材料(例如非烟草)。在任一情况下，所引入的化合物可包括尼古丁和/或风味剂。风味剂可以来自天然来源，例如植物提取物(例如烟草提取物)和/或人工来源。在又一情况下，当纤维材料包括烟草时，化合物可为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，气溶胶形成基质内的化合物可包括天然存在的成分和/或非天然存在的添加剂。就此而言，应理解，可以经由补充来增加气溶胶形成基质的天然成分的现有含量。例如，可经由用含有尼古丁的提取物补充来增加一定量的烟草中尼古丁的现有含量。
图2A为根据至少一个示例实施例的图1A和1B的胶囊的分解图。
图2B为根据至少一个示例实施例的图1A和1B的胶囊的分解图。
参考图2A和2B，第一框架130具有第一内面和第一外面。另外，第一框架130限定第一开口131。在示例实施例中，第一开口131的侧壁具有相对的线性区段，以及任选地相对的弯曲区段，其中一个弯曲区段可邻近于第一框架130的近端，且另一弯曲区段可邻近于第一框架130的相对远端。第一可渗透结构110可紧固到第一框架130的第一内面，以便由第一开口131暴露。从不同的角度来看，第一可渗透结构110还可被视为覆盖第一开口131。此外，第一可渗透结构110可限定第一孔隙112。第一孔隙112可被定位且被设定大小，以容纳第一凸部(未示出)，当第一可渗透结构110紧固到第一框架130时，该第一凸部对应于图2A中所示的第一凹部133。
第二框架140具有第二内面和第二外面。另外，第二框架140限定第二开口141。在示例实施例中，第二开口141的侧壁具有相对的线性区段，以及任选地相对的弯曲区段，其中一个弯曲区段可邻近于第二框架140的近端，且另一弯曲区段可邻近于第二框架140的相对远端。第二可渗透结构120可紧固到第二框架140的第二内面，以便由第二开口141暴露。从不同的角度，第二可渗透结构120还可被视为覆盖第二开口141。第二开口141的大小和形状可对应于(例如，镜像于)第一开口131的大小和形状。此外，第二可渗透结构120可限定第二孔隙122。第二孔隙122可被定位且被设定大小，以在第二可渗透结构120紧固到第二框架140时容纳第二凸部145。
第三框架150被限定用于接收气溶胶形成基质160的腔体151。腔体151的侧壁与第一可渗透结构110和第二可渗透结构120的内表面(其覆盖腔体151)的组合可被视为限定腔室。在示例实施例中，腔体151的侧壁具有相对的线性区段和相对的弯曲区段，其中一个弯曲区段邻近于第三框架150的近端，且另一弯曲区段邻近于第三框架150的相对远端。基于平面图，第三框架150可与第一可渗透结构110和第二可渗透结构120具有实质上相同的尺寸(例如，给定尺寸±10％)。第三框架150还可限定邻近于第三框架150的末端的至少一个孔隙152。除了用于第一框架130和第二框架140的构造材料之外，第三框架150还可由其它合适的材料形成，例如陶瓷、烧结玻璃和/或固结纤维(例如，硬纸板)。
在至少一个示例实施例中，加热器170被配置为延伸穿过第三框架150并且进入腔体151中。另外，加热器170可被视为由第三框架150支撑。加热器170包括如将关于图3-4进一步描述的第一末端区段172、中间区段174和第二末端区段176。加热器170的第一末端区段172和第二末端区段176为也构成胶囊100侧面的部分外部区段。加热器170的中间区段174为设置于胶囊100内(例如，容纳气溶胶形成基质160的外壳的腔室内)的内部区段。加热器170的第一末端区段172、中间区段174和第二末端区段176为连续结构的区段。在示例实施例中，加热器170的中间区段174具有包括多个U形波纹部分的平坦形式。
气溶胶形成基质160可设置在第三框架150的腔体151内，以便在加热器170的中间区段174的一侧(图2A中示出)或两侧(图2B中示出)上。在至少一个示例实施例中，气溶胶形成基质160可以呈固结形式(例如，薄片、丸剂、片剂)，其被配置为维持其形状，以便允许气溶胶形成基质160以统一方式放置在第三框架150的腔体151内。在此情况下，气溶胶形成基质160的一个块状物可以设置在加热器170的中间区段174的一侧，如图2A中所示。在另一示例实施例中，如图2B中所示，气溶胶形成基质160的一个块状物可以设置于加热器170的中间区段174的一侧，而气溶胶形成基质160的另一个块状物可以设置于加热器170的中间区段174的另一侧(例如，以便实质上填充第三框架150的腔体151，并且将加热器170的中间区段174夹在/嵌入其间)。或者，气溶胶形成基质160可以呈松散形式(例如，颗粒、纤维、渣、碎片、细片)，其不具有设定形状，而是被配置为在引入时呈现第三框架150的腔体151的形状。
第一可渗透结构110和第二可渗透结构120可分别经由多种附接技术紧固到第一框架130和第二框架140。例如，附接技术可涉及注射成型(例如，嵌件成型、二次成型)。在另一情况下，附接技术可涉及超声波焊接。在其它情况下，附接技术可涉及已被认为是食品级安全的或其他可被监管机构接受的粘合剂(例如，胶带、胶)。或者，代替单独的附接技术，第一可渗透结构110和第二可渗透结构120可分别由第一框架130和第二框架140夹持在第三框架150上(或以其它方式约束)。
如图2A所示，第一框架130包括从第一框架130的第一内面突出的至少一个第一连接器。第一框架130的至少一个第一连接器可呈第一连接器138的形式。在示例实施例中，第一连接器138可以脊(例如，第一脊)的形式沿着第一框架130的第一内面的边缘延伸。脊可限定沿着其整个长度延伸的沟槽，以便类似于升高的沟槽或凹入/有沟痕的脊。另外或在替代方案中，脊可具有锥形脊线，因此可被称作锥形脊。尽管第一连接器138示出为分离成多个离散结构(例如，四个离散结构)，但应理解，示例实施例对此不作限制。例如，替代地，第一连接器138可为沿着边缘延伸以便完全围绕第一框架130的第一内面的单个连续结构。
类似地，第二框架140包括从第二框架140的第二内面突出的至少一个第二连接器。第二框架140的至少一个第二连接器可以第二连接器148的形式存在。第二框架140的第二连接器148与第一框架130的第一连接器138被配置为彼此配合的互补结构。在示例实施例中，第二连接器148可以脊(例如，第二脊)的形式沿第二框架140的第二内面的边缘延伸。脊可限定沿着其整个长度延伸的沟槽，以便类似于升高的沟槽或凹入/有沟痕的脊。另外或在替代方案中，脊可具有锥形脊线，且因此可被称作锥形脊。尽管第二连接器148被示出为分离成多个离散结构(例如，四个离散结构)，但应理解，示例实施例对此不作限制。例如，替代地，第二连接器148可为沿着外围延伸以便完全围绕第二框架140的第二内面的单个连续结构。
在图2A示出的非限制性实施例中，其中第一框架130的第一连接器138分离成四个离散结构，结构中的两个可为升高的沟槽，而其它两个结构可为锥形脊。相反，第二框架140的第二连接器148可分离成四个离散结构，其中结构中的两个为锥形脊，而其它两个结构为升高的沟槽。在胶囊100的组装期间，第一框架130的升高的沟槽和锥形脊的混合设定被配置为分别与第二框架140的锥形脊和升高的沟槽的混合设定彼此配合。应理解，对于第一框架130和第二框架140，升高的沟槽与锥形脊的各种组合都是可能的。此外，当组装胶囊100时，第一可渗透结构110和第二可渗透结构120中的每一者可具有分别设置于第一连接器138和第二连接器148的离散结构之间的突片状延伸部(例如，四个突片状延伸部)。
第一连接器138和/或第二连接器148的锥形脊可具有肩部部分和从肩部部分上升以形成锥形脊线的倾斜部分。锥形脊线可在组装期间充当能量导引器(例如，以便于焊接)。第一连接器138和/或第二连接器148的对应的升高的沟槽可具有边沿部分和沟槽底部。如图2A所示，升高的沟槽的沟槽底部可为平坦底部。或者，升高的沟槽的沟槽底部可为V形底部。在第一框架130与第二框架140之间的连接的示例实施例中，锥形脊的倾斜部分被配置为接触对应的升高的沟槽的沟槽底部，而锥形脊的肩部部分与升高的沟槽的边沿部分连接。因此，第一连接器138与第二连接器148的接合表面可以相反地或互补地配置以便于配合。
当每个框架的升高的沟槽和锥形脊的混合设定经分组以使得升高的沟槽在一个线性侧边缘上，而锥形脊在另一线性侧边缘上时，如图2A所示，第一框架130与第二框架140可为相同部分。在此情况下，将第一框架130和第二框架140定向为面向彼此以进行配合将得出互补布置。结果，一个部分可互换地用作第一框架130或第二框架140，因此简化制造的方法。
为了组装胶囊100，在气溶胶形成基质160设置于第三框架150的腔体151内(例如，以便气溶胶形成基质160在加热器170的中间区段174的两侧上)之后，第一框架130可连接到第二框架140。在此情况下，当第一框架130连接到第二框架140时，第三框架150将夹在第一可渗透结构110与第二可渗透结构120之间。在组装期间，第一框架130的至少一个第一连接器被配置为与第二框架140的至少一个第二连接器接合以形成至少一个连接(例如，四个连接)。例如，第一连接器138的升高的沟槽(和/或锥形脊)被配置为与第二连接器148的对应的锥形脊(和/或升高的沟槽)配合。另外，可经由焊接布置(例如，超声波焊接)实现第一框架130的第一连接器138与第二框架140的第二连接器148之间的接合。此外，当组装胶囊100时，第一框架130的外侧壁可与第二框架140的外侧壁实质上齐平，但示例实施例对此不作限制。一旦完成组装，胶囊100就难以或无法在不损坏连接器、框架和/或胶囊100的其它方面的情况下打开。因此，胶囊100是相对防篡改的，防止第三方的未授权的行为。
胶囊100已被描述为尤其包括与第二框架140分离的第一框架130。或者，在一些情况下，可将第一框架130和第二框架140制造为单个结构，单个结构被配置为在组装期间折叠以使得第一连接器138与第二连接器148接合。例如，第一框架130和第二框架140可类似于蛤壳式结构，其中第一框架130的线性远侧边缘连接到第二框架140的线性远侧边缘，其中厚度减小的整体区段充当折叠线。在另一实例中，第一框架130的线性侧边缘可连接到第二框架140的线性侧边缘，其中厚度减小的整体区段充当折叠线。应理解，经由蛤壳式结构，可从胶囊100省略一个或多个连接(例如，沿着折叠线)。
图3为根据至少一个示例实施例的图1A和1B的胶囊的透视图，其中移除第一可渗透结构和第二可渗透结构以示出加热器。图4为根据至少一个示例实施例的图3的胶囊的侧视横截面视图。
在至少一个示例实施例中，如图3和4所示，加热器170布置在由第三框架150限定的腔体(或开口)151内。加热器170包括第一末端区段172、中间区段174和第二末端区段176。第一末端区段172和第二末端区段176延伸穿过在第三框架150的一端中的孔隙152，且超出胶囊100的外壳(例如，以便于与电源电连接)。第一末端区段172和第二末端区段176中的每一者包括突片部分178a、178b，突片部分178a、178b可经由电导线(未示出)连接到电池或其它电源。突片部分178a、178b可为圆形或任何其它形状，且其尺寸被设定得足够大，以允许其容易地连接到电池或其它电源。加热器170的第一末端区段172与第二末端区段176可以是共面的，但示例实施例对此不作限制。加热器170的第一末端区段172和第二末端区段176还可以限定孔隙。
在至少一个示例实施例中，加热器170的中间区段174包括至少一个波纹部分，波纹部分跨越由第三框架150限定的开口的至少一部分延伸，并且被布置在第一末端区段172与第二末端区段176之间。如图4所示，当从一侧观察时，至少一个波纹部分可呈三角波的形式。在其它示例实施例中，当从一侧观察时，至少一个波纹部分可以呈正弦波、锯齿波、方波或具有波谷V和邻近波峰P形式的任何其它波形式。至少一个波纹部分可包括1至40个(例如，2到35、5到30、10到25或15到20)的波峰P与波谷P。波纹部分的邻近波峰P与波谷V之间的垂直距离VD可为约0.25mm到约1.5mm(例如，约0.50mm到约1.25mm，或约0.75mm到约1.00mm)。
如图3和4所示，加热器170的中间区段174还包括多个行，其中每行为波纹状的。多个波纹行可在其末端经由连接部分300连接到邻近行。举例来说，如图3中所示，第一波纹行经由U形连接部分300连接到第二波纹行。第三波纹行经由第二U形连接部分连接到第二波纹行。在至少一个示例实施例中，加热器170可包括1到20个波纹行，其中每行经由连接部分(例如，U形连接部分)连接到一个或多个邻近行。
在至少一个示例实施例中，如图4所示，第三框架150的厚度可为约0.5mm到约5mm(例如，约1.0mm到约4mm、约1.5mm到约3.5mm或约1.0mm到约3.0mm)。例如，第三框架150的厚度可为约2mm，且波峰P与波谷V之间的垂直距离VD可为约1mm。加热器170可相对于其厚度布置在第三框架150的中间，使得气溶胶形成基质可布置在加热器170的两侧上。波纹部分至少部分延伸到气溶胶形成基质中，由此增加气溶胶形成基质与加热器170之间的接触表面积。
当启动加热器170时，气溶胶形成基质的温度可增加并可生成气溶胶，且气溶胶经由胶囊100的第一可渗透结构110和/或第二可渗透结构120释放。
在至少一个示例实施例中，加热器170可以由可以切割、光蚀刻并且冲压成波纹形式或以其它方式处理(例如，电化学蚀刻、模切、激光切割)的薄片材料形成。
在示例实施例中，加热器170被配置为在将电流施加到其上之后进行焦耳加热(其也被称为欧姆/电阻加热)。更详细地说，加热器170可由一个或多个导体形成，并且被配置为在电流穿过其时产生热。电流可从气溶胶生成装置内的电源(例如，电池)供应到加热器170的第一末端区段172和第二末端区段176。用于加热器170的合适的导体包括基于铁的合金(例如，不锈钢、铁铝化物)、基于镍的合金(例如，镍铬合金)和/或陶瓷(例如，涂有金属的陶瓷)。在波纹化之前，加热器170的中间区段174可具有约0.1到0.3mm(例如，0.15到0.25mm)的厚度和约0.5到2.5欧姆(例如，1到2欧姆)的电阻。
来自气溶胶生成装置内的电源的电流可经由电极传输，电极被配置为在将胶囊100插入到气溶胶生成装置中时电接触加热器170的第一末端区段172和第二末端区段176。在非限制性实施例中，气溶胶生成装置内的电极可被弹簧加载以增强与胶囊100的加热器170的接合。例如，气溶胶生成装置内的弹簧加载的第一电极可具有圆形或斜面形的接合部分，其被配置为与加热器170的第一末端区段172电接触，使得接合部分安放在第一末端区段172中的孔隙内。类似地，气溶胶生成装置内的弹簧加载的第二电极可具有圆形或斜面形的接合部分，其被配置为与加热器170的第二末端区段176电接触，使得接合部分安放在第二末端区段176中的孔隙内。在此类情况下，气溶胶生成装置的第一电极和第二电极分别与加热器170的第一末端区段172和第二末端区段176的接合可产生确认性咔嗒声。电极的弹簧加载可在与加热器170的平面正交的方向上。除弹簧加载之外或代替弹簧加载，电极的移动(例如，接合、释放)可经由机械致动实现。此外，从气溶胶生成装置到胶囊100的电流的供应可为手动操作(例如，按钮启动)或自动操作(例如，吹气启动)。
图5为根据第二示例实施例的用于气溶胶生成装置的胶囊的透视图。图6为图5的胶囊沿着线VI-VI的侧视横截面视图。
现参考图5和6，图5和6的胶囊100与图1A-4中的胶囊相同，除了第三框架150示出为无外部壳体，第三框架150较厚，且加热器170包括较少的波纹。如图所示，在至少一个示例实施例中，加热器170可具有较少的波峰和波谷以及波峰P与波谷V之间的较大垂直距离VD。例如，加热器170可包括2-3个波峰和2-3个波谷，且可具有约2.0mm到约3.0mm或约2.5mm的波峰P与波谷V之间的垂直距离VD。第三框架150可为约3.5mm到约4.0mm厚、或约3.5mm厚。由于第三框架150的增加的厚度和较大波纹，额外的气溶胶形成基质可包括于胶囊中。
参考图7，气溶胶生成装置1000(例如，加热不燃烧气溶胶生成装置)包括具有出口1017的烟嘴1015和装置主体1025。电源1035和控制电路系统1045可设置于气溶胶生成装置1000的装置主体1025内。电源1035可包括一个或多个电池(例如，可再充电双电池布置)，例如锂离子电池。气溶胶生成装置1000被配置为接收胶囊700，胶囊700可如结合本文中的实施例中的任一者所描述。气溶胶生成装置1000还包括被配置为电接触胶囊700的接合组件1055。在示例实施例中，接合组件1055包括第一电极1060和第二电极1062，第一电极1060和第二电极1062被配置为分别电接触胶囊700的加热器的第一末端区段172和第二末端区段176。
在将胶囊700插入到气溶胶生成装置1000中之后，控制电路系统1045可指示电源1035在接合组件1055的第一电极与第二电极之间供应电流。来自电源1035的电流的供应可响应于手动操作(例如，按钮启动)或自动操作(例如，吹气启动)。由于电流的作用，可加热胶囊700以生成气溶胶。另外，加热器的电阻变化可用于监控和控制气溶胶化温度。所生成的气溶胶可经由烟嘴1015从气溶胶生成装置1000吸取。
在至少一个示例实施例中，在启动气溶胶生成装置1000之后，可以加热装置主体1025内的胶囊700以生成气溶胶。在至少一个示例实施例中，可以经由传感器1075检测气流和/或生成与第一按钮1080和/或第二按钮1085的按压相关联的信号来触发气溶胶生成装置1000的启动。关于气流的检测，烟嘴1015的气溶胶出口1017上的负压的吸取或施加将经由空气入口1065将环境空气引入装置主体1025中。一旦进入装置主体1025内部，空气就经由入口通道1095行进，且被传感器1075检测到。空气的一部分还如本文中所描述的进入胶囊700。
传感器1075对气流的检测使得控制电路系统1045指示电源1035经由加热器的第一末端区段172和第二末端区段176(如本文中所描述)将电流供应到胶囊700。因此，加热器的中间区段174的温度将增加，这又会引起气溶胶形成基质(例如，气溶胶形成基质160)的温度增加，使得挥发物由气溶胶形成基质160释放以产生气溶胶。所产生的气溶胶将由流动穿过胶囊700的空气夹带。具体来说，所产生的气溶胶将在从烟嘴1015的气溶胶出口1017退出气溶胶生成装置1000之前穿过胶囊700。
处理电路系统(控制电路系统)可为包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合(例如执行软件的处理器)；或其组合。例如，处理电路更具体地可包括但不限于中央处理器(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。
胶囊700和气溶胶生成装置1000(包括烟嘴1015、装置主体1025、电源1035、控制电路系统1045、电极)的额外细节可见于2017年12月18日申请的标题为“汽化装置和使用汽化装置递送化合物的方法(VAPORIZING DEVICES AND METHODS FOR DELIVERING A COMPOUNDUSING THE SAME)”、代理案号为24000DM-000012-US的第15/845,501号美国申请中，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。本文中所论述的胶囊、气溶胶形成基质和相关方面还在2019年1月21日申请的标题为“胶囊、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置和生成气溶胶的方法(CAPSULE,HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATING DEVICES,AND METHODS OFGENERATING AN AEROSOL)”、代理案号为24000NV-000521-US的第16/252,951号美国申请中更详细地描述，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。
本文中论述的基质、胶囊、装置和方法的额外细节还可见于以下各者中：2019年6月25日申请的标题为“胶囊、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置和生成气溶胶的方法(CAPSULES,HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATING DEVICES,AND METHODS OFGENERATING AN AEROSOL)”、代理案号为24000NV-000522-US的第16/451,662号美国申请；2019年1月21日申请的标题为“胶囊、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置和生成气溶胶的方法(CAPSULES,HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATING DEVICES,AND METHODS OFGENERATING AN AEROSOL)”、代理案号为24000NV-000521-US的第16/252,951号美国申请；2017年12月18日申请的标题为“汽化装置和使用汽化装置递送化合物的方法(VAPORIZINGDEVICES AND METHODS FOR DELIVERING A COMPOUND USING THE SAME)”、代理案号为24000DM-000012-US的第15/845,501号美国申请；2017年9月18日申请的标题为“用于汽化活性成分的汽化器(VAPORIZER FOR VAPORIZING AN ACTIVE INGREDIENT)”、代理案号为24000DM-000003-US-NP的第15/559,308号美国申请；以及2020年6月23日申请的标题为“包括内部加热器的胶囊、加热不燃烧(HNB)气溶胶生成装置和生成气溶胶的方法(CAPSULESINCLUDING INTERNAL HEATERS,HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATING DEVICES,ANDMETHODS OF GENERATING AN AEROSOL)”、代理案号为24000NV-000603-US的第16/909,131号美国申请，上述每个美国申请的公开内容均以全文引用的方式并入本文中。
虽然本文中已公开数个示例实施例，但应理解，其它变化也是可能的。此类变化不应被视为脱离本公开的精神和范围，并且此类修改对本领域的技术人员来说是显而易见的，所有此类修改意图包括在所附权利要求书的范围内。

Claims (24)

1.一种用于气溶胶生成装置的胶囊，其特征在于，所述胶囊包括：
内部框架，所述内部框架限定开口；以及
波纹加热器，所述波纹加热器由所述内部框架支撑且跨越所述开口的至少一部分延伸。
2.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述胶囊还包括：
至少部分地在所述开口内的气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质在所述波纹加热器的每一侧上。
3.根据权利要求2所述的胶囊，其特征在于，所述气溶胶形成基质包括植物材料。
4.根据权利要求3所述的胶囊，其特征在于，所述植物材料包括烟草。
5.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述内部框架包括：
第一面；
第二面；
第一端；
第二端；
第一侧；以及
第二侧。
6.根据权利要求5所述的胶囊，其特征在于，
所述第一端在其中限定至少一个孔；以及
所述波纹加热器包括第一加热器末端部分和第二加热器末端部分，所述第一加热器末端部分和所述第二加热器末端部分延伸穿过所述内部框架的第一端中的至少一个孔。
7.根据权利要求6所述的胶囊，其特征在于，所述波纹加热器的第一加热器末端部分和所述第二加热器末端部分各自包括突片部分。
8.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述波纹加热器包括第一波纹行和第二波纹行，所述第一波纹行经由第一连接部分连接到所述第二波纹行。
9.根据权利要求8所述的胶囊，其特征在于，所述第一连接部分为U形。
10.根据权利要求9所述的胶囊，其特征在于，所述波纹加热器还包括：
第三波纹行，所述第三波纹行经由第二连接部分连接到所述第二波纹行，所述第二连接部分为U形。
11.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述内部框架的厚度在1.0mm到6.0mm的范围内。
12.根据权利要求11所述的胶囊，其特征在于，所述厚度在2.0mm到4.0mm的范围内。
13.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述波纹加热器包括至少一个波纹，所述至少一个波纹具有波峰和波谷，所述波峰的顶点与所述波谷的底部之间的垂直距离在0.5mm到3.0mm的范围内。
14.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述胶囊还包括：
外部框架，所述外部框架围绕所述内部框架的至少一部分。
15.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述波纹加热器具有三角波的形式。
16.一种气溶胶生成装置，其特征在于，所述气溶胶生成装置包括：
装置主体，所述装置主体被配置为接收胶囊，所述胶囊包括：
内部框架，所述内部框架限定开口，以及
波纹加热器，所述波纹加热器由所述内部框架支撑且跨越所述开口的至少一部分延伸；
多个电极，所述多个电极在所述装置主体内且被配置为电接触所述胶囊的波纹加热器；以及
电源，所述电源被配置为经由所述多个电极将电流供应到所述胶囊的波纹加热器。
17.根据权利要求16所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述气溶胶生成装置还包括：
气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质至少部分地在所述胶囊的内部框架的开口内，所述气溶胶形成基质在所述波纹加热器的每一侧上。
18.根据权利要求17所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述气溶胶形成基质包括植物材料。
19.根据权利要求18所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述植物材料包括烟草。
20.根据权利要求16所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述内部框架包括：
第一面；
第二面；
第一端；
第二端；
第一侧；以及
第二侧。
21.根据权利要求20所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述第一端在其中限定至少一个孔；
所述波纹加热器包括第一加热器末端部分和第二加热器末端部分，所述第一加热器末端部分和所述第二加热器末端部分延伸穿过所述第一端中的至少一个孔，且所述波纹加热器的第一加热器末端部分和第二末端部分各自包括突片部分；以及
所述多个电极被配置为接触所述波纹加热器的第一加热器末端部分和第二加热器末端部分中的每一者的突片部分。
22.根据权利要求16所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述波纹加热器包括第一波纹行和第二波纹行，所述第一波纹行经由第一连接部分连接到所述第二波纹行，所述第一连接部分为U形。
23.根据权利要求22所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述波纹加热器还包括：
第三波纹行，所述第三波纹行经由第二连接部分连接到所述第二波纹行，所述第二连接部分为U形。
24.一种生成气溶胶的方法，其特征在于，所述方法包括：
使多个电极与胶囊电接触，所述胶囊包括内部框架和波纹加热器，所述内部框架限定开口，所述波纹加热器由所述内部框架支撑且跨越所述开口的至少一部分延伸；以及
经由所述多个电极将电流供应到所述胶囊的波纹加热器。
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