TWI726444B - 氣溶膠產生裝置、加熱腔體及其構造方法 - Google Patents

氣溶膠產生裝置、加熱腔體及其構造方法 Download PDF

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Abstract

一種構造用於氣溶膠產生裝置的加熱腔體之方法，包括提供加熱腔體的側壁、提供加熱器、將加熱器佈置成與加熱腔體的側壁處於熱接觸。該方法還包括將熱收縮層附接至加熱器的朝外側面，及將熱收縮層加熱到某一溫度，使得熱收縮層收縮以將加熱器壓靠到側壁上。還揭露了用於氣溶膠產生裝置的加熱腔體，包括限定加熱腔體的內部體積的側壁、與側壁處於熱接觸的加熱器及處於張力下的熱收縮層，用於將加熱器壓靠到側壁的朝外表面上。還揭露了一種氣溶膠產生裝置，包括電源、本文揭露的加熱腔體及控制電路系統，控制電路系統被佈置用於控制從電源到加熱器的電功率供應。

Description

氣溶膠產生裝置、加熱腔體及其構造方法
本揭露係關於一種氣溶膠產生裝置及其加熱腔體。本揭露尤其適用於一種可擕式氣溶膠產生裝置，該裝置可以是獨立的且低溫的。此類裝置可以藉由傳導、對流和/或輻射來加熱而不是灼燒煙草或其他合適的材料，以產生供吸入的氣溶膠。
在過去幾年裡，風險被降低或風險被修正的裝置(也稱為汽化器)之普及和使用快速增長，這有助於幫助想要戒煙的習慣性吸煙者戒掉如香煙、雪茄、小雪茄和捲煙等傳統的煙草產品。與在傳統煙草產品中灼燒煙草不同，可獲得加熱或加溫可氣溶膠化之物質的各種裝置及系統。
通常可用的風險被降低或風險被修正的裝置是被加熱基質的氣溶膠產生裝置或加熱但不灼燒的裝置。這種類型的裝置藉由將氣溶膠基質加熱到通常在150℃到300℃範圍內的溫度來產生氣溶膠或蒸氣，氣溶膠基質通常包括潮濕的煙葉或其他合適的可氣溶膠化材料。加熱但並不燃燒或灼燒氣溶膠基質會釋放氣溶膠，這種氣溶膠包括使用者尋求的組分但不包括燃燒和灼燒產生的有毒和致癌副產物。此外，藉由加熱煙草或其他可氣溶膠化的材料產生的氣溶膠通常不包括由燃燒和灼燒產生的可能對於使用者來說不愉快的燒焦味或苦 味，故，基質不需要糖和其他添加劑，糖和添加劑通常添加到此類材料以使煙霧和/或蒸氣對於使用者來說更美味。
在通常意義上，希望的是將氣溶膠基質快速加熱到可以從中釋放氣溶膠的溫度，並且將氣溶膠基質保持在該溫度。顯然，氣溶膠只會在有氣流經過氣溶膠基質時才會從氣溶膠基質中釋放並且遞送給使用者。
這種類型的氣溶膠產生裝置係可擕式裝置，故能耗是一重要的設計考慮因素。本發明旨在解決現有裝置之問題，並且提供一種改進的氣溶膠產生裝置及其加熱腔體。
根據本揭露之第一方面，提供了一種構造用於氣溶膠產生裝置的加熱腔體之方法，該方法包括以下步驟：提供該加熱腔體的側壁；提供加熱器；將該加熱器佈置成與該加熱腔體的側壁處於熱接觸；將熱收縮層附接至該加熱器的朝外側面；將該熱收縮層加熱到某一溫度，使得該熱收縮層(146)收縮以將該加熱器壓靠到該側壁上。
視需要，該熱收縮層係繞該側壁包裹的一層熱收縮帶。
視需要，該熱收縮層響應於加熱而僅沿該帶的長度進行收縮。
視需要，該熱收縮層繞該加熱器包裹，並且較佳的是其中，在加熱之後，該熱收縮層符合該側壁和該加熱器的形狀。
視需要，在加熱之後，該熱收縮層對該加熱器施加均勻的力。
視需要，加熱該熱收縮層的步驟導致5%與12%之間的長度收縮，較佳的是8%的長度收縮。
視需要，使用矽酮黏合劑或基於矽酮黏合劑的帶，將該熱收縮層附接至該加熱器。
視需要，將該熱收縮層加熱到150℃持續大約8分鐘將導致長度收縮約8%。
視需要，將該熱收縮層加熱到350℃持續大約8分鐘將導致長度收縮約12%。
視需要，加熱該熱收縮層的步驟包括將該熱收縮層加熱到不高於該矽酮黏合劑的熔點的溫度以使該熱收縮層收縮、然後將該熱收縮層進一步加熱到該裝置的操作溫度。
視需要，將該加熱器佈置成與該側壁處於熱接觸、以及將熱收縮層附接至該加熱器的朝外側面的步驟包括首先將熱收縮層附接至該加熱器、然後將該熱收縮層和該加熱器的組合附接至該側壁。
視需要，使用膠帶將該熱收縮層的一端附接至該加熱器的一端，或者其中，使用黏合劑層將該加熱器的朝外側面附接至該熱收縮層的朝內側面。
視需要，將該熱收縮層附接至該加熱器的步驟包括在該加熱器與該側壁處於熱接觸的位置將該熱收縮層繞該側壁包裹至少兩個整圈。
本文揭露了一種根據上述方法生產的加熱腔體。
根據本揭露之第二方面，提供了一種用於氣溶膠產生裝置之加熱腔體，該加熱腔體包括：限定該加熱腔體的內部體積的側壁；與該側壁處於熱接觸的加熱器；以及處於張力下的熱收縮層，用於將該加熱器壓靠到該側壁的朝外表面上。
視需要，在該加熱器與該側壁處於熱接觸的位置，該熱收縮層繞該側壁包裹至少兩個整圈。
視需要，該側壁和該熱收縮層一起氣密地密封該加熱器。
視需要，該側壁係管狀的並且該熱收縮層一路繞該側壁的朝外表面延伸。
視需要，該熱收縮層係繞該側壁包裹的一層熱收縮帶。
視需要，該熱收縮層被配置成響應於加熱而僅沿該帶的長度進行收縮。
視需要，該熱收縮層包括聚醯亞胺。
視需要，該熱收縮層具有50μm或更小、較佳的是25μm或更小的厚度。
視需要，該熱收縮層具有的熱導率低於該側壁的熱導率。
視需要，進一步包括熱敏電阻，並且較佳的是其中，該熱敏電阻被該熱收縮材料覆蓋，並且較佳的是其中，該熱收縮材料將該熱敏電阻壓靠到該側壁的朝外表面上。
根據本揭露之第三方面，提供了一種氣溶膠產生裝置，該氣溶膠產生裝置包括：電源；如上詳述之加熱腔體；以及控制電路系統，該控制電路系統被佈置用於控制從該電源到該加熱器的電功率供應。
100:氣溶膠產生裝置
102:外殼
104:第一端
106:第二端
107a:墊圈
107b:墊圈
108:加熱腔體
109:環形脊
110:第一開口端、開口端
112:基部
113:通道
114:基質載體
116:按鈕
118:側壁
120:電源
122:控制電路系統
124:加熱器
126:側壁
128:氣溶膠基質
130:區域
132:外層
134:第一端
136:第二端
137:入口
138:凸緣
139:空隙
140:突出物、凹痕
142a:頂邊緣
142b:底邊緣
144:金屬層
145:表面
146:隔熱層、熱收縮材料、材料、熱收縮層
146a:原始熱收縮層、第一層熱收縮材料
146b:熱收縮材料、第二層熱收縮材料
148:平台
150:電氣連接部、電氣連接軌道
152:隔熱構件
154:雙壁管、隔熱側壁
156:基部
158:內腔
160:彈性可變形構件
164a:電阻路徑、路徑
164b:電阻路徑、路徑
166:背襯膜、電絕緣層、聚醯亞胺層
170:溫度感測器
180:黏合劑、帶、膠帶
A:箭頭
B:箭頭
C:箭頭
D:箭頭
X:線
[圖1]係根據本揭露第一實施方式的氣溶膠產生裝置之示意性透視圖。
[圖2]係圖1的氣溶膠產生裝置從側面之示意性截面視圖。
[圖2(a)]係圖1的氣溶膠產生裝置的頂部沿圖2所示的線X-X截取的示意性截面視圖。
[圖3]係圖1的氣溶膠產生裝置之示意性透視圖，其中所示的是氣溶膠基質之基質載體正被裝入氣溶膠產生裝置中。
[圖4]係圖1的氣溶膠產生裝置從側面之示意性截面視圖，其中所示的是氣溶膠基質之基質載體正被裝入氣溶膠產生裝置中。
[圖5]係圖1的氣溶膠產生裝置之示意性透視圖，其中所示的是氣溶膠基質之基質載體已被裝入氣溶膠產生裝置中。
[圖6]係圖1的氣溶膠產生裝置從側面之示意性截面視圖，其中所示的是氣溶膠基質之基質載體已被裝入氣溶膠產生裝置中。
[圖6(a)]係圖6的一部分之詳細截面視圖，突出了基質載體與加熱腔體中的突出物之間之相互作用以及對氣流路徑之相應影響。
[圖7]係與加熱腔體分離的加熱器之平面視圖。
[圖8]係根據本揭露第二實施方式之具有替代性氣流佈置的氣溶膠產生裝置從側面之示意性截面視圖。
[圖9]示出了一層熱收縮材料。
[圖10]示出了響應於熱量而在一方向上收縮後的熱收縮層。
[圖11]示出了在加熱前繞加熱器包裹的熱收縮層，該加熱器附接至加熱腔體的側壁。
[圖12]示出了圖11的構型，係在加熱到第一溫度使熱收縮材料收縮之後。
[圖13]示出了圖12的構型，具有繞原始熱收縮層包裹的額外熱收縮材料包裹物。
[圖14]示出了圖13的構型，係在加熱到比第一溫度更高的第二溫度以使熱收縮材料進一步收縮之後。
[圖15]示出了替代性構型，其中熱收縮材料繞加熱腔體的側壁形成螺旋。
[圖16]示出了附接有加熱器的加熱腔體，其中加熱器和熱敏電阻被熱收縮材料封裝。
[圖17]示出了在附接至加熱腔體之前、附接至加熱器的朝外側面上的熱收縮層加熱器。
[圖18]示出了呈端對端排列的由膠帶連接的熱收縮層和加熱器。
第一實施方式
參見圖1和圖2，根據本揭露第一實施方式，氣溶膠產生裝置100包括外殼102，該外殼容納氣溶膠產生裝置100的多個不同部件。在第一實施方式中，外殼102係管狀的。更特定言之，外殼係圓柱形的。應注意，外殼102不必具有管狀或圓柱形形狀，而可以是任何形狀，只要其尺寸適應本文闡述的不同實施方式中所描述之部件即可。外殼102可以由任何合適的材料或者甚至材料層形成。例如，金屬內層可以由塑膠外層包圍。這使得外殼102可以讓使用者愉快地握住。從氣溶膠產生裝置100洩漏出的任何熱量被金屬層繞外殼102分佈，故防止形成熱點，而塑膠層柔化了外殼102的手感。另外，塑膠層可以幫助保護金屬層免於鏽污或刮劃，故改善氣溶膠產生裝置100的長期外觀。
為方便起見，氣溶膠產生裝置100的第一端104(示出為朝向圖1至圖6各自的底部)被描述為氣溶膠產生裝置100的底部、基部或下端。氣溶膠產生裝置100的第二端106(示出為朝向圖1至圖6各自的頂部)被描述為氣溶膠產生裝置100的頂部或上端。在第一實施方式中，第一端104係外殼102的下端。在使用中，使用者通常將氣溶膠產生裝置100定向成第一端104朝下和/或相對於使用者的嘴處於遠側位置，並且第二端106朝上和/或相對於使用者的嘴處於近側位置。
如所示出的，氣溶膠產生裝置100在第二端106藉由與外殼102的內部部分的過盈配合將一對墊圈107a、107b保持在位(在圖1、圖3和圖5中，僅上部墊圈107a可見)。在一些實施方式中，外殼102在氣溶膠產生裝置100的第二端106處繞墊圈中的上部墊圈107a捲曲或彎曲以將墊圈107a、107b保持在位。另一個墊圈107b(即，離氣溶膠產生裝置100的第二端106最遠的墊圈)支撐在外殼102的肩部或環形脊109上，由此防止下部墊圈107b坐入到與氣溶膠產生裝置100的第二端106相距超過預定距離處。墊圈107a、107b係由隔熱材料形成的。在本實施方式中，該隔熱材料適合用於醫療器械中，例如是聚醚醚酮(PEEK)。
氣溶膠產生裝置100具有朝向氣溶膠產生裝置100的第二端106定位的加熱腔體108。加熱腔體108朝向氣溶膠產生裝置100的第二端106敞開。換言之，加熱腔體108具有朝向氣溶膠產生裝置100的第二端106的第一開口端110。加熱腔體108藉由裝配穿過墊圈107a、107b的中央孔口而與外殼102的內表面保持隔開。這種佈置使加熱腔體108與外殼102保持大體上同軸佈置。加熱腔體108由加熱腔體108的凸緣138懸掛，該凸緣位於加熱腔體108的開口端110處、夾在這一對墊圈107a、107b之間。這意味著從加熱腔體108到外殼102的熱傳導一般經過墊圈107a、107b，並且由此被墊圈107a、107b的隔熱性能限制。由於在加熱腔體108周圍的以其他方式存在氣隙，故也減少了除了經由墊圈107a、107b之外從加熱腔 體108到外殼102的熱傳遞。在所展示的實施方式中，凸緣138背離加熱腔體108的側壁126向外延伸大約1mm的距離，形成環形結構。
為了進一步提高加熱腔體108的隔熱，加熱腔體108也被隔熱物包圍。在一些實施方式中，隔熱物係纖維材料或泡沫材料，比如棉絮。在所展示的實施方式中，隔熱物包括呈隔熱杯形式的隔熱構件152，該隔熱杯包括雙壁管154和基部156。在一些實施方式中，隔熱構件152可以包括一對在其之間封閉了空腔的嵌套杯。在雙壁管154的壁之間限定的空腔158可以填充有隔熱材料，例如纖維、泡沫、凝膠或氣體(例如，處於低壓力下)。在一些情況下，空腔158可以包括真空。有利地，真空需要很小的厚度就能達到很高的隔熱，並且封閉了空腔158的雙壁管154的壁可以小到100μm厚，並且總厚度(兩個壁和它們之間的空腔158)可以低至1mm。基部156係一種隔熱材料，比如矽酮。由於矽酮具有柔韌性，故加熱器124的電氣連接部150可以穿過基部156，而圍繞電氣連接部150形成密封。
如圖1至圖6所示，氣溶膠產生裝置100可以包括外殼102、加熱腔體108、以及隔熱構件152，詳見上文所述。圖1至圖6示出了彈性可變形構件160，該彈性可變形構件位於隔熱側壁154的朝外表面與外殼102的內表面之間以將隔熱構件152保持在位。彈性可變形構件160可以提供足夠的摩擦以創建過盈配合，使隔熱構件152保持在位。彈性可變形構件160可以是墊片或O形環，或符合隔熱側壁154的朝外表面和外殼102的內表面的其他材料閉環。彈性可變形構件160可以由隔熱材料(比如矽酮)形成。這可以在隔熱構件152與外殼102之間提供進一步的隔熱。故，這可以減少傳遞到外殼102的熱量，使得在使用時使用者可以舒適地握住外殼102。該彈性可變形材料能夠被壓縮和變形，但是彈回到其原來的形狀，例如彈性材料或橡膠材料。
作為這種佈置的替代方案，隔熱構件152可以由在隔熱構件152與外殼102之間延伸的支柱支撐。支柱可以確保增加的剛度，使得加熱腔體108位於外殼102內的中央，或者使得該加熱腔體位於設定的位置。這可以被設計成使得熱量均勻地分佈在整個外殼102上，這樣熱點就不會形成。
作為又一個替代方案，加熱腔體108可以藉由外殼102上的接合部分被固定在氣溶膠產生裝置100中，該等接合部分用於在加熱腔體108的開口端110處接合側壁126。由於開口端110暴露於最大的冷氣流並且故冷卻得最快，將加熱腔體108在開口端110附近附接到外殼102可以使熱量迅速消散到環境中，並且確保安全的配合。
應注意，在一些實施方式中，加熱腔體108可從氣溶膠產生裝置100移除。故，加熱腔體108可以容易地清潔或更換。在此類實施方式中，加熱器124和電氣連接部150可能不是可移除的，並且可能就地留在隔熱構件152內。
在第一實施方式中，加熱腔體108的基部112係閉合的。即，加熱腔體108係杯狀的。在其他實施方式中，加熱腔體108的基部112具有一個或多個孔或者係穿孔的，加熱腔體108保持大致杯狀但是在基部112處未閉合。在又其他實施方式中，基部112係閉合的，但是側壁126在靠近基部112的區域中、例如在加熱器124(或金屬層144)與基部112之間具有一個或多個孔或者係穿孔的。加熱腔體108還具有在基部112與開口端110之間的側壁126。側壁126和基部112彼此連接。在第一實施方式中，側壁126係管狀的。更特定言之，側壁126係圓柱形的。然而，在其他實施方式中，側壁126具有其他合適的形狀，比如具有橢圓形或多邊形截面的管。通常，截面在加熱腔體108的長度上係大致均勻的(不考慮突出物140)，但是在其他實施方式中，截面可能改變，例如截面可能朝一端變小從而使得管狀形狀漸縮或呈截頭圓錐形。
在所展示的實施方式中，加熱腔體108係單一的，也就是說，側壁126和基部112係由單件材料例如藉由深拉製程形成的。這可以產生更強勁的整體加熱腔體108。其他實例可以將基部112和/或凸緣138作為單獨的零件形成並且然後附接至側壁126。這進而可以使凸緣138和/或基部112由與製成側壁126的材料不同的材料製成。側壁126本身被佈置成薄壁。在一些實施方式中，側壁最高達150μm厚。典型地，側壁126小於100μm厚，例如大約90μm厚，或者甚至大約80μm厚。在一些情況下，側壁126可以為大約50μm厚，但隨著厚度減少，在製造過程中的故障率增加。總的來說，50μm到100μm的範圍通常是合適的，而70μm到90μm的範圍係最佳的。製造公差最高達大約±10μm，但是所提供的參數旨在精確到大約±5μm。
當側壁126如以上所限定的那樣薄時，加熱腔體108的熱特性發生顯著變化。穿過側壁126的熱傳輸的阻力可忽略不計，因為側壁126太薄了，然而沿側壁126(即，平行於側壁126的中央軸線或繞該側壁的圓周)的熱傳輸具有小通道，沿該小通道可能發生傳導，並且故由位於加熱腔體108的外表面上的加熱器124所產生的熱量在開口端處沿從側壁126徑向向外的方向保持集中在加熱器124附近，但是快速導致加熱腔體108的內表面發熱。另外，薄的側壁126有助於減小加熱腔體108的熱質量，進而提高氣溶膠產生裝置100的整體效率，因為用於加熱該側壁126的能量更少。
加熱腔體108、以及具體地加熱腔體108的側壁126包括熱導率為50W/mK或更低的材料。在第一實施方式中，加熱腔體108係金屬，較佳的是不銹鋼。不銹鋼的熱導率在大約15W/mK到40W/mK之間，精確值取決於特定的合金。作為另一實例，適用於此用途的300系列不銹鋼的熱導率為大約16W/mK。合適的實例包括304、316和321不銹鋼，此類不銹鋼已經被批准用於醫療用途、強度大、並且具有足夠低的熱導率，以允許本文描述的熱量集中。
與熱導率較高的材料相比，具有上述水平的熱導率的材料降低了熱量被傳導離開施加熱量的區域的能力。例如，熱量保持集中在加熱器124附近。由於抑制熱量移動到氣溶膠產生裝置100的其他部分，故藉由確保只有氣溶膠產生裝置100的旨在被加熱的那些部分被確實加熱了，而不旨在被加熱的那些部分不被加熱，使得加熱效率得以提高。
金屬係合適的材料，因為金屬強度大、可塑性強、並且易於塑形。另外，金屬的熱性能在金屬之間差異很大，如果需要的話，可以藉由仔細的合金化來調整。在本申請中，「金屬」係指元素(即純)金屬以及幾種金屬或其他元素(例如碳)的合金。
故，為加熱腔體108配置薄的側壁126、以及選擇具有期望的熱性能的用於形成側壁126的材料確保了熱量能夠被有效地傳導穿過側壁126並且進入氣溶膠基質128中。有利地，這也使得在加熱器的初始致動後、將溫度從環境溫度升高到可以從氣溶膠基質128中釋放氣溶膠的溫度所花費的時間減少。
加熱腔體108藉由深拉形成。這係形成加熱腔體108的一種有效方法，並且可以用於提供非常薄的側壁126。深拉過程係關於用沖切工具壓製金屬板坯以迫使其進入成形模口中。藉由使用一系列逐漸變小的沖切工具和模口，形成管狀結構，該管狀結構在一端具有基部，並且形成比跨管的距離更深的管(這係指管的長度相對大於其寬度，這就引出了術語「深拉」)。由於係以這種方式形成，以這種方式形成的管的側壁與原始金屬板的厚度相同。類似地，以這種方式形成的基部與初始金屬板坯的厚度相同。可以在管端處形成凸緣，其方法係在管狀壁的與基部相反的端處留下原始金屬板坯的向外延伸的邊沿(即，在坯料中以比形成管和基部所需要的更多的材料開始)。可替代地，之後可以藉由單獨的步驟來形成凸緣，這個單獨的步驟係關於切割、彎曲、軋製、模鍛等中的一個或多個。
如前所述，第一實施方式的管狀側壁126比基部112更薄。這可以藉由首先深拉管狀側壁126、然後對壁進行熨燙來實現。熨燙係指對管狀側壁126進行加熱並拉伸，使其在過程中變薄。以此方式，管狀側壁126可以製成本文所描述之尺寸。
薄的側壁126可能是易碎的。這可以藉由向側壁126提供額外的結構支撐並且藉由使側壁126形成管狀(較佳的是圓柱形)形狀來減輕。在一些情況下，額外的結構支撐作為單獨的特徵來提供，但是應注意，凸緣138和基部112也提供了一定程度的結構支撐。首先考慮基部112，應注意，兩端開放的管通常容易破碎，而為本揭露的加熱腔體108提供基部112增加了支撐。應注意，在所展示的實施方式中，基部112比側壁126厚，例如是側壁126厚度的2至10倍。在一些情況下，這可能得到厚度在200μm和500μm之間、例如厚度為大約400μm的基部112。基部112還具有另一個目的，係防止基質載體114被插入氣溶膠產生裝置100中太遠。在使用者插入基質載體114時意外使用太大的力的情況下，基部112的增加的厚度有助於防止對加熱腔體108造成損壞。類似地，當使用者清潔加熱腔體108時，使用者通常可能穿過加熱腔體108的開口端110插入比如長形刷子等物體。這意味著，當長形物體抵住基部112而不是抵靠側壁126時，使用者有可能對加熱腔體108的基部112施加更大的力。故，基部112相對於側壁126的厚度可以幫助防止在清潔過程中對加熱腔體108造成損壞。在其他實施方式中，基部112和側壁126的厚度相同，這提供了上文闡述的其中一些有利效果。
凸緣138從側壁126向外延伸，並且在加熱腔體108的開口端110處具有一路繞側壁126的邊沿延伸的環形形狀。凸緣138抵抗側壁126上的彎曲和剪切力。例如，由側壁126限定的管的側向變形有可能需要凸緣138變彎。應注意，雖然凸緣138被示出為從側壁126大體上垂直地延伸，但是凸緣138可以從側壁126傾斜地延伸，例如與側壁126形成漏斗狀，同時仍保留上述有利特徵。在一些 實施方式中，凸緣138僅繞側壁126的邊沿的一部分定位，而不是環形的。在所展示的實施方式中，凸緣138與側壁126的厚度相同，但是在其他實施方式中，凸緣138比側壁126更厚，以提高抗變形能力。具體部分為了強度而增加的任何厚度與所引入的增加的熱質量相權衡，以使氣溶膠產生裝置100整體保持魯棒而高效。
在側壁126的內表面上形成多個突出物140。突出物140的寬度(繞側壁126的周界)相對於其長度(平行於側壁126的中央軸線，或者大體上沿從加熱腔體108的基部112到開口端110的方向)較小。在這個實例中，存在四個突出物140。四個通常是用於將基質載體114固定在加熱腔體108內的中央位置的合適的突出物140數量，這將在以下的討論中變得清楚。在一些實施方式中，三個突出物可能就足夠了，例如繞側壁126的圓周以大約120度的間隔(均勻地)隔開。突出物140具有多個不同目的，並且突出物140的確切形式(以及在側壁126的外表面上的相應的凹痕)係基於預期效果來選擇的。在任何情況下，突出物140朝向基質載體114延伸並且接合基質載體，故有時稱為接合元件。事實上，術語「突出物」和「接合元件」在本文中可以互換使用。類似地，當突出物140係藉由從外部擠壓側壁126、例如藉由液壓成形或壓製等而提供時，術語「凹痕」也可以與術語「突出物」和「接合元件」互換使用。藉由對側壁126製造凹痕而形成突出物140具有的優勢係該等突出物與側壁126係一體的，故對熱量流動的影響最小。另外，突出物140沒有增加任何熱質量，如果對加熱腔體108的側壁126的內表面增加額外元件，將會增加熱質量。事實上，由於藉由對側壁126製造凹痕而形成突出物140，故側壁126的厚度在圓周方向和/或軸向方向上保持基本上恒定，即使在設有突出物的地方也是如此。最後，如所述的對側壁製造凹痕藉由引入橫向於側壁126延伸的部分而增加了側壁126的強度，故對側壁126的彎曲提供阻力。
加熱腔體108被佈置用於接納基質載體114。典型地，基質載體包括氣溶膠基質128，比如煙草或可加熱來產生供吸入的氣溶膠的另一種合適的可氣溶膠化的材料。在第一實施方式中，加熱腔體108的大小被確定成接納單一份量的呈基質載體114形式的氣溶膠基質128(也稱為「消耗品」)，例如圖3至圖6所示。然而，這不是必須的，並且在其他實施方式中，加熱腔體108被佈置用於接納其他形式的氣溶膠基質128，比如鬆散的煙草或以其他方式包裝的煙草。
氣溶膠產生裝置100藉由以下兩種方式工作：傳導來自與基質載體114外層132接合的突出物140的表面熱量，以及加熱在側壁126的內表面與基質載體114的外表面之間的氣隙中的空氣。即，當使用者吸吮氣溶膠產生裝置100時，由於被加熱的空氣被抽吸穿過氣溶膠基質128，所以存在氣溶膠基質128的對流加熱(如以下更詳細地描述的)。寬度和高度(即，每個突出物140延伸到加熱腔體128中的距離)增加了將熱量傳到空氣的側壁126的表面積，故允許氣溶膠產生裝置100更快地達到有效溫度。
側壁126的內表面上的突出物140朝向基質載體114延伸，並且在基質載體被插入加熱腔體108中時確實接觸該基質載體(例如，參見圖6)。這導致氣溶膠基質128也藉由基質載體114的外層132被傳導加熱。
很顯然，為了將熱量傳導到氣溶膠基質128中，突出物140的表面145必須與基質載體114的外層132相互接合。然而，製造公差可能導致基質載體114的直徑存在微小變化。另外，由於基質載體114和保持在其中的氣溶膠基質128的相對柔軟和可壓縮性質的外層132，對基質載體114的任何損壞或粗暴搬運都可能導致在外層132旨在與突出物140的表面145相互接合的區域中直徑被減小或形狀改變成卵形或橢圓形截面。故，基質載體114直徑的任何變化都可能導致基質載體114的外層132與突出物140的表面145之間的熱接觸減少，這不利地影響熱量從突出物140的表面145穿過基質載體114的外層132進入氣溶膠基質 128中的傳導。為了減輕由於製造公差或損壞導致的基質載體114的任何直徑變化的影響，突出物140的大小較佳的是被確定成向加熱腔體108中延伸足夠遠，以引起基質載體114的壓縮，並且由此確保突出物140的表面145與基質載體114的外層132之間的過盈配合。基質載體114的外層132的這種壓縮也可能引起基質載體114的外層132的縱向標記並且提供視覺指示，表明基質載體114已經被使用。
圖6(a)示出了加熱腔體108和基質載體114的放大視圖。可以看到，箭頭B展示了提供上述對流加熱的氣流路徑。如上所述，加熱腔體108可以是杯狀的，具有密封、不透氣的基部112，這意味著空氣必須從基質載體114的側面向下流動以進入基質載體的第一端134，因為氣流穿過密封、不透氣的基部112係不可能的。如上所述，突出物140向加熱腔體108中延伸足夠的距離，以便至少接觸基質載體114的外表面，並且通常對基質載體造成至少一定程度的壓縮。故，由於圖6(a)的截面視圖在該圖的左右貫穿突出物140切割，所以在圖平面內，沿加熱腔體108一路都沒有氣隙。相反，氣流路徑(箭頭B)在突出物140的區域中以虛線示出，這表明氣流路徑位於突出物140的前方和後方。實際上，與圖2(a)的比較示出了氣流路徑佔據四個突出物140之間的四個等間距的間隙區域。當然在一些情況下將存在多於或少於四個突出物140，在這種情況下，氣流路徑存在於突出物之間的間隙中的一般觀點仍然是正確的。
同樣在圖6(a)中強調的是當基質載體114正被插入加熱腔體108時，其被強制經過突出物140而引起的基質載體114的外表面的變形。如上所述，突出物140延伸到加熱腔體中的距離可以有利地選擇為足夠遠而對任何基質載體114產生壓縮。這種在加熱期間的(有時係永久性的)變形可以在以下意義上幫助提供基質載體114的穩定性：基質載體114的外層132的變形在基質載體114的第一端134附近創建氣溶膠基質128的更緻密區域。另外，所得到的基質載體114的帶輪廓的外表面在基質載體114的第一端134附近在氣溶膠基質128的更緻 密區域的邊緣上提供夾持作用。總的來說，這減少了任何鬆散的氣溶膠基質將從基質載體114的第一端134掉落的可能性，這會導致加熱腔體108變髒。這係一種有用的效果，因為如上所述，加熱氣溶膠基質128可以使其收縮，從而增加了鬆散的氣溶膠基質128從基質載體114的第一端134掉落的可能性。這種不希望的作用藉由所描述之變形效應得以減輕。
為了確信突出物140接觸到基質載體114(接觸係引起氣溶膠基質傳導加熱、壓縮和變形所必需的)，考慮到以下每一項的製造公差：突出物140；加熱腔體108；以及基質載體114。例如，加熱腔體108的內直徑可以是7.6±0.1mm，基質114載體可以具有7.0±0.1mm的外直徑，並且突出物140可以具有±0.1mm的製造公差。在這個實例中，假設基質載體114居中安裝在加熱腔體108中(即，繞基質載體114的外側留下均勻的間隙)，則每個突出物140為了與基質載體114接觸而必須跨越的間隙範圍為0.2mm到0.4mm。換言之，由於每個突出物140跨越了徑向距離，所以本實例的最低可能值係最小可能的加熱腔體108直徑與最大可能的基質載體114直徑之間的差值的一半，或者[(7.6-0.1)-(7.0+0.1)]/2=0.2mm。本實例的範圍的上端係(出於類似的原因)最大可能的加熱腔體108直徑與最小可能的基質載體114直徑之間的差值的一半，或者[(7.6+0.1)-(7.0-0.1)]/2=0.4mm。為了確保突出物140一定與基質載體接觸，顯然在本實例中突出物必須各自向加熱腔體中延伸至少0.4mm。然而，這並沒有考慮突出物140的製造公差。當期望0.4mm的突出物時，實際產生的範圍係0.4±0.1mm或者在0.3mm與0.5mm之間變化。其中一些突出物不會跨越加熱腔體108與基質載體114之間的最大可能間隙。故，本實例的突出物140應生產為具有0.5mm的標稱突出距離，這得到0.4mm與0.6mm之間的值範圍。這足以確保突出物140將始終與基質載體接觸。
通常，將加熱腔體108的內直徑寫成D±δD，將基質載體114的外直徑寫成d±δd，並且將突出物140向加熱腔體108中延伸的距離寫成L±δL，則突出物140旨在向加熱腔體中延伸的距離應被選擇為：
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其中，|δD|係指加熱腔體108的內直徑的製造公差的大小，|δd|係指基質載體114的外直徑的製造公差的大小，並且|δL|係指突出物140向加熱腔體108中延伸的距離的製造公差的大小。為了避免疑義，在加熱腔體108的內直徑為D±δD=7.6±0.1mm的情況下，則|δD|=0.1mm。
此外，製造公差可能導致氣溶膠基質128在基質載體114內的密度出現微小的變化。氣溶膠基質128的密度的這種變化可能在單一基質載體114內在軸向和徑向兩個方向上存在，或者在同一批次製造的不同基質載體114之間存在。故，同樣很顯然，為了確保在特定的基質載體114內的氣溶膠基質128內的熱傳導相對均勻，氣溶膠基質128的密度也相對一致係很重要的。為了減輕氣溶膠基質128的密度的任何不一致的影響，突出物140的大小可以被確定成向加熱腔體108中延伸足夠遠，以使基質載體114內的氣溶膠基質128壓縮，這可以藉由消除氣隙來改善穿過氣溶膠基質128的熱傳導。在所展示的實施方式中，突出物140向加熱腔體108中延伸大約0.4mm係合適的。在其他實例中，突出物140向加熱腔體108中延伸的距離可以定義為跨加熱腔體108的距離的百分比。例如，突出物140可以延伸在跨加熱腔體108距離的3%到7%之間、例如大約5%的距離。在另一個實施方式中，突出物140在加熱腔體108中所外接的受限直徑在6.0mm與6.8mm之間，更較佳的是在6.2mm與6.5mm之間，尤其是6.2mm(±0.5mm)。多個突出物140中的每一個都跨越在0.2mm與0.8mm之間、最較佳的是在0.2mm與0.4mm之間的徑向距離。
關於突出物/凹痕140，寬度對應於繞側壁126的周界的距離。類似地，其長度方向橫向於此延伸，大體上從加熱腔體108的基部112延伸至開口端或者延伸至凸緣138，並且其高度對應於突出物從側壁126延伸的距離。應注意，相鄰突出物140、側壁126以及外層132基質載體114之間的空間限定可供空氣流動的面積。其結果係相鄰突出物140之間的距離和/或突出物140的高度(即，突出物140向加熱腔體108中延伸的距離)越小，使用者吸吮以將空氣抽吸穿過氣溶膠產生裝置100的難度就越大(稱為增加的吸阻)。很顯然，(假設突出物140正在接觸基質載體114的外層132)，限定側壁126與基質載體114之間的氣流通道的減小的正係突出物140的寬度。相反，(同樣假設突出物140正在接觸基質載體114的外層132)，增加突出物140的高度導致對氣溶膠基質的更多壓縮，這消除了氣溶膠基質128中的氣隙並且也增加了吸阻。這兩個參數可以調整到給出令人滿意的吸阻，既不太低也不太高。加熱腔體108也可以做得更大，以增加側壁126與基質載體114之間的氣流通道，但是在加熱器124由於間隙太大而開始失效之前存在實際的極限。典型地，繞基質載體114的外表面為0.2mm至0.4mm或0.2mm至0.3mm的間隙係一種很好的折衷，這允許藉由改變突出物140的尺寸而在可接受的值之內微調吸阻。繞基質載體114的外側的氣隙還可以藉由改變突出物140的數量而改變。任何數量的突出物140(從一個往上)提供了本文闡述的至少其中一些優點(增加加熱面積、提供壓縮、提供氣溶膠基質128的傳導加熱、調整氣隙等)。四個係可靠地保持基質載體114與加熱腔體108居中(即，同軸)對準的最低數量。在另一種可能的設計中，僅存在三個彼此以120°距離分佈的突出物。少於四個突出物140的設計傾向於允許以下情形：基質載體114在兩個突出物140之間被壓靠在側壁126的一部分上。很顯然，對於有限的空間，提供非常大量的突出物(例如，三十個或更多)傾向於以下情形：它們之間間隙極小或沒有間隙，這可以完全封閉基質載體114的外表面與側壁126的內表面之間的氣流路徑，由 此大大降低氣溶膠產生裝置提供對流加熱的能力。然而，結合在基部112的中心設置孔來限定氣流通道的可能性，這種設計仍然可以使用。通常，突出物140繞側壁126的周界均勻地間隔開，這可以有助於提供均勻的壓縮和加熱，但一些變體可以具有不對稱的放置，這取決於所期望的確切效果。
很顯然，突出物140的大小和數量也允許調整傳導加熱與對流加熱之間的平衡。藉由增加接觸基質載體114的突出物140的寬度(突出物140繞側壁126的周界延伸的距離)，側面126的充當氣流通道(圖6和圖6(a)中的箭頭B)的可用周界被減少，故減少了氣溶膠產生裝置100所提供的對流加熱。然而，由於更寬的突出物140在周界的更大部分上與基質載體114接觸，故增加了氣溶膠產生裝置100所提供的傳導加熱。如果添加更多的突出物140，就會看到類似的效果，因為側壁126的用於對流的可用周界減少，同時藉由增加突出物140與基質載體114之間的總接觸表面積而增加傳導通道。應注意，增加突出物140的長度也會減少加熱腔體108中的被加熱器124加熱的空氣體積並且減少對流加熱，同時增加突出物140與基質載體之間的接觸表面積並且增加傳導加熱。增加每個突出物140向加熱腔體108中延伸的距離可以在不顯著降低對流加熱的情況下改善傳導加熱。故，氣溶膠產生裝置100可以被設計成藉由改變突出物140的數量和大小來平衡傳導加熱類型和對流加熱類型，如上所述。由於相對薄的側壁126和使用相對低熱導率的材料(例如，不銹鋼)而產生的熱集中效應確保了傳導加熱係向基質載體114並且隨後向氣溶膠基質128傳遞熱量的適當方式，因為側壁126的被加熱的部分可以大體上對應於突出物140的位置，這意味著產生的熱量被突出物140傳導到基質載體114，而不是從這裡傳導出去。在被加熱但不與突出物140相對應的位置，側面126的加熱產生了上述對流加熱。
如圖1至圖6所示，突出物140係長形的，這就是說，突出物延伸的長度大於其寬度。在一些情況下，突出物140具有的長度可以是其寬度的五倍、 十倍或甚至二十五倍。例如，如上所述，突出物140可以向加熱腔體108中延伸0.4mm，並且在一個實例中可以進一步係0.5mm寬和12mmm長。該等尺寸適用于長度在30mm與40mm之間的加熱腔體108。在這個實例中，突出物140沒有延伸加熱腔體108的全部長度，因為在給出的實例中，突出物比加熱腔體108更短。故，突出物140各自具有頂邊緣142a和底邊緣142b。頂邊緣142a係突出物140的位置最接近加熱腔體108的開口端110、也最接近凸緣138的那部分。底邊緣142b係突出物140的位置最接近基部112的那一端。在頂邊緣142a上方(比頂邊緣142a更接近開口端)和底邊緣142b下方(比底邊緣142b更接近基部112)，可以看到側壁126沒有突出物140，也就是說，側壁126在該等部分中沒有變形或凹痕。在一些實例中，突出物140更長並且一路延伸到側壁126的頂部和/或底部，使得以下之一或二者成立：頂邊緣142a與加熱腔體108的開口端110(或凸緣138)對準；以及，底邊緣142b與基部112對準。事實上在此類情況下，甚至可能不存在頂邊緣142a和/或底邊緣142b。
可能有利的是，突出物140並不一路沿加熱腔體108的長度延伸(例如，從基部112到凸緣138)。在上端處，如下文將描述的，突出物140的頂邊緣142a可以用作指示器，讓使用者確保他們不將基質載體114過多插入氣溶膠產生裝置100中。然而，它不僅可以用於加熱基質載體114的含有氣溶膠基質128的區域，還可以用於其他區域。這係因為一旦產生氣溶膠，保持其溫度高(高於室溫，但並不高到灼傷使用者)以防止重新冷凝係有利的，重新冷凝反過來將降低用戶體驗。故，加熱腔體108的有效加熱區域延伸經過(即，高於加熱腔體108、更接近開口端)氣溶膠基質128的預期位置。這意味著加熱腔體108延伸到比突出物140的上邊緣142a更高，或者等效地意味著突出物140沒有一路向上延伸到加熱腔體108的開口端。類似地，氣溶膠基質128在基質載體114的被插入加熱腔體108中的一端134處的壓縮可能導致一些氣溶膠基質128從基質載體114中掉出並 且弄髒加熱腔體108。故，可以有利地將突出物140的下邊緣142b置於距基部112比基質載體114的端134的預期位置更遠的位置。
在一些實施方式中，突出物140不是長形的，並且具有與其長度大致相同的寬度。例如，突出物的寬度可以跟高度一樣(例如，在徑向方向上看具有方形或圓形輪廓)，或者突出物的長度可以是寬度的兩倍到五倍。應注意，即使在突出物140不是長形的情況下，突出物140所提供的定中心效應也是可以實現的。在一些實例中，可以存在多組突出物140，例如，上面一組突出物接近加熱腔體108的開口端，下面一組突出物與上面一組突出物間隔開、被定位成接近基部112。這可以有助於確保基質載體114保持在同軸佈置中，同時減少由單一一組突出物140在相同距離上引入的吸阻。這兩組突出物140可以基本上一樣，或者它們的長度或寬度或者繞側壁126佈置的突出物140數量或位置可以變化。
在側視圖中，突出物140被示出為具有梯形輪廓。這裡的意思係，沿每個突出物140的長度的輪廓(例如，突出物140的長度方向中央截面)係大致梯形的。也就是說，上邊緣142a係大體上平面的、並且漸縮而在接近加熱腔體108的開口端110處與側壁126合併。換言之，上邊緣142a的輪廓為斜切形狀。類似地，突出物140具有下部部分142b，該下部部分係大體上平面的、並且漸縮而在接近加熱腔體108的基部112處與側壁126合併。也就是說，下邊緣142b的輪廓為斜切形狀。在其他實施方式中，上邊緣142a和/或下邊緣142b不朝向側壁126漸縮，而是從側壁126以大約90度的角度延伸。在又其他實施方式中，上邊緣142a和/或下邊緣142b具有曲線或圓化形狀。橋接上邊緣142a和下邊緣142b係大體上平面的區域，該區域接觸和/或壓縮基質載體114。平面的接觸部分可以有助於提供均勻的壓縮和傳導加熱。在其他實例中，該平面部分可以替代地是曲線部分，該部分向外彎以接觸基質載體128，例如具有多邊形或曲線輪廓(例如，圓的一部分)。
在突出物140具有上邊緣142a的情況下，突出物140也起到防止基質載體114過度插入的作用。如圖4和圖6最清楚所示，基質載體114具有包含氣溶膠基質128的下部，該下部在氣溶膠基質128的邊界處沿基質載體114在半路結束。氣溶膠基質128通常比基質載體114的其他區域130更可壓縮。故，由於基質載體114的其他區域130的減小的壓縮性，插入基質載體114的使用者在突出物140的上邊緣142a與氣溶膠基質128的邊界對準時感覺到阻力增加。為了實現這點，基質載體114所接觸的基部112的部分與突出物140的頂邊緣142a相隔的距離應與氣溶膠基質128所佔據的基質載體114的長度相同。在一些實例中，氣溶膠基質128佔據約20mm的基質載體114，使得當基質載體114插入加熱腔體108時，突出物140的頂邊緣142a與該基質載體所接觸的基部的部分之間的間距也約為20mm。
如所示出的，基部112還包括平台148。平台148係藉由從下方按壓基部112的單一步驟(例如，藉由液壓成形、機械壓力，為加熱腔體108的形成的一部分)形成的，以在基部112的外表面(下部面)上留下凹痕並且在基部112的內表面(上部面、在加熱腔體108內側)上留下平台148。當平台148以這種方式、例如藉由相應的凹痕形成時，該等術語可以互換使用。在其他情況下，平台148可以由分開地附接至基部112上的單獨零件形成、或者藉由銑削掉基部112的一部分而留下平台148來形成；在任一情況下，都不必存在相應的凹痕。後面的情況可以在平台148的形狀方面提供更多可以實現的種類，因為這不依賴於基部112的變形，基部的變形(雖然是方便的方式)限制了可以選擇形狀的複雜性。雖然所示的形狀係大體上圓形的，但是當然存在將實現在此詳細闡述的預期效果的各種各樣的形狀，包括但不限於：多邊形形狀，曲線形狀，包括該等類型中的一種或多種類型的多個形狀。事實上，雖然被示出為居中定位的平台148，但是在一些情況下可以存在與中心間隔開、例如在加熱腔體108的邊緣處的一個或 多個平台元件。典型地，平台148具有大體上平坦的頂部，但是還設想了半球狀的平台或者在頂部具有圓化拱頂形狀的平台。
如上所述，可以仔細選擇突出物140的頂邊緣142a與基質載體114所接觸的基部112的部分之間的距離來匹配氣溶膠基質128的長度，以向使用者指示他們已經將基質載體114插入氣溶膠產生裝置100中與應當做的一樣遠。在基部112上不存在平台148的情況下，這僅僅意味著從基部112到突出物140的頂邊緣142a的距離應與氣溶膠基質128的長度相匹配。當存在平台148時，則氣溶膠基質128的長度應和突出物140的頂邊緣142a與平台148的最上面部分之間的距離相對應(即，在一些實例中，最接近加熱腔體108的開口端110的部分)。在又一個實例中，突出物140的頂邊緣142a與平台148的最上面部分之間的距離略微小於氣溶膠基質128的長度。這意味著基質載體114的尖端134必須略微延伸經過平台148的最上面部分，由此使基質載體114的端134處的氣溶膠基質128被壓縮。事實上，即使在側壁126的內表面上不存在突出物140的情況下，這種壓縮效應也可以發生。這種壓縮可以幫助防止基質載體114的端134處的氣溶膠基質128掉出而落入加熱腔體108中，由此減少了清潔加熱腔體108的需要，清潔可能是一項複雜而困難的任務。另外，這種壓縮有助於壓縮基質載體114的端134，由此當使用從側壁126延伸的突出物140來壓縮這個區域不合適時減輕上述影響，因為突出物傾向於增加氣溶膠基質128從基質載體114中掉出的可能性。
平台148還提供了一個區域，該區域可以收集從基質載體114中掉出的任何氣溶膠基質128，而不妨礙進入基質載體114的尖端134的氣流路徑。例如，平台148將加熱腔體108的下端(即，最接近基部112的部分)分成形成平台148的隆起部分和形成基部112其餘部分的較低部分。較低部分可以接納從基質載體114中掉出的鬆散少量氣溶膠基質128，而空氣仍然可以流過該等鬆散少量氣溶膠基質128而進入基質載體114的該端中。為了實現這種效果，平台148可以 比基部112的其餘部分高約1mm。平台148具有的直徑可以小於基質載體114的直徑，因而平台不阻止空氣流動穿過氣溶膠基質128。較佳的是，平台148具有的直徑在0.5mm與0.2mm之間，最較佳的是在0.45mm與0.35mm之間、例如0.4mm(±0.03mm)。
氣溶膠產生裝置100具有使用者可操作的按鈕116。在第一實施方式中，使用者可操作的按鈕116位於外殼102的側壁118上。使用者可操作的按鈕116被佈置成使得一旦例如藉由按下使用者可操作的按鈕116而致動用戶可操作的按鈕116，氣溶膠產生裝置100就被激活來加熱氣溶膠基質128以產生供吸入的氣溶膠。在一些實施方式中，使用者可操作的按鈕116還被佈置成允許使用者激活氣溶膠產生裝置100的其他功能，和/或進行照射以指示氣溶膠產生裝置100的狀態。在其他實例中，可以提供單獨的一個燈或多個燈(例如，一個或多個LED或其他合適的光源)以指示氣溶膠產生裝置100的狀態。在此背景下，狀態可以是指以下中的一個或多個：電池剩餘電量，加熱器狀態(例如，開、關、錯等)，裝置狀態(例如，準備吮吸或不吮吸)，或其他狀態指示，例如錯誤模式，在電源耗盡之前用掉或剩餘的吮吸次數或整個基質載體114的指示，等等。
在第一實施方式中，氣溶膠產生裝置100係電動的。即，氣溶膠產生裝置被佈置用於使用電功率來加熱氣溶膠基質128。為此目的，氣溶膠產生裝置100具有電源120，例如電池。電源120聯接至控制電路系統122。控制電路系統122進而聯接至加熱器124。使用者可操作的按鈕116被佈置用於經由控制電路系統122將電源120聯接至加熱器124和與之斷開。在本實施方式中，電源120被定位成朝向氣溶膠產生裝置100的第一端104。這允許電源120與加熱器124間隔開，加熱器被定位成朝向氣溶膠產生裝置100的第二端106。在其他實施方式中，加熱腔體108以其他方式被加熱，例如藉由灼燒可燃氣體。
加熱器124附接至加熱腔體108的外表面。加熱器124設置在金屬層144上，該金屬層本身與側壁126的外表面接觸。金屬層144形成繞加熱腔體108的帶，由此符合側壁126的外表面的形狀。加熱器124被示出為居中安裝在金屬層144上，其中金屬層144向上和向下超出加熱器124延伸相等的距離。如所示出的，加熱器124完全位於金屬層144上，使得金屬層144覆蓋的面積比加熱器124覆蓋的面積大。如圖1至圖6所示的加熱器124附接至加熱腔體108的中間部分、在基部112與開口端110之間，並且附接至外表面的被金屬層114所覆蓋的面積上。應注意，在其他實施方式中，加熱器124可以附接至加熱腔體108的其他部分，或者可以包含在加熱腔體108的側壁126內，並且加熱腔體108的外側包括金屬層144不是必須的。
加熱器124包括加熱元件164、電氣連接軌道150和背襯膜166，如圖7所示。加熱元件164被配置成使得當電流穿過加熱元件164時，加熱元件164變熱並且溫度升高。加熱元件164被成形為不包含尖銳拐角。尖銳拐角可以在加熱器124中引起熱點，或者創建熔點。加熱元件164的寬度也是均勻的，並且元件164中彼此靠近的部分保持大約等距地隔開。圖7的加熱元件164示出了兩個電阻路徑164a、164b，這兩個電阻路徑各自在加熱器124的面積上採用蛇形路徑，由此在符合上述準則的同時覆蓋盡可能多的面積。該等路徑164a、164b在圖7中被佈置成彼此電並聯。應注意，可以使用其他數量的路徑，例如，三個路徑、一個路徑或者許多路徑。路徑164a、164b不交叉，因為這會造成短路。加熱元件164被配置成具有電阻，以便為所需的加熱水平創建正確的功率密度。在一些實例中，加熱元件164具有的電阻在0.4Ω與2.0Ω之間，尤其有利地在0.5Ω與1.5Ω之間，更尤其在0.6Ω與0.7Ω之間。
電氣連接軌道150被示出為加熱器124的一部分，但是在一些實施方式中可以用電線或其他連接元件代替。電氣連接部150用於向加熱元件164提 供功率，並且與電源120形成電路。電氣連接軌道150被示出為從加熱元件164豎直向下延伸。加熱器124就位後，電氣連接部150延伸經過加熱腔體108的基部112，並且穿過隔熱構件152的基部156以與控制電路系統122連接。
背襯膜166可以是附接有加熱元件164的單一片板，或者可以形成將加熱元件夾在兩個片板166a、166b之間的封套(envelope)。在一些實施方式中，背襯膜166由聚醯亞胺形成。在一些實施方式中，背襯膜166的厚度減到最小以便降低加熱器124的熱質量。例如，背襯膜166的厚度可以是50μm、或40μm、或25μm。
加熱元件164附接至側壁108。在圖7中，藉由仔細選擇加熱器124的大小，加熱元件164被配置成繞加熱腔體108包裹一圈。這確保了加熱器124所產生的熱量繞加熱器124所覆蓋的表面大致均勻地分佈。應注意，在一些實例中，加熱器124可以繞加熱腔體108包裹整數圈，而不是包裹一整圈。
還應注意，加熱器124的高度係大約14mm至15mm。加熱器124的圓周(或在被施加到加熱腔體108之前的長度)為大約24mm至25mm。加熱元件164的高度可以小於14mm。這使得加熱元件164能夠完全定位在加熱器124的背襯膜166內，該背襯膜具有繞加熱元件164的邊界。故，在一些實施方式中，加熱器124所覆蓋的面積可以是大約3.75cm2。
加熱器124所使用的功率由電源120提供，該電源在本實施方式中呈電池單元(或電池)的形式。由電源120提供的電壓係經調節電壓或升壓電壓。例如，電源120可以被配置成產生在2.8V至4.2V範圍內的電壓。在一個實例中，電源120被配置成用於產生3.7V的電壓。以一個實施方式中加熱元件164的示例性電阻為0.6Ω並且示例性電壓為3.7V為例，這將在加熱元件164中產生大約30W的功率輸出。應注意，基於示例性電阻和電壓，功率輸出可以在15W與50W之間。形成電源120的電池單元可以是可充電電池單元，或者可替代地可以是一 次性使用的電池單元120。電源通常被配置成可以提供用於20個或更多個熱循環的功率。這使得使用者對氣溶膠產生裝置100單次充電就能夠使用完整一包的20個基質載體114。電池單元可以是鋰離子電池單元，或任何其他類型的可商購電池單元。例如，可以是18650電池單元或18350電池單元。如果電池單元係18350電池單元，那麼氣溶膠產生裝置100可以被配置成儲存用於12個熱循環或事實上20個熱循環的足夠電量，以允許使用者消耗12個或甚至20個基質載體114。
加熱器124的一個重要值係其產生的每單位面積的功率。這係對加熱器124可以向與其接觸的面積(在這種情況下是加熱腔體108)提供多少熱量的衡量。對於所描述之實例，這個範圍為從4W/cm2到13.5W/cm2。加熱器通常額定為2W/cm2與10W/cm2之間的最大功率密度，這取決於設計。故，對於該等實施方式中的一些實施方式，銅或其他導電金屬層144可以設置在加熱腔體108上，以有效地傳導來自加熱器124的熱量並且減小損壞加熱器124的可能性。
加熱器124所遞送的功率在一些實施方式中可以是恒定的，但是在其他實施方式中可以不是恒定的。例如，加熱器124可以藉由佔空比提供可變功率，或者更特定言之以脈寬調製循環來提供可變功率。這允許以脈衝來遞送功率，並且藉由簡單地選擇「接通」時間與「斷開」時間之比來容易地控制加熱器124的時均功率輸出。加熱器124輸出的功率水平也可以藉由額外的控制手段來控制，如電流或電壓操縱。
如圖7所示，氣溶膠產生裝置100具有溫度感測器170，該溫度感測器用於檢測加熱器124的溫度或者加熱器124周圍環境的溫度。溫度感測器170可以例如是熱敏電阻、熱電偶、或任何其他溫度計。例如，熱敏電阻可以由玻璃珠形成，玻璃珠封裝了連接到電壓表的電阻材料並且具有已知的流過該材料的電流。故，當玻璃的溫度改變時，電阻材料的電阻以可預測的方式改變，並且這樣的溫度可以藉由在恒定電流(恒定電壓模式也是可能的)下跨電阻材料的電壓降 來確定。在一些實施方式中，溫度感測器170定位在加熱腔體108的表面上，例如在加熱腔體108的外表面中形成的凹痕中。該凹痕可以是在本文其他地方所描述之那些凹痕中的一個，例如作為突出物140的一部分，或者該凹痕可以是專門設置用於容納溫度感測器170的凹痕。在所展示的實施方式中，溫度感測器170設置在加熱器124的背襯層166上。在其他實施方式中，在以下意義上溫度感測器170與加熱器124的加熱元件164係一體的：藉由監測加熱元件164的電阻變化來檢測溫度。
在第一實施方式的氣溶膠產生裝置100中，氣溶膠產生裝置100啟動後進行第一次吮吸的時刻係重要的參數。氣溶膠產生裝置100的使用者將發現最好儘快開始從基質載體128吸入氣溶膠，其中在啟動氣溶膠產生裝置100與從基質載體128吸入氣溶膠之間的滯後時間最小。故，在第一階段加熱期間，例如藉由將佔空比設置為常開或者藉由操縱電壓和電流的乘積達到最大可能值，電源120向加熱器124提供100%的可用功率。這可以用於30秒的週期，或者更較佳的是用於20秒的週期，或者用於任何週期，直到溫度感測器170給出與240℃相對應的讀數。典型地，基質載體114可以在180℃下最佳運行，但是將溫度感測器170加熱到超過這個溫度可能是有利的，使得使用者可以盡可能快地從基質載體114中提取氣溶膠。這樣做係因為氣溶膠基質128的溫度通常滯後於(即，低於)由溫度感測器170檢測到的溫度，因為氣溶膠基質128係由穿過氣溶膠基質128的暖熱空氣的對流以及在某種程度上由突出物140與基質載體114的外表面之間的傳導而被加熱的。相比之下，溫度感測器170保持與加熱器124的良好熱接觸，故測量的溫度接近加熱器124的溫度而不是氣溶膠基質128的溫度。實際上，要準確測量氣溶膠基質128的溫度可能是困難的，所以加熱循環通常是由經驗決定的，其中嘗試不同的加熱曲線和加熱器溫度，並且對由氣溶膠基質128產生的氣溶膠 監測在該溫度下形成的不同氣溶膠組分。最佳循環盡可能快地提供氣溶膠，但是避免因氣溶膠基質128過熱而產生的燃燒產物。
由溫度感測器170檢測到的溫度可以用於設定由電池單元120遞送的功率水平，例如藉由形成反饋回路，在反饋回路中由溫度感測器170檢測到的溫度被用於控制加熱器供電週期。以下描述的加熱循環可以用於使用者想要消耗單一基質載體114的情況。
在第一實施方式中，加熱器124繞加熱腔體108延伸。即，加熱器124圍繞加熱腔體108。更詳細地，加熱器124繞加熱腔體108的側壁126延伸，但是沒有繞加熱腔體108的基部112延伸。加熱器124沒有在加熱腔體108的整個側壁126上延伸。而是，加熱器繞側壁126一路延伸，但是僅在側壁126的長度的一部分延伸，在此背景下，該長度為從加熱腔體108的基部112到開口端110。在其他實施方式中，加熱器124在側壁126的整個長度上延伸。在又其他實施方式中，加熱器124包括由間隙隔開的兩個加熱部分，而留下加熱腔體108的中央部分未被覆蓋，例如，側壁126的在加熱腔體108的基部112與開口端110之間的中間的一部分。在其他實施方式中，由於加熱腔體108係杯狀的，故加熱器110係類似杯狀的，例如，加熱器完全繞加熱腔體108的基部112延伸。在又其他實施方式中，加熱器124包括分佈在加熱腔體108附近的多個加熱元件164。在一些實施方式中，在加熱元件164之間存在空間；在其他實施方式中，加熱元件彼此重疊。在一些實施方式中，加熱元件164可以繞加熱腔體108或側壁126的圓周間隔開(例如，側向地)，在其他實施方式中，加熱元件164可以沿加熱腔體108或側壁126的長度間隔開(例如，縱向地)。應理解，第一實施方式的加熱器124設置在加熱腔體108的外表面上、在加熱腔體108的外側。加熱器124被設置成與加熱腔體108處於良好的熱接觸，以允許在加熱器124與加熱腔體108之間進行良好的熱傳遞。
金屬層144可以由銅或高熱導率的任何其他材料(例如，金屬或合金)形成，例如金或銀。在此背景下，高熱導率可以指具有150W/mK或更高的熱導率的金屬或合金。金屬層144可以用任何合適的方法(例如電鍍)施加。施加層144的其他方法包括將金屬帶貼到加熱腔體108、化學氣相沈積、物理氣相沈積，等等。雖然電鍍係對施加層144的方便的方法，但是需要被鍍上該層144的部分係導電的。其他沈積方法不是這樣，並且該等其他的方法提供了加熱腔體108係由非導電材料(例如陶瓷)形成的可能性，非導電材料可能具有有用的熱性能。同樣，當將層描述為金屬的時，雖然這通常應被理解為「由金屬或合金形成」，但是在此背景下係指一種相對高熱導率的材料(>150W/mK)。當金屬層144被電鍍在側壁126上時，可能有必要先形成「預鍍層」，以確保電鍍層附著在外表面上。例如，當金屬層144係銅並且側壁126係不銹鋼時，通常使用鎳預鍍層來確保良好的附著力。電鍍層和沈積層具有的優勢係金屬層144與側壁126的材料之間存在直接接觸，故提高了這兩個元件之間的熱傳導。
無論用什麼方法來形成金屬層144，層144的厚度通常比側壁126的厚度稍薄一些。例如，金屬層的厚度範圍可以在10μm與50μm之間，或者在10μm與30μm之間，例如約20μm。當使用預鍍層時，預鍍層甚至比金屬層144更薄，例如10μm或者甚至5μm。如以下更詳細地描述的，金屬層144的目的是將加熱器124所產生的熱量分佈在比加熱器124所佔據的更大的面積上。一旦令人滿意地達到這種效果，讓金屬層144更厚就沒有什麼益處，因為這僅僅增加了熱質量並且降低了氣溶膠產生裝置100的效率。
從圖1至圖6中很顯然，金屬層144僅在側壁126的外表面的一部分上延伸。這不僅降低了加熱腔體108的熱質量，而且允許限定加熱區域。大體上，金屬層144具有比側壁126更高的熱導率，故加熱器124所產生的熱量迅速散佈到金屬層144所覆蓋的面積上，但是由於側壁126比金屬層144薄而且熱導率又相對 更低，所以熱量仍然相對集中在側壁126的被金屬層144覆蓋的區域中。選擇性電鍍係藉由用合適的帶(例如，聚酯或聚醯亞胺)或矽酮橡膠模具掩蔽加熱腔體108的多個部分來實現的。其他鍍覆方法可以酌情使用不同的帶或掩蔽方法。
如圖1至圖6所示，金屬層144與加熱腔體108的被突出物/凹痕140沿其延伸的整個長度重疊。這意味著突出物140被金屬層144的導熱效應加熱，這進而允許突出物140提供上述傳導加熱。金屬層144的範圍大體上對應於加熱區域的範圍，故，通常不需要將金屬層延伸到加熱腔體108的頂部和底部(即，最接近開口端和基部112)。如上所述，基質載體114的要被加熱的區域在氣溶膠基質128的邊界上方不遠處開始，並且朝向基質載體114的端134延伸，但是在許多情況下並不包括基質載體114的端134。如上所述，金屬層144的作用係使加熱器124所產生的熱量散佈到比加熱器124本身所佔據的面積更大的面積上。這意味著可以向加熱器124提供比基於加熱器124的額定功率W/cm2和所佔據表面積的情況的標稱值更多的功率，因為所產生的熱量散佈到更大的面積上，所以加熱器124的有效面積大於加熱器124實際佔據的表面積。
由於加熱區可以由側壁126的被金屬層144覆蓋的多個部分限定，故加熱器124在加熱腔體108外側上的準確放置不太重要。例如，不需要將加熱器124與側壁126的頂部或底部相隔特定的距離進行對準，替代地可以使金屬層144在某一非常特定的區域內形成，並且將加熱器124置於金屬層144頂上，以將熱量散佈到金屬層144區域或加熱區上，如上所述。將用於電鍍或沈積的掩蔽過程標準化通常比精確對準加熱器124要簡單。
類似地，當存在藉由對側壁126製造凹痕而形成的突出物140時，該等凹痕代表側壁126的不與繞加熱腔體108包裹的加熱器124接觸的部分；相反，加熱器124傾向於在凹痕上橋接而留下間隙。金屬層144可以幫忙減輕這種影響，因為甚至側壁126的不直接接觸加熱器124的部分也經由金屬層144藉由傳導 而接收來自加熱器124的熱量。在一些情況下，加熱器元件164可以被佈置用於使加熱器元件164與側壁126的外表面上的凹痕之間的重疊最小，例如藉由將加熱元件164佈置成跨越凹痕，而不是沿凹痕延伸。在其他情況下，加熱器124定位在側壁126的外表面上，使得加熱器124覆蓋在凹痕上的部分係加熱器元件164之間的間隙。無論選擇哪種方法來減輕加熱器124覆蓋在凹痕上的影響，金屬層144都藉由向凹痕中傳導熱量來減輕這種影響。另外，金屬層144向側壁126的凹痕區域提供額外的厚度，由此向該等區域提供額外的結構支撐。事實上，金屬層126所提供的額外厚度在金屬層144所覆蓋的所有部分加強了薄側壁126。
可以在外表面側壁126中形成凹痕的步驟之前或之後形成金屬層144，以提供延伸到加熱腔體108中的突出物140。較佳的是在金屬層之前形成凹痕，因為一旦形成金屬層144，比如退火等步驟傾向於損壞金屬層144，並且衝壓該側壁126以形成突出物140變得更加困難，因為側壁126結合金屬層144增加了厚度。然而，在側壁126上形成金屬層144之前形成凹痕的情況下，更容易形成金屬層144，使得它延伸超過凹痕(即，在上方和下方)，因為很難掩蔽側壁126的外表面使其延伸到凹痕中。掩蔽物與側壁126之間的任何間隙都可以使金屬層144沈積在掩蔽物下方。
繞加熱器124包裹了隔熱層146。這個層146處於張力下，故在加熱器124上提供壓縮力，將加熱器124緊緊地貼在側壁126的外表面上。有利地，這個隔熱層146係熱收縮材料。這使得隔熱層146繞加熱腔體緊緊包裹(在加熱器124、金屬層144等的上方)並且然後被加熱。一經加熱，隔熱層146就收縮並且將加熱器124緊緊壓靠在加熱腔體108的側壁126的外表面上。這消除了加熱器124與側壁126之間的任何氣隙，並且使加熱器124與側壁保持非常好的熱接觸。這進而確保了良好的效率，因為加熱器124所產生的熱量導致側壁(以及隨後氣溶膠基質128)發熱，並且沒有被浪費來加熱空氣或以其他方式洩漏。
較佳的實施方式使用僅在一個維度上收縮的熱收縮材料，例如處理過的聚醯亞胺帶。例如，在聚醯亞胺帶的實例中，帶可以被配置成僅在長度方向上收縮。這意味著，帶可以繞在加熱腔體108和加熱器124包裹，並且在加熱時將收縮並且將加熱器124壓靠在側壁126上。因為隔熱層146在長度方向上收縮，以這種方式產生的力係一致並且指向向內。如果帶在橫向(寬度)方向上收縮，這可能使加熱器124或帶本身起皺。這進而會引入間隙，並且降低氣溶膠產生裝置100的效率。
參見圖3至圖6，基質載體114包括預包裝量的氣溶膠基質128以及包裹在外層132中的氣溶膠收集區域130。氣溶膠基質128被定位成朝向基質載體114的第一端134。氣溶膠基質128在外層132內延伸跨過基質載體114的整個寬度。它們還沿基質載體114部分地彼此鄰接，在邊界處相遇。總的來說，基質載體114係總體上圓柱形的。氣溶膠產生裝置100在圖1和圖2中被示出為不含基質載體114。在圖3和圖4中，示出了基質載體114在氣溶膠產生裝置100的上方，但未載入在氣溶膠產生裝置100中。在圖5和圖6中，示出了基質載體114被載入在氣溶膠產生裝置100中。
當使用者想要使用氣溶膠產生裝置100時，使用者首先為氣溶膠產生裝置100載入基質載體114。這係關於將基質載體114插入加熱腔體108中。基質載體114插入加熱腔體108中被定向成使得基質載體114的第一端134(氣溶膠基質128被定位成朝向這一端)進入加熱腔體108。基質載體114被插入加熱腔體108中，直到基質載體114的第一端134擱置在從加熱腔體108的基部112向內延伸的平台148上，即，直到基質載體114不能再進一步被插入加熱腔體108中。在所示的實施方式中，如上所述，突出物140的上邊緣142a與氣溶膠基質128的邊界以及基質載體114的可壓縮性較小的鄰近區域之間的相互作用具有額外的作用，其警示使用者基質載體114已被足夠遠地插入氣溶膠產生裝置100中。從圖3和圖4 中可以看到，當基質載體114已經被插入加熱腔體108中能達到的最遠處時，基質載體114的長度的僅一部分在加熱腔體108內。基質載體114的剩餘長度從加熱腔體108突出。基質載體114的剩餘長度的至少一部分也從氣溶膠產生裝置100的第二端106突出。在第一實施方式中，基質載體114的所有剩餘長度從氣溶膠產生裝置100的第二端106突出。即，加熱腔體108的開口端110與氣溶膠產生裝置100的第二端106重合。在其他實施方式中，整個或基本上整個基質載體114可以被接納在氣溶膠產生裝置100中，使得沒有或基本上沒有基質載體114從氣溶膠產生裝置100中突出。
在基質載體114被插入加熱腔體108中的情況下，基質載體114內的氣溶膠基質128至少部分地佈置在加熱腔體108內。在第一實施方式中，氣溶膠基質128完全在加熱腔體108內。事實上，基質載體114中的預包裝量的氣溶膠基質128被佈置從沿基質載體114從基質載體114的第一端134延伸某一距離，該距離大約(或者甚至完全)等於加熱腔體108的從加熱腔體108基部112到開口端110的內部高度。這有效地與加熱腔體108的側壁126在加熱腔體108內部的長度相同。
在基質載體114裝載在氣溶膠產生裝置100中的情況下，使用者使用使用者可操作的按鈕116來開啟氣溶膠產生裝置100。這使得來自電源120的電功率經由控制電路系統122(並且在其控制下)提供給加熱器124。加熱器124使熱量經由突出物140傳導到氣溶膠基質128中，由此將氣溶膠基質128加熱到使其可以開始釋放蒸氣的溫度。一旦被加熱到可以開始釋放蒸氣的溫度，使用者就可以藉由經基質載體114的第二端136吸吮蒸氣來吸入蒸氣。即，蒸氣從位於加熱腔體108中的基質載體114的第一端134處的氣溶膠基質128產生，並且沿基質載體114的長度、穿過基質載體114中的蒸氣收集區域130被抽吸到基質載體的第二端136，在那裡蒸氣進入使用者的嘴中。圖6中的箭頭A展示蒸氣的這種流動。
應當理解，當使用者沿圖6中箭頭A的方向吸吮蒸氣時，蒸氣從加熱腔體108中的氣溶膠基質128附近流出。這個動作將環境空氣從氣溶膠產生裝置100周圍的環境中(經由圖6中箭頭B所指示、以及圖6(a)中更詳細地顯示的流動路徑)抽吸到加熱腔體108中。然後，環境空氣被加熱器124加熱，進而加熱氣溶膠基質128以使氣溶膠產生。更特定言之，在第一實施方式中，空氣穿過設置在加熱腔體108的側壁126與基質載體114的外層132之間的空間進入加熱腔體108中。為此目的，基質載體114的外直徑小於加熱腔體108的內直徑。更特定言之，在第一實施方式中，加熱腔體108的內直徑(在沒有設置突出物時，例如在不存在突出物140時或在突出物之間)為10mm或更小、較佳的是為8mm或更小、最較佳的是為大約7.6mm。這允許基質載體114的直徑為大約7.0mm(±0.1mm)(當不被突出物140壓縮時)。這對應於21mm至22mm、或者更較佳的是21.75mm的外圓周。換言之，基質載體114與加熱腔體108的側壁126之間的空間最較佳的是為大約0.1mm。在其他變體中，該空間係至少0.2mm，並且在一些實例中最高達0.3mm。圖6中的箭頭B展示了空氣被抽吸到加熱腔體108中的方向。
當使用者藉由致動用戶可操作的按鈕116來啟動氣溶膠產生裝置100時，氣溶膠產生裝置100將氣溶膠基質128加熱到足以使氣溶膠基質128的一部分汽化的溫度。更詳細地，控制電路系統122從電源120向加熱器124提供電功率，以將氣溶膠基質128加熱到第一溫度。當氣溶膠基質128達到第一溫度時，氣溶膠基質的組分128開始汽化，即，氣溶膠基質產生蒸氣。一旦蒸氣被產生，使用者就可以經基質載體114的第二端136來吸入蒸氣。在一些場景下，使用者可能知道氣溶膠產生裝置100需要一定時間來將氣溶膠基質128加熱到第一溫度並且使氣溶膠基質128開始產生蒸氣。這意味著使用者可以自己判斷何時開始吸入蒸氣。在其他場景下，氣溶膠產生裝置100被佈置成向使用者發出蒸氣可供吸入的指示。事實上，在第一實施方式中，當氣溶膠基質128已經在第一溫度持續初始 時間段時，控制電路系統122使使用者可操作的按鈕116點亮。在其他實施方式中，指示係由另一個指示器提供，例如藉由產生音訊聲音或藉由使振動器振動。類似地，在其他實施方式中，在氣溶膠產生裝置100被啟動後的一段固定時間之後，一旦加熱器124達到操作溫度或在發生某個其他事件之後，就提供該指示。
使用者可以在氣溶膠基質128能夠繼續產生蒸氣的整個時間上繼續吸入蒸氣，例如，在氣溶膠基質128已經將留下的可汽化組分汽化成合適的蒸氣的整個時間上。控制電路系統122調整提供給加熱器124的電功率，以確保氣溶膠基質128的溫度不超過閾值水平。特定言之，在取決於氣溶膠基質128的構成的特定溫度下，氣溶膠基質128將開始灼燒。這不是期望的效果，並且避免高於和處於這個溫度的溫度。為了說明這一點，氣溶膠產生裝置100設有溫度感測器(未示出)。控制電路系統122被佈置成從溫度感測器接收氣溶膠基質128的溫度的指示，並且使用該指示來控制提供給加熱器124的電功率。例如，在一個場景中，控制電路系統122在初始時間段期間向加熱器124提供最大電功率，直到加熱器或腔體達到第一溫度。隨後，一旦氣溶膠基質128達到第一溫度，控制電路系統122就停止向加熱器124提供電功率而持續第二時間段，直到氣溶膠基質128達到低於第一溫度的第二溫度為止。隨後，一旦加熱器124達到第二溫度，控制電路系統122就開始向加熱器124提供電功率而持續第三時間段，直到加熱器124再次達到第一溫度。這可以持續到氣溶膠基質128被耗盡(即，可以藉由加熱產生的所有氣溶膠已經被產生)或使用者停止使用氣溶膠產生裝置100。在另一個場景下，一旦達到了第一溫度，控制電路系統122就減少提供給加熱器124的電功率，以將氣溶膠基質128維持在第一溫度而不增大氣溶膠基質128的溫度。
使用者的單次吸入通常被稱為「吮吸(puff)」。在一些場景下，期望的是模擬吸煙體驗，這意味著氣溶膠產生裝置100通常能夠容納足夠的氣溶膠基質128，以提供十到十五次吮吸。
在一些實施方式中，控制電路系統122被配置用於對吮吸計數，並且在使用者已經進行十到十五次吮吸之後關掉加熱器124。吮吸計數以多種不同方式中的一種進行。在一些實施方式中，控制電路系統122確定當新鮮的冷空氣流經溫度感測器170從而引起溫度感測器檢測到的冷卻時，在吮吸過程中溫度何時下降。在其他實施方式中，使用流量檢測器直接檢測氣流。其他合適的方法對技術人員來說是清楚的。在其他實施方式中，控制電路系統額外地或可替代地在自第一次吮吸過去了預定量的時間後關掉加熱器124。這可以幫助降低功耗，並且在吮吸計數器未能正確記錄已經進行的預定數量的吮吸的情況下針對關掉來提供備份。
在一些實例中，控制電路系統122被配置用於為加熱器124供電，使其遵循預定的加熱循環，該循環需要預定的時間量來完成。一旦循環完成，加熱器124就完全關掉。在一些情況下，這個循環可以利用加熱器124與溫度感測器(未示出)之間的反饋回路。例如，加熱循環可以用加熱器124(或者更準確地說係溫度感測器)被加熱或允許冷卻到的一系列溫度來參數化。這樣的加熱循環的溫度和持續時間可以根據經驗確定，以優化氣溶膠基質128的溫度。這可能是必要的，因為直接測量氣溶膠基質的溫度可能是不切實際的，或具有誤導性，例如在氣溶膠基質128的外層與核心具有不同的溫度的情況下。
在以下實例中，到第一次吮吸的時間係20秒。在這個點之後，提供給加熱器124的功率水平從100%降低，使得在大約20秒的時間內溫度恒定保持在大約240℃。然後，提供給加熱器124的功率可以進一步降低，使得溫度感測器170記錄的溫度讀數為大約200℃。這個溫度可以保持大約60秒。然後功率水平可以進一步降低，使得溫度感測器170測得的溫度下降到基質載體114的操作溫度，在本例中為大約180℃。這個溫度可以保持140秒。這個時間間隔可以由基質載體114可以被使用的時間長度決定。例如，基質載體114可以在設定的時間段之後停 止產生氣溶膠，並且故在溫度被設定為180℃的時間段內可以允許加熱循環持續該持續時間。在這點之後，提供給加熱器124的功率可以降低到零。即使當加熱器124已經關掉，在加熱器124開啟時產生的氣溶膠或蒸氣仍然可以藉由使用者吸吮而從氣溶膠產生裝置100中抽吸出。故，即使在加熱器124關掉時，使用者也可以藉由視覺指示器保持開啟而被警示這種情形，但加熱器124已經關掉而為氣溶膠吸入過程結束做準備。在一些實施方式中，這個設定的週期可以是20秒。在一些實施方式中，加熱循環的總持續時間可以是大約4分鐘。
上述示例性熱循環可以由使用者使用基質載體114來改變。當使用者從基質載體114吸取氣溶膠時，使用者的呼吸鼓勵冷空氣穿過加熱腔體108的開口端流向加熱腔體108的基部112，從而向下流過加熱器124。然後，空氣可以穿過基質載體114的尖端134進入基質載體114。冷空氣進入加熱腔體108的空腔內降低了溫度感測器170所測得的溫度，因為冷空氣代替了先前存在的熱空氣。當溫度感測器170感測到溫度已經降低時，這可以用來增加電池單元提供給加熱器的功率，以將溫度感測器170加熱回到基質載體114的操作溫度。這可以藉由向加熱器124提供最大功率量或者可替代地藉由提供比為了保持溫度感測器170讀出穩定的溫度而需要的量更大的功率量來實現。
電源120至少足以使單一基質載體114中的氣溶膠基質128達到第一溫度，並使其保持在第一溫度，以便為至少十至十五次吮吸提供足夠的蒸氣。更一般的，與模擬吸煙的體驗相符，在需要更換電源120或給電源再充電之前，電源120通常足以將這個循環(使氣溶膠基質128達到第一溫度、保持第一溫度、以及十到十五次吮吸的蒸氣產生)重複十次或者甚至二十次，由此模擬抽一包煙的使用者體驗。
通常，當由加熱器124產生的熱量盡可能多的導致氣溶膠基質128加熱時，氣溶膠產生裝置100的效率得到提高。為此，氣溶膠產生裝置100通常被 配置用於以受控方式向氣溶膠基質128提供熱量，同時減少熱量流至氣溶膠產生裝置100的其他部分。特定言之，流向使用者所操作的氣溶膠產生裝置100的部分的熱量保持在最低限度，由此例如藉由隔熱的方式保持該等部分握起來涼爽舒適，如在此更詳細地描述的。
從圖1到圖6及伴隨的說明可以理解，根據第一實施方式，提供了一種用於氣溶膠產生裝置100的加熱腔體108，加熱腔體108包括開口端110、基部112、以及在開口端110與基部112之間的側壁126，其中側壁126具有第一厚度並且基部112具有大於第一厚度的第二厚度。側壁126的減小的厚度可以說明降低氣溶膠產生裝置100的功耗，因為需要更少的能量將加熱腔體108加熱到期望溫度。
第二實施方式
現在參見圖8描述第二實施方式。除了以下解釋之外，第二實施方式的氣溶膠產生裝置100與參見圖1至圖6所描述之第一實施方式的氣溶膠產生裝置100相同，並且相同的附圖標記用於指示相似的特徵。第二實施方式的氣溶膠產生裝置100具有與第一實施方式的氣溶膠產生裝置不同的用於允許在使用期間將空氣抽吸到加熱腔體108中的佈置。
更詳細地，參見圖8，通道113設置在加熱腔體108的基部112中。通道113位於基部112的中間。通道延伸穿過基部112，以便與氣溶膠產生裝置100的外殼102外部的環境處於流體連通。更特定言之，通道113與外殼102中的入口137處於流體連通。
入口137延伸穿過外殼102。入口沿外殼102的長度的一部分在氣溶膠產生裝置100的第一端104與第二端106之間定位。在第二實施方式中，外殼在控制電路系統122附近並且在外殼102中的入口137與加熱腔體108的基部112中的通道113之間限定了空隙139。空隙139在入口137與通道113之間提供流體連 通，使得空氣可以從外殼102外部的環境經由入口137、空隙139和通道113進入加熱腔體108中。
在使用中，當使用者在基質載體114的第二端136吸入蒸氣時，空氣從氣溶膠產生裝置100周圍的環境被抽吸到加熱腔體108中。更特定言之，空氣沿箭頭C的方向穿過入口137進入空隙139。空氣沿箭頭D的方向從空隙139穿過通道113進入加熱腔體108。這首先允許蒸氣、然後是與空氣混合的蒸氣沿箭頭D的方向穿過基質載體114被抽吸以供使用者在基質載體114的第二端136吸入。空氣在進入加熱腔體108時通常被加熱，使得空氣有助於藉由對流將熱量傳遞到氣溶膠基質128。
應當理解，在第二實施方式中，穿過加熱腔體108的氣流路徑通常是線性的，也就是說，該路徑以大體上直線形式從加熱腔體108的基部112延伸到加熱腔體108的開口端110。第二實施方式的佈置也允許減小加熱腔體108的側壁126與基質載體之間的間隙。事實上，在第二實施方式中，加熱腔體108的直徑小於7.6mm，並且7.0mm直徑的基質載體114與加熱腔體108的側壁126之間的空間小於1mm。
在第二實施方式之變體中，入口137在不同位置。在一個特定實施方式中，入口137位於氣溶膠產生裝置100的第一端104處。這允許穿過整個氣溶膠產生裝置100的空氣通路大體上呈線性，諸如空氣在第一端104處進入氣溶膠產生裝置100，在使用過程中第一端通常朝向使用者遠側，由此流動穿過(或越過、經過等)氣溶膠產生裝置100內的氣溶膠基質128，並且在基質載體114的第二端136流出而進入使用者的嘴中，在使用過程中第二端通常朝向使用者近側，例如在使用者的嘴中。
第三實施方式
現在參見圖9和圖10描述第三實施方式。除了以下解釋之外，第三實施方式之加熱腔體108可與參見圖1至圖6所描述之第一實施方式之加熱腔體108相同，並且相同的附圖標記用於指示相似的特徵。除以下所述之外，第三實施方式之加熱腔體108還可與第二實施方式之加熱腔體108相對應，例如通道113設置在加熱腔體108的基部112中，並且這形成了本揭露的另一個實施方式。
然而，應注意，第三實施方式的加熱腔體108本身可以是獨立的實施方式，並且可以與實施方式四至六的特徵相結合來實現以下強調的益處。製造第三實施方式的加熱腔體的方法也可以是獨立的實施方式。
圖9示出了一層熱收縮材料146。熱收縮材料146係這樣一種材料，其被配置成材料的尺寸響應於熱量而收縮，並且一旦熱源被移除，熱收縮材料146就塑性變形至新的收縮後尺寸。熱收縮材料146可以稱為熱收縮材料，或稱為熱收縮層。熱收縮材料可以在所有三個維度上收縮，然而在一些實施方式中，氣溶膠產生裝置100使用當以平面構型鋪設時僅在一個維度上收縮的熱收縮材料146。在一些實施方式中，熱收縮層(146)響應於加熱而沿帶的長度收縮。為了實現熱收縮材料146僅在一方向上收縮，可以藉由將材料機械拉伸到第一長度來製備熱收縮材料146，使得在加熱後，材料回到之前的長度。熱收縮材料146可以被配置成具有50μm或更小、或者較佳的是25μm或更小的厚度。熱收縮材料146的厚度可以較低，使得熱收縮材料146在被施加時僅向加熱腔體108填加少量的熱質量。此外，在一些實施方式中，熱收縮材料146可以是隔熱體，使得來自加熱器124的熱量被更有效地包含在加熱腔體108中。故，熱收縮材料146的熱導率可以小於加熱腔體108的側壁126的熱導率。在一些實施方式中，熱收縮材料146可以是聚醯亞胺。例如，熱收縮材料146可以是例如由聚醯亞胺製成的熱收縮帶。應注意，在一些實施方式中，加熱器124的背襯層可以由熱收縮材料146構成。製造加熱器124係將熱收縮材料146附接至加熱元件164。然後可以將加熱器124作 為單一元件施加至加熱腔體108。熱收縮材料146可以具有15mm的寬度，並且加熱器124可以具有14mm的寬度。熱收縮材料146可以是聚醯亞胺並且可以從鄧斯通公司(Dunstone Corporation)獲得。
圖10示出了藉由施加熱量而已經收縮之後的一層熱收縮材料146。這示出了材料146的長度減小，但是材料146的寬度和深度保持不變。熱收縮材料146可以繞加熱腔體108的側壁126包裹，以在加熱之後將加熱器124壓到側壁126上。熱收縮材料146具有的寬度可以大於加熱器124的寬度。這可能意味著當熱收縮材料被加熱從而使材料在長度方向上收縮時，材料包裹在加熱器上。這可能使熱收縮層146採用被熱收縮材料146所覆蓋的一個層或多個層的形狀。在這個實例中，該形狀係加熱器124和加熱腔體側壁126的形狀。熱收縮層的收縮可以將加熱器密封而不暴露於空氣和任何可能的水。這係因為熱收縮使邊緣變形，因為熱收縮材料146比加熱器124寬。熱收縮材料146使下方輪廓的邊緣變形的另一個影響係，熱收縮材料146最終具有U形輪廓。這種不平坦的輪廓可以幫助防止熱收縮材料146散開，從而提高最終產品的穩定性。熱收縮材料146的收縮導致加熱器124和腔體側壁126的壓縮，然而，這種壓縮既不損壞加熱器124也不損壞側壁126。
圖1至圖6示出了包含所描述之加熱腔體108的氣溶膠產生裝置100的實例，如在以下所描述之方法中形成的。加熱腔體108包括限定加熱腔體108的內部體積的側壁126；與側壁126處於熱接觸的加熱器124；以及處於張力下的熱收縮層146，用於將加熱器124壓靠到側壁126的朝外表面上。如圖2所示，加熱器124可以與側壁126的朝外表面直接接觸。在這種情況下，直接接觸包括與側壁126接觸，或者與側壁126上的電鍍金屬層144接觸。在一些實施方式中，側壁126和熱收縮層146一起氣密地密封加熱器124。第三實施方式中的熱收縮材料係圖9和圖10所示的熱收縮材料146。
第四實施方式
現在參見圖11至圖14描述第四實施方式。除了以下解釋之外，第四實施方式的加熱腔體108可以與參見圖1至圖6所描述之第一實施方式的加熱腔體108相同，並且相同的附圖標記用於指示相似的特徵。除了以下所述之外，第四實施方式的加熱腔體108還可以與第二實施方式的加熱腔體108相對應，例如通道113設置在加熱腔體108的基部112中，並且這形成了本揭露的另一個實施方式。
然而，應注意，第四(以及進一步的)實施方式的加熱腔體108本身可以是獨立的實施方式，並且可以與實施方式五至六的特徵相結合來實現以下強調的益處。製造第三實施方式的加熱腔體的方法也可以是獨立的實施方式。
圖11至圖14示出了加熱腔體108的製造方法的一個實施方式的步驟。該方法可以包括以下步驟：提供側壁126、提供加熱器124、以及將加熱器124佈置成與側壁126處於熱接觸。該方法還可以包括將熱收縮層146附接至加熱器124的朝外側面，以及將熱收縮層146加熱到某一溫度，使得熱收縮層146收縮以將加熱器124壓靠到側壁126上。
在加熱之前，在圖11中，熱收縮層146繞加熱器124(其附接至加熱腔體108的側壁126)包裹，其中熱收縮層146藉由黏合劑180附接。應注意，圖11中的熱收縮層146覆蓋在加熱器124上，故在圖11中看不到加熱器124。加熱器124在熱收縮層146與側壁126之間。而且，在圖11中也不能直接看到黏合劑180。加熱器124直接附接至加熱腔體108的側壁126。在圖11中，加熱器124完全繞加熱腔體108包裹一圈。熱收縮材料146藉由位於熱收縮材料146的第一端處的黏合劑180第一部分附接至加熱器124。然後將熱收縮層146繞加熱器124包裹。然後將熱收縮材料146的第二端(尚未附接至加熱器124的端)藉由黏合劑180第二部分(在 圖11中也未示出)附接。這種黏合劑180附接至熱收縮材料146，使得熱收縮材料146保持在張力下。
應注意，在其他實施方式中，熱收縮材料146可以幾乎包裹整圈，但是黏合劑180的這兩個部分都可以附接至加熱器124，或者可替代地，可以使用黏合劑180的單一部分，並且將熱收縮材料146恰好繞加熱器包裹一圈。可替代地，熱收縮材料146可以比加熱器124寬得多，使得黏合劑180可以直接施加到加熱腔體108的管狀結構，而不是施加到加熱器124本身。在一些實施方式中，熱收縮材料146繞加熱腔體108的側壁126包裹至少兩個整圈。在一些實施方式中，黏合劑180可以是矽酮或基於矽酮的膠帶。在一些實施方式中，此類矽酮可以具有大約180℃的熔點。在其他實施方式中，可以使用具有大約為或超過230℃的熔點的其他黏合劑180，這與一些實施方式中該裝置的操作溫度(即，在第一實施方式中的上述加熱循環期間，加熱腔體108預期達到的最高溫度)大約對應。例如，可以使用具有這樣的熔點的樹脂。方法可以包括將熱收縮層(146)加熱到不高於矽黏合劑(如果使用矽)的熔點的溫度，以使熱收縮層(146)收縮，然後進一步將熱收縮層(146)加熱到裝置的操作溫度。加熱超過黏合劑的熔點具有使熱收縮層146在完全抓住加熱器124和加熱腔體108之前鬆脫的風險。
在替代性實施方式中，將加熱器124附接至熱收縮材料146，然後以單一過程將熱收縮材料施加到加熱腔體108。在一些實施方式中，加熱器124附接(例如，藉由黏合劑或者藉由一小片帶180)至熱收縮材料146的一端。然後將加熱器124繞加熱腔體108包裹，並且附接至加熱器124的熱收縮材料146隨後可以繞加熱器124包裹。
圖12示出了在加熱到180℃之後的圖11的構型。在其他實例中，熱收縮材料146可以加熱到大約170℃。熱收縮材料146在150℃下持續大約15分鐘時間段，長度可以收縮8%。故，在180℃下收縮可以大於8%。在這個溫度下，黏 合劑180開始熔化，但是收縮對熱收縮材料146施加張力使其保持附接至管狀結構。當熱收縮材料146在收縮時，它封裝了加熱器124。在一些實施方式中，收縮可以在熱收縮材料146與加熱器124之間不留氣隙。在一些實施方式中，對熱收縮層146的加熱將熱收縮層146按照管狀結構的形狀，並且按照加熱器124來塑造。應注意，在一些實施方式中，這可以是製作加熱腔體108的製造過程的結束。
圖13示出了圖12的構型，具有繞原始熱收縮層146a包裹的額外層的熱收縮材料146b。圖13中所示的第二層熱收縮材料146b在內側上由一層黏合劑覆蓋，然而可替代地，可以使用黏合劑180的多個部分。將第二層熱收縮材料146b附接至第一層熱收縮材料146a的黏合劑180可以是矽酮，或者可以是熔點較高的黏合劑180，例如一些樹脂。
圖14示出了在加熱到230℃之後的圖13的構型。在其他實例中，熱收縮層146被加熱到大約240℃。第二層熱收縮材料146b已經收縮。第一層熱收縮材料146a也已經進一步收縮。熱收縮材料146可以被配置成響應於加熱到350℃而長度收縮12%。由於230℃係較低溫度，故由該兩階段過程產生的長度收縮可以在8%到12%之間。應注意，在使用具有高於230℃熔點的黏合劑180的實施方式中，可以使用單階段過程來將熱收縮材料146附接至加熱腔體108。然後加熱腔體108可以在一個加熱循環中被加熱到230℃，使得不使用額外層的熱收縮材料146。在對熱收縮材料146(在一個、兩個、或更多個熱循環中)加熱之後，熱收縮層146對加熱器124施加均勻的力。
還應注意，在另外的實施方式中，根據上述實施方式描述的加熱係藉由將加熱器124加熱到所描述之溫度來提供的。在其他實施方式中，加熱係藉由將加熱腔體108和熱收縮材料146置於烘箱或窯中來提供的。
第五實施方式
現在參見圖15描述第五實施方式。除了以下解釋之外，第五實施方式的加熱腔體108可以與參見圖1至圖6所描述之第一實施方式的加熱腔體108相同，並且相同的附圖標記用於指示相似的特徵。除了以下所述之外，第五實施方式的加熱腔體108還可以與第二實施方式的加熱腔體108相對應，例如通道113設置在加熱腔體108的基部112中，並且這形成了本揭露的另一個實施方式。
然而，應注意，第五(以及進一步的)實施方式的加熱腔體108本身可以是獨立的實施方式，並且可以與實施方式六的特徵相結合來實現以下強調的益處。製造第五實施方式的加熱腔體的方法也可以是獨立的實施方式。
圖15示出了替代性構型，其中熱收縮層146繞加熱腔體108的側壁126形成螺旋。第一黏合劑部分180可以位於加熱器124上方(即，朝向開口端110)並且直接附接至側壁126。熱收縮材料146可以附接至該黏合劑180，然後可以朝向加熱腔體108的基部112繞側壁126纏繞。熱收縮材料146可以延伸經過加熱器124，使得熱收縮材料146的底部更靠近加熱腔體108的基部112。在所示的實施方式中，加熱器124被熱收縮材料146完全覆蓋。熱收縮材料146下方的加熱器124的位置在圖15中由虛線示出。黏合劑180第二部分可以將熱收縮材料146朝向加熱腔體108的基部112直接附接至加熱器124位置下方的側壁126。當施加溫度並且熱收縮材料146收縮時，這完全將加熱器124封裝在熱收縮材料146中。熱收縮材料146的收縮使熱收縮材料146產生張力，從而將熱收縮材料146附加至加熱腔體108。
第六實施方式
現在參見圖16描述第六實施方式。除了以下解釋之外，第六實施方式的加熱腔體108可以與圖1至圖6所描述之第一實施方式的加熱腔體108相同，並且相同的附圖標記用於指示相似的特徵。除了以下所述之外，第六實施方 式的加熱腔體108還可以與第二實施方式的加熱腔體108相對應，例如通道113設置在加熱腔體108的基部112中，並且這形成了本揭露的另一個實施方式。
然而，應注意，第六(以及進一步的)實施方式的加熱腔體108本身可以是獨立的實施方式。製造第六實施方式的加熱腔體的方法也可以是獨立的實施方式。
圖16示出了附接有加熱器124的加熱腔體108，其中加熱器124和溫度測量裝置170被熱收縮材料146覆蓋。溫度測量裝置170可以是熱電偶、或者溫度計、或者熱敏電阻、或者任何其他用於感測溫度的裝置。例如，溫度測量裝置170可以是包括玻璃珠的熱敏電阻，玻璃珠包括電阻元件，電阻元件被配置成在暴露於玻璃傳導的熱量時改變電阻。然後電阻變化可以用於確定玻璃的溫度，並且故確定熱敏電阻周圍環境的溫度。圖16中示出的溫度測量裝置170係位於熱收縮材料146與管狀結構之間的熱敏電阻170。較佳的是，熱敏電阻(170)可以被熱收縮材料(146)覆蓋，並且在熱收縮材料(146)已經被加熱之後可以被熱收縮材料(146)壓靠到側壁(126)的朝外表面上。然而，在替代性實施方式中，熱敏電阻170可以設置在創建於加熱腔體108中的凹陷內。在一些實施方式中，溫度測量裝置170可以用於控制遞送給加熱器124的功率，以確保加熱腔體108保持在正確的溫度以便有效使用，並且以增加加熱腔體108的使用壽命、以及裝置100在單次充電之後將工作的時間量。
第七實施方式
現在參見圖17描述第七實施方式。圖17中示出的元件可以與參見圖1至圖6所描述之第一實施方式的加熱腔體108相互作用。然而，應注意，圖17中示出的熱收縮材料和加熱器與加熱腔體108的相互作用本身可以形成獨立的實施方式。製造第七實施方式的加熱腔體的方法也可以是獨立的實施方式。
除了以下所述之外，第七實施方式的加熱腔體108還可以與第二實施方式的加熱腔體108相對應，例如通道113設置在加熱腔體108的基部112中，並且這形成了本揭露的另一個實施方式。
圖17示出了附接至熱收縮材料146的加熱器124。熱收縮材料附接至加熱器的朝外側面。加熱器124和熱收縮材料146可以藉由黏合劑層或者任何其他合適的物質附接。第七實施方式中的這種附接發生在加熱器附接到加熱腔體108之前。故，加熱器124和熱收縮材料146的佈置隨後可以作為單件被附接至加熱腔體108。應注意，第四實施方式中闡述的方法可以在第七實施方式中闡述的方法之後執行。
第八實施方式
現在參見圖18描述第八實施方式。圖18中示出的元件可以與參見圖1至圖6所描述之第一實施方式的加熱腔體108相互作用。然而，應注意，圖18中示出的熱收縮材料和加熱器與加熱腔體108的相互作用本身可以形成獨立的實施方式。製造第八實施方式的加熱腔體的方法也可以是獨立的實施方式。
除了以下所述之外，第八實施方式的加熱腔體108還可以與第二實施方式的加熱腔體108相對應，例如通道113設置在加熱腔體108的基部112中，並且這形成了本揭露的另一個實施方式。
圖18示出了藉由膠帶180附接至熱收縮材料146的加熱器124。在一個構型中，膠帶180可以黏在加熱器124的朝內側面(當加熱器施加於加熱腔體108時與加熱腔體108相接觸的那一面)上，使得當熱收縮材料被加熱而沿長度方向收縮時，膠帶180被加熱器124和熱收縮材料146抓住。應注意，在其他構型中，膠帶180可以黏在加熱器124的朝外側面上。加熱器124和熱收縮層146以端對端佈置方式附接，由此加熱器的端附接至熱收縮材料的端。在一些構型中，加熱器可以具有附接至加熱器的另一端的另一片膠帶180。其他合適的材料可以用來代 替膠帶180。加熱器的另一端可以配置成附接至加熱腔體側壁126。然後加熱器124和熱收縮材料146可以作為單件被附接至加熱腔體108。例如，加熱器124和熱收縮材料146可以繞加熱腔體108纏繞以將加熱器124和熱收縮材料146附接至加熱腔體108。應注意，第四實施方式中闡述的方法可以在第八實施方式中闡述的方法之後執行。
定義和替代性實施方式
從上面的描述可以瞭解，該等不同實施方式的許多特徵係彼此可互換的。本揭露延伸到另外的實施方式，該等實施方式包含來自不同實施方式的以未特別提及的方式組合在一起的特徵。
圖11至圖16示出了與氣溶膠產生裝置100分離的加熱腔體108。這係為了強調，針對加熱腔體108的設計所描述之有利特徵與氣溶膠吸入裝置100的其他特徵係獨立的。特定言之，加熱腔體108有很多用途，但不是所有的用途都與這裡描述的氣溶膠產生裝置100有關。此類設計可能受益於加熱器124與加熱腔體108之間由熱收縮材料146產生的壓縮力提供的改進的熱接觸。此類用途有利地藉由本文所描述之加熱腔體108提供。
應注意，由於加熱器124通常由夾在兩個電絕緣層166(例如，聚醯亞胺膜)之間的電阻性金屬通路164形成，上述設計的一種變體可以是，加熱器中的其中一個或這兩個聚醯亞胺層166係熱收縮材料，如上所述。這導致熱質量減少，因為不需要額外的層。在這種變體的一些實例中，加熱器僅設有背襯層，但沒有覆蓋層，由此允許熱收縮層146在組裝過程中以上述方式繞加熱器124包裹。在一些情況下，可能有利的是提供背襯層和頂層二者為熱收縮材料146以允許這兩個層一起收縮，這可以有助於避免加熱器起皺並且促進加熱器124與側壁126之間良好的熱接觸。在其他實例中，其中僅一個聚醯亞胺層需要由熱收縮材料形成以提供所需的收縮效果。
在一些實例中，加熱器124可以用於向熱收縮材料146提供熱量，以引起收縮。這可以為熱收縮材料146提供均勻分佈的供熱，從而促進各向同性收縮。例如，這可以作為加熱器124、控制電路系統122和/或電源120的測試和/或診斷階段的一部分來進行。
在所有情況下，熱收縮層146可以繞側壁126包裹多於一個整圈。例如，在一些實施方式中，可以包括兩整圈或更多整圈。整圈可以在任何方便的點進行評估，但是，如果加熱器124與側壁126熱接觸的那個(或每個)位置具有分層放置在加熱器124外側的一層熱收縮材料146，則可以方便地確定出現了整圈。類似地，如果加熱器124與側壁126熱接觸的那個(或每個)位置具有連續分層放置在加熱器124外側的兩層熱收縮材料146，則出現了兩個整圈。
術語「加熱器」應理解為係指用於輸出足以從氣溶膠基質128形成氣溶膠的熱能的任何裝置。從加熱器124到氣溶膠基質128的熱能傳遞可以是傳導的、對流的、輻射的、或該等方式的任何組合。作為非限制性實例，傳導加熱器可以直接接觸並且按壓氣溶膠基質128，或者該等加熱器可以接觸單獨的部件，該部件本身藉由傳導、對流和/或輻射導致氣溶膠基質128升溫。對流加熱可以包括加熱一種液體或氣體，該液體或氣體故將熱能(直接或間接)傳遞到氣溶膠基質。
輻射加熱包括但不限於藉由發射電磁波譜的紫外線、可見光、紅外線、微波或無線電波部分內的電磁輻射，將能量傳遞到氣溶膠基質128。以這種方式發出的輻射可以被氣溶膠基質128直接吸收以引起發熱，或者輻射可以被另一種材料(比如感受器或螢光材料)吸收，該材料使得輻射以不同的波長或光譜加權重新發射。在一些情況下，輻射可以被一種材料吸收，該材料然後藉由傳導、對流和/或輻射的任何組合將熱量傳遞到氣溶膠基質128。
加熱器可以是電動的、燃燒驅動的、或以任何其他合適的方式驅動的。電動加熱器可以包括電阻跡線元件(視需要包括絕緣包裝)、感應加熱系統(例如包括電磁體和高頻振盪器)等。加熱器128可以繞氣溶膠基質128的外側佈置，加熱器可以部分或全部穿入氣溶膠基質128中，或是該等的任何組合。
術語「溫度感測器」用於描述能夠確定氣溶膠產生裝置100的一部分的絕對溫度或相對溫度的元件。這可以包括熱電偶、熱電堆、熱敏電阻等。溫度感測器可以作為另一部件的一部分提供，或者可以是單獨的部件。在一些實例中，可以提供多於一個溫度感測器，例如用於監測氣溶膠產生裝置100的不同部分的發熱以便例如確定熱曲線。
控制電路系統122始終被示出為具有單一的使用者可操作的按鈕116，以觸發氣溶膠產生裝置100開啟。這使得控制簡單，並且減少了使用者誤用氣溶膠產生裝置100或未能正確控制氣溶膠產生裝置100的機會。然而在一些情況下，使用者可用的輸入控制可能比這更複雜，例如用於在例如預先設定的極限內控制溫度，用於改變蒸氣的口味平衡，或者例如用於在節能模式或快速加熱模式之間切換。
參考上述實施方式，氣溶膠基質128包括例如乾燥或薰製形式的煙草，在一些情況下具有額外成分用於調味或用於產生更順滑或以其他方式更令人愉悅的體驗。在一些實例中，可以用汽化劑處理比如煙草等氣溶膠基質128。汽化劑可以改善從氣溶膠基質的蒸氣產生。例如，汽化劑可以包括如丙三醇等多元醇，或如丙二醇等乙二醇。在一些情況下，氣溶膠基質可能不含煙草或甚至不含尼古丁，而是可能含有天然或人工提取的成分，用於調味、揮發、改善順滑度和/或提供其他令人愉悅的效果。氣溶膠基質128可以作為粉碎狀、顆粒化、粉末狀、粒狀、條狀或片狀形式的固體或糊劑類型材料、視需要該等形式的組合來提 供。同樣，氣溶膠基質128可以是液體或凝膠。事實上，一些實例可以包括固體部分和液體/凝膠部分二者。
故，氣溶膠產生裝置100同樣可以被稱為「被加熱的煙草裝置」、「加熱但不灼燒的煙草裝置」、「汽化煙草產品的裝置」等等，而這被解釋為適合達到該等效果的裝置。本文揭露的特徵同樣適用於被設計用於汽化任何氣溶膠基質的裝置。
氣溶膠產生裝置100的實施方式被描述為被佈置用於接納預包裝的基質載體114中的氣溶膠基質128。基質載體114可以大體上類似於香煙、具有管狀區域，管狀區域具有以適當方式佈置的氣溶膠基質。在一些設計中還可以包括過濾器、蒸氣收集區域、冷卻區域、以及其他結構。還可以提供外層紙或其他柔性平面材料(比如箔)，例如用於將氣溶膠基質保持在位，以使得更像香煙等。
如本文中所使用的，術語「流體」應被理解為泛指能夠流動的非固體類型的材料，包括但不限於液體、糊劑、凝膠、粉末等。「流態化材料」應相應地解釋為本質上係流體的材料、或已被改性而表現為流體的材料。流態化可以包括但不限於：粉末化、溶解於溶劑、凝膠化、增稠、稀釋等。
如本文中所使用的，術語「揮發物」係指能夠容易地從固態或液態變成氣態的物質。作為非限制實例，揮發性物質可以是在環境壓力下沸騰或昇華溫度接近室溫的物質。故，「揮發(volatilize或volatilise)」應解釋為係指使(一種材料)揮發和/或使其蒸發或分散在蒸氣中。
如本文中所使用的，術語「蒸氣(vapour或vapor)」係指：(i)液體在足夠的熱量作用下自然轉化成的形式；或者(ii)懸浮在大氣中並且以蒸汽/煙霧雲的形式可見的液體/水分粒子；或者(iii)像氣體一樣填充空間但低於其臨界溫度僅靠壓力就能液化的流體。
與這個定義一致，術語「汽化(vaporise或vaporize)」係指：(i)改變或使改變成蒸氣；以及(ii)當粒子改變物理狀態時(即，從液態或固態變成氣態)。
如本文中所使用的，術語「霧化(atomise或atomize)」應指：(i)把(一種物質，尤其係液體)變成很小的粒子或液滴；以及(ii)使粒子保持處於與霧化之前所處的相同的物理狀態(液態或固態)。
如本文中所使用的，術語「氣溶膠」應指分散在空氣或氣體(比如薄霧、濃霧或煙霧)中的粒子系統。故，術語「氣溶膠化(aerosolise或aerosolize)」係指製成氣溶膠和/或分散成氣溶膠。應注意，氣溶膠/氣溶膠化的含義與上面定義的揮發、霧化和汽化中的每一個係一致的。為避免疑義，氣溶膠用於一致地描述包含霧化的、揮發的或汽化的粒子構成的薄霧或液滴。氣溶膠還包括包含霧化的、揮發的或汽化的粒子的任何組合的薄霧或液滴。
100:氣溶膠產生裝置
104:第一端
106:第二端
107a:墊圈
107b:墊圈
108:加熱腔體
109:環形脊
110:第一開口端、開口端
112:基部
114:基質載體
116:按鈕
118:側壁
120:電源
122:控制電路系統
124:加熱器
126:側壁
128:氣溶膠基質
130:區域
132:外層
134:第一端
136:第二端
138:凸緣
140:突出物、凹痕
142a:頂邊緣
142b:底邊緣
144:金屬層
145:表面
146:隔熱層、熱收縮材料、材料、熱收縮層
148:平台
150:電氣連接部、電氣連接軌道
152:隔熱構件
154:雙壁管、隔熱側壁
156:基部
158:內腔
160:彈性可變形構件

Claims (25)

  1. 一種構造用於氣溶膠產生裝置(100)之加熱腔體(108)之方法，該方法包括以下步驟：提供該加熱腔體(108)的側壁(126)；提供加熱器(124)；將該加熱器(124)佈置成與該加熱腔體(108)的側壁(126)處於熱接觸；將熱收縮層(146)附接至該加熱器(124)的朝外側面；將該熱收縮層(146)加熱到某一溫度，使得該熱收縮層(146)收縮以將該加熱器(124)壓靠到該側壁(126)上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該熱收縮層(146)係繞該側壁(126)包裹的一層熱收縮帶。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，該熱收縮層(146)響應於加熱而僅沿該熱收縮帶的長度進行收縮。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該熱收縮層(146)繞該加熱器(124)包裹，並且其中，在加熱之後，該熱收縮層(146)符合該側壁(126)和該加熱器(124)的形狀。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，在加熱之後，該熱收縮層(146)對該加熱器(124)施加均勻的力。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，加熱該熱收縮層(146)的步驟導致5%與12%之間的長度收縮。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，使用矽酮黏合劑或基於矽酮黏合劑的帶將該熱收縮層(146)附接至該加熱器(124)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，加熱該熱收縮層(146)的步驟包括將該熱收縮層(146)加熱到不高於該矽酮黏合劑的熔點的溫度以使該熱收縮層(146)收縮、然後將該熱收縮層(146)進一步加熱到該裝置(100)的操作溫度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，將該加熱器(124)佈置成與該側壁(126)處於熱接觸、以及將熱收縮層(146)附接至該加熱器(124)的朝外側面的步驟包括首先將熱收縮層(146)附接至該加熱器(124)、然後將該熱收縮層(146)和該加熱器(124)之組合附接至該側壁(126)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，使用膠帶將該熱收縮層(146)的一端附接至該加熱器(124)的一端，或者其中，使用黏合劑層將該加熱器(124)的朝外側面附接至該熱收縮層(146)的朝內側面。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，將該熱收縮層(146)附接至該加熱器(124)的步驟包括在該加熱器(124)與該側壁(126)處於熱接觸之位置將該熱收縮層(146)繞該側壁(126)包裹至少兩個整圈。
  12. 一種根據申請專利範圍第1至11項中任一項所述之方法生產的加熱腔體(108)。
  13. 一種用於氣溶膠產生裝置(100)的加熱腔體(108)，該加熱腔體(108)包括：限定該加熱腔體(108)的內部體積的側壁(126)；與該側壁(126)處於熱接觸的加熱器(124)；以及處於張力下的熱收縮層(146)，用於將該加熱器(124)壓靠到該側壁(126)的朝外表面上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之加熱腔體(108)，其中，在該加熱器(124)與該側壁(126)處於熱接觸的位置，該熱收縮層(146)繞該側壁(126)包裹至少兩個整圈。
  15. 如申請專利範圍第13或14項所述之加熱腔體(108)，其中，該側壁(126)和該熱收縮層(146)一起氣密地密封該加熱器(124)。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之加熱腔體(108)，其中，該側壁(126)係管狀的並且該熱收縮層(146)一路繞該側壁(126)的朝外表面延伸。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之加熱腔體(108)，其中，該熱收縮層(146)係繞該側壁(126)包裹的一層熱收縮帶。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之加熱腔體(108)，其中，該熱收縮層(146)被配置成響應於加熱而僅沿該熱收縮帶的長度進行收縮。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之加熱腔體(108)，其中，該熱收縮層(146)包括聚醯亞胺。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之加熱腔體(108)，其中，該熱收縮層(146)具有50μm或更小的厚度。
  21. 如申請專利範圍第13項所述之加熱腔體(108)，其中，該熱收縮層(146)具有的熱導率低於該側壁(126)的熱導率。
  22. 如申請專利範圍第13項所述之加熱腔體(108)，進一步包括熱敏電阻(170)，並且其中，該熱敏電阻(170)被該熱收縮材料(146)覆蓋，並且其中，該熱收縮材料(146)將該熱敏電阻(170)壓靠到該側壁(126)的朝外表面上。
  23. 一種氣溶膠產生裝置(100)，包括：電源(120)；如申請專利範圍第13至22項中任一項所述之加熱腔體(108)；以及 控制電路系統(122)，該控制電路系統被佈置成控制從該電源(120)到該加熱器(124)的電功率供應。
  24. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，加熱該熱收縮層(146)的步驟導致8%的長度收縮。
  25. 如申請專利範圍第20項所述之加熱腔體(108)，其中，該熱收縮層(146)具有25μm或更小的厚度。
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