CA 02937976 2016-07-26 具有流体可渗透的加热器组件的气溶胶生成系统 本发明涉及气溶胶生成系统,其包括适于使液体汽化的加热器组件。 特别地,本发明涉及手持式烟雾生成系统,例如电动吸烟系统。 通过加热使液体汽化以形成气溶胶的电动吸烟系统通常包括缠绕在保持液体的毛细管材料周围的线圈。 通过导线的电流引起导线的电阻加热,使毛细管材料中的液体蒸发。 毛细管材料通常保持在气流路径内,以便空气被吸过芯并夹带蒸汽。 蒸气随后冷却形成气溶胶。 这种类型的系统可以有效地生产气溶胶,但以低成本和可重复的方式制造具有挑战性。 灯芯和线圈组件以及相关的电气连接件可能易碎且难以处理。 期望提供一种适用于气溶胶生成系统的加热器组件,例如手持式电动吸烟系统,其生产成本低廉且坚固耐用。 还期望提供一种比气溶胶生成系统中的现有加热器组件更有效的加热器组件。 在一个方面,提供了一种包括流体可渗透的电加热器组件的气雾生成系统,该加热器组件包括:电绝缘基板,在电绝缘基板中形成孔; 以及固定到电绝缘基板的加热元件,加热元件跨越孔并且包括连接到第一和第二导电接触部分的多个导电丝,第一和第二导电接触部分定位在孔的相对侧 彼此,其中第一和第二导电接触部分被配置为允许与外部电源接触。 多根导电细丝可形成丝网或细丝阵列或可包括织造或非织造织物。 有利地,加热器元件具有固定到电绝缘基板的第一面,并且第一和第二导电接触部分被配置为允许在加热器元件的与第一面相对的第二面上与外部电源接触。 该系统还可包括液体储存部分,该液体储存部分包括容纳液体气雾剂形成基质的外壳,其中加热器组件固定到液体储存部分的外壳。 外壳优选是刚性外壳并且不透流体。 如本文所用,“刚性外壳”是指自组装的外壳 CA 02937976 2016-07-26 支持。 液体储存部分的刚性外壳优选地为加热器组件提供机械支撑。 液体储存部分可包括构造成将液体气雾剂形成基体输送至加热器组件的毛细管材料。 在气溶胶生成系统中提供这种类型的加热器组件与传统的灯芯和线圈布置相比具有几个优点。 包括丝网或细丝阵列的加热器元件允许更大面积的加热器与被汽化的液体接触。 加热器组件可以使用容易获得的材料并使用大规模生产技术廉价地生产。 加热器组件是坚固的,允许它在制造过程中被处理和固定到气雾剂生成系统的其他部分,特别是形成可移除筒的一部分。 提供形成加热器元件的一部分的导电接触部分允许将加热器组件可靠且简单地连接到电源。 导电细丝可以基本上是扁平的。 如本文所用,“基本平坦”是指在单个平面中形成并且不缠绕或不符合弯曲或其他非平面形状。 平面加热器组件在制造过程中可以很容易地处理,并提供坚固的结构。 导电细丝可以限定细丝之间的空隙并且空隙可以具有在10μm和100μm之间的宽度。 优选地,细丝在空隙中引起毛细管作用,使得在使用中,待汽化的液体被吸入空隙中,增加了加热器组件和液体之间的接触面积。 导电细丝可以形成尺寸在 160 和 Mesh US (+1-10%) 之间的网格(即,在每英寸 160 和 600 个细丝之间(+1-10%))。 空隙的宽度优选在75μm和25μm之间。 网眼的开口面积百分比,即空隙面积与网眼总面积的比率,优选在25%至56%之间。 网格可以使用不同类型的编织或格子结构形成。 或者,导电细丝由彼此平行布置的细丝阵列组成。 导电细丝的网、阵列或织物的特征还可以在于其保持液体的能力,如本领域所熟知的。 导电细丝的直径可以在8pm和100pm之间,优选在8pm和50pm之间,并且更优选在8pm和39=35pm之间。 导电细丝的网、阵列或织物的面积可以很小,优选地小于或等于25mm 2 ,从而允许将其结合到手持系统中。 导电细丝的网、阵列或织物可以用于 CA 02937976 2016-07-26 例如,矩形,尺寸为 5 毫米 x 2 毫米。 优选地,导电细丝的网或阵列覆盖加热器组件面积的10%和50%之间的面积。 更优选地,导电细丝的网或阵列覆盖加热器组件面积的15%和25%之间的面积。 导电细丝可包括任何合适的导电材料。 合适的材料包括但不限于:半导体,例如掺杂陶瓷、导电“导电”陶瓷(例如二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金以及由陶瓷材料和金属制成的复合材料 材料。 这种复合材料可以包括掺杂或未掺杂的陶瓷。 合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂的碳化硅。 合适的金属的例子包括钛、锆、钽和来自铂族的金属。 合适的金属合金的例子包括不锈钢、康铜、镍、钴、铬、铝、钛、锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰 和含铁合金,以及基于镍、铁、钴、不锈钢、Timetal、铁-铝基合金和铁-锰-铝基合金的超级合金。 Timetal 是钛金属公司的注册商标。 灯丝可以涂有一种或多种绝缘体。 导电丝的优选材料是316L不锈钢和石墨。 加热器元件的导电细丝的网、阵列或织物的电阻优选地在0.3和4欧姆之间。 更优选地,导电细丝的网、阵列或织物的电阻在0.5和3欧姆之间,并且更优选地为约1欧姆。 导电细丝的网、阵列或织物的电阻优选比接触部分的电阻大至少一个数量级,并且更优选至少两个数量级。 这确保了由电流通过加热器元件产生的热量局限于导电丝的网或阵列。 如果系统由电池供电,则加热器元件的总电阻较低是有利的。 最小化电触头和网状物或细丝之间的寄生损耗也是期望的以最小化寄生功率损耗。 .低电阻、高电流系统允许向加热器元件输送高功率。 这允许加热器元件将导电丝快速加热到所需温度。 第一和第二导电接触部分可以直接固定到导电丝。 接触部分可以位于导电丝和电绝缘基板之间。 例如,接触部分可以由镀在绝缘基板上的铜箔形成=CA 02937976 2016-07-26。 与绝缘基板相比,接触部分还可以更容易地与灯丝结合。 或者,第一和第二导电接触部分可以与导电细丝成一体。 例如,加热元件可以通过蚀刻导电片以在两个接触部分之间提供多个细丝来形成。 加热器组件可包括至少一根由第一材料制成的灯丝和至少一根由不同于第一材料的第二材料制成的灯丝。 出于电气或机械原因,这可能是有益的。 例如,一根或多根细丝可由具有随温度显着变化的电阻的材料形成,例如铁铝合金。 这允许使用灯丝的电阻测量来确定温度或温度变化。 这可用于抽吸检测系统并用于控制加热器温度以将其保持在所需的温度范围内。 电绝缘基板可以包括任何合适的材料,并且优选地是能够耐受高温(超过300℃)和快速温度变化的材料。合适材料的示例是聚酰亚胺薄膜,例如 Kapton。 气溶胶形成基质是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气溶胶形成基质而释放。 气溶胶形成基质可包含植物基材料。 气溶胶形成基质可以包括烟草。 气雾形成基质可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料,这些化合物在加热时从气雾形成基质中释放。 气溶胶形成基质可替代地包括不含烟草的材料。 气溶胶形成基质可包含均化的植物基材料。 气溶胶形成基体可以包括均化的烟草材料。 气雾形成基质可包含至少一种气雾形成剂。 气溶胶形成剂是任何合适的已知化合物或化合物的混合物,其在使用中促进致密且稳定的气溶胶的形成并且在系统操作的操作温度下基本上抵抗热降解。 合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的,包括但不限于:多元醇,例如三乙二醇、1,3-丁二醇和甘油; 多元醇的酯,例如甘油单-、二-或三乙酸酯; 以及单羧酸、二羧酸或多羧酸的脂肪族酯,例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。 优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物,例如三甘醇、1,3-丁二醇,最优选甘油。 这。 CA 02937976 2016-07-26 气溶胶形成基质可能包含其他添加剂和成分,例如调味剂。 毛细管材料可以具有纤维状或海绵状结构。 毛细管材料优选地包括一束毛细管。 例如,毛细管材料可包括多根纤维或线或其他细孔管。 纤维或线通常可以对齐以将液体输送至加热器。 或者,毛细管材料可包括海绵状或泡沫状材料。 毛细材料的结构形成多个小孔或管,液体可通过毛细作用输送通过这些孔或管。 毛细管材料可以包括任何合适的材料或材料的组合。 合适材料的实例是海绵或泡沫材料、纤维或烧结粉末形式的陶瓷或石墨基材料、泡沫金属或塑料材料、纤维材料,例如由纺丝或挤压纤维制成,例如醋酸纤维素 、聚酯或粘合聚烯烃、聚乙烯、涤纶或聚丙烯纤维、尼龙纤维或陶瓷。 毛细管材料可以具有任何合适的毛细管作用和孔隙率,以用于不同的液体物理性质。 液体具有物理特性,包括但不限于粘度、表面张力、密度、热导率、沸点和蒸气压,其允许液体通过毛细管作用输送通过毛细管装置。 毛细管材料可以与导电细丝接触。 毛细管材料可以延伸到细丝之间的空隙中。 加热器组件可通过毛细管作用将液体气雾剂形成基质吸入空隙中。 毛细管材料可以基本上在孔的整个范围内与导电细丝接触。 外壳可以包含两种或更多种不同的毛细管材料,其中与加热器元件接触的第一毛细管材料具有较高的热分解温度,而第二毛细管材料与第一毛细管材料接触但不与加热器接触 元素具有较低的热分解温度。 第一毛细管材料有效地用作将加热器元件与第二毛细管材料分开的间隔件,使得第二毛细管材料不暴露于高于其热分解温度的温度。 如本文所用,“热分解温度”是指材料开始分解并通过产生气态副产物而失去质量的温度。 第二毛细管材料可以有利地占据比第一毛细管材料更大的体积并且可以容纳比第一毛细管材料更多的气雾形成基质。 第二毛细材料可具有优于第一毛细材料的芯吸性能。 第二毛细管材料可以比第一毛细管材料更便宜或具有更高的填充能力。 第二毛细管材料可以是聚丙烯。 CA 02937976 2016-07-26 第一毛细材料可以将搅拌器组件与第二毛细材料分开至少 1.5 毫米的距离,并且优选地在 1.5 和 2 毫米之间,以便在第一毛细材料上提供足够的温降 . 液体储存部分可以定位在导电丝的第一侧并且气流通道定位在导电丝的与液体储存部分相对的一侧,使得流过导电丝的气流夹带汽化的液体气溶胶- 成型基板。 该系统还可以包括连接到加热元件和电源的电路,该电路被配置为监测加热元件或加热元件的一根或多根灯丝的电阻,并控制电源 取决于加热元件的电阻或具体地是一根或多根灯丝的电阻,从电源到加热元件。 电路可以包括微处理器,其可以是可编程微处理器、微控制器或专用集成芯片(ASIC)或能够提供控制的其他电子电路。 电路可以包括另外的电子部件。 电路可以被配置为调节加热器的电力供应。 可以在系统激活之后连续地向加热器元件供电,或者可以间歇地供电,例如在逐口抽吸的基础上。 可以电流脉冲的形式向加热器元件供应功率。 该系统有利地包括位于外壳主体内的电源,通常是电池,例如磷酸铁锂电池。 作为替代,电源可以是另一种形式的电荷存储装置,例如电容器。 电源可能需要再充电并且可能具有允许存储足够的能量用于一次或多次吸烟经历的容量。 例如,电源可以具有足够的容量以允许连续产生气溶胶大约六分钟的时间,对应于抽传统香烟所花费的典型时间,或者是六分钟的倍数的时间。 在另一个示例中,电源可以具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或加热器的离散激活。 该系统可包括主单元和可拆卸地连接到主单元的筒,其中液体储存部分和加热器组件设置在筒中并且主单元包括电源。 如本文所用,药筒“可拆卸地连接”到装置意味着药筒和装置可以彼此连接和分离,而不会显着损坏装置或药筒。 该系统可以是电动吸烟系统。 该系统可能是一个 CA 02937976 2016-07-26 手持式气溶胶生成系统。 烟雾生成系统的尺寸可与传统雪茄或香烟相媲美。 吸烟系统可具有在大约30mm和大约150mm之间的总长度。 吸烟系统可具有介于约5mm和约30mm之间的外径。 在第二方面,提供了一种可渗透流体的电加热器组件,包括:电绝缘基板,在电绝缘基板中形成孔; 加热器元件跨越孔并具有固定在电绝缘基板上的第一面,加热器元件包括连接到第一和第二导电接触部分的多个导电细丝,第一和第二导电接触部分定位在相对的 孔的侧面彼此连接,其中第一和第二导电接触部分被配置为允许与外部电源接触。 在第三方面,提供了一种制造适用于气溶胶生成系统的可渗透流体的电加热器组件的方法,包括:提供电绝缘基板; 在基板中形成一个或多个孔隙; 在基板上提供横跨一个或多个孔的加热器元件,该加热器元件包括多根导电丝和位于一个或多个孔的彼此相对侧上的至少两个导电接触部分。 在第四方面,提供了一种制造适用于气雾生成系统的多个可渗透流体的电加热器组件的方法,包括:提供电绝缘基板; 在基板中形成多个孔洞; 在所述多个孔中的每一个的彼此相对侧上的衬底上提供多个导电接触部分; 在基板上提供多个导电丝,这些导电丝在导电接触部分之间延伸穿过多个孔中的每一个以提供加热器组件阵列; 从加热器组件阵列切割多个单独的加热器组件,每个加热器组件包括一个孔。 电绝缘基板可以是柔性片材。 导电接触部分和导电细丝可以彼此一体地形成。 关于一个方面描述的特征同样可以应用于本发明的其他方面。 特别是,与加热器组件相关的特征 CA 02937976 2016-07-26中的第一方面的发明,同样可以应用于第二方面的发明的加热器组件。 如本文所用,“导电”是指由具有1×10-40m或更小的电阻率的材料形成。 如本文所用,“电绝缘”是指由具有1×10 4 Om或更大的电阻率的材料形成。 现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例,其中: 图1a至1d是根据本发明的一个实施例的包含药筒的系统的示意图; 图2是图1系统的咬嘴部分的扣环机构的示意图; 图3是图1a至1d的筒的分解图; 图4是用于图1a至1d所示系统的替代滤芯的分解图; 图5a是图2的药筒的透视底视图; 图5b是图2的药筒的透视俯视图,其中盖被移除; 图6是图2所示筒中使用的加热器组件的详细视图; 图7是可用于图2所示筒中的替代加热器组件的详细视图; 图8是可用于图2所示筒中的另一种替代加热器组件的详细视图; 图9是可用于图2所示筒中的又一替代加热器组件的详细视图; 图10是用于在装置和加热器组件之间形成电接触的替代机构的详细视图; 图11a和11b说明了一些可用于确保药筒在装置中正确对齐的药筒外壳形状; 图12a是加热器细丝的详细视图,显示细丝之间的液体气雾剂形成基质的弯月面; 图12b是加热器细丝的详细视图,显示了细丝之间的液体气雾剂形成基质的弯月面和在细丝之间延伸的毛细管材料; 图13a、13b和13c图示了根据本发明的加热器组件的替代制造方法; 图14说明了结合有加热器组件的液体储存部分的替代设计。 . CA 02937976 2016-07-26 图 15a 和 15b 说明了包含加热器组件的液体储存部分的附加替代实施例。 图16示出了气雾产生装置的气流和筒定向的替代实施例。 图1a至1d是气溶胶产生系统的示意图,包括根据本发明的实施例的筒。 图1a是一起形成气雾生成系统的气雾生成装置10和单独的筒20的示意图。 在该示例中,烟雾生成系统是电动吸烟系统。 筒20包含气溶胶形成基体并且被构造成容纳在装置内的空腔18中。 当筒中提供的气溶胶形成基质耗尽时,筒20应该可由用户更换。 图1a显示了即将插入装置之前的药筒20,图1a中的箭头1表示药筒的插入方向。 气雾产生装置10是便携式的并且具有与传统雪茄或香烟相当的尺寸。 装置10包括主体11和接口部分12。主体11包含电池14,例如磷酸铁锂电池、控制电子设备16和空腔18。接口部分12连接到主体11 通过铰链连接21,并且可以在如图1所示的打开位置和如图1d所示的关闭位置之间移动。 烟嘴部分12置于打开位置以允许插入和移除药筒20,并且当系统用于产生气溶胶时置于关闭位置,如将描述的。 吸嘴部分包括多个进气口 13 和出气口 15。在使用中,使用者在出气口上吸气或抽气以从进气口 13 吸入空气,通过吸嘴部分到达出气口 15,然后进入口中或 使用者的肺部。 如将要描述的,提供内部挡板17以迫使流过吸嘴部分12的空气经过药筒。 空腔 18 具有圆形横截面,其尺寸适合容纳筒 20 的外壳 24。电连接器 19 设置在空腔 18 的侧面,以提供控制电子设备 16 和电池 14 之间的电连接以及相应的电连接器。 触点在筒20上。图1b显示图1a的系统,其中筒插入空腔18,并且盖26被移除。 在该位置,电连接器靠在筒上的电触头上,如将要描述的。 图1c显示了图1b的系统,其中盖子26被完全移除并且嘴件部分12被移动到关闭位置。 图 1d 显示了图 1c 的系统,其中咬嘴部分 12 处于关闭位置。 吸嘴部分12通过扣环保持在闭合位置 CA 02937976 2016-07-26 机构,如图2示意性所示。图2示出了通过铰链连接21连接的主体11和咬嘴部分12。咬嘴部分12包括向内延伸的齿8。当咬嘴部分是 在闭合位置,齿8接合装置主体上的扣环6。 扣环6被偏压弹簧5偏压以接合齿8。按钮4固定到扣环6。用户可以抵抗偏压弹簧5的作用压下按钮4以从扣环6释放齿8 ,允许咬嘴部分移动到打开位置。 现在对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,可以使用其他合适的机构来将咬嘴保持在闭合位置,例如卡扣配件或磁性闭合件。 处于关闭位置的接口管部分12保持药筒与电连接器19电接触,使得在使用中保持良好的电连接,无论系统的取向如何。 嘴件部分12可包括环形弹性体元件,其接合药筒的表面并且当嘴件部分12处于关闭位置时被压缩...在刚性嘴件外壳元件和药筒之间。 这确保了尽管存在制造公差也能保持良好的电连接。 当然,可替换地或附加地,可以采用用于在筒和装置之间保持良好电连接的其他机制。 例如,..滤芯20的外壳24可以设有螺纹或凹槽(未示出),其与形成在空腔18的壁中的相应凹槽或螺纹(未示出)接合。滤芯之间的螺纹接合 和装置可用于确保正确的旋转对准以及将药筒保持在空腔中并确保良好的电连接。 螺纹连接可以只延伸筒的半圈或更少,或者可以延伸几圈。 备选地或另外地,电连接器19可偏置成与筒上的触点接触,如将参考图8描述的。图3是筒20的分解图。筒20包括大致圆形的 圆柱形外壳24具有选定的尺寸和形状以被接纳到空腔18中。外壳包含浸泡在液体气雾剂形成基质中的毛细管材料22。 在该示例中,气雾形成基质包含按重量计39%的甘油、按重量计39%的丙二醇、按重量计20%的水和调味剂以及按重量计2%的尼古丁。 毛细管材料是一种主动将液体从一端输送到另一端的材料,并且可以由任何合适的材料制成。 在该示例中,毛细管材料由聚酯形成。 外壳具有开口端,加热器组件30固定到该开口端。 加热器组件30包括其中形成有孔35的基板34、固定到基板并通过间隙33彼此分开的一对电触点32,CA 02937976 2016-07-26和多个导电加热器 灯丝 36 跨越孔并固定到孔 35 相对侧的电触点上。加热器组件 30 由可拆卸的盖 26 覆盖。盖包括粘在加热器组件上但可以是不透液的塑料片。 很容易剥落。 在盖子的侧面提供了一个标签,以允许用户在剥离盖子时抓住盖子。 现在对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,虽然胶合被描述为将不可渗透的塑料片固定到加热器组件的方法,但是也可以使用本领域技术人员熟悉的其他方法,包括热密封 或超声波焊接,只要盖子可以很容易地被消费者取下。 图4是替代示例性筒的分解图。 图4的筒与图3的筒具有相同的尺寸和形状并且具有相同的外壳和加热器组件。 然而,图4的筒内的毛细管材料不同于图3的毛细管材料。在图4的筒内有两个单独的毛细管材料27、28。提供第一毛细管材料27的圆盘以接触加热器元件 36、32 正在使用中。第二毛细管材料28的较大主体设置在第一毛细管材料27的与加热器组件相对的一侧上。 第一毛细管材料和第二毛细管材料都保留液体气雾剂形成基体。 与加热器元件接触的第一毛细材料27具有比第二毛细材料28更高的热分解温度(至少160℃或更高,例如大约250℃)。第一毛细材料27有效地充当分隔物的间隔物 从第二毛细材料28分离加热器元件36、32,使得第二毛细材料不暴露于高于其热分解温度的温度。 第一毛细管材料的热梯度使得第二毛细管材料暴露于低于其热分解温度的温度。 第二毛细管材料28可以被选择为具有优于第一毛细管材料27的芯吸性能,可以比第一毛细管材料每单位体积保留更多的液体并且可以比第一毛细管材料便宜。 在该示例中,第一毛细管材料是耐热材料,例如玻璃纤维或包含玻璃纤维的材料,而第二毛细管材料是聚合物,例如合适的毛细管材料。 示例性合适的毛细管材料包括本文讨论的毛细管材料,并且在替代实施例中可以包括高密度聚乙烯(HDPE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。 图 5a 是图 3 的筒的透视下侧视图。从图 5a 可以看出,加热器组件在横向平面中延伸并横向延伸超出外壳 24,使得加热器组件形成围绕外壳顶部的唇缘。 外壳24。电触头32的暴露部分面向墨盒的插入方向,使得当墨盒完全插入空腔18时,暴露部分。 CA 02937976 2016-07-26 触头32的部分接触电连接器19。可以清楚地看到设置在盖子26的侧面上以允许用户在剥离盖子时抓住盖子的标签。 图5a还示出了形成在药筒底部上的定位部分25,用于确保药筒在装置的腔中的正确定向。 定位部分 25 是注塑成型外壳 24 的一部分,并被配置为接收在空腔 18 底部的相应槽(未示出)中。当定位部分 25 接收在空腔中的槽中时,触点 图32与连接器19对准。图5b是图3的盒的顶侧透视图,其中盖子被移除。 加热器灯丝 36 通过基体 34 中的孔 35 暴露,使得气化的气溶胶形成基体可以逃逸到经过加热器组件的气流中。 外壳24由热塑性塑料制成,例如聚丙烯。 在该示例中,加热器组件30被胶粘到外壳24。 然而,有几种可能的方法来组装和填充药筒。 筒外壳可以通过注塑成型形成。 毛细材料22、27、28可以通过从长的毛细纤维杆上切割合适长度的毛细材料而形成。 加热器组件可以使用参考图13a、13b和13c所描述的过程来组装。 在一个实施例中,通过首先将一种或多种毛细管材料22、27、28插入到外壳24中来组装筒。然后将预定体积的液体气雾剂形成基质引入到外壳24中,浸透毛细管材料。 然后将加热器组件30推到外壳的开口端上,并通过胶合、焊接、热封、超声焊接或本领域普通技术人员现在显而易见的其他方法固定到外壳24。 在任何密封操作期间外壳的温度优选地保持在160℃以下以防止气溶胶形成基质的不希望的挥发。 毛细管材料可以被切割成一定长度,使得它延伸出外壳24的开口端,直到它被加热器组件压缩。 这促进了气溶胶形成基质在使用中输送到加热器元件的空隙中。 在另一个实施例中,代替将加热器组件30压到外壳24上然后密封,加热器组件和外壳的开口端可以首先被快速加热然后压在一起以将加热器组件30结合到外壳24。它 还可以在用气溶胶形成基质填充外壳之前将加热器组件30组装到外壳24并且随后将气溶胶形成基质引入到外壳24中。在那种情况下,加热器组件可以固定到筒 使用任何描述的方法。 然后使用空心针刺穿加热器组件或外壳,并将气溶胶形成基质注入 CA 02937976 2016-07-26 毛细管材料 22, 27, 28. 然后通过热封或使用密封带密封空心针形成的任何开口。 图6是根据本公开的第一加热器组件30的图示。 加热器组件包括由 304L 不锈钢形成的网,网眼尺寸约为 400 目美国(每英寸约 400 根细丝)。 细丝的直径约为 16 pm。 网连接到电触点32,电触点32彼此由间隙33隔开并且由具有大约30μm厚度的铜箔形成。 电触点32设置在厚度约为120μm的聚酰亚胺基板34上。 形成网的细丝限定细丝之间的间隙。 该示例中的空隙具有大约 37 pm 的宽度,尽管可以使用更大或更小的空隙。 使用具有这些近似尺寸的网允许在空隙中形成浮质形成基质的弯月面,并且允许加热器组件的网通过毛细作用吸引浮质形成基质。 网孔的开放面积,即空隙面积与网孔总面积的比率,有利地在 25% 和 56% 之间。 加热器组件的总电阻约为 1 欧姆。 网状物提供了绝大部分的这种阻力,因此大部分热量是由网状物产生的。 在该示例中,网状物具有比电触点32高100多倍的电阻。基板34是电绝缘的,并且在该示例中,由具有大约120μm厚度的聚酰亚胺片形成。 基板为圆形,直径为 8 毫米。 网格是矩形的,边长为 5 毫米和 2 毫米。 这些尺寸允许制造具有与传统香烟或雪茄相似的尺寸和形状的完整系统。 已发现有效尺寸的另一个例子是直径为 5mm 的圆形基板和 1mmx4mm 的矩形网格。 图7是根据本公开的替代示例性加热器组件的图示。 图 7 的加热器组件与图 6 所示的相同,但网格 36 被平行导电细丝阵列 37 代替。细丝阵列 37 由 304L 不锈钢制成,直径约为 16 微米 . 基板34和铜触点32如参考图6所描述的那样。图8是根据本公开的另一替代加热器组件的图示。 图8的加热器组件与图7所示的相同,但在图8的组件中,灯丝37直接结合到基板34上,然后触点32结合到灯丝上。 接触件32如前所述通过绝缘间隙33彼此分离,并且由厚度约为30μm的铜箔形成。 基板灯丝和触点的相同排列可用于 CA 02937976 2016-07-26 如图 6 所示的网状加热器。将触点作为最外层可能有利于提供与电源的可靠电接触。 图9是根据本公开的替代加热器组件的图示。 图9的加热器组件包括与电触点39一体形成的多个加热器灯丝38..。灯丝和电触点均由不锈钢箔形成,该不锈钢箔被蚀刻以限定灯丝38。触点39是 由间隙33隔开,除了当由细丝38连接时。不锈钢箔提供在聚酰亚胺基板34上。同样,细丝38提供该电阻的绝大部分,使得大部分热量由细丝产生。 在这个例子中,灯丝 38 的电阻比电触点 39 高 100 多倍。在图 3、4 和 5 所示的盒中,触点 32 和灯丝位于基底层 34 和外壳 24 之间。 然而,可以将加热器组件以另一种方式向上安装到筒外壳,使得聚酰亚胺基板直接邻近外壳24。图10图示了这种类型的布置。 图 10 显示了包括不锈钢网 56 的加热器组件,固定到铜箔触点 52。铜触点 52 固定到聚酰亚胺基板 54。孔 55 形成在聚酰亚胺基板 54 中。聚酰亚胺基板焊接到 墨盒的外壳24。 毛细管材料 22 浸泡在气溶胶形成基质中,填充外壳并延伸穿过孔以接触网状物 55。药筒被显示为接收在装置的主体 11 中并保持在电连接器 59 和吸嘴部分 12 之间 在此实施例中,为了使电连接器59与触点52电连接,连接器59适于刺穿聚酰亚胺基板54,如图所示。 电连接器制成有尖锐的末端,并通过弹簧 57 推动与加热器组件接触。聚酰亚胺基板可以预先刻划以确保形成良好的电接触,或者甚至可以提供孔隙以便刺穿 基材不是必需的。 弹簧57还确保无论系统相对于重力的取向如何,都保持触头52和连接器59之间良好的电接触。 已经参考图5a和5b描述了用于确保药筒20在装置的腔体18中的正确定向的一种方式。 定位部分25可形成为模制筒外壳24的一部分以确保正确定向。 然而,显而易见的是,确保药筒正确定向的其他方式也是可能的。 特别是,如果外壳是注塑成型的,则墨盒的形状几乎有无限可能。 一旦选择了所需的滤筒内部容积,就可以调整滤筒形状以适应任何腔体。 图 11a 是一种可能的筒外壳 70 的底视图,允许 CA 02937976 2016-07-26 墨盒有两个可能的方向。 药筒外壳 70 包括两个对称设置的凹槽 72。这些凹槽可以部分地或完全地向上延伸到外壳 70 的侧面。对应的肋(未示出)可以形成在装置的腔的壁上,使得 弹药筒只能以两个可能的方向接收在空腔中。 在图11a的实施例中,可以在空腔中仅具有单个肋,使得凹槽72中的一个不被肋填充并且可以用作装置内的气流通道。 当然可以通过在外壳中仅提供单个凹槽来将筒限制在空腔内的单个取向。 这在图 11b 中进行了说明,该图显示了具有单个凹槽 76 的筒外壳 74。尽管所描述的实施例具有外壳具有基本圆形横截面的筒,但是当然可以形成具有其他形状的筒外壳,例如矩形 截面或三角形截面。 这些外壳形状将确保在相应形状的空腔内的期望定向,以确保装置和药筒之间的电连接。 毛细管材料 22 有利地定向在外壳 24 中以将液体输送到加热器组件 30。当盒被组装时,加热器丝 36、37、38 可以与毛细管材料 22 接触,因此气雾形成基质可以 直接输送到网状加热器。 图 12a 是加热器组件的灯丝 360f 的详细视图,显示了加热器灯丝 36 之间的液体气雾剂形成基质的弯液面 40。可以看出,气雾剂形成基质接触每个灯丝的大部分表面,使得最 由加热器组件产生的热量直接传递到气雾形成基质中。 相比之下,在传统的灯芯和线圈加热器组件中,只有一小部分加热器线与气雾形成基质接触。 图 12b 是类似于图 12a 的详细视图,显示了延伸到细丝 36 之间的空隙中的毛细材料 27 的示例。毛细材料 27 是图 4 中所示的第一毛细材料。可以看出,通过 提供包括延伸到细丝36之间的空隙中的细纤维线的毛细管材料,可以确保液体输送到细丝。 在使用中,加热器组件通过电阻加热操作。 在控制电子装置16的控制下,电流通过灯丝36、37、38,以将灯丝加热到期望的温度范围内。 丝网或细丝阵列具有比电触头32和电连接器19高得多的电阻,使得高温局限在细丝上。 该系统可以被配置为通过响应于用户抽吸向加热器组件提供电流来产生热量,或者可以被配置为在设备处于“开启”状态时连续产生热量。 不同的灯丝材料可能适用于不同的系统。 例如,在连续加热系统中,石墨丝是合适的,因为它们具有相对较低的比热容并且与低电流加热兼容。 在粉扑驱动的 CA 02937976 2016-07-26 系统中,使用高电流脉冲在短时间内产生热量,具有高比热容的不锈钢丝可能更合适。 在抽吸致动系统中,该装置可以包括抽吸传感器,该抽吸传感器被配置为检测用户何时通过吸嘴部分吸入空气。 抽吸传感器(未示出)连接到控制电子设备16,并且控制电子设备16被配置为仅当确定用户正在设备上抽吸时才向加热器组件30供应电流。 任何合适的气流传感器都可以用作抽吸传感器,例如麦克风。 在可能的实施例中,一根或多根灯丝36、38或整个加热器元件的电阻率的变化可用于检测加热器元件的温度变化。 这可用于调节提供给加热器元件的功率,以确保它保持在所需的温度范围内。温度的突然变化也可用作检测由于用户在系统上抽吸而导致的经过加热器元件的气流变化的手段。 一根或多根灯丝可以是专用的温度传感器,并且可以由具有适合该目的的电阻温度系数的材料形成,例如铁铝合金、Ni-Cr、铂、钨或合金丝。 图 1d 显示了使用该系统时通过吹嘴部分的气流。 吸嘴部分包括内部挡板 17,其与吸嘴部分的外壁整体模制,并确保当空气从入口 13 吸入到出口 15 时,它流过药筒上的加热器组件 30,气溶胶- 成型基材正在被汽化。 当空气通过加热器组件时,汽化基质被夹带在气流中并在离开出口 15 之前冷却以形成气溶胶。因此,在使用中,气溶胶形成基质通过穿过细丝之间的空隙而穿过加热器组件 36、37、38,因为它被汽化了。 加热器组件的制造和材料有多种可能性。 图13a是制造加热器组件的第一种方法的示意图。 一卷聚酰亚胺薄膜80中设置有孔阵列82。 孔82可以通过冲压形成。 铜箔带84镀在孔之间的聚酰亚胺膜80上。 然后将不锈钢网带86沿垂直于铜箔带的方向包覆在铜箔84顶部的聚酰亚胺膜80上和孔82上方。 然后可以围绕每个孔 82 切割或冲压出单独的加热器组件 30。每个加热器组件 30 在孔的相对侧包括一部分铜箔,形成电接触,并且一条不锈钢网从一部分跨越孔 铜到另一个,如图6所示。 CA 02937976 2016-07-26 图 13b 说明了另一种可能的制造工艺。 在图 13b 的过程中,图 13a 的过程中使用的类型的聚酰亚胺膜 80 被不锈钢箔 90 包覆。聚酰亚胺膜 80 具有形成在其中的孔阵列 82,但是这些孔被不锈钢箔覆盖 钢箔90。然后蚀刻箔90以……限定跨越孔82的细丝38并在孔的相对侧上分离接触部分。 然后可以围绕每个孔82切割或冲压出单独的加热器组件92。这提供了图9中所示类型的加热器组件。图13c图示了进一步的替代过程。 在图13c的过程中,首先制备石墨基织物100。 石墨基织物100包括适合用作加热丝的电阻纤维带、相邻的相对非导电纤维带。 这些纤维带与垂直于电阻纤维和非导电纤维延伸的相对导电的纤维带编织在一起。 然后将该织物100结合到参考图13a和13b描述的类型的聚酰亚胺膜层80,其具有孔阵列82。然后可以在每个孔周围切割或冲压出单独的加热器组件102。 每个加热器组件102包括在孔的相对侧上的导电纤维带的一部分和跨越孔的电阻纤维带。 图 5a 和 5b 中所示的筒设计具有几个优点。 然而,使用相同类型的加热器组件的替代筒设计是可能的。 图 14 说明了适用于通过系统的不同气流模式的替代滤芯设计。 在图14所示的实施例中,药筒108被配置为沿箭头110指示的方向插入到装置中。药筒108包括形状像半圆柱体并且一侧开口的外壳112。 加热器组件114跨过开口侧设置并且被胶粘或焊接到外壳112。加热器组件114包括电绝缘基板116,例如其中形成有孔的聚酰亚胺。 包括不锈钢网118和一对接触条120的加热器元件被结合到电绝缘基板116并且跨越孔。 接触条120围绕外壳112弯曲以在外壳的弯曲表面上形成接触垫。 电接触垫被配置为接触气雾产生装置中的相应触点(未示出)。 外壳112填充有浸泡在气溶胶形成基质中的毛细管材料(图14中不可见),如参考图1a至1d所示的实施例所述。 图 14 中所示的筒被配置为使气流沿与箭头 110 相反的方向流过加热器组件 114。空气通过设置在设备主体中的进气口被吸入系统中,并被吸过加热器组件 114, 进入设备(或药筒)的接口部分并进入用户的嘴中。 吸入的空气 CA 02937976 2016-07-26 系统可以被引导,例如,通过适当放置进气口沿平行于网状物118的方向。 在图15a和15b中示出了筒108的替代实施例。 图15a还包括接触带120,接触带120间隔开并沿着具有网孔118的面的长度延伸。图15b还包括具有大致L形的触头120。 图 15a 和 15b 中所示的两种盒设计都可以用来提供更大的接触面积,以进一步确保在需要时容易接触触点 19。 如图 15a 所示的条带 120 也可以配置成滑入触头 19,触头 1​​9 配置为轨道配置(未图示)以用于接收条带 120 以进一步定位盒。 这种轨道式构造可以有利地提供触点19的周期性清洁,因为盒的插入和移除将具有基于触点滑入和滑出轨道的摩擦力的清洁效果。 图16图示了包括可渗透流体的电加热器组件的气溶胶生成系统的又一实施例。 图16示出了系统,其中加热器组件30设置在筒20的与接口部分12相对的一端。气流进入进气口 1601并经过组件并沿着流动路径1605通过出气口 1603。 电触点可以放置在任何方便的位置。 这种配置是有利的,因为它允许系统内的电连接更短。 本领域的普通技术人员现在可以设想结合根据本公开的加热器组件的其他筒设计。 例如,药筒可以包括接口部分,可以包括一个以上的加热器组件并且可以具有任何期望的形状。 此外,根据本公开的加热器组件可用于已经描述的其他类型的系统,例如加湿器、空气清新器和其他气溶胶生成系统。上述示例性实施例是说明性的但不是限制性的。 鉴于以上讨论的示例性实施例,与以上示例性实施例一致的其他实施例现在对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。