具有泄漏保护的气溶胶生成系统和筒的制作方法
本发明涉及气溶胶生成系统，并且具体地涉及产生气溶胶以供用户吸入的气溶胶生成系统。
背景技术：
一种类型的气溶胶生成系统是生成气溶胶以供用户吸入的电加热吸烟系统。电加热吸烟系统有各种形式。一种流行类型的电加热吸烟系统是使液体气溶胶形成基质或其它凝聚形式的气溶胶形成基质蒸发以生成气溶胶的电子烟。
wo2015/117702a描述了一种加热液体基质以形成气溶胶的气溶胶生成系统。使用加热细丝的网格来完成加热。液体通过网格的一侧上的毛细管材料从液体贮存器输送到网格。气流通道在网格的另一侧上。蒸发的液体气溶胶形成基质穿过网格进入气流通道。网格与毛细管材料一起用于防止液滴进入气流通道中。
然而，在一些情况下，液体基质可凝聚或泄漏，并且因此可通过气流通道吸取。这可导致用户体验不佳。
技术实现要素：
在本文的第一方面中，提供了一种气溶胶生成系统，其包括：
贮存器，所述贮存器保持凝聚形式的气溶胶生成基质；
壳体，所述壳体包括空气入口、空气出口、在所述空气入口与所述空气出口之间延伸的气流通路、以及腔室；
液体可渗透加热元件，所述液体可渗透加热元件大体上平行于所述气流通路延伸，所述加热元件的一侧与所述贮存器流体连通，并且所述加热元件的相对侧与所述腔室流体连通，所述加热元件构造成加热所述凝聚形式的气溶胶生成基质以在所述腔室内生成蒸汽；以及
气体可渗透元件，所述气体可渗透元件大体上平行于气流通路延伸，所述气体可渗透元件的一侧与所述腔室流体连通，并且所述气体可渗透元件的相对侧与所述气流通路流体连通。
有利地，气体可渗透元件可构造成允许将蒸汽输送到气流通路中，并且可构造成抑制将凝聚形式的气溶胶生成基质输送到气流通路中。蒸汽可在气流通路内至少部分地凝聚成气溶胶。气体可渗透元件可构造成将在腔室内生成的基本上全部蒸汽输送到气流通路中。有利地，在腔室内生成的基本上全部蒸汽在气流通路内凝聚成气溶胶。
气体可渗透元件可包括网格。可选地，网格可以是疏水性的。附加地或替代地，网格可选地可由直径在约10微米与100微米之间的线形成。
附加地或替代地，在某些构造中，气溶胶生成基质可选地包括尼古丁。
附加地或替代地，在一些构造中，壳体包括贮存器设置在其中的烟嘴。
附加地或替代地，在一些构造中，壳体包括以彼此间隔开的关系保持液体可渗透加热元件和气体可渗透元件的雾化器组件。可选地，雾化器组件还可包括大体上平行于气流通路延伸的盖。气体可渗透元件可选地可设置在盖与加热元件之间。可选地，盖包括突出部分，所述突出部分构造成响应于盖的旋转而阻挡气流通路。附加地或替代地，盖可选地还包括构造成接收键的槽。盖可选地可响应于将键接合到槽中然后旋转键而旋转。
附加地或替代地，在一些构造中，气流通路的第一部分可选地限定在烟嘴中，并且气流通路的第二部分限定在雾化器组件中。
附加地或替代地，在一些构造中，气流通路可选地在空气入口与空气出口之间以直线延伸。这允许简单的构造和组装，并且可以降低凝聚物收集在气流路径内的特定位置处的可能性。
附加地或替代地，在一些构造中，加热元件可选地是网格加热元件。
附加地或替代地，在一些构造中，气溶胶生成系统还包括可选的装置部分，所述可选的装置部分包括电源和连接到电源的控制电路。装置部分可选地可以联接到壳体以允许将电力从电源供应到加热元件。
在本文的另一方面下，提供了一种用于生成气溶胶的方法。该方法可包括：
由贮存器保持凝聚形式的气溶胶生成基质；
由液体可渗透加热元件加热所述气溶胶生成基质以在腔室内生成蒸汽；
由气体可渗透元件允许将所述蒸汽输送到气流通路中；
由所述气体可渗透元件抑制将所述凝聚形式的气溶胶生成基质输送到所述气流通路中；以及
在所述气流通路内至少部分地将所述蒸汽凝聚成气溶胶。
有利地，加热元件可以大体上平行于壳体内的气流通路延伸。壳体还可包括空气入口和空气出口、在其间延伸的气流通路和腔室。加热元件的一侧可与贮存器流体连通，并且加热元件的相对侧可与腔室流体连通。气体可渗透元件可大体上平行于气流通路延伸，气体可渗透元件的一侧与腔室流体连通，并且气体可渗透元件的相对侧与气流通路流体连通。该方法可适当地使用本文提供的系统实施，但不限于此。
本系统和方法可包括任选特征和构造的任何合适组合。例如，在气体可渗透元件包括网格的情况下，网格可有利地由耐腐蚀材料例如不锈钢形成。网格可涂覆有增加网格的疏水性或疏油性的材料。例如，可以通过液相沉积、气相沉积或热等离子体蒸发将碳化硅、氧化硅、氟聚合物、氧化钛或氧化铝的纳米涂层施加到网格上，或在由细丝形成网格之前施加到细丝上。
在气体可渗透元件包括由多根细丝形成的网格的情况下，细丝可以方形编织的方式布置，使得彼此接触的细丝之间的角为大约90°。然而，可以使用彼此接触的细丝之间的其它角。优选地，彼此接触的细丝之间的角在30°与90°之间。多根细丝可包括织造或非织造织物。
气溶胶生成系统可包括用于保持气溶胶形成基质的贮存器(基质腔室)。气溶胶形成基质在室温下可为液体。在这种情况下，贮存器可以描述为液体贮存器。气溶胶形成基质可以呈另一种凝聚形式，例如在室温下为固体，或可以呈另一种凝聚形式，例如在室温下为凝胶，或可以呈另一种凝聚形式，例如在室温下为液体。气溶胶生成元件可至少部分地设置在贮存器与气流通路之间。
气溶胶生成元件可以包括加热元件。加热气溶胶形成基质可以从气溶胶形成基质作为蒸汽释放挥发性化合物。然后，蒸汽可以在气流内(例如在气流通路内)冷却以形成气溶胶。
加热元件可构造成通过电阻加热操作。换句话说，加热元件可构造成在电流通过加热元件时生成热。
加热元件可构造成通过感应加热操作。换句话说，加热元件可包括感受器，该感受器在操作中由在感受器中感生的涡流加热。滞后损失也可能促成感应加热。
加热元件可布置成通过传导加热气溶胶形成基质。加热元件可以与气溶胶形成基质流体连通，例如，直接或间接接触。例如，加热元件可以与贮存器流体连通，例如可直接或间接接触。加热元件可布置成通过对流加热气溶胶形成基质。具体而言，加热元件可构造成加热随后穿过或经过气溶胶形成基质的空气流。
加热元件可为液体可渗透的(流体可渗透的)。具体而言，加热元件可以允许来自气溶胶形成基质的蒸汽穿过加热元件并进入腔室。加热元件可以定位在腔室与贮存器之间，或在腔室与联接到贮存器的通道之间，或在腔室与联接到贮存器的一个或多个输送介质(如毛细管材料)之间。加热元件可以将腔室与贮存器分离，或者可以将腔室与所述通道分离，或者可以将腔室与所述一个或多个输送介质分离。加热元件的一侧可与腔室流体连通，例如直接或间接接触，并且加热元件的相对侧可与气溶胶生成基质(气溶胶形成基质)流体连通，例如直接或间接接触。
在一些实施例中，加热元件是大体上平面的流体可渗透加热元件，如网格、穿孔板或穿孔箔。
加热元件可包括由多根导电细丝形成的网格。导电细丝可限定细丝之间的空隙，这些空隙可具有在10μm与100μm之间的宽度。优选地，细丝引起空隙中的毛细管作用，使得在使用中，待蒸发的液体气溶胶形成基质被抽吸到空隙中，从而增加加热器组件与液体之间的接触面积。
导电细丝可形成大小在160与600meshus(+/-10％)之间(即，在每英寸160与600根细丝(+/-10％)之间)的网格。空隙的宽度优选地在75μm与25μm之间。作为空隙的面积与网格的总面积的比率的网格的开放面积的百分比优选地在25％与56％之间。网格可以使用不同类型的编织或网格结构来形成。替代地，导电丝由彼此平行布置的细丝的阵列组成。
导电细丝的直径可在8μm与100μm之间，优选地在8μm与50μm之间并且更优选地在8μm与39μm之间。
导电细丝的网格、阵列或织物的面积可以较小，优选地，小于或等于25mm2，从而允许其合并到手持系统中。导电细丝的网格、阵列或织物可以例如为矩形并且具有5mm乘2mm的尺寸。
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：诸如掺杂陶瓷、“导”电陶瓷(诸如二硅化钼)的半导体，碳，石墨，金属，金属合金和由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的实例包括掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。合适金属合金的实例包括不锈钢；康铜；含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金和含铁合金；以及基于镍、铁、钴的超级合金，不锈钢，
加热器元件的导电细丝的网格、阵列或织物的电阻优选地在0.3与4欧姆之间。更优选地，导电细丝的网格、阵列或织物的电阻在0.5与3欧姆之间，并且更优选地为约1欧姆。
该系统可包括固定到加热元件的电触点。电流可通过电触点传递到加热元件和从加热元件传递，例如从可释放地联接到壳体的装置部分。导电细丝的网格、阵列或织物的电阻优选地比电触点的电阻大至少一个数量级，并且更优选地大至少两个数量级。这确保了热量由加热元件而不是由电触点生成。
气溶胶生成元件可以通过除加热以外的方法使气溶胶形成基质雾化。例如，气溶胶生成元件可以包括振动膜，或者可以迫使气溶胶形成基质通过细网格。
贮存器(气溶胶形成基质腔室)可包括或可联接到毛细管材料或其它液体保持材料，所述毛细管材料或其它液体保持材料构造成确保将气溶胶形成基质供应到加热元件或其它气溶胶生成元件。
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毛细管束。例如，毛细管材料可以包括多个纤维或线或其他细孔管。纤维或线可以大体上对准以向加热器或其它气溶胶生成元件传送液体。另选地，毛细管材料可以包括海绵状或泡沫状材料。毛细管材料的结构形成多个小孔或管，液体可以通过毛细管作用输送通过所述小孔或管。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，呈纤维或烧结粉末的形式的陶瓷或石墨基材料，泡沫金属或塑料材料，例如由纺制或挤出纤维制造的纤维状材料，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。
毛细管材料可以与加热元件的导电细丝流体连通，例如，直接或间接接触。毛细管材料可延伸到细丝之间的空隙中。加热元件可以通过毛细管作用将液体气溶胶形成基质抽吸到空隙中。
壳体可包含两种或多种不同的毛细管材料(两种或多种输送介质)，其中与加热元件接触的第一毛细管材料具有较高的热分解温度，并且与第一毛细管材料接触但不与加热元件接触的第二毛细管材料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。如本文中所使用，“热分解温度”意思是在所述温度下材料开始分解且通过生成气态副产物损失质量的温度。第二毛细管材料可比第一毛细管材料有利于占据更大体积且可比第一毛细管材料保持更多气溶胶形成基质。第二毛细管材料可具有比第一毛细管材料更好的芯吸性能。第二毛细管材料可比第一毛细管材料更廉价或具有更高的填充能力。第二毛细管材料可为聚丙烯。
气溶胶生成系统可包括限定腔室的内部壳体部分。内部壳体部分可以接收在外部壳体部分中。外部壳体部分可包括烟嘴，用户在该烟嘴上抽吸以将空气从空气入口到空气出口抽吸通过气流通路。气体可渗透元件可定位在内部壳体部分上。气体可渗透元件可定位在腔室与气流通道之间。气体可渗透元件可以将腔室与气流通道分离。气体可渗透元件的一侧可以与腔室流体连通，例如直接或间接接触，并且气体可渗透元件的相对侧可以与气流通路流体连通，例如直接或间接接触。气体可渗透元件可以通过夹持固定到内部壳体部分。例如，气体可渗透元件可被夹在两个壳体部分之间。气体可渗透元件可以通过包覆模制固定到内部壳体部分。换句话说，内部壳体部分的一部分可以围绕气体可渗透元件模制。
气溶胶生成系统可包括一个或多个空气入口，并且可选地可包括多个空气入口。气溶胶生成系统可包括空气出口，并且可选地可包括多个空气出口。
气溶胶生成系统可以具有外部壳体部分。外部壳体部件可构造成由用户单手保持。外部壳体部分可由塑料材料或由金属形成。
气溶胶生成系统可再填充有气溶胶生成基质。气溶胶形成基质在室温下可为液体。气溶胶形成基质在室温下可为凝胶或可为固体。气溶胶形成基质可以胶囊或片剂的形式提供，或可以颗粒形式提供。
气溶胶形成基质是或包括能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基质来释放挥发性化合物。
气溶胶形成基质可以包括植物基材料。气溶胶形成基质可以包括烟草。气溶胶形成基质可以包括含烟草材料，该含烟草材料包含挥发性烟草风味化合物，其在加热时从气溶胶形成基质释放。替代地，气溶胶形成基质可包括不含烟草材料。气溶胶形成基质可以包括均质化植物基材料。气溶胶形成基质可以包括均质化烟草材料。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂为任何合适的已知化合物或化合物的混合物，所述化合物或化合物的混合物在使用中有利于形成致密且稳定的气溶胶，并且在系统的操作温度下对热降解具有基本的抗性。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，诸如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，诸如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，诸如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。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-丁二醇和最优选的甘油。气溶胶形成基质可包括其它添加剂和成分，如香料和水。
系统还可包括连接到加热器元件且连接到电源的电路，电路配置为监测加热元件或加热元件的一根或多根细丝的电阻，并且取决于加热元件的电阻或特别是一根或多根细丝的电阻来控制从电源向加热元件的电力供应。可选地，电路和电源可以设置在壳体可以可释放地联接到的装置部分内。
电路可包括可以是可编程微处理器的微处理器、微控制器或专用集成芯片(asic)或能够提供控制的其它电子电路。电路可包括另外的电子部件。电路可配置成调节向加热元件或其它气溶胶生成部件的电力供应。电力可以在激活系统之后连续地供应到加热元件，或者可以间歇地，例如在逐口抽吸的基础上供应。可以电流脉冲的形式将电力供应到加热元件。
系统可以是电操作吸烟系统。系统可以是手持式气溶胶生成系统。气溶胶生成系统可具有与常规雪茄或香烟相当的尺寸。吸烟系统可具有在约30mm与约150mm之间的总长度。吸烟系统可以具有在约5mm与约30mm之间的外径。
系统有利地包括在壳体的主体内或在可联接到壳体的主体的装置部分内的电源，通常是电池，例如磷酸铁锂电池。作为备选，电源可以是另一形式的电荷存储装置，诸如电容器。电源可以需要再充电并且可以具有允许存储足够用于一次或多次吸烟体验的能量的容量。例如，电源可以具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续大约六分钟的时间，对应于抽一支常规卷烟所耗费的典型时间，或者持续多个六分钟的时间。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许预定数量或不连续的加热器的抽吸或启动。
气溶胶生成系统可包括筒和装置部分，所述筒在使用中联接到所述装置部分。筒可包括气溶胶形成基质、腔室和加热元件或其它气溶胶生成元件。装置部分包括电源和连接到电源的控制电路。装置部分联接到筒以允许从电源向气溶胶生成元件供应电力。
筒可包括空气出口。筒可包括保持凝聚形式的气溶胶生成基质的贮存器。筒可包括壳体。筒可包括液体可渗透加热元件。筒可包括气体可渗透元件。筒可包括腔室。筒可包括内部壳体部分和外部壳体部分。装置部分可包括与内部壳体部分或外部壳体部分或两者接合的装置壳体。气流通路可以延伸穿过筒和装置部分，或者可以仅延伸穿过筒部分。
电触点可以在筒中并且可以与装置部分上的对应电触点接合。
本文提供的构造提供了许多优点。具体而言，本公开的构造可以减少液体从气溶胶生成系统或从气溶胶生成系统中的筒泄漏。设置腔室提供了可将例如可能通过液体可渗透加热元件泄漏的凝聚形式的气溶胶生成基质收集在其中的位置。设置气体可渗透元件抑制将收集的凝聚形式的气溶胶生成基质输送到气流通路中。本公开的主题还提供了稳健且易于制造的系统。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的气溶胶生成系统的示意图；
图2是根据本发明的实施例的筒的透视图，其中某些元件以部分透明的方式示出；
图3为穿过图2的筒的横截面；
图4为图2的筒的分解视图；
图5是根据本发明的另一实施例的筒和键的透视图；
图6是图5的筒的透视图，其中某些元件以部分透明的方式示出；
图7a是穿过处于闭合位置的图5的筒的横截面；
图7b是穿过处于打开位置的图5的筒的横截面；
图8为图5的筒的分解视图；以及
图9示出了根据本发明的用于生成气溶胶的方法中的操作流。
具体实施方式
图1是根据本发明的气溶胶生成系统100的示意图。气溶胶生成系统是配置成生成供用户吸入的气溶胶的手持式吸烟系统。具体而言，图1中所示的系统是生成含有尼古丁和风味化合物的气溶胶的吸烟系统。
图1的系统100包括两个部分：装置部分10和筒20。在使用中，筒20附接到装置部分10。
装置部分10包括保持可再充电电池12和电控制电路13的装置壳体11。可再充电电池12为磷酸铁锂电池。控制电路13包括可编程微处理器和气流传感器。可选地，装置部分10包括装置部分空气入口15、装置部分空气出口16，以及在其间延伸的装置部分气流通路14。
筒20(以及因此系统100)可包括：贮存器23，该贮存器保持凝聚形式的气溶胶生成基质；壳体21，该壳体包括空气入口25、空气出口26、在其间延伸的气流通路24、以及腔室33；大体上平行于气流通路24延伸的液体可渗透加热元件32(或其它气溶胶生成元件)；以及大体上平行于气流通路24延伸的气体可渗透元件34。在图1所示的构造中，加热元件32的一侧与贮存器23流体连通，例如直接或间接接触，并且加热元件32的相对侧与腔室33流体连通，例如直接或间接接触。例如，加热元件32可以与贮存器23直接接触，或者可以经由通道或输送介质31与贮存器23间接接触。加热元件32可构造成加热凝聚形式的气溶胶生成基质，以如本文其它地方所述的方式在腔室33内生成蒸汽。气体可渗透元件34的一侧可以与腔室33流体连通，例如直接或间接接触，并且气体可渗透元件34的相对侧可以与气流通路24流体连通，例如直接或间接接触。气体可渗透元件34可构造成允许将蒸汽输送到气流通路24中，并且可构造成抑制将凝聚形式的气溶胶生成基质输送到气流通路34中。蒸汽在气流通路24内至少部分地凝聚成气溶胶。
筒20包括例如通过卡扣配合连接可释放地附接到装置壳体11的筒壳体21。筒壳体21保持气溶胶生成元件，该气溶胶生成元件在一个构造中是或包括加热元件32。例如，加热器32可以是或包括电阻加热元件。电力可在控制电路13的控制下从电池12提供到加热元件。此类电力可经由诸如金属的导电材料的任何合适的组合从电池12传导到加热元件32。
筒20还将凝聚形式的气溶胶形成基质保持在贮存器(基质腔室)23内。在一些构造中，贮存器23由侧壁22和筒壳体21界定，并且经由通道或者一种或多种输送介质流体地联接到加热器32。在此实例中，气溶胶形成基质在室温下是液体混合物，并且包括尼古丁、调味剂、气溶胶形成剂(如甘油或丙二醇)以及水。然而，应理解，可适当地使用任何其它凝聚形式的气溶胶形成基质。在一些构造中，一种或多种输送介质(例如，一种或多种毛细管材料31)可设置在基质腔室23中，并且可布置成促进将气溶胶形成基质递送到加热元件32，而不管系统100相对于重力的定向如何。
包括气流通路14、24的整个气流通路通过系统限定。在此实例中，气流通路的一部分24穿过筒20，并且气流通路的一部分14穿过装置部分10。包括在控制电路13中的气流传感器定位成检测穿过装置部分中的气流通路的部分14的气流。系统100的气流通路从空气入口15延伸到空气出口26。在装置部分10内，装置部分气流通路14从装置部分空气入口15延伸到装置部分空气出口16。在筒20内，气流通路24从空气入口25延伸到空气出口26。空气出口26在筒20的烟嘴端中。当用户在筒20的烟嘴端上抽吸时，筒20内的空气通过气流通路24从空气入口25抽吸到空气出口26。
在图1所示的构造中，加热器32是大体上平面的，并且定位在通道或一种或多种毛细管材料31与腔室33之间；并且气体可渗透元件34是大体上平面的，定位在腔室33与气流通路24之间。加热器32和气体可渗透元件34可基本上彼此平行地布置和/或可通过腔室33彼此间隔开。在操作中，加热元件32通过加热使气溶胶形成基质蒸发以形成蒸汽。蒸汽可以通过网格加热元件32进入腔室33。气体可渗透元件34允许将蒸汽输送到气流通路24中。蒸汽夹带在流过气流通路24的空气中，并且在通过空气出口26离开系统之前冷却以形成气溶胶。
气体可渗透元件34可包括网格。气体可渗透元件34(例如，网格)抑制直径大于特定直径的液滴离开腔室33，并且因此抑制此类液滴进入气流通路24。因此，气体可渗透元件34可以抑制将凝聚形式的气溶胶生成基质输送到气流通路24中，从而改善用户体验。
在该实例中，由装置部分10和筒20组成的系统100是细长的，其具有明显大于其宽度或其厚度的长度。烟嘴端位于系统100的长度的一端处，例如，可位于包括空气出口26的一端处。当使用该系统时，这种形状允许系统100由用户单手舒适地保持。系统100的长度可以说是沿纵向方向延伸。包括元件14、24的气流通路在纵向方向上延伸经过气体可渗透元件34。流体可渗透加热元件32和气体可渗透元件34各自并且独立地可为大体上平面的并且平行于纵向方向延伸。加热元件32和气体可渗透元件各自并且独立地也可以是细长的，其长度在纵向方向上延伸。该布置允许将具有相对大表面积的加热元件和气体可渗透元件容纳在细长的易于保持的系统中。
在操作中，加热元件32可仅在用户抽吸期间由控制电路13激活，或者可在系统100打开之后例如经由装置部分10内并且可操作地联接到控制电路13的开关连续地激活。在第一种情况下，当流量传感器(控制电路13的一部分，未具体示出)检测到高于阈值气流速率的通过装置部分气流通路14的气流时，检测到用户抽吸。响应于流量传感器的输出，控制电路13向加热元件32供应电力。向加热元件32的供应电力可在检测到用户抽吸之后的预定时间段内提供，或者可基于来自流量传感器的信号和/或基于由控制电路13接收的其它输入(例如加热元件温度或电阻的测量值)来控制，直到满足关断条件为止。在一个实例中，在检测到用户抽吸之后，加热元件32被供应6瓦的电力持续3秒。当加热元件32被供应电力时，其变热。当其足够热时，邻近加热元件32的液体气溶胶形成基质被蒸发并且进入腔室33，其从腔室中输送通过气体可渗透元件34。
在第二种情况下，在激活系统100之后，控制电路13在操作期间连续地向加热元件32供应电力。激活可以基于对系统的用户输入，例如按下按钮或以其它方式激活与控制电路13可操作通信的开关。在一个实施例中，在激活装置之后，无论用户如何抽吸，加热元件32都被供应3.3瓦的电力。再次，这可基于对控制电路13的其它输入，例如测量的加热元件温度或电阻来调整。系统可在激活后的预定时间之后或基于另一用户输入关断。
作为另一个备选方案，可以使用混合电力供应方案，其中在用户抽吸之间供应诸如3.3瓦的较低电力，但在检测到每次用户抽吸之后供应诸如7瓦的较高电力持续2秒。这可能使得生成较大体积的气溶胶。
所生成的蒸汽穿过加热元件32进入腔室，从该腔室输送通过气体可渗透元件34，并且然后夹带在通过气流通路24的气流中。蒸汽在气流内冷却，以形成气溶胶。气溶胶穿过空气出口26并且进入到用户的口中。
在包括毛细管材料或其它输送介质31的构造中，由加热元件32蒸发的凝聚形式的气溶胶生成基质(例如，液体或凝胶)离开毛细管材料31。这种凝聚形式(例如，液体或凝胶)由仍保留在基质腔室23中的凝聚形式(例如，液体或凝胶)替换，使得在加热元件附近存在凝聚形式(例如，液体或凝胶)以备下一次用户抽吸。
有可能并非所有蒸发的气溶胶形成基质都被用户抽吸出系统100。在这种情况下，气溶胶形成基质可以凝聚以在腔室33内形成大液滴。在使用期间或在系统使用之间，一些液体还可能在不蒸发的情况下通过加热元件32。因为气体可渗透元件34抑制将凝聚形式的气溶胶生成基质输送到气流通路24中，所以大液滴或较大量的凝聚形式的气溶胶生成基质可能未经由气流通路24和空气出口26抽吸到用户的口中，从而改善了用户体验。例如，如果大液滴到达用户的口中，那么它们可能向用户提供令人不愉快的体验。因此，气体可渗透元件34保护用户以及装置部分10内的控制电路13和电池12两者免受从筒20泄漏的液体的影响。气体可渗透元件34可包括一层网格，或可包括一层以上的网格。层可以具有不同大小。
图2是根据本发明的实施例的筒220的透视图，其中某些元件以部分透明的方式示出。图3为穿过图2的筒220的横截面。图4为图2的筒220的分解视图。
图2-4中所示的筒220包括外部壳体221和内部壳体231。外部壳体221包括气流通路224、空气出口226、贮存器223和槽241。内部壳体231包括突片242，所述突片构造成可与槽241牢固地接合，以便将内部壳体231锁定在外部壳体221内，并且在正常使用期间抑制进入贮存器223或抑制该贮存器的泄漏。内部壳体231包括突起238，所述突起延伸到外部壳体221的气流通路224中并且与所述气流通路接合，例如，以紧密滑动配合接合或其它合适的接合，所述其它合适的接合抑制将凝聚形式的气溶胶生成基质从贮存器223泄漏到气流通路224中。
内部壳体231保持第一毛细管材料和第二毛细管材料(两种或多种输送介质)239、235、包括元件232、237的加热器组件、气体可渗透元件234和盖236。加热器组件包括支承液体可渗透加热元件232的加热器安装件237。内部壳体231将毛细管材料239、235保持在加热器安装件237内并且与加热元件232流体连通，例如，直接或间接接触。筒220还包括在筒的装置部分端(与烟嘴端相对)处的在网格加热元件与筒的外表面之间延伸的电接触元件240。电接触元件240与系统的装置部分(例如，类似于上文参考图1描述的装置部分10构造)上的对应电触点相接，以允许在控制电路(例如，控制电路13)的控制下由电池(例如，电池12)向加热元件232供应电力。气体可渗透元件234通过盖236夹持到内部壳体231内的加热器组件，所述盖配合在内部壳体231的内表面内并且与该内表面接合，例如，以紧密滑动配合接合或其它合适的接合，所述其它合适的接合抑制凝聚形式的气溶胶生成基质在盖236的外侧壁周围泄漏。气流通路224限定为在空气入口225与空气出口226之间通过内部壳体231和外部壳体221。空气入口225可以例如以类似于参考图1描述的空气入口25联接到装置部分10的空气出口16的方式联接到装置部分的空气出口。加热器232与气体可渗透元件234之间的空间限定腔室233。提供弹性体密封元件243以在内部壳体231与外部壳体221之间提供液密密封。
在一个示例性构造中，气体可渗透元件234的网格由直径为约50μm的不锈钢丝制成。网格的孔径具有约100μm的直径。网格可涂覆有碳化硅。
附加地或替代地，加热元件232的网格也可由不锈钢形成，并且具有约400meshus(每英寸约400根细丝)的网格尺寸。细丝可以具有约16μm的直径。形成网格的细丝可以限定细丝之间的空隙。此实例中的空隙具有约37μm的宽度，尽管可使用较大或较小的空隙。使用这些近似尺寸的网格允许在空隙中形成气溶胶形成基质的弯液面，且允许加热器组件的网格通过毛细管作用抽吸气溶胶形成基质。加热元件网格的开口面积，即空隙的面积与网格的总面积的比率有利地在25％与56％之间。加热器组件的总电阻为大约1欧姆。
内部壳体231和外部壳体221可由金属或坚固塑料材料形成。类似地，加热器安装件237和/或盖236可以由耐热塑料材料形成。
图2-4的筒易于组装。内部壳体231、毛细管材料239、235、包括元件232、237的加热器组件、气体可渗透元件234、盖236和密封元件243的组件可描述为雾化器组件。首先组装雾化器组件。接着将雾化器组件推入到外部壳体221中。内部壳体231上的一对突起242卡扣到外部壳体221上的对应孔或槽241中，以将内部壳体固定到外部壳体。保持气溶胶形成基质的腔室223可由内部壳体231和外部壳体221两者限定。在附接雾化器组件之前，外部壳体221可含有液体(或另一凝聚相)气溶胶形成基质。替代地，在将雾化器组件通过填充口(未示出)附接到外部壳体之后，可以填充气溶胶形成基质腔室。
图2-4的筒以关于图1描述的方式操作。
图5是根据本发明的另一实施例的筒520和键560的透视图。图6是图5的筒的透视图，其中某些元件以部分透明的方式示出。图7a是穿过处于闭合位置的图5的筒的横截面。图7b是穿过处于打开位置的图5的筒的横截面。图8为图5的筒的分解视图。
图5-8中所示的筒520在许多方面类似于参考图2-4描述的筒220。例如，图5-8中所示的筒520包括外部壳体521和内部壳体531。外部壳体521包括气流通路524、空气出口526、贮存器523和槽541。内部壳体531包括突片542，所述突片构造成可与槽541牢固地接合，以便将内部壳体531锁定在外部壳体521内，并且在正常使用期间抑制进入贮存器523或抑制该贮存器的泄漏。内部壳体531包括突起538，所述突起延伸到外部壳体521的气流通路524中并且与所述气流通路接合，例如，以紧密滑动配合接合或其它合适的接合，所述其它合适的接合抑制将凝聚形式的气溶胶生成基质从贮存器523泄漏到气流通路524中。
类似地，如参考图2-4所描述的，筒520的内部壳体531保持第一毛细管材料和第二毛细管材料(两种或多种输送介质)539、535、加热器组件、气体可渗透元件534和盖536。加热器组件包括支承液体可渗透加热元件532的加热器安装件537。内部壳体531将毛细管材料539、535保持在加热器安装件537内并且与加热元件532流体连通，例如直接或间接接触，如本文其它地方所描述的。筒520还包括在筒的装置部分端(与烟嘴端相对)处的在网格加热元件与筒的外表面之间延伸的电接触元件540。电接触元件540与系统的装置部分(例如，类似于上文参考图1描述的装置部分10构造)上的对应电触点相接，以允许在控制电路(例如，控制电路13)的控制下由电池(例如，电池12)向加热元件532供应电力。加热器532与气体可渗透元件534之间的空间限定腔室533。提供弹性体密封元件543以在内部壳体531与外部壳体521之间提供液密密封。
气体可渗透元件534通过盖536夹持到内部壳体531内的加热器组件，所述盖配合在内部壳体531的内表面内并且与该内表面接合，例如，以紧密滑动配合接合或其它合适的接合，所述其它合适的接合抑制凝聚形式的气溶胶生成基质在盖536的外侧壁周围泄漏。在图5-8所示的构造中，盖536是可旋转的，并且因此适当地可能与参考图2-4描述的盖236相比配合得稍微不那么紧密，以便允许更大的移动自由度。密封环538可构造成在维持液密密封的同时促进盖536的旋转自由移动，以抑制气溶胶生成基质在盖536的侧壁周围泄漏。
图5-8中所示的盖536构造成响应于用户接合和转动键560而打开和关闭在空气入口525与空气出口526之间通过内部壳体531和外部壳体521的气流通路524。更具体地，空气入口525可以例如以类似于参考图1描述的空气入口55联接到装置部分10的空气出口16的方式联接到装置部分的空气出口。键560上的突起563、564分别经由限定在外部壳体521内的孔561、562与限定在盖536内的槽565、566接合。响应于在第一方向上(例如，顺时针或逆时针)转动键560，盖536的突出部分567可以延伸到气流路径524中，以便阻挡空气以例如图7a中所示的方式在空气入口525与空气出口526之间的流动，从而使得不能使用系统进行类似吸烟的体验。响应于在第二方向(例如，逆时针或顺时针)转动键560，盖536的突出部分567从气流路径524缩回，以便允许空气以例如图7b中所示的方式在空气入口525和空气出口526之间流动通过腔567，从而使得能够使用系统进行类似吸烟的体验。雾化器组件内的腔568可被认为形成空气入口525与空气出口526之间的气流通路的第一部分，并且壳体521可被认为形成空气入口515与空气出口526之间的气流通路的第二部分。因此，用户可以通过使键560与筒520接合并且旋转键以便打开或关闭气流通路524来控制系统的启用或禁用，并且可以移除键560以便将系统固定在期望的启用或禁用状态。
可选地，孔561、562的端部的位置可以限定盖536的旋转极限，使得用户转动键560只能使盖536转动选定范围的位置(例如，在例如图7a所示的单个关闭位置与例如图7b所示的单个打开位置之间)。在一种构造中，孔561、562构造成使得可以使用键560将盖536转动约90度。
筒520的其它部件可以类似于参考图2-4描述的对应部件那样构造，并且筒520可以类似于参考图2-4所述那样组装，其中将按压密封环538添加到盖536的顶部内限定的凹部中。图5-8的筒以关于图1描述的方式操作。
图9示出了根据本发明的用于生成气溶胶的方法90中的操作流。方法90中的操作可以使用参考图1描述的系统100来实现，所述系统具有参考图2-4描述的筒220，并且/或者具有参考图5-8描述的筒520。
图9中所示的方法90包括由贮存器保持凝聚形式的气溶胶生成基质(操作91)。例如，筒20的贮存器23、筒220的贮存器223或筒520的贮存器523可以保持凝聚形式的气溶胶生成基质。凝聚形式可包括固体、凝胶或液体。在一个非限制性实例中，气溶胶生成基质是或包括液体。
图9中所示的方法90还包括由液体可渗透加热元件加热气溶胶生成基质以在腔室内生成蒸汽(操作92)。例如，筒20的加热器32可以加热从贮存器23接收的气溶胶生成基质，从而在腔室33内生成蒸汽。作为另一实例，筒220的加热器232可以加热从贮存器223接收的气溶胶生成基质，从而在腔室233内生成蒸汽。作为另一实例，筒520的加热器532可以加热从贮存器523接收的气溶胶生成基质，从而在腔室533内生成蒸汽。然而，应注意，可适当地修改操作92，以便使用除加热之外的操作，例如本文其它地方描述的操作在腔室内生成蒸汽。
图9中所示的方法90还包括由气体可渗透元件允许将蒸汽输送到气流通路中(操作93)。例如，气体可渗透元件34可以允许将蒸汽从腔室33输送到气流通路24中。作为另一实例，气体可渗透元件234可以允许将蒸汽从腔室233输送到气流通路224中。作为又一实例，气体可渗透元件534可以允许将蒸汽从腔室533输送到气流通路524中。
图9中所示的方法90还包括由气体可渗透元件抑制将凝聚形式的气溶胶生成基质输送到气流通路中(操作94)。例如，气体可渗透元件34可抑制将液滴或较大量的气溶胶生成基质从腔室33输送到气流通路24中。作为另一实例，气体可渗透元件234可抑制将液滴或较大量的气溶胶生成基质从腔室233输送到气流通路224中。作为又一实例，气体可渗透元件534可抑制将液滴或较大量的气溶胶生成基质从腔室533输送到气流通路524中。
图9中所示的方法90还包括在气流通路内至少部分地将蒸汽凝聚成气溶胶(操作95)。例如，气体可渗透元件34允许输送到气流通路24中的蒸汽可在输送到此通路中之后凝聚成气溶胶。或者，例如，气体可渗透元件234允许输送到气流通路224中的蒸汽可在输送到此通路中之后凝聚成气溶胶。或者，例如，气体可渗透元件534允许输送到气流通路524中的蒸汽可在输送到此通路中之后凝聚成气溶胶。
可选地，在操作92中使用的加热元件(例如，32、232或532)或其它气溶胶生成元件可大体上平行于壳体(例如，21、221、521)内的气流通路(例如，24、224、524)延伸。可选地，壳体(例如，21、221、521)还可包括空气入口(例如，25、225、525)和空气出口(例如，26、226、526)，在其间延伸的气流通路。可选地，腔室(例如，33、233、533)可以设置在壳体(21、221、521)内。可选地，加热元件(例如，32、232或532)的一侧可以与贮存器(例如，23、223、523)流体连通，例如直接或间接接触，并且加热元件的相对侧可以与腔室(例如，33、233、533)流体连通，例如直接或间接接触。
附加地或替代地，在操作93和94中使用的气体可渗透元件(例如，34、234、534)可选地平行于气流通路(例如，24、224、524)延伸。可选地，气体可渗透元件(例如，34、234、534)的一侧可以与腔室(例如，33、233、533)流体连通，例如直接或间接接触，并且气体可渗透元件的相对侧可以与气流通路(例如，24、224、524)流体连通，例如直接或间接接触。
参考图1、图2-4和图5-8提供包括此类选项的示例性构造。
可选地，气体可渗透元件(例如，34、234、534)包括网格。可选地，网格是疏水性的。附加地或替代地，可选地，网格由直径在约10μm与100μm之间的线形成。附加地或替代地，可选地，气溶胶生成基质包括尼古丁。附加地或替代地，壳体(例如，21、221、521)包括贮存器(例如，23、223、523)设置在其中的烟嘴(21、221、521的远端)。附加地或替代地，系统还包括以彼此间隔开的关系保持液体可渗透加热元件(例如，32、232或532)和气体可渗透元件(例如，34、234、534)的雾化器组件。可选地，雾化器组件还包括大体上平行于气流通路延伸的盖(例如，36、236或536)，气体可渗透元件(例如，34、234、534)设置在盖与加热元件之间。可选地，盖包括突出部分(567)，所述突出部分构造为响应于盖的旋转而阻挡气流通路(例如，24、224、524)。附加地或替代地，可选地，盖还包括构造成接收键(560)的槽(例如，561、562)，所述盖可响应于键接合到槽中，然后旋转键而旋转。附加地或替代地，可选地，气流通路的第一部分限定在烟嘴(例如，21、221、521的远端)中，并且气流通路的第二部分限定在雾化器组件中。附加地或替代地，可选地，气流通路在空气入口(例如，25、225、525)与空气出口(例如，26、226、526)之间以直线延伸。附加地或替代地，可选地，加热元件(例如，32、232、532)是网格加热元件。附加地或替代地，可选地，系统还包括装置部分(例如，10)，所述装置部分包括电源(例如，12)和连接到电源的控制电路(例如，13)，所述装置部分联接到壳体(例如，21、221、521)以允许从电源向加热元件(例如，32、232、532)供应电力。
在所描述的实例中，液体可渗透加热器和气体可渗透元件两者都在筒中。然而，应当清楚的是，例如，这些元件中的任一个或两个可以定位在装置部分内。还应该清楚，可以改变气流通道以及具体地雾化腔室的形状和大小，以提供输送给用户的气溶胶的特定期望特性。
应当清楚的是，尽管某些描述的实例使用液体气溶胶形成基质，但在使用其它形式的气溶胶形成基质的系统中设置气体可渗透元件是有益的。在室温下为固体或凝胶的气溶胶形成基质仍可释放挥发性成分，该挥发性成分在雾化腔室中凝聚成液体形式。例如，气溶胶形成基质可提供为凝胶片剂。气溶胶形成基质可包括颗粒或切丝烟草。
还应当清楚，尽管实例描述了使用电阻性加热元件以形成气溶胶，但是在使用不同类型的加热元件(例如，感应加热的加热元件)进行操作的系统中设置气体可渗透元件是有益的。加热元件不需要是定位在气溶胶形成基质与腔室之间的流体可渗透加热元件。加热元件可以是烤箱式加热器，其加热气溶胶形成基质腔室的壁以产生蒸汽。蒸汽可以通过气体可渗透元件传递到气流通路。设置气体可渗透元件对于通过加热以外的手段形成气溶胶的系统可能是进一步有益的。
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