气溶胶产生装置和气溶胶产生系统的制作方法

本披露内容总体上涉及一种气溶胶产生装置，并且更具体地涉及一种用于对气溶胶产生基质进行加热以产生供使用者吸入的气溶胶的气溶胶产生装置。本披露的实施例还涉及一种包括气溶胶产生装置和气溶胶产生基质的气溶胶产生系统。本披露内容特别适合于便携式(手持式)气溶胶产生装置。此类装置通过传导、对流和/或辐射来加热而不是灼烧气溶胶产生基质(例如，烟草)或其他合适的材料，以产生供使用者吸入的气溶胶。

背景技术：

1、作为使用传统烟草产品的替代，风险被降低或风险被修正的装置(也被称为气溶胶产生装置或蒸气产生装置)的流行和使用近年来迅速增长。可获得将气溶胶产生基质加热或温热以产生供使用者吸入的气溶胶的各种装置和系统。

2、常用的风险被降低或风险被修正的装置是被加热基质的气溶胶产生装置或所谓的加热不灼烧式装置。这种类型的装置通过将气溶胶产生基质加热到典型地在150℃至300℃范围内的温度来产生气溶胶或蒸气。将气溶胶产生基质加热到在该范围内的温度而不灼烧或燃烧气溶胶产生基质会产生蒸气，蒸气典型地冷却并且冷凝以形成供装置的使用者吸入的气溶胶。

3、当前可用的气溶胶产生装置可以使用多种不同方法中的一种方法来为气溶胶产生基质提供热量。一种这样的方法是提供采用感应加热系统的气溶胶产生装置。在这种装置中，在该装置中设置有感应线圈，并且提供可感应加热式感受器以加热气溶胶产生基质。当使用者启用该装置时，向感应线圈提供电能，该感应线圈进而产生交变电磁场。感受器与电磁场耦合并产生热量，热量例如通过传导被传递到气溶胶产生基质，并且在气溶胶产生基质被加热时产生气溶胶。

4、通常期望快速加热气溶胶产生基质，并将气溶胶产生基质维持在足够高以产生蒸气的温度。本披露内容寻求提供一种气溶胶产生装置，该气溶胶产生装置将气溶胶产生基质快速加热到期望的温度，同时最大化该装置的能量效率。

技术实现思路

1、根据本披露的第一方面，提供了一种气溶胶产生装置，该气溶胶产生装置包括：

2、加热腔室，用于接纳气溶胶产生基质的至少一部分；

3、安装在该加热腔室中的多个可感应加热的感受器；

4、电磁场发生器，用于产生交流电磁场以感应加热这些可感应加热的感受器；

5、其中，该多个可感应加热的感受器彼此电连接。

6、根据本披露的第二方面，提供了一种气溶胶产生系统，该气溶胶产生系统包括：

7、气溶胶产生基质；以及

8、气溶胶产生装置，该气溶胶产生装置包括：

9、加热腔室，用于接纳气溶胶产生基质的至少一部分；

10、安装在该加热腔室中、用于加热气溶胶产生基质的多个可感应加热的感受器；

11、电磁场发生器，用于产生交流电磁场以感应加热这些可感应加热的感受器；

12、其中，该多个可感应加热的感受器彼此电连接。

13、该气溶胶产生装置/系统被配置用于加热气溶胶产生基质，而不是灼烧气溶胶产生基质，以使气溶胶产生基质的至少一种组分挥发，并且因此产生经加热的蒸气，该经加热的蒸气冷却并冷凝而形成供气溶胶产生装置/系统的使用者吸入的气溶胶。该气溶胶产生装置典型地是手持式便携装置。

14、在通常意义上，蒸气是在低于其临界温度的温度下为气相的物质，这意味着可以在不降低温度的情况下通过增大其压力而将蒸气冷凝成液体，而气溶胶是微细固体颗粒或液滴在空气或其他气体中的悬浮物。然而，应注意的是术语“气溶胶”和“蒸气”在本说明书中可以互换使用，尤其是关于所产生的供使用者吸入的可吸入介质的形式而言。

15、气溶胶产生装置/系统通过电连接的感受器提供对气溶胶产生基质的快速且受控的加热，同时将能量效率最大化。

16、至少一个电连接器可以在相邻的可感应加热的感受器之间延伸以将相邻的感受器电连接。在一些实施例中，多个电连接器可以在相邻的可感应加热的感受器之间延伸以将相邻的感受器电连接。由此确保相邻的可感应加热的感受器之间的良好电连接。

17、加热腔室可以具有限定了纵向方向的纵向轴线。每个可感应加热的感受器在加热腔室的纵向方向上可以是长形的。每个可感应加热的感受器可以具有长度和宽度，并且在实施例中，长度可以是宽度的至少五倍。长形可感应加热的感受器在电磁场的存在下被有效加热，并且长形形状确保了气溶胶产生基质沿着其长度被快速且均匀地加热。由此，气溶胶产生装置的能量效率被最大化。

18、多个电连接器可以在相邻的长形可感应加热的感受器之间延伸以将相邻的长形感受器电连接。这些电连接器可以沿着纵向轴线间隔开。由于电流流经电连接器，因此可感应加热的感受器的、电连接器所在的这部分可能比可感应加热的感受器的其他部分更热。因此，可以通过将电连接器沿着纵向轴线间隔开来获得每个可感应加热的感受器在纵向方向上的温度梯度。

19、该或每个电连接器的电阻可以低于可感应加热的感受器的电阻。因此，由于涡电流引起的电阻加热倾向于集中在可感应加热的感受器中，而由于电连接器中的涡电流引起的电阻加热被最小化。因此，发热主要发生在可感应加热的感受器中。

20、该多个可感应加热的感受器可以围绕加热腔室的周缘间隔开，并且该或每个电连接器可以围绕加热腔室的周缘延伸。由此实现了对气溶胶产生基质的有效且均匀的加热。

21、加热腔室可以包括限定加热腔室的内部体积的腔室壁。该多个可感应加热的感受器可以围绕腔室壁的内表面间隔开。该气溶胶产生基质被可感应加热的感受器快速且均匀地加热。

22、该腔室壁可以包括形成在内表面中或其上的多个感受器安装件，用于安装该多个可感应加热的感受器。这些感受器安装件有助于安装可感应加热的感受器，并且因此可以简化气溶胶产生装置的制造和组装。

23、该腔室壁可以包括线圈支撑结构，该线圈支撑结构可以形成在外表面中或外表面上，以用于支撑电磁场发生器的感应加热线圈。该线圈支撑结构有助于感应加热线圈的安装，并允许感应加热线圈相对于可感应加热的感受器最佳定位。因此，可感应加热的感受器被有效地加热，从而提高了气溶胶产生装置的能量效率。设置该线圈支撑结构还有助于该气溶胶产生装置的制造和组装。

24、该线圈支撑结构可以包括该线圈支撑凹槽。该线圈支撑凹槽可以围绕腔室壁的外表面螺旋形地延伸。该线圈支撑凹槽特别适合于接纳螺旋形感应加热线圈。因此，螺旋形感应加热线圈可以围绕加热腔室延伸。感应加热线圈可以包括利兹(litz)电线或利兹电缆。然而，应当理解的是，可以使用其他材料。螺旋形感应加热线圈的圆形截面可以有助于将气溶胶产生基质插入加热腔室中，并且可以确保对可感应加热的感受器并且因此对气溶胶产生基质的均匀加热。

25、加热腔室可以是大致管状的，并且可感应加热的感受器可以围绕该大致管状的加热腔室的周缘间隔开。加热腔室可以是大致柱形的，并且可感应加热的感受器可以围绕该大致柱形的加热腔室周向地间隔开。因此，加热腔室可以被配置为接纳大致柱形的气溶胶产生基质，这可能是有利的，因为呈气溶胶产生制品形式的气溶胶产生基质通常以柱形形式来包装和销售。

26、至少一个可感应加热的感受器可以具有至少一个向内延伸部分，该至少一个向内延伸部分从腔室壁的内表面延伸到加热腔室中，例如以压缩气溶胶产生基质。向内延伸部分可以与气溶胶产生基质形成摩擦配合。在一些实施例中，该多个可感应加热的感受器中的每一个可以具有所述向内延伸部分之一，并且该多个向内延伸部分可以压缩气溶胶产生基质、并且尤其可以与气溶胶产生基质形成摩擦配合。该一个或多个向内延伸部分为加热腔室提供减小的截面积、并且由此压缩在使用中定位在加热腔室中的气溶胶产生基质。通过压缩气溶胶产生基质，热量可以较有效地传递到气溶胶产生基质，并且可以实现较快速的加热，同时最大化能量效率。

27、该加热腔室可以包括基本不导电和不透磁的材料。例如，加热腔室可以包括耐热塑料材料，比如聚醚醚酮(peek)。加热腔室本身在气溶胶产生装置的操作期间不被感应线圈加热，从而确保输入到可感应加热的感受器中的能量最大化。这进而有助于确保装置的能量效率最大化。该装置触摸起来还保持凉爽，从而确保使用者的舒适度最大化。

28、可感应加热的感受器可以包括金属。该金属典型地选自由不锈钢和碳钢组成的组。然而，可感应加热的感受器可以包括任何合适的材料，包括但不限于铝、铁、镍、不锈钢、碳钢及其合金(例如镍铬或镍铜)中的一种或多种。通过在其附近施加电磁场，每个可感应加热的感受器由于涡电流和磁滞损耗而产生热，从而引起电磁能到热能的转换。

29、气溶胶产生装置可以包括电源和控制器(例如，包括控制电路系统)，该电源和该电路系统可以被配置用于在高频下进行操作。电源和电路系统可以被配置成在大约80khz到1mhz之间、可能是在大约150khz到250khz之间、并且可能是大约200khz的频率下进行操作。取决于所使用的可感应加热的感受器的类型，电源和电路系统可以被配置成在更高的频率、例如mhz范围的频率下进行操作。

30、气溶胶产生基质可以包括任何类型的固体或半固体材料。气溶胶产生固体的示例性类型包括粉末、微粒、球粒、碎片、线、颗粒、凝胶、条带、散叶、切碎的填料、多孔材料、泡沫材料或片材。气溶胶产生基质可以包括植物衍生材料，并且尤其可以包括烟草。气溶胶产生材料可以有利地包括再造烟草，例如，该再造烟草包含烟草以及纤维素纤维、烟草茎纤维以及如caco3等无机填料中的任何一者或多者。

31、因此，气溶胶产生装置可以被称为“受热式烟草装置”、“加热但不灼烧式烟草装置”、“用于使烟草产品汽化的装置”等，其被解释为是适合实现这些效果的装置。本文披露的特征同样适用于被设计成使任何气溶胶产生基质汽化的装置。

32、气溶胶产生基质可以形成气溶胶产生制品的一部分并且可以被纸质包裹物周向包绕。

33、气溶胶产生制品可以大致形成为棒状，并且可以宽泛地类似于具有管状区域的香烟，该管状区域具有以适当方式布置的气溶胶产生基质。气溶胶产生制品可以包括在气溶胶产生制品的近端处的过滤段，例如该过滤段包括醋酸纤维素纤维。过滤段可以构成吸嘴过滤器，并且可以与气溶胶产生基质同轴对准。在一些设计中还可以包括一个或多个蒸气收集区域、冷却区域以及其他结构。例如，气溶胶产生制品可以包括在过滤段上游的至少一个管状段。管状段可以充当蒸气冷却区域。该蒸气冷却区域可以有利地允许通过加热气溶胶产生基质而产生的经加热的蒸气冷却并且冷凝以形成具有合适特性供使用者例如通过过滤段吸入的气溶胶。

34、气溶胶产生基质可以包括气溶胶形成剂。气溶胶形成剂的示例包括多元醇及其混合物，例如丙三醇或丙二醇。典型地，气溶胶产生基质可以包括在大约5％与大约50％(基于干重)之间的气溶胶形成剂含量。在一些实施例中，气溶胶产生基质可以包括在大约10％与大约20％(基于干重)之间并且可能为大约15％(基于干重)的气溶胶形成剂含量。

35、在加热时，气溶胶产生基质可以释放挥发性化合物。挥发性化合物可以包括尼古丁或诸如烟草香料等香料化合物。