CN105934171A - 气溶胶形成构件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气溶胶形成构件，其包括材料片，材料片被构造成依靠毛细作用带走并加热溶液。材料片具有第一部段和第二部段。第一部段相对于第二部段以一角度延伸，其中第一部段被构造成相对于第二部段而被加热。

Description

气溶胶形成构件

技术领域

本发明涉及用于气溶胶(aerosol，气雾，浮质)输送装置的气溶胶形成构件。本发明还涉及一种包括根据本发明的气溶胶形成构件的气溶胶输送装置部件、以及包括所述气溶胶输送装置部件的气溶胶输送装置。

背景技术

气溶胶输送装置是用于将物质经由肺输送到身体中的装置。一种类型的气溶胶输送装置形成溶解有所述物质的溶液的蒸汽。当蒸汽与空气混合，该蒸汽在气溶胶输送装置内冷凝，以形成适合于吸入的小滴或气溶胶。这些气溶胶输送装置可包括加热元件，加热元件被构造成蒸发被保持在气溶胶输送装置内的溶液以形成所述气溶胶。可替代地，一些气溶胶输送装置可利用压电式雾化器(piezo atomizer)来产生气溶胶。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种气溶胶形成构件，其包括材料片，材料片被构造成依靠毛细作用带走并加热溶液，材料片具有第一部段和第二部段，第一部段相对于第二部段以一角度延伸，其中，第一部段被构造成相对于第二部段而被加热。

在一个实施方式中，第二部段可围绕第一部段延伸，以便形成第一部段悬置于其中的通道。

在一个实施方式中，材料片可进一步包括从第一部段延伸的第三部段。

第一部段可被构造成相对于第三部段被加热。

在另一实施方式中，第二部段和第三部段可围绕第一部段延伸，以便形成第一部段悬置于其中的通道。

在又一实施方式中，第一部段可在第二部段与第三部段之间延伸，并且第二部段和第三部段相对于第一部段以一角度延伸以便形成一通道。

材料片可具有U形横截面。

在一个实施方式中，通道可以是管状的。

在另一实施方式中，第一部段可以是平面的。

在一个实施方式中，材料片可包括被构造成依靠毛细作用带走(wick)溶液的毛细结构。毛细结构可暴露在材料片的两侧上。

在另一实施方式中，材料片包括能够被加热的第一层以及包括毛细结构的第二层。

材料片可形成有沟槽，沟槽在第二部段和/或第三部段上朝向第一部段延伸，以便使得第一部段相对于第二部段和/或第三部段被加热。

在一个实施方式中，所述部段是接合在一起的离散部分，第一部段由能够相对于其它部段(多个其它部段)的材料被加热的材料制成。

在可替代的实施方式中，材料片由第一纤维组形成，并且第二纤维组被结合到第一部段中，其中，第二纤维组能够相对于第一纤维组被加热。

根据本发明的另一方面，提供了一种气溶胶输送装置部件，其包括：经由由腔室壁限定的气溶胶腔室而流体地连通的空气入口和空气出口；以及如上所述的气溶胶形成构件，其中，气溶胶形成构件至少部分地定位在气溶胶腔室中。可替代地，整个气溶胶形成构件可定位在气溶胶腔室中。

在一个实施方式中，材料片可包括与通过气溶胶腔室的空气流的方向对齐的两个相对的主表面。

在另一实施方式中，第二部段的至少一部分接触腔室壁，并且第一部段横跨气溶胶腔室悬置。

气溶胶腔室的形状可对应于气溶胶形成构件的形状，从而气溶胶形成构件接触腔室壁。

在一个实施方式中，腔室壁可包括被构造成为气溶胶形成构件补充溶液的液相基质贮器(liquid reservoir matrix)。

液相基质贮器可具有毛细结构。

在一个实施方式中，至少第二部段接触液相基质贮器，并且气溶胶形成构件的毛细结构和液相基质贮器的毛细结构彼此流体地连通。

在另一实施方式中，气溶胶输送装置部件进一步包括被定位在气溶胶腔室中抵靠腔室壁的热屏蔽部。

按照本发明的又一方面，提供了一种气溶胶输送装置，其包括如上所述的气溶胶输送装置部件。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示出了包括根据本发明实施方式的气溶胶形成构件的气溶胶输送装置的横截面侧视图；

图2示出了根据本实施方式的气溶胶输送装置部件的横截面侧视图；

图3示出了处于未折叠状态中的气溶胶形成构件的实施方式的顶视平面图；

图4示出了图3中的气溶胶形成构件的电场的顶视平面图；

图5示出了处于未折叠状态中的气溶胶形成构件的另一实施方式的顶视平面图；

图6示出了处于折叠状态中的气溶胶形成构件的实施方式的横截面视图；

图7示出了根据另一实施方式的处于折叠状态中的气溶胶形成构件的横截面视图；

图8示出了气溶胶输送装置的沿图1的线X-X的横截面视图；

图9示出了根据又一实施方式的气溶胶形成构件的横截面视图；以及

图10示出了包括图9中所示的气溶胶形成构件的气溶胶输送装置的又一实施方式的横截面视图。

具体实施方式

现在参考图1，公开了根据本发明的气溶胶输送装置1。气溶胶输送装置包括气溶胶输送装置部件1’、以及能量存储部件1”。气溶胶输送装置部件1’能可移除地附接于能量存储部件1”，但是可以设想的是，在可替代的实施方式中，气溶胶输送装置部件1’和能量存储部件1”是不可分开的，从而它们形成为单个部件。

气溶胶输送装置部件1’可以是一次性的，并且能量存储部件1”可以是能重复使用的。但是，可以设想的是，当该两个部件形成为单个部件时，则气溶胶输送装置可以是一次性的或能重复使用的。

能源部件1”包括壳体，壳体保持电池30和电子电路34，如图1所示。应当理解的是，可使用替代电池的可替代电源。

气溶胶输送装置部件1’更详细地示出在图2中，并且它包括位于一端处的形成有口件3的壳体2、以及位于相对端处的形成有连接通路35的附接端。连接通路35通过电子电路31将保持在气溶胶输送装置部件1’中的部件与设置在能量存储部件1”中的电池30电连接。

壳体2进一步形成有空气通路，该空气通路延伸通过气溶胶输送装置部件1’。空气通路包括空气入口5、充气腔室4、腔室入口31a、气溶胶腔室6、腔室出口31b和出口孔(outlet aperture)7。在使用中，空气通过空气入口5而被抽入、进入到充气腔室4中，然后到达腔室入口31a，腔室入口将空气提供到气溶胶腔室6中，然后空气经由腔室出口31b离开气溶胶腔室6、并且经由形成在口件3中的出口孔7而离开气溶胶输送装置部件1’。

气溶胶形成构件10a定位于气溶胶腔室6中。气溶胶形成构件示出在图3中，并且包括材料片，材料片被构造成依靠毛细作用带走(wick)并加热溶液，从而材料片可吸收溶液、并且在此之后将其加热直到使得它蒸发并形成蒸汽。材料片实质上是片状的，并且包括两个相对的主表面20、21。材料片可包括连通孔隙(open-pored，开放式的)结构、泡沫结构或互连的孔隙网络，所有这些形成毛细结构。毛细结构使得气溶胶形成构件10a依靠毛细作用带走或吸收溶液。本文所用的术语“毛细结构”应当被理解成这样的结构，即，液体或溶液可由于毛细作用而行进通过该结构。

气溶胶形成构件10a可由多孔的、颗粒的、纤维的或绒毛状的烧结金属制成，以便形成毛细结构。在另一实施方式中，气溶胶形成构件10a包括也形成毛细结构的连通孔隙金属泡沫、或丝网(金属丝网，wire mesh)或压延丝网的一组层。气溶胶形成构件10a可由不锈钢形成。此外，气溶胶形成构件10a可形成有毛细结构，毛细结构在整个气溶胶形成构件10a上延伸，从而它被暴露在材料片的两个主表面20、21上。在一个实施方式中，主表面20、21中的一个可以用被烧结于或附接于所述主表面的金属箔或覆盖物密封。可替代地，主表面20、21中的一者或者两者的区域可被密封。在另一实施方式中，气溶胶形成构件10a被构造成使得毛细结构不在整个气溶胶形成构件上延伸。在又一未示出的实施方式中，薄的支撑层可被烧结于主表面20、21中的一者或者两者上。这种支撑层可由不锈钢制成的丝网形成。

形成气溶胶形成构件10a的材料是能加热的，这是因为它包括足够的电阻率，从而当电流流过时，气溶胶形成构件10a加热到足够的温度，以使得保持在毛细结构中的溶液蒸发或汽化。在这些实施方式中，气溶胶形成构件10a可被考虑为包括形成有毛细结构的加热元件，从而加热元件和毛细结构形成整体、并形成单个实体或单元。

在材料片包括被构造成依靠毛细作用带走并加热溶液的单个层的上述实施方式中，材料片可被描述为包括被布置在同一表面中的加热元件和毛细作用部(wick)。

可替代地，气溶胶形成构件10a可包括前述结构和材料的任意组合，例如，通过提供不同的结构/材料的多个层、将层接合在一起(例如通过烧结)而包括所述任意组合。现在将更详细地描述一个这种可替代的未示出的实施方式。

气溶胶形成构件包括材料片，材料片实质上是片状的、并且由多个层形成。例如，气溶胶形成构件10a可包括用作加热元件的第一能加热层。该第一层由被构造成被加热升温的材料形成。气溶胶形成构件10a可进一步包括第二层，该第二层形成有连通孔隙结构、泡沫形状或互连的孔网络，所有这些形成毛细结构。毛细结构使得气溶胶形成构件10a能够依靠毛细作用带走或吸收溶液。该第二层可由多孔的、颗粒的、纤维的或绒毛状的烧结金属制成，以便形成毛细结构。可替代地，第二层可包括形成毛细结构的连通孔隙金属泡沫、或丝网或压延丝网的一组层。第二层可由不锈钢制成。此第二层用作毛细作用部。

第一层(加热元件)和第二层(形成有毛细结构的毛细作用部)被放置在彼此的顶部上，以便形成具有两个相对的主表面的材料片，其中毛细结构暴露在主表面中的一个上。在这个实施方式中，材料片可被描述为包括被布置在平行表面中的加热元件和毛细作用部。

在可替代的未示出实施方式中，第一层还包括上面针对第二层描述的毛细结构，从而第一层既可加热又可依靠毛细作用带走溶液。在这个实施方式中，材料片可被描述为包括被布置在同一表面中以及平行表面中的加热元件和毛细作用部。

在可替代的未示出实施方式中，材料片包括第三层，该第三层类似于第二层，原因在于第三层包括毛细结构。第二和第三层夹置第一层，从而毛细结构被暴露在材料片的两个主表面上。

根据上述实施方式中任一个的材料片具有在20-500μm范围内的厚度或深度。可替代地，厚度在50到200μm范围内。厚度或深度应当理解为是指材料片的两个主表面20、21之间的距离。

图3和4示出了处于未折叠状态或位置中的气溶胶形成构件10a，并且图6示出了处于折叠状态或位置中的气溶胶形成构件10a。材料片具有第一或中间部段11以及位于中间部段11的任一侧上的第二和第三部段12、13。图3中的虚线代表在所述部段11、12、13之间的边界。第二部段12和第三部段13形成有沟槽或凹口14，所述沟槽或凹口从气溶胶形成构件10a的相对的长边缘12a、13a朝向第一部段11延伸并延伸到第一部段中。在图3所示的实施方式中，第二部段12形成有五个沟槽14，并且第三部段13形成有四个沟槽14。沟槽14彼此平行、并且在第二部段12和第三部段13上间隔开。

第一部段11的相对自由端用作电极端子15、16。电极端子15、16被构造成例如经由电子电路34电连接于诸如电池30的电源，从而电流可流过气溶胶形成构件10a。电极端子15、16可如图2所示地从第一部段延伸、使得它们能够***气溶胶输送装置的连接孔(未示出)中，连接孔电连接于电源。可替代地，连接于电源的导电线可以被夹固于或被焊接于每个电极端子15、16上，从而电流可流过气溶胶形成构件10a。在可替代的未示出实施方式中，电极端子与第二部段12和第三部段13的相邻边缘成一直线，从而端子不突出。这些端子可经由夹子连接于导电线，并且/或者所述线可被焊接于端子上。还应该理解的是，电极端子可具有任何其它形状，并且可以设想的是，可使用适于将电极端子连接于电源的其它方式。

当电流流过气溶胶形成构件10a时，沟槽14压缩电场17，从而它基本上被容留在第一部段11内，如图4所示。图4中的虚线代表第一、第二和第三部段11、12、13之间的边界。因此，第一部段11主要地或被直接地加热升温，而第二和第三部段12、13相对地保持未被加热，但是应当理解的是，从第一部段11发出的热可能导致第二和第三部段12、13被稍微加热。

可以设想的是，本发明不限于包括沟槽以便使热容留在第一部段11内的气溶胶形成构件10a。如图5中所示的可替代实施方式中，材料片包括由化学地和/或机械地彼此相连的离散的(discrete，不连续的)部段制成的单个层。换句话说，第一部段11化学地和/或机械连接于第二和第三部段12、13。第一部段11由高电阻率的材料制成，而第二或第三部段12、13由具有低电阻率的材料形成，从而当电流流过第一部段时，电场被基本上容留在第一部段内。应该理解的是，第一部段还可形成有毛细结构，从而它在整个气溶胶形成构件上延伸。电阻率的差异导致第一部段11相对于第二和第三部段12、13加热升温。

在特定实施方式中，第一部段11包含诸如不锈钢丝网的导电材料，第二和第三部段12、13包括由玻璃纤维、玻璃纤维纱或任何其它非导电的和惰性的纤维材料制成的纤维幅片(web)或织物。第二和第三部段12、13的纤维幅片或织物可通过熔结而与第一部段11的丝网接合，也就是说，通过在接触区域中部分地熔化玻璃相(glass phase)而接合。

在可替代的未示出实施方式中，气溶胶形成构件包括材料片，该材料片包括与上面所述的未示出实施方式类似的多个层。但是，在这个实施方式中，材料片包括离散的部段(即，第一、第二和第三部段)，从而每个部段具有多个层。第一部段化学地和/或机械地连接于第二和第三部段。第一部段的至少一个层由高电阻率的材料制成，而第二或第三部段的层由具有低电阻率的材料形成，从而当电流流过第一部段时，电场被基本上容留在第一部段内。因此，第一部段相对于第二和第三部段加热升温。

在又一可替代的未示出实施方式中，材料片不包括离散的部分或沟槽，从而第一部段相对于第二和第三部段12、13被加热升温。这种实施方式的实例是这样的，即，其中材料片包括由玻璃纤维、玻璃纤维纱或任何其它非导电的和惰性的纤维材料制成的非导电纤维幅片或织物。纤维幅片或织物提供毛细结构、并且在整个材料片的所有部段上延伸。导电纤维或线在制造可加热的所述第一或中间部段时被结合于材料片的第一或中间部段中的纤维幅片或织物中。导电纤维或线可由不锈钢制成、或由诸如铬镍的加热丝合金制成。可替代地，导电纤维可以代替非导电纤维，并且导电导线(加热导线)可代替非导电纱。

应该认识到，气溶胶形成构件的可替代构造旨在落入本发明的范围内，在所述可替代构造中，热相对于第二和第三部段被容留在第一部段内。

现在参考图6，其示出了处于折叠状态或位置中的气溶胶形成构件10a。第二和第三部段12、13围绕第一部段11折叠，从而第二和第三部段12、13包围第一部段11并形成通道18。第二和第三部段12、13围绕第一部段11折叠，从而它们形成管或管状通道。第二和第三部段12、13的区域19a、19b重叠，从而通道18在围绕第一部段11的方向上被完全包围。第一部段11是平面的或平坦的、并且悬置在通道18中，从而它横跨通道18延伸。

应该理解的是，第二和第三部段12、13不必形成管状通道18。在可替代的未示出实施方式中，第二和第三部段12、13围绕第一部段11折叠，从而它们形成具有椭圆形、方形、矩形或任何其它类型的多边形横截面的通道。

还应该理解的是，第一部段11不限于是平面的或平坦的。在可替代的未示出实施方式中，第一部段11包括具有脊和槽的折皱部(corrugations，波纹部)，从而它沿循曲折的或振荡的路径、或正弦曲线。脊和槽可在与材料片的相对的长边缘12a、13a平行的方向上延伸。

在如图7所示的又一实施方式中，第三部段13被省去，从而气溶胶形成构件10c仅包括第一和第二部段11、12。第二部段12从第一部段11延伸、并且围绕第一部段11折叠，从而第二部段12形成通道18，并且第一部段11横跨通道18悬置。可替代地，第二部段12部分地包围第一部段11。例如，第二部段12可围绕第一部段的单个表面延伸，从而气溶胶形成构件的横截面具有半圆形状。

现在参考图8，气溶胶形成构件10a定位在由液相基质贮器(liquidreservoir matrix)形成的腔室壁25所限定的气溶胶腔室6中。液相基质贮器26包括毛细结构，例如相互连接的多孔结构或连通孔隙结构，从而它可保持溶液或液体。液相基质贮器26可由例如聚乙烯或聚酯纤维的纤维材料形成。

由腔室壁25限定的气溶胶腔室6的形状对应于气溶胶形成构件10a的形状，从而当气溶胶形成构件10a被接收在气溶胶腔室6中时，它接触腔室壁25。在图8所示的实施方式中，第二和第三部段12、13接触腔室壁25，但是应该理解的是，第二和第三部段12、13中的仅一个可接触腔室壁25。可替代地，如果气溶胶形成构件仅包括如图7所示的第二部段12，则仅第二部段与腔室壁25接触。还应该理解的是，不必要整个第二和/或第三部段12、13接触腔室壁25。例如，第二和/或第三部段的仅一部分可接触腔室壁25。

在本发明的实施方式中，第一部段11横跨气溶胶腔室6悬置，这可从图8理解。

有利地，液相基质贮器26不必由耐热材料制造，因为它通过在气溶胶输送装置1的工作期间基本上不被加热的第二和/或第三部段12、13而屏蔽了第一部段11的热。

液相基质贮器26保持溶液，所述溶液通过气溶胶形成构件10a形成气溶胶。溶液经由第二和第三部段12、13的毛细结构通过毛细作用而被抽取或吸收到气溶胶形成构件10a中。溶液扩散到气溶胶形成构件10a的整个毛细结构(即，第一、第二和第三部段11、12、13)。当第一部段11被加热升温时，溶液从第一部段11蒸发以便形成蒸汽，蒸汽在冷凝时形成可吸入的气溶胶。此后，以及甚至在加热期间，第一部段11通过毛细作用而被补充溶液，所述毛细作用将来自于液相基质贮器26的溶液经由第二和第三部段12、13移动到第一部段11。下面对此进行更详细地描述。

气溶胶形成构件10a的毛细作用可大于液相基质贮器26的毛细作用，以便诱导溶液从液相基质贮器26朝向气溶胶形成构件10a流动。毛细作用由相应的毛细结构的孔隙尺寸和润湿条件限定。

如前所述，使得气溶胶形成构件10a能够加热升温的电源可以是电池30。电池30由可安装在印刷电路板(PCB)上的控制器(未示出)和电子电路34控制。气溶胶形成构件10a的电极端子15、16分别电连接于如前所描述的电池30的正极端子和负极端子。当电流从电池30流出并且通过材料片时，材料片的电阻导致材料片的第一部段11温度增高。在材料片包括多个层的实施方式中，用作加热元件的导电层的电阻使得第一部段11温度增高，这进而使得第一部段11的相邻的非导电的第二和/或第三层加热升温。来自于电池30的电流、以及因此材料片的温度可通过开关电路(例如Power–MOSFET开关电路)控制，所述开关电路设置在被布置在壳体2内的PCB上。开关电路可例如通过使用温度传感器(未示出)提供温度的自动控制，或可通过设置于壳体2上的可由用户操纵的按钮或拨盘(未示出)而被控制。

现在将参考图1和8描述气溶胶输送装置1的操作。在使用中，用户可手动地激活气溶胶输送装置1，或者气溶胶输送装置1可在用户开始在气溶胶输送装置1上抽吸(puffing)时自动地被激活。这可通过压力传感器(未示出)获得，压力传感器安装在PCB上、并且经由连接通路35与充气腔室4连通。在任一实施方式中，当气溶胶输送装置被激活时，电池30在气溶胶形成构件10a的电极端子15、16之间提供电势差，使得电流在电极端子15、16之间流动，从而材料片的第一部段11温度增高。热由于沟槽14而被容留在第一部段11内，但是应当理解的是，热可通过如上所述的其它方式容留在第一部段内。此温度增高使得材料片的第一部段11的毛细结构中所保持的溶液蒸发，以便形成蒸汽。蒸汽与由用户经由充气腔室4和腔室入口31a而抽入气溶胶输送装置1中的空气混合。蒸汽与气溶胶腔室6中的空气混合，并且当这发生时，蒸汽冷凝并且形成小滴，从而产生可吸入的气溶胶。

根据以上所描述的实施方式中任一个的气溶胶形成构件10a被定位在壳体中，从而主表面20、21的平面与通过气溶胶腔室6的气流的方向平行或基本上对齐。因而，当溶液被保持在气溶胶形成构件10a中、并且它被加热升温从而溶液蒸发时，溶液在横向于气流方向的方向上蒸发。在毛细结构被暴露在材料片的两侧上的实施方式中，溶液从两侧在相反的方向上被蒸发，如图8中的箭头所示。蒸汽与空气混合，以便在由第二和/或第三部段12、13形成的通道18中形成气溶胶。通道18将气溶胶的流朝向用户引导通过气溶胶输送装置。此外，由于通道18，溶液从第一部段11的主表面20、21在朝向第二和第三部段12、13的主表面20、21的方向上蒸发。这导致降低了蒸汽在腔室壁和其它内部部件上冷凝的水平，因为第二和第三部段12、13的主表面20、21屏蔽了腔室壁和所述其它内部部件。此外，当气溶胶形成构件10a冷却时，保留在气溶胶腔室6中的冷凝于主表面20、21中的一个上的气溶胶也将在气溶胶形成构件10a被激活并再次加热时被重新吸收到它们的毛细结构中并被重新蒸发。

气溶胶形成构件10a的形成通道18的构造减少了冷凝形成在腔室壁、内部部件和/或壳体2的内壁上。因而，可以省去在一些传统气溶胶输送装置中所使用的海绵或用于吸收未被用户吸入的冷凝物的其它装置。这产生了更紧凑的气溶胶输送装置1、以及简化的制造工艺和减少的成本。此外，通过减少气溶胶和/或蒸汽冷凝到壳体2的内壁上的量，向壳体2传递的冷凝热可被减少，使得气溶胶输送装置1对于用户来说可更舒适地保持。

在气溶胶形成构件10a已被激活、并且气溶胶已在通道18中形成之后，当用户继续吸入时，气溶胶被抽吸通过通道18。然后，气溶胶通过腔室出口离开气溶胶腔室6，如图2中所示。然后，气溶胶通过设置在壳体2中的可选的气溶胶精炼(refining，净化)构件32，使得气溶胶被冷却。精炼构件32也可含有诸如薄荷醇的香味剂，所述香味剂在气溶胶经由设置在口件3中的出口孔7进入用户的口中之前被释放到气溶胶的流中。同时，由于如上所述的毛细结构的毛细管效应以及正在与液相基质贮器26接触的第二和/或第三部段，所以已经从材料片的第一部段11的毛细结构蒸发的溶液被来自于液相基质贮器26的新鲜溶液替换。新鲜空气经由入口孔5、充气腔室4和腔室入口31a而进入通道18。在一个实施方式中，压降元件或阻流器33设置在充气腔室4中，从而进入气溶胶腔室6中的空气流可被控制。阻流器33可由简单的孔或洞组成、并且可与壳体2中的入口孔5相同。可替代地，阻流器可包括类似于传统香烟的用于提供流阻的香烟滤嘴的多孔体。

现在参考图9，示出了气溶胶形成构件60a的另一实施方式。气溶胶形成构件60a包括材料片，该材料片具有在第二和第三部段62、63之间延伸的第一部段61。第一部段61相对于第二和第三部段62、63成直角，并且第二和第三部段62、63面向彼此。因而，材料片具有限定通道68的U形横截面。

应该理解的是，材料片不限于具有U形横截面。因而，第二和第三部段62、63不限于从第一部段61以直角延伸。第二和第三部段62、63可相对于第一部段61以斜角(oblique angle)延伸。第二和第三部段62、63可朝向彼此延伸、或彼此背离。

气溶胶形成构件60a类似于上面参考图1和8所描述的气溶胶形成构件10a的实施方式，所以将省去详细描述。但是，应该理解的是，材料片具有两个相对的主表面66、67，并且材料片可形成有沟槽(未示出)，从而当电流流过材料片时，第一部段61相对于第二和第三部段62、63被加热升温。

可替代地，第一部段61可被构造成根据上面参考图1到8描述的实施方式中的任一个而相对于第二和第三部段62、63加热升温。此外，应理解的是，气溶胶形成构件60a具有连通孔隙结构、泡沫结构或互连的孔网络，所有这些形成毛细结构。毛细结构使得气溶胶形成构件60a能够依靠毛细作用带走或吸收溶液。材料片可包括根据参考图1到8描述的各个实施方式的单个层或多个层。

还可设想的是，在可替代的未示出实施方式中省去第三部段63，从而材料片仅包括相对于彼此以一角度延伸的第一部段61和第二部段62，例如，气溶胶形成构件可具有L形横截面。在这个实施方式中，第一部段被构造成：通过使用如上所述的沟槽或不同材料、或被构造使热容留于第一部段的任何其它装置而相对于第二部段被加热升温。

现在参考图10，其示出了气溶胶输送装置51的横截面，该气溶胶输送装置类似于图1中所示的气溶胶输送装置，但是，气溶胶输送装置51包括如参考图9所描述的两个气溶胶形成构件60a。

气溶胶输送装置51类似于参考图1和2描述的气溶胶输送装置，所以将省去详细描述。但是，应当理解的是，气溶胶输送装置包括具有口件(未示出)的壳体52、以及延伸通过壳体的通路。通路包括入口孔、充气腔室、腔室入口、气溶胶腔室56、腔室出口和出口孔。

参考图9描述的两个气溶胶形成构件60a被定位在气溶胶腔室56中。气溶胶腔室56由腔室壁限定，腔室壁包括两个相对的腔室侧壁73、74和两个相对的腔室主壁75、76。每个腔室主壁75、76包括液相基质贮器77、78。液相基质贮器77、78包括毛细结构(例如相互连接的多孔结构或连通孔隙结构)，从而它可保持溶液或液体。液相基质贮器77、78可由例如聚乙烯纤维的纤维材料形成。

气溶胶形成构件60a的毛细作用可大于基质贮器77、78的毛细作用，以便诱导溶液从液相基质贮器77、78朝向气溶胶形成构件60a流动。毛细作用由各自的毛细结构的孔隙尺寸和润湿条件限定。

热屏蔽部79沿液相基质贮器77、78中的每一个定位，从而热屏蔽部79面向气溶胶腔室56。当气溶胶形成构件60a的温度增加时，热屏蔽部79保护液相基质贮器77、78免于过热。此外，热屏蔽部79保护各个液相基质贮器纤维免于朝向被加热的部段61延伸。热屏蔽部79是多孔的，以便能够横跨液相基质贮器77、78对气溶胶形成构件60a实现毛细管效应。热屏蔽部79可由诸如氧化不锈钢丝网、或诸如玻璃或碳纤维织物的惰性织物的薄的非导电材料形成。应该理解的是，热屏蔽部79是可选的。

还应该理解，本发明不限于包括两个液相基质贮器77、78。它可包括多于两个的液相基质贮器。例如，它可包括液相基质贮器的多个离散部分。离散部分的特征可在于不同的毛细作用，以便优化朝向气溶胶形成构件60a的溶液流。在可替代的实施方式中，仅一个腔室主壁75、76包括液相基质贮器，并且另一腔室主壁可由无孔材料制成。

每个材料片均被定位在气溶胶腔室56中，从而它们的第二和第三部段62、63是彼此平行的或对齐的、并且与腔室主壁75、76的液相基质贮器77、78接触。但是，应该理解的是，每个材料片的仅第二或第三部段62、63、或第二和/或第三部段62、63的一部分与腔室主壁75、76接触。如果气溶胶腔室56设置有热屏蔽部79，则第二和第三部段62、63是平行的或对齐的、并且与所述热屏蔽部79接触。类似地，每个材料片的仅第二或第三部段62、63或第二和/或第三部段62、63的一部分可与热屏蔽部79接触。

材料片定位在气溶胶腔室56中，从而每个第一部段61横跨气溶胶腔室56悬置，或更具体地，悬置在腔室主壁75、76之间。每个材料片的第一部段61彼此平行，但是这是可选的。

材料片的定位使得第一部段61连同腔室主壁75、76一起来限定中心通道80。

每个材料片的端部82、83被夹置在壳体52与热屏蔽部79之间，如图10中所示。这使得每个材料片能够被保持在位。在气溶胶腔室56未设置有热屏蔽部79的实施方式中，材料片的端部82、83被夹置在壳体52与腔室主壁75、76之间。

气溶胶输送装置51进一步包括电池(未示出)以及优选地安装在印刷电路板(PCB)(未示出)上的电子电路(如参考图1和8所描述的)，并且气溶胶输送装置51被构造为类似于参考图1和8描述的气溶胶输送装置1，从而如图10所示的气溶胶形成构件60a的端部82、83分别电连接于电池的正极端子和负极端子。当电流从电池流出并且通过每个气溶胶形成构件60a的材料片时，电阻使得每个材料片的第一部段61相对于它们的第二和第三部段62、63温度增高。

可设想的是，气溶胶输送装置51可包括单个气溶胶形成构件60a、或者两个或更多个气溶胶形成构件60a。

现在将参考图8和9描述气溶胶输送装置51的操作。类似于参考图1到6描述的气溶胶输送装置1，用户可手动地激活气溶胶输送装置51，或者气溶胶输送装置51可在用户开始在气溶胶输送装置1上抽吸时自动地被激活。这可通过压力传感器(未示出)获得，压力传感器安装在PCT上、并且与在入口孔与气溶胶腔室56之间延伸的充气腔室4连通。在任一个实施方式中，当气溶胶输送装置51被激活时，电池在气溶胶形成构件60a的每个材料片的端部82、83或电极端子之间提供电势差，使得电流在每个材料片的端部82、83之间流动。这使得每个材料片的第一部段61温度增高。此温度增高使得被保持在每个材料片的第一部段61的毛细结构中的溶液蒸发，以便形成蒸汽。蒸汽与由用户抽入到气溶胶输送装置51中的空气混合。蒸汽与气溶胶腔室56中的空气混合，并且当这发生时，蒸汽冷凝并且形成小滴，从而产生可吸入的气溶胶。

气溶胶形成构件被定位在壳体中，从而主表面66、67的平面平行于气流的方向。因而，当溶液被保持在每个气溶胶形成构件60a中、并且它们被加热升温从而使得溶液蒸发时，溶液在横向于气流方向的方向上蒸发。在毛细结构被暴露在材料片的两侧上的实施方式中，溶液从两侧在相反的方向上蒸发，如由图10中的箭头所示。蒸汽在每个材料片的通道68以及中心通道80中产生。蒸汽与流动通过通道68、80的空气混合，从而形成气溶胶。此外，通道68、80将气溶胶的流朝向用户引导通过气溶胶输送装置51。此外，由于通道68，溶液从第一部段61的主表面67在朝向第二和第三部段62、63的主表面67的方向上蒸发。这导致降低了蒸汽在腔室壁和其它内部部件上冷凝的水平，因为第二和第三部段62、63的主表面67至少部分地屏蔽了腔室壁和所述其它内部部件。积聚在第二和第三部段62、63的主表面67上的任何冷凝物将在气溶胶形成构件60a被再次加热时被重新吸收到气溶胶形成构件60a的毛细结构中并被蒸发。此外，当气溶胶形成构件60a冷却时，保留在气溶胶腔室56中的气溶胶可冷凝在每个材料片的主表面66、67上，从而当气溶胶形成构件60a被重新激活并被再次加热时，它也被重新吸入到气溶胶形成构件60a的毛细结构中并且被重新蒸发。由形成在通道80中的蒸汽/气溶胶而产生的并且沉积在腔室主壁75、76的内表面上的冷凝物将被重新吸收入到基质贮器77、78的毛细结构中，并且以那种方式重新供应到气溶胶形成构件60a。

类似于参考图1到6描述的气溶胶形成构件10a，图8和9中所示的气溶胶形成构件的通道68、80还减少冷凝物在腔室壁、内部部件和/或壳体52的内壁上形成，因为它们将气溶胶引导通过气溶胶输送装置51的部分。因而，可以省去在一些传统气溶胶输送传递装置中所使用的海绵或用于吸收未被用户吸入的冷凝气溶胶的其它装置。这产生了更紧凑的气溶胶输送装置51、以及简化的制造工艺和减少的成本。此外，通过减少气溶胶和/或蒸汽冷凝到壳体52的内壁上的量，向壳体52传递的冷凝热可被减少，使得气溶胶输送装置51对于用户来说可更舒适地保持。

在气溶胶形成构件60a已被激活、并且气溶胶已在通道68、80中形成之后，当用户继续吸入时，气溶胶被抽吸通过通道68、80。然后，气溶胶通过腔室出口离开气溶胶腔室56。然后，气溶胶通过设置在壳体52中的可选的气溶胶精炼构件(未示出)，使得气溶胶被冷却。精炼构件也可含有诸如薄荷醇的香味剂，所述香味剂在气溶胶经由设置在口件中的出口孔进入用户的口中之前被释放到气溶胶的流中。同时，由于毛细结构的毛细管效应以及正在与液相基质贮器77、78接触的第二和/或第三部段，所以已经从材料片的毛细结构蒸发的溶液被来自于液相基质贮器77、78的新鲜溶液替换。新鲜空气经由入口孔、充气腔室和腔室入口而进入通道68、80。在一个实施方式中，压降元件或阻流器(未示出)定位在充气腔室中，从而进入气溶胶腔室56中的空气流可被控制。阻流器可由简单的孔或洞组成、并且可与壳体52中的入口孔相同。可替代地，阻流器可包括类似于传统香烟的用于提供流阻的香烟滤嘴的多孔体。

在本文描述的实施方式中的任一个中，气溶胶形成构件10a、10b、10c、60a包括具有第一部段和第二部段的材料片，其中第一部段相对于第二部段以一角度延伸以便形成通道。此外，第一部段被构造成相对于第二部段被加热，并且在气溶胶形成构件还包括第三部段的实施方式中，第一部段还被构造成相对于第三部段被加热。第一部段相对于第二和第三部段被加热应当被理解成：第一部段被加热到足够的温度以便蒸发所使用的溶液，但是，虽然第二和第三部段可被加热，它们却不被加热到足以使所使用的溶液蒸发的温度。例如，如果溶液具有100°摄氏度的沸点，则第一部段被构造成被加热到100℃以上，而第二和第三部段被构造成不被加热到100℃以上。第二和第三部段可被构造成使得它们不被加热到高于可能影响腔室壁的功能的特定温度以上。

应该理解的是，根据本发明的气溶胶形成构件和/或液相基质贮器不限于与本文所描述和示出的气溶胶输送装置一起使用。根据本发明的气溶胶形成构件和/或液相基质贮器可用在任何合适的气溶胶输送装置中。

气溶胶输送装置1、51的气溶胶形成构件10a、60a的上述实施方式被描述为与溶液一起使用。应该理解的是，该溶液可包括可对用户具有刺激作用的某些成分或物质。这些成分或物质可以是可适于通过吸入而被输送的任何类型。保持有或溶解有所述成分或物质的溶液可主要包括水、乙醇、甘油、丙二醇或前述溶剂的混合物。通过在易挥发溶剂(诸如乙醇和/或水)中的充分高度地稀释，甚至以其它方式难以蒸发的物质也可以基本上以无残渣的方式蒸发，并且液体材料的热分解可被避免或显著地减少。

应该理解的是，本文所使用的术语“通道”不限于特定的横截面。此外，通道可围绕通道的纵向轴线被完全地包围，但是还应当认识的是，通道可能不被包围、而是沿与通道的纵向轴线平行的部段是开放的。

还可设想的是，根据任一个上述实施方式中的气溶胶形成构件10a、60a可被氧化或被涂覆有非导电材料以便防止短路。

为了解决不同的问题并提高技术，本公开的整体内容通过展示的方式呈现了不同的实施方式，在所述不同的实施方式中，所要求保护的发明可被实践、并且提供了优良的气溶胶形成构件、气溶胶输送装置部件和气溶胶输送装置。本公开的优点和特征仅是实施方式的代表性示例，并且并非是穷尽性的和/或排他性的。它们被呈现仅是为了帮助理解和教导所要求保护的特征。应当理解的是，本公开的优点、实施方式、实例、功能、特征、结构、和/或其它方面不应被考虑为是对如由权利要求书所限定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制，并且可在不脱离公开的范围和/或精神的情况下使用其它实施方式、并且可进行修改。不同的实施方式可适当地包括、包含、或基本上包含所公开的元件、部件、特征、部件、步骤、装置等的不同组合。此外，本公开包括目前未要求保护、但是可能在未来要求保护的其它发明。

Claims (23)

1.一种气溶胶形成构件，包括材料片，所述材料片被构造成依靠毛细作用带走并加热溶液，所述材料片具有第一部段和第二部段，所述第一部段相对于所述第二部段以一角度延伸，其中，所述第一部段被构造成相对于所述第二部段而被加热。

2.根据权利要求1所述的气溶胶形成构件，其中，所述第二部段围绕所述第一部段延伸，以便形成所述第一部段悬置于其中的通道。

3.根据权利要求1或2所述的气溶胶形成构件，其中，所述材料片进一步包括从所述第一部段延伸的第三部段。

4.根据权利要求3所述的气溶胶形成构件，其中，所述第一部段被构造成相对于所述第三部段被加热。

5.根据权利要求3或4所述的气溶胶形成构件，其中，所述第二部段和所述第三部段围绕所述第一部段延伸，以便形成所述第一部段悬置于其中的通道。

6.根据权利要求3、4或5所述的气溶胶形成构件，其中，所述第一部段在所述第二部段与所述第三部段之间延伸，并且所述第二部段和所述第三部段相对于所述第一部段以一角度延伸以便形成一通道。

7.根据权利要求6所述的气溶胶形成构件，其中，所述材料片具有U形横截面。

8.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶形成构件，其中，所述第一部段是平面的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶形成构件，其中，所述材料片包括被构造成依靠毛细作用带走溶液的毛细结构。

10.根据权利要求9所述的气溶胶形成构件，其中，所述毛细结构暴露在所述材料片的两侧上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的气溶胶形成构件，其中，所述材料片包括能够被加热的第一层以及包括毛细结构的第二层。

12.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶形成构件，其中，所述材料片形成有沟槽，所述沟槽在所述第二部段和/或所述第三部段上朝向所述第一部段延伸，以便使得所述第一部段相对于所述第二部段和/或所述第三部段被加热。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的气溶胶形成构件，其中，各个部段是接合在一起的离散部分，并且所述第一部段由能够相对于其它部段或多个其它部段的材料被加热的材料制成。

14.根据权利要求1至11中任一项所述的气溶胶形成构件，其中，所述材料片由第一纤维组形成，并且第二纤维组被结合到所述第一部段中，其中，所述第二纤维组能够相对于所述第一纤维组被加热。

15.一种气溶胶输送装置部件，包括：经由由腔室壁限定的气溶胶腔室而流体地连通的空气入口和空气出口；以及根据权利要求1至14中任一项所述的气溶胶形成构件，其中，所述气溶胶形成构件至少部分地定位在所述气溶胶腔室中。

16.根据权利要求15所述的气溶胶输送装置部件，其中，所述材料片包括与通过所述气溶胶腔室的空气流的方向对齐的两个相对的主表面。

17.根据权利要求15或16所述的气溶胶输送装置部件，其中，所述第二部段的至少一部分接触所述腔室壁，并且所述第一部段横跨所述气溶胶腔室悬置。

18.根据权利要求15至17所述的气溶胶输送装置部件，其中，所述气溶胶腔室的形状对应于所述气溶胶形成构件的形状，从而所述气溶胶形成构件接触所述腔室壁。

19.根据权利要求15至18所述的气溶胶输送装置部件，其中，所述腔室壁包括被构造成为所述气溶胶形成构件补充溶液的液相基质贮器。

20.根据权利要求19所述的气溶胶输送装置部件，其中，所述液相基质贮器具有毛细结构。

21.根据权利要求20所述的气溶胶输送装置部件，其中，至少所述第二部段接触所述液相基质贮器，并且所述气溶胶形成构件的毛细结构和所述液相基质贮器的毛细结构彼此流体地连通。

22.根据权利要求15至21中任一项所述的气溶胶输送装置部件，所述气溶胶输送装置部件进一步包括被定位在所述气溶胶腔室中抵靠所述腔室壁的热屏蔽部。

23.一种气溶胶输送装置，包括根据权利要求15至22所述的气溶胶输送装置部件或根据权利要求1至14所述的气溶胶形成构件。