CN107529825A - 用于气溶胶生成***的筒 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于气溶胶生成***的筒。所述筒包含用于容纳气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和加热器组件。所述加热器组件包含固定到所述壳体并且跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件。所述至少一个加热器元件界定允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，所述多个孔口具有不同大小。还提供一种筒，其中所述至少一个加热器元件包括沿着其长度延伸的导电丝阵列和横向于所述导电丝延伸的多个横向丝。至少一些的所述横向丝跨越所述至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸并且沿着所述至少一个加热器元件的长度交错。

Description

用于气溶胶生成***的筒
技术领域
本发明涉及气溶胶生成***和用于气溶胶生成***的筒，所述筒包括适用于蒸发气溶胶形成基质的加热器组件。确切地说，本发明涉及手持式气溶胶生成***，例如电操作吸烟***。本发明的方面涉及用于气溶胶生成***的筒和用于制造那些筒的方法。
背景技术
一种类型的气溶胶生成***是电操作吸烟***。由包括电池和控制电子元件的装置部分以及包括气溶胶形成基质供给和电操作蒸发器的筒部分组成的手持电操作吸烟***是已知的。包括气溶胶形成基质供给和蒸发器的筒有时被称作“雾化筒”。蒸发器通常是加热器组件。在一些已知实例中，气溶胶形成基质是液体气溶胶形成基质，并且蒸发器包括缠绕在浸没于液体气溶胶形成基质中的细长芯周围的加热器电线线圈。筒部分通常不仅包括气溶胶形成基质供给和电操作加热器组件，而且还包括烟嘴，使用者在使用时吮吸所述烟嘴以将气溶胶抽吸到他们的口中。
因此，通过加热来蒸发气溶胶形成液体以形成气溶胶的电操作吸烟***通常包括缠绕在容纳液体的毛细管材料周围的电线线圈。通过电线的电流导致电线的电阻加热，这蒸发毛细管材料中的液体。毛细管材料通常保持在气流路径内，使空气得以抽吸经过芯并且夹带蒸气。蒸气随后冷却以形成气溶胶。
此类型的***在生成气溶胶上可为有效的，但以低成本并且可重复方式制造还是一件具有挑战的事情。此外，芯和线圈组件以及相关的电连接可能是易碎的并且很难处置。
需要提供一种具有加热器组件的适用于气溶胶生成***(例如手持电操作吸烟***)的筒，所述加热器组件制造起来廉价并且是稳固的。此外，需要提供一种具有加热器组件的用于气溶胶生成***的筒，所述加热器组件与之前气溶胶生成***中的加热器组件一样有效率或比其更有效率。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于气溶胶生成***的筒，其包括：存储部分，其包括用于容纳气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和加热器组件，其包括固定到所述壳体并且跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件具有允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且其中所述多个孔口具有不同大小。
通过提供具有允许流体通过至少一个加热器元件的多个孔口的至少一个加热器元件，至少一个加热器元件是流体可渗透的。这意味着，呈气相和可能呈液相的气溶胶形成基质可以容易地通过至少一个加热器元件并且因此通过加热器组件。
通过改变孔口的大小，可以视需要改变通过加热器元件的流体流量，例如以提供改进的气溶胶特征。举例来说，可以通过使用具有不同大小的孔口来改变抽吸通过加热器组件的气溶胶的量。
如本文所用，术语“变化(vary/varies’)”和“不同(differ/differs/different)”是指超过标准制造公差的偏差，并且具体来说，指彼此偏差至少5％的值。这包含(但不限于)大多数孔口的大小基本上相同并且少数孔口(例如一个或两个孔口)的大小不同的实施例，以及任何合适数目的孔口(例如至少5％的孔口)的大小与剩余孔口的大小不同的实施例。
如本文中所使用，“导电”意味由具有1×10-4Ωm或更小的电阻率的材料形成。如本文中所使用，“电绝缘”意味由具有1×104Ωm或更大的电阻率的材料形成。
在某些优选实施例中，所述开口的第一区域中孔口的大小大于所述开口的第二区域中孔口的大小。这有利地使得通过至少一个加热器元件并且因此通过加热器组件的流体流量可视需要通过基于气溶胶生成***的特征布置第一和第二区域进行选择。举例来说，第一和第二区域中孔口的大小、或第一和第二区域的相对位置可以基于气溶胶生成***的气流特征或加热器组件的温度分布或两者进行选择。在一些实施例中，第一区域可以相对于第二区域朝开口中心定位。在其它实施例中，第二区域可以相对于第一区域朝开口中心定位。
孔口的大小可以在开口的第一与第二区域之间逐渐变化。或者或另外，孔口的大小可以在开口的第一与第二区域之间以逐步方式增大。在孔口的大小在开口的第一与第二区域之间逐渐变化时，孔口优选通过蚀刻形成。
在一些实施例中，孔口的大小朝开口的中心部分减小。通过这种布置，通过开口的中心部分的流体流量相对于开口的外周减小。取决于加热器组件的温度分布或筒意图用于的气溶胶生成***的气流特征，这可能是有利的。这包含孔口的大小朝开口的中心部分在两个维度上(也就是说，在开口的高度和宽度两个方向上)减小的实施例，以及孔口的大小朝开口的中心部分在仅一个维度上减小的实施例。
在一些实施例中，加热器组件包括跨越开口的宽度延伸的多个加热器元件，其中最接近于开口的中心部分延伸的加热器元件包括的多个孔口的大小小于加热器组件中的其它加热器元件的孔口的大小。在一个特定实施例中，加热器组件包括跨越开口的宽度延伸的三个加热器元件，其中中间加热器元件包括的多个孔口的大小小于两个外部加热器元件的孔口的大小。
在某些优选实施例中，所述孔口的大小朝所述开口的中心部分增大。换句话说，朝开口中心的至少一个孔口的大小大于更远离开口中心的至少一个孔口的大小。这种布置使得更多气溶胶能够在开口中心通过加热器元件，并且在开口中心为最重要蒸发区域的筒中(例如在加热器组件的温度在开口中心更高的筒中)可以是有利的。这包含孔口的大小朝开口的中心部分在两个维度上(也就是说，在开口的高度和宽度两个方向上)增大的实施例，以及孔口的大小朝开口的中心部分在仅一个维度上增大的实施例。
在一些实施例中，加热器组件包括跨越开口的宽度延伸的多个加热器元件，其中最接近于开口的中心部分延伸的加热器元件包括的多个孔口的大小大于加热器组件中的其它加热器元件的孔口的大小。在一个特定实施例中，加热器组件包括跨越开口的宽度延伸的三个加热器元件，其中中间加热器元件包括的多个孔口的大小大于两个外部加热器元件的孔口。
如本文所用，术语开口的“中心部分”是指开口的远离开口外周并且面积小于开口总面积的一部分。举例来说，中心部分的面积可以是开口总面积的小于约80％、优选小于约60％、更优选小于约40％、最优选小于约20％。
多个孔口可以包括具有基本上相同大小的第一组孔口和一组或多组其它具有更小大小的孔口。在此类实施例中，第一组孔口可以相对于一组或多组其它孔口更远离开口的中心部分。在替代性实施例中，第一组孔口可以相对于一组或多组其它孔口更接近开口的中心部分。
或者，每个孔口可以具有不同大小。
多个孔口的大小可以朝开口中心逐渐增大。或者或另外，孔口的大小可以朝开口中心以逐步方式增大。
在以上实施例中的任一个中，位于开口的中心部分中的孔口的平均大小可以不同于在开口的中心部分外部的孔口的平均大小。举例来说，位于开口的中心部分中的孔口的平均大小可以小于在开口的中心部分外部的孔口的平均大小。优选地，位于开口的中心部分中的孔口的平均大小大于在开口的中心部分外部的孔口的平均大小。在某些优选实施例中，位于开口的中心部分中的孔口的平均大小比在开口的中心部分外部的孔口的平均大小大至少10％、优选至少20％、更优选至少30％。
至少一个加热器元件可以包括一个或多个导电材料片材，已经例如通过冲压或蚀刻从所述导电材料片材去除材料以形成多个孔口。在优选实施例中，所述至少一个加热器元件包括导电丝阵列，其沿着所述至少一个加热器元件的长度延伸，所述多个孔口由所述导电丝之间的空隙界定。在此类实施例中，多个孔口的大小可以通过增大或减小相邻丝之间的空隙的大小而变化。这可以通过改变导电丝的宽度、或改变相邻丝之间的间隔、或改变导电丝的宽度和相邻丝之间的间隔两者而实现。
优选地，加热器元件的至少一部分与开口外周间隔开一定距离，所述距离大于加热器元件的所述部分的空隙的尺寸。
如本文所用，术语“丝”是指布置于两个电接触点之间的电路径。丝可以分别任意地分支和分叉为若干路径或丝，或可以从若干电路径聚集为一个路径。丝可以具有圆形、正方形、平坦形或任何其它形式的横截面。在优选实施例中，丝具有基本平坦的横截面。丝可以以笔直或弯曲方式布置。
导电丝可以是基本平坦的。如本文中所使用，“基本平坦”优选地意味在单个平面中形成并且例如不卷绕或以其它方式顺应以适合曲面或其它非平面形状。平坦加热器组件可以在制造期间轻易地处理并且提供稳固的结构。
导电丝界定丝之间的空隙。在某些实施例中，空隙的宽度是约10微米与约100微米、优选约10微米到约60微米。优选地，丝引起空隙中的毛细管作用，使得在使用中，待蒸发的材料(例如液体)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。
导电丝的直径可以在8微米与100微米之间，优选8微米与50微米之间，并且更优选8微米与39微米之间。丝可以具有圆形横截面或可以具有例如扁平横截面。优选地，导电丝是基本平坦的。在导电丝为基本平坦时，术语“直径”是指导电丝的宽度。
导电丝可以具有不同直径。这可以使得加热器元件的温度分布可视需要改变，例如以增加加热器元件在开口的中心部分中的温度。
单个加热器元件的导电丝阵列的面积可以较小，优选小于或等于25平方毫米，允许其并入到手持***中。加热器元件可以是例如矩形，并且长度是约5毫米并且宽度是约2毫米。在一些实例中，宽度在2毫米以下，例如宽度是约1毫米。加热器元件的宽度越小，越多的加热器元件可以串联连接在本发明的加热器组件中。使用串联连接的较小宽度的加热器元件的优点在于，加热器元件组合的电阻增大。
导电丝可以包括任何合适的导电材料。合适的材料包含(但不限于)：例如掺杂陶瓷的半导体、“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材料制成的复合材料。此类复合材料可以包括掺杂或未掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的实例包含掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的实例包含不锈钢；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，基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。是Titanium Metals Corporation的注册商标。丝可以涂布有一种或多种绝缘体。用于导电丝的优选材料是304、316、304L和316L不锈钢，以及石墨。
导电丝可以沿着其对应的长度不连接并且仅在每个末端连接。此类布置可以产生高水平的电效率。在某些优选实施例中，所述至少一个加热器元件进一步包括多个横向丝，其横向于所述导电丝阵列延伸并且所述导电丝阵列中的相邻丝通过其连接，其中所述多个孔口由所述导电丝之间的所述空隙和所述横向丝之间的空隙界定。
横向丝增加至少一个加热器元件的刚度或结构稳定性。这可以降低在组装和使用期间至少一个加热器元件损坏的风险。这还可以通过减少不同加热器元件之间的变化来改进加热器组件组装的便利性并且改进制造可重复性。提供这种类型的加热器组件具有优于常规芯与线圈布置的若干优点。可以使用容易获得的材料并且使用大批量生产技术低成本地制造加热器组件。加热器组件较稳固，允许其在制造期间被处置和固定到气溶胶生成***的其它部分，并且尤其形成可拆卸的筒的部分。
横向丝可以在任何合适的横向方向上延伸，并且彼此可以或可以不基本上平行。举例来说，横向丝彼此可以基本上平行并且与导电丝阵列成约30度到约90度的角度布置。在某些实施例中，横向丝彼此基本上平行并且基本上垂直于导电丝阵列延伸。
在至少一个加热器元件包括多个横向丝时，横向丝之间的空隙可以基本上恒定，并且孔口的大小通过改变导电丝阵列中的丝之间的空隙的大小而变化。优选地，所述横向丝之间的所述空隙跨越所述至少一个加热器元件的长度、宽度或长度和宽度变化，使得所述多个孔口具有不同长度。在横向元件之间的空隙跨越至少一个加热器元件的长度变化时，这可以通过改变横向丝的宽度、或改变相邻横向丝之间的间隔、或改变横向丝的宽度和相邻横向丝之间的间隔两者而实现。
横向丝的直径可以在8微米与100微米之间，优选8微米与50微米之间，并且更优选8微米与39微米之间。横向丝可以具有圆形横截面或可以具有例如扁平横截面。优选地，横向丝是基本平坦的。在横向丝为基本平坦时，术语“直径”是指导电丝的宽度。
在优选实施例中，导电丝与横向丝具有基本上相同的直径。在优选实施例中，导电丝和横向丝都是基本平坦的。
多个横向丝中的一个或多个可以跨越加热器元件的整个宽度延伸。或者或另外，至少一些、优选基本上所有的多个横向丝跨越至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸。在此类实施例中，两个或更多个横向丝可以按同轴关系布置，使得那些横向丝一起跨越至少一个加热器元件的整个宽度沿着基本直线延伸。在某些优选实施例中，至少一些、优选基本上所有的所述多个横向丝跨越所述至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸并且沿着所述至少一个加热器元件的长度交错。换句话说，跨越加热器元件的宽度的连续横向丝在加热器元件的长度方向上偏移。
在某些优选实施例中，至少一些、优选基本上所有的多个横向丝跨越两个导电丝之间的仅单个空隙延伸并且沿着加热器元件的长度交错。通过这种布置，后续横向丝之间沿着阵列中的每个丝的长度的间隔减小，减少每个丝的未支撑于其任一侧上的量。因此，相邻横向丝之间的空隙和孔口的长度可以增加而不会不利地影响加热器元件的强度或刚度。这可以允许加热器元件的流体流量特征和筒的气溶胶递送特征视需要变化而不会不利地影响加热器元件的刚度或结构稳定性。
多个横向丝可以由任何合适的材料形成。举例来说，多个横向丝可以由电绝缘材料形成。在某些优选实施例中，所述横向丝是导电的。在此类实施例中，横向丝可以由上文关于导电丝阵列所述的任何材料形成。优选地，多个横向丝由与导电丝阵列相同的材料形成。
在某些优选实施例中，至少一些、优选基本上所有的多个横向丝是导电的，并且跨越两个导电丝之间的仅单个空隙延伸并且沿着加热器元件的长度交错。通过这种布置，阵列中的丝与横向丝之间的接合点各自界定三个电路径。这与常规网格加热器元件形成对比，在所述常规网格加热器元件中，丝之间的接合点各自界定四个电路径。不希望受任何特定理论束缚，认为通过减少导电横向元件的数目并且因此减少电路径的数目，本发明的加热器元件可以更好地维持跨越加热器元件的电流方向，导致跨越加热器元件区域的温度分布的变化性降低、产生更少热点，并且这可以降低性能的变化性。
另外，通过使横向丝沿着长度方向交错。
根据本发明的第二方面，提供一种用于气溶胶生成***的筒，其包括存储部分，其包括用于容纳气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和加热器组件，其包括固定到所述壳体并且跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件包括导电丝阵列，其沿着所述至少一个加热器元件的长度延伸，和多个横向丝，其横向于所述导电丝阵列延伸、所述导电丝阵列中的相邻丝通过其连接，其中所述导电丝之间的空隙和所述横向丝之间的空隙界定允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且其中至少一些、优选基本上所有的所述多个横向丝跨越所述至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸并且沿着所述至少一个加热器元件的长度交错。
通过这种布置，后续横向丝之间沿着阵列中的每个丝的长度的间隔减小，减少每个丝的未支撑于其任一侧上的量。因此，相邻横向丝之间的空隙和孔口的长度可以增加而不会不利地影响加热器元件的强度或刚度。这可以允许加热器元件的流体流量特征和筒的气溶胶递送特征视需要变化而不会不利地影响加热器元件的刚度或结构稳定性。
多个横向丝可以由任何合适的材料形成。举例来说，多个横向丝可以由电绝缘材料形成。在某些优选实施例中，所述横向丝是导电的。在此类实施例中，横向丝可以由上文关于导电丝阵列所述的任何材料形成。优选地，多个横向丝由与导电丝阵列相同的材料形成。
在某些优选实施例中，至少一些、优选基本上所有的多个横向丝是导电的。
通过这种布置，阵列中的丝与横向丝之间的接合点各自界定三个电路径。这与常规网格加热器元件形成对比，在所述常规网格加热器元件中，丝之间的接合点各自界定四个电路径。不希望受任何特定理论束缚，认为通过减少导电横向元件的数目并且因此减少电路径的数目，本发明的加热器元件可以更好地维持跨越加热器元件的电流方向，导致跨越加热器元件区域的温度分布的变化性降低、产生更少热点，并且这可以降低性能的变化性。
多个导电横向丝中的一个或多个可以跨越加热器元件的整个宽度延伸。在某些优选实施例中，至少一些、优选基本上所有的多个横向丝跨越两个导电丝之间的仅单个空隙延伸并且沿着加热器元件的长度交错。
通过这种布置，至少一个加热器元件的结构稳定性可以使用更少横向丝来增加或维持，因为对于既定数目的横向丝，后续横向丝之间沿着长度并且在阵列中的每个丝任一侧上的间隔减小。因此，相邻横向丝之间的空隙和孔口的长度可以增加而不会不利地影响加热器元件的强度或刚度。
在以上实施例中的任一个中，在加热器元件包括导电丝阵列和多个横向丝时，这些丝优选各自直径是约8微米到约100微米、优选约8微米到约50微米、更优选约8微米到约30微米。丝可以具有圆形横截面或可以具有例如扁平横截面。优选地，导电丝和横向丝是基本平坦的。在丝为基本平坦时，术语“直径”是指丝的宽度。在丝为基本平坦时，至少一个加热器元件优选包括一个或多个导电材料片材，已经例如通过冲压或蚀刻从所述导电材料片材去除材料以形成丝。
导电丝或多个横向丝或这两者可以具有不同直径。这可以使得加热器元件的温度分布可视需要改变，例如以增加加热器元件在开口的中心部分中的温度。
在以上实施例中的任一个中，多个孔口可以具有任何合适的大小或形状。在一些实施例中，多个孔口中的每一个在加热器元件的长度方向上是细长的。有利地，通过在加热器元件的长度方向上为细长的，通过加热器元件的电流方向可以得到更好维持。在此类实施例中，多个孔口各自的宽度可以是约10微米到约100微米、优选约10微米到约60微米。使用具有这些概略尺寸的孔口使得气溶胶形成基质的弯月面可形成于孔口中，并且使得加热器组件的加热器元件可通过毛细管作用抽吸气溶胶形成基质。
所述筒包括存储部分，其包括用于容纳气溶胶形成基质的壳体，其中所述加热器组件包含固定到所述存储部分的所述壳体的至少一个加热器元件。壳体可以是刚性壳体并且是流体不可渗透的。如本文中所使用，“刚性壳体”表示自承的壳体。存储部分的刚性壳体优选地为加热器组件提供机械支撑。
存储部分的壳体可以含有毛细管材料并且毛细管材料可以延伸到丝之间的空隙中。
毛细管材料可以具有纤维状或海绵状结构。毛细管材料优选包括毛细管束。举例来说，毛细管材料可以包括多个纤维或线或其它细孔管。纤维或线可以大体上对准以将液体传送到加热器。或者，毛细管材料可以包括海绵类或泡沫类材料。毛细管材料的结构形成多个小孔或小管，液体可以通过毛细管作用输送通过所述小孔或小管。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、呈纤维或烧结粉末形式的陶瓷或石墨类材料、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，例如醋酸纤维素、聚酯或粘结聚烯烃、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性和孔隙度，以便与不同的液体物理特性一起使用。液体具有物理特性，包括(但不限于)粘度、表面张力、密度、导热性、沸点和蒸气压，所述物理特性使液体可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丝接触。毛细管材料可以延伸到丝之间的空隙中。加热器组件可以通过毛细管作用将气溶胶形成基质抽吸到空隙中。毛细管材料可以在开口的基本整个范围上方与导电丝接触。
壳体可以含有两种或更多种不同的毛细管材料，其中与至少一个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，并且与第一毛细管材料接触但不与至少一个加热器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充当使加热器元件与第二毛细管材料隔开的间隔件，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”意味着在所述温度下材料开始分解并且通过生成气态副产物损失质量的温度。有利地，第二毛细管材料可以比第一毛细管材料占据更大体积并且可以比第一毛细管材料容纳更多气溶胶形成基质。第二毛细管材料可以具有比第一毛细管材料优越的芯吸性能。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填充能力。第二毛细管材料可以是聚丙烯。
第一毛细管材料可以将加热器组件与第二毛细管材料隔开至少1.5毫米、并且优选在1.5毫米与2毫米之间的距离，以便提供跨越第一毛细管材料的足够温降。
筒的开口具有宽度和长度尺寸。至少一个加热器元件跨越壳体的开口的完整长度尺寸延伸。宽度尺寸是垂直于开口的平面中的长度尺寸的尺寸。优选地，加热器组件的至少一个加热器元件的宽度小于壳体开口的宽度。
优选地，加热器元件的一部分与开口的周边间隔开。在加热器元件包括在每个末端处连接到壳体的条时，条的侧面优选并不接触壳体。优选地，条的侧面与开口的周边之间存在间隔。
加热器元件的宽度可能小于开口的至少一个区域中的开口的宽度。加热器元件的宽度可能小于完整开口中的开口的宽度。
加热器组件的至少一个加热器元件的宽度可以小于壳体开口的宽度的90％、例如小于其50％、例如小于其30％、例如小于其25％。
至少一个加热器元件的面积可以小于壳体开口的面积的90％、例如小于50％、例如小于30％、例如小于25％。加热器组件的加热器元件的面积可以例如在开口的面积的10％与50％之间、优选在开口的面积的15与25％之间。
至少一个加热器元件的敞开面积优选是约25％到约56％，所述敞开面积是孔口的面积与加热器元件的总面积的比率。
加热器元件优选地支撑于电绝缘衬底上。绝缘衬底优选具有界定壳体开口的开口。开口可以具有任何适当的形状。举例来说，开口可以具有圆形、正方形或矩形形状。开口的面积可以较小，优选小于或等于约25平方毫米。
电绝缘衬底可以包括任何合适的材料，并且优选的是一种能够耐高温(超过300摄氏度)和温度急速变化的材料。合适的材料的实例是聚酰亚胺膜，例如电绝缘衬底可以是柔性片材。导电接触部分和导电丝可以与彼此一体成型。
至少一个加热器元件优选以如下方式布置：与其中加热器组件的加热器元件围绕开口的整个外周接触的情况相比较，与衬底物理接触的面积减小。至少一个加热器元件优选并不与开口的周边窗侧壁直接接触。以此方式，与衬底的热接触减小并且到达衬底和气溶胶生成***的其它相邻元件的热损失减少。
不希望受任何特定理论束缚，认为通过将加热器元件与壳体开口间隔开，较少热传输到壳体，因此加热的效率增大并且因此气溶胶生成的效率增大。还认为，在加热元件接近于开口的外周或与所述外周接触时，远离开口的材料得到加热。认为此加热导致效率低，因为远离开口的此加热材料并不能够以气溶胶的形式利用。通过将加热元件与壳体中的开口的外周间隔开，可能能够获得更有效率的材料加热，或气溶胶生成。
优选地标出加热器元件与开口外周之间的间隔的尺寸，使得热接触显著减小。加热器元件与开口外周之间的间隔可以在25微米与40微米之间。
气溶胶生成***可以是电操作吸烟***。
衬底优选包括用于接触至少一个加热器元件的至少第一和第二导电接触部分，第一和第二导电接触部分彼此定位于开口的相对侧上，其中第一和第二导电接触部分被配置成允许与外部电源接触。
加热器组件可以包括单个加热器元件或并联连接的多个加热器元件。优选地，加热器组件包括串联连接的多个加热器元件。在衬底包括用于接触至少一个加热器元件的至少第一和第二导电接触部分时，可以布置第一和第二导电接触部分，使得第一接触部分接触第一加热器元件并且第二接触部分接触串联连接的加热器元件的最后一个加热器元件。额外接触部分设置在加热器组件处以考虑到所有加热器元件的串联连接。优选地，这些额外接触部分设置在衬底的开口的每一侧上。
在加热器组件包含多个加热器元件时，多个加热器元件中的两个或更多个可以界定具有基本上相同大小的多个孔口。或者或另外，加热器组件可以包括界定具有第一大小的多个孔口的第一加热器元件和界定具有第二大小的多个孔口的第二加热器元件，其中第一和第二大小不同。举例来说，加热器组件可以包括三个加热器元件，其中两个界定具有第一大小的多个孔口并且其中剩余的一个界定具有第二大小的多个孔口，所述第二大小与第一大小不同。在一些实施例中，加热器组件包含多个加热器元件，其各自界定具有与其它加热器元件不同的大小的多个孔口。
优选地，在加热器组件包含多个加热器元件时，加热器元件在空间上彼此基本平行地布置。优选地，加热器元件与彼此间隔开。不希望受任何特定理论束缚，认为将加热器元件与彼此间隔开可以提供更有效率的加热。通过加热器元件的适当间隔，例如，与例如使用具有相同面积的单一加热元件的情况相比较，可以获得跨越开口的面积的更均匀的加热。
在特别优选的实施例中，加热器组件包括奇数个加热器元件、优选三个或五个加热器元件，并且第一和第二接触部分位于衬底的开口的相对侧上。这种布置具有优势，第一和第二接触部分布置在孔口的相对侧上。
加热器组件可以或者包括偶数个加热器元件、优选两个或四个加热器元件。在这个实施例中，接触部分优选位于筒的同一侧上。通过这种布置，加热器组件到电源的电连接可以实现相当紧凑的设计。
在一些实例中，至少一个加热器元件具有固定到电绝缘衬底的第一面，并且第一和第二导电接触部分被配置成允许与外部电源接触，所述电源在加热器元件与第一面相对的第二面上。
提供形成部分加热器元件的导电接触部分允许加热器组件可靠并且简单地连接到电源。
在加热器组件包含多个加热器元件时，多个加热器元件中的至少一个可以包括第一材料，并且多个加热器元件中的至少一个其它加热器元件可以包括不同于第一材料的第二材料。出于电气或机械原因，这可以是有益的。举例来说，一个或多个加热器元件可以由具有随温度显著变化的电阻的材料(例如铁铝合金)形成。这使得加热器元件的电阻的测量值可用于确定温度或温度的变化。这可以用于抽吸检测***，并且可以用于控制加热器温度以使其保持在所需温度范围内。
加热器组件的电阻优选介于0.3与4欧姆之间。更优选地，加热器组件的电阻在0.5与3欧姆之间，并且更优选是约1欧姆。
在加热器组件的至少一个加热器元件包括导电丝阵列并且加热器组件进一步包括用于接触至少一个加热器元件的导电接触部分时，导电丝阵列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。这确保通过使电流通过至少一个加热器元件生成的热集中到多个导电丝。如果筒用于由电池供电的气溶胶生成***，那么对于加热器组件具有较低总电阻通常是有利的。将电接触与丝之间的寄生损失降到最低还需要将寄生电力损失降到最低。低电阻高电流***允许高电力递送到加热器组件。这允许加热器组件快速地将导电丝加热到所需温度。
导电接触部分可以直接固定到导电丝。接触部分可以定位于导电丝与电绝缘衬底之间。举例来说，接触部分可以由电镀到绝缘衬底上的铜箔形成。与绝缘衬底相比，接触部分还可以更容易地与丝结合。
或者，导电接触部分可以与加热器元件的导电丝成整体。举例来说，可以通过蚀刻或电铸导电片材以在两个接触部分之间提供多个丝来形成加热器元件。
加热器组件的至少一个加热器元件可以包括由第一材料制成的至少一个丝和由不同于第一材料的第二材料制成的至少一个丝。出于电气或机械原因，这可以是有益的。举例来说，一个或多个丝可以由具有随温度显著变化的电阻的材料(例如铁铝合金)形成。这使得丝的电阻的测量值可用于确定温度或温度的变化。这可以用于抽吸检测***，并且可以用于控制加热器温度以使其保持在所需温度范围内。
优选地，加热器组件是基本平坦的。
术语“基本平坦”加热器组件用以指在单个平面中形成并且不卷绕或以其它方式顺应以适合曲面或其它非平面形状的加热器组件。因此，基本平坦加热器组件基本上沿着表面在两个维度上而非在第三维度上延伸。具体来说，基本平坦加热器组件在表面内的两个维度上的尺寸比在垂直于表面的第三维度上大至少五倍。平坦加热器组件可以在制造期间轻易地处理并且提供稳固的结构。
至少一个加热器元件可以通过将多个导电丝例如通过焊接或熔接接合在一起以形成网格而形成。优选地，至少一个加热器元件通过蚀刻(例如湿式蚀刻)和电铸中的一种或两种形成。在两种情况下，都可以使用掩模或心轴以在加热器元件上形成特定孔口图案。有利地，这些过程非常准确，使得有可能形成具有更好地受控制的孔口大小的加热器元件。这可以改进加热器与加热器之间的性能特征再现性。
气溶胶形成基质是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。挥发性化合物可以通过加热气溶胶形成基质而释放。
气溶胶形成基质可以包括植物类材料。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，所述含烟草材料含有在加热时从所述气溶胶形成基质释放的挥发性烟草香味化合物。或者，气溶胶形成基质可以包括非含烟草材料。气溶胶形成基质可以包括均质植物类材料。气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是在使用时有助于形成浓稠并且稳定的气溶胶并且在***操作的操作温度下对热降解具有显著抗性的任何合适的已知化合物或化合物的混合物。合适的气溶胶形成剂在所属领域中是众所周知的，并且包含(但不限于)：多元醇，例如三甘醇、1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如丙三醇单、二或三乙酸酯；以及单、二或聚羧酸的脂肪族酯，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，例如三乙二醇、1,3-丁二醇，并且最优选是甘油。气溶胶形成基质可以包括其它添加剂和成分，例如香料。
根据本发明的第三方面，提供一种气溶胶生成***，其包括：气溶胶生成装置和根据上述实施例中任一项所述的筒，其中所述筒可拆卸地联接到所述装置，并且其中所述装置包含用于所述加热器组件的电源。
如本文中所使用，筒“可拆卸地联接”到装置意味着筒与装置可以彼此联接或解联接，而不明显损坏所述装置或所述筒。
筒可以在消耗之后更换。由于筒容纳气溶胶形成基质和加热器组件，因此还定期更换加热器组件，使得即使在长时间使用主要单元之后也维持最优蒸发条件。
***可以是电操作吸烟***。***可以是手持气溶胶生成***。气溶胶生成***可以具有相当于常规雪茄或香烟的大小。吸烟***可以具有约30毫米与约150毫米之间的总长度。吸烟***可以具有约5毫米与约30毫米之间的外径。
***可以进一步包括连接到加热器组件和电源的电路，所述电路被配置成监测加热器组件或加热器组件的至少一个加热器元件的一个或多个丝的电阻，并且被配置成取决于加热器组件的电阻或具体地说一个或多个丝的电阻来控制从电源到加热器组件的电力供应。通过监测加热器元件的温度，***可以防止加热器组件的过热或欠热并且确保提供最优蒸发条件。
电路可以包括可能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。电路可以包括其它电子组件。电路可以被配置成调节到达加热器的电力供应。电力可以在启动***之后连续地供应到加热器组件，或可以间歇地例如在逐抽吸的基础上供应。电力可以以电流脉冲的形式供应到加热器组件。
气溶胶生成装置包含用于筒的加热器组件的电源。电源可以是装置内的电池，例如锂铁磷酸盐电池。作为一替代方案，电源可以是另一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。举例来说，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，对应于抽一支常规香烟所消耗的典型时间，或者持续多个六分钟的时间。在另一实例中，电源可以具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或加热器的不连续启动。
存储部分可以定位于加热器组件的第一侧上并且气流通道定位于加热器组件的与存储部分相对的一侧上，使得经过加热器组件的气流夹带蒸发的气溶胶形成基质。
根据本发明的第四方面，提供一种制造用于气溶胶生成***的筒的方法，所述方法包括以下步骤：提供存储部分，所述存储部分包括具有开口的壳体；用气溶胶形成基质填充所述存储部分；和提供加热器组件，所述加热器组件包括跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件具有允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且其中所述多个孔口具有不同大小。
根据本发明的第五方面，提供一种制造用于气溶胶生成***的筒的方法，所述方法包括以下步骤：提供存储部分，所述存储部分包括具有开口的壳体；用气溶胶形成基质填充所述存储部分；和提供加热器组件，所述加热器组件包括跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件包括导电丝阵列，其沿着所述至少一个加热器元件的长度延伸，和多个导电横向丝，其横向于所述导电丝阵列延伸并且所述导电丝阵列中的相邻丝通过其连接，其中所述导电丝之间的空隙和所述导电横向丝之间的空隙界定允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且其中至少一些、优选基本上所有的所述多个导电横向丝跨越所述至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸并且沿着所述至少一个加热器元件的长度交错。
关于一个或多个方面所描述的特征可以同样应用于本发明的其它方面。具体来说，关于第一方面的筒描述的特征可以同样应用于第二方面的筒，并且反之亦然，并且关于第一和第二方面中的任一个的筒描述的特征可以同样应用于第四和第五方面的制造方法。
附图说明
现将参照附图仅借助于实例描述本发明的实施例，在所述附图中：
图1A到1D是并有根据本发明的一实施例的筒的***的示意图；
图2是图1中展示的***的筒的分解视图；
图3展示具有三个加热器元件的第一实例加热器组件；
图4展示第一实例加热器元件的放大局部视图；
图5展示第二实例加热器元件的放大局部视图；
图6展示具有三个加热器元件的第二实例加热器组件；
图7展示具有四个加热器元件的第三实例加热器组件。
具体实施方式
图1A到1D是包括根据本发明的一实施例的筒的气溶胶生成***的示意图。图1A是气溶胶生成装置10或主要单元和分开的筒20的示意图，所述装置和筒一起形成气溶胶生成***。在这个实例中，气溶胶生成***是电操作吸烟***。
筒20含有气溶胶形成基质并且被配置成容纳于装置内的空腔18中。当筒20中所提供的气溶胶形成基质耗尽时，所述筒应可以由使用者进行替换。图1A展示正好在***到装置中之前的筒20，其中图1A中的箭头1指示所述筒的***方向。
气溶胶生成装置10是便携式的，并且具有相当于常规雪茄或香烟的大小。装置10包括主体11和烟嘴部分12。主体11含有电池14(例如锂铁磷酸盐电池)、控制电子元件16和空腔18。烟嘴部分12通过铰链连接件21连接到主体11并且可以在如图1A到1C中所展示的打开位置与如图1D中所展示的关闭位置之间移动。将烟嘴部分12放置在打开位置以允许***和拆卸筒20，并且当***将用于生成气溶胶时将所述烟嘴部分放置在关闭位置，如将描述。烟嘴部分包括多个空气入口13和出口15。在使用中，使用者在出口吮吸或抽吸以抽取空气从空气入口13通过烟嘴部分到出口15，并且随后进入使用者的口腔或肺中。提供内部挡板17以迫使流动通过烟嘴部分12的空气经过筒，如将描述。
空腔18具有圆形横截面并且经制定大小以容纳筒20的壳体24。在空腔18的侧面处提供电连接件19以在控制电子元件16和电池14与筒20上的对应电接触之间提供电连接。
图1B展示图1A的***，其中筒***到空腔18中，并且正在拆卸盖板26。在这个位置，电连接件抵靠筒上的电接触，如将描述。
图1C展示图1B的***，其中盖板26被完全拆卸，并且
烟嘴部分12正在移动到关闭位置。
图1D展示图1C的***，其中烟嘴部分12处于关闭位置。烟嘴部分12通过夹扣机构(未图示)保持在关闭位置。对所属领域的普通技术人员将显而易见的是，可以使用用于将烟嘴保持在关闭位置的其它合适的机构，例如卡扣或磁封。
处于关闭位置的烟嘴部分12保持筒与电连接件19电接触，使得无论***的取向如何都能在使用中维持良好的电连接。烟嘴部分12可以包含环形弹性元件，其接合筒的表面，并且当烟嘴部分12处于关闭位置时所述弹性元件在刚性烟嘴壳体元件与筒之间被压缩。尽管有制造公差，但这确保良好的电连接得以维持。
当然，或者或另外，可以采用用于维持筒与装置之间良好的电连接的其它机构。举例来说，筒20的壳体24可以具备螺纹或凹槽(未图示)，所述螺纹或凹槽接合形成于空腔18的壁中的对应凹槽或螺纹(未图示)。筒与装置之间的螺纹接合可以用于确保正确旋转对准以及将筒保持在空腔中，并且确保良好的电连接。螺纹连接可以仅延伸筒的半圈或小于半圈，或可以延伸若干圈。或者或另外，电连接件19可以偏置成与筒上的接触进行接触。
图2是适用于气溶胶生成***(例如图1的类型的气溶胶生成***)的筒20的分解视图。筒20包括大体圆柱形的壳体24，所述壳体具有所选择的大小和形状以容纳到气溶胶生成***的对应空腔中，或以恰当方式与所述***的其它元件安装在一起，例如图1的***的空腔18。壳体24含有气溶胶形成基质。在这个实例中，气溶胶形成基质是液体，并且壳体24进一步含有浸没于液体气溶胶形成基质中的毛细管材料22。在这个实例中，气溶胶形成基质包括39重量％甘油、39重量％丙二醇、20重量％水和香料、以及2重量％尼古丁。毛细管材料是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。在这个实例中，毛细管材料由聚酯形成。在其它实例中，气溶胶形成基质可以是固体。
壳体24具有开口端，加热器组件30固定到所述开口端。加热器组件30包括衬底34，所述衬底具有形成于其中的开口35；一对电接触32，其固定到衬底并且彼此隔开间隙33；和加热器元件36，其由导电加热器丝形成、跨越开口35并且固定到开口35的相对侧上的电接触32。
加热器组件30由可拆卸盖板26覆盖。盖板26包括胶粘到加热器组件但可以轻易剥落的液体不可渗透塑料片。凸台设置在盖板26的侧面上以允许使用者在将其剥落时抓住盖板。现在对所属领域的普通技术人员显而易见的是，尽管将胶粘描述为将不可渗透塑料片固定到加热器组件30的方法，但也可以使用所属领域的技术人员熟悉的其它方法，所述方法包含热封或超声波熔接，只要盖板26可以由消费者轻松地拆卸。
应理解，其它筒设计是可能的。举例来说，筒的毛细管材料可以包括两种或更多种不同毛细管材料，或筒可以包括用于容纳自由液体的储存器的箱。
加热器元件36的加热器丝通过衬底34中的开口35暴露，使得蒸发的气溶胶形成基质可以逸入经过加热器组件的气流中。
在使用中，筒20放置在气溶胶生成***中，并且加热器组件30连接到包括在气溶胶生成***中的电源中。提供电子电路以对加热器元件36供电并且使气溶胶生成基质蒸发。
在图3中，描绘本发明的加热器组件30的第一实例，其中三个基本平行的加热器元件36a、36b、36c串联地电连接。加热器组件30包括电绝缘衬底34，所述电绝缘衬底具有形成于其中的正方形开口35。在这个实例中，开口的大小是5毫米×5毫米，但应了解，对于加热器的特定应用适当时，可以使用其它的开口形状和大小。第一和第二导电接触部分32a、32b设置在开口35的相对侧以允许与外部电源接触。第一接触部分32a接触三个串联连接的加热器元件36a、36b、36c中的第一加热器元件36a，并且第二接触部分32b接触第三加热器元件36c。两个额外导电接触部分32c、32d邻近第一和第二接触部分32a、32b而设置以允许串联连接加热器元件36a、36b、36c。第一加热器元件36a连接在第一接触部分32a与额外接触部分32c之间。第二加热器元件36b连接在额外接触部分32c与额外接触部分32d之间。第三加热器元件36c连接在额外接触部分32d与第二接触部分32b之间。在这个实施例中，加热器组件30包括奇数个加热器元件36，即三个加热器元件，并且第一和第二接触部分32a、32b位于衬底34的开口35的相对侧上。加热器元件36a和36c与开口的侧边缘35a、35c间隔，使得在这些加热器元件36a、36c与绝缘衬底34之间不存在直接实体接触。不希望受任何特定理论束缚，认为这种布置可以减少到达绝缘衬底34的热传输，并且可以允许气溶胶生成基质有效的蒸发。
在这个实例中，加热器元件36a、36b和36c各自包括由导电丝阵列形成的导电材料条，如下文关于图4和5所论述。加热器元件36a、36b、36c各自包括多个孔口(未展示)，流体可以通过所述多个孔口通过加热器组件30。孔口的大小跨越开口35的区域可以是基本上恒定的，如图4中所描绘。或者，孔口的大小可以变化。举例来说，开口35的中心部分35e中的孔口的大小可以大于中心部分35e的外部的孔口的大小，如关于图5所论述。在一些实例中，加热器元件36b界定与由加热器元件36a和36c界定的多个孔口具有不同大小的多个孔口。举例来说，加热器元件36b可以界定与由加热器元件36a和36c界定的多个孔口相比具有更大大小的多个孔口。
在图4中，描绘图3的加热器元件之一的放大局部视图。加热器元件36包括沿着加热器元件36的长度延伸的导电丝37阵列和基本上垂直于丝37延伸的多个导电横向丝38。加热器元件36可以由任何合适的材料(例如316L不锈钢)制成。丝37通过横向丝38连接在一起以向加热器元件36提供增加的刚度和强度。导电丝37是基本上平行的并且间隔开，使得空隙界定于相邻丝37之间。导电横向丝38也是基本上平行的并且间隔开，使得空隙界定于相邻横向丝38之间。导电丝37阵列与多个导电横向丝38之间的空隙界定多个孔口39，流体可以通过所述多个孔口通过加热器元件36。在这个实例中，轴向相邻横向丝38之间的空隙大于相邻丝37之间的空隙，使得多个孔口39中的每一个在加热器元件36的长度方向上是细长的。在图4中展示的布置中，横向丝38各自跨越两个相邻丝37之间的仅单个空隙延伸，跨越加热器元件36的宽度的连续横向丝38沿着加热器元件的长度交错，也就是说，在加热器元件36的长度方向上偏移。通过这种布置，丝37与横向丝38之间的接合点各自界定三个电路径，其中一个在流动通过加热器元件36的电流的通常方向上，如箭头40所描绘，一个横向于电流的通常方向，并且另一个与电流的通常方向呈相反方向。这与常规十字交叉网格形成对比，在所述常规十字交叉网格中，丝之间的接合点各自界定四个电路径，其中一个在流动通过加热器元件的电流的通常方向上，其中两个横向于电流的通常方向，剩余的一个与电流的通常方向呈相反方向。
不希望受任何特定理论束缚，认为通过减少导电横向元件的数目并且因此减少电路径的数目，本发明的加热器元件可以更好地维持跨越加热器元件的电流方向，导致跨越加热器元件区域的温度分布的变化性降低、产生更少热点，并且这可以降低性能的变化性。
另外，通过使横向丝38沿着加热器元件的长度交错，每个丝37的未支撑的长度减小。因此，孔口的长度可以增加而不会不利地影响加热器元件的强度或刚度。这可以允许加热器元件的流体流量特征和筒的气溶胶递送特征视需要变化而不会不利地影响加热器元件的刚度或结构稳定性。
在图4中所描绘的加热器元件的局部视图中，多个孔口39的大小跨越所展示的加热器元件36的部分的宽度和长度(如由宽度尺寸41和长度尺寸42指示)基本上相同。在这个实例中，孔口39是矩形并且各自具有58微米的宽度和500微米的长度，但应了解，对于加热器的特定应用适当时，可以使用其它的孔口形状和大小。形成加热器元件36的导电丝37、38各自具有20微米的宽度和厚度，但应了解，对于加热器的特定应用适当时，可以使用其它的丝大小。尽管图4中展示的加热器元件36的部分是三个孔口长×六个孔口宽，但完整加热器元件36可以更长并且更宽。在一个实例中，加热器元件是12个孔口长×21个孔口宽。这种加热器元件具有1.658毫米(22×20微米+21×58微米)的总宽度和6.26毫米(13×20微米+12×500微米)的总长度。
在图5中，描绘加热器元件的一替代性实例的放大局部视图。图5的加热器元件的部分类似于图4中展示的加热器元件的部分，除了由导电丝37'阵列和多个导电横向丝38'界定的多个孔口39'的大小跨越所展示的加热器元件36'的部分的长度变化。具体来说，尽管如由宽度尺寸41'所指示，孔口的宽度基本上相同，但横向丝之间的空隙在加热器元件36'的中心部分中更大，使得孔口39'的长度43'和因此总大小在加热器元件36'的中心部分中比在中心部分外部的孔口39'的长度42'更大。在这个实例中，中心部分中的孔口39'各自具有58微米的宽度和600微米的长度。
在图6中，描绘本发明的加热器组件30的第二实例，其中三个基本平行的加热器元件36a、36b、36c串联地电连接。加热器组件30包括电绝缘衬底34，所述电绝缘衬底具有形成于其中的正方形开口35。在这个实例中，开口的大小是5毫米×5毫米，但应了解，对于加热器的特定应用适当时，可以使用其它的开口形状和大小。第一和第二导电接触部分32a、32b设置在开口35的相对侧上并且基本平行于开口35的侧边缘35a、35b延伸。两个额外导电接触部分32c、32d邻近开口35的相对侧边缘35c、35d的部分而设置。第一加热器元件连接在第一接触部分32a与额外接触部分32c之间。第二加热器元件36b连接在额外接触部分32c与额外接触部分32d之间。第三加热器元件36c连接在额外接触部分32c与第二接触部分32b之间。在这个实施例中，加热器组件30包括奇数个加热器元件36，即三个加热器元件，并且第一和第二接触部分32a、32b位于衬底34的开口35的相对侧上。加热器元件36a和36c与开口的侧边缘35a、35b间隔开，使得在这些加热器元件36a、36c与绝缘衬底34之间不存在直接实体接触。不希望受任何特定理论束缚，认为这种布置可以减少到达绝缘衬底34的热传输，并且可以允许气溶胶生成基质有效的蒸发。
在图7中，描绘本发明的加热器组件20的另一实例，其中四个加热器元件36a、36b、36c、36d串联电连接。加热器组件30包括电绝缘衬底34，所述电绝缘衬底具有形成于其中的正方形开口35。开口的大小是5毫米×5毫米。第一和第二导电接触部分32a、32b分别邻近开口35的同一侧边缘35b的上部和下部部分而设置。设置三个额外导电接触部分32c、32d、32e，其中两个额外接触部分32d、32e邻近相对侧边缘35a的部分而设置，并且一个额外接触部分32c平行于第一与第二接触部分32a、32b之间的侧边缘35b而设置。四个加热器元件36a、36b、36c、36d串联连接在如图7中所说明的这五个接触部分32a、32c、32d、32e、32b之间。此外，加热器元件的长侧边缘中没有一个与开口的侧边缘中的任何一个直接实体接触，又使得到达绝缘衬底的热传输减少。
在这个实施例中，加热器组件30包括偶数个加热器元件36，即四个加热器元件36a、36b、36c、36d，并且第一和第二接触部分32a、32b位于衬底34的开口35的同一侧上。
在例如图3、6和7所展示的布置中，加热器元件的布置可以是如此使得相邻加热器元件之间的间隙基本相同。举例来说，加热器元件可以跨越开口35的宽度有规律地间隔。在其它布置中，加热器元件之间的不同间距可以用于例如获得所要加热曲线。可以使用开口或加热器元件的其它形状。
在上文关于图1到7所述的实施例中，加热器组件包括一个或多个加热器元件，所述加热器元件包括多个加热器丝和横向加热器丝，所述丝由经蚀刻或电铸以界定丝的316L不锈钢箔导电片材形成。丝具有约20微米的厚度和宽度。加热器元件连接到电接触32，所述电接触彼此隔开约100微米的间隙并且由厚度为约30微米的铜箔形成。电接触32设置在厚度为约120微米的聚酰亚胺衬底34上。接触部分优选经例如金、锡或银电镀。形成加热器元件的丝间隔开以界定相邻丝之间的空隙，并且形成加热器元件的横向丝也间隔开以界定相邻横向丝之间的空隙。相邻丝与横向丝之间的空隙界定多个孔口，流体可以通过所述孔口通过加热器组件。在这个实例中，多个孔口具有约58微米的宽度，和跨越加热器元件的长度、宽度或长度和宽度变化(例如在500微米与600微米之间)的长度，但可以使用更大或更小的孔口。在一些实例中，使用具有这些概略尺寸的加热器元件可以使得气溶胶形成基质的弯月面可形成于孔口中，并且使得加热器组件的加热器元件可通过毛细管作用抽吸气溶胶形成基质。加热器元件的敞开面积有利地在25％与56％之间，所述敞开面积是多个孔口的面积与加热器元件的总面积的比率。加热器组件的总电阻是约1欧姆。加热器元件的丝提供这个电阻的绝大部分，使得大部分的热由丝产生。在某些实例中，加热器元件的丝的电阻比电接触32高大于100倍。
衬底34是电绝缘的，并且在这个实例中，由厚度为约120微米的聚酰亚胺片材形成。衬底是圆形的并且具有8毫米的直径。加热器元件是矩形的并且在一些实例中具有5毫米和1.6毫米的侧长。这些尺寸允许制造大小和形状类似于常规香烟或雪茄的完整***。已经发现有效的尺寸的另一实例是直径5毫米的圆形衬底和1毫米×4毫米的矩形加热器元件。
加热器元件可以直接粘结到衬底34，接触32然后至少部分粘结于加热器元件顶部上。将接触作为最外层可以有益于提供与电源的可靠电接触。多个丝可以与导电接触部分一体成型。
在图2中所展示的筒中，接触32和加热器元件36位于衬底层34与壳体24之间。然而，有可能以其它方式将加热器组件安装到筒壳体，使得聚酰亚胺衬底34直接邻近壳体24。
尽管所描述的实施例具有带有壳体(具有基本圆形的横截面)的筒，但当然有可能形成具有其它形状的筒壳体，例如矩形横截面或三角形横截面。这些壳体形状将确保在对应形状的腔内的所要取向，从而确保装置与筒之间的电连接。
毛细管材料22在壳体24中有利地取向以将液体输送到加热器组件30。当组装筒时，加热器丝37、38可以与毛细管材料22接触，并且因此气溶胶形成基质可以直接输送到加热器。在本发明的实例中，气溶胶形成基质接触每个丝37、38的大部分表面，使得由加热器组件产生的大部分热直接进气溶胶形成基质中。与此相反，在传统芯和线圈加热器组件中，仅小部分加热器线与气溶胶形成基质接触。毛细管材料27可以延伸到孔口中。
在使用中，加热器组件优选通过电阻加热而操作，但其也可以使用其它合适的加热过程(例如感应加热)而操作。在加热器组件通过电阻加热而操作时，电流在控制电子元件16的控制下通过加热器元件36的丝37、38，以将丝加热到所要温度范围内。丝的电阻显著高于接触部分32，使得高温局限于丝。***可以被配置成响应于使用者抽吸而通过将电流提供到加热器组件来生成热，或可以被配置成在装置处于“开启”状态时连续地生成热。用于丝的不同材料可以适用于不同的***。举例来说，在连续加热***中，因为石墨丝具有相对较低的比热容并且与低电流加热相容，所以石墨丝是合适的。在使用高电流脉冲在短时间内生成热的抽吸驱动***中，具有高比热容的不锈钢丝可能更为合适。
在抽吸驱动***中，装置可以包含抽吸传感器，所述抽吸传感器被配置成检测使用者何时正抽吸空气通过烟嘴部分。抽吸传感器(未图示)连接到控制电子元件16，并且控制电子元件16被配置成仅当确定使用者正抽吸装置时向加热器组件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，丝37、38中的一个或多个或加热器元件的电阻率的变化总的来说可以用以检测加热器元件的温度的变化。这可以用于调节供应到加热器元件的电力以确保其保持在所要温度范围内。温度的突然变化也可以用作检测由于使用者抽吸***而经过加热器元件的气流的变化的手段。丝中的一个或多个可以是专用温度传感器并且出于所述目的可以由具有合适的电阻温度系数的材料(例如铁铝合金、Ni-Cr、铂、钨或合金线)形成。
图1d中说明在使用***时通过烟嘴部分的气流。烟嘴部分包含内部挡板17，所述内部挡板与烟嘴部分的外壁一体模制，并且确保在将空气从入口13抽吸到出口15时，所述空气流动经过筒上正蒸发气溶胶形成基质的加热器组件30。当空气通过加热器组件时，蒸发的基质夹带在气流中，并且在离开出口15前冷却以形成气溶胶。因此，在使用中，气溶胶形成基质通过在其蒸发时通过丝36、37、38之间的空隙而通过加热器组件。
所属领域的普通技术人员现在可以设想并有根据本公开的加热器组件的其它筒设计。举例来说，筒可以包含烟嘴部分，可以包含多于一个加热器组件，并且可以具有任何所要形状。此外，根据本公开的加热器组件可以用于除了已经描述的那些以外的其它类型的***中，例如增湿器、空气清新器和其它气溶胶生成***。
上文描述的示例性实施例是举例说明而不是限制性的。考虑到上述的示例性实施例，现在所属领域的普通技术人员将清楚与以上示例性实施例一致的其它实施例。

Claims (15)

1.一种用于气溶胶生成***的筒，其包括：
存储部分，其包括用于容纳气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和
加热器组件，其包括固定到所述壳体并且跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，
其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件界定允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且其中所述多个孔口具有不同大小。
2.根据权利要求1所述的筒，其中所述开口的第一区域中孔口的大小大于所述开口的第二区域中孔口的大小。
3.根据权利要求1或2所述的筒，其中所述孔口的大小朝所述开口的中心部分增大。
4.根据任一前述权利要求所述的筒，其中所述至少一个加热器元件包括导电丝阵列，其沿着所述至少一个加热器元件的长度延伸，所述多个孔口由所述导电丝之间的空隙界定。
5.根据权利要求3所述的筒，其中所述至少一个加热器元件进一步包括多个横向丝，其横向于所述导电丝阵列延伸并且所述导电丝阵列中的相邻丝通过其连接，并且其中所述多个孔口由所述导电丝之间的所述空隙和所述横向丝之间的空隙界定。
6.根据权利要求4所述的筒，其中所述横向丝之间的所述空隙跨越所述至少一个加热器元件的长度、宽度或长度和宽度变化，使得所述多个孔口具有不同长度。
7.根据权利要求4或5所述的筒，其中至少一些、优选基本上所有的所述多个横向丝跨越所述至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸并且沿着所述至少一个加热器元件的长度交错。
8.一种用于气溶胶生成***的筒，其包括：
存储部分，其包括用于容纳气溶胶形成基质的壳体，所述壳体具有开口；和
加热器组件，其包括固定到所述壳体并且跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，
其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件包括导电丝阵列，其沿着所述至少一个加热器元件的长度延伸，和多个横向丝，其横向于所述导电丝阵列延伸并且所述导电丝阵列中的相邻丝通过其连接，
其中所述导电丝之间的空隙和所述横向丝之间的空隙界定允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且
其中至少一些、优选基本上所有的所述多个横向丝跨越所述至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸并且沿着所述至少一个加热器元件的长度交错。
9.根据权利要求4到7中任一项所述的筒，其中所述横向丝是导电的。
10.根据任一前述权利要求所述的筒，其中所述加热器组件是基本平坦的。
11.一种气溶胶生成***，其包括：
气溶胶生成装置；和
根据权利要求1到9中任一项所述的筒，
其中所述筒可拆卸地联接到所述气溶胶生成装置，并且其中所述气溶胶生成装置包括用于所述加热器组件的电源。
12.根据权利要求10所述的气溶胶生成***，其中所述气溶胶生成***是电操作吸烟***。
13.一种制造用于气溶胶生成***的筒的方法，所述方法包括以下步骤：
提供存储部分，所述存储部分包括具有开口的壳体；
用气溶胶形成基质填充所述存储部分；和
提供加热器组件，所述加热器组件包括跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，
其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件具有允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且其中所述多个孔口具有不同大小。
14.一种制造用于气溶胶生成***的筒的方法，所述方法包括以下步骤：
提供存储部分，所述存储部分包括具有开口的壳体；
用气溶胶形成基质填充所述存储部分；和
提供加热器组件，所述加热器组件包括跨越所述壳体的所述开口延伸的至少一个加热器元件，
其中所述加热器组件的所述至少一个加热器元件包括导电丝阵列，其沿着所述至少一个加热器元件的长度延伸，和多个导电横向丝，其横向于所述导电丝阵列延伸并且所述导电丝阵列中的相邻丝通过其连接，
其中所述导电丝之间的空隙和所述导电横向丝之间的空隙界定允许流体通过所述至少一个加热器元件的多个孔口，并且
其中至少一些、优选基本上所有的所述多个导电横向丝跨越所述至少一个加热器元件的宽度的仅一部分延伸并且沿着所述至少一个加热器元件的长度交错。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述至少一个加热器元件通过蚀刻形成。
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