用于氣溶膠生成系統的加熱器組件的制作方法

本發明涉及氣溶膠生成系統，且涉及一種用于包括適合于蒸發液體的加熱器組件的氣溶膠生成系統的筒。特別地，本發明涉及手持式氣溶膠生成系統，例如電操作吸煙系統。本發明的一方面涉及一種用于氣溶膠生成系統的加熱器元件。

背景技術：

一種類型的氣溶膠生成系統是電操作吸煙系統。由包括電池和控制電子元件的裝置部分、包括氣溶膠形成基質供給的筒部分和電操作蒸發器組成的手持式電操作吸煙系統為已知的。包括氣溶膠形成基質供給和蒸發器的筒有時被稱作“霧化筒”。蒸發器通常包括纏繞于浸泡在液體氣溶膠形成基質中的伸長的芯子周圍的加熱器線的線圈。筒部分通常不僅包括氣溶膠形成基質供給和電操作蒸發器，而且還包括煙嘴，吸煙者在使用時吮吸所述煙嘴以將氣溶膠抽吸到他們的口中。

因此，通過加熱來蒸發液體以形成氣溶膠的電操作吸煙系統通常包括纏繞在容納液體的毛細管材料周圍的電線的線圈。通過電線的電流導致電線的電阻加熱，此蒸發毛細管材料中的液體。毛細管材料通常保持在氣流路徑內，使得空氣經抽吸經過芯子且夾帶蒸汽。蒸汽隨后冷卻以形成氣溶膠。

此類型的系統在生成氣溶膠上可為有效的，但以低成本且可重復方式制造還是一件具有挑戰的事情。此外，芯子和線圈組件以及相關的電連接可為易碎的且很難處置。

替代地，例如US 204/020454中已經提出的系統，所述系統使用具有包含一體成型的芯子的片材狀復合材料以及加熱元件的矩形筒。此類系統需要通過洞填充筒。將芯子和加熱元件一體成型將額外復雜性引入到制造過程中。此外，由于此將額外復雜性引入到完整的筒的制造，因此盡可能克服通過洞填充矩形形狀筒的需要。

將盡可能提供一種適合于更廉價制造且穩固的氣溶膠生成系統(例如手持式電操作吸煙系統)的加熱器組件。將進一步盡可能提供一種與之前氣溶膠生成系統中的加熱器組件一樣有效率或比其更有效率的加熱器組件。

技術實現要素：

在一個方面中，提供一種用于電操作氣溶膠生成系統的筒，所述筒包括：液體存儲部分，其包括用于容納液體氣溶膠形成基質的殼體，所述殼體具有開口；及和加熱器組件，其包括固定到殼體且跨越殼體的開口延伸的至少一個加熱器元件，其中加熱器組件的至少一個加熱器元件的寬度小于殼體的寬度。

筒的開口具有寬度和長度尺寸。至少一個加熱器元件跨越殼體的開口延伸的完整長度尺寸。寬度尺寸為垂直于開口的平面中的長度尺寸的尺寸。優選的是，加熱器組件的至少一個加熱器元件的寬度小于殼體開口的寬度。

優選的是，加熱器元件的一部分與開口的周邊間隔開。其中加熱器元件包括在每一端部處附接到殼體的條，優選地條的邊并不接觸殼體。優選的是，條的邊與開口的周邊之間存在間隔。

加熱器元件的寬度可能小于開口的至少一個區域中的開口的寬度。加熱器元件的寬度可能小于完整開口中的開口的寬度。

加熱器組件的至少一個加熱器元件的寬度可小于殼體的開口的寬度的90％，例如小于其50％、例如小于其30％、例如小于其25％。

加熱器元件的面積可小于殼體的開口的面積的90％，例如小于其50％、例如小于其30％、例如小于其25％。加熱器組件的加熱器元件的面積可例如在開口的面積的10％與50％之間，優選地在開口的面積的15％與25％之間。

加熱器元件優選地支承于電絕緣基板上。絕緣基板優選地具有限定殼體的開口的開孔。開口可為任何適當的形狀。舉例來說，開口可具有圓形、正方形或矩形形狀。開口的面積可較小，優選地小于或等于約25mm²。

至少一個加熱器元件優選地以如下方式布置：與其中加熱器組件的加熱器元件圍繞開口的外周接觸的情況相比較，與基板物理接觸的面積減小。至少一個加熱器元件優選地并不與開口的周邊窗邊直接接觸。以此方式，與基板的熱接觸減小且到達基板和氣溶膠生成系統的進一步鄰近的的元件的熱損失減少。

在不希望受任何特定原理約束的情況下，應認為通過將加熱器元件與殼體開口間隔開，較少熱傳輸到殼體，因此加熱的效率增大且因此氣溶膠生成的效率增大。還應認為，當加熱元件接近于開口的外周或與所述外周接觸時，遠離開口的液體得到加熱。應認為此加熱導致效率低，因為遠離開口的此加熱液體并不能夠以氣溶膠的形式利用。通過將加熱元件與殼體中的開口的外周間隔開，可能能夠獲得更有效率的液體加熱，或氣溶膠生成。

優選地標出加熱器元件與開口外周之間的間隔的尺寸，使得熱接觸顯著減小。加熱器元件與開口外周之間的間隔可在25與40微米之間。

氣溶膠生成系統可為電操作吸煙系統。

基板優選地包括用于接觸至少一個加熱器元件的至少第一和第二導電接觸部分，第一和第二導電接觸部分相互定位于開口的相對側上，其中第一和第二導電接觸部分配置成允許與外部電源接觸。

加熱器組件可包括串聯電連接的復數個加熱器元件。可布置第一和第二導電接觸部分，使得第一接觸部分接觸第一加熱器元件且第二接觸部分接觸串聯連接的加熱器元件中的最后一個加熱器元件。額外接觸部分設置在加熱器組件處以考慮到所有加熱器元件的串聯連接。優選的是，這些額外接觸部分設置在基板的開口的每一側上。

優選的是，其中加熱器組件包含復數個加熱器元件，所述加熱器元件在空間上彼此基本平行地布置。優選的是，加熱器元件與彼此間隔開。在不希望受任何特定原理約束的情況下，應認為將加熱器元件與彼此間隔開可提供更有效率的加熱。通過加熱器元件的適當間隔，例如，與例如使用具有相同面積的單一加熱元件的情況相比較，可獲得跨越開口的面積的更均勻的加熱。

在特別優選的實施例中，加熱器組件包括奇數個加熱器元件，優選地三個或五個加熱器元件，且第一和第二接觸部分位于基板的開孔的相對側上。此布置具有優勢，第一和第二接觸部分布置在開孔的相對側上。

加熱器組件替代地包括偶數個加熱器元件，優選地兩個或四個加熱器元件。在此實施例中，接觸部分優選地位于筒的同一側上。通過此布置，加熱器組件到電源的電連接可以實現相當緊湊的設計。

至少一個加熱器元件可各自由復數個導電絲形成，所述導電絲可形成網格或絲陣列或可包括交織或非交織織物。加熱器元件可為流體可滲透的。

在一些實例中個，至少一個加熱器元件具有固定到電絕緣基板的第一面，且第一和第二導電接觸部分配置成允許與外部電源接觸，所述電源在加熱器元件與第一面相對的第二面上。

系統可進一步包括液體存儲部分，所述液體存儲部分包括含有液體氣溶膠形成基質的殼體，其中加熱器組件固定到液體存儲部分的殼體。殼體可為剛性殼體且為流體不可滲透的。如本文中所使用，“剛性殼體”表示自支撐的殼體。液體存儲部分的剛性殼體優選地將機械支承提供到加熱器組件。

液體存儲部分可包括配置成將液體氣溶膠形成基質輸送到加熱器組件的毛細管材料。

氣溶膠生成系統中的此類型的加熱器組件的設置具有優于傳統芯子和線圈布置的若干優點。包括網格或絲陣列的加熱器元件允許加熱器的更大面積與正在蒸發的液體接觸。加熱器組件可使用容易獲得的材料且使用批量生產技術廉價地生產。加熱器組件較穩固，允許其在制造期間處理或固定到氣溶膠生成系統的其它部分，且尤其形成可移除的筒的部分。形成加熱器元件的部分的導電接觸部分的設置允許加熱器組件到電源的可靠且簡單的連接。

導電絲可為基本平坦。如本文中所使用，“基本平坦”優選地意味形成在單一平面中且例如未纏繞或其它符合曲面或其它非平面形狀。平坦加熱器組件可在制造期間易于處置且提供穩固的結構。

加熱器元件或加熱器組件可基本平坦。

至少一個加熱器元件可包括具有所述導電絲之間的空隙的網格。

在此布置中，優選地加熱器元件的至少一部分與開口的外周間隔開一定距離，所述距離大于加熱器元件的部分的空隙的尺寸。

導電絲可限定絲之間的空隙，且空隙可具有10μm與100μm之間的寬度。優選的是，絲引起空隙中的毛細管作用，使得在使用中，待蒸發的液體被抽吸到所述空隙中，從而增加加熱器組件與液體之間的接觸面積。

導電絲可形成大小在160到600Mesh US(+/-10％)之間(即，每英寸160與600個絲之間(+/-10％))的網格。空隙的寬度優選地在75μm與25μm之間。作為空隙的面積與網格的總面積的比率的網格的開口面積的百分比優選地在25％到56％之間。網格可以使用不同類型的交織或格子結構形成。替代地，導電絲由彼此平行布置的細絲的陣列組成。

導電絲的網格、陣列或織物的特征也可以在于其保持液體的能力，此在本領域中是眾所周知的。

導電絲可具有8μm與100μm之間、優選地在8μm與50μm之間且更優選地在8μm與39μm之間的直徑。絲可具有圓形橫截面或具有例如扁平橫截面。

單一加熱器元件的導電絲的網格、陣列或織物的面積可較小，優選地小于或等于25mm²，允許其合并到手持系統中。加熱器元件可為例如矩形且具有約5mm的長度和2mm的寬度。在一些實例中，寬度在2mm以下，例如寬度為約1mm。加熱器元件的寬度越小，越多的加熱器元件可串聯連接在本發明的加熱器組件中。使用串聯連接的較小寬度的加熱器元件的優點在于，加熱器元件組合的電阻增大。

加熱器元件可覆蓋加熱器組件面積的10％與50％之間的面積。導電絲的網格或陣列覆蓋加熱器組件面積的15％與25％之間的面積。

導電絲可包括任何合適的導電材料。合適的材料包括但不限于：例如摻雜陶瓷的半導體、“導”電陶瓷(例如，二硅化鉬)、碳、石墨、金屬、金屬合金以及由陶瓷材料和金屬材料制造的復合材料。此類復合材料可包含摻雜或無摻雜的陶瓷。合適的摻雜陶瓷的例子包括摻雜碳化硅。合適金屬的例子包括鈦、鋯、鉭和鉑族金屬。合適金屬合金的實例包括不銹鋼；康銅；含鎳合金、含鈷合金、含鉻合金、含鋁合金、含鈦合金、含鋯合金、含鉿合金、含鈮合金、含鉬合金、含鉭合金、含鎢合金、含錫合金、含鎵合金、含錳合金和含鐵合金；以及基于鎳、鐵、鈷的超級合金，不銹鋼，基于鐵鋁的合金以及基于鐵錳鋁的合金。是Titanium Metals Corporation的注冊商標。絲可由一種或多種絕緣體涂覆。用于導電絲的優選材料為304、316、304L和316L不銹鋼，以及石墨。

加熱器元件的導電絲的網格、陣列或織物的電阻優選地在0.3與4歐姆之間。更優選的是，導電絲的網格、陣列或織物的電阻在0.5與3歐姆之間，且更優選地約1歐姆。導電絲網格、陣列或織物的電阻比接觸部分的電阻大優選地至少一個數量級，且更優選地至少兩個數量級。此確保通過使電流通過加熱器元件而產生的熱集中到導電絲的網格或陣列。如果系統由電池提供電力，那么對于加熱器元件具有較低的總電阻通常是有利的。將電接觸與網格或絲之間的寄生損失降至最低也能夠將寄生功率損失降至最低。低電阻高電流系統允許高功率遞送至加熱器元件。此允許加熱器元件快速將導電絲加熱到所要溫度。

導電接觸部分可直接固定到導電絲。接觸部分定位于導電絲與電絕緣基板之間。舉例來說，接觸部分可由電鍍到絕緣基板上的銅箔形成。與絕緣基板相比，接觸部分可更容易地與絲結合。

替代地，導電接觸部分可與加熱器元件的導電絲成整體。舉例來說，加熱器元件可通過蝕刻導電片材而形成，以將復數個絲提供在兩個接觸部分之間。

加熱器組件的至少一個加熱器元件可包括由第一材料制造的至少一個絲和由不同于第一材料的第二材料制造的至少一個絲。此可有益于電或機械原因。舉例來說，絲中的一個或多個可由具有隨溫度顯著變化的電阻的材料(例如鐵鋁合金)形成。此允許將絲的電阻的測量值用于確定溫度或溫度的變化。此可用于抽吸檢測系統中且可用于控制加熱器溫度以使其保持在所要溫度范圍內。

電絕緣基板可包括任何合適的材料，且優選的是一種能夠耐高溫(超過300攝氏度)和溫度急速變化的材料。合適材料的實例為聚酰亞胺薄膜，例如

氣溶膠形成基質為能夠釋放可形成氣溶膠的揮發性化合物的基質。可以通過加熱氣溶膠形成基質來釋放揮發性化合物。

氣溶膠形成基質可以包括植物性材料。氣溶膠形成基質可以包括煙草。氣溶膠形成基質可以包括包含揮發性煙草風味化合物的含煙草材料，當加熱時所述揮發性煙草風味化合物從氣溶膠形成基質釋放。氣溶膠形成基質替代地可包括不含煙草的材料。氣溶膠形成基質可包括均質植物性材料。氣溶膠形成基質可包括均質煙草材料。氣溶膠形成基質可以包括至少一種氣溶膠形成劑。氣溶膠形成劑為任何合適的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物有利于氣溶膠形成，并且在系統的操作溫度下對熱降解基本上具有抗性。合適的氣溶膠形成劑是本領域眾所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油單、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。優選的氣溶膠形成劑是多羥基醇或其混合物，如三甘醇、1,3-丁二醇和最優選地甘油。氣溶膠形成基質可包括其它添加劑和成分，例如香料。

液體存儲部分的殼體可含有毛細管材料且毛細管材料延伸到絲之間的空隙中。

毛細管材料可以具有纖維狀或海綿狀結構。毛細管材料優選地包括毛細管束。例如，毛細管材料可以包括復數個纖維或線或其它細孔管。纖維或線可以大體上對準以將液體輸送到加熱器。替代地，毛細管材料可以包括海綿狀或泡沫狀材料。毛細管材料的結構形成復數個小孔或管，液體可以由毛細管作用運輸通過所述小孔或管。毛細管材料可以包括任何合適的材料或材料的組合。合適材料的實例是海綿或泡沫材料，呈纖維或燒結粉末的形式的陶瓷或石墨基材料，泡沫金屬或塑料材料，例如由紡制或擠出纖維制造的纖維狀材料，如醋酸纖維素、聚酯或粘合聚烯烴、聚乙烯、滌綸或聚丙烯纖維、尼龍纖維或陶瓷。毛細管材料可以具有任何合適的毛細管作用和孔隙度毛細管作用從而與不同的液體物理性質一起使用。液體具有物理性質，包括但不限于粘度、表面張力、密度、導熱性、沸點和蒸汽壓力，其允許液體由毛細管作用輸送通過毛細管裝置。

毛細管材料可與導電絲接觸。毛細管材料可延伸到絲之間的空隙中。加熱器組件可通過毛細管作用將液體氣溶膠形成基質抽吸到空隙中。毛細管材料可在開孔的基本整個范圍上方與導電絲接觸。

殼體可含有兩個或兩個以上不同毛細管材料，其種與加熱器元件接觸的第一毛細管材料具有較高的熱分解溫度，且與第一毛細管材料接觸但不與加熱器元件接觸的第二毛細管材料具有較低的熱分解溫度。第一毛細管材料有效地用作將加熱器元件與第二毛細管材料分離的間隔件，使得第二毛細管材料不暴露于高于其熱分解溫度的溫度。如本文中所使用，“熱分解溫度”意思是在所述溫度下材料開始分解且通過生成氣態副產物損失質量的溫度。第二毛細管材料可比第一毛細管材料有利于占據更大體積且可比第一毛細管材料容納更多氣溶膠形成基質。第二毛細管材料可具有比第一毛細管材料更好的毛細管作用性能。第二毛細管材料可比第一毛細管材料更廉價或具有更高的填充能力。第二毛細管材料可為聚丙烯。

第一毛細管材料可將加熱器組件與第二毛細管材料分開至少1.5mm，且優選地在1.5mm與2mm之間的距離，以提供跨越第一毛細管材料的足夠溫降。

液體存儲部分可定位在導電絲的第一側上且可為定位在導電絲相對側上到液體存儲部分的氣流通道使得經過導電絲的氣流帶走蒸發的液體氣溶膠形成基質。

系統可進一步包括連接到加熱器元件且連接到電源的電路，所述電路配置成監測加熱器元件或加熱器元件的一個或過個絲的電阻，且配置成根據加熱器元件的電阻或特別是一個或多個絲的電阻來控制從電源到加熱器元件的電力供給。

電路可包括可以是可編程微處理器的微處理器、微控制器或專用集成芯片(ASIC)或能夠提供控制的其它電子電路。電路可以還包括電子部件。電路可配置成調節到達加熱器的電力供給。電力在啟動系統之后可連續地供給到加熱器元件或可在例如逐抽吸的基礎上間歇地供給。電力可以電流脈沖的形式供給到加熱器元件。

系統有利地包括在殼體的主體內的電源，通常為電池，例如磷酸鋰鐵電池。作為替代，電源可以是另一形式的電荷存儲裝置，例如電容器。電源可以需要再充電并且可以具有允許存儲足夠用于一次或多次吸煙體驗的能量的容量。例如，電源可以具有足夠的容量以允許連續生成氣溶膠持續大約六分鐘的時間，對應于抽一支常規卷煙所耗費的典型時間，或者持續多個六分鐘的時間。在另一實例中，電源可具有足夠的容量以允許預定數量或不連續的加熱器的抽吸或啟動。

系統可包括主要單元和可移除地聯接到所述主要單元的筒，其中液體存儲部分和加熱器組件設置在筒與包含電源的主要單元中。如本文中所使用，筒“可移除地聯接”到裝置意味筒和裝置可在不明顯損壞裝置或筒的情況下相互聯接或分離。

系統可以是電操作吸煙系統。系統可以是手持式氣溶膠生成系統。氣溶膠生成系統可以具有相當于常規雪茄或卷煙的尺寸。吸煙系統可以具有大約30mm到大約150mm之間的總長度。吸煙系統可以具有大約5mm到大約30mm之間的外徑。

電絕緣基板可為彈性片材。導電接觸部分和導電絲可互相一體成型。

如本文中所使用，“導電”意味用具有1x10^-4Ωm或更小的電阻率的材料形成。如本文中所使用，“電絕緣”意味用具有1x10⁴Ωm或更大的電阻率的材料形成。

本發明還針對一種包括根據本發明的筒的氣溶膠生成系統，優選地電操作吸煙系統。

氣溶膠生成系統進一步包括主要單元，筒可移除地聯接到所述主要單元。液體存儲部分和加熱器組件設置在筒中且主要單元包括電源。不同的布置是可能的。

筒可在消耗之后更換。由于筒容納熱體和加熱器組件，因此還定期更換加熱器組件，使得即使在長時間使用主要單元之后也保持最佳蒸發條件。

氣溶膠生成系統優選地進一步包括連接到加熱器組件且連接到電源的電路。電路配置成監測加熱器組件或加熱器組件的加熱器元件的一個或多個絲的電阻，且配置成根據加熱器組件或一個或多個絲的電阻控制從電源到加熱器組件的電力供給。通過監測加熱器元件的溫度，系統可防止加熱器組件的過熱或欠熱且確保提供最佳蒸發條件。

本發明還針對一種制造用于氣溶膠生成系統(例如電操作氣溶膠生成系統)中的筒的方法，所述方法包括以下步驟：為具有開口的殼體提供液體存儲部分；用液體氣溶膠形成基質填充液體存儲部分；及提供包括跨越殼體的開口延伸的至少一個加熱器元件的加熱器組件，其中加熱器元件小于開口。加熱器組件的至少一個加熱器元件的寬度可小于殼體的開口寬度的90％，優選地小于其50％、進一步優選地小于其30％、最優選地小于其25％。

加熱器組件和一個或多個加熱器元件優選地為流體可滲透的。如本文中所使用，關于加熱器組件的“流體可滲透”意味呈氣相或可能呈液相的氣溶膠形成基質可容易地穿過加熱器組件或加熱器元件。

術語“基本平坦”細絲結構用于指優選地呈基本二維拓撲歧管形式的絲結構。因此，基本平坦絲結構沿表面在兩個維度上而非在第三維度上延伸。特別地，基本平坦絲結構在表面內兩個維度上的尺寸為垂直于所述表面的第三維度上尺寸的至少5倍。基本平坦絲結構的實例為兩個基本平行表面之間的結構，其中這兩個表面之間的距離基本上小于所述表面內的延伸。在一些實施例中，基本平坦絲結構為平面的。在其它實施例中，基本平坦絲結構沿一個或多個維度彎曲，例如形成圓頂形狀或橋形狀。

術語“絲”優選地用于指代布置于兩個電接觸部分之間的電路徑。絲可分別任意地分支及分叉為若干路徑或絲，或可從若干電路徑聚集為一個路徑。絲可具有圓形、正方形、平坦形或任何其它形式的橫截面。絲可以筆直或彎曲方式布置。

術語“絲結構”優選地用于指代一個絲或優選地復數個絲的結構。絲結構可為(例如)平行于彼此布置的絲陣列。優選的是，絲可形成網格。網格可為交織或非交織。

附圖說明

現在只通過示例參照附圖描述本發明的實施例，附圖中：

圖1a到1d為根據本發明的實施例的包括筒的系統的示意圖；

圖2為圖1中所展示的系統的實例筒的分解圖；

圖3展示具有三個加熱器元件的加熱器組件；

圖4展示具有四個加熱器元件的加熱器組件；及

圖5為展示不同幾何結構加熱器的TPM產量；

具體實施方式

圖1a到1d為包含根據本發明的實施例的筒的氣溶膠生成系統的示意圖。圖1a為共同形成氣溶膠生成系統的氣溶膠生成裝置10及分離筒20的示意圖。在此實例中，氣溶膠生成系統為電操作吸煙系統。

筒20含有氣溶膠形成基質且配置成容納在裝置內的腔18中。當設置在筒20中的氣溶膠形成基質耗盡時，所述筒應可由使用者替換。圖1a展示在插入裝置中之前的筒20，其中圖1a中的箭頭1指示筒的插入方向。

氣溶膠生成裝置10便于攜帶且具有與傳統雪茄或香煙相差無幾的尺寸。裝置10包括主體11和煙嘴部分12。主體11含有電池14(例如鋰鐵磷酸電池)、控制電子元件16和腔18。煙嘴部分12通過鉸鏈連接21連接到主體11且可在如圖1中所展示的打開位置與如圖1d中所展示的關閉位置之間移動。煙嘴部分12放置在打開位置中以允許筒20的插入和移除，且當系統將用于產生氣溶膠時放置在關閉位置中，如下文所述。煙嘴部分包括復數個空氣入口13和出口15.在使用中，使用者吮吸或抽吸出口以將空氣入口13的空氣從煙嘴部分抽吸到出口15，并且將進入使用者的口中或肺中。提供內部擋板17以迫使空氣經過筒流經煙嘴部分12，如下文所述。

腔18具有圓形橫截面且經制定大小以容納筒20的殼體24。電連接件19設置在腔18的側面處以提供控制電子元件16與電池14之間的電連接及筒20上的對應電接觸部分。

圖1b展示圖1a的系統，其中筒插入腔18中，且正在移除蓋板26。在此位置中，電連接件抵靠筒上的電接觸部分，如下文所述。

圖1c展示圖1b的系統，其中完全移除蓋板26且煙嘴部分12正在移動到關閉位置。

圖1d展示圖1c的系統，其中煙嘴部分12在關閉位置中。煙嘴部分12通過扣鉤機制保持在關閉位置中，如圖2中示意性地說明。圖2說明主體11和通過鉸鏈連接21連接的煙嘴部分12。煙嘴部分12包括向內延伸的齒8。當煙嘴部分在關閉位置中時，齒8接合裝置的主體上的扣鉤6。扣鉤6通過偏置彈簧5而偏置以接合齒8。按鈕4固定到扣鉤6。按鈕4可由使用者逆著偏置彈簧5的動作而壓下以將齒8從扣鉤6釋放，允許煙嘴部分移動到打開位置。可使用用于將煙嘴保持在關閉位置中的其它合適的機制(例如卡扣或磁性封閉)對于本領域的技術人員現在將是顯而易見的。

關閉位置中的煙嘴部分12保持筒與電連接件19電接觸，使得無論系統的定向如何，在使用中維持良好的電連接。煙嘴部分12可包含接合筒的表面且當煙嘴部分12處于關閉位置中時在剛性煙嘴殼體元件與筒之間壓縮的環形彈性元件。這確保維持良好的電連接而不制造誤差。

當然，替代地或另外可采用用于維持筒與裝置之間良好的電連接的其它機制。舉例來說，筒20的殼體24可設置有接合形成于腔18的壁中的對應凹槽或螺紋的螺紋或凹槽(圖中未說明)。筒與裝置之間的螺紋接合可用于確保正確轉動對準以及將筒保持在腔中且確保良好的電連接。螺紋連接可延伸筒的僅半圈或小于半圈，或可延伸若干圈。替代地或另外，電連接件19可偏置為與筒上的接觸部分接觸。

圖2為適用于氣溶膠生成系統(例如，圖1的類型的氣溶膠生成系統)的筒20的分解圖。筒20包括大體圓柱形的殼體24，所述殼體具有所選擇的大小和形狀以容納到氣溶膠生成系統的對應腔中，或以恰當方式與所述系統的其它元件安裝在一起，例如圖1的系統的腔18。殼體22含有浸泡在液體氣溶膠形成基質中的毛細管材料22。在此實例中，氣溶膠形成基質包括39重量％的甘油，39重量％的丙二醇，20重量％的水和香料，和2重量％的尼古丁。毛細管材料為主動將液體從一個端部輸送到另一端部且可由合適的材料制成的材料。在此實例中，毛細管材料由聚酯纖維形成。

殼體22具有開口端，加熱器組件30固定到所述開口端。加熱器組件30包括：基板34，所述基板具有形成于其中的開孔35；一對電接觸部分32，其固定到基板且通過間隙33與彼此分離；和加熱器元件36，其由導電加熱器絲的網格形成，跨越開孔35并固定到開孔35的相對側上的電接觸部分32。

加熱器組件30由可移除的蓋板26覆蓋。蓋板26包括膠粘到加熱器組件但不可輕易剝落的液體不可滲透塑料片。凸臺設置在蓋板26的側面上以允許使用者在將其剝落時抓住蓋板。現在這對本領域的普通技術人員是顯而易見的，盡管將膠粘描述為將不可滲透塑料片固定到加熱器組件30的方法，但也可使用本領域的那些技術人員熟悉的其它方法，所述方法包含熱封或超聲波焊接，只要蓋板26可由消費者輕松地移除。

應了解，其它筒設計是可能的。舉例來說，毛細管材料與筒可包括兩種或多種不同毛細管材料，或筒可包括用于容納自由液體的儲存器的箱。

加熱器絲36穿過基板34中的開孔暴露出來，使得蒸發的氣溶膠形成基質可經過加熱器組件逸入氣流中。

在使用中，筒20放置在氣溶膠生成系統中，且加熱器組件30連接到包括在氣溶膠生成系統中的電源中。設置電路以為加熱器元件36提供電力且使氣溶膠生成基質揮發。

在圖3中，描繪本發明的加熱器組件30的實例，其中三個基本平行的加熱器元件36a、36b、36c串聯地電連接。加熱器組件30包括電絕緣基板34，所述電絕緣基板具有形成于其中的正方形開孔35。在此實例中，開孔的大小為5mm×5mm，然而應理解，根據加熱器的特定應用，可適當使用開孔的其它形狀和大小。第一電接觸部分32a和第二電接觸部分32b設置在開孔35的相對側處且基本平行于開孔35的側邊緣35a、35b延伸。兩個額外接觸部分32c、32d設置在開孔35的相對側邊緣35c、35d的鄰近部分。第一加熱器元件連接在第一接觸部分32a與額外接觸部分32c之間。第二加熱器元件36b連接在額外接觸部分32c與額外接觸部分32d之間。第三加熱器元件36c連接在額外接觸部分32c與第二接觸部分32b之間。在此實施例中，加熱器組件30包括奇數個加熱器元件36，即三個加熱器元件，且第一接觸部分32a和第二接觸部分32b位于基板34的開孔35的相對側上。加熱器元件36a和36c與開孔的側邊緣35a、35c間隔，使得在這些加熱器元件36a、36c與絕緣基板34之間不存在直接實體接觸。在不希望受任何特定原理約束的情況下，應認為此布置可減少到達絕緣基板34的熱傳輸，且可允許液體氣溶膠生成基質有效的蒸發。

在圖4中，描繪本發明的加熱器組件20的其它實例，其中四個加熱器元件36a、36b、36c、36d串聯地電連接。加熱器組件30包括電絕緣基板34，所述電絕緣基板具有形成于其中的正方形開孔35。開孔的大小為5mm×5mm。第一接觸部分32a和第二接觸部分32b相應地鄰近開孔35的同一側邊緣35b的上部部分和下部部分而設置。設置三個額外接觸部分32c、32d、32e，其中兩個接觸部分鄰近相對側邊緣35a的部分而設置，且一個接觸部分平行于第一接觸部分32a和第二接觸部分32b之間的側邊緣35b而設置。四個加熱器元件36a、36b、36c、36d串聯連接在如圖4中所說明的這五個接觸部分32a、32c、32d、32e、32b之間。此外，加熱器元件的長側邊緣中沒有一個與開孔的側邊緣中的任何一個實體接觸，又使得到達絕緣基板的熱傳輸減少。

在此實施例中，加熱器組件30包括偶數個加熱器元件36，即四個加熱器元件36a、36b、36c、36d，且第一接觸部分32a和第二接觸部分32b位于基板34的開孔35的同一側上。

在例如圖3和4所展示的布置中，加熱器元件的布置可為如此使得鄰近的加熱器元件之間的間隙基本相同。舉例來說，加熱器元件可在開孔35的寬度上有規律地間隔。在其它布置中，加熱器元件之間的不同間距可用于(例如)獲得所要加熱曲線。可使用開孔或加熱器元件的其它形狀。

加熱器組件可包括由304L不銹鋼形成的網格，其中網格大小為約400Mesh US(每英寸約400個絲)。絲具有大約16μm的直徑。網格連接到電接觸部分32，所述電接觸部分通過間隔與彼此分離且由具有厚度大約30μm的銅箔形成。電接觸部分32設置在具有約120μm的厚度的聚酰亞胺基板34上。形成網格的絲限定絲之間的空隙。此實例中的空隙具有大約37μm的寬度，盡管可使用較大或較小的空隙。使用這些概略尺寸的網格允許氣溶膠形成基質的彎液面形成于空隙中，且允許加熱器組件的網格通過毛細管作用抽吸氣溶膠形成基質。網格的開口面積，即空隙的面積與網格的總面積的比率有利地在25％與56％之間。加熱器組件的總電阻為大約1歐姆。網格提供此電阻的絕大部分使得大部分的熱由網格產生。在此實例中，網格的電阻是電接觸部分32的100倍。

基板34電絕緣，且在此實例中由具有約120μm厚度的聚酰亞胺片材形成。基板為圓形且具有8mm的直徑。網格為矩形，且在一些實例中具有5mm與2mm的邊長。這些尺寸允許制造具有與傳統香煙或雪茄類似的大小和形狀的完整系統。法相有效的尺寸的另一實例為直徑5mm和1mm×4mm的矩形網格的圓形基板。

替代地，根據本公開內容的加熱器組件、網格36可由平行導電絲的陣列替換。絲的陣列由304L不銹鋼形成且具有大于16μm的直徑。

絲可直接結合到基板34，接觸部分32隨后結合到絲上。接觸部分32通過絕緣間隔與彼此分離，且由具有厚度大約30μm的銅箔形成。基板、絲和接觸部分的相同布置可用于網格類型加熱器。將接觸部分作為最外層可有益于為電源提供可靠的電接觸。

加熱器組件可包括復數個加熱器絲，所述絲與電接觸部分形成一體。絲和電接觸部分兩者由經蝕刻以限定絲的不銹鋼箔形成。接觸部分由間隔分離，由絲結合的情況除外。不銹鋼箔設置在聚酰亞胺基板34上。此外，絲提供此電阻的絕大部分，使得大部分的熱由絲產生。在此實例中，絲的電阻是電接觸部分的100倍。

在圖3中所展示的筒中，接觸部分32和絲36、38位于基板層34與殼體24之間。然而，可能以其它方式將加熱器組件安裝到筒殼體，使得聚酰亞胺基板直接鄰近殼體24。

盡管所描述的實施例具有帶有殼體(具有基本圓形的橫截面)的筒，當然可能形成具有其它形狀的筒殼體，例如矩形橫截面或三角形橫截面。這些殼體形狀將確保在相應形狀的腔內的所要定向，以確保裝置與筒之間的電連接。

毛細管材料22在殼體24中有利地定向以將液體輸送到加熱器組件30。當組裝筒時，加熱器絲36可與毛細管材料22接觸，且因此氣溶膠形成基質可直接輸送到加熱器。在本發明的實例中，氣溶膠形成基質接觸每一絲的大部分表面，使得由加熱器組件產生的大部分熱直接進氣溶膠形成基質中。與此相反，在傳統芯子和線圈加熱器組件中，僅小部分加熱器電線與氣溶膠形成基質接觸。毛細管材料27可延伸到絲36之間的空隙中。

在使用中，加熱器組件通過電阻加熱來操作。電流在控制電子元件16的控制下通過絲36，以將所述絲加熱到所要溫度范圍內。絲的網格或陣列的電阻明顯高于電接觸部分32和電連接件19，使得較高溫度局限于所述絲。系統可配置成響應于使用者抽吸而通過將電流提供到加熱器組件來產生熱，或可配置成在裝置處于“開啟”狀態時連續產生熱。用于絲的不同材料可適用于不同系統。舉例來說，在連續加熱的系統中，石墨絲由于具有較低比熱容且與較低電流加熱相容，因此是合適的。在抽吸驅動的系統中，其中使用高電流脈沖短時間內產生熱，具有較高比熱容的不銹鋼絲可為更適合的。

在抽吸驅動的系統中，裝置可包含抽吸傳感器，所述抽吸傳感器配置成檢測使用者何時將空氣抽吸通過煙嘴部分。抽吸傳感器(圖中未說明)連接到控制電子元件16，且控制電子元件16配置成僅當其確定使用者抽吸裝置時將電流供給到加熱器組件30。任何合適的氣流傳感器可用于抽吸傳感器，例如麥克風。

在可能的實施例中，絲36中的一個或多個或加熱器元件的電阻率的變化總的來說可用于檢測加熱器元件的溫度的變化。此可用于調節供給到加熱器元件的電力以確保其仍然在所要溫度范圍內。溫度的突然變化也可用作檢測起因于使用者抽吸吸系統而經過加熱器元件的氣流的變化的手段。絲中的一個或多個可為專用溫度傳感器且就此而言可由具有合適的電阻溫度系數的材料形成，例如鐵鋁合金、Ni-Cr、鉑、鎢或合金線。

圖1d中說明使用系統時通過煙嘴部分的氣流。煙嘴部分包含內部擋板17，所述內部擋板與煙嘴部分的外壁一體模制且確保，當空氣從入口13抽吸到出口15時，其在筒上的加熱器組件30上方流動，氣溶膠形成基質正在所述筒中蒸發。當空氣經過加熱器組件時，蒸發的基質夾帶在氣流中，且冷卻以在離開出口15前形成氣溶膠。因此，在使用中，氣溶膠形成基質通過在其蒸發時穿過絲36、37、38之間的空隙而穿過加熱器組件。

本領域的普通技術人員現在可以想到包括根據本公開內容的加熱器組件的其它筒設計。例如，筒可以包含煙嘴部分，可包含超過一個加熱器組件，并且可以具有任何期望的形狀。此外，根據本公開內容的加熱器組件可以用于除了已經描述的那些以外的其它類型的系統中，例如增濕器、空氣清新器和其它氣溶膠生成系統。

圖5展示指示在測試中加熱器元件的三種不同配置的性能以測量由實例加熱元件提供的總顆粒物(TPM)產出的圖。

所測試的加熱元件如下：

加熱器A–開孔5mm×5mm。關于圖3所布置的三個加熱器元件–每一個具有1mm的寬度。近似加熱器面積15mm²。

電阻大于1.2歐姆。功率消耗6W。

加熱器B–開孔大約3mm×3mm。一個加熱器元件覆蓋整個開孔。近似加熱器面積10mm²電阻大約0.5歐姆。功率消耗6W。

加熱器C–開孔5mm×5mm。關于圖2所布置的一個加熱器元件–具有2mm的寬度。近似加熱器面積10mm²。電阻大約0.8歐姆。功率消耗4W。

含液體的毛細管材料鄰近加熱器而安裝。按重量計，液體包括39％的丙二醇、39％的甘油、20％的水、2％的尼古丁。

包括每3秒55ml的氣流的一口煙在加熱期間越過加熱器且夾帶在氣流中的產生的氣溶膠截留在玻璃纖維過濾器盤(坎布里奇墊(Cambridge Pad))上。在45口煙的測試運行之后，使用乙醇溶液以已知方式從玻璃纖維過濾器盤提取氣溶膠組分，以確定所述測試運行的總顆粒物(TPM)。每口煙TPM經計算且展示于圖5中。

證明包括覆蓋整個開孔的加熱器元件的加熱器B具有每口煙僅1.1毫克的最低TPM產量(總顆粒物)。加熱器組件具有6瓦特的功率消耗。

包含僅一個10mm²加熱器元件的加熱器C獲得較高TPM。通過此加熱器組件，得到每口煙約2.2毫克的TPM產量，而與此同時功率消耗僅總計4瓦特。因此，更高TPM可見于與加熱器B類似大小的加熱器元件，即使在較低功率下。

在不希望受任何特定原理束縛的情況下，應認為對于加熱器C(其中所述加熱器的邊緣與開孔邊緣間隔)，到達基板元件的熱傳輸較少。又，應認為對于加熱器B，一些熱加熱基板元件下面的液體且所述液體不能夠通過開孔釋放，因此導致較低效率地使用來自加熱器元件的熱。

對于包含三個加熱器條的加熱器A，TPM也大于加熱器B的TPM。在不希望受任何特定原理束縛的情況下，加熱器A的TPM低于加熱器C，因為三個1mm條與加熱器C的單一2mm條相比與開孔的邊緣具有更大的接觸長度，此可導致更多的熱傳輸到基板或基板下面的液體的更多無效的加熱。

上文描述的示例性實施例是舉例說明而不是限制性的。考慮到上述的示例性實施例，現在本領域的普通技術人員將理解到與以上示例性實施例一致的其它實施例。