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具有受热的混合室的气溶胶生成系统

文献发布时间:2023-06-19 09:23:00


具有受热的混合室的气溶胶生成系统

技术领域

本发明涉及用于气溶胶生成系统的筒、气溶胶生成系统以及气溶胶生成的方法。特别地,本发明涉及一种包括用于在气溶胶生成系统中使用以用于包括尼古丁的气溶胶的原位生成的尼古丁源和酸源的筒,和包括此类筒的气溶胶生成系统。

背景技术

包括尼古丁源和挥发性输送增强化合物源的用于将尼古丁输送给用户的装置是已知的。例如,WO 2008/121610A1公开了其中尼古丁和挥发性酸以气相彼此反应以形成气溶胶的装置,该气溶胶被用户吸入。

然而,在此类装置中,输送给用户的气溶胶包含一定比例的未反应的尼古丁和一定比例的未反应的酸。本发明的目的是提供一种用于气溶胶生成系统的筒或包括这种筒的气溶胶生成系统,其可以改善输送给用户的气溶胶。特别地,本发明的目的是减少输送给用户的气溶胶中未反应的尼古丁的比例。

发明内容

根据本发明的第一方面,提供了一种用于气溶胶生成系统的筒。该筒包括具有第一空气入口和第一空气出口的第一隔室,第一空气入口在第一空气出口的上游。第一隔室包含尼古丁源。该筒包括具有第二空气入口和第二空气出口的第二隔室,第二空气入口在第二空气出口的上游。第二隔室包含酸源。该筒包括用于将来自第一隔室中的尼古丁源的尼古丁和来自第二隔室中的酸源的酸与气流混合以形成气溶胶的混合室。混合室在第一隔室的第一空气出口和第二隔室的第二空气出口两者的下游。该筒包括被构造成加热混合室的加热元件,其中加热元件的至少一部分既不在混合室的上游也不在其下游。

如本文中参考本发明所使用的,术语“空气入口”用于描述一个或多个孔,空气可通过该一个或多个孔被吸入到部件或部件的一部分中。

如本文中参考本发明所使用的,术语“空气出口”用于描述一个或多个孔,空气可通过该一个或多个孔从部件或部件的一部分中抽出。

如本文中参考本发明所使用的,术语“上游”和“下游”描述了气溶胶生成系统的部件或部件的一部分相对于气流在使用过程中输送通过筒或气溶胶生成系统的方向的相对位置。

根据本发明的第一方面,筒包括被构造成加热混合室的加热元件,其中加热元件的至少一部分既不在混合室的上游也不在其下游。有利地,该加热元件可加热混合室以提高混合室中尼古丁和酸之间的反应速率。因此,输送给用户的气溶胶可包含较少的未反应的尼古丁,或较少的未反应的酸,或较少的未反应的尼古丁以及较少的未反应的酸,或者可形成较多的气溶胶,或者可使混合室更短而不损害气溶胶生成系统输送适量已反应尼古丁的能力。此外,在混合室的上游和下游均不提供加热元件的一部分,使得混合室能够被加热到期望的温度,而气溶胶生成系统的其他部分也不会变得太热。

根据本发明的第一方面,加热元件的至少一部分既不在混合室的上游也不在其下游。加热元件可以在气流的流动路径中。即,气流可以接触加热元件。既不在混合室的上游也不在其下游的加热元件的该至少一部分可以在混合室内。加热元件可以完全在混合室内。加热元件的至少一部分可以在混合室内。加热元件可以完全在混合室的外部。

加热元件可被构造成将混合室加热到介于60摄氏度和80摄氏度之间,或介于70摄氏度和80摄氏度之间的温度。

加热元件可包括感受器。加热元件可包括电阻加热元件。加热元件可包括红外加热元件。加热元件可包括光子源。

混合室的至少一部分可位于第一隔室和第二隔室之间。有利地,这可允许在不缩短混合室的情况下使筒更短。

混合室可包括一个或多个流动障碍物,其改变气流的至少一部分的流动方向。例如,混合室可包括一个或多个流动障碍物,其使气流的至少一部分的流动方向反向。混合室可包括一个或多个流动障碍物,其使气流的至少一部分加速或减速。混合室可包括多个流动障碍物。该多个流动障碍物可使气流的至少一部分加速然后减速,或者减速然后加速。该一个或多个流动障碍物可至少部分地由混合室的一个或多个壁限定。

如本文参考本发明所使用的,术语“流动障碍物”用于描述障碍物或限制物,其接触气流的至少一部分并由此改变该气流的至少一部分的流动方向或流动速度,或流动方向和流动速度两者。

加热元件的至少一部分可邻近混合室定位或在混合室内定位。整个加热元件可邻近混合室定位或在混合室内定位。

加热元件可以是电阻丝线圈,并且该丝线圈的至少一部分可围绕混合室的至少一部分定位。

加热元件的第一部分可被构造成加热第一隔室或第二隔室或第一隔室和第二隔室两者,并且加热元件的第二部分可被构造成加热混合室。

加热元件的第一部分可邻近于第一隔室或第二隔室或第一隔室和第二隔室两者定位,并且加热元件的第二部分可邻近混合室定位或在混合室内定位。

在使用中,第一隔室的温度或第二隔室的温度或第一隔室的温度和第二隔室的温度两者都可以不超过250摄氏度,优选地不超过200摄氏度,更优选地不超过150摄氏度。

在使用中,加热元件可被构造成将混合室加热至介于60摄氏度和80摄氏度之间,或介于70摄氏度和80摄氏度之间,而第一隔室的温度或第二隔室的温度或第一隔室的温度和第二隔室的温度两者都不超过250摄氏度,优选地不超过200摄氏度,更优选地不超过150摄氏度。

根据本发明的第二方面,提供了一种气溶胶生成系统,该气溶胶生成包括根据本发明的第一方面的筒和气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括电源,并且当筒与气溶胶生成装置接合时,电源向加热元件供电。

筒可包括连接到加热元件的筒电触点,并且气溶胶生成装置可包括连接到电源的装置电触点。当筒与气溶胶生成装置接合时,筒电触点可接触装置电触点,从而将电源连接到加热元件。

气溶胶生成装置可包括第二加热元件,第二加热元件的至少一部分被构造成加热第一隔室或第二隔室或第一隔室和第二隔室两者。气溶胶生成装置中的电源可向第二加热元件供电。

根据本发明的第三方面,提供了一种气溶胶生成系统,该气溶胶生成系统包括用于该气溶胶生成系统的筒。该筒包括具有第一空气入口和第一空气出口的第一隔室,第一空气入口在第一空气出口的上游。第一隔室包含尼古丁源。该筒包括具有第二空气入口和第二空气出口的第二隔室,第二空气入口在第二空气出口的上游。第二隔室包含酸源。该筒包括用于将来自尼古丁源的尼古丁和来自酸源的酸与气流混合以形成气溶胶的混合室,该混合室在第一隔室的第一空气出口和第二隔室的第二空气出口两者的下游。气溶胶生成系统包括被构造成加热混合室的加热元件和气溶胶生成装置。该气溶胶生成装置包括壳体和电源。该电源被配置为向加热元件供电。在使用中,筒的至少一部分接合壳体,并且加热元件的至少一部分既不在混合室的上游也不在其下游。

根据本发明的第三方面,加热元件可设置在筒中或气溶胶生成装置中。

壳体可限定用于接纳筒的至少一部分的腔体。在使用中,筒的至少一部分可被接纳在由壳体限定的腔体中。

根据本发明的第四方面,提供了一种用于气溶胶生成系统的筒,该筒包括:包含尼古丁源的第一隔室;包含酸源的第二隔室;用于将来自尼古丁源的尼古丁和来自酸源的酸与气流混合以形成气溶胶的混合室;以及被构造成加热混合室的加热元件。在使用中,加热元件的至少一部分被构造成将混合室加热到介于60摄氏度和80摄氏度之间,或介于70摄氏度和80摄氏度之间的温度。

根据本发明的第五方面,提供了一种气溶胶生成系统,该气溶胶生成系统包括用于该气溶胶生成系统的筒。该筒包括:包含尼古丁源的第一隔室、包含酸源的第二隔室,以及用于将来自尼古丁源的尼古丁和来自酸源的酸与气流混合以形成气溶胶的混合室。气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括加热元件和壳体,该壳体限定用于接纳筒的至少一部分的腔体,其中在使用中,筒的至少一部分接合壳体,并且加热元件的至少一部分被构造成将混合室加热到介于60摄氏度和80摄氏度之间,或介于70摄氏度和80摄氏度之间的温度。

壳体可限定用于接纳筒的至少一部分的腔体。在使用中,筒的至少一部分可被接纳在由壳体限定的腔体中。

根据本发明的第六方面,提供了一种用于改善气溶胶生成系统中的气溶胶形成的方法。气溶胶生成系统包括用于气溶胶生成系统的筒。该筒包括:包含尼古丁源的第一隔室、包含酸源的第二隔室,以及用于将来自尼古丁源的尼古丁和来自酸源的酸与气流混合以形成气溶胶的混合室。气溶胶生成系统还包括加热器和气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括壳体。在使用中,气溶胶生成装置的壳体与筒的至少一部分接合。

加热器可包括第一部分和第二部分。如果加热器包括第一部分和第二部分,则该方法包括向加热器供电,使得加热器的第一部分加热第一隔室或第二隔室或第一隔室和第二隔室两者,并且使得加热器的第二部分加热混合室。加热器可包括第一加热元件和第二加热元件。如果加热器包括第一加热元件和第二加热元件,则该方法包括向第一加热元件供电,使得第一加热元件加热第一隔室或第二隔室或第一隔室和第二隔室两者,以及向第二加热元件供电,使得第二加热元件加热混合室。

根据本发明的第四、第五和第六方面中的任一方面,该筒包括第一隔室和第二隔室。该第一隔室可具有第一空气入口和第一空气出口,第一空气入口在第一空气出口的上游。该第二隔室可具有第二空气入口和第二空气出口,第二空气入口在第二空气出口的上游。混合室可在第一空气出口和第二空气出口的下游。

筒可以由任何合适的材料或材料组合形成。合适的材料包含但不限于铝、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(诸如

筒可具有在约20毫米至约60毫米之间,优选在约30毫米至约50毫米之间,更优选在约35毫米至约45毫米之间的长度。

筒可具有在约5毫米至约10毫米之间,优选在约6毫米至约9毫米之间,更优选在约7毫米至约8毫米之间的直径。

筒可包括延伸穿过筒的上游端部的密封件。密封件可围绕密封件的外围固定到筒。密封件可密封第一空气入口和第二空气入口。密封件可通过粘合剂和焊接诸如超声焊接中的至少一种固定到筒。密封件可以由片材形成。该片材可包括聚合物膜和金属箔中的至少一者。

该密封件可以是被构造成被气溶胶生成装置上的穿刺元件刺穿的脆性密封件。

该密封件可以是被构造成在使用筒组件之前由用户移除的可移除的密封件。可移除的密封件可包括拉舌,以方便用户移除该密封件。

第一空气出口可包括单个第一空气出口孔,或者第一空气出口可包括多个第一空气出口孔,每个第一空气出口孔与第一隔室的下游端部流体连通。第一空气出口的总流动面积是该一个或多个第一空气出口的流动面积之和。

第二空气出口可包括单个第二空气出口孔,或者第二空气出口可包括多个第二空气出口孔,每个第二空气出口孔与第二隔室的下游端部流体连通。第二空气出口的总流动面积是该一个或多个第二空气出口的流动面积之和。

第一空气出口的总流动面积可与第二空气出口的总流动面积相同。第一空气出口的总流动面积可与第二空气出口的总流动面积不同。可选择不同的总流动面积以提供通过第一隔室和第二隔室中的每个的空气的不同流速。通过第一隔室和第二隔室提供不同的流速可解释第一隔室中的尼古丁源中的第一挥发性化合物的蒸气压与相同的温度下的第二隔室中的酸源中的第二挥发性化合物的蒸气压之间的差。当第一和第二挥发性化合物彼此发生化学反应以形成反应产物以输送给用户时,通过第一和第二隔室提供不同的流动速度可以在筒的下游的第一和第二挥发性化合物之间提供期望的反应化学计量。

本文关于第一空气出口和第二空气出口描述的特征可应用于第一空气入口和第二空气入口。即,第一空气入口和第二空气入口中的每者可包括一个或多个空气入口孔。第一空气入口的总流动面积可与第二空气入口的总流动面积相同。第一空气入口的总流动面积可与第二空气入口的总流动面积不同。

根据本发明的任何方面,尼古丁源可包括第一载体材料,该第一载体材料浸渍有约1毫克与约50毫克之间的尼古丁。尼古丁源可包括第一载体材料,该第一载体材料浸渍有约1毫克与约40毫克之间的尼古丁。优选地,尼古丁源包括第一载体材料,所述第一载体材料浸渍有约3毫克与约30毫克之间的尼古丁。更优选地,尼古丁源包括第一载体材料,所述第一载体材料浸渍有约6毫克与约20毫克之间的尼古丁。最优选地,尼古丁源包括第一载体材料,所述第一载体材料浸渍有约8毫克与约18毫克之间的尼古丁。

如果第一载体材料浸渍有尼古丁碱或尼古丁盐,则本文所述的尼古丁的量分别是尼古丁碱的量或电离的尼古丁的量。

第一载体材料可以浸渍有液体尼古丁或尼古丁于水性或非水性溶剂中的溶液。

第一载体材料可以浸渍有天然尼古丁或合成尼古丁。

根据包括酸源的本发明的任何方面,该酸源可包括有机酸或无机酸。

该酸源可包括有机酸,更优选,包括羧酸,最优选,包括α-酮酸或2-氧代酸或乳酸。

有利地,酸源可包括选自由以下组成的群组的酸:3-甲基-2-氧代戊酸、丙酮酸、2-氧代戊酸、4-甲基-2-氧代戊酸、3-甲基-2-氧代丁酸、2-氧代辛酸、乳酸和其组合。有利地,酸源可包括丙酮酸或乳酸。更有利地,酸源可包括乳酸。

有利地,酸源可包括浸渍有酸的第二载体材料。

第一载体材料与第二载体材料可以相同或不同。

有利地,第一载体材料和第二载体材料中的一者或两者的密度可介于约0.1克/立方厘米至约0.3克/立方厘米之间。

有利地,第一载体材料和第二载体材料中的一者或两者的孔度可介于约15%至约55%之间。

第一载体材料和第二载体材料中的一者或两者可包括玻璃、纤维素、陶瓷、不锈钢、铝、聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)(PCT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE)和

第一载体材料可充当尼古丁的储集器。

有利地,第一载体材料相对于尼古丁可以是化学惰性的。

第一载体材料可以具有任何合适的形状和大小。举例来说,第一载体材料可以呈薄片或栓塞形式。

有利地,第一载体材料的形状和大小可类似于筒的第一隔室的形状和大小。

可以选择第一载体材料的形状、大小、密度和孔度以允许第一载体材料浸渍有期望量的尼古丁。

有利地,筒的第一隔室可以进一步包括调味剂。合适的调味剂包含但不限于薄荷醇。

有利地,第一载体材料可以浸渍有约3毫克与约12毫克之间的调味剂。

第二载体材料可充当酸的储集器。

有利地,第二载体材料相对于酸可以是化学惰性的。

第二载体材料可以具有任何合适的形状和大小。举例来说,第二载体材料可以呈薄片或栓塞形式。

有利地,第二载体材料的形状和大小可类似于筒的第二隔室的形状和大小。

第二载体材料的形状、尺寸、密度和孔度可以经选择以允许第二载体材料浸渍有期望量的酸。

有利地,酸源可以是包括第二载体材料的乳酸源,该第二载体材料浸渍有介于约2毫克至约60毫克之间,优选地介于约5毫克至约50毫克之间,更优选地介于约8毫克至约40毫克之间,最优选地介于约10毫克至约30毫克之间的乳酸。

可以选择筒的第一隔室的形状和尺寸以允许筒内接纳所需量的尼古丁。

可以选择筒的第二隔室的形状和尺寸以允许筒内接纳所需量的酸。

实现适当反应化学计量所需的尼古丁与酸的比率可以通过第一隔室体积相对于第二隔室体积的变化来控制和平衡。

根据本发明的包括第一隔室和第二隔室的任何方面,筒的第一隔室可涂覆有一种或多种耐尼古丁的材料,并且筒的第二隔室可涂覆有一种或多种耐酸材料。这可有利地延长筒的保存期限。

合适的耐尼古丁的材料以及耐酸的材料的实例包含但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂和其组合。

根据本发明的包括电阻加热元件的任何方面,该电阻加热元件优选地包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于:半导体例如掺杂陶瓷、电“传导”陶瓷(诸如二硅化钼)、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。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的实例包括康铜(Constantan)、不锈钢,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、不锈钢的超合金,

感受器可部分地或全部由一种或多种感受器材料形成。感受器材料包括但不限于石墨、钼、碳化硅、不锈钢、铌、铝、镍、含镍化合物、钛和金属材料的复合材料。优选的感受器材料包括金属、金属合金或碳。有利地,感受器材料可包括铁磁材料,例如铁素体铁、铁磁合金(诸如铁磁钢或不锈钢)铁磁颗粒和铁氧体。感受器材料可以是铝或包括铝。感受器材料优选地包括大于5%,优选大于20%,更优选大于50%或大于90%的铁磁性或顺磁性材料。

气溶胶生成装置或筒可有利地包括感应加热器,该感应加热器在使用中部分或全部围绕感受器。在使用中,感应加热器感应加热感受器。

气溶胶生成装置或筒可包括围绕感受器的至少一部分布置的感应器线圈。在使用中,连接到感应器线圈的电源和控制器可向感应器线圈提供交流电,使得感应器线圈可以生成交变磁场以加热感受器。

气溶胶生成装置的壳体可包括任何合适的材料或材料的组合。壳体的合适的材料的实例包括金属、合金、塑料或含有一种或多种那些材料的复合材料,或适用于食物或药物应用的热塑性材料,例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。优选地,壳体的材料轻质并且无脆性。

气溶胶生成装置可以是便携式的。气溶胶生成装置可以是吸烟装置且可具有与常规雪茄或香烟相当的尺寸。吸烟装置可具有约30mm与约150mm之间的总长度。吸烟装置可具有约5mm与约30mm之间的外径。

关于本发明的一个方面描述的特征可以适用于本发明的另一方面。特别地,关于本发明的第一方面描述的特征可以适用于本发明的第二、第三、第四、第五和第六方面。例如,与本发明的第一方面的筒的加热元件有关的特征可以适用于本发明的第二、第三、第四、第五和第六方面的筒或气溶胶生成系统的加热元件。

附图说明

将仅通过举例参考附图进一步描述本发明,附图中:

图1是用于气溶胶生成系统的筒的示意图。

图2是气溶胶生成装置的示意图;

图3是气溶胶生成系统的示意图;

图4是用于气溶胶生成系统的另一个筒的示意图;

图5是另一个气溶胶生成系统的示意图;

图6是用于气溶胶生成系统的另一个筒的示意图;

图7是另一个气溶胶生成系统的示意图;

图8是另一个气溶胶生成系统的示意图;

图9是用于气溶胶生成系统的另一个筒的示意图;

图10是另一个气溶胶生成装置的示意图;并且

图11是另一个气溶胶生成系统的示意图。

具体实施方式

图1是根据第一实施方案的用于气溶胶生成系统的筒的示意图。筒100包括具有第一空气入口104和第一空气出口106的第一隔室102。第一隔室102容纳有尼古丁源108,该尼古丁源包括浸渍有尼古丁和薄荷醇的第一载体材料。筒100还包括第二隔室110,该第二隔室具有第二空气入口112和第二空气出口114。第二隔室110容纳有酸源116,该酸源包括浸渍有乳酸的第二载体材料。筒100还包括筒壳体主体118,该筒壳体主体限定接合筒部分119、121,混合室120和筒出口123。混合室120位于第一隔室空气出口106、第二隔室空气出口114和筒出口123之间。筒100还包括具有第一盖孔132和第二盖孔134的盖130。盖130位于第一隔室空气入口104和第二隔室空气入口112的上游。

筒100还包括第一加热元件122、第二加热元件124、第三加热元件126和第四加热元件128。第一加热元件122邻近第一隔室102,并且在使用中加热尼古丁源108以使尼古丁化合物挥发。第二加热元件124邻近第二隔室110,并且在使用中加热酸源116以使酸化合物挥发。第三加热元件126和第四加热元件128邻近混合室120。在使用中,第三加热元件126和第四加热元件128加热混合室。第一、第二、第三和第四加热元件都是感受器,但是如果这些加热元件中的一个或多个是与电源连接的电阻加热元件,则筒100将以几乎相同的方式起作用。

图2是气溶胶生成装置的示意图。气溶胶生成装置200与图1所示的筒100兼容。气溶胶生成装置200包括装置壳体202,该装置壳体限定腔体204、第一接合装置部分206和第二接合装置部分208。气溶胶生成装置还包括连接至控制器212的电源210。在该实施方案中,电源是锂离子电池,但是可以使用任何合适的电源。气溶胶生成装置200还包括围绕腔体204的一部分布置的感应器线圈214。感应器线圈214连接到控制器212。控制器212被配置为控制从电源210供应到感应器线圈214的功率。气溶胶生成装置还包括第一空气入口216和第二空气入口218。气溶胶生成装置还包括流量传感器(未示出),该流量传感器被构造成检测通过气溶胶生成装置中的气流通道的气流。流量传感器连接到控制器212。

在使用中,连接到感应器线圈214的电源210和控制器212向感应器线圈214提供交流电,使得感应器线圈214生成交变磁场。

图3是气溶胶生成系统,其包括与图2的气溶胶生成装置接合的图1的筒。筒100被接纳在气溶胶生成装置的腔体204中,并且第一接合装置部分206和第二接合装置部分208分别接合第一接合筒部分119和第二接合筒部分121以将筒固定在适当位置。

气溶胶生成系统300还包括烟嘴(未示出)。该烟嘴的一部分围绕筒的一部分。烟嘴接合装置壳体202以将烟嘴固定在适当位置。

在使用中,气溶胶生成系统的操作如下。用户在烟嘴的下游端部上抽吸。该动作通过装置的第一空气入口216和装置的第二空气入口218吸入空气。气溶胶生成装置200中的流量传感器检测通过该装置的气流的变化,该变化指示用户正在抽吸。响应于检测到的通过装置的气流的变化,控制器212将从电源210提供给感应器线圈214的功率从零增加到工作功率。电源210向感应器线圈214提供交流电,使得感应器线圈214生成交变磁场。

交变磁场在感受器加热元件122、124、126、128内生成涡流,感受器加热元件因此被加热。在感受器内的磁性滞后损耗提供进一步加热。在该实施方案中,感受器在大约100摄氏度和大约200摄氏度之间的温度下操作。感受器将第一隔室102和第二隔室110加热到大约80摄氏度和大约150摄氏度之间的温度。感受器将混合室120加热到大约60摄氏度和大约80摄氏度之间的温度。加热元件加热尼古丁源108和酸源116以使尼古丁化合物和酸化合物挥发。

通过装置的第一空气入口216的气流先流过第一盖孔132,然后流过第一隔室102的第一空气入口104。该气流夹带来自尼古丁源108的已被邻近的加热元件122加热的挥发性尼古丁化合物。气流和夹带的挥发性尼古丁化合物通过第一隔室102的第一空气出口106离开第一隔室102进入混合室120。

同时,通过装置的第二空气入口218的气流先流过第二盖孔134,然后流过第二隔室110的第二空气入口112。该气流夹带来自酸源116的已被邻近的加热元件124加热的挥发性酸化合物。气流和夹带的挥发性酸化合物通过第二隔室110的第二空气出口114离开第二隔室110进入混合室120。

夹带的尼古丁化合物与夹带的酸化合物在混合室120中混合。混合室120被加热元件126、128加热。尼古丁化合物在混合室120中与酸化合物反应,形成包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶,该气溶胶通过筒出口123离开筒100。然后,包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶流过由烟嘴限定的腔体,并输送给用户。

图4是根据第二实施方案的用于气溶胶生成系统的筒的示意图。筒400包括具有第一空气入口404和第一空气出口406的第一隔室402。第一隔室402还包含尼古丁源408。筒400还包括第二隔室410,该第二隔室具有第二空气入口412和第二空气出口414。第二隔室410还包含酸源416。筒400还包括筒壳体主体418,该筒壳体主体限定接合筒部分419、421,混合室420和筒出口423。混合室420位于第一隔室空气出口406、第二隔室空气出口414和筒出口423之间。

筒400还包括第一加热元件422和第二加热元件424。第一加热元件422邻近第一隔室402和混合室420,并且在使用中加热尼古丁源408和混合室420。第二加热元件424邻近第二隔室410和混合室420,并且在使用中加热酸源416和混合室420。第一加热元件和第二加热元件都是由铝制成的感受器,但是如果这些加热元件中的一者或两者是与电源连接的电阻加热元件,则筒400将以几乎相同的方式起作用。筒400还包括具有第一盖孔432和第二盖孔434的盖430。盖430位于第一隔室空气入口404和第二隔室空气入口412的上游。筒400还包括电连接到第一电触点438和第二电触点440的感应器线圈436。筒400还包括延伸穿过帽430并进入筒壳体主体418的腔体442。筒还包括在筒主体418的外表面上的突出部(未示出)。

图5是气溶胶生成系统500的示意图,该气溶胶生成系统包括与图4的筒400接合的气溶胶生成装置502。图5示出了与气溶胶生成装置502接合的烟嘴504。在该实施方案中,管嘴504通过螺纹接合气溶胶生成装置502,但是可以使用任何类型的连接,诸如卡扣配合或简单的推入配合。

气溶胶生成装置502包括装置壳体506,该装置壳体限定腔体、第一接合装置部分508和第二接合装置部分510。装置壳体506进一步限定螺纹512。气溶胶生成装置还包括电源514。电源514连接到控制器516。电源514还连接到第一设备触点518和第二设备触点520。气溶胶生成装置还包括第一空气入口524和第二空气入口526。当筒400与气溶胶生成装置502接合时,气溶胶生成装置502的第一空气入口524与筒400的第一盖孔432流体连通,并且气溶胶生成装置502的第二空气入口526与筒400的第二盖孔434流体连通。气溶胶生成装置502还包括流量传感器(未示出),该流量传感器被构造成检测通过气溶胶生成装置502的第一空气入口与筒400的第一盖孔432之间的气流通道的气流。流量传感器连接到控制器516。气溶胶生成装置502还包括连接至电源514和控制器516的电阻加热元件522。控制器516被配置为控制从电源514供应到电阻加热元件522的功率,并且当筒400与气溶胶生成装置502接合时,控制感应器线圈436。当筒400与气溶胶生成装置502接合时,装置的加热元件522位于筒400的腔体442内。在该实施方案中,电阻加热元件522是在柔性基板上的电阻轨道。具体地,加热元件包括形成轨道的金属蚀刻箔,该金属蚀刻箔被保持在两层

气溶胶生成系统500的操作如下。将筒400插入由气溶胶生成装置502限定的腔体中。筒主体418的外表面的突出部和气溶胶生成装置502的对应凹部协作以确保筒400可以仅在一个取向上接合气溶胶生成装置502。这确保了气溶胶生成装置的加热元件522可以快速且容易地位于筒400的腔体442中。筒400的第一接合部分419和第二接合部分421分别与气溶胶生成装置502的第一接合部分508和第二接合部分510接合。在该接合位置中,筒400的第一电触点438和第二电触点440分别接合第一装置触点518和第二装置触点520。因此,在该接合位置,感应器线圈436连接到电源514。然后,烟嘴504接合气溶胶生成装置502的螺纹512。

用户在烟嘴504的下游端部上抽吸。该动作通过气溶胶生成装置502的第一和第二空气入口吸入空气。气溶胶生成装置502中的流量传感器检测通过该装置的气流的变化,该变化指示用户正在抽吸。控制器516将从电源514提供给感应器线圈436的功率从零增加到感应器线圈的操作功率,并将提供给加热元件522的功率从零增加到加热元件的工作功率。电源514向感应器线圈436提供交流电,使得感应器线圈436生成交变磁场。

交变磁场在感受器加热元件422、424内生成涡流,感受器加热元件因此被加热。在感受器内的磁性滞后损耗提供进一步加热。加热元件422、424将第一隔室402和第二隔室410加热到大约80摄氏度和大约150摄氏度之间的温度。这加热尼古丁源408和酸源416以使尼古丁化合物和酸化合物挥发。

通过装置的第一空气入口524的气流先流过第一盖孔432,然后流过第一隔室102的第一空气入口404。该气流夹带来自尼古丁源408的已被邻近的感受器加热元件422和电阻加热元件522加热的挥发性尼古丁化合物。气流和夹带的尼古丁化合物通过第一隔室402的第一空气出口406离开第一隔室402进入混合室420。

同时,通过装置的第二空气入口526的气流先流过第二盖孔434,然后流过第二隔室410的第二空气入口412。该气流夹带来自酸源408的已被邻近的感受器加热元件424和电阻加热元件522加热的挥发性酸化合物。气流和夹带的酸化合物通过第二隔室410的第二空气出口414离开第二隔室410进入混合室420。

夹带的尼古丁化合物与夹带的酸化合物在混合室420中混合。混合室420被加热元件422、424加热到大约60摄氏度和大约80摄氏度之间的温度。尼古丁化合物在混合室420中与酸化合物反应,形成包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶,该气溶胶通过筒出口423离开筒400。然后,包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶流过烟嘴504的下游端部,并输送给用户。

图6是根据第三实施方案的用于气溶胶生成系统的筒的示意图。筒600包括具有第一空气入口604和第一空气出口606的第一隔室602。第一隔室602包含尼古丁源608。筒600还包括第二隔室610,该第二隔室具有第二空气入口612和第二空气出口614。第二隔室610包含酸源616。筒600还包括限定混合室620和筒出口623的筒壳体主体618。混合室620位于第一隔室空气出口606、第二隔室空气出口614和筒出口623之间。筒600还包括具有第一盖孔632和第二盖孔634的盖630。盖630限定螺纹636。盖630位于第一隔室空气入口604和第二隔室空气入口612的上游。

筒600还包括第一加热元件622和第二加热元件624。第一加热元件622位于第一隔室602内。在使用中,第一加热元件622加热尼古丁源608和混合室620。第二加热元件624位于第二隔室610内。在使用中,第二加热元件624加热酸源616和混合室620。第一加热元件和第二加热元件为感受器,但是如果这些加热元件中的一个或多个是与电源连接的电阻加热元件,则筒600将以几乎相同的方式起作用。

在图6的筒600中,混合室620的一部分位于第一隔室602和第二隔室604之间。筒600还包括流动障碍物638、640。

图7是气溶胶生成系统700的示意图,该气溶胶生成系统包括与图6的筒600接合的气溶胶生成装置702。

气溶胶生成装置702包括装置壳体706,该装置壳体限定用于接纳筒600的一部分的腔体。装置壳体706进一步限定螺纹712,该螺纹与筒600的螺纹636配合以将筒固定成与气溶胶生成装置702接合。在该实施方案中,筒600通过螺纹接合气溶胶生成装置502,尽管进行了微不足道的修改,但是可以使用任何类型的连接,诸如卡扣配合或简单的推入配合。

气溶胶生成装置还包括电源714。电源714连接到控制器716。电源714还连接到感应器线圈718。气溶胶生成装置还包括第一空气入口720和第二空气入口722。当筒600与气溶胶生成装置702接合时,气溶胶生成装置的第一空气入口720与筒600的第一盖孔632流体连通,并且气溶胶生成装置702的第二空气入口722与筒600的第二盖孔634流体连通。气溶胶生成装置702还包括流量传感器(未示出),该流量传感器被构造成检测通过气溶胶生成装置702的第一空气入口720与筒600的第一盖孔632之间的气流通道的气流。流量传感器连接到控制器716。

气溶胶生成系统700的操作如下。将筒600插入由气溶胶生成装置702限定的腔体中。螺纹636与螺纹712配合。

用户在筒600的下游端部或烟嘴部分上抽吸。该动作通过气溶胶生成装置702的第一和第二空气入口吸入空气。气溶胶生成装置702中的流量传感器检测通过该装置的气流的变化,该变化指示用户正在抽吸。控制器716将从电源714提供给感应器线圈718的功率从零增加到感应器线圈的工作功率。电源714向感应器线圈436提供交流电,使得感应器线圈718生成交变磁场。

交变磁场在感受器加热元件622、624内生成涡流,感受器加热元件因此被加热。在感受器内的磁性滞后损耗提供进一步加热。感受器将第一隔室602和第二隔室610加热到大约100摄氏度。这加热尼古丁源608和酸源616以使尼古丁化合物和酸化合物挥发。

通过装置702的第一空气入口720的气流先流过第一盖孔632,然后流过第一隔室602的第一空气入口604。该气流夹带来自尼古丁源608的已被感受器加热元件622加热的挥发性尼古丁化合物。气流和夹带的尼古丁化合物通过第一隔室602的第一空气出口606离开第一隔室602进入混合室620。

同时,通过装置702的第二空气入口722的气流先流过第二盖孔634,然后流过第二隔室610的第二空气入口612。该气流夹带来自酸源608的已被感受器加热元件624加热的挥发性酸化合物。气流和夹带的酸化合物通过第二隔室610的第二空气出口614离开第二隔室610进入混合室620。

夹带的尼古丁化合物与夹带的酸化合物在混合室620中混合。混合室620被加热元件622、624加热到大约70摄氏度的温度。气流和夹带的尼古丁化合物和酸化合物在混合室620中接触流动障碍物638、640。流动障碍物638、640通过改变部分气流的流动方向来帮助混合气流和夹带的化合物。尼古丁化合物在混合室620中与酸化合物反应,形成包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶,该气溶胶通过筒出口623离开筒600。然后,包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶流过筒的烟嘴部分,并输送给用户。

图8是根据第四实施方案的气溶胶生成系统800的示意图,该气溶胶生成系统包括与筒850接合的气溶胶生成装置802。

气溶胶生成装置802包括限定螺纹812的装置壳体806。气溶胶生成装置802还包括电源814。电源814连接到控制器816。气溶胶生成装置还包括第一空气入口818和第二空气入口820。气溶胶生成装置还包括流量传感器(未示出),该流量传感器被构造成检测通过气溶胶生成装置的第一空气入口与筒的第一盖孔之间的气流通道的气流。流量传感器连接到控制器816。气溶胶生成装置还包括连接至电源814和控制器816的电阻加热元件822。

筒850包括具有第一空气入口854和第一空气出口856的第一隔室852。第一隔室852还包含尼古丁源858。筒850还包括第二隔室860,该第二隔室具有第二空气入口862和第二空气出口864。第二隔室860还包含酸源866。筒850还包括限定混合室870、筒出口872和螺纹874的筒壳体主体868。混合室870位于第一隔室空气出口856、第二隔室空气出口864和筒出口872之间。筒850还包括具有第一盖孔882和第二盖孔884的盖880。盖880位于第一隔室空气入口854和第二隔室空气入口862的上游。筒850还包括延伸穿过帽880并进入筒壳体主体868的腔体886。

当筒850与气溶胶生成装置接合时,气溶胶生成装置的第一空气入口与筒850的第一盖孔882流体连通,并且气溶胶生成装置的第二空气入口与筒850的第二盖孔884流体连通。当筒850与气溶胶生成装置802接合时,装置的加热元件822位于筒850的腔体886内。

气溶胶生成系统800的操作如下。将筒850插入由气溶胶生成装置限定的腔体886中。装置的螺纹812与筒850的螺纹874接合。

用户在烟嘴(未示出)的下游端部上抽吸,该烟嘴可移除地附接到筒的下游端部。该动作通过气溶胶生成装置802的第一和第二空气入口吸入空气。气溶胶生成装置802中的流量传感器检测通过该装置的气流的变化,该变化指示用户正在抽吸。控制器816将从电源814提供给电阻加热元件822的功率从零增加到工作功率。结果,加热元件822的温度升高到大约100摄氏度。加热元件822将第一隔室和第二隔室加热到大约80摄氏度。该加热元件加热尼古丁源858和酸源866以使尼古丁和酸化合物挥发。

通过装置的第一空气入口的气流先流过第一盖孔882,然后流过第一隔室852的第一空气入口854。该气流夹带来自尼古丁源858的已被加热元件822加热的挥发性尼古丁化合物。气流和夹带的挥发性尼古丁化合物通过第一隔室852的第一空气出口856离开第一隔室852进入混合室870。

同时,通过装置的第二空气入口的气流先流过第二盖孔884,然后流过第二隔室860的第二空气入口862。该气流夹带来自酸源866的已被加热元件822加热的挥发性酸化合物。气流和夹带的挥发性酸化合物通过第二隔室860的第二空气出口864离开第二隔室860进入混合室870。

夹带的挥发性尼古丁化合物与夹带的挥发性酸化合物在混合室870中混合。混合室被加热元件822加热到大约80摄氏度的温度。挥发性尼古丁化合物在混合室870中与挥发性酸化合物反应,形成包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶,该气溶胶通过筒出口873离开筒850。然后,包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶流过烟嘴的下游端部,并输送给用户。

图9是根据第五实施方案的用于气溶胶生成系统的筒的示意图。筒900包括具有第一空气入口904和第一空气出口906的第一隔室902。第一隔室902还包含尼古丁源908。筒900还包括第二隔室910,该第二隔室具有第二空气入口912和第二空气出口914。第二隔室910还包含酸源916。筒900还包括筒壳体主体918,该筒壳体主体限定接合筒部分919、921,混合室920和筒出口923。混合室920位于第一隔室空气出口906、第二隔室空气出口914和筒出口923之间。筒900还包括具有第一盖孔932和第二盖孔934的盖930。盖930位于第一隔室空气入口904和第二隔室空气入口912的上游。

图10是气溶胶生成装置的示意图。气溶胶生成装置1000与图9所示的筒900兼容。气溶胶生成装置1000包括装置壳体1002,该装置壳体限定腔体1004、第一接合装置部分1006和第二接合装置部分1008。气溶胶生成装置还包括连接至控制器1012的电源1010。气溶胶生成装置1000还包括围绕腔体1004的一部分布置的电阻线圈1014。线圈1014连接到控制器1012。气溶胶生成装置还包括第一空气入口1016和第二空气入口1018。气溶胶生成装置还包括温度传感器(未示出)和包括用户按钮(未示出)的用户界面。用户界面还包括用于向用户呈现与气溶胶生成装置1000有关的信息的屏幕。

在使用中,用户按下用户按钮,并且连接到线圈1014的电源1010向线圈1014提供电流,使得线圈1014的温度升高。这将第一隔室902和第二隔室910加热到大约80摄氏度和大约100摄氏度之间的温度。这加热尼古丁源908和酸源916以使尼古丁和酸化合物挥发。

图11是气溶胶生成系统,其包括与图10的气溶胶生成装置接合的图9的筒。为了使筒900与气溶胶生成装置1002接合,筒900被接纳在气溶胶生成装置1002的腔体1004中,并且第一接合装置部分1006和第二接合装置部分1008分别接合第一接合筒部分919和第二接合筒部分921将筒在适当位置。这可将筒固定在适当位置。

当筒900与气溶胶生成装置1000接合时,线圈1014围绕第一隔室902、第二隔室910以及混合室920的一部分。

气溶胶生成系统1100还包括烟嘴(未示出)。该烟嘴的一部分围绕筒的一部分。烟嘴接合装置壳体1002以将烟嘴固定在适当位置。

在使用中,气溶胶生成系统的操作如下。用户在烟嘴的下游端部上抽吸。该动作通过装置的第一空气入口1016和装置的第二空气入口1018吸入空气。用户按下用户按钮。这将从电源1010提供给线圈1014的功率从零增加到工作功率。线圈1014的温度升高,因此加热第一隔室902、第二隔室910和混合室920。该混合室被加热到大约60摄氏度和80摄氏度之间的温度。在该实施方案中,系统以连续加热模式操作。这意味着线圈1014在整个操作过程中而不是响应于感测到的用户抽吸而加热第一隔室902、第二隔室910和混合室920。温度传感器和屏幕设置在气溶胶生成装置1000中,从而可以向用户提供何时达到操作温度的指示。在操作过程中,线圈以大约200摄氏度的温度操作。加热器可以在激活之后操作固定的时间段,例如5分钟,或者可以操作直到用户通过再次按下用户按钮来停止电源1010向线圈1014供电为止。

通过装置的第一空气入口1016的气流先流过第一盖孔932,然后流过第一隔室902的第一空气入口904。该气流夹带来自尼古丁源908的已被邻近的加热元件922加热的挥发性尼古丁化合物。气流和夹带的挥发性尼古丁化合物通过第一隔室902的第一空气出口906离开第一隔室902进入混合室920。

同时,通过装置的第二空气入口1018的气流先流过第二盖孔934,然后流过第二隔室910的第二空气入口912。该气流夹带来自酸源908的已被线圈1014加热的挥发性酸化合物。气流和夹带的挥发性酸化合物通过第二隔室910的第二空气出口914离开第二隔室910进入混合室920。

夹带的挥发性尼古丁化合物与夹带的挥发性酸化合物在混合室920中混合。混合室被线圈1014加热。尼古丁化合物在混合室920中与酸化合物反应,形成包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶,该气溶胶通过筒出口923离开筒900。然后,包含已反应的尼古丁和已反应的酸的气溶胶流过由烟嘴限定的腔体,并输送给用户。

附图示出了本发明的特定实施方案。然而,应该清楚的是,在本发明的范围内可以对所描述的实施方案进行改变。关于一个实施方案描述的特征可以应用于其他实施方案中的一个或多个。

有利地,本文所述的所有实施方案均包括加热元件,该加热元件被构造成加热混合室以实现混合室中尼古丁与酸之间的反应速率的增加。

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