本發(fā)明涉及氣溶膠生成系統(tǒng)，其中氣溶膠通過(guò)使用加熱器使液體基質(zhì)汽化而產(chǎn)生。

背景技術(shù)：

一種類型的氣溶膠生成系統(tǒng)為電子香煙。電子香煙通常通過(guò)加熱液體氣溶膠形成基質(zhì)以產(chǎn)生蒸汽而操作。蒸汽接著冷卻以形成氣溶膠。大部分電子香煙系統(tǒng)使用某一形式的液體保留材料，如海綿或浸潤(rùn)材料來(lái)保持液體氣溶膠形成基質(zhì)且將其傳遞至加熱器。在此類系統(tǒng)中，存在若干與液體保留材料相關(guān)的問(wèn)題。隨著液體保留材料變干，較少液體傳遞至加熱器，導(dǎo)致傳遞較小量的氣溶膠。另外，隨著液體保留材料變干，其更易受炭化或燃燒。這可導(dǎo)致所產(chǎn)生氣溶膠中的非所需化合物。液體保留材料也增加制造方法的成本和復(fù)雜度。

已提出且不需要液體保留材料的用于向加熱器傳遞液體的一種解決方案將使用壓電閥傳遞液滴以直接形成氣溶膠或向加熱器傳遞液體。但是，壓電閥具有顯著缺點(diǎn)。相比于液體保留材料，壓電閥對(duì)于系統(tǒng)增加甚至更多成本和復(fù)雜度，且需要向系統(tǒng)添加額外控制電子元件。閥消耗額外功率，其對(duì)于電池操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是重要考慮因素。閥易于斷裂和阻塞。且對(duì)于電子香煙系統(tǒng)可能最重要的，閥導(dǎo)致經(jīng)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，其中傳遞以產(chǎn)生氣溶膠的液體的量為預(yù)定的，導(dǎo)致用戶受挫。更深地吸氣的用戶可能需要較大量的氣溶膠。理想地，用戶的吸入或抽吸范圍應(yīng)決定傳遞的氣溶膠的量，如在常規(guī)香煙中。

將需要提供在不使用液體保留材料的情況下將液體傳遞至加熱器，但不遭受與壓電閥相關(guān)的描述問(wèn)題的氣溶膠生成系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一方面中，提供了一種氣溶膠生成系統(tǒng)，其包含：

空氣入口和空氣出口；

保持液體氣溶膠形成基質(zhì)的液體儲(chǔ)存部分，所述液體儲(chǔ)存部分具有液體出口；

從空氣入口經(jīng)過(guò)液體出口向空氣出口的氣流通道，其中氣流通道經(jīng)成形以使得當(dāng)空氣從空氣入口經(jīng)過(guò)氣流通道流向空氣出口時(shí)，液體出口處的氣流通道內(nèi)存在壓降；和

流動(dòng)路徑內(nèi)的加熱元件，其位于液體出口與空氣出口之間。

系統(tǒng)經(jīng)有利地配置以使得當(dāng)空氣從空氣入口經(jīng)過(guò)氣流通道流向空氣出口時(shí)，液體出口處的壓力低于液體儲(chǔ)存部分內(nèi)的壓力。可允許液體儲(chǔ)存部分內(nèi)的壓力與大氣壓均衡。系統(tǒng)可經(jīng)配置以在空氣從空氣入口經(jīng)過(guò)氣流通道流向空氣出口時(shí)在液體出口處提供低于大氣壓的壓力。為了在液體出口處提供壓降，氣流通道可在液體出口處具有相對(duì)于空氣入口受限的截面。氣流通道的限制造成空氣速度的增加和空氣壓力的降低。這稱作文丘里效應(yīng)(venturieffect)。壓力的減小在液體出口處產(chǎn)生吸離，將液體抽吸出液體出口，進(jìn)入氣流中。抽吸至氣流中的液體接著在氣流中運(yùn)送至加熱元件，在其中經(jīng)汽化。液體出口處的氣流通道的截面也可相比于空氣出口受限。此布置相比于液體出口升高出口處的空氣壓力。

系統(tǒng)可在氣流通道中，在加熱元件與空氣出口之間包含氣溶膠形成腔室。氣溶膠形成腔室為允許經(jīng)汽化的氣溶膠形成基質(zhì)冷卻和冷凝以在通過(guò)空氣出口離開(kāi)系統(tǒng)之前形成氣溶膠的空間。

液體儲(chǔ)存部分為氣溶膠形成基質(zhì)提供密封殼體，使得流體除了通過(guò)液體出口無(wú)法進(jìn)入或離開(kāi)殼體。密封殼體確保液體氣溶膠形成基質(zhì)不泄漏出液體儲(chǔ)存部分，除非其在空氣流經(jīng)氣流通道時(shí)通過(guò)液體出口處的減壓抽出。隨著液體被抽出液體，其在液體儲(chǔ)存部分內(nèi)部產(chǎn)生低壓。液體儲(chǔ)存部分外部的空氣的較高壓力將其余的液體保持于液體儲(chǔ)存部分中。

氣流通道中的壓降的大小不僅取決于氣流通道的幾何形狀，而且也取決于通過(guò)氣流通道的氣流速度。較快氣流導(dǎo)致較大壓降。較大壓降導(dǎo)致較大體積的液體氣溶膠形成基質(zhì)被抽出到氣流中。因此，通過(guò)系統(tǒng)的氣流速度越快，產(chǎn)生的氣溶膠的總顆粒質(zhì)量(tpm)越大。在抽吸致動(dòng)系統(tǒng)中，這意味著較深地抽吸的用戶將比較淺抽吸的用戶接收更大量的氣溶膠。

有利地，液體儲(chǔ)存部分在比大氣壓低的壓力下含有氣袋。僅當(dāng)液體出口處的壓力低于液體儲(chǔ)存部分內(nèi)的空氣的壓力時(shí)，液體將抽出到氣流通道中。液體儲(chǔ)存部分可經(jīng)配置以使得當(dāng)空氣不從空氣入口向空氣出口流經(jīng)氣流通道時(shí)，空氣可通過(guò)液體出口進(jìn)入液體儲(chǔ)存部分以使液體儲(chǔ)存部分內(nèi)部和外部的氣壓均衡。這確保隨著液體儲(chǔ)存部分中的液體氣溶膠形成基質(zhì)的量減少，其不會(huì)在氣流周期之間，例如用戶吸入之間存在中斷的情況下逐漸變硬以將液體抽出到氣流中。

或者或另外，液體儲(chǔ)存部分可包含低壓釋放閥，其允許空氣在處于打開(kāi)位置時(shí)進(jìn)入液體儲(chǔ)存部分，但在處于閉合位置時(shí)不允許。閥可經(jīng)配置以在跨越閥的壓力差超過(guò)壓力閾值時(shí)移動(dòng)至打開(kāi)位置。系統(tǒng)可經(jīng)配置以使得閥經(jīng)控制以在預(yù)定流動(dòng)速率的空氣流經(jīng)氣流通道時(shí)，例如當(dāng)用戶在空氣出口抽吸時(shí)處于閉合位置。系統(tǒng)可經(jīng)配置以使得閥在用戶抽吸之間處于打開(kāi)位置以均衡液體儲(chǔ)存部分內(nèi)部和外部的氣壓。

液體儲(chǔ)存部分可包含環(huán)狀殼體，且氣流通道可延伸穿過(guò)環(huán)狀殼體。這允許提供對(duì)稱且緊湊的系統(tǒng)。

可選擇氣流通道的截面積和其在液體出口處減小的量以符合系統(tǒng)的特定要求。在優(yōu)選實(shí)施例中，空氣入口的橫截面積在1mm²與3.5mm²之間且液體出口處的氣流通道的截面積在0.1mm²與0.9mm²之間。氣流通道可具有任何所需截面形狀，如環(huán)狀或橢圓形。氣流通道可經(jīng)成形以促進(jìn)層狀氣流?；蛘呋蛄硗?，氣流通道可包括沖擊表面以幫助液體或氣溶膠的擴(kuò)散。氣流通道可經(jīng)配置以對(duì)于典型用戶抽吸提供至少250pa的壓降。

液體出口可為環(huán)狀且可圍繞氣流通道?；蛘?，氣流通道可為環(huán)狀且可圍繞液體出口。液體出口的大小對(duì)傳遞至氣流通道中的液體的量具有直接影響。

加熱元件安置于氣流通道中。加熱元件可跨越氣流通道且為流體可滲透的以使得氣流必須穿過(guò)加熱元件以到達(dá)空氣出口。加熱元件可包含加熱器絲的網(wǎng)格、陣列或織物。

或者，加熱元件或多個(gè)加熱器可圍繞氣流通道或部分延伸跨越氣流通道。

加熱元件可通過(guò)電阻加熱來(lái)操作，其中電流穿過(guò)加熱元件以產(chǎn)生熱?；蛘撸訜嵩山?jīng)感應(yīng)加熱。或者，加熱元件可通過(guò)來(lái)自另一熱源，如化學(xué)熱源的熱傳導(dǎo)而加熱。加熱元件可為包含例如電接觸墊和電絕緣基質(zhì)的加熱器組合件的一部分。

選擇用于加熱元件的一種或多種材料可取決于其操作模式。在優(yōu)選實(shí)施例中，加熱元件被配置成電阻式加熱且包含導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物。導(dǎo)電絲可界定絲之間的間隙且間隙的寬度可在10μm與100μm之間。

導(dǎo)電絲可形成大小在160到600meshus(+/-10％)之間(即，在每英寸160與600個(gè)絲之間(+/-10％))的網(wǎng)格。間隔的寬度優(yōu)選地在75μm與25μm之間。作為間隙的面積與網(wǎng)的總面積的比率的網(wǎng)的開(kāi)口面積的百分比優(yōu)選地在25％到56％之間。網(wǎng)格可以使用不同類型的編織或格子結(jié)構(gòu)形成。替代地，導(dǎo)電絲由彼此平行布置的絲陣列組成。

導(dǎo)電絲可具有在10μm與100μm之間、優(yōu)選地在8μm與50μm之間且更優(yōu)選地在8μm與39μm之間的直徑。所述絲可具有圓形橫截面或可具有平坦的橫截面。

導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的面積可較小，優(yōu)選地小于或等于25mm²，允許其合并到手持系統(tǒng)中。導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物可例如為矩形的且具有5mm乘2mm的尺寸。優(yōu)選的是，導(dǎo)電絲的網(wǎng)格或陣列覆蓋加熱器組件面積的10％與50％之間的面積。更優(yōu)選的是，導(dǎo)電絲的網(wǎng)格或陣列覆蓋加熱器組件面積的15％與25％之間的面積。

所述絲可通過(guò)蝕刻例如箔的片材而形成。當(dāng)加熱器組件包括平行絲陣列時(shí)，此可為特別有利的。如果加熱元件包含絲的網(wǎng)格或織物，那么絲可單獨(dú)地形成且針織在一起。

加熱元件的絲可由具有合適的電特性的任何材料形成。合適的材料包括但不限于：例如摻雜陶瓷的半導(dǎo)體、“導(dǎo)”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(fù)合材料。這類復(fù)合材料可以包括摻雜或無(wú)摻雜的陶瓷。合適的摻雜陶瓷的實(shí)例包含摻雜碳化硅。合適的金屬的例子包括鈦、鋯、鉭和鉑族金屬。合適的金屬合金的實(shí)例包含不銹鋼；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(jí)合金，不銹鋼，基于鐵鋁的合金以及基于鐵錳鋁的合金。是titaniummetalscorporation的注冊(cè)商標(biāo)。絲可涂覆有一種或多種絕緣體。導(dǎo)電絲的優(yōu)選材料為304、316、304l、316l不銹鋼，以及石墨。

加熱組件可包括上面支承絲的電絕緣基質(zhì)。電絕緣基質(zhì)可包括任何合適的材料，且優(yōu)選的是一種能夠耐高溫(超過(guò)300℃)和溫度急速變化的材料。合適的材料的實(shí)例為聚酰亞胺薄膜，例如電絕緣基質(zhì)可具有形成于其中的開(kāi)孔，其中導(dǎo)電絲跨越所述開(kāi)孔延伸。加熱器組件可包括連接到導(dǎo)電絲的電接觸部分。

加熱器元件的導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻優(yōu)選地在0.3歐姆到4歐姆之間。更優(yōu)選的是，導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻在0.5歐姆到3歐姆之間，且更優(yōu)選地約1歐姆。導(dǎo)電絲的網(wǎng)格、陣列或織物的電阻優(yōu)選地比接觸部分的電阻大至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，且更優(yōu)選地大至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這確保通過(guò)使電流通過(guò)加熱元件而產(chǎn)生的熱集中到導(dǎo)電絲的網(wǎng)格或陣列。如果系統(tǒng)由電池提供電力，那么對(duì)于加熱器元件具有較低的總電阻是有利的。低電阻高電流系統(tǒng)允許高功率遞送到加熱器元件。這允許加熱元件快速地將導(dǎo)電絲加熱到所要溫度。

第一和第二導(dǎo)電接觸部分可直接固定到導(dǎo)電絲。接觸部分可定位于導(dǎo)電絲與電絕緣基質(zhì)之間。舉例來(lái)說(shuō)，接觸部分可由電鍍到絕緣基質(zhì)上的銅箔形成。與絕緣基質(zhì)相比，接觸部分還可更容易地與絲結(jié)合。

或者，第一和第二導(dǎo)電接觸部分可與導(dǎo)電絲成一體。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)蝕刻導(dǎo)電薄片以在兩個(gè)接觸部分之間提供多個(gè)絲來(lái)形成加熱器元件。

系統(tǒng)可在加熱元件下游包括過(guò)濾器墊，如cambridge過(guò)濾器墊。過(guò)濾器墊可與加熱器元件接觸。這可幫助預(yù)防液體通過(guò)空氣出口的泄漏且可從氣溶膠移除任何非所需顆粒物質(zhì)。

加熱元件可包括至少一種由第一材料制成的絲和至少一種由不同于第一材料的第二材料制成的絲。這可有益于電或機(jī)械原因。舉例來(lái)說(shuō)，絲中的一個(gè)或多個(gè)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。這允許絲的電阻的測(cè)量值用于確定溫度或溫度的變化。這可用于抽吸檢測(cè)系統(tǒng)中且可用于控制加熱元件溫度以使其保持在所需溫度范圍內(nèi)。溫度的突然變化也可用作檢測(cè)由于使用者抽吸系統(tǒng)而經(jīng)過(guò)加熱元件的氣流的變化的手段。

系統(tǒng)可包含一次性筒部分和裝置部分，其中筒包含液體儲(chǔ)存部分。一旦液體儲(chǔ)存部分中的液體氣溶膠形成基質(zhì)耗盡，將筒扔掉且用新筒替換。

筒可包含加熱元件。或者，加熱元件可提供為裝置的一部分。

系統(tǒng)可包含經(jīng)配置以在用戶口中接納的煙嘴部分?？諝獬隹诳稍跓熥觳糠种?。煙嘴部分可為筒部分或裝置部分的一部分，或可包含分離部分。一次性煙嘴可提供為煙嘴部分的一部分。一次性煙嘴可為柔韌的且可模擬常規(guī)香煙濾嘴的感覺(jué)。

系統(tǒng)可進(jìn)一步包含連接到加熱元件且連接到電源的電路，所述電路經(jīng)配置以監(jiān)測(cè)加熱元件或加熱元件的一個(gè)或多個(gè)絲的電阻，且取決于加熱元件或一個(gè)或多個(gè)絲的電阻來(lái)控制向加熱元件的電力供應(yīng)。

電路可包括微處理器，所述微處理器可為可編程微處理器。電路還可包括電子組件。電路可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)到達(dá)加熱元件的電力供應(yīng)。在激活系統(tǒng)之后電力可連續(xù)地供應(yīng)到加熱元件或可例如在逐抽吸的基礎(chǔ)上間歇地供給。電力可以電流脈沖的形式供應(yīng)到加熱元件。

系統(tǒng)有利地包括在殼體的主體內(nèi)的電源，典型地是電池。作為替代，電源可以是另一形式的電荷存儲(chǔ)裝置，例如電容器。電源可需要充電并可具有允許一個(gè)或多個(gè)吸煙過(guò)程的足夠能量的存儲(chǔ)的容量；例如，電源可以具有足夠的容量以允許連續(xù)生成氣溶膠持續(xù)大約六分鐘的時(shí)間，對(duì)應(yīng)于抽一支常規(guī)卷煙所耗費(fèi)的典型時(shí)間，或者持續(xù)多個(gè)六分鐘的時(shí)間。在另一實(shí)例中，電源可具有足夠的容量以允許預(yù)定數(shù)量次抽吸或加熱元件的不連續(xù)啟動(dòng)。

優(yōu)選的是，氣溶膠生成系統(tǒng)包括殼體。優(yōu)選地，殼體為伸長(zhǎng)的。殼體可以包括任何合適的材料或材料的組合。合適材料的示例包含金屬、合金、塑料或含有那些材料中的一種或多種的復(fù)合材料、或適于食品或制藥應(yīng)用的熱塑性塑料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(peek)和聚乙烯。優(yōu)選地，所述材料是且輕型的且是不易破碎的。

優(yōu)選的是，氣溶膠生成系統(tǒng)為便攜式的。氣溶膠生成系統(tǒng)可以具有相當(dāng)于常規(guī)雪茄或卷煙的尺寸。吸煙系統(tǒng)可以具有大約30mm與大約150mm之間的總長(zhǎng)度。吸煙系統(tǒng)可以具有大約5mm與大約30mm之間的外徑。

氣溶膠形成基質(zhì)為能夠釋放可形成氣溶膠的揮發(fā)性化合物的基質(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)加熱氣溶膠形成基質(zhì)釋放揮發(fā)性化合物。氣溶膠形成基質(zhì)可包括基于植物的材料。氣溶膠形成基質(zhì)可以包括煙草。氣溶膠形成基質(zhì)可以包括包含揮發(fā)性煙草風(fēng)味化合物的含煙草材料，當(dāng)加熱時(shí)所述揮發(fā)性煙草風(fēng)味化合物從氣溶膠形成基質(zhì)釋放。氣溶膠形成基質(zhì)可替代地包括不含煙草的材料。氣溶膠形成基質(zhì)可包括均質(zhì)植物性材料。氣溶膠形成基質(zhì)可包括均質(zhì)煙草材料。氣溶膠形成基質(zhì)可包括至少一種氣溶膠形成劑。氣溶膠形成劑是任何適合的已知化合物或化合物的混合物，其在使用中有助于形成濃密且穩(wěn)定的氣溶膠，并且在系統(tǒng)的操作溫度下對(duì)熱降解基本上具抗性。合適的氣溶膠形成劑是本領(lǐng)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(yōu)選的氣溶膠形成劑是多元醇或其混合物，如三乙二醇、1,3-丁二醇，并且最優(yōu)選地甘油，如甘油或丙二醇。氣溶膠形成基質(zhì)可包括其它添加劑和成分，例如香料。在一個(gè)實(shí)例中，氣溶膠形成基質(zhì)包含甘油、丙二醇(pg)、水和調(diào)味劑以及尼古丁的混合物。在優(yōu)選實(shí)施例中，氣溶膠形成基質(zhì)包含大致40體積％pg、40體積％甘油、18體積％水和2體積％尼古丁。此基質(zhì)具有20pa.s的粘度。

在第二方面中，提供用于氣溶膠生成系統(tǒng)的筒，所述筒包含：

空氣入口和空氣出口；

保持液體氣溶膠形成基質(zhì)的液體儲(chǔ)存部分，所述液體儲(chǔ)存部分具有液體出口；和

從空氣入口經(jīng)過(guò)液體出口向空氣出口的氣流通道，其中氣流通道經(jīng)成形以使得當(dāng)空氣從空氣入口經(jīng)過(guò)氣流通道流向空氣出口時(shí)，液體出口處的氣流通道內(nèi)存在壓降。

筒可包含液體出口與空氣出口之間的氣流通道中的加熱器元件。加熱器元件可為如參考本發(fā)明的第一方面所描述的加熱器元件。

筒可包含電接觸部分，其經(jīng)配置以與筒嚙合的裝置上的對(duì)應(yīng)特征接觸以允許將電流從裝置中的電源供應(yīng)至加熱元件。

在本發(fā)明的第三方面中，提供一種從液體氣溶膠形成基質(zhì)產(chǎn)生氣溶膠的方法，其包含：

提供具有液體出口的液體儲(chǔ)存部分；

提供經(jīng)過(guò)液體出口的氣流通道；

通過(guò)在液體出口處的氣流中產(chǎn)生壓降而將液體氣溶膠形成基質(zhì)抽出液體出口，進(jìn)入氣流通道中的氣流中且將氣流中的液體輸送至氣流通道中的加熱器元件，所述加熱器元件使液體汽化以得到蒸汽；

冷卻蒸汽以得到氣溶膠。

關(guān)于一個(gè)方面所描述的特征可以同樣應(yīng)用于本發(fā)明的其它方面。在液體儲(chǔ)存部分的特定特征中，關(guān)于第一方面描述的氣流通道、加熱元件和氣溶膠形成基質(zhì)可同樣適用于第二方面和第三方面。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)將參考附圖僅通過(guò)舉例描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中：

圖1為根據(jù)第一實(shí)施例的系統(tǒng)的示意性截面；

圖2為圖1的筒的截面；

圖3為圖2的筒的分解圖；且

圖4為圖2的筒的橫截面。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例的成煙系統(tǒng)的截面示意圖。圖1中示出的系統(tǒng)為通常稱為電子香煙的電操作、手持型吸煙系統(tǒng)。系統(tǒng)包含裝置10和筒20，其連同一次性煙嘴50形成吸煙系統(tǒng)。

裝置包含殼體12，其含有電池14(如磷酸鐵鋰電池)、控制電子元件16、用于收納筒20的一部分的空腔15和進(jìn)氣口18。裝置具有環(huán)狀截面且包含多個(gè)安置在裝置殼體12的圓周周圍的空氣入口18。空腔15具有用于將對(duì)應(yīng)螺紋嚙合于筒20上的螺紋(未示出)。然而，應(yīng)明晰的是可在筒與裝置之間使用許多其它類型的連接件。電池14和控制電子元件16經(jīng)由電連接件(未示出)向筒提供電功率(如將描述)。同樣，任何類型的連接件可用于在筒與裝置之間提供電接觸的連接件，如搭扣配合、推理配合或卡口型連接件。

顯示筒20與圖1中的裝置10嚙合，但分開(kāi)顯示且更詳述于圖2、圖3和圖4中。

筒20具有外筒殼體21。具有液體儲(chǔ)存殼體34的液體儲(chǔ)存部分30提供于外筒殼體21內(nèi)部。液體儲(chǔ)存部分殼體為環(huán)狀的且通過(guò)其中心形成氣流通道22。氣流通道具有入口端，其具有窄化部分40以使得液體儲(chǔ)存殼體內(nèi)的氣流通道相對(duì)于通過(guò)入口端的氣流收縮。入口板41中的孔具有1mm的半徑，而液體儲(chǔ)存殼體內(nèi)的氣流通道具有0.375mm的半徑。

液體氣溶膠形成基質(zhì)的儲(chǔ)集器保持于液體儲(chǔ)存殼體34的內(nèi)部與外壁之間。塞子32延伸至儲(chǔ)集器中以界定從儲(chǔ)集器向氣流通道中的液體出口38收縮的液體用液流路徑36。液體出口38為基本上環(huán)狀的，如最佳見(jiàn)于圖4中。液體儲(chǔ)存部分的基底處的液體出口的內(nèi)徑為約1.5mm，液體出口的外徑為約1.75mm。小槽或開(kāi)口(未示出)提供于儲(chǔ)集器的基底中以恰當(dāng)?shù)囟ㄎ蝗忧掖_保塞子相對(duì)于儲(chǔ)集器居中。

緊靠著液體出口下游的氣流通道由塞子界定，且在發(fā)散部分42中變寬。

加熱元件26負(fù)載于液體出口下游的塞子32上。加熱元件為由304l不銹鋼形成的網(wǎng)格，其中網(wǎng)格大小為約400meshus(每英寸約400個(gè)絲)。網(wǎng)格的絲具有約16μm的直徑。網(wǎng)格連接至由銅形成的電接觸部分46。電接觸部分32提供于聚酰亞胺基質(zhì)44上。形成網(wǎng)格的絲限定絲之間的空隙。此實(shí)例中的空隙具有約37μm的寬度，但可使用更大或更小的空隙。網(wǎng)格的開(kāi)口面積，即空隙的面積與網(wǎng)格的總面積的比率有利地在25％到56％之間。加熱器組件的總電阻為大約1歐姆。網(wǎng)格提供此電阻的絕大部分使得大部分的熱由網(wǎng)格產(chǎn)生。在此實(shí)例中，網(wǎng)格具有比電接觸部分46高100倍以上的電阻。

氣溶膠形成室28提供于加熱器下游。氣溶膠形成室28為其中來(lái)自加熱器的蒸汽可在離開(kāi)空氣出口24進(jìn)入用戶口中之前冷卻和冷凝以形成氣溶膠的區(qū)。

如最明顯地可見(jiàn)于圖3中，外筒殼體以兩部分形式形成以準(zhǔn)許組裝。下筒殼體21a支承液體儲(chǔ)存部分、塞子和加熱器組件。上筒殼體21b界定筒的煙嘴部分且固持氣溶膠形成室和空氣出口24。一次性煙嘴50安置于上筒殼體周圍，如圖1所示。上筒殼體和下筒殼體通過(guò)一對(duì)螺紋螺栓23和對(duì)應(yīng)螺帽(未示出)彼此固定。

筒殼體和裝置殼體可包含任何適合的材料或材料組合。在此實(shí)例中，使用聚丙烯，聚醚醚酮(peek)。

可移除的煙嘴50可在外觀和感覺(jué)方面模擬常規(guī)香煙的濾嘴。舉例來(lái)說(shuō)，可移除的煙嘴50可由乙酸纖維素、橡膠或塑料(如聚乙烯或聚丙烯或兩者的混合物)形成并且可用紙層覆蓋住。

在操作中，當(dāng)用戶在煙嘴部分上抽吸時(shí)，空氣從空氣入口18通過(guò)氣流通道抽吸到空氣出口24?？諝獬槲ㄟ^(guò)氣流通道，經(jīng)過(guò)液體出口，通過(guò)加熱器到達(dá)氣溶膠形成室。液體出口處的氣流的壓力低于大氣壓且臨界地低于液體儲(chǔ)存部分內(nèi)的空氣35的壓力。此壓力差使得液體氣溶膠形成基質(zhì)抽吸出液體出口，進(jìn)入氣流通道中。

可使用泊松方程(poiseuille'sequation)計(jì)算從液體出口抽吸至氣流中的液體的大致體積。出于計(jì)算起見(jiàn)，考慮40ml的1秒抽吸量。

穿過(guò)氣流通道的不定型區(qū)段和收縮區(qū)段的空氣的速度計(jì)算如下：

速度(2)：(40mm³*10³)/[3.14*(1mm)²]＝12.7*10³mm/s

速度(1)：(40mm³*10³)/[3.14*(0.375mm)²]＝90*10³mm/s

可從這些速度計(jì)算壓差：

p2-p1＝ρ/2(ν2²-ν1²)＝1/2(90²-12.7²)＝約4000kgmm^-1s^-2

在此實(shí)例中，液滴來(lái)源于寬度為0.25mm的環(huán)狀管，我們可通過(guò)環(huán)的周長(zhǎng)(2*π*r＝2*π*1mm)乘以其0.25mm的寬度估算其關(guān)于筒的“面積當(dāng)量”：

(液體傳遞的)大致面積＝2πr*寬度＝2*3.14*1*0.25mm＝1.57mm²

因此，出于估計(jì)液體傳遞起見(jiàn)的大致“徑向當(dāng)量”為：

(1.57/π)^0.5＝0.75mm

可從液體的組成估算液體氣溶膠形成基質(zhì)的液體粘度，所述組成在此實(shí)例中為：

pg(52％)、甘油(20％)、水(15％)和尼古丁(5％)

大致：0.6*52+0.2*1.4+0.15*1.0022+0.05*1.004＝32pas

最后，液體傳遞可使用壓差(δp)、徑向當(dāng)量(r)、液體粘度(μ)和液體流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度(l)計(jì)算：

q＝(δp*πr⁴)/(8μl)＝[4000*π*(0.75*10^-3)⁴]/(8*32*14)＝在0.8mm³s^-1與1mm³s^-1之間。

可以看出用于測(cè)定液滴傳遞體積的關(guān)鍵參數(shù)為筒中的液體出口的表面積、液體出口處的壓降和液體流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度。液體流動(dòng)路徑在一定程度上受筒的總長(zhǎng)度限制且對(duì)于手持型系統(tǒng)，將合意地在10mm與30mm之間。還可由此方程式看出液體氣溶膠形成基質(zhì)的粘度也是重要因素，使得如果液體粘度增加，那么為了實(shí)現(xiàn)相同液體傳遞，液體出口和/或液體路徑的尺寸將需要改變。

氣流中的液體氣溶膠形成基質(zhì)輸送至網(wǎng)格加熱元件?？苫貞?yīng)于感測(cè)的用戶抽吸而激活的網(wǎng)格加熱元件在液體氣溶膠形成基質(zhì)接觸或穿過(guò)加熱元件時(shí)將其汽化。經(jīng)汽化基質(zhì)和經(jīng)加熱空氣接著傳遞至氣溶膠形成室中，在其中冷卻以形成氣溶膠。氣溶膠接著抽吸出空氣出口24且進(jìn)入用戶口中。

隨著用戶在系統(tǒng)上抽吸且液體抽吸出液體儲(chǔ)存部分，液體儲(chǔ)存部分內(nèi)部的壓力下降。為了在抽吸之間提供一致液體傳遞，有利地允許液體儲(chǔ)存部分內(nèi)部的壓力在抽吸之間返回到其初始?jí)毫?，通常大氣壓。液體出口可足夠大以允許氣泡在抽吸之間通過(guò)液體出口進(jìn)入液體儲(chǔ)存部分?；蛘?，減壓閥48可包含于液體儲(chǔ)存部分中，其在液體儲(chǔ)存部分內(nèi)部與液體儲(chǔ)存部分外部之間的壓力差超過(guò)閾值壓力差時(shí)打開(kāi)。這說(shuō)明于圖2和圖3中?？煽刂茰p壓閥48以在每一用戶抽吸期間保持密閉。

如所描述的系統(tǒng)具有若干優(yōu)于先前系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。其為機(jī)械穩(wěn)固系統(tǒng)，不需要在柔性浸潤(rùn)材料周圍卷繞加熱器。其消除與加熱元件接觸的毛細(xì)管材料的燃燒或炭化的可能。其消除對(duì)于液體保留材料的需要并且因此減少制造成本和制造步驟。其還消除在基于毛細(xì)管的系統(tǒng)的情況下發(fā)現(xiàn)的潛在氣溶膠褪色問(wèn)題，而液體耗盡，傳遞至加熱元件的液體的量減少，與標(biāo)簽筆的褪色類似。

當(dāng)相比于基于壓電的傳遞系統(tǒng)時(shí)，其為高效節(jié)能的，因?yàn)槠涫褂迷诔槲陂g出現(xiàn)的減壓來(lái)將液滴傳遞至加熱器。其也允許用戶的抽吸行為控制傳遞的液體的量，而不是通過(guò)壓電閥定量液體的量。

上文描述的示例性實(shí)施例是舉例說(shuō)明而不是限制性的?？紤]到上述的示例性實(shí)施例，現(xiàn)在所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解到與以上示例性實(shí)施例一致的其它實(shí)施例。舉例來(lái)說(shuō)，描述的實(shí)施例為電操作吸煙系統(tǒng)，但本發(fā)明可應(yīng)用于任何類型的氣溶膠生成系統(tǒng)，且可使用不同液體和氣流幾何布置。