包括多用途计算装置的气溶胶生成系统的制作方法

本发明涉及一种包括气溶胶生成组合件和多用途计算装置的气溶胶生成系统。本发明尤其适用作用于加热含尼古丁的气溶胶形成基质的气溶胶生成系统。

背景技术：

一种类型的气溶胶生成系统是电操作吸烟系统。由电加热器、包括电池和控制电子元件的气溶胶生成装置以及气溶胶形成筒组成的手持电操作吸烟系统为已知的。

已知手持型电操作吸烟系统中的控制电子元件的主要功能为控制电流在加热循环期间从电池向电加热器的供应。通常，由控制电子元件提供的任何额外功能为基本和自主的，如控制电池的充电和切换装置上的指示灯。

需要提供有成本效益且对消费者方便的电操作吸烟系统中的增加的功能。

技术实现要素：

根据本发明，提供包括气溶胶生成组合件的电操作气溶胶生成系统，所述组合件包括气溶胶形成基质、至少一个用于加热气溶胶形成基质的电加热器、第一数据存储装置和第一电连接器。系统进一步包括多用途计算装置，所述装置包括电能供应器、多用途用户界面、至少一个用户输入装置、第二数据存储装置、安装于第二数据存储装置上的多个软件应用程序、微处理器和第二电连接器。第一和第二电连接器经配置以使得能够在多用途计算装置与气溶胶生成组合件之间双向传送数据，且使得能够将电流从电能供应器供应到至少一个电加热器。软件应用程序中的至少一个经配置以根据第一和第二数据存储装置中的至少一个上存储的预定加热廓线控制电流向至少一个电加热器的供应。

如本文所用，术语“气溶胶生成系统”是指气溶胶生成组合件和多用途计算装置的组合，其如本文中进一步描述和说明。在系统中，气溶胶生成组合件和多用途计算装置协作以产生气溶胶。

如本文所用，术语“气溶胶生成组合件”是指包括至少一个电加热器和至少一种能够在由至少一个电加热器加热时释放挥发性化合物的气溶胶形成基质的组合件，其中挥发性化合物可形成气溶胶。举例来说，气溶胶生成组合件可为产生气溶胶的吸烟制品。

如本文所用，术语‘气溶胶形成基质’用来描述能够释放挥发性化合物的基质，其可形成气溶胶。从根据本发明的气溶胶生成组合件的气溶胶形成基质产生的气溶胶可为可见的或不可见的，并且可包括蒸气(例如，处于气态的细颗粒物质，其通常在室温下为液体或固体)以及气体和冷凝蒸气的液滴。

如本文所用，术语“多用途计算装置”是指能够执行至少一种与气溶胶生成组合件的操作无关的额外功能的计算装置。举例来说，多用途计算装置可为智能手机，其除包括至少一个用于控制至少一个电加热器的软件应用程序以外，可打电话和接电话、发送和接收文本消息和电子邮件、提供因特网浏览和多媒体播放，和与气溶胶生成组合件的操作无关的额外软件应用程序。

如本文所用，术语“计算装置”是指包括至少一个能够运行一个或多个软件应用程序的处理器的电气装置。

如本文所用，术语“软件应用程序”是指当由计算装置中的处理器运行时，使得计算装置根据指令操作的计算机可读指令。

如本文所用，术语“多用途用户界面”是指允许用户与多用途计算装置交互以进行与气溶胶生成组合件的用途相关的操作和进行与装置的其它用途相关的操作的装置。举例来说，用户界面可为向用户传达信息的装置，如用于输送音频信号的声学用户界面或用于向用户输送图像、视频和数据的图形用户界面。可向用户输送的信息的实例包含与气溶胶生成组合件的操作无关的数据，如电子邮件和文本消息、因特网浏览数据和相片，外加来自至少一个经配置以控制向至少一个加热器的电流供应的软件应用程序的数据。用于向用户传达信息的适合的用户界面包含扬声器、液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器。

如本文所用，术语“用户输入装置”是指允许用户直接向多用途计算装置输入数据的装置。举例来说，多用途用户界面可为允许用户藉由触摸屏幕而与装置交互的触摸屏。另外或替代地，用户输入装置可包括软键、硬键和麦克风中的至少一个。

通过提供可使用多用途计算装置上的软件应用程序操作的气溶胶生成组合件，本发明提供当相比于现有气溶胶生成系统时可提供额外功能，无需提供用于控制气溶胶生成组合件的复杂和专门的电子元件的电操作气溶胶生成系统。确切地说，气溶胶生成组合件和相关软件应用程序可以相对低成本制造和产生且提供至用户以与现有多用途计算装置一起使用。

电能供应器可为电力网电源，如个人电脑中的电力供应单元。或者，电能供应器可包括电池，优选地可再充电电池。

第一和第二连接器可经配置以彼此连接。举例来说，第一和第二连接器可包括经配置以直接彼此连接的插头和插口。另外或替代地，无源组件(如电缆)可用于将第一和第二连接器彼此连接。

另外或替代地，电操作气溶胶生成系统可进一步包括电池单元，其包括电池、经配置以连接到气溶胶生成组合件上的第一电连接器的第三电连接器和经配置以连接到多用途计算装置上的第二电连接器的第四电连接器。第一、第二、第三和第四电连接器经配置以使得能够在多用途计算装置与气溶胶生成组合件之间双向传送数据，且第一、第二、第三和第四电连接器经配置以使得能够将电流从电能供应器供应到气溶胶生成组合件。第一和第三电接头经配置以使得能够将电流从电池供应到气溶胶生成组合件。至少一个软件应用程序经配置以根据第一和第二数据存储装置中的至少一个上存储的预定加热廓线控制电流从电能供应器和电池中的至少一个向至少一个电加热器的供应。

提供电池单元可有利地减少操作气溶胶生成组合件时从多用途计算装置的电流引出。确切地说，第一和第三接头可经配置以使得在操作气溶胶生成组合件期间，从电池单元中的电池引出电流以对至少一个电加热器供电。此特征在多用途计算装置内的电能供应器还包括电池并且因此包括有限电流供应的那些实施例中尤其优选。在这些实施例中，用户可使用来自电池单元中的电池的电流供应操作气溶胶生成组合件，同时仍保持多用途计算装置中的电池的足够电流供应，以允许出于与气溶胶生成装置的操作无关的目的继续使用计算装置。

在气溶胶生成装置可使用电池单元中的电池供电的那些实施例中，气溶胶生成装置仍可在操作气溶胶生成装置期间从多用途计算装置中的电能供应器引出电流。这可用于向至少一个加热器元件提供除来自电池单元中的电池的电流以外的另一电流以增加至少一个加热器元件的热输出。另外或替代地，气溶胶生成系统可经配置以使得至少一个加热器元件可仅使用多用途计算装置中的电能供应器供电。为了支持此特征，第一、第二、第三和第四电连接器可经配置以从多用途计算装置中的电能供应器通过电池单元向至少一个电加热器传送电能，同时绕过电池单元中的电池。另外或替代地，电连接器可经配置以使得第一连接件可直接连接至电池单元上的第三连接器或多用途计算装置上的第二连接器。

在包括电池单元的那些实施例中，电池可为一次性电池以使得电池单元必须在预定数目的操作循环之后替换。或者，电池优选地为可再充电电池以使得电池单元可经再充电和使用。可再充电电池可使用可连接到电池单元上的第三或第四电连接器的独立充电装置充电。另外或替代地，第二和第四电连接器可经配置以使得能够从多用途计算装置中的电能供应器向电池单元中的电池传送电流以使得能够对电池单元中的电池充电。

用于控制向至少一个加热器的电流供应的至少一个软件应用程序可经配置以接收来自至少一个用户输入装置的用户输入。举例来说，至少一个软件应用程序可经配置以接收用户输入以使得用户能够修改预定加热廓线，包括加热循环的持续时间和加热循环的最大温度中的至少一个。

另外或替代地，至少一个软件应用程序可经配置以接收来自远程源的远程数据和将远程数据传送到第一数据存储装置。举例来说，至少一个软件应用程序可经配置以接收来自远程源的新加热廓线且将新加热廓线传送到第一数据存储装置。另外或替代地，至少一个软件应用程序可与远程源通信以验证气溶胶生成组合件为专门制造以与软件应用程序一起使用的真正组合件。举例来说，软件应用程序可将存储在气溶胶生成组合件的第一数据存储装置中的序列号输送到远程源以与序列号数据库比较。基于所述比较，远程源可向软件应用程序指示气溶胶生成组合件是否为真的且经配置以与软件应用程序一起使用。在组合件并非真的且与软件应用程序不兼容的情况下，应用程序可将适当的错误信息输送到用户且阻止气溶胶生成组合件的操作。

在至少一个应用程序经配置以从远程数据源接收远程数据的那些实施例中，远程源可为远程数据服务器且至少一个软件应用程序可经配置以与远程数据服务器建立远程数据连接以接收远程数据。举例来说，多用途计算装置可包括网络适配器以与远程服务器建立TCP/IP连接以接收远程数据。

在上述实施例中的任一个中，多用途计算装置可经配置以从气溶胶生成组合件中的第一数据存储装置接收数据。举例来说，多用途计算装置可经配置以接收加热廓线和鉴别气溶胶生成组合件的数据中的至少一个。另外或替代地，多用途计算装置可经配置以接收与组合件的操作状态相关的数据，如已使用组合件的用户或装置的列表、总吸烟计数、剩余的吸烟数目、加热循环数目或自从组合件的第一操作经过的时间。

在上述实施例中的任一个中，多用途用户界面可包括触敏显示器，其中至少一个用户输入装置包括触敏显示器。举例来说，触敏显示器可包括电阻或电容触摸屏。

在上述实施例中的任一个中，至少一个软件应用程序优选地经配置以鉴别可连接至多用途计算装置的气溶胶生成组合件的不同类型。举例来说，至少一个软件应用程序可经配置以接收第一数据存储装置上存储的识别数据以确定气溶胶生成组合件的类型。基于所述识别，至少一个软件应用程序可进一步经配置以查询如上文所述的远程服务器以确定任何与识别的气溶胶生成组合件相关的远程数据是否可用。举例来说，在识别气溶胶生成组合件后，至少一个软件应用程序可经配置以查询远程服务器以确定经更新的加热廓线是否可用于识别的气溶胶生成组合件。

在上述实施例中的任一个中，气溶胶生成组合件可进一步包括界定空腔的主体，在所述空腔里面收纳有气溶胶形成基质、至少一个电加热器和第一数据存储装置。吹嘴设置于主体的第一端且第一电连接器设置于与所述第一端相对的主体的第二端。优选地，第一电连接器和第一数据存储装置固定于主体。吹嘴、至少一个电加热器和气溶胶形成基质中的至少一个可从主体可拆卸。举例来说，气溶胶形成基质可从主体可拆卸以使得其可在其已完全使用之后用新的气溶胶形成基质替换。另外或替代地，至少一个加热器可从主体可拆卸以促进至少一个加热器的清洁或替换。至少一个加热器可从气溶胶形成基质分开地可拆卸，或至少一个加热器和气溶胶形成基质可固定在一起以使得其作为单一单元从主体可拆卸。另外或替代地，吹嘴可从主体可拆卸以促进吹嘴的清洁或替换。另外或替代地，在至少一个电加热器和气溶胶形成基质中的至少一个从主体可拆卸的那些实施例中，吹嘴可从主体可拆卸以允许从空腔去除至少一个电加热器和气溶胶形成基质中的至少一个。

在使用中，用户可通过在吹嘴的下游端上吮吸而通过或邻接于组合件抽吸空气流。在此类实施例中，优选地，组合件经布置以使得在吹嘴的下游端处抽吸的阻抗为约50mmWG到约130mmWG、更优选地约80mmWG到约120mmWG、更优选地约90mmWG到约110mmWG、最优选地约95mmWG到约105mmWG。如本文所用，术语“抽吸阻抗”是指在22℃和101kPa(760托)下以17.5ml/s的速率的测试中迫使空气通过目标全长所需的压力。抽吸阻抗通常以毫米水位表单位(mmWG)表示且根据ISO 6565:2011测量。

在上述实施例中的任一个中，气溶胶形成基质可为基本上平坦的。气溶胶形成基质可具有任何合适的截面形状。优选地，气溶胶形成基质具有非圆形截面形状。在某些优选实施例中，气溶胶形成基质具有基本上矩形的截面形状。在某些实施例中，气溶胶形成基质具有细长、基本上矩形的平行六面体形状。

如本文所用，术语“基本上平坦的”是指具有至少约1:2的厚度与宽度比的组件。优选地，厚度与宽度比小于约1:20以使组件弯曲或断裂的风险最小化。

平坦组件可在制造期间容易地处理。此外，已经发现，当气溶胶形成基质是基本上扁平的并且当布置成使得气流被吸穿过气溶胶形成基质的宽度、长度或两者时，从气溶胶形成基质释放的气溶胶被改善。

在上述实施例中的任一个中，至少一种气溶胶形成基质可包括尼古丁。举例来说，气溶胶形成基质可包括具有挥发性烟用香精化合物的含烟草材料，所述化合物在加热时从气溶胶形成基质释放。

优选地，气溶胶形成基质包括气溶胶形成剂，也就是说，在加热时产生气溶胶的物质。气溶胶形成剂可例如为多元醇气溶胶形成剂或非多元醇气溶胶形成剂。其在室温下可为固态或液态，但在室温下优选地为液态。合适的多元醇包含山梨醇、甘油和如丙二醇或三乙二醇的二醇。合适的非多元醇包含一元醇(如薄荷醇)、高沸点烃、酸(如乳酸)和酯(如二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、柠檬酸三乙酯或十四烷酸异丙酯)。脂族基羧酸酯，如硬脂酸甲酯、十二烷二酸二甲酯(dimethyl dodecanedioate)和十四烯二酸二甲酯(dimethyl tetradecanedioate)也可用作气溶胶形成剂。可以相同或不同比例使用气溶胶形成剂的组合。聚乙二醇和甘油可为尤其优选的，而三乙酸甘油酯更难以稳定且还可能需要加以囊封以防止其在产品内迁移。气溶胶形成基质可包括一种或多种调味剂，如可可、甘草、有机酸或薄荷醇。

气溶胶形成基质可包括固体基质。固体基质可包含例如下述中的一种或多种：包含下述中的一种或多种的粉末、颗粒、小球、碎片、通心管(spaghettis)、条或薄片：草本植物叶、烟叶、烟肋片段、再生烟草、均质烟草、挤出烟草和膨胀烟草。任选地，固体基质可含有另外的烟草或非烟草挥发性香精化合物，以在基质加热时释放。任选地，固体基质也可含有例如包含额外烟草或非烟草挥发性香精化合物的胶囊。此类胶囊可在加热固体气溶胶形成基质期间熔化。可替代地或另外，可在加热固体气溶胶形成基质之前、期间或之后压碎此类胶囊。

在气溶胶形成基质包括含固体基质，所述固体基质包括均质烟草材料时，可通过聚结颗粒状烟草形成均质烟草材料。均质烟草材料可呈薄片形式。均质烟草材料可具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。均质烟草材料可替代性地具有以干重计5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。可由聚结通过研磨或以其它方式粉碎烟草叶片和烟草叶茎干获得的颗粒状烟草来形成均质烟草材料的薄片；可替代地或另外，均质烟草材料的薄片可包括在例如处理、处置和运送烟草期间形成的烟草粉尘、烟草碎屑和其它颗粒状烟草副产品中的一种或多种。均质烟草材料的薄片可包括一种或多种为烟草内源性粘合剂的内源性粘合剂、一种或多种为烟草外源性粘合剂的外源性粘合剂或其组合以帮助聚结颗粒状烟草。可替代地或另外地，均质烟草材料薄片可以包括其它添加剂，包括而不限于烟草纤维和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、塑化剂、香料、填充剂、含水溶剂和无水溶剂及其组合。优选地通过所述类型的浇铸方法来形成均质烟草材料薄片，所述类型的浇铸方法大体上包括将包括颗粒状烟草和一种或多种粘合剂的浆液浇铸至传送带或其它支撑表面上，干燥所浇筑的浆液以形成均质烟草材料薄片和从支撑表面移除均质烟草材料薄片。

任选地，固体基质可在热稳定载体上提供或嵌入热稳定载体中。载体可采取粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或薄片的形式。或者，载体可为具有沉积于内表面上(如US-A-5 505 214、US-A-5 591 368和US-A-5 388 594中公开的那些)、或外表面上、或内表面和外表面上的的固体基质的薄层的管状载体。此类管状载体可由例如纸、或纸状材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网、或穿孔金属箔或任何其他热稳定的聚合物基质形成。固体基质可以例如薄片、泡沫、凝胶或浆料的形式沉积在载体的表面上。固体基质可沉积于整个载体表面上，或者可以一定图案沉积以在使用期间提供预定或非均一的香精递送。可替代地，载体可为烟草组分已掺入其内的非织造织物或纤维束，例如EP-A-0 857431中所述的那种。非织造织物或纤维束可包含例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维。

作为基于固体烟草的气溶胶形成基质的一个替代方案，气溶胶形成基质可包括液体基质且组合件可包括用于容纳液体基质的构件，如一个或多个容器。可替代地或另外，组合件可包括多孔载体材料，液体基质吸收到所述载体材料中，如WO-A-2007/024130、WO-A-2007/066374、EP-A-1 736 062、WO-A-2007/131449和WO-A-2007/131450中所述。

液体基质优选地为包括以下中的一种或多种的尼古丁源：尼古丁、尼古丁碱、尼古丁盐(如尼古丁-HCl、尼古丁酒石酸氢盐或尼古丁二酒石酸盐)、或尼古丁衍生物。

尼古丁源可包括天然尼古丁或合成尼古丁。

尼古丁源可包括纯尼古丁、在水性或非水性溶剂中的尼古丁溶液或液体烟草提取物。

尼古丁源还可包括电解质形成化合物。电解质形成化合物可选自碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属盐、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物以及其组合。

例如，尼古丁源可包含选自下述的电解质形成化合物：氢氧化钾、氢氧化钠、氧化锂、氧化钡、氯化钾、氯化钠、碳酸钠、柠檬酸钠、硫酸铵以及其组合。

在某些实施例中，尼古丁源可包括尼古丁、尼古丁碱、尼古丁盐或尼古丁衍生物和电解质形成化合物的水性溶液。

或者或另外，尼古丁源还可包括其它组分，包括(但不限于)天然香料、人工香料和抗氧化剂。

除含尼古丁的气溶胶形成基质以外，气溶胶形成基质可进一步包括与气相中的尼古丁反应以帮助向用户递送尼古丁的挥发性递送增强化合物源。

挥发性递送增强化合物可包括单一化合物。或者，挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的化合物。

优选的是，挥发性递送增强化合物是挥发性液体。

挥发性递送增强化合物可包括一种或多种化合物的水性溶液。或者，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种化合物的非水性溶液。

挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的挥发性液体化合物的混合物。

或者，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种非挥发性化合物和一种或多种挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种非挥发性化合物在挥发性溶剂中的溶液，或一种或多种非挥发性液体化合物和一种或多种挥发性液体化合物的混合物。

在一个实施例中，挥发性递送增强化合物包含酸。挥发性递送增强化合物可包括有机酸或无机酸。优选地，挥发性递送增强化合物包括有机酸，更优选羧酸，最优选α-酮酸或2-氧代酸。

在一个优选的实施例中，挥发性递送增强化合物包含选自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-氧代辛酸以及其组合的酸。在一个特别优选的实施例中，挥发性递送增强化合物包含丙酮酸。

作为固体或液体气溶胶形成基质的一个替代方案，气溶胶形成基质可为任何其它类别的基质，例如气体基质、凝胶基质、或不同类型的所述基质的任何组合。

在上述实施例中的任一个中，气溶胶形成基质可包括单一气溶胶形成基质。或者，气溶胶形成基质可包括多种气溶胶形成基质。多种气溶胶形成基质可具有基本上相同的组成。或者，多种气溶胶形成基质可包括两种或更多种具有基本上不同的组成的气溶胶形成基质。多种气溶胶形成基质可一起储存于基底层上。或者，可分开储存多种气溶胶形成基质。通过分开储存气溶胶形成基质的两种或更多种不同部分，可以在相同组合件中储存不完全相容的两种物质。有利地，分开储存气溶胶形成基质的两种或更多种不同部分可延长组合件的使用期限。其还使得两种不相容的物质能够储存在相同组合件中。另外，其使得气溶胶形成基质能够分开雾化，例如通过分开加热每一气溶胶形成基质。因此，具有不同加热廓线要求的气溶胶形成基质可不同地加热以改进气溶胶形成。其还可使得能量利用能够更高效，因为挥发性更高的物质可与挥发性更低的物质分开且在较低程度上进行。分开的气溶胶形成基质也可以预定义顺序雾化，例如通过加热多种气溶胶形成基质中的不同基质用于每一用途，确保‘新鲜’气溶胶形成基质在每次使用组合件时雾化。在包括液体尼古丁气溶胶形成基质和挥发性递送增强化合物气溶胶形成基质的那些实施例中，尼古丁和挥发性递送增强化合物有利地分开储存且仅在系统处于操作时一起在气相中反应。

在某些优选实施例中，气溶胶形成基质具有约60℃到约320℃、优选地约70℃到约230℃、优选地约90℃到约180℃的汽化温度。

第一、第二、第三和第四电连接器中的每一个可具有任何合适的形式。电连接器中的每一个可包括多个基本上平坦的电接头。有利地，已发现基本上平坦的电接头对于建立电连接来说更可靠且更容易制造。优选地，电接头包括标准化电连接的一部分，包括(但不限于)USB-A、USB-B、USB-C、USB-mini、USB-micro、SD、miniSD或microSD型连接。如本文所用，术语“标准化电连接”是指通过工业标准规定的电连接。或者，电接头可包括遵守由一个或多个制造商设定但并非由行业标准规定的标准的专用电连接的一部分。举例来说，一些智能手机利用专用连接来提供数据传送和再充电功能。

在上述实施例中的任一个中，多用途计算装置可包括个人电脑、笔记本电脑、上网本、平板电脑、智能手机或智能手表中的一种。为了促进气溶胶生成组合件在直接连接到多用途计算装置时的使用，装置优选地为智能手机。

在上述实施例中的任一个中，气溶胶生成组合件可包括在至少一个进气口与至少一个出气口之间延伸的气流通道，其中气流通道与气溶胶形成基质流体连通。气流通道具有内壁表面，在上面安置有一个或多个扰流装置，所述扰流装置经布置以在抽吸通过气流通道的空气流中产生湍流边界层。

通过在内壁表面上提供具有一种或多种扰流装置的气流通道以在被抽吸通过气流通道的空气流中产生湍流边界层，气溶胶生成组合件可提供相对一致的抽吸阻抗，其无关于系统上的抽吸水准。这与先前技术系统形成对比，在所述系统中，抽吸的增加可引起抽吸阻抗的突然变化。认为先前技术系统中的抽吸阻抗的突然变化由分离气流的层流边界层与气流通道壁产生，因为抽吸水准在某一水准上方增加。但是，在包括一个或多个扰流装置的气溶胶生成组合件中，由一个或多个扰流装置引起的湍流边界层缓和此效应。

在一些实施例中，扰流装置在内壁表面上包括一个或多个凹陷或起伏。有利地，一个或多个凹陷和起伏对在气流通道中提供所需的湍流边界层尤其有效。此外，在通常用于气溶胶生成组合件的构筑组件的材料中形成凹陷和起伏相对简单。举例来说，凹陷和起伏可由成型、冲压、压印、凹陷和其组合形成。由凹陷或起伏形成的内壁表面中的凹陷部可在气流通道内产生气压降低的区域。这在一个或多个凹陷或起伏设置于与至少一种气溶胶形成基质相对的内壁表面的至少一部分上的实施例中特别有利，因为气压降低的区域可促进挥发性化合物从气溶胶形成基质向气流的迁移。

在扰流装置包括一个或多个凹陷或起伏的那些实施例中，凹陷或起伏优选地具有约0.3毫米到约0.8毫米的数目平均最大深度。另外或替代地，一个或多个凹陷或起伏优选地具有气流通道的厚度的约15％到约80％、更优选地气流通道的厚度的约30％到约50％的数目平均最大深度。已发现具有在这些范围中的一个或两个内的尺寸的一个或多个凹陷或起伏在提供湍流边界层流方面尤其有效。

如本文所用，术语“数目平均最大深度”是指凹陷或起伏的平均深度，其中在每一凹陷或起伏的最大深度处测量其深度。

扰流装置优选地在内壁表面上包括多个凹陷。优选地，凹陷具有约3毫米到约6毫米、更优选地约3毫米到约5毫米、最优选地约3毫米到约4毫米的数目平均最大直径。将凹陷尺寸增加到高于6毫米可降低凹陷在产生所需湍流边界层流中的有效性。

如本文所用，术语“数目平均最大直径”是指凹陷的平均直径，其中在每一凹陷的最大直径处测量其直径。

气流通道优选地包含扩散器区段，其中通道的流动面积沿从进气口到出气口的下游方向增加。优选地，至少一种气溶胶生成基质至少部分设置于气流通道的扩散器区段中。提供扩散器区段有利地降低气流进入扩散器区段的速度且促进较大尺寸的气溶胶液滴的形成。但是，优选地，扩散器区段的最大截面积相比于气流入口截面积不过大，否则气流速度可减少到气溶胶液滴开始在气流通道内部冷凝的水准。因此，进气口的最大截面积优选地在扩散器区段的最大截面积的约1％与约40％之间，更优选地在扩散器区段的最大截面积的约5％与约20％之间。在进气口包括多个孔的那些实施例中，进气口的面积为多个孔的组合面积。

如本文所用，术语“流动面积”是指在垂直于气流通过气流通道的总方向的平面中的所述通道的截面积。

气溶胶生成组合件可包括基底层和基底层上设置的至少一种气溶胶形成基质。优选地，基底层和至少一种气溶胶形成基质为基本上平坦的且大体上彼此平行地布置。

气溶胶生成组合件可进一步包括上覆至少一种气溶胶形成基质且固定到基底层的顶盖。在此类实施例中，气流通道至少部分界定在顶盖与基底层之间以使得至少一种气溶胶生成基质与气流通道流体连通。

在包括顶盖的实施例中，在上面安置有一个或多个扰流装置的内壁表面优选地至少部分由顶盖形成。此构造可简化系统的制造，因为一个或多个流动装置可在顶盖和基底层固定在一起以产生气流通道之前形成于顶盖和基底层中的一个或两个上。换句话说，气流通道可分两部分制造，这促进在气流通道的内壁表面上的特征形成。此构造方法在气流通道包括可变截面的实施例，如气流通道包括扩散器区段的那些实施例中特别有利。

在上述实施例中的任一个中，扰流装置优选地占据内壁表面积的约30％到约100％。在处于此范围内的内壁表面的面积上设置扰流装置可在边界层流中提供足够湍流以使对抽吸通过系统的阻抗的稳定性达到最佳。

在上述实施例中的任一个，且确切地说气溶胶生成组合件包括基本上平坦的基底层和基本上平坦的气溶胶生成基质的实施例中，气流通道优选地沿其长度的至少一部分具有基本上长方形的截面形状。

如本文所用，术语“基本上长方形”是指长度大于宽度的基本上矩形形状。也就是说，长方形为非正方形矩形。

为了使提供扰流装置的表面积最大化，扰流装置优选地设置于基本上长方形形状的一个或两个长边上。另外，扰流装置可设置于基本上长方形形状的一个或两个短边上。

另外或替代地，在包括扩散器区段的那些实施例中，优选地，气流通道的高度保持恒定且气流通道的宽度沿扩散器区段中的下游方向增加。也就是说，基本上长方形形状的短边的长度优选地保持恒定且基本上长方形形状的长边的长度优选地沿扩散器区段中的下游方向增加。

气溶胶生成组合件可包括安置于至少一种气溶胶形成基质的至少一部分上方的保护箔片。保护箔片可为不透气的。保护箔片可经布置以将气溶胶形成基质气密地密封在组合件内。如本文所用，术语“气密密封”意思是气溶胶形成基质中的挥发性化合物的重量经两周时段、优选地经两个月时段、更优选地经两年时段改变小于2％。

在组合件包括基底层的那些实施例中，基底层可包括至少一个在里面容纳有气溶胶形成基质的空腔。在这些实施例中，保护箔片可经布置以闭合一个或多个空腔。保护箔片可至少部分可拆卸以暴露至少一种气溶胶形成基质。优选地，保护箔片为可拆卸的。当基底层包括多个在里面容纳有多种气溶胶形成基质的空腔时，保护箔片可为可分阶段拆卸的以选择性地解封气溶胶形成基质中的一种或多种。举例来说，保护箔片可包括一个或多个可拆卸区段，其中的每一个经布置以在从保护箔片的其余部分移除时暴露空腔中的一个或多个。可替代地或另外，保护箔片可经附接以使得所需的移除力以用户的指示形式在各个移除阶段之间变化。举例来说，所需的移除力可在相邻阶段之间增加以使得用户必须有意地在保护箔片上更使劲拉动以连续移除保护箔片。这可通过任何合适的方法实现。举例来说，拉力可通过更改粘着层的类型、量或形状，或通过更改附接保护箔片的焊接线的形状或量而变化。

保护箔片可直接或通过一种或多种中间组合件间接以可拆卸方式附接至基底层。保护箔片可通过任何合适的方法，例如使用粘着剂而以可拆卸方式附接。保护箔片可通过超声波焊接以可拆卸方式附接。保护箔片可通过沿焊接线的超声波焊接以可拆卸方式附接。焊接线可为连续的。焊接线可包括并排布置的两个或更多个连续焊接线。在此布置下，可维持密封，条件是连续焊接线中的至少一个保持完整。

保护箔片可为柔性膜。保护箔片可包括任何合适的一种或多种材料。举例来说，保护箔片可包括聚合箔片，例如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。保护箔片可包括多层聚合箔片。

在上述实施例中的任一个中，至少一个电加热器可包括一个或多个固定在气溶胶生成组合件内的电加热器。或者，至少一个电加热器可为可插入到气溶胶生成组合件中且从其移除以促进加热器的清洁和替换的可拆卸加热器。此外，使用与气溶胶生成组合件分离的可拆卸加热器允许加热器用于加热多个组合件。

在上述实施例中的任一个中，加热器可包括电绝缘基质，其中至少一个电加热器元件包括一个或多个布置于电绝缘基质上的基本上平坦的加热器元件。基质可为柔性的。基质可为聚合的。基质可为多层聚合材料。一个或多个加热元件可跨越基质中的一个或多个孔延伸。

在使用中，加热器可经布置以通过传导、对流和辐射中的一个或多个加热气溶胶形成基质。加热器可借助于传导加热气溶胶形成基质且可至少部分与气溶胶形成基质接触。可替代地或另外，来自加热器的热量可借助于中间热传导元件传导至气溶胶形成基质。可替代地或另外，加热器可将热量传送到在使用期间被抽吸通过或经过筒的进入环境空气，其又通过对流对气溶胶形成基质进行加热。

加热器可包括用于至少部分插入到气溶胶形成基质中的内部电热元件。“内部加热元件”为适合于插入到气溶胶形成材料中的元件。可替代地或另外，电加热器可包括外部加热元件。术语“外部加热元件”是指至少部分围绕气溶胶形成基质的元件。加热器可包括一个或多个内部加热元件和一个或多个外部加热元件。加热器可包括单个加热元件。或者，加热器可包括超过一个加热元件。

至少一个加热元件可包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体诸如掺杂陶瓷、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。此类复合材料可包含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。合适金属的例子包括钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的例子包括不锈钢，含镍、钴、铬、铝、钛、锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰和铁合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢、和铁-锰-铝基合金的超合金。在复合材料中，电阻材料可任选嵌入绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂布或者反之亦然，这取决于能量转移的动力学和所需外部理化性质。或者，电加热器可包括红外加热元件、光子源或感应加热元件。

加热器可采取任何适当的形式。例如，加热器可采取加热叶片的形式。或者，加热器可采取具有不同导电部分的套管或基质或电阻式金属管的形式。或者，加热器可包括贯穿气溶胶形成基质中心的一个或多个加热针或条。或者，加热器可为盘式(端部)加热器或盘式加热器与加热针或条的组合。加热器可包括如不锈钢的电阻材料的一个或多个冲压部分。其它替代物包括电热线或丝，例如，Ni-Cr(镍-铬)、白金、钨或合金线或加热板。

在某些优选实施例中，加热器包括多根导电丝。复数个导电丝可形成丝的网格或阵列或可包括交织或非交织织物。

导电丝可限定丝之间的空隙，且空隙可具有10μm与100μm之间的宽度。优选地，丝引起空隙中的毛细作用，使得当加热器与含液体的气溶胶形成基质接触放置时，待汽化的液体被抽吸到间隙中，从而增加加热器组合件与液体之间的接触面积。导电丝可形成大小在160到600Mesh US(+/-10％)之间(即在每英寸160与600个丝之间(+/-10％))的网格。间隙的宽度优选地在25μm与75μm之间。作为间隙的面积与网格的总面积的比率的网格的开口面积的百分比优选地在25％与56％之间。网格可以使用不同类型的编织或格子结构形成。导电丝的网格、阵列或织物的特征也可以在于其保持液体的能力，此在本领域中是众所周知的。导电丝可具有在10μm与100μm之间、优选地8μm与50μm之间且更优选地8μm与39μm之间的直径。所述丝可具有圆形横截面或可具有平坦的横截面。加热器丝可通过蚀刻例如箔的薄片而形成。当加热器包括平行丝阵列时，这可为特别有利的。如果加热器包括丝的网格或织物，那么丝可单独地形成且针织在一起。可提供导电丝作为网格、阵列或织物。导电丝的网格、阵列或织物的面积可较小，优选地小于或等于25mm2，从而允许其合并到手持式系统中。导电丝的网格、阵列或织物可例如为矩形的且具有5mm乘2mm的尺寸。优选地，导电丝的网格或阵列覆盖加热器面积的10％与50％之间的面积。更优选地，导电丝的网格或阵列覆盖加热器面积的15％与25％之间的面积。

在一个实施例中，电能供应至电加热器直到电加热器的一个或多个加热元件达到大致180℃与约310℃之间的温度。可使用任何合适的温度传感器以及至少一个软件应用程序以控制一个或多个加热元件的加热以达到所需温度。这与常规香烟形成对比，在常规香烟中，烟草和香烟包装的燃烧可达到800℃。

优选地，电加热器与至少一种气溶胶形成基质之间的最小距离小于50微米，优选地，组合件包括电加热器与气溶胶形成基质之间的空间中的一个或多个毛细纤维层。

加热器可包括一个或多个在气溶胶形成基质上方的加热元件。或者，加热器可包括一个或多个在气溶胶形成基质下方的加热元件。在此布置的情况下，气溶胶形成基质的加热和气溶胶释放发生于气溶胶生成组合件的相对侧上。已发现这对于包括含烟草材料的气溶胶形成基质尤其有效。在某些实施例中，加热器包括与气溶胶形成基质的相对侧相邻定位的一个或多个加热元件。优选地，加热器包括经布置以加热气溶胶形成基质的不同部分的多个加热元件。在某些优选实施例中，气溶胶形成基质包括分别布置于基底层上的多种气溶胶形成基质且加热器包括各自经布置以加热多种气溶胶形成基质中的不同基质的多个加热元件。

气溶胶生成组合件可具有任何合适的尺寸。在某些实施例中，组合件具有约5mm到约200mm、优选地约10mm到约100mm、更优选地约20mm到约35mm的长度。在某些实施例中，组合件具有约5mm到约12mm、优选地约7mm到约10mm的宽度。在某些实施例中，组合件具有约2mm到约10mm、优选地约5mm到约8mm的高度。

根据另一方面，本发明提供一种气溶胶生成组合件，其包括容纳气溶胶形成基质的主体、用于加热气溶胶形成基质的至少一个电加热器和控制电子元件。组合件进一步包括连接至控制电子元件的第一电连接器。主体经成形以连接至智能手机以使得能够通过气溶胶生成组合件的第一电连接器与智能手机上的对应第二电连接器的直接连接交换数据。

优选地，第一电连接器设置于主体的第一侧上且第二电连接器设置于智能手机的第一侧上，其中当主体连接至智能手机时，主体的第一侧与智能手机的第一侧接触。优选地，主体的第一侧的尺寸与智能手机的第一侧的尺寸基本上相同。

另外或替代地，在智能手机上主控的软件应用程序可触发存储在气溶胶生成组合件内的数据或软件的至少一部分的升级。另外或替代地，软件应用程序可控制气溶胶生成组合件的一些参数，确切地说组合件的加热廓线。

另外或替代地，气溶胶形成基质可包括加热式烟草产品和含尼古丁产品中的至少一种。

附图说明

现在将参照附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在所述附图中：

图1显示根据本发明的实施例的电操作气溶胶生成系统；

图2显示图1的电操作气溶胶生成系统的示意性图示；且

图3和4显示用于根据本发明的气溶胶生成组合件的气溶胶形成基质和加热器组合件的实施例，其中图3为组合件的透视图且图4为分解图。

具体实施方式

图1显示根据本发明的实施例的电操作气溶胶生成系统10。系统10包括呈智能手机形式的多用途计算装置12、电池单元14和气溶胶生成组合件16。智能手机包括用于收纳标准micro-USB充电器和数据电缆的micro-USB端口18。电池单元14包括在电池单元14的一侧上的micro-USB插头20和在电池单元14的相对侧上的micro-USB端口22。气溶胶生成组合件16包括在组合件16的一端的micro-USB插头24和在组合件16的相对端的吹嘴26。在使用中，组合件16上的micro-USB插头24可直接插入智能手机上的micro-USB端口18中。或者，电池单元14上的micro-USB插头20可插入智能手机上的micro-USB端口18中且组合件16上的micro-USB插头24可插入电池单元14上的micro-USB端口22中。

图2显示图1的电操作气溶胶生成系统10的示意性图示。智能手机包括用户界面30，所述用户界面30包括触敏式LCD显示器用户界面。触敏式LCD显示器能够显示各种软件应用程序，包括与气溶胶生成组合件16的操作相关的软件应用程序32。软件应用程序32存储于智能手机内的数据存储装置34上且被微处理器36执行。智能手机内的各种组件通过内部电池38供电，所述电池可使用常规充电器19通过micro-USB端口18再充电。

电池单元14包括可再充电电池40和控制电子元件42。可再充电电池40可通过将合适的充电器插入电池单元14上的micro-USB端口22中而再充电。另外或替代地，可再充电电池40可使用智能手机内的电池38再充电。

气溶胶生成组合件16包括数据存储装置50、电加热器52和与电加热器52热接触的气溶胶形成基质54。micro-USB端口和插头18、20、22、24中的每一个支持电功率传送和双向数据传送。

在使用中，智能手机中的微处理器36通过micro-USB端口18和micro-USB插头20与电池单元中的控制电子元件42通信以控制电流通过micro-USB端口22和micro-USB插头24向电加热器52的供应。电流可从电池单元14中的电池40、通过绕过电池单元14中的电池40直接从智能手机内的电池38或通过这两者供应到电加热器52。微处理器36基于适合于气溶胶生成组合件16中的特定气溶胶形成基质54的预定加热廓线控制电流供应。加热廓线存储于气溶胶生成组合件16中的数据存储装置50上且通过微处理器36检索。

触敏式LCD显示器可接收用户输入以允许用户与软件应用程序32交互，所述软件应用程序与气溶胶生成组合件16的操作相关。软件应用程序32可准许用户临时或永久地修改从组合件16中的数据存储装置50加载的加热廓线参数。软件应用程序32还可在LCD显示器上显示与组合件16的操作相关的各种参数，如组合件类型和剩余的吸烟数目。

软件应用程序32可与远程服务器60建立远程连接以接收来自服务器60的远程数据。举例来说，服务器60可提供气溶胶生成组合件16的经更新的加热廓线。在此状况下，经更新的加热廓线可通过智能手机从远程服务器60传送到气溶胶生成组合件16中的数据存储装置50。

图3和4显示用于根据本发明的气溶胶生成组合件的气溶胶形成基质和加热器组合件220的实施例。组合件220具有总体上矩形的截面，但其也可具有任何其它合适的平坦形状。组合件包括基底层222、布置在基底层222上的气溶胶形成基质224、安置于气溶胶形成基质224上方的加热器226、加热器226上方的保护箔片230和固定于基底层222且在保护箔片230上方的顶盖232。气溶胶形成基质224、加热器226和保护箔片230全部为基本上平坦的且基本上彼此平行。基底层222、气溶胶形成基质224、加热器226、保护性箔片230和顶盖232中的任何两个之间的接触表面为基本上平面的且基本上彼此平行。

基底层222由基本上平面的片材形成，所述片材具有向下延伸的泡罩，所述泡罩在片材的顶表面上界定空腔234，气溶胶形成基质224容纳在空腔234中。气溶胶形成基质224包括液体尼古丁源。在此实例中，气溶胶形成基质224包括吸收于多孔载体材料的基本上平坦的矩形块中的液体尼古丁源。在载体材料的顶表面上设置毛细贴片225以帮助将液体基质抽吸到载体材料的顶表面以用于蒸发。

加热器226包括连接至电接头238的加热元件236。在此实例中，加热元件236和电接头238为一体式的且加热器226通过在电绝缘基质箔片237上安置加热元件236和电接头238以使得加热元件236横跨形成于电绝缘基质箔片237中的开口239而形成。在使用中，通过气溶胶形成基质224释放的气溶胶穿过电绝缘基质箔片237中的开口239且穿过加热元件236。电绝缘基质箔片237按一定尺寸制造以在基底层222中的空腔234上方装配且有助于将气溶胶形成基质224保持在基底层222上的合适位置。在此实例中，电绝缘基质箔片237侧向地延伸超出空腔234且具有与基底层222基本上相同的宽度和长度，因此覆盖层228和基底层222的边缘大体上对齐。基底层222在其远端处具有两个接触孔240，电接头238延伸到所述接触孔中。电接头238可从组合件外部接入接触孔240中。

保护箔片230以可拆卸方式附接至加热器226顶部且在电绝缘基质箔片237中的开口239上方以将气溶胶形成基质224密封在组合件220内。保护箔片230包括基本上不可渗透的片材，其焊接到加热器226但其可容易地剥离。片材沿由并排布置的两个连续焊接线形成的连续密封线焊接到加热器226。保护箔片230用以预防在使用气溶胶生成组合件之前从气溶胶形成基质224大量损失挥发性化合物。在保护箔片230的自由端设置突片248以允许用户抓紧保护箔片230以将其从开口239上方剥离。突片248通过延伸保护箔片230形成且延伸超出顶盖232的边缘。为了促进移除，保护箔片230在横向折叠线249处自身折叠以使得保护箔片230分成通过连续密封线附接至加热器226的第一部分230A，和从折叠线249纵向延伸到突片248的第二部分230B。区段部分230B相对于第一部分230A平放以使得第一和第二部分230A、230B基本上共面。在此布置的情况下，保护箔片230可通过纵向拉动突片248以在折叠线249处将第一部分230A从加热器226剥离而移除。气溶胶生成组合件可包括界定在里面容纳有组合件的空腔的主体。在此状况下，主体可包括槽，牵拉突片248至少部分延伸通过所述槽以允许通过槽去除和抽出保护箔片230。或者，组合件可以可拆卸方式收纳于主体内以使得保护箔片230可在将组合件插入主体中之前去除。

所属领域的一般技术人员将显而易见的是，尽管将焊接描述为将可拆卸保护箔片230固定到加热器226的方法，但是也可使用所属领域的普通技术人员熟悉的其它方法，包括(但不限于)热封或胶合，条件是保护箔片230可由消费者容易地移除。

顶盖232由在顶表面上具有向上延伸的泡罩233的基本上平面的片材形成。顶盖232包括朝向泡罩远端的进气口250和其近端处的出气口(未示出)。进气口250和出气口通过由泡罩233界定的气流通道连接。

在使用期间，保护箔片230通过沿纵向方向且远离组合件220拉动突片248而去除。一旦移除保护箔片230，气溶胶形成基质224就通过电绝缘基质237中的开口239与气流通道流体连通。接着将电功率提供到组合件的加热器226以从气溶胶形成基质释放气溶胶。当用户在气溶胶生成组合件的吹嘴部分上吮吸或吸烟时，空气从吹嘴中的进气口抽吸到顶盖的进气口250中且通过顶盖232中的气流通道，空气在所述气流通道中与气溶胶混合。空气和气溶胶混合物接着抽吸通过组合件220的出气口，到达吹嘴的出口。