用于气溶胶生成系统的蒸发器组件的制作方法

本发明涉及用于气溶胶生成系统的蒸发器组件和具有所述蒸发器组件的气溶胶生成系统。

背景技术：

已知手持式电操作气溶胶生成系统，其由装置部分和单独的烟弹组成，所述装置部分包括电池和控制电子器件，所述烟弹包括保持在液体储存部分中的液体气溶胶形成基质供应和电操作蒸发器或加热器元件。所述液体储存部分可包括毛细管材料，其与加热器元件接触并确保液体被传送到加热器元件，从而允许产生蒸汽。蒸汽随后冷却形成气溶胶。毛细管材料例如获知于wo2015/117702a1。毛细管材料和加热器元件可以与液体储存部分一起设置于烟弹中。烟弹可以设置为一次性使用的烟弹，一旦保持在液体储存部分中的液体气溶胶形成基质耗尽就将其丢弃。因此，毛细管材料和加热器元件与烟弹一起丢弃，并且每个新的烟弹都需要新的毛细管材料和新的加热器元件。此外，使用期间在毛细管材料的表面上会形成不需要的残留物。

希望提供一种蒸发器组件，其可重复使用，从而降低消耗品的成本。而且，希望提供一种蒸发器组件，其具有增加的耐热性并且其避免或至少降低在高温下操作时发出不希望产物的风险。

技术实现要素：

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蒸发器组件，其包括管，该管具有带入口孔的第一端和带出口孔的第二端。蒸发器组件还包括加热器元件以用于蒸发液体气溶胶形成基质，其中所述加热器元件设置在所述管的第二端。所述管的第一端被配置成可与液体储存部分流体连接，使得当液体储存部分与管的第一端连接时，液体气溶胶形成基质可以从液体储存部分通过入口孔流入管中。管的出口孔设置为宽度在1微米与500微米之间的穿孔。

可以设置穿孔管，使得当液体储存部分与管的第一端流体连接时，它防止液体气溶胶形成基质从穿孔管的出口孔泄漏出来。当液体储存部分与穿孔管的第一端流体连接时，液体气溶胶形成基质可以从液体储存部分通过入口孔流入穿孔管中，但不会从穿孔管的出口孔泄漏出来。优选地，设置为穿孔管的出口孔的穿孔允许蒸汽从穿孔管中出去。因此，蒸发的液体气溶胶形成基质可以经由穿孔管的第二端的穿孔从穿孔管的出口孔流出，而液体形式的气溶胶形成基质不能从这些穿孔流出。

穿孔管可具有基本上管形主体，其中穿孔管的第一端是开放的。穿孔管可具有任何合适的轮廓，例如圆形、环形、角形、三角形、矩形或椭圆形轮廓。穿孔管可具有这样的直径，使得液体气溶胶形成基质通过毛细作用从液体储存部分沿管的第二端的方向被吸入穿孔管中。因此，液体气溶胶形成基质可通过毛细作用从液体储存部分传送到穿孔。

穿孔管的第一端处的开口端被配置为入口孔。穿孔管的第二端可以类似于试管的闭合端部形成。然而，穿孔设置在穿孔管的第二端中，使得在穿孔管的第二端处形成出口孔。穿孔管的第二端也可以配置为开口端。穿孔可以在这种情况下设置在管的第二端附近的管的侧表面上。诸如多孔毛细管材料的保持材料可以在这种情况下设置在管的第二端中，以防止液体气溶胶形成基质从管的第二端处泄漏出来。

包括穿孔管和加热器元件的蒸发器组件可以是可重复使用的。可更换的液体储存部分可以与蒸发器组件的穿孔管的第一端连接，其中液体储存部分包含液体气溶胶形成基质。在使用期间，液体气溶胶形成基质可以从液体储存部分通过入口孔流入蒸发器组件的穿孔管中。随后，液体气溶胶形成基质可以通过穿孔管的第二端处的加热器元件蒸发。蒸发的气溶胶形成基质可以流过穿孔管的第二端处的穿孔以形成气溶胶，其随后可以被使用者吸入。

由于蒸发器组件是可重复使用的，一旦液体储存部分中的液体气溶胶形成基质耗尽，就可以将液体储存部分与蒸发器组件分离。之后，可将新的液体储存部分连接到蒸发器组件上。消耗品(即液体储存部分)的成本可以降低，因为液体储存部分不必包含独立的毛细管材料或加热器元件。在常规系统中，液体储存部分包括加热器元件和转移元件，例如多孔材料(毛细管材料)，以便将液体气溶胶形成基质传送到加热器元件。因此，这些常规的液体储存部分含有多个元件，一旦液体储存部分中的液体气溶胶形成基质耗尽，这些元件就与液体储存部分一起被丢弃。

穿孔的尺寸，即穿孔的宽度，优选在1微米与500微米之间，或者在5微米与250微米之间，或者在10微米与150微米之间，使得如上所述可以防止液体气溶胶形成基质流过穿孔，同时蒸发的液体气溶胶形成基质可以流过穿孔。穿孔的宽度也可以在15微米与80微米之间，或者在20微米与60微米之间，或者约40微米。

穿孔通常可以定尺寸以使得液体气溶胶形成基质不能流过穿孔，并且由加热器元件产生的蒸发的液体气溶胶形成基质可以流过穿孔。

根据所用的液体气溶胶形成基质，特别是根据液体气溶胶形成基质的粘度以及根据穿孔管内液体气溶胶形成基质与蒸发器组件外部的环境压力之间的压力差，相应地选择穿孔的宽度。如果具有不同粘度的液体气溶胶形成基质被用于相同的蒸发器组件，则选择穿孔的尺寸以使得在估计的最大压力差和所用液体气溶胶形成基质的最低估计粘度下，没有液体气溶胶形成基质通过穿孔管的第二端处的穿孔泄漏出来。

通常，液体(例如液体气溶胶形成基质)是否可以在穿孔管的第二端穿过具有上述限定宽度的穿孔取决于液体的压力。如果在穿孔管内部与穿孔管外部的液体之间存在压力差，则液体可以流过穿孔管的第二端处的穿孔。换句话说，如果穿孔管内的液体被加压，则液体可以根据压力从穿孔管流出。在液体流过穿孔之前必须施加到液体上的压力阈值可以用“流体静压头(hydrostatichead)”来描述。“流体静压头”或“流体压头(hydrohead)”表示该压力阈值，在该压力阈值之上，液体穿过穿孔管的穿孔。流体静压头越高，在液体通过穿孔泄漏之前必须施加到液体上的压力越高。流体静压头还取决于所用液体气溶胶形成基质的粘度。通常使用的液体气溶胶形成基质具有在15至200毫帕秒范围内，优选在18至81毫帕秒范围内的的粘度。为了避免液体气溶胶形成基质从管的第二端处的穿孔不期望地泄漏，液体气溶胶形成基质应该在远远低于流体静压头下加压。

低流体静压头意味着在液体流过穿孔管的第二端处的穿孔之前，必须对穿孔管内的液体气溶胶形成基质施加的压力较小。穿孔管的穿孔第二端的流体静压头可以低于100毫米或低于50毫米或低于约10毫米。当对液体施加低压时，这种低流体静压头防止液体在穿孔管的第二端处流过穿孔管，而每次可以流过穿孔的蒸汽量很高。即使对液体施加高压，高流体静压头也可防止液体泄漏。然而，每次只有少量的蒸汽可穿过穿孔管的第二端处的穿孔。因此，穿孔管的穿孔第二端的流体静压头可以被配置成根据通常使用的液体类型获得所需的输送性能。

当穿孔管的第一端与液体储存部分流体连接时，液体储存部分内的流体可以被加压，使得液体流入穿孔管中。压力可低于0.5巴或低于0.3巴或低于0.1巴。除了约1巴的环境压力之外，将这些压力值施加到液体气溶胶形成基质。总之，液体气溶胶形成基质因此在低于1.5巴或低于1.3巴或低于1.1巴的总压力下被加压。

当穿孔管的第一端与液体储存部分流体连接时，施加到液体储存部分中的液体气溶胶形成基质的压力可以在穿孔管的方向上施加。因此，液体气溶胶形成基质通过入口孔流入穿孔管中，而不管穿孔管的空间取向如何。换句话说，无论蒸发器组件的空间取向如何，只要液体气溶胶形成基质存在于液体储存部分中，穿孔管就充满液体气溶胶形成基质。

为了通过向液体气溶胶形成基质施加压力来促进液体气溶胶形成基质通过入口孔流入穿孔管中，蒸发器组件可包括微泵系统或机械泵注射器系统。通常，如果泵系统足够小以适应蒸发器组件，优选适应穿孔管，则可以利用每个常规泵系统。泵系统可以设置在穿孔管的入口孔附近或内部，使得当穿孔管的第一端与液体储存部分流体连接时，泵系统可以将液体气溶胶形成基质从液体储存部分通过入口孔泵送到穿孔管中。

可选地或另外，液体储存部分可设置有可收缩袋。可收缩袋被设置成使得液体气溶胶形成基质提供在可收缩袋内，其中可收缩袋设置在液体储存部分内。当穿孔管的第一端与液体储存部分流体连接时，穿孔管的第一端通过入口孔与可收缩袋的内部流体连接。可收缩袋在穿孔管的方向上对液体气溶胶形成基质施加压力，直到可收缩袋内的液体气溶胶形成基质耗尽。

穿孔管设置有来自液体储存部分的液体气溶胶形成基质，直到液体气溶胶形成基质耗尽。因此，液体气溶胶形成基质直接邻近穿孔管的第二端处的穿孔设置。

为了防止液体气溶胶形成基质在穿孔管的第二端从穿孔管中泄漏出来，并且同时每次都能使大量蒸汽流出穿孔管，可以可选地或另外地在穿孔管的第二端处设置疏水层。疏水层可以设置在穿孔的内表面上，面向液体气溶胶形成基质，使得液体气溶胶形成基质的液滴不会从穿孔流出。疏水层可以仅设置在穿孔的内表面上以实现该效果。而且，疏水层可以设置在穿孔的内表面的上半高度上。从穿孔管的外部可见该半高。通过涂覆穿孔内表面的一半高度，液体气溶胶形成基质的液滴可以进入穿孔而不是完全流过穿孔。因此，由于液体气溶胶形成基质与加热器元件之间的距离减小，因此液体通过加热器元件的蒸发得到增强。

在管的第二端，设置加热器元件以蒸发液体气溶胶形成基质。如上所述，选择穿孔管第二端处的穿孔宽度，使得通过加热器元件蒸发的所蒸发气溶胶形成基质可以通过穿孔管第二端处的穿孔流出穿孔管。加热器元件可以直接设置在穿孔管的第二端上，使得加热器元件直接接触穿孔管的第二端。可选地，加热器元件可以设置在穿孔管的第二端附近。而且，加热器元件可以设置在穿孔管的与穿孔管第二端邻近的圆周上。在任何情况下，设置加热器元件以加热穿孔管的第二端。

加热器元件可以是电阻加热器。加热器元件可包括导电材料，例如金属材料，例如铜或铝。导电材料可以通过流过导电材料的电流加热。

加热器元件可以设置为缠绕在穿孔管的第二端周围的线圈。可选地，加热器元件可以设置为金属涂层或薄膜，其可以设置在穿孔管的第二端处的穿孔管表面上。薄膜可以延伸到穿孔中，使得薄膜设置在如上文关于疏水层所述的穿孔的内表面的上半高度上。加热器元件可直接在穿孔内蒸发液体气溶胶形成基质。因此，可以减少操作加热器元件所需的电力。加热器元件可以设置为电导体，例如电线。加热器元件也可以设置在穿孔管的材料内，使得穿孔管包封加热器元件。在后一种情况下，只有加热器元件的接触部分不被穿孔管包封。接触部分可以设置为与穿孔间隔开，使得液体气溶胶形成基质不能与接触部分接触。

在另一个实施方案中，穿孔管本身可以形成加热器元件，用于蒸发液体气溶胶形成基质。在这种情况下，穿孔管至少部分地由诸如铝或铜的导电材料制成，使得穿孔管的该部分用作电阻加热器。导电材料设置在穿孔管的第二端，使得液体气溶胶形成基质可以在穿孔管的第二端蒸发。

穿孔管可以由任何合适的材料制成。穿孔管可以由玻璃或陶瓷制成。穿孔管可包括多种材料，其中这些材料中的一种是玻璃或陶瓷。穿孔管可以完全由玻璃或陶瓷制成。玻璃和陶瓷具有增加的耐热性。因此，即使加热器元件直接设置在穿孔管上或穿孔管中或穿孔管的附近，穿孔管也不会因加热器元件在加热期间的温度升高而破坏或损坏。

玻璃和陶瓷的耐热性增加导致在加热器元件加热液体气溶胶形成基质的过程中发出不希望产物的风险降低的效果。此外，穿孔管可以容易地清洁。穿孔管上的不需要的残留物以及因此不希望的产物在加热期间得以避免或减少，而穿孔管可以容易地清洁。此外，玻璃和陶瓷是非常稳定的材料，其不会随着温度而降解。因此，在必须更换蒸发器组件之前，蒸发器组件可以多次使用。

此外，加热器元件可包括玻璃材料。在这方面，加热器元件可包括玻璃基质，其中导电材料可以作为薄膜施加到玻璃基质上。而且，导电材料可以包封在玻璃基质中。在穿孔管包括玻璃的情况下，加热器元件的导电材料优选被设置包封在穿孔管的玻璃中，或者可选地作为薄膜设置在穿孔玻璃管的表面上。

根据本发明的第二方面，提供了一种气溶胶生成系统。所述气溶胶生成系统包括电源和用于控制所述电源的电路。所述气溶胶生成系统还包括如上所述的蒸发器组件。可更换的液体储存部分可以与穿孔管的第一端流体连接。如上所述，液体储存部分中的液体气溶胶形成基质可以在蒸发器组件的穿孔管中流动，随后被穿孔管的第二端处的加热器元件蒸发。因此，产生气溶胶，其随后可由使用者吸入。可以设置烟嘴，使得使用者可以在气溶胶生成系统上抽吸。可以设置流量传感器以检测使用者何时在气溶胶生成系统上抽吸。

液体储存部分可以设置有密封膜，用于在穿孔管插入到液体储存部分中时密封穿孔管的外周。在这方面，密封膜可能在穿孔管插入到液体储存部分中期间破裂，其中由于密封膜的柔韧特性，密封膜的其余部分密封穿孔管的外周。因此，在使用过程中，液体气溶胶形成基质只能从液体储存部分流入穿孔管中。

可以在液体储存部分上设置密封箔，使得在穿孔管的第一端与液体储存部分流体连接之前，液体气溶胶形成基质可以不从液体储存部分中流出。密封箔设置在密封膜的顶部，使得在液体储存部分与穿孔管的第一端流体连接之前，密封膜不会受到损坏。在液体储存部分与穿孔管的第一端连接之前，移除密封箔，使得密封膜面向穿孔管的第一端。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于气溶胶生成系统的蒸发器组件的制造方法。所述方法包括以下步骤：

i)提供管，所述管具有带入口孔的第一端和带出口孔的第二端，其中所述管的所述第一端被配置成可与液体储存部分流体连接，使得当所述液体储存部分与所述管的所述第一端连接时，液体气溶胶形成基质可以从所述液体储存部分通过所述入口孔流入所述管内，

ii)提供加热器元件以蒸发所述液体气溶胶形成基质，其中所述加热器元件设置在所述管的所述第二端，并且

iii)将所述管的所述出口孔设置为宽度在1微米与500微米之间的穿孔。

关于一个方面所述的特征可以同等地应用于本发明的其它方面。

附图说明

现将参考附图仅借助于实施例描述本发明的实施方案，在所述附图中：

图1是根据本发明第一实施方案的蒸发器组件的图示；

图2是根据本发明第一实施方案的蒸发器组件的穿孔管的穿孔的截面图；

图3是根据本发明第一实施方案的气溶胶生成系统的截面图；

图4是根据本发明第二实施方案的气溶胶生成系统中的穿孔管的截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的蒸发器组件的穿孔管1。穿孔管1由玻璃制成。

穿孔管具有第一端2和第二端3。穿孔管1的第一端2包括开放的入口孔2，使得液体气溶胶形成基质可以流入穿孔管1中。除了出口孔4之外，穿孔管1的第二端3是封闭的。出口孔4形成为穿孔4。穿孔4具有约40微米的宽度。因此，液体气溶胶形成基质不会在穿孔管1的第二端2处从穿孔管1泄漏出来。

图2示出了在穿孔管1的第二端3的区域中的单个穿孔4的截面图。图2中描绘了液体气溶胶形成基质的液滴5，其中液滴5不能流过穿孔4。在图2中，示出了疏水层6以防止液滴5流过穿孔4。可选地，穿孔4的宽度小于液滴5的直径，使得液滴5不能流过穿孔4。

图3示出了根据本发明的一个实施方案的气溶胶生成系统。图3示出了如上文参照

图1和图2所述的穿孔管1。穿孔管1是气溶胶生成系统的主体7的一部分。主体7包括(未示出)控制电路和电源，以向蒸发器组件的加热器元件8供应电能。加热器元件8设置在穿孔管1的第二端3的表面上。加热器元件8形成为薄膜，其被施加到穿孔管1的表面上。加热器元件8包括接触部分，其可电连接到电源。加热器元件8形成为使得蒸汽可以穿过穿孔管1的第二端3处的穿孔4和加热器元件8。加热器元件8被配置成加热和蒸发穿孔管1的第二端3附近的液体气溶胶形成基质。

图3进一步示出了烟弹9，其包括烟嘴10和液体储存部分11。烟弹9设置为一次性烟弹，其中一旦液体储存部分11内的液体气溶胶形成基质耗尽，就将烟弹9丢弃。此外，液体储存部分11可以是一次性消耗品，其中一旦烟弹11内的液体气溶胶形成基质耗尽，就将液体储存部分11更新并插入到烟弹中。

图3示出了密封膜12，其设置在液体储存部分11的面向蒸发器组件的穿孔管1的一端。当液体储存部分11与蒸发器组件的穿孔管1流体连接时，密封膜12破裂并使液体气溶胶形成基质能够从液体储存部分流入穿孔管1中。在液体储存部分11与穿孔管1流体连接时，密封膜12防止液体气溶胶形成基质从液体储存部分11中流出。

图3还示出了可收缩袋13，其中可收缩袋13设置在液体储存部分11内。可收缩袋13包含液体气溶胶形成基质。如图3所示的可收缩袋13对可收缩袋13内的液体气溶胶形成基质加压，使得液体气溶胶形成基质通过入口孔2传送进入穿孔管1并到达穿孔管1的第二端3。因此，在穿孔管1中提供液体气溶胶形成基质。如随后的图3.2和图3.3所示，当液体气溶胶形成基质被消耗时，可收缩袋13在穿孔管1的方向上收缩。因此，可收缩袋13允许使用所有液体气溶胶形成基质，而不管气溶胶生成系统的空间取向如何。

在气溶胶生成系统使用期间，液体气溶胶形成基质由加热器元件8蒸发，然后由使用者通过烟嘴10吸入。在这方面，环境空气通过空气入口14朝向加热器元件8(由箭头指示)抽吸。将蒸发的气溶胶形成基质与加热器元件8旁边的环境空气混合以形成气溶胶。随后将气溶胶朝向烟嘴10(由箭头指示)抽吸。气溶胶在被抽吸到烟嘴10时冷却，以便产生具有所需尺寸的气溶胶液滴的气溶胶。

图4示出了本发明的另一个实施方案，其中可收缩袋13在功能上由泵系统15代替。

泵系统15设置在穿孔管1的第一端2处，使得液体气溶胶形成基质从液体储存部分11的内部泵送到穿孔管1中。除了泵系统之外，气溶胶生成系统在结构上与如上所述的气溶胶生成系统相同。在图4中，还示出了可收缩袋13。因此，可收缩袋13可以与泵系统15一起促进液体气溶胶形成基质从液体储存部分11内部传送到穿孔管1中。可选地，泵系统15可以单独使用以促进将气溶胶形成基质从液体储存部分11的内部传送到穿孔管1中。

上述示例性实施方案是说明性而非限制性的。鉴于上文讨论的示例性实施方案，与上述示例性实施方案一致的其它实施方案现在对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。

附图标记：

1穿孔管

2穿孔管的第一端

3穿孔管的第二端

4穿孔

5液体气溶胶形成基质的液滴

6疏水层

7气溶胶生成系统的主体

8加热器元件

9烟弹

10烟嘴

11液体储存部分

12密封膜

13可收缩袋

14空气入口

15泵系统