具有多个室的水烟筒的制作方法

本公开涉及一种与水烟装置一起使用的筒，所述筒具有两个或更多个室并且容纳气溶胶生成基质，所述水烟装置配置成加热但不燃烧布置在带室的筒内的气溶胶生成基质。

水烟装置用以抽烟并被配置成使得蒸气和烟雾在被消费者(consumer)吸入之前穿过水池。水烟装置可包含一个出口或多于一个出口，使得装置一次可被多于一个消费者使用。使用水烟装置被许多人视为休闲活动和社交体验。

在水烟装置中使用的烟草可与其它成分混合以例如增大所产生蒸气和烟雾的体积、改变口味或这两者。木炭颗粒通常用以在水烟装置中加热烟草，此可造成烟草或其它成分的完全或部分燃烧。

已提出一些水烟装置，所述水烟装置使用电热源来燃烧烟草以例如避免燃烧木炭产生副产物或以改进燃烧烟草的一致性。已提出使用电子烟液而非烟草的其它水烟装置。使用电子烟液的水烟装置会消除燃烧副产物，但会剥夺水烟使用者的基于烟草的体验。

需要提供一种使用不会产生燃烧副产物，同时提供预期水烟体验的基质的水烟装置。

还需要提供一种被配置成用于与呈便利消耗品形式的气溶胶生成基质(例如烟草基质)一起使用的水烟装置。

还期望提供一种可以被高效加热的水烟消耗品。还期望提供一种水烟消耗品，其允许完全或几乎完全消耗气溶胶生成基质而不会过热。

还期望提供一种水烟消耗品，其可以定制以提供两种或更多种不同类型的气溶胶生成基质以提供独特的用户体验。

在本发明的各种方面，提供了一种水烟消耗品筒，其包括具有外表面的壳体，所述外表面的尺寸和形状确定成可操作地插入水烟装置中。所述筒还包括：所述壳体中的第一室；所述第一室中的第一气溶胶生成基质；所述壳体中的第二室，其中所述第二室与所述第一室相邻；以及所述第二室中的第二气溶胶生成基质，其中所述第一气溶胶生成基质和所述第二气溶胶生成基质的组成相同或不同。所述第一室限定第一新鲜空气入口和相对的第一气溶胶出口，使得在使用中，进入所述第一新鲜空气入口的新鲜空气携带生成的气溶胶通过所述第一气溶胶出口。所述第二室限定第二新鲜空气入口和相对的第二气溶胶出口，使得在使用中，进入所述第二新鲜空气入口的新鲜空气携带生成的气溶胶通过所述第二气溶胶出口。优选地，所述第一室和所述第二室由导热材料，易受磁热感应的材料，或导热材料和易受磁热感应的材料两者形成。优选地，除了所述第一室和所述第二室之外，所述筒还包括一个或多个附加室。所述一个或多个附加室可以容纳气溶胶生成基质。优选地，所述一个或多个附加室中的至少一个没有气溶胶生成基质。没有气溶胶生成基质的室可以是空的。空室可以用于防止筒过热；特别是布置在其它室中的气溶胶生成基质过热。优选地，储存气溶胶生成基质的室的尺寸和形状被确定成允许通过加热基质而不燃烧基质来消耗基本上所有气溶胶生成基质。优选地，容纳气溶胶生成基质的室，或容纳气溶胶生成基质的室的至少一部分，具有至少约1.5：1，至少约2：1或至少约3：1的纵横比(长度与宽度的比或宽度与长度的比)。

在各种方面，提供了一种水烟组件，其包括筒接收器，所述筒接收器构造成可操作地接收本发明的水烟消耗品筒。所述水烟组件还包括限定内部的容器，所述内部构造成容纳一定体积的液体。所述容器包括顶部空间出口导管。所述水烟组件还包括加热元件，所述加热元件构造成加热所述水烟消耗品筒以加热所述筒中的气溶胶生成基质。所述加热元件可以包括电阻加热元件和感应加热元件，或电阻和感应加热元件两者。优选地，所述加热元件构造成在操作期间加热但不燃烧容纳在所述水烟消耗品筒内的气溶胶生成基质。所述水烟组件还包括与所述筒接收器流体连接的气溶胶出口和与所述筒接收器流体连接的新鲜空气入口通道。

本文描述的水烟消耗品筒和水烟组件的各种方面或实施例可以提供相对于现有水烟消耗品和水烟组件的一个或多个优点。例如，本发明的水烟消耗品筒包括多个室，所述室的尺寸和形状可以确定成允许通过加热基质而不燃烧基质而消耗基本上所有气溶胶生成基质。例如，容纳气溶胶生成基质的室的纵横比可以设计成允许充分且高效地加热所有基质。在一些示例中，室具有至少约1.5:1，至少约2:1或至少约3:1的纵横比。室的尺寸和形状还可允许将室中的基本上所有气溶胶生成基质加热到足以引起气溶胶形成而不燃烧气溶胶生成材料的程度。在一些示例中，水烟消耗品筒还包括至少一个空室以防止过热，因此防止筒中的气溶胶生成基质的燃烧；例如，防止与空室相邻的室中的气溶胶生成基质的过热。作为另一示例，本文所述的水烟消耗品筒的各种方面可以包括一个以上的气溶胶生成基质，从而允许消费者选择适合其个人口味的气溶胶生成基质的组合。在阅读了本文呈现的公开内容之后，这些和其它优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。

本发明的水烟消耗品筒包括容纳气溶胶生成基质的两个或更多个室。优选地，筒包括三个或更多个室，5个或更多个室，或7个或更多个室。水烟消耗品筒可以包括任何合适数量的室。在一些示例中，水烟消耗品筒包括100个或更少的室，80个或更少的室，或40个或更少的室。

可以调整通道的数量、构造和尺寸以相对于具有容纳气溶胶生成基质的单个隔室的水烟装置增加在水烟组件中的筒的使用期间可以消耗的气溶胶生成基质的量。将筒分割成包括多个室而不是一个大室，可以提供气溶胶生成基质的较小部分的加热以允许气溶胶从气溶胶生成基质的大量消耗；特别是如果室有助于加热基质。优选地，室有助于加热基质。

如果筒构造成在至少部分地通过传导加热的水烟组件中使用，则室或室的一部分优选地由导热材料形成。可以使用任何合适的导热材料来形成室或室的一部分。合适的导热材料的示例包括铝，铜，锌，镍，银及其组合。优选地，室由铝形成。

如果筒构造成在通过感应加热的水烟组件中使用，则室或室的一部分由感受器材料形成。可以使用任何合适的感受器材料来形成室或室的一部分。如本文所用，术语“感受器”是指能够将电磁能量转换成热量的材料。当位于交变电磁场中时，通常感生涡电流并且可能在感受器中发生磁滞损耗，从而引起感受器的加热。在感受器定位成与气溶胶形成基质处于热接触或紧密热邻近时，基质由感受器加热，使得形成气溶胶。优选地，感受器至少部分地以与气溶胶形成基质直接物理接触的形式进行布置。

感受器可以由能够经电感加热到足以从气溶胶形成基质生成气溶胶的温度的任何材料形成。优选的感受器包括金属或碳。优选的感受器可以包括铁磁性材料或由铁磁性材料组成，例如铁磁体铁、铁磁性合金(如铁磁性钢或不锈钢)和铁氧体。合适的感受器可以是铝或包括铝。

优选的感受器是金属感受器，例如不锈钢。但是，感受器材料还可以包括以下各种或由以下各种制成：石墨；钼；碳化硅；铝；铌；因康镍合金(inconelalloy)(基于奥氏体(austenite)镍-铬的超合金)；金属化膜；如氧化锆等陶瓷；如fe、co、ni等过渡金属或如b、c、si、p、al等类金属组分。

感受器优选包括大于5％、优选大于20％、优选大于50％或90％的铁磁性或顺磁性材料。优选的感受器可以被加热到超过250摄氏度的温度。合适的感受器可以包括非金属芯体，其具有安置在非金属芯体上的金属层，例如形成于陶瓷芯体的表面上的金属迹线。

在根据本发明的系统中，筒的基部和至少一个侧壁可以包括感受器材料。优选地，底部和至少一个侧壁包括感受器材料。有利地，筒的壳体的外侧的至少一部分由感受器材料制成。然而，筒的壳体的内侧的至少一部分也可以用感受器材料涂覆或加衬。优选地，衬垫附接或固定到壳体以形成壳体的一体部分。

一个或多个室的侧壁可以包括感受器材料。

室或其一部分可以由导热材料和感受器材料中的一者或两者形成。

如果筒构造成在通过感应加热的水烟组件中使用，并且室或室的一部分由感受器材料形成，则筒优选地以使得感受器材料的最小表面区域平行于磁场的方式定位在水烟组件中。水烟组件的筒和接收器可以包括键合特征以确保接收器中的筒的正确取向并且因此确保水烟装置中的室的正确取向。附加地或替代地，室可以成形为减小可以平行于感应磁场的表面区域。例如，室可以为圆柱形并且具有圆形的横截面形状。具有5个或更多个侧的多边形棱柱也可以期望地限制室的一部分，并且因此限制可以平行于感应磁场的感受器材料。

不管室的形状如何，室优选地紧密排列。紧密排列的室可以通过将热从一个室传导到相邻室来增强加热效率。优选地，室邻接一个或多个其它室以通过传导增强室之间的热传递。优选地，第一室的壁用作第二室的壁。室的特别优选的布置是紧密排列的六边形棱柱阵列，例如均匀的六边形棱柱阵列，例如蜂窝结构。

不管筒中的室的确切布置如何，室的外表面区域的平均50％或以上邻接或形成邻接室的一部分。更优选地，室的外表面区域的平均70％或以上或80％或以上邻接或形成邻接室的一部分。在一些示例中，例如在蜂窝型结构中，至少一些室的外表面的100％可以邻接一个或多个其它室。

室可以具有任何合适的尺寸和形状。室的尺寸和形状可以是均匀的或可以是不均匀的。优选地，所有或至少一些室具有基本相同的形状和尺寸。

在一些示例中，室具有在约5mm至约30mm，例如约10mm至约20mm，或约14mm至约18mm的范围内的长度。这样的室可以具有约3mm至约20mm，例如约4mm至约10mm或约5至约7mm的宽度。在一些示例中，室具有约14mm至约18mm的长度和约5mm至约7mm的宽度。

筒的两个或更多个室可以容纳气溶胶生成基质。在一些示例中，筒的所有室容纳气溶胶生成基质。在一些示例中，筒的至少一个室是空的并且没有气溶胶生成基质。空室可以通过允许从容器带走多余的热而防止筒的内容物过热。

筒的室具有新鲜空气入口和气溶胶出口。当用户抽吸水烟装置时，新鲜空气入口允许新鲜空气流入筒中。然后空气携带由筒中的气溶胶生成制品形成的气溶胶通过气溶胶出口。室的新鲜空气入口和气溶胶出口优选在室的相对端部处。

在一些示例中，侧壁包括一个或多个孔以允许室之间的气流。如果相同侧壁形成第一室和第二室的一部分，则侧壁中的孔将允许第一室和第二室之间的气流。可以控制孔的数量、尺寸和形状以调整可以在室之间流动的空气量。孔可以具有任何合适的尺寸和形状。尺寸和形状可以是均匀的或不均匀的。优选地，所有或至少一些孔具有相同的尺寸和形状。孔可以以均匀或不均匀的方式分布。通道之间的气流优选地被调整以增强一个或多个室中的气溶胶生成基质的消耗(气溶胶消耗)。

筒包括其中布置有室的壳体。壳体限定构造成由水烟组件接收的外表面。壳体可以包括与室的新鲜空气入口连通的一个或多个入口，并且可以包括与室的气溶胶出口连通的一个或多个出口。如果壳体的入口或出口的数量少于室的新鲜空气入口或气溶胶出口的数量，则筒可以包括歧管以将室的多个新鲜空气入口流体连接到壳体的入口或将室的多个气溶胶出口流体连接到壳体的出口。优选地，壳体包括与室的数量相同数量的入口和与室的数量相同数量的出口。

除其它外，室的入口、出口、长度、尺寸和尺度，室中是否存在气溶胶生成基质，室中气溶胶生成基质的量，以及壳体的入口和出口的尺寸和形状，可以选择成为筒提供任何合适的抽吸阻力(rtd)。基于本公开，本发明的各方面将显而易见。优选地，壳体的入口的尺寸和形状主要负责控制通过筒的rtd。

本发明的筒可以具有任何合适的rtd。例如，从一个或多个入口到一个或多个出口通过筒的rtd可以为约10mmh2o至约50mmh2o，优选为约20mmh2o至约40mmh2o。样本的rtd是指当样本在平稳条件下被气流横穿时其两端之间的静压差，其中体积流量在输出端处为17.5毫升/秒。可使用在iso标准6565:2002中所阐述的方法测量样本的rtd，其中任何通风孔都已堵塞。

壳体可以由一个或多个部分形成。例如，壳体可以包括作为单个部分的侧壁和底部，并且可以包括独立的顶部或盖。壳体的一个或多个入口优选地由顶部或盖限定，而一个或多个出口优选地由底部限定。

壳体可以由任何合适的材料形成。优选地，壳体由诸如耐热聚合物或金属的耐热材料形成。优选地，壳体由导热材料形成。例如，壳体可以由铝、铜、锌、镍、银及其组合形成。优选地，壳体由铝形成。

室可以由一个或多个部分形成。优选地，室由单个部分形成。室可以插入壳体中，或者可以由包括壳体的至少一部分的单个部分形成。

筒可以具有构造成由水烟装置接收的任何合适的形状。如果水烟装置构造成通过传导加热筒中的气溶胶生成基质，则筒的形状和尺寸优选地确定成允许水烟装置的加热元件之间接触。优选地，筒接收器的内部和筒的外部具有相似的尺寸和尺度。在一些示例中，筒具有大于约1.5：1的高度与基部宽度(或直径)的比率或大于约1.5：1的基部宽度(或直径)比率。这样的比率可以在使用期间通过允许来自加热元件的热渗透到筒的中间而允许筒内的气溶胶生成基质的更高效消耗。例如，筒可以具有高度的约1.5至约5倍，或高度的约1.5至约4倍，或高度的约1.5至约3倍的基部直径(或宽度)。类似地，筒可以具有基部直径(或宽度)的约1.5至约5倍，或基部直径(或宽度)的约1.5至约4倍，或基部直径(或宽度)的约1.5至约3倍的高度。优选地，筒具有约1.5:1至约2.5:1的高度与基部直径的比率或基部直径与高度的比率。

在一些示例中，筒具有在约15mm至约25mm的范围内的高度和在约40mm至约60mm的范围内的基部直径。

筒可以具有任何合适的形状。例如，筒可以具有大致立方体形状或截头圆锥形形状。优选地，筒具有截头圆锥形形状。

如本文所述的水烟消耗品筒可以包括任何合适的气溶胶生成基质。容纳气溶胶基质的筒的每个室可以容纳相同的气溶胶生成基质。替代地，一个或多个室可以容纳与在不同室中容纳的气溶胶生成基质不同的气溶胶生成基质。消费者可以选择包括气溶胶生成基质的组合的筒以适合其个人口味。

气溶胶生成基质优选地是能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶生成基质来释放挥发性化合物。气溶胶生成基质可以是固体或液体，或包括固体和液体组分。优选地，气溶胶生成基质是固体。

气溶胶生成基质可包括尼古丁。含尼古丁的气溶胶生成基质可包括尼古丁盐基体。气溶胶生成基质可包括植物类材料。气溶胶生成基质可包括烟草，且优选地，含烟草材料含有挥发性烟草香味化合物，所述挥发性烟草香味化合物在被加热时从气溶胶生成基质释放。

气溶胶生成基质可包括均质化烟草材料。均质化烟草材料可以通过凝结颗粒烟草形成。当存在时，均质化烟草材料可具有以干重计等于或大于5％，并且优选地，以干重计大于30重量％之间的气溶胶形成剂含量。气溶胶形成剂含量以干重计可以小于约95％。优选地，气溶胶形成剂含量高达约55％。

替代地或另外，气溶胶生成基质可包括不含烟草的材料。气溶胶生成基质可包括均质化植物类材料。

气溶胶生成基质可包括例如以下中的一种或多种：粉末、细粒、球粒、碎片、细条、条带或片材，其含有以下中的一种或多种：草本植物叶、烟草叶、烟草叶脉片段、复原烟草、均质化烟草、挤出烟草以及膨胀烟草。

气溶胶生成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可为任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于致密和稳定气溶胶的形成，并且对在气溶胶生成装置的操作温度下的热降解有基本抵抗力。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，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，例如甘油单、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。特别优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如三甘醇，1,3-丁二醇和最优选的甘油。气溶胶形成基质可以包括其它添加剂和成分，例如香料。气溶胶生成基质优选地包括尼古丁和至少一种气溶胶形成剂。在一个特别优选的实施例中，气溶胶形成剂是甘油。

固体气溶胶形成基质可提供于热稳定载体上或嵌入其中。载体可以包括沉积在第一主表面上，第二主外表面，或第一和第二主表面上的固体基质的薄层。载体可以由例如纸或纸样材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网(lowmassopenmeshmetallicscreen)或穿孔金属箔或任何其它热稳定聚合物基体形成。替代地，载体可呈粉末、细粒、球粒、碎片、细条、条带或片材形式。载体可以是其中已并有烟草组分的非织造织物或纤维束。非织造织物或纤维束可包括例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生型纤维。

在一些示例中，气溶胶生成基质为悬浮液的形式。例如，气溶胶生成基质可以为浓糖蜜状悬浮液的形式。

在一些示例中，气溶胶生成基质包括任何合适量的一种或多种糖。优选地，气溶胶生成基质包括转化糖，其是通过分裂蔗糖获得的葡萄糖和果糖的混合物。优选地，气溶胶生成基质包括按重量计约1％至约40％的糖，例如转化糖。在一些示例中，一种或多种糖可以与合适的载体(例如玉米淀粉或麦芽糊精)混合。

在一些示例中，气溶胶生成基质包括一种或多种感觉增强剂。合适的感觉增强剂包括香料和感觉剂，例如凉味剂。合适的香料包括天然或合成薄荷醇、胡椒薄荷、留兰香、咖啡、茶、香辛料(如肉桂、丁香和/或生姜)、可可、香草、水果香料、巧克力、桉树、天竺葵、丁子香酚、龙舌兰、杜松、茴香脑、里哪醇、以及其任何组合。

可以在筒中放置任何合适量的气溶胶生成基质。优选地，筒包括一定量的气溶胶生成基质，其将为持续约10分钟至约60分钟；优选约20分钟至约50分钟；更加优选约30分钟至约40分钟的水烟体验提供足够量的气溶胶。在一些示例中，筒包括约5克至约50克的气溶胶生成基质。例如，筒可以包括约10克至约25克的气溶胶生成基质。优选地，筒包括约10克至约20克或约15克的气溶胶生成基质。

根据本发明的水烟消耗品筒可以与任何合适的水烟组件一起使用。优选地，水烟组件构造成充分加热筒中的气溶胶生成基质以引起由气溶胶生成基质形成气溶胶，但不燃烧气溶胶生成基质。例如，水烟装置可以构造成将气溶胶生成基质加热至约150℃至约250℃；更优选约180℃至约230℃或约200℃至约230℃的温度。

水烟组件可以构造成通过传导、对流、感应或传导、对流和感应中的两个或更多个的组合来加热。如果水烟组件构造成通过感应加热，则筒的室优选地包括感受器材料。水烟组件可以包括感应加热元件。例如，水烟组件可以包括一个或多个感应线圈，所述感应线圈构造成在感受器材料中感生涡流和/或磁滞损耗，这导致感受器材料的加热。可以在本发明的水烟装置中使用的合适的感受器材料和感应加热构造包括例如在pct公开专利申请wo2014/102092和wo2015/177255中描述的那些。

如果水烟组件构造成通过传导加热筒中的气溶胶生成基质，则水烟组件优选地包括加热元件，当筒由水烟组件可操作地接收时，所述加热元件接触筒的壳体或紧邻筒的壳体。加热元件可以包括电阻加热部件。例如，加热元件可以包括一个或多个电阻丝或其它电阻元件。电阻丝可以与导热材料接触以将产生的热分布在更宽的区域上。合适的导电材料的示例包括铝、铜、锌、镍、银及其组合。为了本公开的目的，如果电阻丝与导热材料接触，则电阻丝和导热材料两者都是形成筒接收器的表面的至少一部分的加热元件的一部分。

不管水烟组件用于加热筒中的气溶胶生成基质的机制如何，水烟组件都可以包括控制电子器件，所述控制电子器件可操作地联接到加热元件以控制加热元件的加热，并且因此控制气溶胶生成基质被加热的温度。

控制电子器件可以任何合适的形式提供，并且可以例如包含控制器或存储器和控制器。所述控制器可以包括以下中的一个或多个：专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit；asic)状态机、数字信号处理器、门阵列、微处理器，或同等的分立或集成逻辑电路。控制电子器件可以包括存储器，所述存储器包含使电路的一个或多个部件实施所述控制电子器件的功能或方面的指令。可归因于本公开中的控制电子器件的功能可以被体现为软件、固件和硬件中的一个或多个。

电子电路可包括微处理器，微处理器可以是可编程微处理器。电子电路可以配置成调节电力供应。电力可以电流脉冲的形式供给到加热器元件。

如果加热元件是电阻加热元件，则控制电子器件可以配置成监测加热元件的电阻，并且根据加热元件的电阻来控制向加热元件的电力供应。以该方式，控制电子器件可以调节电阻元件的温度。

如果加热部件包括感应线圈并且加热元件包括感受器材料，则控制电子器件可以配置成监测感应线圈的方面，并且根据线圈的方面来控制向感应线圈的电力供应，例如如wo2015/177255中所述。以该方式，控制电子器件可以调节感受器材料的温度。

水烟装置可以包括可操作地联接到控制电子器件以控制加热元件的温度的温度传感器，例如热电偶。温度传感器可以定位在任何合适的位置。例如，温度传感器可以构造成插入接收在接收器内的筒中以监测正被加热的气溶胶生成基质的温度。附加地或替代地，温度传感器可以与加热元件接触。附加地或替代地，温度传感器可以定位成检测水烟组件的气溶胶出口或其一部分的温度。传感器可以将与感测温度有关的信号传输到控制电子器件，所述控制电子器件可以调节加热元件的加热以在传感器处达到合适的温度。

水烟装置或水烟装置的加热元件可以配置成(i)以不同温度加热筒的不同室，(ii)在不同时间加热筒的不同室，(iii)使用不同的温度曲线加热筒的一个或多个室，或(i)-(iii)中的一个或多个的任何组合。在筒的不同室或部段包括不同的气溶胶形成基质的情况下，以不同的温度加热筒的不同室可能是有利的。在不同的气溶胶形成基质或其组分具有不同的汽化温度时，这可能是特别有利的。在不同时间加热筒的不同室可以有利地延长时间直到基质被耗尽，可以在给定时间输送合适量的气溶胶，或者两者兼有。换句话说，在给定时间加热筒的一个或多个室而不是加热整个筒，可以允许筒的延长使用，原因是基质可能没有过早耗尽。在给定时间加热筒的一个或多个室而不是加热整个筒，可以允许在给定的时间生成适量的气溶胶而不是过量的气溶胶。在一些优选的实施例中，水烟装置的加热元件可以配置成在任何合适的时间顺序地加热筒的一个或多个室。顺序加热筒的一个或多个室可以有利地帮助防止基质过早耗尽。在一些实施例中，筒的室的加热可能存在重叠。例如，可以首先加热筒的第一室。可以在完成第一室的加热并且耗尽第一室中的基质之前开始筒的第二室的加热。这可以重复，直到耗尽整个筒内的基质。有利地，筒的室的顺序但混合的加热允许后续加热的室中的基质在之前加热的室中的基质耗尽之前被预热。有利地，这减少或消除了用户在第一和第二室中的基质消耗之间的任何等待时间。第一、第二和任何后续加热曲线可以彼此相同，或者一个或多个可以不同。

可以有利地采用利用变化的温度曲线来加热筒的一个或多个室或整个筒。这样的方法可以首先允许从具有第一挥发温度的第一基质产生气溶胶，然后允许从具有第二挥发温度的基质产生气溶胶，其中第一挥发温度低于第二挥发温度。第一基质和第二基质可以彼此相同或彼此不同。第一基质和第二基质可以设置在筒的不同室中。第一温度和第二挥发温度可以彼此不同。第一挥发温度可以是低于第二挥发温度的温度，反之亦然。使用变化的温度曲线而不是恒定的温度来加热筒的一个或多个室，可以允许(i)仅在某些时间而不是连续地产生气溶胶，从而延长耗尽基质的时间，(ii)降低装置的功耗，或者(i)和(ii)两者。可以采用的变化的温度曲线的一个示例是将筒(例如筒的一个或多个特定部段或室)加热到不同的温度，包括将加热器温度逐渐升高到工作温度。可以采用的变化的温度曲线的另一示例是将筒(例如一个或多个特定部段或室)快速加热到第一温度，然后将温度逐渐升高到第二温度。第一温度可以是恰好低于基质的挥发温度的温度。第二温度可以是等于或高于基质的挥发温度的温度。在变化的温度曲线的另一示例中，装置或加热元件可以配置成在将温度升高到第二温度之前将温度保持在第一温度一段时间。

可以将特定的加热曲线应用到筒的每个室。室均可以具有不同的加热曲线。一些室可以具有相同的加热曲线。在一些实施例中，加热曲线可以以顺序的方式应用到每个室。在一些实施例中，可以将第一加热曲线应用到第一室，直到第一室中的基质基本上耗尽。然后可以将第二加热曲线应用到第二室，直到第二室中的基质基本耗尽。这可以重复，直到耗尽整个筒内的基质。第一、第二和任何后续加热曲线可以彼此相同，或者一个或多个可以不同。在一些实施例中，在加热曲线应用到筒的每个室中可能存在重叠。例如，可以将第一加热曲线应用到筒的第一室。然后可以在应用到第一室的第一加热曲线完成并且第一室中的基质耗尽之前，将第二加热曲线应用到筒的第二室。这可以重复，直到耗尽整个筒内的基质。有利地，将加热曲线顺序地但混合地应用到筒的室，允许在后续加热的室中的基质在之前加热的室中的基质耗尽之前被预热。有利地，这减少或消除了用户在第一和第二室中的基质消耗之间的任何等待时间。第一、第二和任何后续加热曲线可以彼此相同，或者一个或多个可以不同。

如本公开中所述，基质的过热可能发生在具有多个室的筒中，并且基质可能过早耗尽。这样的问题可以通过构造如上所述的水烟装置来解决。例如，可以通过构造水烟装置来解决这样的问题，其中加热元件提供以下一项或多项：(i)以不同温度加热筒的不同室；(ii)在不同时间加热筒的不同室；(iii)顺序地加热筒的室，(iv)以重叠的方式顺序地加热筒的室，(v)使用变化的温度曲线加热筒的一个或多个室，以及(vi)(i)至(v)的任何组合。

水烟装置可以以任何合适的方式构造成(i)以不同温度加热筒的不同部段，(ii)在不同时间加热筒的不同部段，(iii)顺序地加热筒的室，(iv)以重叠的方式顺序地加热筒的室；(v)使用变化的温度曲线加热筒的一个或多个部段，或(i)-(iv)中的一个或多个的任何组合。水烟装置可以包括两个或更多个独立可控的加热元件，用于加热筒的不同部段或室。加热元件中的至少一个配置成在不同的时间，以不同的温度或通过不同的温度曲线加热筒的不同部段。在一些实施例中，水烟装置可以包括单个加热元件，所述单个加热元件配置成在不同时间，以不同温度或通过不同的温度曲线加热筒的不同室。加热元件的加热的时间、温度和温度曲线可以由控制电子器件控制。

控制电子器件可以可操作地联接到电源。水烟装置可以包括任何合适的电源。例如，水烟装置的电源可以是电池或电池组。在一些示例中，阴极和阳极元件可以被轧制并组装以匹配它们放置在其中的水烟装置的一部分的几何形状。电源单元的电池可以再充电，也可以拆卸和更换。可以使用任何合适的电池。例如，市场上存在重载型或标准电池，例如用于工业重载电动工具的电池。替代地，电源单元可以是包括超电容器或超级电容器的任何类型的电源。替代地，组件可以连接到外部电源，并且为此目的在电气和电子方面设计。无论采用哪种类型的电源，电源优选地应为至少一次水烟使用提供足够使组件正常工作的能量，直到在再充电或需要连接到外部电源之前气溶胶从筒中的气溶胶生成基质耗尽。优选地，在再充电或需要连接到外部电源之前，电源为装置的至少约70分钟的连续操作提供足够使组件正常工作的能量。

在一个示例中，水烟组件包括气溶胶生成元件，所述气溶胶生成元件包括筒接收器，加热元件，气溶胶出口和新鲜空气入口。筒接收器构造成接收容纳气溶胶生成基质的筒。加热元件限定接收器的至少两个表面。例如，加热元件可以形成顶表面，侧表面和底表面中的两个或更多个的至少一部分。优选地，加热元件限定顶表面的至少一部分和侧表面的至少一部分。更优选地，加热元件形成接收器的整个顶表面和整个侧壁表面。加热元件可以布置在接收器的内表面或外表面上。

水烟装置包括与接收器流体连接的新鲜空气入口通道。当水烟装置在使用时，新鲜空气通过通道流动到接收器和布置到接收器中的筒中的室以将由筒的室中的气溶胶生成基质生成的气溶胶携带到气溶胶出口。优选地，通道的至少一部分由加热元件形成以在进入接收器或筒之前预热空气。优选地，形成筒接收器表面的加热元件的一部分形成新鲜空气入口通道的一部分。优选地，新鲜空气入口通道由筒接收器的顶表面和由加热元件形成的筒接收器的侧壁中的一者或两者形成。优选地，空气入口通道由筒接收器的顶表面和由加热元件形成的筒接收器的侧壁两者形成。

空气入口通道的任何合适部分可以由加热元件形成。优选地，空气入口通道的长度的大约50％或以上由加热元件形成。在许多示例中，加热元件将形成新鲜空气入口通道的长度的95％或以下。

流过新鲜空气入口通道的空气可以由加热元件加热任何合适的量。在一些示例中，当加热的空气流过容纳气溶胶生成基质的筒时，将充分加热空气以导致形成气溶胶。在一些示例中，空气未被充分加热以单独导致气溶胶的形成，而是促进了加热元件对基质的加热。优选地，当根据本发明相对于未预热空气的设计对空气进行预热时，供应到加热元件以加热基质并引起气溶胶形成的能量的量减少5％或以上，例如10％或以上，或15％或以上。通常，能量节约将小于75％。

优选地，空气流动通道的至少一部分形成在加热元件和隔热罩之间。优选地，由新鲜空气入口通道形成的新鲜空气入口通道的基本上整个部分也由隔热罩形成。隔热罩和加热元件可以形成新鲜空气入口通道的相对表面，使得空气在隔热罩和加热元件之间流动。优选地，隔热罩位于由筒接收器形成的内部的外部。

可以采用任何合适的隔热罩材料。优选地，隔热罩材料包括热反射的表面。热反射表面可以背衬有绝热材料。在一些示例中，热反射材料包括铝金属化膜或其它合适的热反射材料。在一些示例中，绝热材料包括陶瓷材料。在一些示例中，隔热罩包括铝金属化膜和陶瓷材料背衬。

新鲜空气入口通道可以包括通过筒接收器的一个或多个孔，使得来自水烟装置外部的新鲜空气可以通过通道通过孔流入筒接收器中。如果通道包括一个以上的孔，则该通道可以包括歧管以将流过通道的空气引导到每个孔。优选地，水烟装置包括两个或更多个新鲜空气入口通道。

在一些示例中，气隙可以在筒的至少一部分与接收器的表面之间形成，其中气隙用作新鲜空气入口通道的一部分。

水烟组件的接收器可以由一个或多个部分形成。优选地，接收器由两个或更多个部分形成。优选地，接收器的至少一部分相对于另一部分可移动以允许进入接收器的内部以将筒插入接收器中。例如，一个部件可以可移除地可附接到另一部件以允许当部件分离时插入筒。部件可以以任何合适的方式可附接，例如通过螺纹接合，干涉配合，卡扣配合等。在一些示例中，部件经由铰链彼此附接。当部件经由铰链附接时，部件还可以包括锁定机构以在接收器处于关闭位置时使部件相对于彼此固定。在一些示例中，筒接收器包括抽屉，所述抽屉可以滑动打开以允许将筒放置到抽屉中，并且可以滑动关闭以允许使用水烟装置。

如上所述，筒包括形成在壳体中的一个或多个入口，以在使用时允许空气流过筒的室。如果接收器包括一个或多个入口孔，则筒中的至少一些入口可以与容器顶部中的孔对准。筒可以包括对准特征，所述对准特征构造成与接收器的互补对准特征匹配以在筒插入接收器中时将筒的入口与接收器的孔对准。

进入筒的室的空气流过气溶胶生成基质，夹带气溶胶，并经由气溶胶出口离开室、筒和接收器。携带气溶胶的空气从气溶胶出口进入水烟组件的容器。

水烟组件可以包括限定内部容积的任何合适的容器，所述内部容积构造成容纳液体并且在液体填充水平上方的顶部空间中限定出口。容器可以包括光学透明或不透明的壳体以允许消费者观察容器中容纳的内容物。容器可以包括液体填充分界，例如液体填充线。容器壳体可以由任何合适的材料形成。例如，容器壳体可以包括玻璃或合适的刚性塑料材料。优选地，容器可以从包括气溶胶生成元件的水烟组件的一部分移除以允许消费者填充或清洁容器。

消费者可以将容器填充到液体填充水平。液体优选地包括水，其可以可选地浸渍有一种或多种着色剂，香料，或着色剂和香料。例如，水可以浸渍有植物或草本浸剂中的一者或两者。

夹带在离开接收器的气溶胶出口的空气中的气溶胶可以行进通过位于容器中的导管。导管可以联接到水烟组件的气溶胶生成元件的气溶胶出口，并且可以具有在容器的液体填充水平下方的开口，使得流过容器的气溶胶流过导管的开口，然后流过液体，进入容器的顶部空间并离开顶部空间出口以输送到消费者。

顶部空间出口可以联接到软管，所述软管包括用于将气溶胶输送到消费者的烟嘴。烟嘴可以包括可由用户启动的开关或可操作地联接到水烟装置的控制电子器件的抽吸传感器。优选地，开关或抽吸传感器无线地联接到控制电子器件。开关或抽吸传感器的启动可能导致控制电子器件启动加热元件，而不是不断地向加热元件供应能量。因此，相对于不采用这样的元件来提供按需加热而不是不断加热的装置，使用开关或抽吸传感器可以用于节省能量。

出于实例的目的，在下文按时间顺序提供一种使用如本文中所描述的水烟装置的方法。容器可以从水烟装置的其它部件拆卸并用水填充。可将天然水果果汁、植物性药材和草本冲剂中的一种或多种添加到水中以用于调味。所添加的液体量应覆盖导管的一部分但不应超过可任选地存在于容器上的填充水平标记(levelmark)。接着将容器再组装到水烟装置。气溶胶生成元件的一部分可以被移除或打开以允许筒插入接收器中。然后重新组装或关闭气溶胶生成元件。然后可以接通装置。用户可视需要抽吸烟嘴。用户可以继续使用该装置，直到不再有气溶胶可见或被输送。优选地，当筒耗尽可使用的气溶胶生成基质时，该装置将被自动切断。替代地或附加地，在例如从装置接收到消耗品被耗尽或几乎被耗尽的提示之后，消费者可用新筒再填充装置。如果用新筒再填充，则可以继续使用装置。优选地，用户可以在任何时间通过例如切断装置来关断水烟装置。

在一些示例中，用户可以通过在例如烟嘴上使用启动元件来启动一个或多个加热元件。启动元件可以例如与控制电子器件进行无线通信且可发信号给控制电子器件以将加热元件从待用模式启动成充分加热。优选地，当用户抽吸烟嘴时，仅能够进行这样的手动启动以防止筒中的气溶胶生成基质发生过热或不必要的加热。

在一些示例中，烟嘴包含与控制电子器件进行无线通信的抽吸传感器，且使用者对烟嘴的抽吸引起加热元件从待用模式启动成充分加热。

本发明的水烟装置可具有任何合适的空气管理。在一个示例中，来自用户的抽吸动作将产生抽吸效果，从而导致装置内部的低压，这将导致外部空气流过装置的空气入口，进入新鲜空气入口通道并进入接收器。空气然后可以流过接收器中的筒的室以携带由室中的气溶胶生成基质产生的气溶胶。夹带有气溶胶的空气然后离开接收器的气溶胶出口，通过导管流动到容器内部的液体。气溶胶将接着涌出(bubbleoutof)液体并进入容器中高于液体水位的顶部空间，离开顶部空间出口，并通过软管和烟嘴以递送给用户。外部空气的流动和水烟装置内部的气溶胶的流动可通过用户的抽吸动作而被驱动。

优选地，本发明的水烟装置的所有主要部分的组装确保装置起密闭式作用。密闭式功能应确保进行恰当的气流管理。可以任何合适方式实现密闭式作用。举例来说，可能使用例如密封环和垫圈(washer)的密封件来确保密闭式密封。

密封环和密封垫圈或其它密封元件可由一种或多种任何合适材料制成。举例来说，密封件可包括石墨烯化合物和硅化合物中的一种或多种。优选地，所述材料被美国食品和药物管理局批准用于人类。

主要部分(例如来自接收器的导管，接收器的盖壳，和容器)可由一种或多种任何合适材料制成。举例来说，这些部分可各自由玻璃、玻璃基化合物、聚砜(psu)、聚醚砜(pes)或聚苯砜(ppsu)制成。优选地，所述部分由适用于标准洗碗机的材料形成。

在一些实例中，本发明的烟嘴并有快速连接凸出(male)/凹入(female)特征，以连接到软管单元。

现在将参考附图，附图描绘本公开中所描述的一个或多个方面。然而，应当理解附图中未描绘的其他方面落入本公开内容的范围和精神内。图式中所用的相似编号指代相似部件、步骤等等。然而，应理解，编号在给定图中用于指代一部件的使用并不意图对另一图中标注有相同编号的部件进行限制。另外，不同编号在不同图中用于指代部件的使用并不意图指示不同编号的部件不能与其它编号的部件相同或类似。图式是出于说明而非限制的目的来呈现。图式中呈现的示意图未必按比例绘制。

参考图1-2，示出了水烟消耗品筒150(图1)的示例的示意性透视图和水烟消耗品筒150(图2)的纵向剖开的示意性透视图。筒150构造成由水烟组件接收。筒150包括限定外表面的壳体210，所述外表面大小和形状确定成由水烟组件接收。多个室220布置在壳体210中。壳体210和室220可以由一个或多个部分形成。在一些示例中，所有室220由插入壳体110中的单个部分形成。在一些示例中，壳体210的至少一部分和室220由相同部分形成。

气溶胶生成基质230布置在两个或更多个室220内。在图2中从气溶胶生成基质230延伸的箭头示出了通过室220的空气流。因此，箭头从室220的气溶胶出口延伸。

壳体210可以包括构造成接合盖250的凸缘240。盖250包括形成筒150的出口的孔255。孔255优选地与室220对准以将来自室220的流通过盖250引导到壳体210之外。孔255优选地足够小以防止松散的气溶胶生成基质230从孔255溢出。

图1-2中描绘的筒210包括密封件260以防止气流围绕室220并引导气流通过室220。

参考图3，示出了图1-2中描绘的筒150的底部的示例的示意性平面图。壳体的底部270(相对于图1-2的底部)形成多个孔275，所述孔可以用作筒中的入口。孔275优选地与壳体中的室对准以将气流从孔275引导到壳体的室中。孔275优选地足够小以防止松散的气溶胶生成基质从孔275溢出。

参考图4，示出了室220的阵列225的示例的示意性横截面图。阴影室220示出了容纳气溶胶生成基质的室，而无阴影室221示出了空室。空室221可以用作散热器，或者可以从容纳气溶胶生成基质的室220传递多余的热(如果与壳体的入口和出口流体连接)以防止在操作期间气溶胶生成基质的过热和燃烧。

图4中描绘的室220、221是紧密排列的六边形棱柱。一个室220的侧壁227形成另一室的侧壁。由于紧密排列的性质和相邻的侧壁，室220、221之间的传导热传递被促进。

参考图5，示出了室220的阵列225的替代示例的示意性横截面图。阴影室220示出了容纳气溶胶生成基质的室，而无阴影室221示出了空室。阵列225是形成气溶胶生成基质容纳室220的紧密排列的圆筒的阵列。在圆筒之间形成大致三角形的空室221。空室221可以用作散热器，或者可以从容纳气溶胶生成基质的室220传递多余的热(如果与壳体的入口和出口流体连接)以防止在操作期间气溶胶生成基质的过热和燃烧。

由于图5中描绘的阵列225中的气溶胶生成基质容纳室220的侧壁的较少接触或共用，图5中描绘的阵列225中的气溶胶生成基质容纳室220之间的热传递往往比例如图4中描绘的阵列中的室之间的传递低效。然而，由于它们的形状，图5中描绘的室220由于可以平行于感应磁场的有限表面区域而可以特别好地适合于感应加热。

参考图6，示出了室220的阵列225的替代示例的示意性横截面图。阵列225是紧密排列的正方棱锥的阵列。室220中的一个或多个可以是空的(未示出)并用作散热器，或者可以从容纳气溶胶生成基质的室220传递多余的热(如果与壳体的入口和出口流体连接)以防止在操作期间气溶胶生成基质的过热和燃烧。

图6中描绘的阵列225中的气溶胶生成基质容纳室220之间的热传递由于侧壁227的较少接触或共用而往往高效。

将理解的是，图4-6中描绘的室的阵列的示例仅出于示例的目的而示出，并且可以采用室的其它阵列和形状。

现在参考图7，示出了具有截头圆锥形状的筒150的示例的示意性透视图。当然，筒可以具有任何合适的形状。

现在参考图8，示出了水烟组件100的示例的示意性截面图。组件100包括限定内部容积的容器17，所述内部容积构造成容纳液体19并在液体19的填充水平上方限定顶部空间出口15。液体19优选地包括水，其可任选地与一种或多种着色剂、一种或多种香料，或一种或多种着色剂和一种或多种香料一起注入。举例来说，水可与植物冲剂或草本冲剂中的一种或两种一起注入。

装置100还包括气溶胶生成元件130。气溶胶生成元件130包括筒接收器140，所述筒接收器构造成接收容纳气溶胶生成基质的筒150。气溶胶生成元件130还包括形成接收器140的至少两个表面的加热元件160。在所示的实施例中，加热元件160限定接收器140的顶表面和侧表面。气溶胶生成元件130也包括将新鲜空气吸入装置100中的新鲜空气入口通道170。新鲜空气入口通道170的一部分由加热元件160形成以在空气进入接收器140之前加热空气。然后预热的空气进入由加热元件160加热的筒150以携带由容器150中的气溶胶生成基质生成的气溶胶。空气离开气溶胶生成元件130的气溶胶出口180。

导管190将空气和气溶胶从气溶胶出口180携带到液体19的液面下方的容器17中。空气和气溶胶可以冒泡通过液体19，并离开容器17的顶部空间出口15。软管20可以附接到顶部空间出口15以将气溶胶携带到用户的嘴。烟嘴25可以被附接或形成软管20的一部分。

在使用中，装置的空气流动路径由图8中的粗箭头表示。

烟嘴25可以包括启动元件27。启动元件27可以是开关，按钮等，或者可以是抽吸传感器等。启动元件27可以放置在装置100的任何其它合适的位置处。启动元件27可以与控制电子器件30无线通信以使装置100处于使用状态或使控制电子器件启动加热元件160；例如，通过使电源35为加热元件140通电。

除了如图8中所示的元件130的底部分之外，控制电子器件30和电源35可以位于气溶胶生成元件130的任何合适的位置。

图9示出了气溶胶生成元件130的示例的示意性截面图。为了简洁和清楚的目的，未示出所有部件。在示出的实施例中，空气(箭头)进入气溶胶生成元件130的上部分131中的空气入口171，然后穿过隔热罩165，然后沿着加热元件160的外表面并到达加热元件160的顶部。然后经加热的空气穿过筒150的壳体的顶表面，穿过气溶胶生成基质155，并穿过底部分133中的空隙，向下到达气溶胶出口180。在所示的实施例中，空气沿着加热元件160的外表面行进并且然后穿过加热元件160。

在图9所示的示例中，上部分131可以从下部分133移除，以允许筒150插入由加热元件160和底部分131的顶表面形成的接收器中或从其移除。

图10示出了气溶胶生成元件130的示例的示意性截面图。为了简洁和清楚的目的，未示出所有部件。在示出的实施例中，空气(箭头)进入气溶胶生成元件130的上部分131中的空气入口171，然后穿过隔热罩165和加热元件160。然后空气沿着加热元件160的内表面和筒150的壳体的外表面，并到达筒150的壳体的顶部。然后经加热的空气穿过筒150的壳体的顶表面，穿过气溶胶生成基质155，并穿过底部分133中的空隙，向下到达气溶胶出口180。在所示的实施例中，空气通过加热元件160并沿着加热元件160的内表面行进。

在图10所示的示例中，上部分131可以从下部分133移除，以允许筒150插入由加热元件160和底部分131的顶表面形成的接收器中或从其移除。

在图9-10所示的示例中，上部分131的主体可以由绝热材料形成。

在图11的示意性截面图所示的实施例中，气溶胶生成元件130包括可操作地联接到控制电子器件(在图11中未示出)的热电偶199。在所示的示例中，热电偶199穿透到筒150和气溶胶生成基质155中。当筒150定位在底部分133上并且上部分131放置在底部分131上时，热电偶199可以穿透到筒150中。热电偶199可以在出口180附近或在任何其它合适的位置处与加热元件160接触以在使用水烟装置时提供相关温度的反馈。

上文关于本发明的一个方面描述的特征也可以适用于本发明的另一个方面。

本文中用到的所有科学和技术术语均具有本领域中常用的含义，另有指出除外。本文中提供的定义是为了便于理解本文中频繁使用的某些术语。

如本说明书和附随的权利要求书中所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”、“所述”涵盖具有复数指代的实施例，对此内容另有明确规定除外。

如本说明书和附随的权利要求书中所用，术语“或”通常以其包括“和/或”的意义上采用，对此内容另有明确规定除外。

如本文中所使用，“具有(have/having)”、“包含(include/including)”、“包括(comprise/comprising)”等等以其开放意义使用，且一般意味着“包含但不限于”。应理解，“基本由……组成”、“由……组成”等归入“包含”等中。

单词“优选的”和“优选地”指在某些环境下可提供某些益处的本发明的实施例。然而，其他实施例在相同或其他环境下也可为优选的。此外，一个或多个优选实施例的叙述不暗示其他实施例是无用的，并且不预期从公开内容包括权利要求的范围内排除其他实施例。

为了清楚和简洁起见，本文中描述了本文所指的任何方向，例如“顶”，“底”，“左”，“右”，“上”，“下”和其它方向或取向，并非旨在限制实际装置或系统。本文描述的装置和系统可以在许多方向和取向上使用。

上文举例说明的实施方案不具限制性。与上述实施例一致的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。