具有增大的电阻的加热元件的制作方法

本发明涉及一种用于气溶胶生成系统的加热元件。特别地，本发明涉及一种用于气溶胶生成系统的加热元件，所述加热器元件包括在第一方向和第二方向上延伸的第一细丝和第二细丝，其中所述第一细丝的端部电连接到第二细丝的端部。本发明还涉及加热器组件、筒和气溶胶生成系统。

背景技术：

1、已知手持式电操作气溶胶生成装置和系统，其包括：包括电池和控制电子器件的装置部分、用于包含或接收液体气溶胶形成基质的部分和用于加热气溶胶形成基质以生成气溶胶的电操作加热器。在一些装置中，加热器包括导电网。电流可穿过网以电阻性加热该加热器，并且由此从气溶胶形成基质生成气溶胶。还包括烟嘴部分，用户可在该烟嘴部分上吸气以将气溶胶抽吸到其口中。

技术实现思路

1、需要增大网加热器的电阻，同时减少、最小化或消除增大网加热器的尺寸的需要。期望增大网加热器的电阻而不改变用于形成网加热器的材料。

2、根据本公开，提供了一种用于气溶胶生成系统的加热元件，所述加热元件包括网。所述网可包括在第一方向上延伸的多根第一细丝。第一细丝中的每根细丝可包括第一端和第二端。网可包括在第二方向上延伸的多根第二细丝。第一方向可以垂直于第二方向。第二细丝中的每根细丝可包括第三端和第四端。第一细丝的第二端可电连接到第二细丝的第三端。

3、根据本公开的第一方面，提供了一种用于气溶胶生成系统的加热元件，所述加热元件包括网。所述网包括在第一方向上延伸的多根第一细丝，其中所述第一细丝中的每根细丝包括第一端和第二端。所述网还包括在第二方向上延伸的多根第二细丝，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。第二细丝中的每根细丝包括第三端和第四端。第一细丝的第二端电连接到第二细丝的第三端。

4、有利地，将第一细丝的第二端电连接到第二细丝的第三端可以增大流过网的电流的路径长度。特别地，流过网的电流可沿着第一细丝的长度在第一方向上流动，然后沿着第二细丝的长度在第二方向上流动。有利地，增加流过网的电流的路径长度增大了网的电阻。有利地，增大网的电阻增大了加热元件对于给定电流的热输出。

5、优选地，所述加热元件包括导电部分，所述导电部分在所述第一细丝的第二端与所述第二细丝的第三端之间延伸。有利地，导电部分促进第一细丝的第二端与第二细丝的第三端的电连接。

6、优选地，导电部分将每根第一细丝的第二端电连接到每根第二细丝的第三端。优选地，导电部分将第二细丝中的每根细丝的第三端电连接到每个第一细丝的第二端。优选地，导电部分是导电材料的连续部分。例如，导电部分可包括导电材料的连续区域，第一细丝中的每根细丝的第二端和第二细丝中的每根细丝的第三端电连接到所述导电材料的连续区域。第一细丝的第二端可焊接到导电部分。第二细丝的第三端可焊接到导电部分。

7、第一细丝可包括具有第一导电率的第一材料，第二细丝可包括具有第二导电率的第二材料，导电部分可包括具有第三导电率的第三材料。优选地，第三导电率大于第一导电率和第二导电率两者。

8、有利地，为导电部分提供比第一细丝和第二细丝更大的导电率促进电流在第一细丝的第二端与第二细丝的第三端之间从第一细丝流动到第二细丝。

9、第一材料可以与第二材料相同。第一材料可以不同于第二材料。

10、优选地，第一材料和第二材料中的每一个具有约0.8×106西门子/米与约1.7×106西门子/米之间的导电率。

11、优选地，第三材料具有约8×106西门子/米与约80×106西门子/米之间的导电率。

12、网可包括多个接触点，第一细丝中的每根细丝在所述多个接触点处上覆或下覆第二细丝中的每根细丝。优选地，第一细丝的第一导电率大于在接触点处的第一细丝中的每根细丝与第二细丝中的每根细丝之间的导电率。优选地，第二细丝的第二导电率大于在接触点处的第一细丝中的每根细丝与第二细丝中的每根细丝之间的导电率。优选地，导电部分的第三导电率大于在接触点处的第一细丝中的每根细丝与第二细丝中的每根细丝之间的导电率。

13、导电部分可包括金属。导电部分可包括铜、锌、镍、锡、银、金和铂中的至少一种。导电部分可包括银、金和铂中的至少一种。导电部分可由银、金和铂中的至少一种形成。

14、第一细丝中的每根细丝可包括金属合金。合适的金属合金的实例包含不锈钢；康铜；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、钴的超级合金，不锈钢，基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。是钛金属公司的注册商标。优选地，第一细丝中的每根细丝包括不锈钢，更优选地300系列不锈钢，例如aisi 304、316、304l、316l。在特别优选的实施例中，第一细丝中的每根细丝包括aisi 304不锈钢。

15、第二细丝中的每根细丝可包括金属合金。合适的金属合金的实例包含不锈钢；康铜；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、钴的超级合金，不锈钢，基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。是钛金属公司的注册商标。优选地，第二细丝中的每根细丝包括不锈钢，更优选地300系列不锈钢，例如aisi 304、316、304l、316l。在特别优选的实施例中，第二细丝中的每根细丝包括aisi 304不锈钢。

16、第一细丝中的每根细丝可以包括与第二细丝中的每根细丝不同的材料。优选地，第一细丝中的每根细丝包括与第二细丝中的每根细丝相同的材料。

17、网可为织造或非织造的。优选地，网为织造的。

18、第一细丝可以在纬纱方向上延伸，并且第二细丝可以在经纱方向上延伸。第一细丝可以在经纱方向上延伸，并且第二细丝可以在纬纱方向上延伸。

19、细丝可以限定第一细丝和第二细丝之间的空隙，且空隙可以具有在约10微米与约100微米之间的宽度。优选地，空隙的宽度引起空隙中的毛细管作用，使得在使用时，待汽化的液体气溶胶形成基质被抽吸到空隙中，从而增加加热元件与液体气溶胶形成基质之间的接触面积。

20、第一细丝和第二细丝可以形成每厘米约60与约240根细丝(+/-10％)之间的网密度。优选地，网密度在每厘米约100与约140根细丝(+/-10％)之间。更优选的是，网密度为每厘米大约115根细丝。空隙的宽度可在约20微米与约300微米之间，优选地在约50微米与约100微米之间，更优选地是大约70微米。作为空隙的面积与网的总面积的比率的网的开放区域的百分比可在约40％与约90％之间，优选地在约85％与约80％之间，更优选地是大约82％。

21、每根第一细丝和每根第二细丝的宽度或直径可在约10微米与约100微米之间，优选地在约10微米与约50微米之间，更优选地在约12微米与约25微米之间，并且最优选地是大约16微米。每根第一细丝和每根第二细丝可具有圆形横截面或可具有平坦横截面。

22、网的面积可能较小，例如小于或等于约50平方毫米、优选地小于或等于约25平方毫米、更优选地为大约15平方毫米。优选地，网的面积有助于将加热元件并入手持式系统中。有利地，将网的尺寸设定成小于或等于约50平方毫米的面积减少了加热该网所需的总功率量，同时仍确保了网与液体气溶胶形成基质的充分接触。网可以是方形的。网可以是矩形的。网可以是十字形的。网的最大长度可以在约2毫米与约10毫米之间。网的最大宽度可以在约2毫米与约10毫米之间。优选地，网具有大约5毫米的最大宽度和大约5毫米的最大长度。

23、优选地，网是基本上平坦的。有利地，基本平坦的网可以促进加热元件和包括加热元件的气溶胶生成系统的简单制造。几何学上，术语“基本上平坦”用于指呈基本上二维拓扑歧管形式的网。在一些实例中，基本上平坦的网可基本上沿着表面在两个维度上而非在第三维度上延伸。在一些实例中，基本上平坦的网在表面内的两个维度上的尺寸可以是在垂直于所述表面的第三维度上的尺寸的至少五倍大。在一些实例中，基本上平坦的网可限定两个假想的基本上平行的平坦表面。在一些实例中，基本上平坦的网可为两个假想的基本上平行的平坦表面之间的结构，其中这两个假想表面之间的距离基本上小于平面内的延伸部分。在一些实例中，两个假想的基本上平行表面中的仅一个可为平坦的。在一些实例中，基本上平坦的网可为平面的。在其它实例中，基本上平坦的网可沿着一个或多个维度弯曲，例如形成圆拱形状或桥形状。

24、根据本公开的第二方面，提供了一种用于气溶胶生成系统的加热器组件。根据本文所述的任何实施例，加热器组件包括根据本发明的第一方面的加热元件。所述加热器组件还包括电连接到所述第一细丝中的至少一根细丝的第一端的第一电触头和电连接到所述第二细丝中的至少一根细丝的所述第四端的第二电触头。

25、所述第一电触头和所述第二电触头有助于将电流供应到加热元件和从加热元件供应电流。优选地，第一电触头将第一细丝的第一端彼此电连接。优选地，第二电触头将第二细丝的第四端彼此电连接。

26、优选地，第一电触头是导电材料的连续部分。例如，第一电触头可包括导电材料的连续区域，第一细丝中的每根细丝的第一端电连接到所述导电材料。第一细丝的第一端可焊接到第一电触头。

27、优选地，第二电触头是导电材料的连续部分。例如，第二电触头可包括导电材料的连续区域，第二细丝中的每根细丝的第四端电连接到所述导电材料。第二细丝的第四端可焊接到第二电触头。

28、加热器组件可包括在其上布置加热元件的衬底。优选地，衬底限定延伸穿过衬底的孔口，其中加热元件的至少部分上覆孔口。有利地，孔口可以促进将液体气溶胶形成基质传送到加热元件。

29、在加热元件包括导电部分的实施例中，优选地导电部分设置在衬底上。在加热元件包括第一电触头和第二电触头的实施例中，优选第一电触头和第二电触头中的每一个设置在衬底上。

30、衬底可包括任何合适的材料或材料的组合。衬底可包含酚醛纸。衬底可包括玻璃纤维增强环氧树脂。衬底可包括适合于食品或药物应用的塑料或热塑性塑料。衬底可包括聚丙烯、聚醚醚酮(peek)和聚乙烯中的至少一种。优选地，材料轻质并且无脆性。

31、加热器组件可包括至少两个电触头，以用于将电力供应到加热元件。加热器组件可包括第一电端子和第二电端子。在加热元件包括第一电触头和第二电触头的实施例中，优选地，第一电端子与第一电触头接触且第二电端子与第二电触头接触。每个电端子可以是弹簧端子。每个电端子可包括黄铜。

32、加热器组件还可以包括加热器组件壳体，其中加热元件安装在加热器组件壳体上。在加热器组件包括至少两个电端子的实施例中，至少两个电端子可安装在加热器组件壳体上。

33、在加热器组件包括衬底的实施例中，衬底可安装在加热器组件壳体上。衬底可形成加热器组件壳体的一部分。

34、加热器组件壳体可包括任何合适的材料或材料的组合。优选地，加热器组件壳体由适合于食品或药物应用的塑料或热塑性塑料形成。例如，加热器组件壳体可包括聚丙烯、聚醚醚酮(peek)和聚乙烯中的至少一种。优选地，材料轻质并且无脆性。

35、加热器组件还可包括用于将液体气溶胶形成基质输送到加热元件的传送材料。优选地，传送材料包括与加热元件的网接触的第一端。传送材料可包括毛细管材料。传送材料可包括毛细管芯。传送材料可包括陶瓷。陶瓷可以包括氧化铝、氧化锆和羟基磷灰石中的至少一种。

36、在加热器组件包括加热器组件壳体的实施例中，传送材料的至少一部分可以接收在加热器组件壳体内。传送材料可以通过干涉配合固定在加热器组件壳体内。

37、可以通过将材料直接沉积在加热元件的网上来形成传送材料。可通过将陶瓷直接沉积在加热元件的网上来形成传送材料。陶瓷可以包括氧化铝、氧化锆和羟基磷灰石中的至少一种。

38、根据本公开的第三方面，根据本文中所述的任何实施例提供了一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括根据本公开的第二方面的加热器组件。筒还包括用于保持液体气溶胶形成基质的液体储存隔室。

39、如本文所用，术语“气溶胶”是指固体颗粒或液滴或固体颗粒和液滴的组合在气体中的分散体。气溶胶可以是可见的或不可见的。气溶胶可以包括在室温下通常为液体或固体的物质的蒸汽，以及固体颗粒或液滴或者固体颗粒和液滴的组合。

40、如本文所用，术语“气溶胶形成基质”是指能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热或燃烧气溶胶形成基质来释放挥发性化合物。

41、在加热器组件包括加热器组件壳体的实施例中，加热器组件壳体可以限定液体储存隔室的至少部分。

42、液体储存隔室可以包括彼此连通的第一储存部分和第二储存部分。液体储存隔室的第一储存部分可位于加热器组件的与液体储存隔室的第二储存部分相对的一侧上。液体气溶胶形成基质可保持在液体储存隔室的第一储存部分和第二储存部分两者中。

43、有利地，储存隔室的第一储存部分大于液体储存隔室的第二储存部分。筒可构造成允许用户在筒上进行抽吸或吮吸以便吸入在筒中生成的气溶胶。在使用中，筒的口端开口通常定位于加热器组件的上方，其中储存隔室的第一储存部分定位于口端开口与加热器组件之间。使液体储存隔室的第一储存部分大于液体储存隔室的第二储存部分确保了在重力的影响下，液体从液体储存隔室的第一储存部分递送到液体储存隔室的第二储存部分。

44、筒可具有口端和连接端，用户可通过所述口端抽吸生成的气溶胶，所述连接端被构造成连接到气溶胶生成装置。优选地，加热元件的第一侧面向口端，且加热元件的第二侧面向连接端。

45、在加热器组件包括传送材料的实施例中，优选地传送材料与液体储存隔室流体连通。优选地，传送材料与液体储存隔室的第二储存部分流体连通。优选地，传送材料的第二端位于液体储存隔室的第二储存部分内。

46、筒可限定从空气入口经过加热器组件的第一侧到筒的口端开口的封闭气流通路。封闭气流通路可穿过液体储存隔室的第一储存部分或第二储存部分。在一个实施例中，气流通路在液体储存隔室的第一储存部分与第二储存部分之间延伸。另外，气流通路可延伸通过液体储存隔室的第一储存部分。液体储存隔室的第一储存部分的至少部分可具有环形横截面，其中气流通路的至少部分从空气入口经过加热器组件，通过液体储存隔室的第一储存部分延伸到口端开口。气流通路的至少部分可从加热器组件延伸到邻近于液体储存隔室的第一储存部分的口端开口。

47、筒可包含用于保持液体气溶胶形成基质的保持材料。保持材料可在液体储存隔室的第一储存部分、液体储存隔室的第二储存部分或液体储存隔室的第一储存部分和第二储存部分两者中。保持材料可为泡沫、海绵或纤维集合。保持材料可由聚合物或共聚物形成。保持材料可以是纺纱聚合物。液体气溶胶形成基质可在使用期间释放到保持材料中。例如，可将液体气溶胶形成基质设置在胶囊中。

48、筒有利地在液体储存隔室内含有液体气溶胶形成基质。液体气溶胶形成基质可包括尼古丁。包含液体气溶胶形成基质的尼古丁可为尼古丁盐基质。液体气溶胶形成基质可包括植物基质料。液体气溶胶形成基质可包括烟草。液体气溶胶形成基质可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，所述材料在加热后即从气溶胶形成基质释放。液体气溶胶形成基质可包括均质化的烟草材料。液体气溶胶形成基质可包括不含烟草的材料。液体气溶胶形成基质可包括均质化的植物基材料。

49、液体气溶胶形成基质可包括一种或多种气溶胶形成剂。气溶胶形成物是任何适合的已知化合物或化合物的混合物，该化合物在使用中有利于形成致密且稳定的气溶胶并且在系统的操作温度下基本上耐热降解。适合的气溶胶形成剂的实例包括丙三醇和丙二醇。适合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族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。液体气溶胶形成基质可包括水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人工调味剂。

50、液体气溶胶形成基质可包括尼古丁和至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可为丙三醇或丙二醇。气溶胶形成剂可包括丙三醇和丙二醇两者。液体气溶胶形成基质可具有在约0.5％与约10％之间，例如为约2％的尼古丁浓度。

51、筒可包括筒壳体。筒壳体可由可模制的塑料材料形成，所述塑料材料例如是聚丙烯(pp)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。筒壳体可形成液体储存隔室的一个或两个部分的壁的部分或全部。筒壳体和液体储存隔室可一体地形成。备选地，液体储存隔室可与筒壳体分开形成，并且组装到筒壳体。

52、根据本公开的第四方面，根据本文中所述的任何实施例提供了一种气溶胶生成系统，其包括根据本公开的第三方面的筒。气溶胶生成系统还包括被布置成可移除地联接到筒的气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括用于将电力供应到加热元件的电源。

53、气溶胶生成装置可包括控制电路系统，该控制电路系统被配置成控制从电源向加热元件的供电。

54、控制电路系统可包括微处理器。微处理器可为可编程微处理器、微控制器或专用一体化芯片(asic)或能够提供控制的其它电路系统。控制电路系统可包括其它电子部件。例如，在一些实施例中，控制电路系统可包括传感器、开关、显示元件中的任一个。电力可以在激活气溶胶生成装置之后持续地供应到加热元件，或者可以间歇地，诸如在逐口抽吸的基础上供应。电力可例如借助于脉冲宽度调制(pwm)以电流脉冲的形式供应到加热元件。

55、电源可以是dc电源。电源可为电池。电池可为基于锂的电池，例如锂钴、锂铁磷酸盐、钛酸锂或锂聚合物电池。电池可为镍金属氢化物电池或镍镉电池。电源可为另一形式的电荷储存装置，例如，电容器。电源可为再充电的，并且针对许多充放电循环而配置。电源可具有允许储存足以用于一次或多次用户体验的能量的容量；例如，电源可具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续约六分钟的时间，对应于抽一支常规卷烟所耗费的典型时间，或者持续是六分钟的倍数的时间。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许预定数量次抽吸或加热元件的不连续启动。

56、气溶胶生成装置可以包括装置壳体。装置壳体可以是细长的。装置壳体可以包括任何合适材料或材料的组合。适合的材料的实例包括金属、合金、塑料或包含那些材料中的一种或多种的复合材料，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，材料轻质并且无脆性。

57、气溶胶生成系统可为手持式气溶胶生成系统。气溶胶生成系统可为手持式气溶胶生成系统，其配置成允许用户在烟嘴上吸气以通过口端开口抽吸气溶胶。气溶胶生成系统可具有与常规雪茄或香烟相当的尺寸。气溶胶生成系统可以具有在约30毫米与约150毫米之间的总长度。气溶胶生成系统可以具有在约5毫米与约30毫米之间的外径。

58、本发明在权利要求书中限定。然而，下文提供了非限制性实例的非详尽列表。这些实例的特征中的任一个或多个特征可与本文中所描述的另一示例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。

59、实例ex1：一种用于气溶胶生成系统的加热元件，所述加热元件包括网，所述网包括：

60、在第一方向上延伸的多根第一细丝，其中所述第一细丝中的每根细丝包括第一端和第二端；

61、在第二方向上延伸的多根第二细丝，其中所述第一方向垂直于所述第二方向，并且其中所述第二细丝中的每根细丝包括第三端和第四端；并且

62、其中所述第一细丝的第二端电连接到所述第二细丝的第三端。

63、实例ex2：根据实例ex1的加热元件，还包括在所述第一细丝的第二端与所述第二细丝的第三端之间延伸的导电部分。

64、实例ex3：根据实例ex2的加热元件，其中所述第一细丝包括具有第一导电率的第一材料，其中所述第二细丝包括具有第二导电率的第二材料，其中所述导电部分包括具有第三导电率的第三材料，并且其中所述第三导电率大于所述第一导电率和所述第二导电率两者。

65、实例ex4：根据实例ex2或ex3的加热元件，其中所述导电部分包含铜、锌、镍、锡、银、金和铂中的至少一种。

66、实例ex5：根据实例ex2或ex3的加热元件，其中所述导电部分包括银、金和铂中的至少一种。

67、实例ex6：根据实例ex2或ex3的加热元件，其中所述导电部分由银、金和铂中的至少一种形成。

68、实例ex7：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第一细丝中的每根细丝包括不锈钢。

69、实例ex8：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第二细丝中的每根细丝包括不锈钢。

70、实例ex9：根据任一前述实例的加热元件，其中所述网是织造网。

71、实例ex10：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第一细丝中的每根细丝具有在约10微米与约100微米之间的宽度或直径。

72、实例ex11：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第一细丝中的每根细丝具有在约10微米与约50微米之间的宽度或直径。

73、实例ex12：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第一细丝中的每根细丝具有在约12微米与约25微米之间的宽度或直径。

74、实例ex13：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第二细丝中的每根细丝具有在约10微米与约100微米之间的宽度或直径。

75、实例ex14：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第二细丝中的每根细丝具有在约10微米与约50微米之间的宽度或直径。

76、实例ex15：根据任一前述实例的加热元件，其中所述第二细丝中的每根细丝具有在约12微米与约25微米之间的宽度或直径。

77、实例ex16：一种用于气溶胶生成系统的加热器组件，所述加热器组件包括：

78、根据任一前述实例的加热元件；

79、第一电触头，所述第一电触头连接到所述第一细丝中的至少一根细丝的第一端；以及

80、第二电触头，所述第二电触头连接到所述第二细丝中的至少一根细丝的第四端。

81、实例ex17：根据实例ex8的加热器组件，还包括衬底，所述衬底限定延伸穿过所述衬底的孔口，其中所述加热元件的至少部分上覆所述孔口，并且其中所述第一电触头和所述第二电触头中的每一个设置在所述衬底上。

82、实例ex18：根据实例ex9的加热器组件，还包括在所述第一细丝的第二端与所述第二细丝的第三端之间延伸的导电部分。

83、实例ex19：根据实例ex10的加热器组件，其中所述导电部分设置在所述衬底上。

84、实例ex20：根据实例ex8至ex11中任一实例的加热器组件，还包括用于将液体气溶胶形成基质输送到所述加热元件的传送材料。

85、实例ex21：一种用于气溶胶生成系统的筒，所述筒包括：

86、根据实例ex8至ex12中任一实例的加热器组件；以及

87、用于保持液体气溶胶形成基质的液体储存隔室。

88、实例ex22：一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括：

89、根据实例ex13的筒；以及

90、气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置被布置成可移除地联接到所述筒，所述气溶胶生成装置包括用于向所述加热元件供电的电源。