用于气溶胶生成装置的加热组件的制作方法

本发明涉及一种用于气溶胶生成装置的加热组件。本发明还涉及一种气溶胶生成装置和一种用于制造加热组件的方法。

背景技术：

1、已知提供一种用于生成可吸入蒸气的气溶胶生成装置。此类装置可以将气溶胶形成基质加热至使气溶胶形成基质的一个或多个组分挥发的温度，而不燃烧气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以被提供为气溶胶生成制品的一部分。气溶胶生成制品可以具有用于将气溶胶生成制品插入至气溶胶生成装置的腔(诸如，加热室)中的条形状。加热组件可以布置在加热室中或围绕加热室布置以便一旦气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置的加热室中就加热气溶胶形成基质。

2、期望具有一种具有改善的可靠性的用于气溶胶生成装置的加热组件。期望具有一种具有改善的制造品质的用于气溶胶生成装置的加热组件。期望具有一种在制造期间具有改善的稳健性的用于气溶胶生成装置的加热组件。

技术实现思路

1、根据本发明的实施例，提供了一种用于气溶胶生成装置的加热组件。加热组件可以包括第一基质层，所述第一基质层是电绝缘基质层。加热组件还可以包括加热元件，其中所述加热元件布置在第一基质层上。加热组件还可以包括第二基质层，所述第二基质层可以是电绝缘基质层。第二基质层可以布置成覆盖加热元件和第一基质层。加热组件还可以包括温度传感器。温度传感器可以布置在第二基质层上。加热组件还可以包括第三基质层，所述第三基质层可以是电绝缘基质层。第三基质层可以布置成至少部分地覆盖温度传感器并且覆盖第二基质层。

2、根据本发明的实施例，提供了一种用于气溶胶生成装置的加热组件。加热组件包括第一基质层，所述第一基质层是电绝缘基质层。加热组件还包括加热元件，其中所述加热元件布置在第一基质层上。加热组件还包括第二基质层，所述第二基质层是电绝缘基质层。第二基质层布置成覆盖加热元件和第一基质层。加热组件还包括温度传感器。温度传感器布置在第二基质层上。加热组件还可以包括第三基质层，所述第三基质层是电绝缘基质层。第三基质层可以布置成至少部分地覆盖温度传感器并且覆盖第二基质层。

3、通过在温度传感器的顶部上提供第三基质层，使得制造更容易。特别地，先前有问题的是，温度传感器放置在第二基质层的粘合剂层上。本文讨论的任何层之间的粘附，特别是温度传感器与第二基质层之间的粘附可以通过基于施加压力和高温(热熔压)的组装过程产生。压力施加在温度传感器上，而该温度传感器布置在粘合剂层上。问题在于，粘合剂层被均匀地施加在第二基质层的表面上并且温度传感器仅占据有限区域，结果是压力表面与粘合剂层接触，从而在组装过程期间产生较大困难。

4、所提出的方案是将第三基质层施加在温度传感器的顶部上以避免压力表面与粘合剂层之间的接触。如下文将更详细地描述的，第三基质层可具有一个或多个开口，以允许温度传感器轨的电触点仍连接到温度传感器。

5、术语“覆盖”或“盖住”可意指第一层具有与第二层基本上相同的表面尺寸，使得第一层可以放置在第二层上，其放置方式是，第二层的面向第一层的表面区域基本上被第一层重叠。在第一层布置成覆盖第二层的情况下，第一层的表面尺寸可为第二层的表面区域的至少90％，优选地第一层的表面尺寸可为第二层的表面区域的至少80％，更优选地第一层的表面尺寸可为第二层的表面区域的至少70％，最优选地第一层的表面尺寸可为第二层的表面区域的至少60％。

6、加热元件可以夹在第一基质层与第二基质层之间。加热元件可以仅覆盖第一基质层的表面的一部分。当第二基质层放置在第一基质层上和加热元件上时，第二基质层优选地覆盖加热元件，并且覆盖加热元件布置在其上并且未被加热元件覆盖的第一基质层的表面的其余部分。

7、类似地，温度传感器可以夹在第二基质层与第三基质层之间。温度传感器可以仅覆盖第二基质层的表面的一部分。当第三基质层放置在第二基质层上和温度传感器上时，第三基质层优选地覆盖温度传感器，并且覆盖温度传感器布置在其上并且未被温度传感器覆盖的第二基质层的表面的其余部分。

8、在最终加热组件中，加热元件和温度传感器优选地布置在第二基质层的相对表面上。因此，加热元件经由第二基质层与温度传感器电绝缘。

9、加热元件由第一基质层和第二基质层保护。

10、温度传感器由第二基质层和第三基质层保护。

11、加热元件可以是电阻加热器。加热元件可包括加热轨。加热元件可以是加热轨。加热轨可以配置成生成热量。加热轨可为电阻加热轨。加热元件可包括用于电接触加热轨的电触点。电触点可通过任何已知的手段附接到加热轨，例如，通过软钎焊或焊接。第一电触点可附接到加热轨的第一端，并且第二电触点可附接到加热轨的第二端。加热轨的第一端可为加热轨的近端，并且加热轨的第二端可为加热轨的远端，或反之亦然。

12、加热轨可由不锈钢制成。加热轨可由约50μm厚的不锈钢制成。加热轨可优选地由约25μm厚的不锈钢制成。加热轨可由约50.8μm厚的铬镍铁合金制成。加热轨可由约25.4μm厚的铬镍铁合金制成。加热轨可由约35μm厚的铜制成。加热轨可由约25μm厚的康铜制成。加热轨可由约12μm厚的镍制成。加热轨可由约25μm厚的黄铜制成。

13、加热元件，优选地加热轨，可以印刷在第一基质层上。加热轨可以光印刷在基质层上。加热轨可以化学蚀刻在基质层上。

14、术语“加热轨”涵盖单个加热轨。加热元件或加热轨可以印刷在第一基质层上。

15、加热轨可以居中地布置在第一基质层上。加热轨可具有折弯形状。加热轨可具有弯曲形状。加热轨可具有曲折形状。此加热轨可具有缠绕形状。

16、加热组件可以卷成管。在基质层卷成管状形状之前，加热轨可为平坦的。加热轨或加热元件可为柔性的。当基质层卷成管状形状时，加热轨或加热元件可适形于基质层的管状形状。

17、第三基质层可包括至少两个开口。提供两个开口以便使温度传感器的电触点能够通过第三基质层被接触。

18、两个开口可以对准以使得温度传感器的两个触点不被第三基质层覆盖。两个开口可以布置成邻近第三基质层的相对端。两个开口可对应于温度传感器上的电触点的放置。

19、除了两个开口之外，在第三基质层中可以提供另外的开口。第三开口可以居中地布置在第三基质层中。此第三开口可增加第三基质层在此区域中的机械强度。特别地，第三基质层的中间的开口可以加强接触温度传感器的电触点的电线的固定，因为电线在此区域中与第二基质层的下面的粘合剂层接触。

20、温度传感器的电触点可以通过任何已知手段附接到温度传感器，例如通过软钎焊或焊接。第一电触点可附接到温度传感器的第一端，并且第二电触点可附接到温度传感器的第二端。温度传感器的第一端可以是温度传感器的近端，并且温度传感器的第二端可以是温度传感器的远端，或者反过来。

21、温度传感器可包括温度传感器轨。

22、加热装置可包括管，优选地金属管，基质层可围绕所述管包裹或卷起。金属管优选地为不锈钢管。替代地，该管可为陶瓷管。该管可限定加热组件的管状形状。在基质层卷起之后，管的外径可对应于第一基质层的内径。

23、加热组件还可以包括适形于加热组件的管状形状的加热室。可以将基质层与加热元件和温度传感器一起卷起以适形于形成加热室的管。在此配置中，第一基质层可形成面向管的内层，并且第三基质层可为外层。第一基质层可以邻近形成加热组件的最内层的金属管。

24、该管可由不锈钢制成。管的长度可在10mm与35mm之间，优选在12mm与30mm之间，更优选在13mm与22mm之间。管可为中空管。中空管可具有在4mm与9mm之间，优选在5mm与6mm之间或在6.8mm与7.5mm之间，优选约5.35mm或约7.3mm的内径。管的厚度可在70μm至110μm之间，优选在80μm至100μm之间，优选约90μm。管可具有圆柱形横截面。管可具有圆形横截面。

25、第一基质层的长度可等于或小于管的周长。第一基质层可完全围绕该管包裹。第一基质层可围绕该管包裹一次以使得在第一基质层已经围绕该管包裹之后，管的表面由第一基质层覆盖。

26、加热室的管可具有在70μm与110μm之间，优选在80μm与100μm之间，优选约90μm的厚度。

27、温度传感器可为ntc、pt100或优选pt1000温度传感器。温度传感器可以通过粘合剂层附接到第二基质层。温度传感器可以光印刷到第二基质层上。化学蚀刻可用于形成加热元件的加热轨和温度传感器轨中的一者或两者。随后，温度传感器的触点可以通过第三基质层中的开口焊接在温度传感器轨上。

28、温度传感器可定位在第二基质层上，使得当加热组件卷起时，温度传感器可定位在对应于第一基质层的中心的区域中。通过以这种方式定位温度传感器，加热元件可映射温度传感器，使得温度传感器定位成邻近加热元件的最热部分。邻近温度传感器的最热部分可为第一基质层的中心。加热元件可布置在第一基质层的中心。温度传感器可直接布置成邻近加热元件，仅离开加热元件第二基质层的厚度。

29、可以提供以下另外层中的一个或多个：

30、第一粘合剂层可以设置在第一基质层与加热元件之间，

31、第二粘合剂层可以设置在加热元件与第二基质层之间，

32、第三粘合剂层可以设置在第二粘合剂层与温度传感器之间，并且

33、第四粘合剂层可以设置在温度传感器与第三基质层之间。

34、第一粘合剂层可以促进第一基质层与加热元件之间的附接。第一粘合剂层还可促进在第一基质层未被加热元件覆盖的区域中第一基质层与第二基质层之间的附接。第二粘合剂层可以促进加热元件与第二基质层之间的附接。第三粘合剂层可以促进第二基质层与温度传感器之间的附接。第三粘合剂层还可以促进在第三粘合剂层未被温度传感器覆盖的区域中第二基质层与第三基质层之间的附接。第四粘合剂层可以促进温度传感器与第三基质层之间的附接。

35、一个或多个粘合剂层的厚度可在2μm与10μm之间，优选地在3μm与7μm之间，更优选地约5μm。

36、一个或更多粘合剂层可为硅基粘合剂层。粘合剂层可包括基于peek的粘合剂和丙烯酸类粘合剂中的一者或两者。

37、第一基质层、第二基质层和第三基质层中的一者或多者可包括聚酰胺或聚酰亚胺膜。基质层中的任一个可由聚酰亚胺或聚酰胺制成。基质层可配置成耐受220℃与320℃之间，优选地240℃与300℃之间，优选地约280℃。任何基质层都可以由pyralux制成。

38、热收缩层可以围绕加热组件布置。

39、当加热组件卷成管状形状时，热收缩层可围绕加热组件布置。热收缩层可配置成当加热时收缩。热收缩层可将加热组件牢固地保持在一起。热收缩层可配置成向加热组件施加均匀的向内压力。热收缩层可改善管与第一基质层中的一者或两者与第二基质层和第三基质层之间的接触。热收缩层可将加热组件的大多数或所有部件紧密保持在一起。热收缩层可用于替换本文中所述的胶水层或粘合剂层。替代地，热收缩层可用于补充本文中所述的胶水层或粘合剂层。

40、热收缩层的厚度可在100μm与300μm之间，优选约180μm。

41、热收缩层可由peek制成。热收缩层可由teflon和ptfe中的一者或多者制成或包括teflon和ptfe中的一者或多者。

42、一个或多个基质层的厚度可在10μm与50μm之间，优选地在20μm与30μm之间，更优选地约25μm。

43、当优选地由不锈钢制成时，加热元件可具有20μm与60μm之间，优选地30μm与50μm之间，更优选地约40μm的厚度。当优选地由不锈钢制成时，加热轨可具有20μm与60μm之间，优选地30μm与50μm之间，更优选地约40μm的厚度。

44、在热收缩层周围，可以提供绝热层。热绝缘层优选地由气凝胶制成。

45、本发明还涉及一种包括如本文中所述的加热组件的气溶胶生成装置。

46、气溶胶生成装置可以包括用于接收气溶胶生成制品的腔。加热组件可以布置成至少部分地包绕该腔。

47、腔的侧壁可以由本文所述的管形成，优选地由不锈钢管形成。加热组件可以安装在不锈钢管上或者该管可以是加热组件的一部分并且安装在气溶胶生成装置的壳体或内部框架内。

48、本发明还涉及一种用于制造用于气溶胶生成装置的加热组件的方法，所述方法可包括以下步骤中的一个或多个：

49、提供第一基质层，所述第一基质层是电绝缘基质层，

50、将加热元件布置在所述第一基质层上，

51、布置第二基质层，所述第二基质层覆盖所述加热元件和所述第一基质层，所述第二基质层是电绝缘基质层，

52、将温度传感器布置在所述第二基质层上，

53、布置第三基质层，所述第三基质层至少部分地覆盖所述温度传感器并且覆盖所述第二基质层，所述第三基质层是电绝缘基质层。

54、本发明还涉及一种用于制造用于气溶胶生成装置的加热组件的方法，所述方法包括以下步骤：

55、提供第一基质层，所述第一基质层是电绝缘基质层，

56、将加热元件布置在所述第一基质层上，

57、布置第二基质层，所述第二基质层覆盖所述加热元件和所述第一基质层，所述第二基质层是电绝缘基质层，

58、将温度传感器布置在所述第二基质层上，

59、布置第三基质层，所述第三基质层至少部分地覆盖所述温度传感器并且覆盖所述第二基质层，所述第三基质层是电绝缘基质层。

60、如本文中所用，术语“上游”和“下游”用以描述气溶胶生成装置的部件或部件部分相对于在使用气溶胶生成装置期间气流在穿过气溶胶生成装置的方向的相对位置。根据本发明的气溶胶生成装置包括近端，在使用中，气溶胶通过所述近端离开装置。气溶胶生成装置的近侧端还可以被称作口端或下游端。口端在远端下游。气溶胶生成制品的远端还可被称作上游端。气溶胶生成装置的部件或部件的部分可基于它们相对于气溶胶生成装置的气流路径的相对位置而描述为在彼此的上游或下游。

61、在本公开案的所有方面，加热元件可包括一种电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体，诸如掺杂陶瓷、“导”电陶瓷(例如二硅化钼)、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。此类复合材料可包括掺杂或无掺杂的陶瓷。

62、如所描述，在本公开的任何方面，加热元件可包括外部加热元件，其中“外部”是指气溶胶形成基质。外部加热元件可采用任何合适形式。例如，外部加热元件可采用在介电基质(如聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔或加热轨的形式。介电基质是基质层。柔性加热箔或加热轨可成形为适形于加热室的周边。替代地，外部加热元件可采用一个或多个金属网格、柔性印刷电路板、模制互连装置(mid)、陶瓷加热器、柔性碳纤维加热器的形式，或可使用涂层技术(如等离子体气相沉积)形成于合适的成形基质层上。外部加热元件也可使用在温度与电阻率之间具有限定关系的金属形成。在此类示例性装置中，金属可形成为第一基质层与第二基质层之间的轨。以此方式形成的外部加热元件可以被用来既加热又监测外部加热元件在操作期间的温度。

63、加热元件有利地借助于传导来加热气溶胶形成基质。替代地，可借助于导热元件将来自内部或外部加热元件的热传导到基质。

64、在操作期间，气溶胶形成基质可以完全容纳于气溶胶生成装置内。在此情况下，用户可以在气溶胶生成装置的烟嘴上抽吸。替代地，在操作期间，可以在气溶胶生成装置内部分地容纳含有气溶胶形成基质的吸烟制品。在此情况下，用户可以直接在吸烟制品上抽吸。

65、加热元件可以被配置成感应加热元件。感应加热元件可以包括感应线圈和感受器。大体上，感受器是在由交变磁场穿透时能够生成热量的材料。根据本发明，感受器可为导电的或磁性的，或既是导电又是磁性的。由一个或数个感应线圈生成的交变磁场加热感受器，所述感受器然后将热量传递到气溶胶形成基质，使得气溶胶形成。热传递可以主要通过热传导。如果感受器与气溶胶形成基质紧密热接触，则此热传递是最佳的。当采用感应加热元件时，感应加热元件可配置为如本文所述的外部加热器。如果感应加热元件配置为外部加热元件，则感受器元件优选地配置为至少部分地包绕加热室的圆柱形感受器。本文中所述的加热轨可配置成感受器。感受器可布置在第一基质层与第二基质层之间。基质层的第二部分可由感应线圈包绕。感受器以及感应线圈可为加热组件的一部分。

66、优选地，气溶胶生成装置包括供电装置，该供电装置配置成向加热元件和加热组件中的一个或两个供电。供电装置优选包括电源。优选地，电源是电池，诸如锂离子电池。作为替代，电源可以为另一种形式的电荷存储装置，诸如电容器。电源可能需要再充电。例如，电源可具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续大约六分钟的时间，或者持续六分钟的整倍数的时间。在另一个实例中，电源可具有足够的容量以允许加热组件的预定次数的抽吸或不连续激活。

67、气溶胶生成装置可包括控制电子器件。控制电子器件可以包括微控制器。微控制器优选地为可编程微控制器。电路可包括另外的电子部件。电路可配置成调节对加热组件的电力供应。电力可在激活系统之后连续地供应到加热组件，或者可间歇地供应，如在逐口抽吸的基础上。电力可以电流脉冲的形式供应到加热组件。

68、控制电子器件可以包括印刷电路板。控制电子器件可以配置为印刷电路板。

69、温度传感器可以与控制电子器件电连接。温度传感器和控制电子器件之间的电连接的长度可以长于温度传感器和控制电子器件之间的距离。这可以具有以下有益效果：防止在气溶胶生成装置的操作期间由于触点的热膨胀而不利地影响温度传感器和控制电子器件之间的电接触。电连接优选地配置为电线。

70、类似地，加热元件与控制电子器件之间的电连接的长度可以长于加热元件与控制电子器件之间的距离。这可以具有以下有益效果：防止在气溶胶生成装置的操作期间由于触点的热膨胀而不利地影响加热元件和控制电子器件之间的电接触。电连接优选地配置为电线。

71、如本文中所用，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。挥发性化合物可以通过加热或燃烧气溶胶形成基质而释放。作为加热或燃烧的替代方案，在一些情况下，挥发性化合物可以通过化学反应或通过机械刺激(诸如超声波)而释放。气溶胶形成基质可以为固体或液体，或可以包括固体和液体成分两者。气溶胶形成基质可为气溶胶生成制品的一部分。

72、如本文中所用，术语“气溶胶生成制品”指包括能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的制品。气溶胶生成制品可为一次性的。

73、如本文中所用，术语“气溶胶生成装置”是指与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶生成装置可以与包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品或包括气溶胶形成基质的筒中的一种或两种相互作用。在一些实例中，气溶胶生成装置可以对气溶胶形成基质进行加热以促进挥发性化合物从基质释放。电操作的气溶胶生成装置可以包括雾化器，例如电加热器，以对气溶胶形成基质进行加热以形成气溶胶。

74、如本文中所用，术语“气溶胶生成系统”是指气溶胶生成装置与气溶胶形成基质的组合。当气溶胶形成基质形成气溶胶生成制品的一部分时，气溶胶生成系统是指气溶胶生成装置与气溶胶生成制品的组合。在气溶胶生成系统中，气溶胶形成基质和气溶胶生成装置协作以生成气溶胶。

75、关于一个实施例描述的特征可以同样应用于本发明的其他实施例。