用于气溶胶产生套件的加热系统的芯吸元件以及
发布日期:2024-08-21 浏览次数: 专利申请、商标注册、软件著作权、资质办理快速响应热线:4006-054-001 微信:15998557370
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摘要: | 本发明涉及一种用于气溶胶产生套件的加热系统的芯吸元件。本发明还涉及与该芯吸元件相关联的一种加热系统以及一种制造方法。、在本领域中已知不同类型的气溶胶产生装置。通常来说,这种装置包括用于储存液体气溶胶形成前体的储存隔室。加热系统由一个或多个电激活的电阻加热元件形成,这些电阻加热元件被布置为加... | ||
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本发明涉及一种用于气溶胶产生套件的加热系统的芯吸元件。本发明还涉及与该芯吸元件相关联的一种加热系统以及一种制造方法。背景技术:1、在本领域中已知不同类型的气溶胶产生装置。通常来说,这种装置包括用于储存液体气溶胶形成前体的储存隔室。加热系统由一个或多个电激活的电阻加热元件形成,这些电阻加热元件被布置为加热所述前体以产生气溶胶。与储存隔室流体连通的芯吸元件能够将液体气溶胶形成前体提供至加热系统。气溶胶被释放到在装置的入口与出口之间延伸的流动路径中。该出口可以被布置成用户通过其吸入的用于递送气溶胶的吸嘴。2、该芯吸元件可以由例如陶瓷或纤维(如束或织物)制作。这些材料通常具有能够实现芯吸效应的固有孔隙度。然而,这种固有孔隙度不易控制,因此芯吸效应可能在各芯吸元件间有所不同。例如,芯吸效应可能太弱,从而导致气溶胶产生效果不佳。芯吸效应也可能太强,这通常会导致泄露。在两种情况下,用户体验都会受损。3、为了更好地控制芯吸效应,可以在芯吸元件内部制作基本上由无孔材料制成的流动通道。该制造可以使用众所周知的模制工艺来执行。然而,这种制造方法并不总是允许在芯吸元件内部创建尺寸较小的流动通道。例如,创建具有小于100μm的、有利地小于50μm的、并且优选地小于25μm的横向尺寸的通道可能是困难的。此外,创建允许改进液体传递的流动通道的复杂网络可能是困难的。因此,这种芯吸元件的芯吸效应不能被完全控制,这也会导致不佳的用户体验。技术实现思路1、本发明的目的之一是提供一种用于气溶胶产生套件的加热系统的芯吸元件,从而产生易于控制和预测的芯吸效应。因此,使用这种芯吸元件的气溶胶产生套件可以确保更好的用户体验。2、为此目的,本发明涉及一种用于气溶胶产生套件的加热系统的芯吸元件,该芯吸元件由增材制造技术通过形成多个连续多孔层而制造为一个单件;3、该多个连续多孔层包括第一多孔层和与该第一多孔层相邻的第二多孔层;4、该第一多孔层和该第二多孔层中的每一个限定包括多个孔的孔图案;5、该第二多孔层的孔图案相对于该第一多孔层的孔图案而至少部分偏移,以便这些多孔层的成对的对面孔形成流动通道,该流动通道的横向面积小于或等于这些孔中的每一个的横向面积。6、利用这些特征,可以实现芯吸元件内部的每一个流动通道具有任何横向尺寸。特别地,很显然,流动通道的横向尺寸由相邻多孔层的对面孔的重叠部分形成。可以通过控制两个相邻层的孔图案之间的偏移值来在相邻层的每一层级控制重叠部分的面积,从而控制这两个相邻层的流动表面积。7、取决于用于形成连续层的增材制造技术,每个孔的最小横向尺寸通常通过常规制造方法制定。根据本发明,为了获得较小的尺寸,可以使相邻层的孔图案偏移。例如,对于3d打印制造技术来说,最小孔大小由照明矩阵(屏幕上的像素)限定,并且通常限制在10μm和110μm左右。如果例如与前一层的孔图案相同的下一层的孔图案在每个横向方向上偏移对应的横向尺寸的50%,那么这些横向尺寸可以例如除以2。因此,可以通过以合适方式选择相邻层的孔图案之间的偏移来获得任何期望的截面形状和尺寸的通道。8、可以通过孔限定每一个孔图案,这些孔形成沿x和y方向(它们可以是例如垂直的)延伸的矩阵。这些孔可以根据这些方向中的每一个以相同的值间隔。这些孔可以根据每个方向x和y例如具有基本上相同的形状并且例如具有基本上相同的尺寸。孔的形状可以是三角形、矩形(例如正方形)、圆形或椭圆形。在变体中,这些孔的形状可以呈现为任何其他的多边形。9、替代性地,孔可以在x和/或y方向上以不同的值间隔。这些孔可以由可变的形状形成。在考虑具有非恒定宽度的芯吸元件时,这些孔的可变的尺寸或形状图案可能是有用的,使得可以在芯吸元件的不同宽度上控制流动路径。10、在一些实施例中,至少一些相邻层的孔图案可以仅部分偏移。这意指这些层的某些孔可能在没有偏移的情况下面对彼此,而这些层的某些其他孔可以在有偏移的情况下面对彼此。11、根据一些实施例,第一多孔层和第二多孔层限定基本上相同的孔图案。12、利用这些特征,每一个多孔层可以以相同的方式形成。因此,可以实现在两个相邻层的孔图案偏移时,每个流动通道具有较小的横向尺寸。13、根据一些实施例,该孔图案或每一个孔图案的孔具有矩形形状。14、可以使用例如3d打印技术容易地创建具有矩形形状的孔。15、根据一些实施例,该孔图案或每一个孔图案的孔的横向尺寸介于10μm至150μm之间。16、利用这些特征,可以得到芯吸元件内部具有小于150μm、有利地小于50μm的、并且优选地小于10μm的截面尺寸的流动通道。17、根据一些实施例,每一个多孔层的厚度介于25μm与100μm之间。18、利用这些特征,可以实现每一个多孔层具有相对小的厚度。因此,可以获得相对流畅的外部和内部形状。例如,在每一个流动通道内部,可以实现尽管对应的孔图案具有偏移,但在相邻层之间具有相对流畅的过渡。因此,可以避免这些通道内部的湍流。19、根据一些实施例,第二多孔层的孔图案根据至少一个方向以偏移值进行偏移,该偏移值小于第一多孔层的至少一个孔根据该方向的横向尺寸。20、利用这些特征,可以选择该方向或每个方向上的偏移值。偏移值可以以对应横向方向的百分比来表达。例如,在具有相同尺寸的矩形孔的情况下,相邻层可以根据形成这些孔的矩形形状的每个方向偏移50%。在这种情况下,这些流动通道的横向面积与这些孔的横向面积相比减至4。21、根据一些实施例,该多个连续多孔层包括n>2个连续多孔层;22、该多孔层中的每一个限定包括多个孔的孔图案;23、每一个多孔层的孔图案相对于与所述多孔层相邻的该多孔层或每一个多孔层的孔图案而至少部分偏移,以便这些多孔层的对面孔形成流动通道,该流动通道的横向面积小于或等于这些孔中的每一个的横向面积。24、利用这些特征,可以创建延伸穿过芯吸元件的若干层的流动通道。例如,流动通道可以延伸穿过整个芯吸元件。附加地,通过以合适的方式选择每一层的孔图案之间的偏移值,可以改变每个通道沿其长度的截面形状。因此,例如,在入口部分中,这些通道可以具有比在出口部分更大的截面尺寸。此外,这些通道可以彼此平行或者根据任何其他适合的路径延伸穿过芯吸元件。不同通道的路径可以彼此交叉。在某些情况下,贯穿该芯吸元件,可以将一个通道分成两个或更多个通道。在某些情况下,两个或更多个通道可以形成唯一通道。25、在通常情况下,可以使用优化工具(例如使用计算流体力学(cfd)优化工具)对通道的布局、路径和/或截面形状进行优化。因此,可以以数字的方式确定这些元素,并在确定后通过增材制造技术(如3d打印)以相同的方式进行复制。26、根据一些实施例,芯吸元件由陶瓷制作,该陶瓷优选地由具有基本上0%的固有孔隙度。27、由于形成芯吸元件的材料不具有固有孔隙度,因此可以基于流动通道几何形状以例如分析的方式或使用数字工具非常精确地确定其芯吸效应。28、根据一些实施例,所述增材制造技术是基于光刻的陶瓷制造技术。29、基于光刻的陶瓷制造(lcm)技术允许通过增材制造(例如3d打印)生产复杂的陶瓷结构。为了执行该技术,陶瓷可以是颗粒形式,通常具有单分散分布,并与可uv固化的聚合物树脂混合成浆。当打印的每一层暴露在uv光下,聚合物组分会固化并使陶瓷颗粒固定在位置上。下一层在上一层之上暴露,因此建造接合的部分。一旦该部分从打印机中移除,由于其这时仅是嵌入了陶瓷的聚合物,该部分仍旧易碎且非常灵活。该部分被称为处于“生坯状态”。然后,将该部分置于熔炉中,烧至>1600c°的高温,这将烧尽聚合物组分并使陶瓷颗粒烧结在一起,留下纯陶瓷部件。如果该部分烧至较低的温度(例如1200c°),那么该聚合物仍旧会完全烧尽,但是最后的陶瓷中可以具有多孔缝隙。30、根据一些实施例,该芯吸元件形成被适配为传递电子烟油的芯吸部分和选自以下组的至少一个元件:31、-热传递元件;32、-流动通路;33、-支撑结构;34、-绝缘结构。35、利用这些特征,芯吸元件可以与至少一个所述的附加元件形成单件。这样的单件是使用对应的增材制造技术以简单方式制造的。因此,可以降低生产成本和复杂度。另外,与前文所述的元件中的至少一个结合的芯吸元件可以更容易地与加热系统的其余部分一起组装。36、本发明还涉及一种用于气溶胶产生套件的加热系统,该加热系统包括前文所定义的芯吸元件。37、本发明还涉及前文所定义的芯吸元件的制造方法,该方法包括:38、-形成包括根据孔图案的多个孔的第一多孔层;39、-形成包括根据孔图案的多个孔的第二多孔层,该第二多孔层的孔图案相对于该第一多孔层的孔图案而至少部分偏移,以便这些多孔层的成对的对面孔形成流动通道,该流动通道的横向面积小于或等于这些孔中的每一个的横向面积。40、根据一些实施例,该制造方法包括形成无孔层的步骤。41、根据一些实施例,该制造方法,其中,所述无孔层被设计为形成选自以下组的至少一个元件:42、-热传递元件;43、-流动通路;44、-支撑结构;45、-绝缘结构。46、由于这些特征,可以使得芯吸元件与所述附加元件中的至少一个形成一个单件。因此,可以降低生产成本和复杂度。另外,与前文所述的元件中的至少一个结合的芯吸元件可以更容易地与加热系统的其余部分一起组装。