CN106026780A - 一种磁悬浮离心雾化电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子烟技术领域，具体公开了一种磁悬浮离心雾化电子烟，包括：主机(1)；雾化器(2)，包括开关磁阻电机部(2‑1)和雾化仓(2‑2)，两者固定连接；吸嘴端(3)，有中心气流通道；所述主机(1)、雾化器(2)和吸嘴端(3)依次连接构成所述的磁悬浮离心雾化电子烟。本发明的磁悬浮离心雾化电子烟不包括电热元件或超声元件。

Description

一种磁悬浮离心雾化电子烟

技术领域

本发明属于电子烟技术领域，具体地说，是涉及一种磁悬浮离心雾化电子烟。

背景技术

市售电子烟多以电加热方式加热雾化烟油，其中，核心部件为雾化芯，它包括发热丝或发热陶瓷等电热元件及其绕制骨架，玻纤、有机棉、棉花等导油件。储油元件中的烟油通过导油件输送至电热元件上，通电抽吸时，电热元件的高温使其上的烟油发生雾化，形成的蒸汽被吸入的空气冷却为可吸入烟雾(气溶胶)。

电加热式电子烟由于雾化芯及其所含的烟油经历了高温加热的过程，在抽吸时，高温可能使雾化芯材料发生裂解、脱落、碳化或溶出，发热元件也会因局部过热造成干烧，使得抽吸感官品质下降并存在潜在的健康隐患；烟油中所含的一些致香成分也会在高温下发生分解变质，造成抽吸异味或香气变化，从而直接影响抽吸品质。

采用磁悬浮控制技术的无轴承电机是把磁悬浮轴承中产生径向力的绕组安装在电机定子上，通过解耦控制实现对电机转矩和径向悬浮力的独立控制。随着科学技术的发展和进步，小功率磁悬浮电机技术日益成熟，特别是开关磁阻电机具有结构简单坚固，启动电流小，效率高，功耗小，可靠性高，调速性能优异等优点，引起人们的日益关注，已成功应用于电动车驱动系统，家用电器，工业应用，伺服系统，高速驱动，航空航天等众多领域。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种采用开关磁阻电机原理、磁悬浮离心雾化烟油的电子烟，该电子烟不使用电热元件，具有输出动力充分、雾化均匀、无抽吸异味、感官品质一致、更健康的优点。

为实现上述目的，本发明提供的一种磁悬浮离心雾化电子烟，包括：

主机1；

雾化器2，包括开关磁阻电机部2-1和雾化仓2-2，两者固定连接；

吸嘴端3，有中心气流通道；

所述主机1、雾化器2和吸嘴端3依次连接构成所述的磁悬浮离心雾化电子烟。

优选地，所述雾化仓2-2包括：

转盘15，呈对称状，位于所述雾化仓2-2内部；雾化仓2-2壁可以用透明材料制造，用户可以看到转盘旋转和烟油雾化的情况，雾化仓中烟油雾化形成的气溶胶与空气混合后经气流通道被吸入。

空气进气孔16，对称开在所述雾化仓2-2底端侧壁；

优选地，所述开关磁阻电机部2-1包括：

定子10，成中空对称状，内部有多个凸起的第一齿极17-1成对称状，且内部有两组对称的第一永磁体14-1和第二永磁体14-2；

转子11，外部有多个凸起的第二齿极17-2成对称状，且外部有两组对称的第三永磁体14-3和第四永磁体14-4；所述转子11位于所述定子10内部中空部；

转轴12，成对称柱状，上部通过所述雾化仓2-2底部中心孔18深入到所述雾化仓2-2内部，并套进所述转盘15对称中心，下部位于所述定子10内部，并套进所述转子11对称中心。

优选地，所述第一齿极17-1绕有第一线圈绕组13；所述第二齿极17-2上没有线圈。

优选地，所述主机1包括壳体和安装在壳体内的电源、控制系统和主电路，所述壳体外壁设有电源开关4和工作开关5。

本发明的磁悬浮离心雾化电子烟，其不包括电热元件或超声元件。

所述线圈绕组13均包括磁悬浮绕组和电磁力绕组两部分，悬浮力绕组借助电磁吸引力，动态调节磁悬浮转子的径向位置，电磁力绕组根据“磁阻最小原理”，在磁悬浮转子上产生电磁旋转力，实现对磁悬浮转子的速度调节。同时，采用智能控制算法，可以完成转子的位置估计、转矩和悬浮力的解耦控制。

所述永磁体包括嵌套在定子内壁左右两侧的第一径向永磁体14-1和第二径向永磁体14-2，固定在转子左右两侧的第三径向永磁体14-3和第四径向永磁体14-4。上述永磁体均为圆环形，第一径向永磁体和第二径向永磁体产生轴向和径向的排斥力，第三径向永磁体和第四径向永磁体也产生轴向和径向的排斥力，所述排斥力的合力可以实现转子的磁悬浮。

所述雾化仓2-2中的转盘15沿径向水平套装在延伸至雾化仓腔体内的转轴12上，其形状可以是碟形、伞形、铁饼形等，可用铜、铝等材质制造。在线圈绕组的控制下，利用磁阻最小原理，即磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，从而利用磁引力拉动转子高速旋转。此时，旋转的转子和转轴将带动转盘发生高速旋转，使转盘以一种近乎无重力的状态悬浮在雾化仓中。而快速旋转产生的离心力会将滴在转盘上的烟油高速甩出并碰撞碎裂形成雾状小液滴，与从雾化器进气孔进入的空气混合形成可吸入气溶胶。

通过硅钢片叠加而成的转子可实现电磁悬浮、速度调节功能并使圆盘实现烟油离心雾化和烟雾驱动喷出等功能。

采用对称分布的永磁体结构克服磁悬浮转子并进一步克服转盘的自身重力，并减小烟雾流动的轴向阻力，减小了线圈绕组中的电流消耗，系统功耗较低。

所述控制系统用于控制开关磁阻电机的运行，可包括功率变换器、控制器、电流检测器、位置检测器等。

所述主电路用于将电源(如锂电池)提供的电能提供给开关磁阻电机和相应的控制系统。可采用双开关型电路、电容分压电路、H桥型电路等类型。

本发明是采用低功耗下磁悬浮转子的稳定悬浮与速度调节实现烟油的稳定离心雾化。采用对称分布、结构尺寸和性能参数相当的永磁环，实现磁悬浮转子轴向完全永磁悬浮、径向半永磁悬浮的状态，永磁体之间的作用力减小了控制电流的消耗从而实现较低的系统功耗。当磁悬浮转子位置发生径向偏移后，线圈绕组中的悬浮力绕组产生电磁吸引力进行动态调节，同时线圈绕组中的电磁力绕组根据“磁阻最小原理”，实现对磁悬浮转子的速度调节，并依靠智能控制算法，完成磁悬浮转子的位置估计、电磁转矩和悬浮力的解耦控制。

通过硅钢片叠加而成的转子可实现电磁悬浮、速度调节功能并使转盘实现烟油在其上离心雾化和烟雾驱动喷出等功能。采用对称分布的永磁体结构克服磁悬浮转子自身重力，并减小烟雾流动的轴向阻力，减小了线圈绕组中的电流消耗，系统功耗较低。本发明所示的磁阻悬浮离心式雾化器中，线圈绕组分为悬浮力绕组和电磁力绕组两部分，悬浮力绕组产生径向悬浮力，电磁力绕组产生电磁旋转力，径向悬浮力和电磁旋转力由2个电流单独控制。

本发明的有益效果：

1、由于本发明不使用电热元件，从而避免了因高温造成的干烧、糊芯、产生潜在有害物质、致香成分高温分解以及抽吸品质下降等问题。

2、作为本发明核心部件的开关磁阻电机部，采用对称分布永磁结构，实现无接触悬浮，内部各零件之间无摩擦，噪音小且输出动力充足，使用寿命长；结构简单、成本低、适用于高速运动；动态响应时间极快(特别适合电子烟的快速启动)；适用于电子烟的频繁启停(开关)；转速范围宽，可从几百rpm至几千rpm，高的转速利于烟油的雾化。

3、开关磁阻电机部与雾化仓组装而成的雾化器结构简单坚固、启动电流小、雾化效率高、功耗小、可靠性高。雾化仓壁采用透明材质，可以观察到转盘的高速旋转和烟油的离心雾化效果。用户体验感好。

4、雾化仓和转盘可以拆卸，便于清洗。转盘采用表面光滑的金属材质不会粘附烟油，提高了烟油的雾化效率。

附图说明

图1为本发明的电子烟外观图

图2为本发明的雾化器分解图

图3为本发明的定子和转子位置关系俯视图

图4为本发明的定子和所含永磁体放大图

附图标记：1、主机；2、雾化器；2-1、开关磁阻电机部；2-2、雾化仓；3、吸嘴端；4、电源开关；5、工作开关；10、定子；11、转子；12、转轴；13、线圈绕组；14-1、第一永磁体；14-2、第二永磁体；14-3、第三永磁体；14-4、第四永磁体；15、转盘；16、空气进气孔；17-1、第一齿极；17-2、第二齿极；18、底部中心孔。

具体实施方式

电子烟的组装：首先组装雾化器，将延伸至开关磁阻电机部外的转轴由雾化仓底部中心孔18插入雾化仓中，并将雾化仓底端与开关磁阻电机部顶部安装固定。将转盘套装在雾化仓内的转轴上。然后，加盖吸嘴端并与雾化仓顶部固定安装。最后，将主机与雾化器端部固定连接。

电子烟的使用：将烟油滴加在转盘上，安上吸嘴端。启动主机上的电源开关和工作开关，雾化器内定子上的线圈绕组通电励磁，其中的悬浮力绕组产生径向悬浮力，电磁力绕组产生电磁旋转力，使转子进而转盘围绕转轴发生快速悬浮转动，此时，转盘上的烟油受高速离心力的作用沿转盘边缘切向甩出并相互碰撞碎裂为雾状小液滴。形成的雾状小液滴与从雾化器进气孔进入的空气混合形成气溶胶而经吸嘴端被吸入。

Claims (6)

1.一种磁悬浮离心雾化电子烟，其特征在于，包括：

主机(1)；

雾化器(2)，包括开关磁阻电机部(2-1)和雾化仓(2-2)，两者固定连接；

吸嘴端(3)，有中心气流通道；

所述主机(1)、雾化器(2)和吸嘴端(3)依次连接构成所述的磁悬浮离心雾化电子烟。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮离心雾化电子烟，其特征在于，所述雾化仓(2-2)包括：

转盘(15)，呈对称状，位于所述雾化仓(2-2)内部；

空气进气孔(16)，对称开在所述雾化仓(2-2)底端侧壁。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮离心雾化电子烟，其特征在于，所述开关磁阻电机部(2-1)包括：

定子(10)，成中空对称状，内部有多个凸起的第一齿极(17-1)成对称状，且内部有两组对称的第一永磁体(14-1)和第二永磁体(14-2)；

转子(11)，外部有多个凸起的第二齿极(17-2)成对称状，且外部有两组对称的第三永磁体(14-3)和第四永磁体(14-4)；所述转子(11)位于所述定子(10)内部中空部；

转轴(12)，成对称柱状，上部通过所述雾化仓(2-2)底部中心孔(18)深入到所述雾化仓(2-2)内部，并套进所述转盘(15)对称中心，下部位于所述定子(10)内部，并套进所述转子(11)对称中心。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮离心雾化电子烟，其特征在于，所述第一齿极(17-1)绕有线圈绕组(13)。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮离心雾化电子烟，其特征在于，所述主机(1)包括壳体和安装在壳体内的电源、控制系统和主电路，所述壳体外壁设有电源开关(4)和工作开关(5)。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮离心雾化电子烟，其特征在于，其不包括电热元件或超声元件。