CN109288133A - 一种低温不燃烧烟具发热体及其加工制造方法 - Google Patents
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Classifications
-
- A24F47/008—
Abstract
本发明公开了一种低温不燃烧烟具发热体及其加工制造方法，其包括罩体以及包过在其内的发热丝，罩体下方设置的便于安装的底座，其特征在于，所述罩体采用耐高温石英晶体制成的空腔结构，其上端密封呈凸起状；所述空腔结构内填装有采用纳米绝缘涂层涂装过的发热丝，所述发热丝下端与引脚线进行电流碰焊，且碰焊点封装在罩体内。本发明的目的是提供一种低温不燃烧烟具发热体及其加工制造方法，发热体采用耐高温石英晶体更容易清洁，石英晶体成分单一纯度高不会引入有害杂质，而且采用石英晶体封装发热体表面导热均匀性更好。
Description
技术领域
本发明涉及电子烟技术领域，属于低温不燃烧烟范畴，具体为一种低温不燃烧烟具发热体及其加工制造方法。
背景技术
加热不燃烧烟草制品是利用外部热源加热烟草而不是点燃烟草以产生烟草风味气体，有炭加热、电加热等方式。与传统的卷烟不同，以“加热不燃烧”为思路设计的“低温卷烟”，能使烟叶刚好加热到足以散发出味道的程度，而不会点燃烟叶。通常情况下，普通卷烟在吸食时350°C至600°C的高温会产生众多有害物质，而低温卷烟都是在300°C以下，有害物质会减少,此处“低温”是指相对于传统燃烧纸烟而言。
在低温不燃烧烟的吸食的过程中，需要使用外加加热设备——即专用烟具，而用于低温不燃烧烟吸食的烟具的发热体尤为关键，直接影响吸食效果和吸食体验。
发明人研究发现，现在的低温加热不燃烧烘烤系统烟具利用发热体（一般为发热片或者发热针）对烟草进行加热，加热效率低，加热效果差，并且加热不够充分，浪费材料和能源，用户体验感差。目前现有的发热体主要为耐高温陶瓷体，其内封装有电阻丝，目前存在的问题主要有以下几个方面：
1、现有陶瓷发热体由于陶瓷的固有特点难以清洁，而且在使用烟具吸食烟叶之后（一般是发热体直接接触烟叶进行加热），烟具与烟叶接触的地方会有较多的烟油和烟垢，特别是发热体部分，其比较难清洁掉；其容易滋生细菌而且影响感官体验。
2、现有陶瓷发热体受热不均匀，由于发热体比较小，以发热针为例其直径一般只有2mm-3mm，但是对于烟叶的加热要求又比较高，要求受热能尽可能地均匀，这样不至于影响烟叶加热，保持口感一致；但是陶瓷的成分不单一，一般为混合物，其属性决定其受热不均匀。
3、由于陶瓷成分不单一，其成分含有重金属，而加热烟叶时，其较容易与烟叶中的成分，或者自身成分在高温下反应，存在重金属迁移的可能性，长期吸食对人体存在危害的可能性不能绝对排除。
4、现有陶瓷发热体（包括发热片和发热针），其电路引脚线处均采用发热丝与引脚线锡焊的形式焊接，由于锡焊丝化学成分的问题，其较容易引入重金属或者其他有害物质，存在吸食的风险。
5、对于现有的片状发热体，其一般为激光蚀刻后再进行印刷电路，这样造成发热体两边的发热不均匀（印刷电路一边会高于无印刷电路的一边），而且电路印刷过程中常会有厚有薄，如此容易导致电阻不好控制，导致电路不稳定，加热效果难以统一。特别是在小的薄片上进行操作，加工工艺要求较高。
6、对于现有的片状发热体，其一般为激光蚀刻后再进行印刷电路，采采用混合金属浆印刷，其也纯在吸食的风险。
本发明意在解决以上问题，给低温不燃烧烟发热体加工制造提供新的、更优的解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种低温不燃烧烟具发热体及其加工制造方法，发热体采用耐高温石英晶体更容易清洁，石英晶体成分单一纯度高不会引入有害杂质，而且采用石英晶体封装发热体表面导热均匀性更好。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种低温不燃烧烟具发热体，其包括罩体（81）以及包过在其内的发热丝（82），罩体（81）下方设置的便于安装的底座（83），所述罩体（81）采用耐高温石英晶体制成的空腔结构，其上端密封呈凸起状；所述空腔结构内填装有采用纳米绝缘涂层涂装过的发热丝（82），所述发热丝（82）下端与引脚线（84）进行电流碰焊，且碰焊点（821）封装在罩体（81）内。
进一步的，所述发热丝（82）材料采用铁铬铝，或镍200，或者钛丝制成；所述发热丝发热丝（82）的引脚线（84）采用纯镍丝制成。
进一步的，所述发热丝（92）为柱状或者扁平状，其表层涂覆有纳米绝缘涂层，其在空腔罩体（81）内的结构为直线并排，或直线多段折回，或直线V型，或相互交叉缠绕结构。
进一步的，所述采用石英晶体的罩体（81）下端为向外侧展开的延展区（811），其与罩体（81）平滑过渡。
进一步的，所述延展区（811）结构为喇叭状；所述罩体（81）下方的底座（83）为方块状，或者矩形台，或者圆台，或者其他可能的几何形状。
进一步的，所述采用石英晶体的罩体（81）为针状空腔结构，或者为扁平片状空腔结构。
进一步的，所述采用石英晶体的罩体（81）空腔结构内部涂有纳米绝缘层。
进一步的，采用石英晶体的罩体（81）为扁平片状空腔结构时，可选的，其发热丝（82）为片状，其引脚线（84）为柱状或片状，发热丝（82）下端与引脚线（84）的碰焊点（821）封装在罩体（81）内。
本发明另一种技术方案，一种低温不燃烧烟具发热体加工制造方法，其包括以下步骤：
S1、准备发热丝：将发热丝按设计要求进行成型；
S2、准备石英罩体：按设计结构加工石英罩体，石英罩体上端密封呈凸起状，石英晶体的罩体下端开口且为向外侧展开，其与罩体平滑过渡；
S3、碰焊引脚线：采用电流对发热丝下端与引脚线进行碰焊操作；
S4、发热丝涂纳米绝缘涂层：对发热丝以及碰焊接头进行纳米涂层涂装，可以采用喷涂或者粘附等涂装方式；
S5、石英罩体内表面涂层：对加工完成的罩体冷却后进行内表面纳米绝缘层涂装，工艺过程参照步骤S4；
S6、封装：将涂装好的发热丝放入到罩体内部对应位置，然后通过模具对罩体下端进行封装形成底座，并保证步骤S3中的碰焊点在封装在底座内。
进一步的，所述步骤S3中发热丝涂纳米绝缘涂层采用二次涂装的方式，保证涂层不低于0.2um；并且在步骤S6封装过程中，发热丝与罩体下端可以采用填充材料对二者进行预固定。
本发明的有益效果：本发明提供了一种低温不燃烧烟具发热体及其加工制造方法，发热体采用耐高温石英晶体更容易清洁，石英晶体成分单一纯度高不会引入有害杂质，而且采用石英晶体封装发热体表面导热均匀性更好。
1．石英晶体外表的发热体，与烟叶接触的地方产生的烟油和烟垢，能比较难清洁掉，不容易滋生细菌，而且使用起来感官体验良好。
2．石英晶体外表的发热体，其成分单一，受热均匀，与烟叶接触热传导稳定，不影响吸食口感。
3．由于石英晶体外表的发热体，其成分单一，不存在重金属迁移的可能性。
4．发热丝与引脚线采用碰焊结构，不存在锡焊丝化学成分的问题，不存在吸食引入重金属或者其他有害物质的风险。
5．对于现有的片状发热体，采用发热丝不采用印刷电路，电路稳定，加热丝处在罩体内腔中间位置，加热效果均匀统一。而且不存在印刷电路混合金属浆对人体的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有针状发热体结构示意图。
图2为现有扁片状发热体三种视角下的结构示意图。
图3为本发明针状发热体两种视角下的结构示意图。
图4为本发明第一种针状发热体装配示意图。
图5为本发明第二种针状发热体装配示意图。
图6为图5中针状发热体内部结构示意图。
图7为本发明第三种针状发热体装配示意图。
图8为本发明发热体内部发热丝三种可能结构示意图。
图9为本发明片状发热体内的一种发热丝结构示意图。
图10为本发明片状发热体第一种内部结构示意图。
图11为本发明片状发热体第二种内部结构示意图。
图12为本发明针状发热体另一种底座结构示意图。
图13为本发明片状发热体另一种底座结构示意图。
图中所述文字标注表示为：81、罩体；82、发热丝；83、底座；84、引脚线；811、延展区；821、碰焊点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
现有技术的特征结构示意图，参加图1、图2，图1为现有针状发热体结构示意图。图2为现有扁片状发热体三种视角下的结构示意图。
实施例
参见图3、图4、图6，一种低温不燃烧烟具发热体及其加工制造方法，其包括罩体81以及包过在其内的发热丝82，罩体81下方设置的便于安装的底座83，所述罩体81采用耐高温石英晶体制成的空腔结构，其上端密封呈凸起状；所述空腔结构内填装有采用纳米绝缘涂层涂装过的发热丝82，所述发热丝82下端与引脚线84进行电流碰焊，且碰焊点821封装在罩体81内。
优选的，所述发热丝82材料采用铁铬铝，或镍200，或者钛丝制成。采用镍200或者钛丝，可以实现对发热体温度进行控制，当温度高于某一设定值后实现自动断电操作。
优选的，所述发热丝发热丝82的引脚线84采用纯镍丝制成，发热体的引脚线设置与发热丝不一样的材质，并与降低接触电阻，从而使得发热均匀集中在发热体内部，便于对烟丝进行加热。
优选的，所述发热丝92为柱状或者扁平状，其表层涂覆有纳米绝缘涂层，其在空腔罩体81内的结构为直线并排（参见图6），或直线多段折回（图8中A），或直线V型（图8中B），或相互交叉缠绕结构（图8中C）。
参见图5-图7，优选的，所述采用石英晶体的罩体81下端为向外侧展开的延展区811，其与罩体81平滑过渡。图5-图7显示了两种延展区结构
参见图5，所述延展区811结构为喇叭状。图7中为圆台状。
优选的，所述罩体81下方的底座83为方块状，或者矩形台，或者圆台，或者其他可能的几何形状。
优选的，所述采用石英晶体的罩体81为针状空腔结构，具体参见图3-图7，或者为扁平片状空腔结构，具体参见图10-图11。
优选的，所述采用石英晶体的罩体81空腔结构内部涂有纳米绝缘层。
参见图9-图11，采用石英晶体的罩体81为扁平片状空腔结构时，可选的，其发热丝82为片状，其引脚线84为柱状或片状，发热丝82下端与引脚线84的碰焊点821封装在罩体81内。
参见图12为本发明针状发热体另一种底座结构示意图。图13为本发明片状发热体另一种底座结构示意图。两种结构，其底座83均带有便于安装的凸起和凹槽。
在实际生产中，若考虑到需要对发热体底座上的残留烟油烟垢进行清洁，可以选用耐高温陶瓷或者玻璃作为底座83材料，此时发热丝82下端与引脚线84的碰焊点821封装在底座83内；这样残留在底座83内发热丝82在通电时可以对底座83进行加热，使底座83表面温度升高，从而将底座83表面上的残留烟油烟垢进行加热蒸发掉。
本发明另一种技术方案，一种低温不燃烧烟具发热体加工制造方法，其包括以下步骤：
S1、准备发热丝：将发热丝按设计要求进行成型；
S2、准备石英罩体：按设计结构加工石英罩体，石英罩体上端密封呈凸起状，石英晶体的罩体下端开口且为向外侧展开，其与罩体平滑过渡；
S3、碰焊引脚线：采用电流对发热丝下端与引脚线进行碰焊操作；
S4、发热丝涂纳米绝缘涂层：对发热丝以及碰焊接头进行纳米涂层涂装，可以采用喷涂或者粘附等涂装方式；
S5、石英罩体内表面涂层：对加工完成的罩体冷却后进行内表面纳米绝缘层涂装，工艺过程参照步骤S4；
S6、封装：将涂装好的发热丝放入到罩体内部对应位置，然后通过模具对罩体下端进行封装形成底座，并保证步骤S3中的碰焊点在封装在底座内。
优选的，所述步骤S3中发热丝涂纳米绝缘涂层采用二次涂装的方式，保证涂层不低于0.2um；并且在步骤S6封装过程中，发热丝与罩体下端可以采用填充材料对二者进行预固定。
具体操作以加工图5、图6中的针状发热丝结构的发热体为例，其包括以下步骤：
S1、准备发热丝：将发热丝按设计要求进行成型；将发热丝制作成并排状即可，并排两水平线留有间隙0.1mm-0.5mm；
S2、准备石英罩体：按设计结构加工石英罩体，石英罩体上端密封呈凸起状，具体为喇叭状，石英晶体的罩体下端开口且为向外侧展开，其与罩体平滑过渡；
S3、碰焊引脚线：采用电流对发热丝下端与引脚线进行碰焊操作；采用380V，1A交流电流进行碰焊加工；
S4、发热丝涂纳米绝缘涂层：对发热丝以及碰焊接头进行纳米涂层涂装，可以采用喷涂或者粘附等涂装方式；发热丝涂纳米绝缘涂层采用二次涂装的方式，保证涂层不低于0.2um；
S5、石英罩体内表面涂层：对加工完成的罩体冷却后进行内表面纳米绝缘层涂装，工艺过程参照步骤S4；
S6、封装：将涂装好的发热丝放入到罩体内部对应位置，然后通过模具对罩体下端进行封装形成底座，并保证步骤S3中的碰焊点在封装在底座内。并且在封装过程中，发热丝与罩体下端可以采用填充材料对二者进行预固定。
完成以上步骤后，进行测试，完成测试质检后即可包装，加工完成。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低温不燃烧烟具发热体，其包括罩体（81）以及包过在其内的发热丝（82），罩体（81）下方设置的便于安装的底座（83），其特征在于，所述罩体（81）采用耐高温石英晶体制成的空腔结构，其上端密封呈凸起状；所述空腔结构内填装有采用纳米绝缘涂层涂装过的发热丝（82），所述发热丝（82）下端与引脚线（84）进行电流碰焊，且碰焊点（821）封装在罩体（81）内。
2.根据权利要求1所述的一种低温不燃烧烟具发热体，其特征在于，所述发热丝（82）材料采用铁铬铝，或镍200，或者钛丝制成；所述发热丝发热丝（82）的引脚线（84）采用纯镍丝制成。
3.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低温不燃烧烟具发热体，其特征在于，所述发热丝（92）为柱状或者扁平状，其表层涂覆有纳米绝缘涂层，其在空腔罩体（81）内的结构为直线并排，或直线多段折回，或直线V型，或相互交叉缠绕结构。
4.根据权利要求1所述的一种低温不燃烧烟具发热体，其特征在于，所述采用石英晶体的罩体（81）下端为向外侧展开的延展区（811），其与罩体（81）平滑过渡。
5.根据权利要求4所述的一种低温不燃烧烟具发热体，其特征在于，所述延展区（811）结构为喇叭状；所述罩体（81）下方的底座（83）为方块状，或者矩形台，或者圆台，或者其他可能的几何形状。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低温不燃烧烟具发热体，所述采用石英晶体的罩体（81）为针状空腔结构，或者为扁平片状空腔结构。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低温不燃烧烟具发热体，所述采用石英晶体的罩体（81）空腔结构内部涂有纳米绝缘层。
8.根据权利要求8所述的一种低温不燃烧烟具发热体，采用石英晶体的罩体（81）为扁平片状空腔结构时，可选的，其发热丝（82）为片状，其引脚线（84）为柱状或片状，发热丝（82）下端与引脚线（84）的碰焊点（821）封装在罩体（81）内。
9.一种低温不燃烧烟具发热体加工制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、准备发热丝：将发热丝按设计要求进行成型；
S2、准备石英罩体：按设计结构加工石英罩体，石英罩体上端密封呈凸起状，石英晶体的罩体下端开口且为向外侧展开，其与罩体平滑过渡；
S3、碰焊引脚线：采用电流对发热丝下端与引脚线进行碰焊操作；
S4、发热丝涂纳米绝缘涂层：对发热丝以及碰焊接头进行纳米涂层涂装，可以采用喷涂或者粘附等涂装方式；
S5、石英罩体内表面涂层：对加工完成的罩体冷却后进行内表面纳米绝缘层涂装，工艺过程参照步骤S4；
S6、封装：将涂装好的发热丝放入到罩体内部对应位置，然后通过模具对罩体下端进行封装形成底座，并保证步骤S3中的碰焊点在封装在底座内。
10.根据权利要求9所述的一种低温不燃烧烟具发热体加工制造方法，其特征在于，所述步骤S3中发热丝涂纳米绝缘涂层采用二次涂装的方式，保证涂层不低于0.2um；并且在步骤S6封装过程中，发热丝与罩体下端可以采用填充材料对二者进行预固定。
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