CN110495642A - 加热不燃烧装置及其加热组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热不燃烧装置及其加热组件。该一种加热组件，包括：导热腔体，用于容置烟草制品；碳基膜，具有柔性、绝缘性及导热性，碳基膜绕设于导热腔体的外壁上；电阻发热体，设于碳基膜上，电阻发热体包括第一电极及第二电极。在上述加热组件中，通过设置具有柔性、绝缘性及导热性的碳基膜来实现绕设设置、绝缘及导热等功能。由于碳基膜具有较强的导热能力，从而当电阻发热体通电发热时，热量能快速有效的经碳基膜传输至导热腔体上，具有导热效率高的特点。而且由于碳基膜的导热能力强，整个碳基膜的各个区域能大致同步升温，从而使得导热腔体的各个区域同步升温，具有导热均匀的特点。

Description

加热不燃烧装置及其加热组件

技术领域

本发明涉及卷烟替代品技术领域，特别是涉及一种加热不燃烧装置及其加热组件。

背景技术

卷烟燃烧的烟雾中含有焦油等有害物质，长期吸入这些有害物质会对人体产生非常大的危害。为了克服卷烟燃烧产生有害物质，出现了加热不燃烧装置等卷烟替代品。将烟草制品放置于加热不燃烧装置中，通过在加热不燃烧的情况下释放烟草制品中的尼古丁等化合物，以形成供吸食的烟雾。

在加热不燃烧装置的相关技术中，主要有中心加热与周围加热两种加热方式，在中心加热方式中，电阻发热片或电阻发热针等从烟草制品底部中心插入烟草制品内，烟草制品的中心先受热；在周围加热方式中，烟草制品容置于导热腔体中，位于导热腔体外壁上的电阻发热丝通电后，产生热量，并通过导热腔体传递至烟草制品上，烟草制品的外周先受热。中心发热方式存在一个问题是，烟草制品受热后，温度分布不均匀，顶部到底部的温度差大，达到100℃左右，导致烟草烘烤不充分，烟草浪费大，同时容易有焦味。周围加热方式可以克服中心加热方式的缺点，但周围加热方式的加热组件仍然存在一些问题。

在传统的周围加热方式的加热组件中，通常使用导电金属作为导热腔体，为了使得导电金属与处于电导通状态下的电阻发热体绝缘，通常需要在导热腔体的外壁上设置绝缘布。但绝缘布的导热能力较差，热量不能快速有效的传输至导热腔体上，存在导热效率低的问题。而且由于绝缘布的导热能力较差，与电阻发热体的实体区域正对的部分导热腔体升温较快，与电阻发热体的镂空区域正对的部分导热腔体升温较慢，也即传统的加热不燃烧装置存在导热不均匀的问题。需要说明的是，呈螺旋状的电阻发热体的相邻两个导电圈之间有镂空区域，导电圈即为实体区域。

发明内容

基于此，有必要提供一种导热效率高且导热均匀的加热不燃烧装置及其加热组件。

一种加热组件，包括：

导热腔体，用于容置烟草制品；

碳基膜，具有柔性、绝缘性及导热性，所述碳基膜绕设于所述导热腔体的外壁上；以及

电阻发热体，设于所述碳基膜上，所述电阻发热体包括第一电极及第二电极，所述第一电极用于与电池的正极与负极中的一者电连接，所述第二电极用于与电池的正极与负极中的另一者电连接。

在上述加热组件中，通过设置具有柔性、绝缘性及导热性的碳基膜来实现绕设设置、绝缘及导热等功能。由于碳基膜的导热系数较高，具有较强的导热能力，从而当电阻发热体通电发热时，热量能快速有效的经碳基膜传输至导热腔体上，也即上述加热组件具有导热效率高的特点。而且由于碳基膜的导热能力强，整个碳基膜的各个区域能大致同步升温，从而使得导热腔体的各个区域同步升温，也即上述加热组件具有导热均匀的特点。

在其中一个实施例中，所述碳基膜包括依次层叠设置的绝缘层、碳基导热层及粘结层，所述碳基膜通过所述粘结层粘贴于所述导热腔体的外壁上。

在其中一个实施例中，所述导热腔体为不锈钢腔体或铜腔体；及/或

所述绝缘层为聚酰亚胺层或聚四氟乙烯层；及/或

所述碳基导热层为石墨导热层、石墨烯导热层或石墨导热层与石墨烯导热层的复合层；及/或

所述粘结层为丙烯酸层；及/或

所述碳基膜的厚度为0.05-0.15mm，所述绝缘层的厚度为0.01-0.05mm，所述粘结层的厚度为0.005-0.05mm。

在其中一个实施例中，所述碳基膜的导热系数大于等于1000W/m·K，所述碳基导热层为石墨烯导热层或石墨导热层与石墨烯导热层的复合层。

在其中一个实施例中，所述导热腔体包括相对的第一端及第二端，所述第一端用于供所述烟草制品插入所述导热腔体内，所述电阻发热体的数目为多个，多个所述电阻发热体沿所述第一端至所述第二端的方向排布。

在其中一个实施例中，所述电阻发热体呈网格状，所述电阻发热体还包括网格本体，所述网格本体沿所述导热腔体的周向延伸，且所述网格本体的两端在周向上间隔并形成缺口，所述网格本体的两端分别与所述第一电极及所述第二电极电连接；

其中，多个所述电阻发热体的所述缺口在所述第一端至所述第二端的方向依次排布，且所述缺口在周向上的宽度逐渐增加大，以使得多个所述电阻发热体的所述第一电极及所述第二电极朝向所述第二端延伸引出时，能相互间隔绝缘。

在其中一个实施例中，所述导热腔体还包括电极固定件，所述电极固定件绕设于所述电阻发热体的外壁上，用于保护多个所述电阻发热体的所述第一电极及所述第二电极，以使得多个所述电阻发热体的所述第一电极及所述第二电极保持相互间隔绝缘。

在其中一个实施例中，所述第一电极的数目为一个，一个所述第一电极电连接多个所述网格本体，所述第二电极的数目与所述网格本体的数目相同，且一一对应电连接。

在其中一个实施例中，所述加热组件还包括温度传感器，所述温度传感器用于获取所述导热腔体的温度信息；

所述碳基膜包括第一区域及第二区域，所述电阻发热体设于所述第一区域，所述温度传感器设于所述第二区域；

或者，所述碳基膜的数目为两个，分别为第一碳基膜及第二碳基膜，所述导热腔体、所述第一碳基膜、所述电阻发热体及所述第二碳基膜自内向外依次排布，所述温度传感器设于所述第二碳基膜上。

一种加热不燃烧装置，其特征在于，包括：

主机，包括外壳及设于所述外壳内的电池，所述外壳开设有加热仓；以及

上述加热组件，所述加热组件容置于所述加热仓内，并与所述加热仓可拆卸连接，所述第一电极及所述第二电极分别与所述电池的正极及负极电连接；

所述外壳上设置有与所述外壳铰接的盖板，转动所述盖板能打开及关闭所述加热仓，处于关闭所述加热仓状态下的所述盖板与所述外壳之间存在缝隙，所述缝隙连通外界空气与所述导热腔体；及/或

所述主机还包括烟雾通道及过滤件，所述烟雾通道及所述过滤件均设于所述外壳内，且所述过滤件导通所述导热腔体与所述烟雾通道，当抽吸时，烟雾经所述烟雾通道远离所述过滤件的一端流出所述加热不燃烧装置。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的加热不燃烧装置的结构示意图；

图2为图1所示的加热不燃烧装置的部分分解示意图；

图3为本发明一实施例提供的加热组件的分解示意图；

图4为本发明一实施例提供的加热组件的剖面示意图；

图5为本发明一实施例提供的加热组件的立体示意图；

图6为本发明另一实施例提供的加热组件的分解示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本发明一实施例提供的加热不燃烧装置10，包括加热组件12及主机14，主机14的电池800能为加热组件12供电，加热组件12能够收容烟草制品。当电池100为加热组件12供电时，加热组件12加热烘焙收容于其内的烟草制品，使得烟草制品内的尼古丁等化合物释放出来，形成供吸食的烟雾。其中，烟草制品收容于加热组件12中，也即加热不燃烧装置10采用周围加热方式加热。烟草制品可以为传统的香烟(烟支)，也可以为烟丝。

如图2-图5所示，加热组件12包括导热腔体100、碳基膜200及电阻发热体300。导热腔体100用于容置烟草制品，烟草制品可以从导热腔体100的开口端插入导热腔体100。碳基膜200具有柔性、绝缘性及导热性，碳基膜200绕设于导热腔体100的外壁100a上。电阻发热体300设于碳基膜200上，且电阻发热体300包括第一电极310及第二电极320，第一电极310用于与电池800的正极与负极中的一者电连接，第二电极320用于与电池800的正极与负极中的另一者电连接。

在上述加热组件12中，通过设置具有柔性、绝缘性及导热性的碳基膜200来实现绕设设置、绝缘及导热等功能。由于碳基膜200的导热系数较高，具有较强的导热能力，从而当电阻发热体300通电发热时，热量能快速有效的经碳基膜200传输至导热腔体100上，也即上述加热组件12具有导热效率高的特点。而且由于碳基膜200的导热能力强，整个碳基膜200的各个区域能大致同步升温，从而使得导热腔体100的各个区域同步升温，也即上述加热组件12具有导热均匀的特点。

在一些实施例中，导热腔体100为不锈钢腔体或铜腔体等具有强导热能力的腔体。如此，导热腔体100上的热量能快速传递给烟草制品。在一些实施例中，导热腔体100呈圆柱状。如此，更便于碳基膜200绕设于导热腔体100上。

在一些实施例中，碳基膜200包括依次层叠设置的绝缘层210、碳基导热层220及粘结层230。碳基膜200通过粘结层230粘贴于导热腔体100的外壁100a上。如此，非常便于碳基膜200固定于导热腔体100上。

在加热不燃烧装置10中，不同的烟草制品对应的加热温度不同，一些烟草制品对应的加热温度较低，例如，一些自制烟草制品，其加热温度可以为150℃-200℃，一些烟草制品对应的加热温度较高，例如，中国的传统香烟，其加热温度可以为250℃-300℃。在一些实施例中，绝缘层210为高耐热型绝缘层。具体地，在一些实施例中，绝缘层210为聚酰亚胺(PI)层或聚四氟乙烯层。如此，可以使得加热不燃烧装置10具有通用性。

在一些实施例中，碳基导热层220为石墨导热层、石墨烯导热层或石墨导热层与石墨烯导热层的复合层。在一些实施例中，粘结层230为丙烯酸层。在其他一些实施例中，绝缘层210与粘结层230的材质可以相同，此时，绝缘层210也可以为丙烯酸层。

在一些实施例中，碳基膜200的导热系数大于等于600W/m·K。

石墨烯导热层的导热系数通常大于石墨导热层的导热系数。在一些实施例中，碳基膜200的导热系数大于等于1000W/m·K，此时，碳基导热层220为石墨烯导热层或石墨导热层与石墨烯导热层的复合层。

在一些实施例中，碳基膜200的厚度为0.05-0.15mm，绝缘层210的厚度为0.01-0.05mm，粘结层230的厚度为0.005-0.05mm。

在一些实施例中，电阻发热体300呈网格状。在其他一些实施例中，电阻发热体300也可以呈螺旋状，电阻发热体300也可以为采用厚膜印刷形成的非规则状。

在一些实施例中，导热腔体100包括相对的第一端102及第二端104，第一端102用于供烟草制品插入导热腔体100内。电阻发热体300的数目为多个，多个电阻发热体300沿导热腔体100的第一端102至第二端104的方向排布。设置多个电阻发热体300，可以实现对烟草制品分段加热。具体地，电阻发热体300的数目为两个，且每个电阻发热体300均与电池800电连接，可以独立处于加热或非加热状态。当开始抽吸时，可以先控制最靠近导热腔体100的第二端104的电阻发热体300加热，待与该根电阻发热体300对应的部分烟草制品抽完后，再控制第二靠近导热腔体100的第二端104的电阻发热体300加热，依次类推。在一些实施例中，电阻发热体300的数目为2-4根。

在一些实施例中，电阻发热体300还包括网格本体330，网格本体330沿导热腔体100的周向延伸，且网格本体330的两端在周向上间隔并形成缺口302。也即网格本体330为具有缺口302的环状结构。网格本体330的两端分别与第一电极310及第二电极320电连接。

多个电阻发热体300的缺口302在第一端102至第二端104的方向依次排布，且缺口302在周向上的宽度逐渐增加大，以使得多个电阻发热体300的第一电极310及第二电极320朝向第二端104延伸引出时，能相互间隔绝缘。如此，非常便于多个电阻发热体300自第二端104延伸引出后，与电池800电连接。

在一些实施例中，导热腔体100还包括电极固定件400，电极固定件400绕设于电阻发热体300的外壁上，用于保护多个电阻发热体300的第一电极310及第二电极320，以使得多个电阻发热体300的第一电极310及第二电极320保持相互间隔绝缘。由于第一电极310及第二电极320均为导电线，在外力的作用下容易变形，导致相邻的两电极从间隔状态转变为接触状态，而引起短路。设置电极固定件400，可以有效保护多个电阻发热体300的第一电极310及第二电极320，避免相邻的两电极从间隔状态转变为接触状态。

在一些实施例中，电极固定件400包括塑胶基材及设于塑胶基材上的胶层，胶层相对于塑胶基材更靠近导热腔体100。

在一些实施例中，第一电极310的数目为一个，一个第一电极310电连接多个网格本体330，第二电极320的数目与网格本体330的数目相同，且一一对应电连接。如此，可以避免缺口302在周向上的宽度过大，而且还减少与电池800电连接的接口。

在一些实施例中，加热组件12还包括温度传感器500，温度传感器500用于获取导热腔体100的温度信息，也即获取加热烟草制品的温度信息。

在一些实施例中，碳基膜200包括第一区域202及第二区域204，电阻发热体300设于第一区域202，温度传感器500设于第二区域204。也即电阻发热体300与温度传感器500位于碳基膜200的不同区域，以图2所示的视角为例，电阻发热体300的长度小于碳基膜200的长度，未被电阻发热体300覆盖的碳基膜200的端部区域即为第二区域204，被电阻发热体300覆盖的碳基膜200的中部区域即为第一区域202。由于碳基膜200的导热能力强，整个碳基膜200的各个区域能大致同步升温，从而使得导热腔体100的各个区域同步升温，且导热腔体100的最终温度与碳基膜200的最终温度会大致相同。将温度传感器500设于第二区域204也能较准确的获取导热腔体100的最终温度。

在一些实施例中，如图6所示，碳基膜200的数目为两个，分别为第一碳基膜200a及第二碳基膜200b。导热腔体100、第一碳基膜200a、电阻发热体300及第二碳基膜200b自内向外依次排布，温度传感器500设于第二碳基膜200b的绝缘层210上。由于碳基膜200的导热能力强，第一碳基膜200a与第二碳基膜200b的最终温度会大致相同，而导热腔体100的最终温度与第一碳基膜200a的最终温度会大致相同，将温度传感器500设于第二碳基膜200b也能较准确的获取导热腔体100的最终温度。而且当碳基膜200的数目为两个时，第二碳基膜200b还可以有效保护多个电阻发热体300的第一电极310及第二电极320，避免相邻的两电极从间隔状态转变为接触状态。此时，第二碳基膜200b还具有电极固定件400的功能。

在一些实施例中，如图1及图2所示，加热组件12还包括隔热套600，隔热套600套设于电阻发热体300外，电阻发热体300位于隔热套600与导热腔体100之间。设置隔热套600，可以避免电阻发热体300产生的热量传导至主机14的外壳700等其他元件上，还可以有效避免热量散失，提高热量的利用率。

在一些实施例中，主机14包括外壳700、电池800、烟雾通道900及过滤件910。

外壳700开设有加热仓702，加热组件12容置于加热仓702内，并与加热仓702可拆卸连接。如此，非常便于更换及维修加热组件12。外壳700上设置有与外壳700铰接的盖板704，转动盖板704可以打开及关闭加热仓702。如此，可以避免杂物进入导热腔体100及加热仓702。在一些实施例中，处于关闭加热仓702状态下的盖板704与外壳700之间存在缝隙，从而外界空气可以经缝隙进入导热腔体100。可以理解，在其他实施例中，可以直接在外壳700上开设与加热仓702连通的气孔，从而外界空气可以经气孔进入加热仓702，再经加热仓702进入导热腔体100。

电池800设于外壳700内，且电阻发热体300的第一电极310及第二电极320分别与电池800的正极及负极电性连接。

烟雾通道900及过滤件910设于外壳700内，且过滤件910导通导热腔体100与烟雾通道900。抽吸烟弹时，空气可以盖板704与外壳700之间的缝隙进入导热腔体100内，加热烟弹产生的烟雾与空气混合后，先经过滤件910过滤掉一些大颗粒物质，提升烟雾口感，再通过烟雾通道900传输至加热不燃烧装置10外，供用户吸食。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种加热组件，其特征在于，包括：

导热腔体，用于容置烟草制品；

碳基膜，具有柔性、绝缘性及导热性，所述碳基膜绕设于所述导热腔体的外壁上；以及

电阻发热体，设于所述碳基膜上，所述电阻发热体包括第一电极及第二电极，所述第一电极用于与电池的正极与负极中的一者电连接，所述第二电极用于与电池的正极与负极中的另一者电连接。

2.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述碳基膜包括依次层叠设置的绝缘层、碳基导热层及粘结层，所述碳基膜通过所述粘结层粘贴于所述导热腔体的外壁上。

3.根据权利要求2所述的加热组件，其特征在于，所述导热腔体为不锈钢腔体或铜腔体；及/或

所述绝缘层为聚酰亚胺层或聚四氟乙烯层；及/或

所述碳基导热层为石墨导热层、石墨烯导热层或石墨导热层与石墨烯导热层的复合层；及/或

所述粘结层为丙烯酸层；及/或

所述碳基膜的厚度为0.05-0.15mm，所述绝缘层的厚度为0.01-0.05mm，所述粘结层的厚度为0.005-0.05mm。

4.根据权利要求2所述的加热组件，其特征在于，所述碳基膜的导热系数大于等于1000W/m·K，所述碳基导热层为石墨烯导热层或石墨导热层与石墨烯导热层的复合层。

5.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述导热腔体包括相对的第一端及第二端，所述第一端用于供所述烟草制品插入所述导热腔体内，所述电阻发热体的数目为多个，多个所述电阻发热体沿所述第一端至所述第二端的方向排布。

6.根据权利要求5所述的加热组件，其特征在于，所述电阻发热体呈网格状，所述电阻发热体还包括网格本体，所述网格本体沿所述导热腔体的周向延伸，且所述网格本体的两端在周向上间隔并形成缺口，所述网格本体的两端分别与所述第一电极及所述第二电极电连接；

其中，多个所述电阻发热体的所述缺口在所述第一端至所述第二端的方向依次排布，且所述缺口在周向上的宽度逐渐增加大，以使得多个所述电阻发热体的所述第一电极及所述第二电极朝向所述第二端延伸引出时，能相互间隔绝缘。

7.根据权利要求6所述的加热组件，其特征在于，所述导热腔体还包括电极固定件，所述电极固定件绕设于所述电阻发热体的外壁上，用于保护多个所述电阻发热体的所述第一电极及所述第二电极，以使得多个所述电阻发热体的所述第一电极及所述第二电极保持相互间隔绝缘。

8.根据权利要求7所述的加热组件，其特征在于，所述第一电极的数目为一个，一个所述第一电极电连接多个所述网格本体，所述第二电极的数目与所述网格本体的数目相同，且一一对应电连接。

9.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述加热组件还包括温度传感器，所述温度传感器用于获取所述导热腔体的温度信息；

所述碳基膜包括第一区域及第二区域，所述电阻发热体设于所述第一区域，所述温度传感器设于所述第二区域；

或者，所述碳基膜的数目为两个，分别为第一碳基膜及第二碳基膜，所述导热腔体、所述第一碳基膜、所述电阻发热体及所述第二碳基膜自内向外依次排布，所述温度传感器设于所述第二碳基膜上。

10.一种加热不燃烧装置，其特征在于，包括：

主机，包括外壳及设于所述外壳内的电池，所述外壳开设有加热仓；以及

如权利要求1-9中任一项所述的加热组件，所述加热组件容置于所述加热仓内，并与所述加热仓可拆卸连接，所述第一电极及所述第二电极分别与所述电池的正极及负极电连接；

所述外壳上设置有与所述外壳铰接的盖板，转动所述盖板能打开及关闭所述加热仓，处于关闭所述加热仓状态下的所述盖板与所述外壳之间存在缝隙，所述缝隙连通外界空气与所述导热腔体；及/或

所述主机还包括烟雾通道及过滤件，所述烟雾通道及所述过滤件均设于所述外壳内，且所述过滤件导通所述导热腔体与所述烟雾通道，当抽吸时，烟雾经所述烟雾通道远离所述过滤件的一端流出所述加热不燃烧装置。