CN111134374A - 一种金属基底发热元件 - Google Patents
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Abstract
本发明属于加热卷烟烟具发热元件技术领域，特别涉及一种金属基底发热元件。所述发热元件包括：第一金属片(101)，其具有第一面和与第一面相对的第二面，其中第一面上具有凹槽(103)；发热轨迹(104)，其设置在所述凹槽(103)内；其中，所述第一金属片的第一面上至少在所述凹槽(103)与所述发热轨迹(104)接触处设置有第一绝缘镀层(105)。本发明采用将发热轨迹嵌入在两金属片之间，仅使用一层绝缘镀层，相比于使用绝缘层的设计，绝缘镀层更薄，发热元件成品更薄，热耗更低。
Description
技术领域
本发明属于新型烟具发热元件技术领域，特别涉及一种金属基底发热元件。
背景技术
传统烟草在燃烧时会释放大量有害物质，对人们身体及环境带来严重危害，有鉴于此，发展一种能够降焦减害、环境友好型的新型卷烟制品尤为重要，大量研究实践表明，新型卷烟制品在低温状态下对烟支加热可有效规避掉烟支燃烧时释放的大量有害成分，并且能满足消费者的生理需求。
发热元件是新型卷烟制品的核心部件，对发热元件的温度控制在加热烟支释放烟气的过程中具有重大意义。目前市场上新型卷烟制品的发热元件大多选用陶瓷材料(如氧化铝、氧化锆等)作为基底材料，其材质薄脆，在使用过程中容易折断，大大缩短了新型卷烟制品的使用寿命。现有技术公开了一种物理复合的金属发热元件，其同时使用金属丝发热和测温，将金属丝放入金属外壳中固定形成发热元件，金属丝两侧和金属外壳之间分别使用绝缘片例如云母纸进行电绝缘，防止金属丝与金属外壳发生短路，此种形式的发热元件解决了容易断裂的问题，但是由于加入了额外的绝缘片，使得加热元件成品重量增大，加热片太厚，插入烟支阻力增大。此外，绝缘片例如云母纸的热阻大，导致热量消耗大，使用时发热元件升温速度太慢，功耗太大。
为了解决上述问题，提出本发明。
发明内容
本发明第一方面提供一种金属基底发热元件，所述发热元件包括：
第一金属片101，其具有第一面和与第一面相对的第二面，其中第一面上具有凹槽103；
发热轨迹104，其设置在所述凹槽103内；
其中，所述第一金属片的第一面上至少在所述凹槽103与所述发热轨迹104接触处设置有第一绝缘镀层105。
优选地，所述发热元件还包括：
第二金属片102，其具有第三面和与所述第三面相对的第四面，其中第三面叠加在所述第一金属片101的所述第一面上；
第二金属片102的第三面上至少与所述发热轨迹104接触处设置有第二绝缘镀层。
优选地，所述第一金属片的整个第一面上都设置有所述第一绝缘镀层105，所述第二金属片的整个第三面上都设置有所述第二绝缘镀层。
优选地，所述凹槽103形状与所述发热轨迹104相适配。
优选地，所述第一绝缘镀层105或第二绝缘镀层彼此独立地选自玻璃釉镀层、铁氟龙镀层、有机硅镀层、或者玻璃釉、铁氟龙、有机硅这三者中任意两者混合物的镀层。
优选地，所述第一金属片101和第二金属片102两者的边缘依靠焊接连接为一体。
优选地，所述第一绝缘镀层105或第二绝缘层的厚度彼此独立地为0.04-0.08mm。
优选地，所述发热轨迹104的电阻-温度系数使得其既可以用于通电发热又可以用于测温。
优选地，所述发热轨迹104通过第一电阻丝和第二电阻丝在焊接点处焊接而成为一体，所述发热元件上未设置除所述发热轨迹104以外的测温元件。
优选地，所述第一电阻丝和第二电阻丝包括：两种不同金属丝、两种不同合金丝、或者第一电阻丝和第二电阻丝中一种为金属丝另一种为合金丝。
所述绝缘镀层目的是：防止所述发热轨迹104与第一金属片101或者第二金属片102发生短路。
整个发热片的外表面的绝缘镀层可以使表面光滑，使用时更容易插入烟支中。
优选地，所述发热元件还包括：底座106。所述底座106设置在所述第一金属片101和第二金属片102的一端，用来固定所述发热元件。
优选地，所述发热轨迹104选自铂发热丝、或镍发热丝。
优选地，所述第一金属片101及第二金属片102选用传热性能优异、韧性强的材质，如不锈钢、铁、铝等，更优选310S不锈钢材料。
优选地，所述发热轨迹104选用热敏性能良好的材料制备，如铂发热丝、镍发热丝等，更优选使用铂发热丝。所述发热轨迹104在发热元件工作时既可测温又可加热。
本发明第二方面提供一种第一方面所述的发热元件的制备方法，其包括以下步骤：
a.根据所述发热轨迹104的形状，将第一金属片101表面划出相应轨迹的凹槽103；
b.使用绝缘性涂料，在所述第一金属片101具有所述凹槽103的一面涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105，所述凹槽103的表面也涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105；
c.将所述发热轨迹104装入所述凹槽103中；
d.使用绝缘性涂料，在至少所述发热轨迹104和所述第一金属片101的接触处涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105即得到所述发热元件。
本发明第三方面提供一种第一方面所述的发热元件的制备方法，其包括以下步骤：
a.根据所述发热轨迹104的形状，将第一金属片101的一个表面划出相应轨迹的凹槽103；
b.使用绝缘性涂料，在所述第一金属片101具有所述凹槽103的一面涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105，所述凹槽103的表面也涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105；
c.将所述发热轨迹104装入所述凹槽103中；
d.使用绝缘性涂料，在所述第二金属片102的其中一面涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105；
e.将所述第二金属片102涂覆或者电镀所述绝缘镀层105的一面接触所述发热轨迹104放置；
d.将所述第一金属片101和所述第二金属片102的边缘焊接在一起，即得到所述发热元件。
优选地，所述凹槽通过CNC加工、蚀刻、或冲压方式实现。
优选地，还包括以下步骤：
使用绝缘性涂料，在所述发热元件表面整体涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105；安装固定底座106。
上述技术方案在不矛盾的前提下，可自由组合。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明选择金属片作为整个发热元件的基体材料，大大增强了发热元件的强度。在结构设计上，采用合体式封装结构将发热轨迹嵌入在两金属片之间，绝缘设计仅使用一层绝缘镀层，或者使用表面具有绝缘镀层的单片的金属片直接作为发热元件。相比于现有的使用绝缘层例如云母纸的设计，涂覆或电镀得到的绝缘镀层更薄，因此制备出的发热元件成品更薄。
2、本发明的绝缘镀层选自玻璃釉镀层、铁氟龙镀层、或有机硅镀层，相比于现有的绝缘层例如云母纸，热阻更小，热量消耗小，发热元件升温速度快。在相同热量情况下，发热元件的功耗更低。
3、本发明的绝缘性涂料选自玻璃釉、铁氟龙、有机硅，这三种材料具有较高的化学稳定性、热稳定性、并具有一定的机械强度，料源丰富，价格低廉，适合工业化生产。
4、优选的技术方案中，绝缘镀层为玻璃釉镀层，其热阻更小，热量消耗少，发热元件升温速度更快。烧结成型后表面光滑度高，而且安全卫生。
5、发热元件在结构设计上，采用合体式封装结构将发热轨迹嵌入在两金属片之间，且该发热轨迹即可加热又可测温，实现了对发热元件的精确控温，制备工艺流程得以简化。
6、优选的技术方案中，发热轨迹由两种导电材料第一电阻丝和第二电阻丝焊接而成，在通高电压时，两种导电材料第一电阻丝和第二电阻丝作为发热体进行发热；在停止供给电压时，第一电阻丝和第二电阻丝作为热电偶测温传感器，测量发热元件的温度。与现有发热元件相比减少了测温传感器，简化发热元件的制作工艺，提高了加热元件的性能，提升烟支烘烤效果，降低生产成本，给消费者带来更好的使用体验。
附图说明
图1是实施例1的发热元件结构示意图。
图2是实施例1的发热元件整体示意图。
附图标记：
101、第一金属片，102、第二金属片，103、凹槽，104、发热轨迹，105、绝缘镀层，106、底座。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步说明本发明的内容。
实施例1
如图1和图2所示，一种金属基底发热元件，其包括第一金属片101、第二金属片102、凹槽103、发热轨迹104、绝缘镀层105；
其中，所述第一金属片101和第二金属片102两者叠加设置；
所述凹槽103设置在所述第一金属片101或者第二金属片102上，且设置在两者叠加的一面，其形状与所述发热轨迹104相适配；
所述发热轨迹104设置在所述凹槽103内部；
所述第一金属片101和第二金属片102接触处设置有所述绝缘镀层105，所述第一金属片101或者第二金属片102与所述发热轨迹104接触处设置有所述绝缘镀层105；所述凹槽103与所述发热轨迹104接触处设置有所述绝缘镀层105。
所述绝缘镀层105依靠电镀的方式，设置在对应的元件表面。
所述发热元件的整个外表面都设置有所述绝缘镀层105。整个发热片的外表面的镀层可以使表面光滑，使用时更容易插入烟支中。
所述发热元件还包括：底座106。所述底座106设置在所述第一金属片101和第二金属片102的一端，用来固定所述发热元件。
所述绝缘镀层105选自玻璃釉镀层。
所述第一金属片101和第二金属片102两者的边缘依靠焊接连接为一体。
所述发热轨迹104为铂发热丝。
所述绝缘镀层105的厚度为0.04mm。
所述第一金属片101及第二金属片102选用310S不锈钢材料。
所述发热轨迹104选用铂发热丝。所述发热轨迹104在发热元件工作时既可测温又可加热。
实施例2
一种实施例1所述的发热元件的制备方法，包括以下步骤：
a.根据所述发热轨迹104铂发热丝的形状，将第一金属片101的一个表面划出相应轨迹的凹槽103；
b.使用玻璃釉，在所述第一金属片101具有所述凹槽103的一面涂覆或者电镀上所述绝缘镀层105，所述凹槽103的表面也电镀上所述绝缘镀层105；
c.将所述发热轨迹104装入所述凹槽103中；
d.使用玻璃釉，在所述第二金属片102的其中一面电镀上所述绝缘镀层105；
e.将所述第二金属片102电镀所述绝缘镀层105的一面接触所述发热轨迹104放置；
d.将所述第一金属片101和所述第二金属片102的边缘激光焊接在一起，形成金属外壳，即得到所述发热元件，然后使用玻璃釉，在所述发热元件表面整体电镀上所述绝缘镀层105；其中控制所有绝缘镀层105的厚度为0.04mm；
f.在所述发热元件底部安装底座106固定所述铂发热丝和金属外壳，并相应地引出铂发热丝的导线若干，使其成为一体。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种金属基底发热元件，其特征在于，所述发热元件包括：
第一金属片(101)，其具有第一面和与第一面相对的第二面，其中第一面上具有凹槽(103)；
发热轨迹(104)，其设置在所述凹槽(103)内；
其中，所述第一金属片的第一面上至少在所述凹槽(103)与所述发热轨迹(104)接触处设置有第一绝缘镀层(105)。
2.根据权利要求1所述的发热元件，其特征在于，所述发热元件还包括：
第二金属片(102)，其具有第三面和与所述第三面相对的第四面，其中第三面叠加在所述第一金属片(101)的所述第一面上；
第二金属片(102)的第三面上至少与所述发热轨迹(104)接触处设置有第二绝缘镀层。
3.根据权利要求1或2所述的发热元件，其特征在于，所述第一金属片的整个第一面上都设置有所述第一绝缘镀层(105)，所述第二金属片的整个第三面上都设置有所述第二绝缘镀层。
4.根据权利要求1或2所述的发热元件，其特征在于，所述凹槽(103)形状与所述发热轨迹(104)相适配。
5.根据权利要求1或2所述的发热元件，其特征在于，所述第一绝缘镀层(105)或第二绝缘镀层彼此独立地选自玻璃釉镀层、铁氟龙镀层、有机硅镀层、或者玻璃釉、铁氟龙、有机硅这三者中任意两者混合物的镀层。
6.根据权利要求2所述的发热元件，其特征在于，所述第一金属片(101)和第二金属片(102)两者的边缘依靠焊接连接为一体。
7.根据权利要求1或2所述的发热元件，其特征在于，所述第一绝缘镀层(105)或第二绝缘层的厚度彼此独立地为0.04-0.08mm。
8.根据权利要求1或2所述的发热元件，其特征在于，所述发热轨迹的电阻-温度系数使得其既可以用于通电发热又可以用于测温。
9.根据权利要求8所述的发热元件，其特征在于，所述发热轨迹(104)通过第一电阻丝和第二电阻丝在焊接点处焊接而成为一体，所述发热元件上未设置除所述发热轨迹(104)以外的测温元件。
10.根据权利要求9所述的发热元件，其特征在于，所述第一电阻丝和第二电阻丝包括：两种不同金属丝、两种不同合金丝、或者第一电阻丝和第二电阻丝中一种为金属丝另一种为合金丝。
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