CN111213912A - 一种电子烟用无铅超声雾化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子烟用无铅超声雾化装置。本发明的电子烟用无铅超声雾化装置包括一个或两个曲面无铅雾化器、液滴槽、微气流传感器、方向传感器、液滴检测传感器、液滴发生器以及控制电路板。本发明通过曲面无铅雾化器使雾化能量集中，不仅雾化速度要更快，而且能量损耗小，从而带来大雾化量，达到正常吸烟的出雾效果。本发明通过使用液滴发生器，在与烟油不发生浸润效应的液滴槽凹型表面生成小液滴，而小液滴在曲面无铅雾化装置的焦点处因为能量集中的缘故迅速被雾化，避免了烟油的浪费，也解决了电子烟中烟油容易泄漏的问题。本发明的结构简单，实效性强，是超声雾化在电子烟中发挥优势的最佳方式之一。

Description

一种电子烟用无铅超声雾化器

技术领域

本发明涉及一种雾化装置，具体涉及一种电子烟用无铅超声雾化装置，属于无铅压电技术领域、超声雾化以及电子烟技术领域。

背景技术

烟草燃烧时可以释放3800多种已知的化学物质，且其中绝大部分都是对人体有害，特别是一氧化碳、焦油、尼古丁、二恶英等。容易引起的疾病有肺部疾病、心血管疾病、癌症以及导致骨质疏松、丧失生育功能、智力受损。

随着电子烟的诞生，让烟民有了新的选择，不仅降低了自身的危害，更重要的是极大降低了二手烟给他人带来的间接伤害。目前的电子烟市场上绝大部分都是发热丝加热烟油的方式，温度在250℃以上，甚至短时可以高达700℃，虽然结构简单，但因为高温的原因，容易出现焦味，而且直接加热的产品更容易温度过高，带来成分改变的危险。

针对加热方式，已有不少的专利提出使用超声雾化，超声雾化方式本身不产生高温，可以保持烟雾的固有成分不改变，但用于电子烟的超声雾化目前都存在诸如漏油问题，雾化不及时问题，甚至有的还需要使用超声雾化片本身的半干烧状态来增加温度。一句话概括，这些专利并不实用化。

超声雾化本身最大的特点在于低温，所以也称之为冷雾化，无新物质产生，也不改变各成分比例，对于电子烟的应用来说是最佳的一种方式。但超声雾化需要液体媒介，使用类似吸水附着的物质，譬如使用吸水棉而使用微孔型雾化，则不可避免漏油、挥发带来的损耗以及长时间使用的不便；使用液体表面的激波雾化方式，又会因为液体的流动性而需要设计很复杂的结构来避免漏油，更需要保持任何角度上的正常雾化效果。这些是目前专利没有能彻底解决的问题，极大的限制了超声雾化在电子烟上的使用，也导致了市场上电子烟仍然是加热式为主。

超声雾化装置目前使用的都是含铅的压电陶瓷，不仅是加湿、香薰，电子烟同样使用的是含铅的压电陶瓷，主要原因是含铅的压电陶瓷电性能高，制造技术相对成熟，然而，重金属铅的使用不仅存在意外暴露而进入液体或者直接进入人的身体，更为重要的是铅的富集性带来对环境污染的加剧。

发明内容

本发明的目的在于：避免现有电子烟技术中重金属带来的潜在危害，保证超声波雾化装置的烟油不泄漏，以及任何角度上都可以正常出雾，雾化要及时、大量，能够达到正常吸烟的效果。

本发明所采用的技术方案是：

为达到上述目的，本发明提供一种电子烟用无铅超声雾化装置。

所述电子烟用无铅超声雾化装置包括一个或两个曲面无铅雾化器、液滴槽、微气流传感器、方向传感器、液滴检测传感器、液滴发生器以及控制电路板。

所述曲面无铅雾化器是采用无铅压电材料或复合无铅压电材料制作的曲面压电体。

所述液滴槽其位置在曲面无铅雾化器的焦点处。

所述微气流传感器用于判断是否有吸烟的动作。

所述方向传感器用于判断液滴的重力方向。

所述液滴发生器是根据微气流传感器以及液滴检测传感器而在液滴槽中生成小液滴的发生装置。

所述控制电路板是接收传感器的信号并控制曲面无铅雾化装置以及液滴发生器的启动和停止。

进一步，所述无铅压电材料采用铌酸钾钠（KNN）基无铅压电材料，所述铌酸钾钠基无铅压电材料中铌酸钾钠及其掺杂改性材料的摩尔含量为55-100%，其中铌元素的质量分数为40-70%。

进一步，所述曲面无铅雾化器的曲面为球面。

进一步，所述曲面无铅雾化器选用1-3型复合无铅压电材料。

进一步，所述液滴发生器采用压电喷墨原理的液滴发生装置。

进一步，所述液滴槽的大小为直径1.5mm的半球形。

作为其中一个优选方案，所述曲面无铅雾化器为一个。

作为其中另一个优选方案，所述液滴发生器的液滴生成频率为5Hz。

附图说明

图1为电子烟用超声雾化装置示意图；

图2为曲面无铅雾化器的俯视图；

图3为无铅压电喷墨原理的液滴发生器；

结合附图，做以下说明：

1为1-3型复合无铅压电材料制作的曲面压电体；

2为液滴槽的整体；

3为液滴槽的半球形内表面；

4为无铅压电喷墨原理的液滴发生器

41为无铅压电陶瓷；

42为喷嘴；

43为小液滴；

44为烟油容腔；

45为储液槽；

46为烟油供应管道；

47为隔膜；

48为烟油进入容腔的入口。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明：本实施例仅仅是本发明一个基本的实施例，而不是全部的实施例。

一种电子烟用无铅超声雾化装置。如图1所示，所述电子烟用无铅超声雾化装置包括一个曲面无铅雾化器、液滴槽2、微气流传感器、方向传感器、液滴检测传感器、液滴发生器4以及控制电路板。

所述曲面无铅雾化器是采用无铅压电材料或复合无铅压电材料制作的曲面压电体1，如图2所示。

所述液滴槽2的凹型表面位置在曲面无铅雾化器的焦点处。

所述微气流传感器用于判断是否有吸烟的动作。

所述方向传感器用于判断液滴的重力方向。

所述液滴发生器4是根据微气流传感器以及液滴检测传感器而在液滴槽2的凹型表面生成小液滴43的发生装置。

所述控制电路板是接收传感器的信号并控制曲面无铅雾化装置以及液滴发生器4的启动和停止。

进一步，所述无铅压电材料采用铌酸钾钠（KNN）基无铅压电材料，所述铌酸钾钠基无铅压电材料中铌酸钾钠及其掺杂改性材料的摩尔含量为55-100%，其中铌元素的质量分数为40-70%。

进一步，所述曲面无铅雾化器的曲面压电体1为球面。

进一步，所述曲面无铅雾化器选用1-3型复合无铅压电材料。

进一步，所述液滴发生器4采用压电喷墨原理的液滴发生装置，如图3所示。

进一步，所述液滴槽2的大小为直径1.5mm的半球形。

作为其中一个优选方案，所述曲面无铅雾化器为一个。

作为其中另一个优选方案，所述液滴发生器4的液滴生成频率为5Hz。

整个电子烟用无铅超声雾化器的工作如下：当有吸烟的动作时，由微气流传感器感测并发送信号给控制电路；控制电路给曲面压电体1和液滴发生器4发出启动命令，液滴发生器通过无铅压电陶瓷41加电场变形，压迫隔膜47，由于容积效应，烟油从喷嘴42喷出小液滴43，并落在液滴槽2的凹型表面；无铅曲面压电体1的振动通过液滴槽2进行传递，超声波传递到液滴槽2的凹型表面上的小液滴43，此时振动能量集中在曲面压电体1的焦点处，使小液滴43发生超声雾化；当微气流传感器检测不到气流时，则通过控制电路控制液滴发生器4停止工作，并由液滴检测传感器检测是否有液滴存在液滴槽2的凹型表面，若有则继续雾化，若无则停止曲面压电体1的工作。

Claims (8)

1.一种电子烟用无铅超声雾化装置，包括一个或两个曲面无铅雾化器、液滴槽、微气流传感器、方向传感器、液滴检测传感器、液滴发生器以及控制电路板，其特征在于：所述曲面无铅雾化器是采用无铅压电材料或复合无铅压电材料制作的曲面压电体；所述液滴槽的凹型表面位置在曲面无铅雾化器的焦点处；所述微气流传感器用于判断是否有吸烟的动作；所述方向传感器用于判断液滴的重力方向；所述液滴发生器是根据微气流传感器以及液滴检测传感器而在液滴槽的凹型表面生成小液滴的发生装置；所述控制电路板是接收传感器的信号并控制曲面无铅雾化装置以及液滴发生器的启动和停止。

2.根据权利要求1所述的电子烟用无铅超声雾化装置，其特征在于：所述曲面无铅雾化器的曲面包括抛物面、球面等所有二次曲面，还包括三次曲面以及更高次的曲面。

3.根据权利要求1所述的电子烟用无铅超声雾化装置，其特征在于：所述曲面无铅雾化器的焦点处的焦点是曲面的焦点，可以是一处，也可以是两处或多处。

4.根据权利要求1所述的电子烟用无铅超声雾化装置，其特征在于：所述液滴槽的凹型表面与烟油液滴相互间无浸润现象。

5.根据权利要求1所述的电子烟用无铅超声雾化装置，其特征在于：所述液滴槽的非表面材质为钢、铝、玻璃、陶瓷等可以传导超声波的固态物质，并且与无铅压电体紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的电子烟用无铅超声雾化装置，其特征在于：所述小液滴非固定大小和体积，而是根据曲面无铅雾化器单位时间内雾化量的多少来确定的，其平均直径小于5mm，大于1μm。

7.根据权利要求1所述的电子烟用无铅超声雾化装置，其特征在于：所述液滴发生器生成液滴的频次在0.1Hz至1000Hz之间。

8.根据权利要求1所述的电子烟用无铅超声雾化装置，其特征在于：所述无铅超声雾化装置用无铅压电材料采用铌酸钾钠（KNN）基无铅压电材料，所述铌酸钾钠基无铅压电材料中铌酸钾钠及其掺杂改性材料的摩尔含量为55-100%，其中铌元素的质量分数为40-70%。

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