CN111602853A - 基于多孔电热材料发热的电子烟雾化器及其应用 - Google Patents

Abstract

一种基于多孔电热材料发热的电子烟雾化器及其应用，该电子烟雾化器包括外壳，其内为中空结构；底座，设置在外壳内部，其上设有进气孔；微孔导油储油元件，其内部形成雾化腔；烟油腔，设置在外壳内壁与微孔导油储油元件之间，为微孔导油储油元件提供烟油；多孔电热发热体，设置在微孔导油储油元件上；以及吸气管，设置在微孔导油储油元件上方。本发明的多孔电热发热体既可雾化又可导油，提高了雾化效率；多孔储油导油元件用来固定电热雾化元件，兼具储油、补充导油的作用，还可以通过微孔产生的毛细力回收气流通道内的烟油冷凝液，平衡储油腔气压；容油管可有效防止冷凝液从进气孔流出烟弹。

Description

基于多孔电热材料发热的电子烟雾化器及其应用

技术领域

本发明属于电子烟领域，具体涉及一种基于多孔电热材料发热的电子烟雾化器及其应用。

背景技术

电子烟基本组件是雾化器、控制电路、供电电路和电池。雾化器内包括储油仓、气流通道和雾化芯。储油仓内装有烟油，雾化芯包括导油体和发热丝，导油体通过进油孔将储油仓中的烟油吸附，储油仓的烟油持续通过进油孔流入导油体，发热丝将导油体中已经吸附的烟油加热雾化后，雾化后的气溶胶沿着气溶胶通道流向出气孔，供人吸食。随着技术进步，每个组件都不断改进和完善。其中电子烟内的核心部件雾化器经历了玻纤绳，棉芯和微孔陶瓷等结构。然而电子烟产品仍存在漏油(冷凝液泄漏)、能量利用率低等技术问题。

现在市场上的电子烟雾化器都是发热体和导油体分离。金属发热丝、金属薄片或厚膜印刷电路制成的发热电路都是实心发热体，发热体的比表面积小，仅仅在发热电路最外表面与烟油接触，在微观角度看，发热电路体内部都没有与电子烟油充分接触，并且在外表面发热体接触烟油面积小，工作时所产生的大部分热量会传导到多孔材料之上，再由多孔材料发热雾化烟油，热量经过了2次传递，损失了大部分，产生较多的无用功，导致雾化效率低。

对于漏油一方面是冷凝烟油没有回收而从气流通道流出。另一方面是由于外界大气压降低，导致储油腔内的气压高于外界，在没有工作的情况下烟油由于内外压差通过导油棉往外渗油。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种基于多孔电热材料发热的电子烟雾化器及其应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种电子烟雾化器，包括：

外壳，其内为中空结构；

底座，设置在外壳内部，其上设有进气孔；

微孔导油储油元件，其内部形成雾化腔；

烟油腔，设置在外壳内壁与微孔导油储油元件之间，为微孔导油储油元件提供烟油；

多孔电热发热体，设置在微孔导油储油元件上；以及

吸气管，设置在微孔导油储油元件上方。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述的电子烟雾化器在电子烟领域的应用。

基于上述技术方案可知，本发明的基于多孔电热材料发热的电子烟雾化器及其应用相对于现有技术至少具有以下优势之一：

1、本发明的多孔电热发热体既可雾化又可导油，提高了雾化效率；

2、多孔储油导油元件用来固定电热雾化元件，兼具储油、补充导油的作用，还可以通过微孔产生的毛细力回收气流通道内的烟油冷凝液，平衡储油腔气压；

3、本发明不但可以雾化烟油，也可以雾化膏状物体；

4、本发明的容油管可有效防止冷凝液从进气孔流出烟弹。

附图说明

图1是本发明实施例中电子烟雾化器的结构示意图；

图2是图1中A-A处的截面结构示意图；

图3是本发明实施例中多孔电热发热体的电镜图。

附图标记说明：

10-外壳；20-底座；21-进气孔；22-容油管；23-电极引线；30-多孔电热发热体；40-多孔储油导油元件；50-烟油腔；60-雾化腔；70-吸气管；80-气流通道；110-金属纤维；120-孔隙。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明公开了一种电子烟雾化器，包括：

外壳，其内为中空结构；

底座，设置在外壳内部，其上设有进气孔；

微孔导油储油元件，其内部形成雾化腔；

烟油腔，设置在外壳内壁与微孔导油储油元件之间，为微孔导油储油元件提供烟油；

多孔电热发热体，设置在微孔导油储油元件上；以及

吸气管，设置在微孔导油储油元件上方。

在本发明的一些实施例中，所述进气孔、雾化腔和吸气管形成连通的气流通道；气流通道与多孔电热发热体呈交叉状，气流穿透多孔电热发热体形成烟雾气溶胶；

在本发明的一些实施例中，所述进气孔、雾化腔和吸气管位于同一直线上。

在本发明的一些实施例中，所述多孔电热发热体采用的材料为多孔电热材料；

在本发明的一些实施例中，多孔电热材料的孔隙率为40％至95％，孔隙直径为3至100微米；多孔电热材料的孔隙为通孔。

在本发明的一些实施例中，所述多孔电热发热体的厚度0.1至3毫米。

在本发明的一些实施例中，所述多孔电热发热体的形状包括十字架结构。

在本发明的一些实施例中，所述的多孔电热发热体采用的材料包括不锈钢金属纤维、铁铬铝金属纤维、钛镍金属纤维、镍金属纤维、哈氏合金纤维、微孔泡沫镍、多孔钛或多孔导电陶瓷中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述底座上设有防止冷凝液从进气孔流出的容油管；

在本发明的一些实施例中，所述的容油管的高度为1至3毫米。

在本发明的一些实施例中，所述底座座基上设有一个或多个通气孔；

在本发明的一些实施例中，所述通气孔直径为0.3至3毫米；

在本发明的一些实施例中，所述底座采用的材料包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚四氟乙烯或硅胶中的任一种；

在本发明的一些实施例中，所述底座上设有电极孔。

在本发明的一些实施例中，所述的微孔导油储油元件采用的材料包括微孔陶瓷材料；

在本发明的一些实施例中，微孔陶瓷材料的孔隙率为40％至60％，孔隙直径为3至100微米。

在本发明的一些实施例中，所述电子烟雾化器的两个电极引脚之间的电阻为0.1至10欧姆；

在本发明的一些实施例中，所述烟油腔内的雾化体包括液态状、膏状或凝胶状。

本发明还公开了如上所述的电子烟雾化器在电子烟领域的应用。

以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。

如图1-2所示，本实施例公开了一种基于多孔电热材料发热的电子烟雾化器，包括：外壳10、底座20、具有多孔结构的多孔电热发热体30、微孔导油储油元件40、进气孔21、烟油腔50、雾化腔60、吸气管70，通过对流空气穿透发热的多孔电热发热体30，而对目标液体进行加热雾化，产生烟雾气溶胶；由包覆于多孔电热发热体30外的微孔导油储油元件40对多孔电热发热体30进行外围供液、并回收冷凝液。其中，进气孔21、雾化腔60和吸气管70组成气流通道80，气流直接从雾化发热面穿过。

底座20所用材料是食品接触级结构陶瓷材料，如氧化铝、氧化锆、碳化硅等，由单一或复合氧化物或高分子耐热材料聚醚醚酮PEEK、聚酰亚胺PI、聚四氟乙烯、硅胶等。底座20座基中心轴处开有一个或多个通气孔，通气孔径

底座20上面设有电极孔和进气孔21。电极引线23从电极孔穿出。进气孔21外围有高出座基的管体，即容油管22，容油管22高度在1mm～3mm，这个容油管22可有效防止冷凝液从进气孔21流出烟弹。

多孔电热发热体30是多孔电热导电材料，包括不锈钢金属纤维、铁铬铝金属纤维、钛镍金属纤维、镍金属纤维以及哈氏合金纤维、微孔泡沫镍、多孔钛或多孔导电陶瓷中的至少一种。

如图3所示为多孔电热发热体30采用多孔金属纤维的电镜图，其中，金属纤维110之间形成孔隙120。多孔电热导电材料孔隙直径为3微米-100微米、优选5微米～50微米之间；孔隙率的范围为40％～95％；所述多孔电热材料的微孔为通孔。电子烟雾化器的两个电极引脚之间的电阻范围为0.1欧姆-10欧姆，优选0.6欧姆-2.0欧姆。多孔电热导电材料工作时是发热元件也可导油，烟油充满发热体内的孔隙，从而增加发热体与电子烟油充分的比表面积，缩短了雾化热传输途径，使热量集中用于雾化烟油，提高了热效率。多孔电热发热体有很大的比表面积，目标液体充满发热体内的孔隙。形状优先选用“十字架”形状设计，其任一对称的两端可以连接电路的正负极，工作时是发热元件可以直接传递热量至雾化目标液体，快速雾化目标液体，其内部孔隙也可存油、输油。另外对称的两端利用其多孔的形态负责导热至外围的多孔材料、利用电热产生的热力梯度由外围低温区向中心发热区输油，不断补充受热蒸发的目标液体。

导油储油元件40是微孔材料，微孔材料通过微孔储油和导油，同时固定多孔电热发热体30。导油储油元件40和气流通道相接，通过微孔连接储油腔50和外界，同时吸气管内的冷凝回流液可以通过微孔材料回收。所述导油储油元件40与吸气管70相接而与外界相连，可以通过微孔材料的微孔起到平衡气压的作用，防止因内外压力差而产生的漏油。同时气流通道内的冷凝回流的烟油可以被微孔材料吸收重新利用。底座20也设置了容油管22，防止冷凝液从进气孔流出。这些结构解决了电子烟漏油和效率低的问题。由多孔电热发热体30发热所产生的热量加热导油储油元件40的微孔材料，微孔材料把热量传递到外围的烟油或者是膏状、凝胶状的物质，微孔材料的外围物质受热后使液体的粘度降低，并形成了热力梯度，产生马兰戈尼效应(Marangoni Effect)，液态的烟油就会通过微孔材料内的微小孔隙由低温区逐渐向高温区快速地流动，直至将油仓内的烟油消耗完全。

导油储油元件40包括但不限于微孔陶瓷材料、有机棉麻、天然或人造多孔材料等。其中，所述微孔陶瓷材料由以氧化锆、氧化铝、碳化硅等优质原料为主料，利用开孔造孔剂(陶瓷纤维材料等)或者以粉体原料经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种微孔陶瓷材料。其中，微孔陶瓷材料的孔隙直径大小范围：3微米～100微米。微孔陶瓷材料的孔隙率的范围为：40％～60％。

本发明的工作原理：多孔电热发热体30固定于陶瓷底座20上，经过电路连通电源正、负极，形成电流回路，多孔电热发热体30自身产生电热，温度快速升高而成为发热体。多孔电热发热体30产生的高温在发热雾化结构体形成了热力梯度，烟油液体沿热力梯度由贴紧于多孔发热体表面的微孔材料的低温区向高温区流动，不断补充至多孔电热发热体内部。对流空气穿透多孔电热发热体30而蒸发多孔电热发热体30微孔内的烟油液体，形成电子烟雾。电子烟雾在导油储油元件40的微孔材料形成的通道内流通，相对较大粒径的烟雾气溶胶颗粒所形成的冷凝液会附着在微孔材料表面，由微孔材料表面的微孔所产生的毛细力吸收，回收到微孔材料内部。

该发明目标雾化体存于烟油腔50内，为液态状、膏状或凝胶状，不但可以雾化液态电子烟溶液，也可以雾化膏状植物提取物、萃取物，及针对人体生理可以产生调节或治疗效果的药物溶液、膏状物。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围；

(2)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子烟雾化器，其特征在于，包括：

外壳，其内为中空结构；

底座，设置在外壳内部，其上设有进气孔；

微孔导油储油元件，其内部形成雾化腔；

烟油腔，设置在外壳内壁与微孔导油储油元件之间，为微孔导油储油元件提供烟油；

多孔电热发热体，设置在微孔导油储油元件上；以及

吸气管，设置在微孔导油储油元件上方。

2.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述进气孔、雾化腔和吸气管形成连通的气流通道；气流通道与多孔电热发热体呈交叉状，气流穿透多孔电热发热体形成烟雾气溶胶；

所述进气孔、雾化腔和吸气管位于同一直线上。

3.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述多孔电热发热体采用的材料为多孔电热材料；

其中，多孔电热材料的孔隙率为40％至95％，孔隙直径为3至100微米；多孔电热材料的孔隙为通孔；

所述多孔电热发热体的厚度0.1至3毫米。

4.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述多孔电热发热体的形状包括十字架结构。

5.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述的多孔电热发热体采用的材料包括不锈钢金属纤维、铁铬铝金属纤维、钛镍金属纤维、镍金属纤维、哈氏合金纤维、微孔泡沫镍、多孔钛或多孔导电陶瓷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述底座上设有防止冷凝液从进气孔流出的容油管；

其中，所述的容油管的高度为1至3毫米。

7.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述底座座基上设有一个或多个通气孔；

其中，所述通气孔直径为0.3至3毫米；

所述底座采用的材料包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚四氟乙烯或硅胶中的任一种；

所述底座上设有电极孔。

8.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述的微孔导油储油元件采用的材料包括微孔陶瓷材料；

其中，微孔陶瓷材料的孔隙率为40％至60％，孔隙直径为3至100微米。

9.根据权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，

所述电子烟雾化器的两个电极引脚之间的电阻为0.1至10欧姆；

所述烟油腔内的雾化体包括液态状、膏状或凝胶状。

10.如权利要求1至9任一项所述的电子烟雾化器在电子烟领域的应用。

Images