CN112841740B - 加热器以及包含该加热器的烟具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及烟具领域，提供了一种加热器以及包含该加热器的烟具，该加热器包括基体，具有一内表面；红外电热涂层，设置在基体的内表面上；导电模块，包括设置于基体上的第一导电部和第二导电部，第一导电部和第二导电部均与红外电热涂层电性连接；其中，第一导电部和第二导电部均包括设置在基体的内表面上的导电部涂层段、以及设置在基体的外表面上的导电部电极段。本申请通过将红外电热涂层涂覆在基体的内表面上，避免了现有烟具中通电后的远红外涂层发出的远红外线在穿透基体时存在的热量损失的现象，减少了红外加热的热量损失，提升了红外加热的效率。

Description

加热器以及包含该加热器的烟具

技术领域

本申请涉及烟具技术领域，尤其涉及一种加热器以及包含该加热器的烟具。

背景技术

诸如香烟和雪茄的吸烟物品在使用期间燃烧烟草以产生烟雾。已经尝试通过产生在不燃烧的情况下释放化合物的产品来为这些燃烧烟草的物品提供替代物。此类产品的示例是所谓的加热不燃烧产品，其通过加热烟草而不是燃烧烟草来释放化合物。

现有的一种低温加热不燃烧的烟具，主要是在基体的外表面涂覆远红外涂层和导电涂层，通电后的远红外涂层发出远红外线穿透基体并对基体内的气溶胶形成基质进行加热；由于远红外线具有较强的穿透性，可以穿透气溶胶形成基质的外围进入内部，使得对气溶胶形成基质的加热较为均匀。

采用以上结构方式存在的主要问题是：远红外涂层涂覆在基体的外表面，通电后的远红外涂层发出的红外线在穿透基体时会存在热量损失的现象。

发明内容

本申请提供一种加热器以及包含该加热器的烟具，旨在解决现有烟具，由于远红外涂层涂覆在基体的外表面，通电后的远红外涂层发出远红外线穿透基体时会存在热量损失的问题。

本申请第一方面提供了一种加热器，所述加热器包括：

基体，具有一内表面；

红外电热涂层，设置在所述基体的内表面上；所述红外电热涂层用于产生红外线辐射加热气溶胶形成基质以生成供吸食的气溶胶；

导电模块，包括设置于所述基体上的第一导电部和第二导电部，所述第一导电部和所述第二导电部均与所述红外电热涂层电性连接；

其中，所述第一导电部和所述第二导电部均包括设置在所述基体的内表面上的导电部涂层段、以及设置在所述基体的外表面上的导电部电极段。

本申请第二方面提供了一种烟具，所述烟具包括壳体组件、以及第一方面所述的加热器；所述加热器设于所述壳体组件内。

本申请提供的加热器以及包含该加热器的烟具，通过将红外电热涂层涂覆在基体的内表面上，避免了现有烟具中通电后的远红外涂层发出的远红外线在穿透基体时存在的热量损失的现象，减少了红外加热的热量损失，提升了红外加热的效率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请实施方式一提供的加热器示意图；

图2是本申请实施方式一提供的加热器剖面示意图；

图3是本申请实施方式一提供的加热器中导电件示意图；

图4是本申请实施方式一提供的具有反射涂层的加热器示意图；

图5是本申请实施方式二提供的烟具示意图；

图6是本申请实施方式二提供的烟具分解示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/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。

实施方式一

如图1所示，为本申请实施方式一所提供一种加热器，所述加热器1包括基体11、红外电热涂层12以及导电模块。

基体11内部形成有适于收容气溶胶形成基质的腔室。

具体地，基体11具有相对的第一端和第二端，基体11沿第一端和第二端之间的纵向延伸并且内部中空形成有适于收容气溶胶形成基质的腔室。基体11可以为圆柱体状、棱柱体状或者其他柱体状。基体11优选为圆柱体状，腔室即为贯穿基体11中部的圆柱体状孔，孔的内径略大于气溶胶形成制品或吸烟制品的外径，便于将气溶胶形成制品或吸烟制品置于腔室内对其进行加热。

基体11可以由石英玻璃、陶瓷或云母等耐高温且透明的材料制成；也可以由其它具有较高的红外线透过率的材料制成，例如：红外线透过率在95％以上的耐高温材料；还可以由耐高温且非透明的材料制成，具体地在此不作限定。

气溶胶形成基质是一种能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。这种挥发性化合物可通过加热该气溶胶形成基质而被释放出来。气溶胶形成基质可以是固体或液体或包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可吸附、涂覆、浸渍或以其它方式装载到载体或支承件上。气溶胶形成基质可便利地是气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。

气溶胶形成基质可以包括尼古丁。气溶胶形成基质可以包括烟草，例如可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草香味化合物从气溶胶形成基质释放。优选的气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料，例如落叶烟草。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂，气溶胶形成剂可为任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于致密和稳定气溶胶的形成，并且对在气溶胶生成系统的操作温度下的热降解基本具有抗性。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。优选的气溶胶形成剂是多羟基醇或其混合物，例如三甘醇、1,3-丁二醇和最优选的丙三醇。

在前面的叙述中已提到，现有烟具中远红外涂层涂覆在基体的外表面，通电后的远红外涂层发出的远红外线在穿透基体时会存在热量损失的现象。为了避免该现象，本示例中，红外电热涂层12涂覆在基体11的内表面上。

红外电热涂层12在通电情况下能够产生热能，进而生成一定波长的红外线，例如：8μm～15μm的远红外线。当红外线的波长与气溶胶形成基质的吸收波长匹配时，红外线的能量易于被气溶胶形成基质吸收。本示例中，对红外线的波长不作限定，可以为5μm～15μm的红外线，优选的为8μm～15μm的远红外线。

红外电热涂层12优选的由远红外电热油墨、陶瓷粉末和无机粘合剂充分搅拌均匀后涂印在基体11的内表面上，然后烘干固化一定的时间，红外电热涂层12的厚度为30μm-50μm；当然，红外电热涂层12还可以由四氯化锡、氧化锡、三氯化锑、四氯化钛以及无水硫酸铜按一定比例混合搅拌后涂覆到基体11的内表面上；或者为碳化硅陶瓷层、碳纤维复合层、锆钛系氧化物陶瓷层、锆钛系氮化物陶瓷层、锆钛系硼化物陶瓷层、锆钛系碳化物陶瓷层、铁系氧化物陶瓷层、铁系氮化物陶瓷层、铁系硼化物陶瓷层、铁系碳化物陶瓷层、稀土系氧化物陶瓷层、稀土系氮化物陶瓷层、稀土系硼化物陶瓷层、稀土系碳化物陶瓷层、镍钴系氧化物陶瓷层、镍钴系氮化物陶瓷层、镍钴系硼化物陶瓷层、镍钴系碳化物陶瓷层或高硅分子筛陶瓷层中的一种；红外电热涂层12还可以是现有的其他材料涂层。

在一示例中，加热器1还包括涂覆在红外电热涂层12上的保护层(附图未示出)。保护层可以为聚四氟乙烯层、釉层中的一种或两种的组合，或者为其他耐高温材料制成的保护层。保护层可避免例如气溶胶形成制品或吸烟制品进出腔室造成的红外电热涂层12的磨损。

在一示例中，加热器1还包括设置在红外电热涂层12上的保护结构件。请参考图2所示，所述保护结构件可以为设置在所述基体的内表面上的凸块15，凸块15使得红外电热涂层12和气溶胶形成基质之间形成小于1mm的间隙，进而可避免例如气溶胶形成制品或吸烟制品进出腔室造成的红外电热涂层12的磨损。需要说明的是，凸块15的数量在此不作限定，可以为多个，可以设置在所述基体的内表面上的任何位置。还需要说明的是，保护结构件并不限于图2所示的凸块15，例如：可以为使得红外电热涂层12和气溶胶形成基质之间形成小于1mm的间隙的隔离件，该隔离件设置在所述基体的内表面上，隔离件的形状和大小可与气溶胶形成基质以及腔室相匹配，例如：圆柱体状、且为中空的隔离支架。

导电模块包括设置于基体11上的第一导电部13和第二导电部14，第一导电部13和第二导电部14均与红外电热涂层12电性连接；导电模块需要与红外电热涂层12紧密结合，保证通电时电流可以从第一导电部13经红外电热涂层12流到第二导电部14上，避免存在间隙而导致部分红外电热涂层12不通电无法发出红外线，进而影响加热器对腔室内的气溶胶形成基质进行加热。

由于红外电热涂层12涂覆在基体11的内表面上，第一导电部13和第二导电部14均包括设置在基体11的内表面上的导电部涂层段、设置在基体11的外表面上的导电部电极段、以及与导电部涂层段和导电部电极段连接的导电部连接段。

以第一导电部13为例，请参考图1所示，第一导电部13包括设置在基体11的外表面上的导电部电极段131(图中灰色部分所示)、设置在基体11的内表面上的导电部涂层段132(图中黑色部分所示)、以及与导电部电极段131和导电部涂层段132连接的导电部连接段133(图中白色部分所示)；其中导电部涂层段132主要用于与红外电热涂层12电性连接，导电部电极段131主要用于与外部电极电性连接，导电部连接段133用于分别与导电部电极段131和导电部涂层段132电性连接。图1中，导电部连接段133沿着基体11的径向方向(即垂直于基体11的外表面或者内表面的方向)横跨在基体11上。需要说明的是，导电部连接段133可与导电部电极段131合为一体。

在本示例中，第一导电部13和第二导电部14可以为通过浸渍方式涂覆在基体11端部上的导电涂层，导电涂层为金属涂层或导电胶带等，金属涂层可以包括银、金、钯、铂、铜、镍、钼、钨、铌或上述金属合金材料。第一导电部13和第二导电部14也可以为套接在基体11靠近第一端和第二端位置的导电件，导电件包括但不限于金属导电片，例如铜片、钢片等等。

请参考图3所示，为一种示例的圆环形状导电件。该圆环形状导电件的外径(图中A所示)略大于基体11的外径，圆环形状导电件的内径(图中B所示)略小于基体11的内径；圆环形状导电件的内径和外径之间具有一凹槽(图中a所示)，基体11的壁可嵌入在该凹槽中。内外径的设置保证了圆环形状导电件套接在基体11上且与红外电热涂层12紧密贴合。

请参考图4所示，在一种示例中，加热器1还包括涂覆在基体11的外表面上的反射涂层16。

在该示例中，红外电热涂层12生成的红外线，部分红外线会通过基体11的内表面反射到待加热的气溶胶形成基质被吸收，部分红外线可能会通过基体11透射出去。反射涂层16的作用在于，将基体11透射出去的红外线反射回基体11内部来加热位于基体11内部的气溶胶形成基质。这样，一方面提升了红外电热涂层12发出的红外线的有效利用率，提高了加热效率；另一方面可起到隔热的效果，避免烟具的外壳温度过高，降低用户体验。

在该示例中，反射涂层16包括金属、金属氧化物中的至少一种。具体地，可为金、银、镍、铝、金合金、银合金、镍合金、铝合金、金的氧化物、银的氧化物、镍的氧化物和铝的氧化物、氧化钛、氧化锌、二氧化铈中一种或多种制作而成。反射涂层16的厚度在0.3μm-200μm之间。

在一种示例中，加热器1还包括呈中空状的隔热管(附图未示出)；

隔热管设置在基体11的外围。隔热管可以避免大量的热量传递到烟具外壳上而导致用户觉得烫手。

在该示例中，隔热管包括隔热材料，隔热材料可以为隔热胶、气凝胶、气凝胶毡、石棉、硅酸铝、硅酸钙、硅藻土、氧化锆等。所述隔热管也可以包括真空隔热管。

在一种示例中，加热器1还包括固定在基体11上的温度采集模块(附图未示出)；温度采集模块用于采集基体11的温度数据，便于对加热器1的温度进行控制。

在该示例中，温度采集模块包括温度传感器和/或数字型温度检测模块，温度传感器包括但不限于负温度系数(Negative Temperature Coefficient，简称NTC)、正温度系数(Positive Temperature Coefficient，简称PTC)等温度传感器。数字型温度检测模块为数字输出类型的温度检测模块，具体地可参考现有技术，在此不作限定。

实施方式二

图5-图6是本申请实施方式二提供的一种烟具100，包括壳体组件6和上述的加热器1，加热器1设于壳体组件6内。本实施例的烟具100，在基体11的内表面上涂覆红外电热涂层12以及与红外电热涂层12导电连接的第一导电部13和第二导电部14，红外电热涂层12可发出红外线对基体11的腔室内的气溶胶形成基质进行辐射加热。

壳体组件6包括外壳61、固定壳62、固定件63以及底盖64，固定壳62、固定件63均固定于外壳61内，其中固定件63用于固定基体11，固定件63设置于固定壳62内，底盖64设于外壳61一端且盖设外壳61。具体的，固定件63包括上固定座631和下固定座632，上固定座631和下固定座632均设于固定壳62内，基体11的第一端和第二端分别固定在上固定座631和下固定座632上，底盖64上凸设有进气管641，下固定座632背离上固定座631的一端与进气管641连接，上固定座631、基体11、下固定座632以及进气管641同轴设置，且基体11与上固定座631、下固定座632之间密封，下固定座632与进气管641也密封，进气管641与外界空气连通以便于用户抽吸时可以顺畅进气。

烟具100还包括主控制电路板3和电池7。固定壳62包括前壳621与后壳622，前壳621与后壳622固定连接，主控制电路板3和电池7均设置在固定壳62内，电池7与主控制电路板3电性连接，按键4凸设在外壳61上，通过按压按键4，可以实现对基体11内表面上的红外电热涂层12的通电或断电。主控制电路板3还连接有一充电接口31，充电接口31裸露于底盖64上，用户可以通过充电接口31对烟具100进行充电或升级，以保证烟具100的持续使用。

烟具100还包括隔热管5，隔热管5设置在固定壳62内，隔热管5套设在基体11外，隔热管5可以避免大量的热量传递到外壳61上而导致用户觉得烫手。具体的，隔热管5内还可涂覆有红外线反射涂层，以将基体11上的红外电热涂层12发出的红外线反射回基体11内部来加热位于腔室内的气溶胶形成基质，提高加热效率。红外线反射涂层与前述反射涂层16类似，在此不作赘述。

烟具100还包括NTC温度传感器2，用于检测基体11的实时温度，并将检测的实时温度传输到主控制电路板3，主控制电路板3根据该实时温度调节流经红外电热涂层12上的电流的大小。具体的，当NTC温度传感器2检测到基体11内的实时温度较低时，譬如检测到基体11内侧的温度不到150℃时，主控制电路板3控制电池7输出较高的电压给导电模块，进而提高红外电热涂层12中馈入的电流，提高气溶胶形成基质的加热功率，减少用户抽吸第一口所要等待的时间。当NTC温度传感器2检测到基体11的温度为150℃-200℃时，主控制电路板3控制电池7输出正常的电压给导电模块。当NTC温度传感器2检测到基体11的温度在200℃-250℃时，主控制电路板3控制电池7输出较低的电压给导电模块；当NTC温度传感器2检测到基体11内侧的温度在250℃及以上时，主控制电路板3控制电池7停止输出电压给导电模块。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种加热器，其特征在于，所述加热器包括：

基体，具有一内表面；所述基体的内部形成有适于收容气溶胶形成基质的腔室；

红外电热涂层，设置在所述基体的内表面上；所述红外电热涂层用于产生红外线辐射加热气溶胶形成基质以生成供吸食的气溶胶；

导电模块，包括设置于所述基体上的第一导电部和第二导电部，所述第一导电部和所述第二导电部均与所述红外电热涂层电性连接；

其中，所述第一导电部和所述第二导电部均包括设置在所述基体的内表面上的导电部涂层段、设置在所述基体的外表面上的导电部电极段以及连接所述导电部涂层段和所述导电部电极段的导电部连接段；

所述导电部连接段沿着所述基体的径向方向横跨在所述基体上；所述导电部涂层段用于与所述红外电热涂层电性连接，所述导电部电极段用于与外部电极电性连接。

2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括涂覆在所述红外电热涂层上的保护层和/或设置在所述红外电热涂层上的保护结构件，以避免所述红外电热涂层的磨损。

3.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述保护结构件为设置在所述基体的内表面上的凸块或者隔离件，使得所述红外电热涂层可与所述气溶胶形成基质之间形成小于1mm的间隙。

4.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述保护层包括聚四氟乙烯层、釉层中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括涂覆在所述基体的外表面上的反射涂层，用于反射所述基体透射的红外线。

6.根据权利要求5所述的加热器，其特征在于，所述反射涂层包括金属、金属氧化物中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的加热器，其特征在于，所述反射涂层的厚度为0.3μm-200μm。

8.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述第一导电部和所述第二导电部为以下中的至少一种：

涂覆在所述基体端部上的导电涂层；

套接于所述基体端部上的导电件。

9.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括温度采集模块；

所述温度采集模块用于采集所述基体的温度数据。

10.一种烟具，其特征在于，所述烟具包括壳体组件、以及权利要求1-9任一项所述的加热器；所述加热器设于所述壳体组件内。

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