CN114176254A - 气溶胶生成系统及加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种气溶胶生成系统及加热器；其中，气溶胶生成系统包括：进气口和出气口，以及在进气口和出气口之间延伸的气流通道；储液腔，用于存储液体基质；加热器，用于加热雾化液体基质生成气溶胶，并具有裸露于气流通道的发热面；发热面包括靠近进气口的第一部分和靠近出气口的第二部分；第一部分具有大于第二部分的发热温度，以使当气流在气流通道内沿进气口朝出气口流动时第一部分和第二部分的实际操作温度趋于接近。以上气溶胶生成系统，通过抽吸中气流的温度升高过程中对发热面差异化降温的效果，将发热面的发热温度采用逐渐变化的设计，使发热面与气流接触的动态过程中各个部位的实际操作温度趋于接近。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种气溶胶生成系统及加热器。
背景技术
电子烟是将含有尼古丁的液体基质加热雾化成气溶胶后，让用户吸食的一种模拟吸烟的电子产品。作为此类产品的一个示例可以参见图1所示，螺旋发热丝2将储液腔中1的液体基质加热后，释放至所处的烟气传输管3内，并在用户抽吸时沿着箭头所示输出至吸嘴口出被吸食。
作为图1所示的现有电子烟装置，所采用的螺旋发热丝2或类似的加热部件是电阻式的加热器，实际加热中螺旋发热丝2或类似的加热部件在动态的抽吸气流下各个部位的温度是不均匀的，使得无法较为充分均匀地汽化液体基质。
发明内容
为了解决现有技术中的电子烟加热部件在抽吸气流下无法充分均匀地汽化液体基质的问题，本发明实施例提供一种在抽吸中能更均匀汽化液体基质的气溶胶生成系统及加热元件。
本发明提出一种气溶胶生成系统，包括：
进气口和出气口，以及在所述进气口和出气口之间延伸的气流通道；
储液腔，用于存储液体基质；
加热元件，用于加热雾化液体基质生成气溶胶，并具有裸露于所述气流通道的发热面；所述发热面呈沿所述气流通道的至少一部分的延伸方向设置，并包括靠近所述进气口的第一部分和靠近所述出气口的第二部分；所述第一部分被构造成在工作中具有大于所述第二部分的发热温度，以使当气流在所述气流通道内沿所述进气口朝出气口流动时所述第一部分和第二部分的实际操作温度趋于接近。
在优选的实施中，所述发热面的发热温度沿所述靠近出气口的方向逐渐降低。
在优选的实施中，所述发热面的发热温度在所述发热面的延伸长度上逐渐变化。
在优选的实施中，所述加热器包括具有所述发热面的基体和附设在基体上的加热元件，所述加热元件形成于所述发热面或者靠近发热面设置，所述加热元件在工作中对应发热面的第一部分和第二部分具有不同的焦耳热分布。
在优选的实施中，所述加热元件于所述基体上具有不同的疏密度分布，导致所述第一部分的发热温度大于所述第二部分。
在优选的实施中，所述加热元件具有不同的疏密度，导致所述第一部分的发热温度大于所述第二部分。
在优选的实施中，所述加热元件具有不同的厚度，导致所述第一部分的发热温度大于所述第二部分。
在优选的实施中，所述加热元件是电阻式的加热元件，所述加热元件各部分具有不同的电阻，导致所述第一部分的发热温度大于所述第二部分。
在优选的实施中，所述加热元件被构造成围绕所述气流通道的至少一部分。
在优选的实施中，所述加热元件是围绕所述气流通道的至少一部分的螺旋加热线圈；
或，所述加热元件是由片材卷绕形成的管状加热元件。
在优选的实施中，所述加热元件被构造成沿所述气流通道的延伸方向在一平面内延伸。
在优选的实施中，所述加热元件包括在平面内延伸的图案化的导电轨迹。
在优选的实施中，所述导电轨迹是被蚀刻、打印或者印刷形成的导电轨迹。
本发明还提出一种用于气溶胶生成系统的加热器，所述加热器包括第一侧部和第二侧部、以及沿所述第一侧部向第二侧部延伸的发热面；所述发热面包括靠近第一侧部的第一部分、以及靠近第二侧部的第二部分，所述第一部分被构造成在工作中具有大于所述第二部分的发热温度，以使当气流沿所述第一侧部朝第二侧部流过发热面时所述第一部分和第二部分的实际操作温度趋于接近。
以上气溶胶生成系统，通过抽吸中气流的温度升高过程中对发热面差异化降温的效果，将发热面的各部分发热温度采用逐渐变化的设计，使发热面与气流接触的动态过程中各个部位的实际操作温度趋于接近，实现发热均匀。
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是已知电子烟的结构示意图；
图2是一实施例提供的气溶胶生成系统的示意图；
图3是图2中结合于多孔体内的加热元件的示意图；
图4是又一个实施例提出的加热元件展开后的示意图；
图5是又一个实施例提出的气溶胶生成系统的示意图；
图6是图5中形成于多孔体表面的加热元件的示意图；
图7是又一个实施例提出的气溶胶生成系统的示意图；
图8是图4中加热元件在无气流发热时的温场分布图；
图9是气流流经加热元件表面后加热元件的温场分布图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。
本发明的一个实施例提出一种气溶胶生成系统，其主要或完全基于电性能，例如施加到发热元件(例如电阻发热丝)的功率或能量，来加热汽化液体基质材料生成供吸食的气溶胶。本公开的一个实施例中所适用的液体基质可以包含烟碱/烟碱盐、甘油和丙二醇。
图2示出了一实施例提出的气溶胶生成系统的示意图，包括：
外壳10，在图中被构造为大致呈中空的筒状，其沿轴向方向的上端设置有在使用供用户抽吸的吸嘴口A；
烟气传输管11，沿外壳10的轴向方向在外壳10内延伸，用于生成的气溶胶输出至吸嘴口A处；在实施中，烟气传输管11与外壳10的之间形成用于存储液体基质的储液腔20；
多孔基体30，呈中空的柱状构造，同轴设置于烟气传输管11下方；多孔基体30内部具有大量的微孔孔隙，进而可以通过毛细左右吸收和传导储液腔20内的液体基质；具体，多孔基体30沿径向方向的外表面与储液腔20内的液体基质是接触的，从而在使用中液体基质沿图2中箭头R1所示流向多孔基体30的外表面上被吸收后，沿径向方向向内表面传递；
加热元件40，在图2中被构造成位于多孔基体30的内表面上并轴向延伸的螺旋线圈的形式，用于对传递至多孔基体30内表面上的液体基质进行加热汽化，生成供吸食的气溶胶；
外壳10的下端还设有在抽吸过程中供外部空气进入的进气孔12，并且与多孔基体30的内部中空是气流连接的。
在图2和图3所示的优选实施中，加热元件40的螺旋线圈的螺距是沿着气流R2的方向逐渐增大的，即线圈的密度是从下往上逐渐降低的，使得加热元件40自身靠近进气孔12的部位相对具有较高的发热温度，而背离进气孔12的部位具有较低的发热温度。
而进一步抽吸的过程中，由进气孔12进入的冷空气在穿过加热元件40表面时，逐渐被加热元件40加热。并且气流在从冷变热的过程中，相对能带走与其接触的加热元件40表面的热量是逐渐降低的，即最初进入的冷空气能相对高地带走加热元件40表面靠近下端部位的热量，使这一部分具有较大的温度降低；而气流相对在穿过加热元件40表面的靠近上端的部位时，由于已经被加热至具有一定的温度，使其能相对比较低地带走加热元件40表面靠近上端部位的热量，使得这一部分具有相对低的温度降低。结合气流穿过加热元件40表面时差异化带走加热元件40表面的不同部位热量的能力，将加热元件40表面采用以上各部分发热温度逐渐变化的设计，可以使得加热元件40表面与气流接触的动态过程中，整体最终各个部位的实际操作温度呈现趋于接近均匀，从而对液体基质的汽化更加均匀。
在一个变化的实施中，可以通过调整以上螺旋线圈式的加热元件40的电阻方式，使其各部分具有不同的发热温度；具体，比如可以使沿着从下往上的方向，加热元件40具有逐渐增大的外径尺寸，通过外径尺寸的变化设计使其靠近下端部分的电阻相对较大，而靠近上端部分的电阻相对较小，则在无气流时下端部分的发热温度相对高于上端部分，进一步抽吸过程中结合气流的动态流动则可以使加热元件40整体各部分呈现趋于接近均匀的实际操作温度。
或者在又一个优选的实施中加热元件是通过卷绕形成的，具体参见图4所示，加热元件40a包括呈片状的基材41a、以及在基材41a上开设的若干通孔42a；基材41a可以采用电热材质制备，比如纯镍合金、镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金、铁铬铝合金、钛合金、不锈钢等等。在使用中，进一步将基材41a卷绕形成管状或者筒状的加热元件41a后，再结合于多孔基体30的内表面上即可。
进一步在图4所示的优选实施中，沿着基材41a的长度方向，通孔42a的开孔面积或者密度是逐渐变化的，图4中沿着卷绕后的抽吸气流R2的方向，通孔42a的间距是逐渐增大的，从而使得基材41a的下端部分具有相对大的电阻，从而在电致发热的过程中发热温度从下往上是逐渐降低的。具体比如图8示出了无气流流经该实施例的加热元件40a时加热元件40a表面的温场分布示意图，从图8中可以看出随着通孔42a从下往上的疏密度的不同，加热元件40a的温场分布也是相应变化的；具体图8中从下往上温场分布的颜色是逐渐由深变浅的。进一步在抽吸过程中冷空气流经加热元件40a后使加热元件40a与气流的动态接触下整体呈现基本均匀的实际操作温度，在气流作用下的温场分布图可以参见图9所示，此时加热元件40a从下往上温场分布的颜色深度基本上是比较接近的。
或者在其他的可变实施中，基材41a可以是从下往上具有逐渐增加的片材厚度，从而使得发热温度从下往上是逐渐降低的。
在又一个变体实施中，参见图5所示出了一实施例提出的气溶胶生成系统的示意图，包括：
外壳10a，其内具有沿轴向方向延伸设置的烟气输出管11a；
储液腔20a，由烟气输出管11a与外壳10a之间形成环形空间，并配置为用于存储液体基质；
多孔基体30a，其构造成片状或者类似的形状，并沿外壳10a的横截面方向延伸设置，上表面和下表面分别被配置为吸液面和雾化面，多孔基体30a沿背离储液腔20a的雾化面上设置有加热元件40a；液体基质在吸液面上被吸收，并在雾化面上被加热元件40a汽化；具体在使用中如图5中箭头R1所示，多孔基体30a的上表面朝储液腔20a，储液腔20a中的液体基质经由保持多孔基体30a的第二保持件52a的液体传输孔521a、第一保持件51a的通道传输至多孔基体30a的吸液面被吸收，再传递至下表面上被加热元件40a汽化生成供吸食的气溶胶。
为了便于气溶胶的释放和传递，在外壳10a内还设置有雾化腔60a，加热元件40a裸露于雾化腔60a内，在抽吸的过程中参见图5中箭头R2所示，气流沿雾化腔60a的一侧贯穿至另一侧后，再由烟气输出管11a输出至顶端的吸嘴口A处吸食。
进一步参见图6所示，加热元件40a是结合于多孔基体30a的雾化面上的平面发热线路。在一个实施中，加热元件40a可以是通过丝网印刷等方式形成于雾化面上的导电轨迹，或者是片状基材蚀刻后再结合于雾化面上的图案化的导电轨迹等。根据图6所示的优选实施中，加热元件40a的导电轨迹的图案的，沿着R2所示气流方向因而加热元件40a自身呈现逐渐变化的发热温度，从而在当气流沿R2方向从加热元件40a的左侧部朝右侧部流过加热元件40a的表面时，在动态的接触过程中使加热元件40a各部分最终的温度能在气流的降温下趋于均匀。
基于相同的目的，图6中加热元件40a还可以通过调节各部分的具有各自的厚度或电阻值，从而使其各部分能具有不同或者变化的发热温度，进而后续在与气流的动态接触下，经过气流的降温最终呈现整体各部分实际操作温度均匀的立意。
或者在图7所示的又一个可选的实施中，气溶胶生成系统，包括：
外壳10b，大体呈中空的方筒状，其内部空间通过一个沿长度方向延伸的分隔部件11b将外壳10b分隔成沿厚度方向并列的储液腔12b和烟气输出通道12b；其中，储液腔12b内存储用于被加热汽化生成气溶胶的液体基质；
吸嘴盖20b，设置于外壳体10b的上端，并且具有用于供用户抽吸的吸嘴口21b，当然该吸嘴口21b是与烟气输出通道12b气流连通的；
多孔基体30b，是沿外壳10b的长度方向延伸设置的片状；在图7所示的优选实施中，其厚度方向的两侧分别被构造成吸液面31b和雾化面32b；其中，
吸液面31b是朝储液腔12b并与储液腔12b的液体基质接触的，在使用中液体基质可以沿箭头R1所示通过毛细浸润被多孔基体30b吸收；
雾化面32b是裸露于烟气输出通道12b的，并且雾化面32b上设置有加热元件40b，用于加热多孔基体30b吸取的液体基质生成气溶胶释放至烟气输出通道12b；加热元件40b可以是通过丝网印刷等方式形成于雾化面上的导电轨迹，或者是片状基材蚀刻后再结合于雾化面上的图案化的导电轨迹等。
对应在外壳10b的下端开设用于进气的气孔(图中未示出)，使得在抽吸的过程中气流如图7中箭头R2所示的方向，从下向上流经加热元件40b的表面
基于相同的目的，图7所示加热元件40b沿着箭头R2的气流方向，加热元件40b的导电的轨迹具有逐渐变化的疏密度、厚度或电阻值，以使得在靠近下端的位置相对具有高的发热温度、在靠近上端的位置具有相对低的发热温度；而后在与抽吸气流的动态接触下，经过气流的降温最终呈现整体各部分操作温度均匀或基本接近。
需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，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发明所附权利要求的保护范围。
Claims (13)
1.一种气溶胶生成系统，其特征在于，包括：
进气口和出气口，以及在所述进气口和出气口之间延伸的气流通道；
储液腔，用于存储液体基质；
加热器，用于加热雾化液体基质生成气溶胶，并具有裸露于所述气流通道的发热面；所述发热面呈沿所述气流通道的至少一部分的延伸方向设置，并包括靠近所述进气口的第一部分和靠近所述出气口的第二部分；所述第一部分被构造成在工作中具有大于所述第二部分的发热温度，以使当气流在所述气流通道内沿所述进气口朝出气口流动时所述第一部分和第二部分的实际操作温度趋于接近。
2.如权利要求1所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述发热面的发热温度沿所述靠近出气口的方向逐渐降低。
3.如权利要求2所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述发热面的发热温度在所述发热面的延伸长度上逐渐变化。
4.如权利要求1至3任一项所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热器包括具有所述发热面的基体和附设在基体上的加热元件，所述加热元件形成于所述发热面或者靠近发热面设置，所述加热元件在工作中对应发热面的第一部分和第二部分具有不同的焦耳热分布。
5.如权利要求4所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热元件于所述基体上具有不同的疏密度分布，导致所述第一部分的发热温度大于所述第二部分。
6.如权利要求4所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热元件具有不同的厚度，导致所述第一部分的发热温度大于所述第二部分。
7.如权利要求4所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热元件是电阻式的加热元件，所述加热元件各部分具有不同的电阻，导致所述第一部分的发热温度大于所述第二部分。
8.如权利要求4所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热元件被构造成围绕所述气流通道的至少一部分。
9.如权利要求8所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热元件是围绕所述气流通道的至少一部分的螺旋加热线圈；
或，所述加热元件是由片材卷绕形成的管状加热元件。
10.如权利要求4所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热元件被构造成沿所述气流通道的延伸方向在一平面内延伸。
11.如权利要求4所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述加热元件包括在一平面内延伸的图案化的导电轨迹。
12.如权利要求11所述的气溶胶生成系统，其特征在于，所述导电轨迹是被蚀刻、打印或者印刷形成的导电轨迹。
13.一种用于气溶胶生成系统的加热器，其特征在于，所述加热器包括第一侧部和第二侧部、以及沿所述第一侧部向第二侧部延伸的发热面；所述发热面包括靠近第一侧部的第一部分、以及靠近第二侧部的第二部分，所述第一部分被构造成在工作中具有大于所述第二部分的发热温度，以使当气流沿所述第一侧部朝第二侧部流过发热面时所述第一部分和第二部分的实际操作温度趋于接近。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |