CN114287675A - 一种加热器及其制作方法和气溶胶生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于加热烟具领域，具体涉及一种加热器和气溶胶生成装置。所述加热器包括发热体和温度传感器；所述温度传感器包含：感温探头和导电引脚；所述发热体具有中空腔体；感温探头容纳于中空腔体内；所述发热体的中空腔体内设置有围绕所述温度传感器的导热体。发热体具有以下有益效果：1、将温度传感器设置在中空腔体时，便于安装，且不容易脱落。2、温度传感器被保护在中空腔体内，烟支残渣和焦油物质不会接触到温度传感器，能提高温度传感器耐久性和测温准确性。3、温度传感器和和发热体内壁之间填充有导热体，导热体对温度传感器起到支撑和保护作用，其次，导热体能将发热体传导至温度传感器，能提高测温准确性。

Description

一种加热器及其制作方法和气溶胶生成装置

技术领域

本发明属于加热烟具领域，具体涉及一种加热器及其制作方法和气溶胶生成装置。

背景技术

烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。

此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。作为另一示例，作为现有技术CN201821590383.2号专利提出了一种电磁感应加热式的加热装置，通过电磁感应发热的加热片插入至烟草产品内进行加热，并通过贴装在加热片一侧表面的温度传感器监测加热片的温度。但是，此种测温方式存在以下问题：1、当加热针等圆柱状发热元件时，温度传感器无法固定/很难固定在发热元件表面；2、加热片/加热针插入至烟草产品中时，贴装在加热片/加热针表面的温度传感器容易受到刮滑而脱落；3、烟支受热后产生的焦油、烟草残渣等物质容易沉积在温度传感器表面，容易腐蚀温度传感器，并影响测温准确性。

为了解决以上问题，提出本发明。

发明内容

本发明第一方面提供一种加热器，所述加热器包括：发热体和温度传感器；所述温度传感器包含：感温探头和导电引脚；

其中，所述发热体具有中空腔体；

所述感温探头容纳于所述发热体的中空腔体内，所述导电引脚与所述感温探头连接，且至少部分由所述中空腔体内延伸至所述发热体外；

所述发热体的中空腔体内设置有围绕所述温度传感器的导热体。

更优选的，导热体围绕所述温度传感器的感温探头设置，以在所述感温探头与感应发热体之间传递热量。

优选地，发热体的中空腔体是轴向延伸的。

优选地，所述导热体还被配置为至少部分对所述温度传感器提供保持。

优选地，所述发热体为销钉状或针状或柱状或棒状。

优选地，所述发热体包含具有尖端的前端以及与所述前端相对的末端；

所述感温探头沿所述发热体的轴向方向与所述前端的距离为所述发热体的轴向延伸长度的三分之一到二分之一；和/或，所述中空腔体的前端距离所述发热体的前端距离为所述发热体的轴向延伸长度的三分之一到二分之一。

优选地，所述中空腔体具有形成于所述发热体的末端的开口。

优选地，所述导电引脚通过所述开口延伸至所述发热体外。

优选地，所述中空腔体沿所述发热体的轴向的延伸长度为8～15mm。

优选地，所述发热体上形成有沿径向向外延伸的基座，所述气溶胶产生装置通过该基座对所述发热体提供保持。

优选地，所述感温探头基本为球形或椭球形。

优选地，所述发热体为电阻发热体或感应发热体。

本发明第二方面提供一种气溶胶产生装置，其包含第一方面任一项所述的加热器。

本发明第三方面提供第一方面所述的加热器的制作方法，其包括以下步骤：

步骤A、制作具有中空腔体的发热体；

步骤B、将感温探头容纳于所述发热体的中空腔体内，所述导电引脚与所述感温探头连接，且至少部分由所述中空腔体内延伸至所述发热体外；

步骤C、将所述发热体的中空腔体内填充围绕所述温度传感器的导热体。

优选地，步骤C中，通过注射设备将胶状或膏状的材料前体注入至发热体的中空腔体内，使材料前体填满温度传感器与发热体之间的缝隙；待胶状或膏状的材料前体固化后即可形成固相的导热体。

上述技术方案在不矛盾的前提下，可以自由组合。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明中设计了一种具有中空腔体的发热体，且将温度传感器设置在中空腔体，温度传感器和发热体内壁之间填充有导热体。此种发热体具有以下有益效果：1、将温度传感器设置在中空腔体时，便于安装，且不容易脱落。2、温度传感器被保护在中空腔体内，烟支残渣和焦油物质不会接触到温度传感器，能提高温度传感器耐久性和测温准确性。3、温度传感器和和发热体内壁之间填充有导热体，导热体对温度传感器起到支撑和保护作用，其次，导热体能将发热体传导至温度传感器，能提高测温准确性。

附图说明

图1是实施例1提供的气溶胶产生装置的示意图；

图2是图1中加热器30一个视角的结构示意图；

图3是图2中加热器30一个视角的剖面示意图；

图4是图2中加热器30一个视角的分解示意图；

图5是一个实施例中于中空腔体313内注入材料前体33a的示意图。

附图标记列表：

10、电芯，20、电路，30、加热器，31、发热体，310、前端，311、末端，3111、开口，312、基座，313、中空腔体，32、温度传感器，321、感温探头，322、导电引脚，33、导热体，33a、材料前体，40、支架，50、接收腔，51、第一端，52、第二端，A、气溶胶生成制品，L、电感线圈，C、注射设备。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

实施例1

一种气溶胶产生装置，其构造参见图1所示，包括：

接收腔50，气溶胶生成制品A可移除地被接收在接收腔50内；

感应线圈，例如电感线圈L，用于在交变电流下产生变化磁场；

加热器30，至少一部分在接收腔内延伸，并被配置为与电感线圈L感应耦合，在被变化磁场穿透下发热，进而对气溶胶生成制品A例如烟支进行加热，使气溶胶生成制品A的至少一种成分挥发，形成供抽吸的气溶胶；

电芯10，为可充电的直流电芯，可以输出直流电流；

电路20，通过适当的电连接到可充电的电芯10，用于从将电芯10输出的直流电流，转变成具有适合频率的交变电流再供应到电感线圈L。

进一步在可选的实施中，气溶胶生成制品A优选采用加热时从基质中释放挥发化合物的含烟草的材料或非烟草材料。气溶胶生成制品A优选采用固体基质，可以包括香草叶、烟叶、均质烟草、膨胀烟草中的一种或多种的粉末、颗粒、碎片细条、条带或薄片中的一种或多种；或者，固体基质可以包含附加的烟草或非烟草的挥发性香味化合物，以在基质受热时被释放。

具体，进一步参见图1所示，接收腔50具有相对的第一端51和第二端52。其中，接收腔50的第一端51为敞口的，接收腔50的第二端52是封闭的。在使用中气溶胶生成制品A通过第一端51可移除地接收于接收腔50，并且在接收于接收腔50内时基本是抵靠在接收腔50的第二端52以限位。同时在该实施中，气溶胶生成制品A接收至接收腔50内时，加热器30插入至气溶胶生成制品A内进行加热。

在装配后电感线圈L是至少部分围绕接收腔50的螺旋线圈。以及，电感线圈L至少部分围绕加热器30。根据产品使用中的设置，电感线圈L可以包括绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈，如图1中所示。绕成螺旋状的圆柱形电感线圈L可以具有范围在大约5mm到大约10mm内的半径r，并特别地半径r可以大约为7mm。绕成螺旋状的圆柱形电感线圈L的长度可以在大约8mm到大约14mm的范围内，电感线圈L的匝数大约8匝到15匝的范围内。相应地，电感线圈L内体积可能在大约0.15cm³至大约1.10cm³的范围内。

在更加优选的实施中，电路20供应到电感线圈L的交变电流的频率介于80KHz～400KHz；更具体地，所述频率可以在大约200KHz到300KHz的范围。

在一个优选的实施例中，电芯10提供的直流供电电压在约2.5V至约9.0V的范围内，电芯10可提供的直流电流的安培数在约2.5A至约20A的范围内。

在一个优选的实施例中，加热器30大体呈销钉或针状或棒状或柱状的形状，进而对于插入至气溶胶生成制品A内是有利的。同时，加热器30可以具有大约12～20毫米的长度，大约2～5毫米的外径，并且可以由等级430的不锈钢(SS430)制成。作为替代性实施例，加热器30可以由等级430的不锈钢(SS430)、以及含有铁镍的合金材料(比如坡莫合金)制成。在其他的变化实施例中，加热器30还可以被构造成圆筒状的形状；在使用时其内部空间用于接收气溶胶生成制品A，并通过对气溶胶生成制品A的外周加热的方式，生成供吸食的气溶胶。加热器30还可以由等级420的不锈钢(SS420)。

在图1所示的优选实施例中，气溶胶产生装置还包括用于布置电感线圈L和/或加热器30的支架40。该支架40的材质可以包括耐高温非金属材料比如PEEK或者陶瓷等。在实施中，电感线圈L采用缠绕在支架40的外壁上进而固定。同时，根据图1所示，该实施例中支架40为具有中空的管状形状，其管状中空的部分空间形成上述用于接收气溶胶生成制品A的接收腔50。

在一个优选的实施方式中，加热器30的细节构造参见图2至图4所示。加热器30包含：发热体31和温度传感器32。进一步参见图2至图4所示，发热体31，为感应发热体，其采用以上铁磁性或软磁性的感受性材质制备，用于被变化的磁场穿透而发热。例如发热体31材质选自电磁受体材质，例如铁、铁氧体等。在实施中，发热体31被构造成细长的针状。发热体31包括沿长度方向相对的前端310和末端311。根据图1所示，前端310为自由端，其延伸至接收腔50内，并且构造成尖端的形状，便于插入至气溶胶生成制品A内。

进一步参见图2至图4，发热体31设有基座312和中空腔体313。

基座312是位于发热体31的末端311的外凸缘，由发热体31沿径向向外延伸形成。基座312在使用中气溶胶产生装置可以通过支撑、夹持或保持等方式对基座32进行保持，进而使加热器30稳定装配和保持在气溶胶产生装置内。

发热体31的中空腔体313沿发热体31的轴向延伸。该中空腔体313具有形成于发热体31的末端311的开口3111。在一些实施中，发热体31具有约2～4mm的外径，例如2.3mm。中空腔体313具有大约1～3mm的内径，例如1.6mm。

温度传感器32用于感测发热体31的温度。根据图中所示，温度传感器32包括用于感测温度的感温探头321、以及与感温探头321相连的导电引脚322。在使用中感温探头321用于感测温度产生感测信号，导电引脚322用于与电路20电连接，进而电路20可通过导电引脚322获取感温探头321的感测结果。当然基于通常的实施，导电引脚322的数量为2个，其中一个作为正端、另一个作为负端。

在优选的实施中，温度传感器32的导电引脚322在图中呈细长的电引线的形式，大约具有0.3mm的外径。

在优选的实施中，温度传感器32是热敏电阻式的温度传感器，例如PT1000、或者PTC(正向温度系数)传感器、或者NTC(负向温度系数)传感器等。或者在又一些变化的实施中，温度传感器32是热电偶。

进一步根据图中所示，温度传感器32的感温探头321被容纳于中空腔体313内，导电引脚322由中空腔体313内贯穿至开口312外，进而对于与电路20连接是便利的。在优选的实施中，温度传感器32的感温探头321大概是球形或椭球形的形状，并具有大约1～1.5mm的外径，例如1.3mm的外径。

进一步根据图4所示的优选实施例，中空腔体313靠近前端310的端部与前端310的距离d1，大约为发热体31总长度的1/3～1/2之间。在实施中，距离d1大约为4～10mm；或者在一个具体的实施中，距离d1为5.5mm。在实施中，使温度传感器32的感温探头321基本是位于中空腔体313靠近前端310的端部附近，此区段是发热体31在感应发热中相对的最高温度的区域，对应地使温度传感器32的感温探头321在该区域内感测发热体31的温度，结果是有利的。

进一步根据图4所示的优选实施例，中空腔体313沿发热体31的轴向延伸的长度2约为发热体31总长度的1/2～2/3之间。在一个实施中，中空腔体313的延伸长度d2，大约为8～15mm；或者在一个具体的实施中，距离d2为11mm。

进一步参见图3和图4所示，加热器30还包括导热体33。

导热体33位于发热体31的中空腔体313内，大体上是细长的杆状或棒状；并围绕和保持温度传感器32。在实施中，该导热体33一方面主要是填满并消除温度传感器32的感温探头321与发热体31之间的缝隙或空隙，使温度传感器32的感温探头321与发热体31之间是稳定导热的，避免它们之间存在缝隙或空隙等影响温度的准确监测。又一方面，导热体33还用于对温度传感器32提供保持，使温度传感器32位于中空腔体313的部分能稳定保持，不会松动影响测温准确性或从中空腔体313内掉出。

在一些常规的实施中，导热体33是通常的导热和绝缘的材料，例如无机氧化物、陶瓷、有机聚合物等。

在又一个更加优选的实施中，导热体33是由胶状或膏状的材料前体注入发热体31内固化形成的。在一个实施例中，该胶状或膏状的材料前体例如环氧树脂胶或者水玻璃胶等。或者在又一个变化的实施中，该胶状或膏状的材料前体是购买自株洲世林聚合物有限公司的耐高温无机胶产品，根据产品说明书描述成分包括：水玻璃主料、填料为氧化镁和氧化铝、交联剂聚丙烯酸、以及固化剂磷酸硅。例如图5中示出了一个实施例中，通过注射设备C将胶状或膏状的材料前体33a通过开口312注入至发热体31的中空腔体313内，使材料前体33a尽可能均匀地填满温度传感器32与发热体31之间的缝隙；待胶状或膏状的材料前体33a固化后即可形成固相的导热体33，如图3所示。或者打胶固化的导热体33内还可以掺杂提升导热率的粉末，例如碳化硅等高导热材料。

进一步根据图3和图4所示的实施例，导热体33在中空腔体313内包围温度传感器32的感温探头321；并且温度传感器32的导电引脚322是由导热体33贯穿至末端311外的。

Claims (10)

1.一种加热器，其特征在于，所述加热器包括：发热体和温度传感器；所述温度传感器包含：感温探头和导电引脚；

其中，所述发热体具有的中空腔体；

所述感温探头容纳于所述发热体的中空腔体内，所述导电引脚与所述感温探头连接，且至少部分由所述中空腔体内延伸至所述发热体外；

所述发热体的中空腔体内设置有围绕所述温度传感器的导热体。

2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述导热体还被配置为至少部分对所述温度传感器提供保持。

3.根据权利要求1或2所述的加热器，其特征在于，所述发热体包含具有尖端的前端以及与所述前端相对的末端；

所述感温探头沿所述发热体的轴向方向与所述前端的距离为所述发热体的轴向延伸长度的三分之一到二分之一；和/或，所述中空腔体的前端距离所述发热体的前端距离为所述发热体的轴向延伸长度的三分之一到二分之一。

4.根据权利要求1或2所述的加热器，其特征在于，所述中空腔体具有形成于所述发热体的末端的开口。

5.根据权利要求4所述的加热器，其特征在于，所述导电引脚通过所述开口延伸至所述发热体外。

6.根据权利要求1或2所述的加热器，其特征在于，所述发热体上形成有沿径向向外延伸的基座。

7.根据权利要求1或2所述的加热器，其特征在于，所述发热体为电阻发热体或感应发热体。

8.一种气溶胶产生装置，其特征在于，其包含权利要求1-2任一项所述的加热器。

9.权利要求1所述的加热器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、制作具有中空腔体的发热体；

步骤B、将感温探头容纳于所述发热体的中空腔体内，所述导电引脚与所述感温探头连接，且至少部分由所述中空腔体内延伸至所述发热体外；

步骤C、将所述发热体的中空腔体内填充围绕所述温度传感器的导热体。

10.权利要求9所述的加热器的制作方法，其特征在于，步骤C中，通过注射设备将胶状或膏状的材料前体注入至发热体的中空腔体内，使材料前体填满温度传感器与发热体之间的缝隙；待胶状或膏状的材料前体固化后即可形成固相的导热体。

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