CN114468374A - 一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，涉及气溶胶生成技术领域，包括气溶胶生成装置和气溶胶生成制件，气溶胶生成装置上设置有工作腔，气溶胶生成制件包括气溶胶生成基材，气溶胶生成基材中设置有感受器，工作腔侧壁设置有分布式极板，分布式极板包括阳极板和阴极板，气溶胶生成装置内设置有电源以及控制器，使得当气溶胶生成基材插入至工作腔内时，控制器控制电源形成交流电为阳极板和阴极板进行供电，形成交变电场介电加热感受器。本发明结构简单，采用介电加热的方式替代电阻加热方式，可以有效对整个气溶胶生成基材的内外进行加热产生气溶胶，且分布式设置的极板可以进一步促进介电加热过程中的均匀热分布。
Description
技术领域
本发明涉及气溶胶生成技术领域，
尤其是，本发明涉及一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构。
背景技术
随着香烟生产技术的日益发展，香烟种类和外观也更加多元化，有着独特外形的香烟更易受到人们的喜爱，所以需要对烟支进行加热，对不通过燃烧香烟来而是通过对香烟中的气溶胶生成物质进行加热来生成蒸气的气溶胶生成装置的需求日益增加。因此，对加热型香烟和加热型气溶胶生成装置的研究正在活跃进行。
现有的气溶胶生成大多数采用热传导材料形成的片状件在气溶胶生成制件的外部进行均匀地加热来生成气溶胶，例如中国专利发明专利CN112423608A公开了一种气溶胶生成制件，所述气溶胶生成制件包括：气溶胶生成部，所述气溶胶生成部包括不包含尼古丁的第一气溶胶生成物质；烟草填充部，所述烟草填充部设置成与所述气溶胶生成部的端部相邻，并且所述烟草填充部包括包含有尼古丁的第二气溶胶生成物质；冷却部，所述冷却部设置成与所述烟草填充部的端部相邻，并且所述冷却部构造成对气溶胶进行冷却；以及烟嘴，所述烟嘴设置成与所述冷却部的端部相邻。
但是上述气溶胶生成制件即气溶胶生成方法依然存在以下问题：加热方式依然采用电阻加热元件，导致只能为气溶胶生成制件外侧进行加热但内侧加热效果差，造成整个气溶胶生成制件加热不均匀，生成气溶胶质量差，抽吸者抽吸体验差。
因此为了解决上述问题，设计一种合理高效的具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构对我们来说是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，采用介电加热的方式替代电阻加热方式，可以有效对整个气溶胶生成基材的内外进行加热产生气溶胶，且分布式设置的极板可以进一步促进介电加热过程中的均匀热分布的具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，包括气溶胶生成装置和气溶胶生成制件，所述气溶胶生成装置上设置有工作腔，所述气溶胶生成制件包括气溶胶生成基材，所述气溶胶生成基材中设置有感受器，所述工作腔侧壁设置有分布式极板，所述分布式极板包括至少一个阳极板和至少一个阴极板，所述气溶胶生成装置内设置有用于与所述阳极板和阴极板电连接的电源以及用于与所述电源电连接的控制器，使得当所述气溶胶生成基材插入至所述工作腔内时，所述控制器控制所述电源形成交流电为所述阳极板和阴极板进行供电，从而在所述阳极板和阴极板之间形成交变电场介电加热所述感受器。
作为本发明的优选，所述气溶胶生成制件还包括过滤嘴和设置于所述过滤嘴和所述气溶胶生成基材之间的中空乙酸酯管。
作为本发明的优选，所述气溶胶生成装置侧壁设置有用于与所述工作腔连通的通孔。
作为本发明的优选，多个所述阳极板和阴极板均匀分布在所述工作腔内壁，且任一所述阳极板两侧均设置有一个所述阴极板。
作为本发明的优选，所述阳极板和阴极板均为长条状件，且所述阳极板和阴极板的延伸方向均与所述工作腔轴心线平行设置。
作为本发明的优选，所述分布式极板包括若干个极板层，每一个极板层包括若干交替设置的阳极板和阴极板，且每一个极板层形成一个圆环设置于所述工作腔内侧。
作为本发明的优选，所述气溶胶生成制件外侧设置有包裹层。
作为本发明的优选，所述气溶胶生成装置侧壁设置有与所述控制器电连接的开关。
作为本发明的优选，所述控制器控制所述电源形成交流电的频率不低于2MHz。
作为本发明的优选，所述感受器为若干个表面设置有开孔的颗粒球状件。
本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的有益效果在于：结构简单，采用介电加热的方式替代电阻加热方式，可以有效对整个气溶胶生成基材的内外进行加热产生气溶胶，且分布式设置的极板可以进一步促进介电加热过程中的均匀热分布。
附图说明
图1为本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的一个实施例的整体结构的立体示意图；
图2为本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的一个实施例的整体结构的主视剖视示意图；
图3为本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的一个实施例中的分布式极板分布于气溶胶生成制件外侧的立体结构示意图；
图4为本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的另一个实施例中的分布式极板分布于气溶胶生成制件外侧的主视示意图；
图5为本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的又一个实施例中的分布式极板分布于气溶胶生成制件外侧的主视示意图；
图中：1、气溶胶生成装置，11、工作腔，12、分布式极板，121、阳极板，122、阴极板，13、电源，14、控制器，15、通孔，16、开关，2、气溶胶生成制件，21、过滤嘴，22、气溶胶生成基材，23、感受器，24、中空乙酸酯管。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
实施例一：如图1至3所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，包括气溶胶生成装置1和气溶胶生成制件2，所述气溶胶生成装置1上设置有工作腔11，所述气溶胶生成制件2包括气溶胶生成基材22，所述气溶胶生成基材22中设置有感受器23，所述工作腔11侧壁设置有分布式极板12，所述分布式极板12包括至少一个阳极板121和至少一个阴极板122，所述气溶胶生成装置1内设置有用于与所述阳极板121和阴极板122电连接的电源13以及用于与所述电源13电连接的控制器14，使得当所述气溶胶生成基材22插入至所述工作腔11内时，所述控制器14控制所述电源13形成交流电为所述阳极板121和阴极板122进行供电，从而在所述阳极板121和阴极板122之间形成交变电场介电加热所述感受器23。
在本发明中，将气溶胶生成制件2靠近气溶胶生成基材22，的一端插入至气溶胶生成装置1的工作腔11内，在工作腔11内分布式极板12中阳极板121和阴极板122分别连接至电源13的正极和负极，然后通过控制器14控制所述电源13形成交流电，使得所述阳极板121和阴极板122之间形成交变电场介电加热所述感受器23，感受器介质中的电偶极子沿电场方向剧烈旋转振动，分子相互之间的摩擦产生热量，进而加热所述气溶胶生成基材22产生气溶胶；由于感受器23设置于气溶胶生成基材22中，相当于从内部为气溶胶生成基材22中进行均匀加热。
而且在本实施例中，分布式极板12包括至少一个阳极板121和至少一个阴极板122，一般来说，多个所述阳极板121和阴极板122均匀分布在所述工作腔11内壁，且任一所述阳极板121两侧均设置有一个所述阴极板122，也就是阳极板121和阴极板122间隔设置在工作腔11内壁，使得对感受器23介质的加热效果更均匀，进一步促进均匀热分布。
另外，所述气溶胶生成制件2还包括过滤嘴21和设置于所述过滤嘴21和所述气溶胶生成基材22之间的中空乙酸酯管24，以及所述气溶胶生成装置1侧壁设置有用于与所述工作腔11连通的通孔15。
这样，在抽吸者对着气溶胶生成制件2的聚合物质件的过滤嘴21进行吸气，以经由通孔15将气流吸入至工作腔11中，气流然后流入气溶胶形成基,22与感受器23介质的混合物，在该处形成气溶胶并被夹带在气流中，最后，气流和气溶胶流过中空乙酸酯管24和聚合物过滤嘴21，以递送至抽吸者口中。
在本实施例中，所述控制器14控制所述电源13形成交流电的频率不低于2MHz。高频振荡电流的频率范围可以为2MHz至2.5GHz，可以选择2MHz至300MHz的较常规频率，也可以选择为500MHz至1GHz的非常规频率，这样在阳极板121和阴极板122之间形成高频震荡电场，分布式极板12和感受器23介质之间不需要建立直接连接或电连接就可以进行高效率加热。
控制器14可以为微处理器，其可以为可编程微处理器；控制器14可以包括其他电子部件；控制器14可以被配置为调节到介电加热器的电力供应；电力可以在装置激活之后连续地供应给介电加热器，或者可以诸如以逐口抽吸为基础间歇性地供应；电力可以以电流脉冲的形式供应给介电加热器。
电源13可以是电池；作为替代，电源13可以是另一种形式的电荷存储装置，诸如电容器；电源13也可能需要充电，并且可具有允许为一次或多次抽吸存储足够能量的容量；例如，电源13可以具有足够的容量以允许连续生成气溶胶约六分钟的时间或六分钟的倍数的时间。甚至电源13可以具有足够的容量以允许感应加热器的预先确定次数的抽吸或离散激活。
本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的结构简单，采用介电加热的方式替代电阻加热方式，可以有效对整个气溶胶生成基材的内外进行加热产生气溶胶，且分布式设置的极板可以进一步促进介电加热过程中的均匀热分布。
实施例二，如图1至3所示，仅为本发明的其中一个实施例，在实施例一的基础上，本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构中，所述气溶胶生成制件2外侧设置有包裹层，包裹层可以是软质件，可以防止气溶胶生成制件2外侧与分布式极板12之间发生摩擦损坏。
而且，所述气溶胶生成装置1侧壁设置有与所述控制器14电连接的开关16。可以通过在使用者抽吸时按下开关16来触发感应加热器。
在本实施例中，“感受器”实质是感受器介质，是指当经受变化的电场时变热的物质，这可以使得感受器23介质中电偶极子沿电场方向剧烈旋转振动，从而产生分子相互之间的摩擦产生热量的结果。在使用期间，感受器23介质位于气溶胶生成装置1的工作腔11中与气溶胶生成基材22以物理方式复合在一起。以这种方式，在使用期间由介电加热所述气溶胶生成基材22，使得形成气溶胶以供抽吸。
当然，感受器介质可以是实心的、中空的或多孔的；感受器介质可以是固体、液体、固液混合物中的任意一种的。
也就是说，感受器23介质可以由能够被介电加热到足以雾化所述气溶胶生成基材22的温度的任何材料形成，用于感受器23介质的合适材料包括水、醇类、金属氧化物和各种无机盐，其中例如二氧化钡和铁氧体均可。或者可以选择感受器介质为水或醇类，可以加热其达到或超过250摄氏度的温度。
更甚至，所述感受器23为若干个表面设置有开孔的颗粒球状件。当所述感受器23介质为固体颗粒时，每个固体颗粒的粒径范围为10微米至200微米（可以进一步选择15微米约100微米，最优情况下可以选择15微米至25微米的粒径），且每个颗粒上可以设置10至1000个微孔，每个微孔的孔径范围为10纳米至10微米。
最后，气溶胶生成装置1的壳体可以由非极性材料制成，使得在壳体中不产生介电损耗。换句话说，壳体可以由非感受器介质材料(例如无极性的非感受器材料)制成。还有，壳体1与分布式极板12之间的部分也可以由非极性材料制成。
实施例三，如图3至5所示，仅为本发明的其中一个实施例，在上述任一实施例的基础上，本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构中，所述分布式极板12是实心片状加热极板，其在所述工作腔11的的内侧面沿工作腔11的轴向和周向均匀排布，被配置为包络在所述工作腔11中的所述气溶胶生成制件2周围。
在这里，所述分布式极板12由多个片状极板阵列而成，围绕所述工作腔11的至少一部分布置并且具有实心片状结构的分布式极板12。且分布式极板12可以具有任何合适的横截面。例如，分布式极板12的各个极板可分别具有正方形、椭圆形、矩形、三角形、五边形、六边形或类似的横截面形状。
当然，分布式极板12最少为一对（阳极板121和阴极板122），也可以为大于二的任意数量对，但至少保证阳极板121和阴极板122各有一个，而且需要注意的是，阴阳极的数量不必相同。
一种情况下，所述阳极板121和阴极板122均为长条状件，且所述阳极板121和阴极板122的延伸方向均与所述工作腔11轴心线平行设置，如图3所示；
另一种情况下，所述分布式极板12包括若干个极板层，每一个极板层包括若干交替设置的阳极板121和阴极板122，且每一个极板层形成一个圆环设置于所述工作腔11内侧，如图4所示，这样阳极板121与阴极板122相互交错的阵列布置于气溶胶生成制件2的外周，每个阳极板121外围均有4个阴极板122和4个阳极板121，使感受器23介质处的电场强度更加均匀；
又一种情况下，与图4大部分相同，但是唯一区别在于，不同极板层的极板可以偏移半个极板宽度左右的距离，如图5所示；同样可以使得感受器23介质处的电场强度更加均匀。
本发明一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构的结构简单，采用介电加热的方式替代电阻加热方式，可以有效对整个气溶胶生成基材的内外进行加热产生气溶胶，且分布式设置的极板可以进一步促进介电加热过程中的均匀热分布。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：包括气溶胶生成装置（1）和气溶胶生成制件（2），所述气溶胶生成装置（1）上设置有工作腔（11），所述气溶胶生成制件（2）包括气溶胶生成基材（22），所述气溶胶生成基材（22）中设置有感受器（23），所述工作腔（11）侧壁设置有分布式极板（12），所述分布式极板（12）包括至少一个阳极板（121）和至少一个阴极板（122），所述气溶胶生成装置（1）内设置有用于与所述阳极板（121）和阴极板（122）电连接的电源（13）以及用于与所述电源（13）电连接的控制器（14），使得当所述气溶胶生成基材（22）插入至所述工作腔（11）内时，所述控制器（14）控制所述电源（13）形成交流电为所述阳极板（121）和阴极板（122）进行供电，从而在所述阳极板（121）和阴极板（122）之间形成交变电场介电加热所述感受器（23）。
2.根据权利要求1所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述气溶胶生成制件（2）还包括过滤嘴（21）和设置于所述过滤嘴（21）和所述气溶胶生成基材（22）之间的中空乙酸酯管（24）。
3.根据权利要求1所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述气溶胶生成装置（1）侧壁设置有用于与所述工作腔（11）连通的通孔（15）。
4.根据权利要求1所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：多个所述阳极板（121）和阴极板（122）均匀分布在所述工作腔（11）内壁，且任一所述阳极板（121）两侧均设置有一个所述阴极板（122）。
5.根据权利要求4所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述阳极板（121）和阴极板（122）均为长条状件，且所述阳极板（121）和阴极板（122）的延伸方向均与所述工作腔（11）轴心线平行设置。
6.根据权利要求4所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述分布式极板（12）包括若干个极板层，每一个极板层包括若干交替设置的阳极板（121）和阴极板（122），且每一个极板层形成一个圆环设置于所述工作腔（11）内侧。
7.根据权利要求1所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述气溶胶生成制件（2）外侧设置有包裹层。
8.根据权利要求1所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述气溶胶生成装置（1）侧壁设置有与所述控制器（14）电连接的开关（16）。
9.根据权利要求1所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述控制器（14）控制所述电源（13）形成交流电的频率不低于2MHz。
10.根据权利要求1所述的一种具有分布式极板的介电加热气溶胶生成结构，其特征在于：所述感受器（23）为若干个表面设置有开孔的颗粒球状件。
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