CN114794555A - 超声雾化芯及电子雾化器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声雾化芯及电子雾化器，超声雾化芯包括：超声雾化件，其一表面向内凹陷形成具有聚焦功能的雾化腔；供液层，覆盖雾化腔的腔壁，供液层背向腔壁的表面形成具有一级雾化功能的雾化面；其中，雾化腔聚焦后的超声波能够形成具有二级雾化功能的雾化区域，雾化区域位于由雾化面一级雾化生成的气溶胶的流经路径上。上述超声雾化芯可对粒径较大的气溶胶颗粒进行二次雾化，从而实现了雾化介质的有效雾化，有效控制了雾化产生的气溶胶颗粒的粒径大小，因此气溶胶的口感更加细腻，提高了设有该超声雾化件的电子雾化器的使用体验。

Description

超声雾化芯及电子雾化器

技术领域

本发明涉及雾化技术领域，特别涉及一种超声雾化芯及电子雾化器。

背景技术

气溶胶是一种由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，由于气溶胶可通过呼吸系统被人体吸收，为用户提供一种新型的替代吸收方式。雾化器是指将存储的可雾化的介质通过加热或超声等方式形成气溶胶的装置。可雾化的介质包括含有尼古丁(烟碱)的烟油、医疗药物、护肤乳液等，将这些介质雾化，可为用户递送可供吸入的气溶胶，替代常规的产品形态及吸收方式。

现有的大多数雾化器的雾化介质通常以热沸腾雾化的方式生成气溶胶，但雾化过程中常常导致较高的局部温度而导致雾化介质裂解形成有害物质，压电超声雾化技术作为一种纯物理声波振荡雾化形式，虽然可避免因高温导致有害物质的产生，但是现有的超声雾化技术的雾化效率有限，且生成的气溶胶颗粒的粒径较大，难以满足雾化器的要求。

发明内容

基于此，有必要针对超声雾化技术的雾化效率有限的问题，提供一种超声雾化芯及电子雾化器，该超声雾化芯及电子雾化器可以达到有效提高雾化效果技术效果。

根据本申请的一个方面，提供一种超声雾化芯，包括：

超声雾化件，其一表面向内凹陷形成具有聚焦功能的雾化腔；及

供液层，覆盖所述雾化腔的腔壁，所述供液层背向所述腔壁的表面形成具有一级雾化功能的雾化面；

其中，所述雾化腔聚焦后的超声波能够形成具有二级雾化功能的雾化区域，所述雾化区域位于由所述雾化面一级雾化生成的气溶胶的流经路径上。

在其中一个实施例中，所述超声雾化件呈球冠形，所述雾化腔的腔壁为球冠面。

在其中一个实施例中，在所述腔壁的厚度方向上，所述超声雾化件包括依次层叠设置的内导电层、雾化本体以及外导电层，所述内导电层部分覆盖所述雾化本体靠近所述供液层的一侧表面，所述外导电层部分覆盖所述雾化本体背向所述供液层的一侧表面。

在其中一个实施例中，所述超声雾化件还包括内层导电电极，所述内层导电电极的一端电性连接于所述内导电层，所述内层导电电极的另一端通过所述雾化腔的开口端弯折延伸至所述雾化腔外。

在其中一个实施例中，所述超声雾化件还包括保护层，所述保护层覆盖所述第一导电层背向所述雾化本体的一侧表面和所述雾化本体外露于所述内导电层的一侧表面。

在其中一个实施例中，所述超声雾化芯还包括限位层，所述限位层覆盖所述供液层背向所述雾化腔的腔壁的一侧表面，并向所述供液层施加朝向所述雾化腔的腔壁的压力，所述限位层开设有多个允许气溶胶流过的连通口。

在其中一个实施例中，所述超声雾化件开设安装孔，所述安装孔连通所述雾化腔的腔壁和所述超声雾化件的外壁，所述超声雾化件还包括导液件，所述导液件的一端穿过所述安装孔接触所述供液层。

在其中一个实施例中，所述超声雾化芯还包括预热组件，所述预热组件的一端插设于所述安装孔，所述预热组件开设连通所述安装孔的预热通道，所述导液件的一端穿过所述预热通道，所述预热组件用于加热所述导液件中的雾化介质。

在其中一个实施例中，所述预热组件为金属发热管；或

所述预热组件包括预热管及发热层，所述预热管的一端插设于所述安装孔，所述发热层包覆于所述预热管的外壁或内壁或嵌设于所述预热管内。

在其中一个实施例中，所述雾化区域具有声场聚焦区，所述超声雾化芯还包括引导件，所述引导件罩设于所述雾化腔的开口端，所述引导件开设有出雾口，所述出雾口位于所述声场聚焦区。

根据本申请的一个方面，提供一种电子雾化装置，包括上述的超声雾化芯，所述电子雾化装置还包括主机身及电池组件，所述超声雾化芯及所述电池组件安装于所述主机身内，所述电池组件为所述超声雾化芯供电。

上述超声雾化芯可对粒径较大的气溶胶颗粒进行二次雾化，从而实现了雾化介质的有效雾化，有效控制了雾化产生的气溶胶颗粒的粒径大小，因此气溶胶的口感更加细腻，提高了设有该超声雾化件的电子雾化器的使用体验。

附图说明

图1为本发明一实施例的超声雾化芯的结构示意图；

图2为图1所示超声雾化芯的A-A向的剖视图；

图3为图1所示超声雾化芯的分解示意图；

图4为图1所示超声雾化芯的俯视图。

附图标号说明：

100、超声雾化芯；20、超声雾化件；21、雾化腔；21a、雾化区域；22、内导电层；23、雾化本体；24、外导电层；25、保护层；26、固定件；40、供液层；40a、雾化面；60、限位层；70、导液件；80、预热组件；81、预热管；83、绝缘层；85、发热层。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

正如背景技术中所述，以热沸腾雾化的方式产生气溶胶，雾化面的局部温度可能高达350℃，高温将导致雾化介质的成分局部裂解，形成醛、酮、腈等致癌有害物质，特别是在供液不足时，雾化面的局部温度更高，造成的危害性更大。而现有的超声雾化技术虽然不会因高温产生有害物质，但雾化效果有限，更无法对高粘度液体(≥10cp)完成有效雾化，并且超声雾化产生的气溶胶颗粒的粒径的中位数通常≥5μm。而对于生成气溶胶供人吸食的电子雾化器而言，雾化介质的粘度通常在300cp左右，且为了保证良好的抽吸口感，气溶胶颗粒的粒径要求在0.5μm-3μm之间。因此，现有的超声雾化技术难以满足电子雾化器的要求。

如图1至图4所示，为了实现对雾化介质的有效雾化，并控制雾化生成的气溶胶的粒径，本申请提供了一种电子雾化器(图未示)，包括主机身及收容于主机身内的超声雾化芯100和电源组件，超声雾化芯100和电源组件电性连接，主机身内还设有用于储存液态的雾化介质的储液腔，储液腔用于为超声雾化芯100提供雾化介质。超声雾化芯100可在电源组件的电能作用下产生超声波对雾化介质进行雾化，雾化后的雾化介质生成气溶胶以供使用者吸食。

可以理解，本申请的电子雾化器不仅可用于雾化高粘度的雾化介质，还可以用于雾化低粘度的雾化介质，例如草本提取液、药物等。

请继续参阅图1至图4，超声雾化芯100包括超声雾化件20及供液层40，超声雾化件20与电源组件电性连接，供液层40覆盖于超声雾化件20的一侧表面。超声雾化件20能够在电源组件的电能作用下以特定的频率震动而产生超声波，超声波可对供液层40表面的雾化介质进行雾化以生成气溶胶。

具体地，超声雾化件20的一表面向内凹陷形成具有聚焦功能的雾化腔21，供液层40覆盖雾化腔21的腔壁，供液层40背向腔壁的表面形成具有一级雾化功能的雾化面40a。雾化腔21聚焦后的超声波能够形成具有二级雾化功能的雾化区域，雾化区域位于由雾化面40a一级雾化生成的气溶胶的流经路径上。雾化区域21a的中心位置具有声场聚焦区，声场聚焦区的声场场强大于雾化腔21其余位置的声场场强。

当超声雾化件20在电能作用下产生超声波时，雾化面40a的雾化介质可在超声波的作用下雾化生成粒径较大的气溶胶颗粒。雾化面40a生成的气溶胶颗粒通过雾化腔21的开口端的雾化区域21a时，雾化区域21a作为声场的聚焦区域具有较大的能量，因此可对气溶胶颗粒进行二次雾化，从而使流出雾化腔21的气溶胶颗粒具有较小的粒径。由此可见，上述超声雾化件20可对粒径较大的气溶胶颗粒进行二次雾化，从而实现了雾化介质的有效雾化，有效控制了雾化产生的气溶胶颗粒的粒径大小，因此气溶胶的口感更加细腻，提高了设有该超声雾化件20的电子雾化器的使用体验。

作为一较佳的实施方式，超声雾化件20属于一虚拟空心球体的一部分而呈球冠形，雾化腔21的腔壁属于一虚拟球面的一部分而为球冠面，因此具有良好的聚焦效果。可以理解，基于雾化腔21的腔壁的形状的不同，声场聚焦区的形状及范围也不同，可根据需要设置以满足不同的雾化要求，具体在一实施例中，声场聚焦区为一个具有最大声场强度的焦点。

具体在一些实施例中，在腔壁的厚度方向上，超声雾化件20包括依次层叠设置的内导电层22、雾化本体23以及外导电层24，电源组件提供的电流通过内导电层22和外导电层24加载于超声雾化件20的相对两侧表面，以使超声雾化件20以特定频率振动。

具体地，雾化本体23呈球冠形。具体在一实施例中，雾化本体23呈半球形，即雾化本体23形成的球冠形的高等于其所属虚拟空心球体的半径。而在另一实施例中，雾化本体23形成的球冠形的高小于其所属虚拟空心球体的半径。

作为一较佳的实施方式，雾化本体23的开口端的半径为5mm-30mm，雾化本体23的厚度为0.3mm-2mm，雾化本体23由陶瓷材料形成，雾化本体23的谐振频率为50KHZ-3MHz。可以理解，雾化本体23的形状和尺寸不限于此，可根据需要设置以满足不同要求。

内导电层22呈形状与雾化本体23相似的球冠形，内导电层22部分覆盖雾化本体23靠近供液层40的一侧表面，优选位于雾化本体23远离雾化腔21的开口端的底部。外导电层24也呈形状与雾化本体23相似的球冠形，外导电层24部分覆盖雾化本体23的外表面，优选位于雾化本体23远离雾化腔21的开口端的底部。具体地，内导电层22和外导电层24由印刷的方式形成于雾化本体23上，内导电层22和外导电层24的厚度可为1μm-100μm，内导电层22和外导电层24可以由金、银铂、钯、镍中的一种或多种混合形成。

作为一较佳的实施方式，可对内导电层22背向雾化本体23的一侧表面和外导电层24背向雾化本体23的一侧表面进行防腐处理，以防止内导电层22和外导电层24被雾化介质腐蚀。

进一步地，超声雾化件20还包括内层导电电极和外层导电电极(图未示)，内导电层22通过内层导电电极与电源组件电性连接，外导电层24通过外层导电电极与电源组件电性连接。

具体地，内层导电电极的一端电性连接于内导电层22，内层导电电极的另一端通过雾化腔21的开口端弯折延伸至雾化腔21外，并通过电极引线或弹针与主机身电性连接，且内层导电电极的成分与内导电层22的成分一致。外层导电电极的一端电性连接于外导电层24，外层导电电极的另一端则通过电极引线或弹针与主机身电性连接，且外层导电电极的成分与外导电层23的成分一致。如此，通过设置弯折延伸的内层导电电极，可使内导电层22方便地与电源组件电性连接，提高了连接稳定性。

在一些实施例中，超声雾化件20还包括保护层25，保护层25覆盖内导电层22背向雾化本体23的一侧表面和雾化本体23外露于内导电层22的一侧表面，以避免内导电层22和雾化本体23分别与雾化介质直接接触而引发短路现象，同时防止内导电层22和雾化本体23污染雾化介质，保护层25背向雾化本体23的一侧表面则形成雾化腔21的腔壁。

具体在一实施例中，保护层25由无机釉材料形成，保护层25的厚度为10μm-50μm，且保护层25的表面具有凹凸微纳结构以具有疏水性。可以理解，形成保护层25的材料不限于此，可根据需要设置以满足不同防护要求。

供液层40覆盖保护层25远离雾化本体23的一侧表面而呈形状与雾化本体23相似的球冠形，供液层40由有机棉等具有较强吸附能力的材料形成，用于吸收并储存雾化介质。如此，超声雾化件20产生的超声波可导致供液层40表面的雾化介质雾化形成气溶胶。

进一步地，超声雾化芯100还包括限位层60，限位层60覆盖供液层40背向雾化腔21的腔壁的一侧，并向供液层40施加朝向雾化腔21的腔壁的压力，限位层60开设有多个连通供液层40的连通口。如此，供液层40紧密贴附于雾化腔21的腔壁，从而保证了能量传递效率，雾化面40a上生成的气溶胶可通过连通口顺利流出。具体在一实施例中，限位层60由网状结构形成。

作为一较佳的实施方式，限位层60由金属等导电材料形成，因此可对限位层60施加电流以使限位层60升温，进而加热雾化面40a上生成的气溶胶，以使气溶胶具有理想的温度。

在一些实施例中，超声雾化件20远离开口端的一端底部的中心位置沿厚度方向贯穿开设一安装孔20a，安装孔20a的半径为0.1mm-10mm。超声雾化芯100还包括导液件70，导液件70的一端穿过安装孔20a接触供液层40，导液件70的另一端伸入的储液腔的底部。如此，导液件70的一端吸收储液腔中的雾化介质，雾化介质因毛细作用沿导液件70进入供液层40中。可以理解，形成导液件70的材料不限，在一些实施例中，可由有机棉、无机纤维、无纺布中的一者或多者制成。

利用上述导液件70对供液层40进行导液，具有较高的导液稳定性，雾化介质从供液层40的中心位置向四周扩散，可避免雾化介质集中堆积，实现了雾化介质在雾化面40a上的薄层分布，保证了雾化过程的顺畅进行。

在一些实施例中，超声雾化芯100还包括预热组件80，预热组件80设于超声雾化件20的一端，预热组件80能够迅速升温以对导液件70中的雾化介质进行即时预热，通过预热组件80的预热作用，可以使得雾化介质的粘度适当降低，从而增加雾化介质的流动性，使得雾化介质更加容易进入供液层40中，并在超声波的作用下快速雾化形成气溶胶，从而进一步提高了电子雾化器对于高粘度的雾化介质的雾化效率和可靠性。而且，雾化后的气溶胶更加细腻饱满，具有更好的口感。在本申请中，预热组件80的预热温度为20℃-200℃。

具体地，超声雾化件20的安装孔20a中嵌设有圆环形的固定件26，固定件26由具有一定弹性的硅胶等材料制成。预热组件80的一端插设于安装孔20a，固定件26环绕预热组件80以封闭安装孔20a的孔壁与预热组件80之间的间隙，从而使预热组件80相对超声雾化件20固定，同时防止雾化介质从安装孔20a的孔壁和预热组件80之间泄漏，预热组件80的另一端则伸入储液腔的顶部。预热组件80开设连通储液腔和安装孔20a的预热通道，导液件70伸出储液腔的一端穿过预热通道接触供液层40。如此，预热组件80可对经过导液件70的雾化介质进行加热，同时对超声雾化件20起到支撑作用，还可对导液件70起到容纳及限位作用。

具体在一实施例中，预热组件80为与电源组件电性连接的金属发热管，金属发热管是由金属材料形成的中空的管状结构，金属发热管可在电能作用下迅速发热以实现预热功能。

具体在另一实施例中，预热组件80包括预热管81、绝缘层83以及发热层85。预热管81呈中空的管状结构，预热管81的一端插设于安装孔20a，预热管81的另一端伸入储液腔中。发热层85可由发热膜或发热丝等发热结构形成，发热层85包覆于预热管81的外壁或内壁，绝缘层83位于发热层85和预热管81的外壁或内壁之间以起到绝缘作用。在其他一些实施例中，发热层85也可嵌设于预热管81的侧壁内。

可以理解，预热组件80加热方式不限，加热方式除了电阻加热外，还可采用电磁感应加热、红外辐射加热、微波加热等不同方式。在一些实施例中，也可采用多孔陶瓷管、平面多孔陶瓷结构作为导液件70以同时满足导液和预热功能，只要预热后的雾化介质可以输送至供液层40即可。

在一些实施例中，超声雾化芯100还包括引导件(图未示)，引导件罩设于雾化腔21的开口端，引导件开设有出雾口，出雾口位于声场聚焦区，雾化面40a生成的气溶胶需通过引导件上开设的出雾口流出。如此，在引导件的引导作用下，雾化面40a生成的气溶胶在雾化区域21a的声场聚焦区附近聚集，从而提高二次雾化效率。作为一较佳的实施方式，引导件形成与出雾口连通的引导通道，引导通道的横截面积自远离出雾口的一端至靠近出雾口的一端逐渐减小，因此可避免使气溶胶的流动受阻。

上述超声雾化芯100和电子雾化装置，利用雾化面40a和雾化区域21a对气溶胶颗粒进行两次雾化，因此使流出超声雾化芯100的气溶胶颗粒具有较小的粒径，提升了口感。而且，预热组件80的设置可使经过导液件70的雾化介质迅速升温，因此可提高气溶胶产生的速度，并且使气溶胶流出电子雾化装置时具有适宜的温度同时保证了口感的一致性。此外，相较于现有技术的导液及供液方式，本申请的超声雾化芯100的导液和供液方式具有较高的一致性和稳定性，可有效避免雾化量时大时小的现象，具有较高的雾化效率和较好的口感。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种超声雾化芯，其特征在于，包括：

超声雾化件，其一表面向内凹陷形成具有聚焦功能的雾化腔；及

供液层，覆盖所述雾化腔的腔壁，所述供液层背向所述腔壁的表面形成具有一级雾化功能的雾化面；

其中，所述雾化腔聚焦后的超声波能够形成具有二级雾化功能的雾化区域，所述雾化区域位于由所述雾化面一级雾化生成的气溶胶的流经路径上。

2.根据权利要求1所述的超声雾化芯，其特征在于，所述超声雾化件呈球冠形，所述雾化腔的腔壁为球冠面。

3.根据权利要求1所述的超声雾化件，其特征在于，在所述腔壁的厚度方向上，所述超声雾化件包括依次层叠设置的内导电层、雾化本体以及外导电层，所述内导电层部分覆盖所述雾化本体靠近所述供液层的一侧表面，所述外导电层部分覆盖所述雾化本体背向所述供液层的一侧表面。

4.根据权利要求3所述的超声雾化件，其特征在于，所述超声雾化件还包括内层导电电极，所述内层导电电极的一端电性连接于所述内导电层，所述内层导电电极的另一端通过所述雾化腔的开口端弯折延伸至所述雾化腔外。

5.根据权利要求1所述的超声雾化件，其特征在于，所述超声雾化件还包括保护层，所述保护层覆盖所述第一导电层背向所述雾化本体的一侧表面和所述雾化本体外露于所述内导电层的一侧表面。

6.根据权利要求5所述的超声雾化芯，其特征在于，所述超声雾化芯还包括限位层，所述限位层覆盖所述供液层背向所述雾化腔的腔壁的一侧表面，并向所述供液层施加朝向所述雾化腔的腔壁的压力，所述限位层开设有多个允许气溶胶流过的连通口。

7.根据权利要求1所述的超声雾化芯，其特征在于，所述超声雾化件开设安装孔，所述安装孔连通所述雾化腔的腔壁和所述超声雾化件的外壁，所述超声雾化件还包括导液件，所述导液件的一端穿过所述安装孔接触所述供液层。

8.根据权利要求7所述的超声雾化芯，其特征在于，所述超声雾化芯还包括预热组件，所述预热组件的一端插设于所述安装孔，所述预热组件开设连通所述安装孔的预热通道，所述导液件的一端穿过所述预热通道，所述预热组件用于加热所述导液件中的雾化介质。

9.根据权利要求8所述的超声雾化芯，其特征在于，所述预热组件为金属发热管；或

所述预热组件包括预热管及发热层，所述预热管的一端插设于所述安装孔，所述发热层包覆于所述预热管的外壁或内壁或嵌设于所述预热管内。

10.根据权利要求1所述的超声雾化芯，其特征在于，所述雾化区域具有声场聚焦区，所述超声雾化芯还包括引导件，所述引导件罩设于所述雾化腔的开口端，所述引导件开设有出雾口，所述出雾口位于所述声场聚焦区。

11.一种电子雾化装置，其特征在于，包括如权利要求1至10任意一项所述的超声雾化芯，所述电子雾化装置还包括主机身及电池组件，所述超声雾化芯及所述电池组件安装于所述主机身内，所述电池组件为所述超声雾化芯供电。

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