CN114983030A - 气雾生成装置及用于气雾生成装置的电阻加热器 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种气雾生成装置及用于气雾生成装置的电阻加热器；其中，气雾生成装置被配置为加热气溶胶生成制品以生成供抽吸的气溶胶；包括：腔室，用于接收气溶胶生成制品；电阻加热元件，被配置为加热接收于腔室内的气溶胶生成制品；电阻加热元件包括第一部分和第二部分；第一部分被构造成具有小于第二部分的电阻温度系数。以上气雾生成装置，在加热过程中第二部分的电阻值增加幅度大于第一部分，则在工作中加热元件的温场会逐渐趋向于向第二部分偏移。

Description

气雾生成装置及用于气雾生成装置的电阻加热器

技术领域

本申请实施例涉及加热不燃烧烟具技术领域，尤其涉及一种气雾生成装置及用于气雾生成装置的电阻加热器。

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。在已知的技术中，202010054217.6号专利提出以外套管内封装螺旋发热丝的加热器对烟草产品进行加热生成气溶胶。

发明内容

本申请实施例提供一种气雾生成装置，被配置为加热气溶胶生成制品以生成供抽吸的气溶胶；包括：

腔室，用于接收气溶胶生成制品；

电阻加热元件，被配置为加热接收于所述腔室内的气溶胶生成制品；其特征在于，所述电阻加热元件包括第一部分和第二部分；所述第一部分被构造成具有大于所述第二部分的电阻温度系数。

以上气雾生成装置，在加热过程中第二部分的电阻值增加幅度大于第一部分，则在工作中加热元件的温场会逐渐趋向于向第二部分偏移。

在优选的实施中，所述第一部分的初始电阻值大于所述第二部分的初始电阻值。以上术语初始电阻值，是指电阻加热元件的第一部分和第二部分在未启动加热前的电阻值。在更加优选的实施中，第二部分具有更高的电阻温度系数，进而第二部分的电阻值被配置为能在加热中升高至高于第一部分的电阻值。

在一些实施中，所述电阻加热元件是螺旋线圈的形状或形式。或者在又一些实施中，所述电阻加热元件是结合于衬底上的导电轨迹的形式。或者在又一些实施中，所述电阻加热元件是薄片的基材的形状。

在优选的实施中，所述腔室具有开口，气溶胶生成制品通过该开口可移除地接收所述腔室；

所述第一部分比所述第二部分更靠近所述开口。

在优选的实施中，所述第一部分的长度小于所述第二部分的长度。

在优选的实施中，所述电阻加热元件被构造成螺旋线圈的形式；所述第一部分的绕组或匝数小于所述第二部分的绕组或匝数。

在优选的实施中，还包括：

加热器外壳，被构造成至少部分沿所述腔室的轴向延伸，并具有沿轴向延伸的中空；

所述电阻加热元件被定位于所述中空内，并被构造成沿所述外壳的轴向延伸。

在优选的实施中，还包括：电绝缘衬底；

所述电阻加热元件被构造成结合于所述电绝缘衬底上的导电轨迹的形式。

在优选的实施中，所述电绝缘衬底被构造成至少部分于所述腔室内延伸。

在优选的实施中，所述电绝缘衬底被构造成至少部分围绕所述腔室。

在优选的实施中，所述电阻加热元件被构造成螺旋线圈的形式；所述螺旋线圈的导线材料的截面被构造成沿所述螺旋线圈的轴向方向延伸的长度大于沿径向方向延伸的长度。

在优选的实施中，所述电阻加热元件还包括第三部分；

所述第一部分被定位于所述第三部分和第二部分之间，且所述第一部分具有小于所述第三部分的电阻温度系数。

本申请的又一个实施例还提出一种用于气雾生成装置的电阻加热器，所述电阻加热器包括：

外壳，被构造成销钉或针状；所述外壳具有沿轴向延伸的中空；

电阻加热线圈，位于所述中空内，并被构造成沿所述外壳的轴向延伸；所述电阻加热线圈包括第一部分和第二部分；所述第一部分被构造成具有大于所述第二部分的电阻温度系数。

本申请的又一个实施例还提出一种用于气雾生成装置的电阻加热器，所述电阻加热器包括：

电绝缘衬底；

电阻加热元件，结合于所述电绝缘衬底；所述电阻加热元件包括第一部分和第二部分；所述第一部分被构造成具有大于所述第二部分的电阻温度系数。

在优选的实施中，所述电绝缘衬底的横截面呈圆形；所述电阻加热元件结合于所述电绝缘衬底外并至少部分围绕所述电绝缘衬底。

在优选的实施中，所述电绝缘衬底成销钉或针状。

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是本申请一实施例提供的气雾生成装置的结构示意图；

图2是图1中电阻加热器一个实施例的分解示意图；

图3是图2中电阻加热线圈一个视角的剖面示意图；

图4是又一个实施例的电阻加热线圈的结构示意图；

图5是又一个实施例的电阻加热器的结构示意图；

图6是图1中电阻加热器一个实施例的结构示意图；

图7是又一个实施例的电阻加热线圈的结构示意图。

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。

本申请的一实施例提出一种气雾生成装置，其构造可以参见图1所示，包括：

腔室，气溶胶生成制品A可移除地接收在腔室内；

至少部分在腔室内延伸的电阻加热器30，当气溶胶生成制品A接收在腔室内时插入至气溶胶生成制品A内进行加热，从而使气溶胶生成制品A释放多种挥发性化合物，且这些挥发性化合物仅通过加热处理来形成；

电芯10，用于供电；

电路20，用于在电芯10和电阻加热器30之间引导电流。

在一个优选的实施例中，电阻加热器30大体呈销钉或者针状的形状，进而对于插入至气溶胶生成制品A内是有利的；同时，电阻加热器30可以具有大约12～19毫米的长度，大约2～4毫米的外径尺寸。

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的挥发化合物的含烟草的材料；或者也可以是能够加热之后适合于电加热发烟的非烟草材料。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。

在实施中，电阻加热器30通常可以包括电阻加热元件、以及辅助电阻加热元件固定制备等的辅助基材。例如在一些实施中，电阻加热元件是螺旋线圈的形状或形式。或者在又一些实施中，电阻加热元件是结合于衬底上的导电轨迹的形式。或者在又一些实施中，电阻加热元件是薄片的基材的形状。

进一步图2示出了一个实施例中电阻加热器30的各部分未装配前的分解示意图，包括：

加热器外壳31，被构造成是中空311的销钉或针状的形状，并且前端呈锥形尖端便于插入至气溶胶生成制品A内、后端具有开口便于在其内部装配各功能部件；

电阻加热元件32，用于发热；具体在结构上包括有被构造成沿加热器外壳31的轴向的一部分延伸的螺旋形状的电阻加热线圈320，以及分别连接在电阻加热线圈320的下端的第一导电引脚321、以及连接在电阻加热线圈320上端的第二导电引脚322。在使用中，第一导电引脚321和第二导电引脚322用于对电阻加热线圈320进行供电。

在图2所示的实施中，电阻加热线圈320是被完全装配和保持在加热器外壳31的中空311内的，并且在装配后电阻加热线圈320与加热器外壳31彼此导热的。

进一步在图2所示优选的实施中，电阻加热器30还包括基座或法兰33；在图中该基座或法兰33是陶瓷、PEEK等耐热材料；形状优选是环形。装配中，将加热器外壳31下端通过高温粘胶或模制例如模内注塑等方式固定在基座或法兰33上；进而气雾生成装置可以通过支撑、夹持或保持等方式对基座或法兰33进行固定，进而对电阻加热器30实现稳定安装和保持。当然，在基座或法兰33与加热器外壳31下端装配后，第一导电引脚321和第二导电引脚322由基座或法兰33的中孔贯穿出来，进而便于与电路20连接。

在一个可选的实施中，电阻加热线圈320的材质采用具有适当阻抗的金属材料、金属合金、石墨、碳、导电陶瓷或其它陶瓷材料和金属材料的复合材料。其中，适当的金属或合金材料包括镍、钴、锆、钛、镍合金、钴合金、锆合金、钛合金、镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金、铁铬铝合金、钛合金、铁锰铝基合金或不锈钢等中的至少一种。

加热器外壳31采用耐热并导热的玻璃、陶瓷、金属或合金等的材质制备，例如不锈钢。当然在装配之后，电阻加热线圈320与加热器外壳31的中空311的内壁是抵靠进而相互导热的，同时当加热器外壳31采用金属或合金时，它们之间是相互绝缘的。例如可以通过打胶、表面氧化、喷绝缘层等方式使它们接触的表面之间形成绝缘。

图3示出了图2中电阻加热线圈320一个视角的剖面示意图，电阻加热线圈320的导线材料的截面形状是不同于常规圆形的宽或者扁的形状。在图3所示的优选实施中，电阻加热线圈320的导线材料的截面具有沿纵向延伸的尺寸大于沿垂直于纵向延伸部的径向延伸的尺寸，从而使电阻加热线圈320呈扁的矩形形状。

简单地说，以上构造的电阻加热线圈320与由圆形截面导线形成的常规螺旋状加热线圈相比，导线材料的形式完全地或至少是展平的。因此，导线材料沿着径向方向延伸呈较小的程度。通过这种措施，可以减少电阻加热线圈320中的能量损失。特别地，可以促进热量的传递。

在其他的变化可选实施中，电阻加热线圈320还可以采用常规的截面为圆形的导线材料制备形成的。

在可选的实施中，第一导电引脚321和第二导电引脚322采用低电阻温度系数的材料制备。同时，电阻加热线圈320采用相对大的正向或负向电阻温度系数材料制备，进而在使用中电路20可以通过检测电阻加热线圈320的电阻温度系数进而获取电阻加热线圈320的温度。

在又一个优选的实施中，第一导电引脚321和第二导电引脚322分别采用镍、镍铬合金、镍硅合金、镍铬-考铜、康青铜、铁铬合金等电偶类材料中的两种不同材质制备的。进而在在第一金属材料33a和第二金属材料34a之间形成可用于检测电阻加热线圈320温度的热电偶，进而获取电阻加热线圈320的温度。

进一步图4示出了又一个实施例的电阻加热线圈320a的示意图；电阻加热线圈320a至少包括沿纵向或长度方向相对的第一部分3210a和第二部分3220a；其中，

第一部分3210a和第二部分3220a是分别采用两种材质制备的，而后通过激光焊接等方式连接形成电阻加热线圈320a。

具体在实施中，第一部分3210a具有大于第二部分3220a的初始电阻值。则在供电后的发热过程中，在初始阶段电阻加热线圈320a的温场主要集中在电阻值大的第一部分3210a。

又一个优选的实施中，第一部分3210a具有小于第二部分3220a的电阻温度系数(TCR)。而后随着加热过程中时间逐渐进行，第二部分3220a由于具有更大的TCR使第二部分3220a的电阻值增加幅度大于第一部分3210a，则在工作中电阻加热线圈320a的温场会逐渐趋向于向第二部分3220a的中心偏移。进一步在更加优选的实施中，在加热过程中第二部分3220a的电阻值能升高到高于第一部分3210a的电阻值。

在实施中，第一部分3210a具有大约0.8～1.2欧姆的初始阻值、第二部分3220a具有大约0.2～0.5欧姆的初始阻值。

在实施中，第一部分3210a优选可以采用镍铁、镍铬合金等材质制备，具有大约800～1500ppm/℃的电阻温度系数；第二部分3220a优选可以采用银钯合金、钨等材质制备，具有大约1000～2500ppm/℃的电阻温度系数。

在其他的可选实施中，电阻加热线圈320a还可以包括或具有初始电阻值和/或TCR均不同于上述第一部分3210a和第二部分3220a的第三部分，将电阻加热线圈320a设置为具有3个或更多的区段。

进一步在实施中，第一部分3210a更加靠近加热器外壳31的尖端，则在气溶胶生成制品A整体的加热过程中，可以使气溶胶生成制品A在电阻加热器30前端的部位较快地加热提升出烟速度供用户抽吸；后续温度场逐渐偏移至气溶胶生成制品A毗邻第二部分3220a的部分，使整体出烟均匀并避免将前述最早出烟的部分烤糊。或者可以描述为，以图1所示中腔室是具有开口40的，气溶胶生成制品A通过该开口可移除地接收于腔室内；而第一部分3210a相比更加靠近腔室的开口40，第二部分3220a相比更远离腔室的开口40。

在更加优选的实施中，电阻加热线圈320a具有6～20个绕组或匝数。其中，第一部分3210a具有小于第二部分3220a绕组或匝数或长度。在图4中所示的实施中，第一部分3210a具有4个绕组、以及大于5mm左右的长度；第二部分3220a具有6个绕组、以及大约8mm左右的长度。

图5示出了又一个实施例的电阻加热器30b的结构示意图；该电阻加热器30b整体被构造成管状的形状，进而在使用中通过围绕气溶胶生成制品A并对气溶胶生成制品A从外周进行加热生成气溶胶。根据图5所示，电阻加热器30b包括：

电绝缘衬底31b，该电绝缘衬底31b是通过卷绕、焊接或模具等形成制备的管状形状；在实施中，由该电绝缘衬底31b的管状内部中空形成用于接收气溶胶生成制品A的腔室。

形成或结合于电绝缘衬底31b上的电阻加热元件32b；在一些实施中，电阻加热元件32b是截面为上述扁形的导线材料构造制备的螺旋线圈；或者在又一些可选的实施中，电阻加热元件32b是通过印刷、沉积等方式形成的导电轨迹的形式。进而在供电中对接收于电绝缘衬底31b内的气溶胶生成制品A进行加热。

在一些可选的实施中，电绝缘衬底31b可以是由刚性的陶瓷、不锈钢等材质制备的；在又一些可选的实施中，电绝缘衬底31b是由柔性的PI膜制备的。

同样根据图5所示，电阻加热元件32b具有沿长度方向相对的第一部分3210b和第二部分3220b；其中，与上述电阻加热线圈320a相近地，第一部分3210b具有小于第二部分3220b的电阻温度系数(TCR)。同样，第一部分3210b具有大于第二部分3220b的初始电阻值。

图6示出了又一个实施例的电阻加热器30c的结构示意图；在该实施例的电阻加热器30c中包括：

电绝缘衬底31c，采用刚性的材质制备，例如陶瓷、表面氧化金属、PEEK等；电绝缘衬底31c被构造成至少部分能沿腔室的轴向延伸的销钉或刀片状，进而在使用中能插入至接收于腔室的气溶胶生成制品A中；

形成或结合于电绝缘衬底31c上的导电轨迹32c，该导电轨迹32用于在供电时发热进而对气溶胶生成制品A加热；同时该导电轨迹32可以是蚀刻、沉积、印刷等方式制备形成的。同样导电轨迹32c具有相对的第一部分3210c和第二部分3220c，与上述电阻加热线圈320a相近地，第一部分3210c具有小于第二部分3220c的电阻温度系数(TCR)。同样，第一部分3210bc具有大于第二部分3220c的初始电阻值。

或者在其他的可选实施中，以上导电轨迹32c是由片状的基材蚀刻或切削之后形成的呈图案或轨迹形状的薄片。

图7示出了又一个实施例的电阻加热线圈320d的示意图；包含有沿轴向方向依次布置的第三部分3230d、第一部分3210d、第二部分3220d，即在实施中第三部分3230d和第二部分3220d分别位于电阻加热线圈320d的两端，使第一部分3210d位于中央部分；其中，第三部分3230d和第二部分3220d的TCR均大于第一部分3210d。进而在加热过程中能使第三部分3230d和第二部分3220d的电阻值能升高到大于第一部分3210d，则采用该电阻加热线圈320d在持续加热的过程中，能将原本主要容易聚集在中间的热量向两端偏移，进而最终使工作中电阻加热线圈320d在轴向方向上各个部分的温度保持基本是均匀或接近的。当然在其他的可变实施中，该具有三个部分的电阻加热线圈320d还可以用于图6中的导电轨迹等。

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申请所附权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种气雾生成装置，被配置为加热气溶胶生成制品以生成供抽吸的气溶胶；包括：

腔室，用于接收气溶胶生成制品；

电阻加热元件，被配置为加热接收于所述腔室内的气溶胶生成制品；其特征在于，所述电阻加热元件包括第一部分和第二部分；所述第一部分被构造成具有小于所述第二部分的电阻温度系数。

2.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一部分的初始电阻值大于所述第二部分的初始电阻值。

3.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述腔室具有开口，气溶胶生成制品通过该开口可移除地接收于所述腔室；

所述第一部分比所述第二部分更靠近所述开口。

4.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一部分的长度小于所述第二部分的长度。

5.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述电阻加热元件被构被构造成螺旋线圈的形式；所述第一部分的绕组或匝数小于所述第二部分的绕组或匝数。

6.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，还包括：

加热器外壳，被构造成至少部分沿所述腔室的轴向延伸，并具有沿轴向延伸的中空；

所述电阻加热元件被定位于所述中空内，并被构造成沿所述外壳的轴向延伸。

7.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，还包括：衬底；

所述电阻加热元件被构造成电绝缘地结合于所述衬底上。

8.如权利要求7所述的气雾生成装置，其特征在于，所述衬底被构造成至少部分于所述腔室内延伸。

9.如权利要求7所述的气雾生成装置，其特征在于，所述衬底被构造成至少部分围绕所述腔室。

10.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述电阻加热元件被构造成螺旋线圈的形式；所述螺旋线圈的导线材料的截面被构造成沿所述螺旋线圈的轴向方向延伸的长度大于沿径向方向延伸的长度。

11.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述电阻加热元件还包括第三部分；

所述第一部分被定位于所述第三部分和第二部分之间，且所述第一部分具有小于所述第三部分的电阻温度系数。

12.一种用于气雾生成装置的电阻加热器，其特征在于，所述电阻加热器包括：

外壳，被构造成销钉或针状；所述外壳具有沿轴向延伸的中空；

电阻加热线圈，位于所述中空内，并被构造成沿所述外壳的轴向延伸；所述电阻加热线圈包括第一部分和第二部分；所述第一部分被构造成具有小于所述第二部分的电阻温度系数。

13.一种用于气雾生成装置的电阻加热器，其特征在于，所述电阻加热器包括：

电绝缘衬底；

电阻加热元件，结合于所述电绝缘衬底；所述电阻加热元件包括第一部分和第二部分；所述第一部分被构造成具有小于所述第二部分的电阻温度系数。

14.如权利要求13所述的用于气雾生成装置的电阻加热器，其特征在于，所述电绝缘衬底的横截面呈圆形；所述电阻加热元件结合于所述电绝缘衬底外并至少部分围绕所述电绝缘衬底。

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