CN116210974A - 一种复合陶瓷发热体及包含其的加热烟具和用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于加热烟具领域，具体涉及一种复合陶瓷发热体及包含其的加热烟具和用途。所述发热体包含：陶瓷内芯(2)，其具有贯穿的内气流通道(21)；陶瓷外壳(1)，其设置在所述陶瓷内芯(2)的外围，且具有贯穿的外气流通道(11)；发热元件(3)，其设置在陶瓷内芯(2)和陶瓷外壳(1)之间。本发明提供了一种内外双层的复合陶瓷发热体，将发热元件设置在内芯和外壳之间。发热元件的热量在向内和向外传导过程中，都会被陶瓷吸收以加热通过其的流体。因此，本发明中，发热元件热量得到了充分的利用。此外，复合陶瓷发热体表面的热量也不会太高，因此对烟具的隔热要求降低。

Description

一种复合陶瓷发热体及包含其的加热烟具和用途

技术领域

本发明属于加热器领域，具体涉及一种复合陶瓷发热体及包含其的加热烟具和用途。

背景技术

现有的多孔陶瓷发热体是可以对流过陶瓷多孔之间的流体(含气体和液体)进行间接加热的陶瓷发热体。

多孔陶瓷发热体中，发热丝大都采用缠绕、贴附或是嵌入陶瓷的外表面，使得多孔陶瓷体发热，进而对流过其多孔之间的流体进行热传导加热。

当采用发热丝缠绕或贴附在多孔陶瓷的最外一层的表面时，存在以下问题：

1、因为陶瓷本身是一种导热系数较低(至少相对金属来说)的材料，这种多孔陶瓷的尺寸不能作得太大，否则热量不能快速传导到中心部份，造成中心部份与靠近发热丝附近的陶瓷多孔表面温差过大的问题，使通过它们之间的被加热流体被加热的程度不同。

2、多孔陶瓷发热体还存在加热不均匀的问题：

同样，因发热丝位于最外层，多孔陶瓷发热体温度最高处为最外层，中心温度相对较低，多孔陶瓷发热体整个是温度不均匀的，无法均匀地加热通过的介质。

3、多孔陶瓷发热体还存在隔热、保温需求：

多孔陶瓷发热体对通过的介质进行加热时，仅用了发热丝传导到多孔发热体芯部的温度。这一温度，理论上就算最靠近发热丝部份的多孔陶瓷发热体的温度也要比发热丝的温度低。而整个多孔发热元件最表层的最高温度除了向多孔陶瓷的内部传导有用热量的同时，也在用最高温度向四周同时辐射热量。

因此，加热丝不仅会把热量传导给内芯的多孔陶瓷，还会同时向四周大量辐射热量，不仅浪费了输入的电能，还给使用它的较小体积的多孔陶瓷发热体带来很大的隔热、保温需求。

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复合陶瓷发热体，所述发热体包含：

陶瓷内芯2，其具有贯穿的内气流通道21；

陶瓷外壳1，其设置在所述陶瓷内芯2的外围，且具有贯穿的外气流通道11；

发热元件3，其设置在陶瓷内芯2和陶瓷外壳1之间。

本发明的所述发热元件3可以用于电阻加热，也可以用于电磁感应加热。

优选地，所述发热元件3包含发热基底和设置在所述发热基底中的导电丝。

更优选的，发热片为电磁感应受体材质，用于电磁感应发热。导电丝具有测温作用。具体的，导电丝可以参考热电偶测温方式设计，使用两种不同材质的导体组成闭合回路，并可以根据导电丝电阻与所受温度的线性关系(或一定温度范围内的线性关系)反馈电流和(或)电压变化信号到测量电路中，实现适时温度的测量与控制。

所述发热基底和导电丝为互相绝缘设置。例如，导电丝外可以包裹耐温绝缘层。

优选地，也直接以导电丝作为所述发热元件3。导电丝可以参考热电偶测温方式设计，使用某种特定元素金属或两种及以上多种不同材质的导体组成闭合回路，并可以反馈信号到测量电路中，实现适时温度的测量与控制。此时，导电丝可以同时具有发热和测温作用。

优选地，所述发热元件3被固定在所述陶瓷内芯2和陶瓷外壳1之间，且同时接触所述陶瓷内芯2的外壁和所述陶瓷外壳1的内壁。

优选地，所述发热元件3、所述陶瓷内芯2和陶瓷外壳1三者形成一体。

优选地，所述发热基底上具有凹槽，所述导电丝容纳在所述凹槽中，所述导电丝与所述发热片在所述复合陶瓷发热体的工作温度范围内绝缘。这样，导电丝不容易脱落，且金属基底作为传热件，相比陶瓷材质，传热效率更高。

优选地，所述导电丝和/或所述发热片外设置有保护层，以防止发生短路、腐蚀、氧化等。保护层也可以具有绝缘作用。

优选地，所述陶瓷内芯2为圆柱状结构，所述陶瓷外壳1为空心圆柱状结构，所述发热元件3为空心圆柱状结构。

更优选的，发热元件3可以包含电磁受体材料，以适应电磁加热型烟具。

例如金属发热基底和/或导电丝是电磁受体材料。

优选地，所述内气流通道21与所述陶瓷内芯2的中心轴线平行设置，所述外气流通道11与所述陶瓷外壳1的中心轴线平行设置。

优选地，所述内气流通道21的数量为若干个，其横截面为方形、圆形、六边形或扇形中的一种或几种。

优选地，所述外气流通道11的数量为若干个，其横截面为方形、圆形、六边形或扇形中的一种或几种。

本发明第二方面提供一种加热烟具，所述加热烟具内包含第一方面任一项所述的复合陶瓷发热体。

本发明第三方面提供第一方面任一项所述的复合陶瓷发热体用于降低加热烟具表面温度、提高热量利用率的用途。

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：

1、本发明提供了一种内外双层的复合陶瓷发热体，将发热元件设置在内芯和外壳之间。发热元件的热量在向内和向外传导过程中，都会被陶瓷吸收以加热通过其的流体。因此，本发明中，发热元件热量得到了充分的利用。此外，复合陶瓷发热体表面的热量也不会太高，因此对烟具的隔热要求降低。

2、优选的技术方案中，既可以直接用导电丝作为发热元件，也可以将导电丝嵌入在发热片中，形成发热元件。当导电丝嵌入在发热片中时，导电丝不容易脱落，且发热片作为传热件，相比陶瓷材质，传热效率更高。

3、更优选的，本发明的发热元件可以用于电阻加热，也可以用于电磁加热。特别的，发热元件包含发热片和设置在所述发热片中的导电丝。发热片是电磁受体材料，用于电磁感应发热，传热效果均匀，解决了位于两个圆柱形陶瓷中间的发热片两端电极的引出的难题(发热功率稍大时，直接通电加热发热片，不易在发热片上连接导点导线)。导电丝用于适时温度测量与控制。

附图说明

图1为实施例1中多孔陶瓷外壳1结构示意图。

图2为实施例1中陶瓷内芯2结构示意图。

图3为实施例1中发热元件3的结构示意图。

图4为实施例1中复合陶瓷发热体的结构示意图。

附图标记列表：

1、陶瓷外壳，11、外气流通道，2、陶瓷内芯，21、内气流通道，3、发热元件，31、导电丝引脚。

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

一种复合陶瓷发热体，其包括：多孔陶瓷内芯2和多孔陶瓷外壳1。

如图2，多孔陶瓷内芯2为圆柱体，其具有若干个轴向贯穿的内气流通道21。

如图1，多孔陶瓷外壳1为空心圆柱体，其横截面为圆环形。多孔陶瓷外壳1内也具有若干个轴向贯穿的外气流通道11。

内气流通道21的横截面为矩形。外气流通道11的横截面为圆形。

实施例的发热元件3包含金属发热片和设置在所述发热片中的导电丝。导电丝中引出两端作为导电丝引脚31。导电丝是由某种金属元素或两种或两种以上两段不同元素的金属混合制成的金属丝焊接而成的，以使得其具有电阻与温度(或一定温定范围内)线性相关的作用。导电丝加长后直接引出多孔陶瓷内芯2和多孔陶瓷外壳1，自身成为导电丝引脚31用于直接连接于测温电路和(或)控制电路仪表，以达到对电压和(或)电流的自动适时控制。

如图3，金属发热片上具有曲折的凹槽，导电丝容纳在所述凹槽中。导电丝外包裹有耐温绝缘层，以实现发热片与导电丝两者在工作温度范围内相互绝缘。金属发热片为空心圆柱状，以固定在多孔陶瓷内芯2和多孔陶瓷外壳1之间。

多孔陶瓷内芯2直径或宽度占整个发热体直径的2/3～4/5或者更多。

多孔陶瓷内芯2、发热元件3和多孔陶瓷外壳1三者从内到外通过粘接和(或)烧结联为一个单独使用的发热体，如图4。

当然，其他实施方式中，发热元件3也可以不包含金属发热片。直接使用导电丝作为发热元件3。直接以缠绕、贴附或是以印刷烧结的方式在多孔陶瓷内芯2的外壁附着一定形状与阻值的导电丝，形成发热元件3。

Claims (12)

1.一种复合陶瓷发热体，其特征在于，所述发热体包含：

陶瓷内芯(2)，其具有贯穿的内气流通道(21)；

陶瓷外壳(1)，其设置在所述陶瓷内芯(2)的外围，且具有贯穿的外气流通道(11)；

发热元件(3)，其设置在陶瓷内芯(2)和陶瓷外壳(1)之间。

2.根据权利要求1所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述发热元件(3)包含发热片和设置在所述发热片中的导电丝；

或者直接以导电丝作为所述发热元件(3)。

3.根据权利要求2所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述发热元件(3)中的导电丝具有测温作用。

4.根据权利要求1所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述发热元件(3)被固定在所述陶瓷内芯(2)和陶瓷外壳(1)之间，且同时接触所述陶瓷内芯(2)的外壁和所述陶瓷外壳(1)的内壁。

5.根据权利要求1所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述发热元件(3)、所述陶瓷内芯(2)和陶瓷外壳(1)三者形成一体。

6.根据权利要求1所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述发热片上具有凹槽，所述导电丝容纳在所述凹槽中，所述导电丝与所述发热片在所述复合陶瓷发热体的工作温度范围内绝缘。

7.根据权利要求1所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述导电丝和/或所述发热片外设置有保护层。

8.根据权利要求1～7任一项所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述陶瓷内芯(2)为圆柱状结构，所述陶瓷外壳(1)为空心圆柱状结构，所述发热元件(3)为空心圆柱状结构。

9.根据权利要求1～6任一项所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述内气流通道(21)与所述陶瓷内芯(2)的中心轴线平行设置，所述外气流通道(11)与所述陶瓷外壳(1)的中心轴线平行设置。

10.根据权利要求9所述的复合陶瓷发热体，其特征在于，所述内气流通道(21)的数量为若干个，其横截面为方形、圆形、六边形或扇形中的一种或几种；

所述外气流通道(11)的数量为若干个，其横截面为方形、圆形、六边形或扇形中的一种或几种。

11.一种加热烟具，其特征在于，所述加热烟具内包含权利要求1～7任一项所述的复合陶瓷发热体。

12.根据权利要求1～7任一项所述的复合陶瓷发热体用于降低加热烟具表面温度、提高热量利用率的用途。

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