CN212306812U - 螺旋板流体加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋板流体加热装置，包括轴向设置的渐开式螺旋板及两端端板，所述渐开式螺旋板呈径向螺旋状旋绕设置。所述渐开式螺旋板层间设置渐开式螺旋空间，渐开式螺旋板或者螺旋空间设置有电发热装置。所述渐开式螺旋空间为流体加热通道，所述渐开式螺旋板两端上端板中央部位设置流体引出管路，渐开式螺旋板的外旋开口与外界连通，作为流体进入通道。流体在螺旋板间的加热流路流动时，受到螺旋板加热装置的加热，加热效果较好。

Description

螺旋板流体加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种流体加热装置，特别涉及一种电子烟上使用的螺旋板空气加热装置。

背景技术

目前的电子烟产品中，一种是雾化烟油的电子烟，是通过雾化烟油产生烟雾吸食的，也有一种是加热不燃烧电子烟装置，即烘烤烟草型的电子烟。所谓的加热不燃烧电子烟装置是通过电加热烘焙烟草制品，将烟草制品中的有效挥发物质挥发出来，产生烟气。由于是低温加热，尚未达到在燃烧温度的情况下，将烟丝中的尼古丁等香味物质蒸发出来。

上述两种类型的电子烟中，都是需要吸食汽雾和烟气的，就必须要产生流动的气流，必须引入新的空气参与进来，否则不能产生气体流动，便不会达到吸烟的效果，所以不论是雾化器型电子烟还是加热不燃烧型电子烟，都要设置具备引入外界空气的条件，需要设置空气进口，引进外界的空气。

在吸食电子烟时，引入的空气是通过外界大气供给的，因而进入的空气温度一般是与外界大气温度相同的，也随着外界空气环境温度变化而变化。气温低时进入电子烟的空气温度也低，气温高时进入电子烟的空气温度就高。但是无论如何这种进入的空气都需要经过雾化器或者低温烟草装置将烟气带出来，才能吸食。进入的空气需要经过雾化器或烟草制品，在进入的空气温度低时会直接影响电子雾化器内和加热不燃烧烟草装置内的温度，也就会直接影响烟油的雾化效果和低温烟草的烘焙效果。也可能会导致雾化及烘焙不均匀，导致雾化温度难以控制，最终都会体现在吸食的口味中，产生的口味不好或者不稳定，这是电子烟吸食的最大问题。

由于进入的空气的流速和温度会直接影响电子烟的雾化效果和烘焙效果。后来设计出了空气预热装置，是在设计的空气流路上设置发热电阻丝，以发热电阻丝来预热进入的空气，进而使进入电子烟的空气提升一定温度，降低外界空气温度给电子烟造成的影响。

为了适合加热不燃烧型烟草制品的需要，本实用新型设计了一种螺旋板流体加热装置，可以使用在电子烟产品的空气加热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种螺旋板流体加热装置，其可以提高流体的加热效果和改变流体的进入及流动方向。

本实用新型的螺旋板流体加热装置，包括轴向设置的渐开式螺旋板及上下两端的端板，所述渐开式螺旋板呈径向螺旋状旋绕设置，渐开式螺旋板层间设置渐开式螺旋空间，所述渐开式螺旋空间为加热流体通道。所述渐开式螺旋板两端设置上端板和下端板，其中的上端板中央部位设置流体引出管路，所述渐开式螺旋板的外旋开口与外界流体连通，作为流体进入通道。渐开式螺旋板或螺旋空间设置有电发热装置。流体在螺旋板间的加热流路流动时，受到螺旋板加热装置的加热，加热效果较好。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述流体在加热流体通道内的流动方向为从外旋开口至流体引出管路，流体自外旋开口切向进入，从中央管路轴向引出。此时流体自切向进入，轴向引出改变流体方向，适合流体加热后换向的装置。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开螺旋板板体内或板面上设置螺旋状旋绕设置的电发热装置，渐开式螺旋板板上的电发热装置为设置在板面上或者板体内的发热电阻丝层、发热电阻网层或者印刷的发热电阻层。电发热装置加热流路内的流体。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开式螺旋板板面上的电发热装置设置在螺旋板的一面或者两面。可以实现单面加热，也可以实现双面加热。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开式螺旋板板内的电热装置为预埋设置在螺旋板内的发热电阻丝层、发热电阻网层或者印刷的发热电阻层。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开式螺旋板为陶瓷材料制成，电发热装置为预先设置成平面状，再旋绕呈渐开式螺旋状，最后以陶瓷制模固定，后烧结成型。陶瓷材料成型后结构稳定，不易变形，耐热性良好。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开式螺旋板为硬质可塑材料制成，电发热装置预先设置在硬质可塑板材表面上，经卷曲成渐开式螺旋状制成。塑性材料容易成型和加工，适合加热温度略低的流体。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开式螺旋板为硬质可塑材料制成，电发热装置预先设置形成平面状，再旋绕呈渐开式螺旋状，可塑材料经注塑成螺旋板制成。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开式螺旋板为金属材料版制成，金属材料板经制作绝缘层，在绝缘层上印刷电发热装置，然后卷曲成螺旋状制成。

上述所述的螺旋板流体加热装置中，所述渐开式螺旋板之间的流体加热通道内设置有分流支撑架；所述分流支撑架设置呈T字型端面的螺旋状支撑架；所述电发热装置设置在T型支撑架上。对于容易变形的金属材料制作的螺旋板，使用分流支撑架有利于维持螺旋板结构稳定。

本实用新型由于使用了渐开式螺旋板作为加热板，以螺旋板之间的空间作为流体加热通道。当从螺旋板的外旋口处引进流体，再从中央的引出口管路流出时，流体在螺旋板内的空间内持续加热升温，热交换效果好，热转化效率高，且结构紧凑。同时流体可以自切向进入，然后轴向流出，改变了流体的流向，非常适合电子烟产品中从侧面进入空气，从中央再吸出的使用状态。而且螺旋板内流动的流体由于旋转流动，产生的表面阻力较小，流速快时也不易产生哨鸣音。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的螺旋板加热装置的立体图；

图2是本实用新型实施例1的螺旋板旋绕状态示意图；

图3是本实用新型实施例1的横剖面结构示意图；

图4是本实用新型实施例1的纵剖面结构示意图；

图5是本实用新型实施例1的流体流向示意图；

图6是本实用新型实施例2的螺旋板加热装置的立体图；

图7是本实用新型中T型支撑架单体立体结构示意图；

图8是本实用新型实施例6的螺旋板加热装置立体图；

图9是本实用新型实施例6的螺旋板加热装置最下层支撑架位置横向剖面结构示意图；

图10是本实用新型实施例6的螺旋板加热装置第二层支撑架位置横向剖面结构示意图；

图11本实用新型实施例6的螺旋板加热装置最上层支撑架位置横向剖面结构示意图。

图中所示：1为气体引出管；2为上端板；3为流体进口；4为渐开式螺旋板；5为螺旋T型支撑架；6为下端板；7为气体通道；8为换向通道。

31为分流气道；51为支撑架内端；52为支撑架外端；71为外导流空间；72为内导流空间；91为外导流板；92为内导流板。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本发明进行详细说明，但附图和具体实施例仅限于对本发明技术方案的解释，其中所做的任何描述均不影响保护范围的限定。

实施例1：

本实施例的结构是一种渐开式螺旋板的气体加热装置，适用于烘烤加热型烟草制品的空气加热。由于这类烟草制品仅仅是加热而不燃烧，通过烘烤将挥发物质挥发出来。因此，需要的是直接加热或者空气加热，由于空气加热具有加热均匀，容易控制的特点，因而空气加热方式效果较好。烘烤型加热不燃烧烟草制品烟具一般是设置一电源电池，再设置一空气加热装置和烟气吸出装置。而这种烟具一般又都是以圆形为多，因而本螺旋板加热装置设置在这种电子烟制品上时安装比较容易，同时转换气流方向以可以适应电子烟侧进气的问题。本实施例的装置也可以使用在雾化电子烟装置中的空气预热中。

如图1、图2和图3所示，本实施例的螺旋板空气加热装置的主体是轴向设置且径向螺旋状卷绕的渐开式螺旋板4，渐开式螺旋板4在旋绕时在螺旋板4之间形成渐开式螺旋间隙，该螺旋间隙将不同层的螺旋板4分割开来并不能相互紧贴，该螺旋间隙作为气体的流动通道，简称气流通道7。

在渐开式螺旋板4的上端设置上端板2，螺旋板4的下端设置下端板6。其中的下端板6与螺旋板4的各层螺旋端部密封固定连接。上端板2与也与螺旋板4固定密封连接，同时在上端板2的中央部位设置了一轴向气流引出管2。而在螺旋板4的最外层形成切向的气流进口3，由于是渐开式螺旋旋绕，该气流进口3实际上与螺旋板4的外端形成切线方向进入，而气流进口3与气体通道7直接连通。

如图1、图4所示，为了保持螺旋气流通道7内的通道结构和面积的稳定性，在该气流通道7内设置多数个螺旋形T型断面支撑架5(如图7所示)，该多数个螺旋形T型支撑架5在螺旋形气流通道内呈纵向排列设置，不仅可以支撑螺旋板4，保持螺旋板4形状结构稳定，使螺旋板4保持稳定不变形的功能。还可以形成气流的分流通道，将气流分割成多数个细小的气流通道，以保证气流在螺旋气流通道7内均匀流动，保证均匀加热。

具体的，图中并未能绘出螺旋板4中电发热装置的具体设置方式和位置。但是本领域技术人员均可以知道，具体的电发热装置可使用电阻加热丝层弯曲卷绕设置成层状，贴附或者固定设置在螺旋板4的板面上，也可以是加热网层，贴服或者设置在螺旋板4的板面上。还可以是印刷在螺旋板4板面上的印刷加热电阻层。具体设置方法是：

如果以陶瓷材料作为螺旋板4板体时，则需要事先设置好螺旋旋绕的电阻丝或发热网层，然后再电阻丝或者发热网层的形状结构的基础上，制坯形成带有电发热层的螺旋板陶瓷坯，然后烧结成型。便可以将层状的电发热层固定设置在螺旋板4的板面上或者埋设在板面内部，具体使用时可以在陶瓷螺旋板的单面设置电发热层，也可以在两面都设置电发热层。

如图4、图5所示，本实施例卷绕的螺旋板4中央设置换向气道8，该换向气道8将向螺旋内部流动的气体到中央部位时，由于到了螺旋板4的尽头，而下端已经密封，会将气流从上端板2的气流引出管1引出，从径向切向气流G入转换为轴向气流G出，使用在电子烟产品上时，实现了气流从侧进气到轴向出气的方向转换。

本实施例的有益效果是，在较小的空间内实现较大的换热效果；气流在螺旋板内旋转换向不会产生哨鸣音，减少噪声；将侧进气在加热过程中直接转换为轴向出气，完成电子烟进气转换的需求；主体呈圆形结构的螺旋板加热装置可以使用在圆柱形电子烟上，毫无违和感。

实施例2：

本实施例中以塑性材料板作为螺旋板材料，如果以塑性绝缘材料作为螺旋板4板体时，则可以将电阻发热丝层布设或者印刷在螺旋板4的表面上，然后卷绕形成本实用新型的结构。当然也可以将发热丝埋设注塑在塑性材料内部，然后卷绕成本实施例的螺旋板4。

实施例3：

以金属材料作为螺旋板4板体时，则需要在金属材料板面上设置涂覆绝缘层，再在绝缘层上印刷发热电阻层，再卷绕成型。其中由于金属材料的热延展性问题，加热时可能会发生形变，此时设置T型支撑架5更有利于整体加热装置的结构稳定。

设置发热面时，可以设置在螺旋板的其中一面，当然也可以设置在螺旋板的两面，在内部的螺旋形气道内，实现双面加热的功能。

实施例4：

本实施例如图6所示，使用陶瓷材料制作螺旋板时，由于陶瓷材料热稳定性好，不宜变形，也可以不设T型支撑架5。也基本上能够达到本实用新型的目的。

实施例5：

本实施例基本结构与实施例1相同，所不同的是螺旋板4本身不再设置电加热装置，因为无论如何加工制作，制作螺旋形的电发热层并与螺旋板4贴合复合都具有一定的难度。本实施例在上述结构的基础上进行改进，螺旋板4本身不再设置加热装置，而是将加热装置设置在T型支撑架5上，比如在每一螺旋形的T型支撑架5上设置电阻加热丝。比如如图7所示，将发热丝设置在T型支撑架的竖直部52上，形状为U型发热丝，发热丝的U型转弯在螺旋形T型支撑架5的最内端51，电热丝电极从外侧的两端连接。便可以实现螺旋板4不发热，T型螺旋支架5发热加热的结构，也能够实现本实用新型的空气加热的目的。这种结构设置的发热装置，比实施例具有结构更加简单，加热效果更好。

实施例6：如图8、图9、图10和图11所示，本实施例是在实施例1基础上的改进，对于设置螺旋形T型支撑架5的结构进行改进设置，在每一螺旋形支撑架的下侧均形成两个分气道。再在螺旋板4的最内端设置轴向的内导流挡板92，在螺旋板4最外端的也设置外导流挡板91。在气流进口3处只保留下端第一层支撑架5下侧的开口部分作为分流气道31，作为气流进口。T型支撑架仍然多数层排列设置在气流通道7内。第一层支撑架内端与内导流挡板92之间设置转向空间72，第二层支撑架5的外端与外导流挡板91设置转向空间71。以此类推，形成的气流通道是这样的：气流自第一层支撑架5下侧空间的分流气道31进入，沿螺旋板4向内旋转流动，流动到螺旋板4最内端在内导流挡板92的作用下，在转向空间72的位置转向向上进入第二层支撑架下空间，再在第二层支撑架的螺旋气道内旋转向外流动，流动到外导流挡板91处，在转型空间71内再次转向向上进入第三层支撑架的螺旋气道。如此流转，直至到最上层支撑架后才转向出口流出。这种结构更增加了气流的距离，增加了加热时间。

上述的实施例均以气体加热装置进行说明的，其实本实用新型的结构完全可以用于其他流体的加热，比如液体等也可以使用本结构进行加热。

本领域技术人员在上述本发明实施例的基础上，仍然可以提出其他的实施方案，但是只要在本发明主要思路内的结构，均应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种螺旋板流体加热装置，其特征在于：包括轴向设置的渐开式螺旋板及上下两端的端板，所述渐开式螺旋板呈径向螺旋状旋绕设置，渐开式螺旋板层间设置渐开式螺旋空间，所述渐开式螺旋空间为加热流体通道；所述渐开式螺旋板两端设置上端板和下端板；其中的上端板中央部位设置流体引出管路，所述渐开式螺旋板的外旋开口与外界流体连通，作为流体进入通道；渐开式螺旋板或螺旋空间设置有电发热装置。

2.根据权利要求1所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述流体在加热流体通道内的流动方向为从外旋开口至流体引出管路，流体自外旋开口切向进入，从中央管路轴向引出。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开螺旋板板体内或板面上设置螺旋状旋绕设置的电发热装置，渐开式螺旋板板上的电发热装置为设置在板面上或者板体内的发热电阻丝层、发热电阻网层或者印刷的发热电阻层。

4.根据权利要求3所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板板面上的电发热装置设置在螺旋板的一面或者两面。

5.根据权利要求3所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板板内的电热装置为预埋设置在螺旋板内的发热电阻丝层、发热电阻网层或者印刷的发热电阻层。

6.根据权利要求4或5所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板为陶瓷材料制成，电发热装置为预先设置成平面状，再旋绕呈渐开式螺旋状，最后以陶瓷制模固定，后烧结成型。

7.根据权利要求4所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板为硬质可塑材料制成，电发热装置预先设置在硬质可塑板材表面上，经卷曲成渐开式螺旋状制成。

8.根据权利要求5所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板为硬质可塑材料制成，电发热装置预先设置形成平面状，再旋绕呈渐开式螺旋状，可塑材料经注塑成螺旋板制成。

9.根据权利要求4所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板为金属材料版制成，金属材料板经制作绝缘层，在绝缘层上印刷电发热装置，然后卷曲成螺旋状制成。

10.根据权利要求1或2所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板之间的流体加热通道内设置有多数个分流支撑架；所述分流支撑架设置呈T字型端面的螺旋状支撑架，依次由下端到上端排列设置在流体加热通道内；所述电发热装置设置在T型支撑架上。

11.根据权利要求1或2所述的螺旋板流体加热装置，其特征在于：所述渐开式螺旋板之间的流体加热通道内设置有多数个螺旋形T型分流支撑架，依次由下端到上端排列设置在流体加热通道内；所述螺旋板螺旋外端和螺旋内端各设置轴向导流挡板，外端导流挡板于最下端的支撑架处开口，内端导流挡板于最上端支撑架处开口；自最下端的支撑架开始向上，第奇数层支撑架外端与外导流挡板密封固定，与内导流挡板之间设置转向空间，第偶数层支撑架内端与内导流挡板密封固定，与外导流挡板之间设置转向空间。

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