CN213604396U - 发热体以及包含该发热体的气溶胶生成装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发热体以及包含该发热体的气溶胶生成装置，该发热体包括：电热元件，用于接受电源的电功率产生热量；保持件，用于使电热元件保持固定；基体，用于插入气溶胶形成基质中；基体的内部形成有收容腔，收容腔用于收容保持件和电热元件；红外辐射体，与电热元件导热地设置在基体上；红外辐射体用于接收电热元件产生的热量加热升温产生红外线，并至少以辐射方式加热气溶胶形成基质。本申请通过红外辐射体接收电热元件产生的热量加热升温产生红外线，并至少以辐射方式加热气溶胶形成基质；由于红外辐射具有一定的穿透性，对烟支的加热效果好，烟支中的成分能够得到释放地充分，提升了用户的抽吸体验。

Description

发热体以及包含该发热体的气溶胶生成装置

技术领域

本申请涉及烟具技术领域，尤其涉及一种发热体以及包含该发热体的气溶胶生成装置。

背景技术

诸如香烟和雪茄的吸烟物品在使用期间燃烧烟草以产生烟雾。已经尝试通过产生在不燃烧的情况下释放化合物的产品来为这些燃烧烟草的物品提供替代物。此类产品的示例是所谓的加热不燃烧产品，其通过加热烟草而不是燃烧烟草来释放化合物。

现有的一种气溶胶生成装置利用陶瓷发热体对烟支进行加热。具体地，在陶瓷管内设置发热丝，发热丝通电后产生热量传导到陶瓷管上，陶瓷管进而对烟支进行加热。该气溶胶生成装置存在的问题是，陶瓷发热体加热效果差，烟支中的成分释放不充分，用户抽吸体验差。

实用新型内容

本申请提供一种发热体以及包含该发热体的气溶胶生成装置，以解决现有气溶胶生成装置中陶瓷发热体加热效果差的问题。

本申请一方面提供一种发热体，用于对气溶胶形成基质进行加热以生成气溶胶，包括：

电热元件，用于接受电源的电功率产生热量；

保持件，用于使所述电热元件保持固定；

基体，用于插入所述气溶胶形成基质中；所述基体的内部形成有收容腔，所述收容腔用于收容所述保持件和所述电热元件；

红外辐射体，与所述电热元件导热地设置在所述基体上；所述红外辐射体用于接收所述电热元件产生的热量加热升温产生红外线，并至少以辐射方式加热所述气溶胶形成基质。

本申请另一方面提供一种气溶胶生成装置，包括加热腔室以及设置于该加热腔室内的发热体。

本申请提供的发热体以及包含该发热体的气溶胶生成装置，通过红外辐射体接收电热元件产生的热量加热升温产生红外线，并至少以辐射方式加热气溶胶形成基质；由于红外辐射具有一定的穿透性，对烟支的加热效果好，烟支中的成分能够得到释放地充分，提升了用户的抽吸体验。

附图说明

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。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是本申请实施例提供的发热体示意图；

图2是本申请实施例提供的发热体的分解示意图；

图3是本申请实施例提供的发热体的剖视示意图；

图4是本申请实施例提供的保持件示意图；

图5是本申请实施例提供的基体示意图；

图6是本申请实施例提供的底座示意图；

图7是本申请实施例提供的另一底座示意图；

图8是本申请实施例提供的气溶胶生成装置示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。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。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1-3，本申请实施例提供一种发热体10，用于对气溶胶形成基质进行加热以生成气溶胶，发热体10包括保持件1、电热元件2、基体3、密封件4、底座5以及红外辐射体6。

保持件1用于使电热元件2保持固定；电热元件2用于接受电源的电功率产生热量。

如图4所示，在本实施例中，保持件1为圆柱形管，保持件1内部中空且两端均为开口以形成内孔11。电热元件2至少包括设置于保持件1外表面上的螺旋段21和位于内孔11中沿保持件11轴向延伸的延伸段22。进一步地，电热元件2的螺旋段21和延伸段22在保持件1的轴向上至少部分重叠，这样缠绕在保持件1外表面上的螺旋段21能够具有较大的发热面积，并且可以均匀发热，电热元件2位于保持件1内孔11的延伸段22也可以发热，以加大发热量，保证足够的热量供应。由于螺旋段21和延伸段22的设置，使得电热元件2之间没有电性接触，在电热元件2接受电源之后，可避免电热元件2之间短路。

在本实施例中，保持件1的材料可选用耐高温绝缘材料，例如：陶瓷、氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅等等，具体地不作限定。选择电热元件2材料时，可参考以下因素：1)、电阻率较大，尺寸符合要求，具有相对较大的红外辐射面积，辐射效率高；2)、在空气中比较稳定，加热到180℃-350℃不会发生氧化。具体地，可选用钨丝、镍铬丝、铁铬铝丝、钛丝、镍丝、镍铁合金丝、碳纤维等；优选地，选用镍铬丝、钛丝。选用钛丝时，电热元件2既可作为电阻接受电源的电功率产生热量，又可以用作温度传感器。

在其他示例中，保持件1也可以为片状，片状保持件1使电热元件2保持固定，并将电热元件2隔离以防止电热元件2接受电源之后短路。例如：选用氧化铝材料，将其裁成片状，电热元件2架设在片状氧化铝上。

在其他示例中，保持件1也可以为耐高温的绝缘粉体材料，例如：氧化镁粉、氧化硅粉、氧化铝粉等。绝缘粉体材料可以填充在基体3的收容腔31内使得电热元件2保持固定，并将电热元件2隔离以防止电热元件2接受电源之后短路。

基体3用于插入气溶胶形成基质中，例如：插入到烟支中。基体3可以选用耐高温且具有较高的红外线透过率的材料制成，包括但不限于以下材料：石英玻璃、蓝宝石、碳化硅、氟化镁陶瓷、氧化钇陶瓷、镁铝尖晶石陶瓷、钇铝石榴石单晶、锗单晶等等。优选的，基体3由石英玻璃制成。石英玻璃具有低表面自由能，烟渣不容易附着石英玻璃的外表面，容易清洁。基体3还可以选用金属、合金等材料。

气溶胶形成基质是一种能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。这种挥发性化合物可通过加热该气溶胶形成基质而被释放出来。气溶胶形成基质可以是固体或液体或包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可吸附、涂覆、浸渍或以其它方式装载到载体或支承件上。

气溶胶形成基质可以包括尼古丁。气溶胶形成基质可以包括烟草，例如可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草香味化合物从气溶胶形成基质释放。优选的气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料，例如落叶烟草。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂，气溶胶形成剂可为任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于稳定气溶胶的形成，并且对在气溶胶生成系统的操作温度下的热降解基本具有抗性。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。优选的气溶胶形成剂是多羟基醇或其混合物，例如三甘醇、1,3-丁二醇和最优选的丙三醇。

如图5所示，在本实施例中，基体3呈柱状，优选为圆柱筒状。基体3内部中空形成有收容腔31，收容腔31用于收容保持件1和电热元件2。收容腔31的长度等于或略大于保持件1的长度，以保证保持件1可完全收容于收容腔31内。收容腔31的形状与基体3的形状相匹配，以便于对保持件1进行限位，确保电热元件2保持在收容腔31合适位置。

基体3包括开口端32和封闭端33，保持件1和电热元件2从开口端32置入收容腔31内，电热元件2的螺旋段21位于基体3和保持件1之间，电热元件2的电极连接端从开口端32延出到基体3外。具体地，发热体10还包括第一引脚线23和第二引脚线24；第一引脚线23的一端与螺旋段21连接，第二引脚线24的一端与延伸段22连接，第一引脚线23的另一端和第二引脚线24的另一端均从开口端32延伸到基体3外。引脚线与电热元件2的连接可采用氩弧焊或激光焊的方式进行固定连接。

在本实施例中，第一引脚线23的一端与螺旋段21的连接点为第一连接点(附图未示出)，第二引脚线24的一端与延伸段22的连接点为第二连接点(附图未示出)，所述第一连接点和所述第二连接点均位于收容腔31内。具体地，所述第一连接点与开口端32之间的距离为第一距离，所述第二连接点与开口端32之间的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离之间的较小距离介于1mm和3mm之间。这样的设置，当基体3插入到烟支中，烟支底部1mm-3mm的高度没有进行加热，在烟支抽吸使用过程中，底部烟丝保持了较完整的形态，便于烟支提取过程中，防止烟丝烟渣掉入加热腔室20内，使得加热腔室20保持较清洁的状态。

在本实施例中，第一引脚线23和第二引脚线24可选用电阻率较低的材料，例如：镍丝。镍丝具有较好的耐腐蚀和耐氧化性能。

需要说明的是，在本实施例中，螺旋段21与延伸段22之间、螺旋段21与第二引脚线24之间、延伸段22与第一引脚线23之间、第一引脚线23与第二引脚线24之间均通过保持件1隔离，以防止接受电源之后短路。

在本实施例中，封闭端33凸设有突出部331，突出部331呈锥形，突出部331由基体3自封闭端33延伸而成。设置突出部331，可以便于基体3插入烟支中，并且增大基体3与烟支的接触面积。优选的，突出部331内部中空且与收容腔31连通，这样电热元件2产生的热量更好通过突出部331传导到烟支上，避免烟支在突出部331处受热不均而影响烟支的烘烤。

进一步地，电热元件2和保持件1插入基体3的收容腔31内后，可以利用密封件4将开口端32密封，使得电热元件2和保持件1稳定的置于基体3内，减少发热体内部的热量流失。密封件4可选用氧化镁、氧化硅、氧化铝等材料进行密封和绝缘。

在本实施例中，发热体10还包括底座5，基体3的开口端32的端面抵接在底座5上，第一引脚线23和第二引脚线24贯穿密封件4以及底座5。底座5可以采用热导率低的陶瓷材料，例如氧化锆，防止热量传导，降低气溶胶生成装置的外壳温度。

具体的，底座5呈柱形，可以为圆柱形、四棱柱形、六棱柱形等等。底座5上凹设有容槽51，基体3的开口端32固定于容槽51内，容槽51的槽底上设有供第一引脚线23和第二引脚线24穿过的贯穿孔511。进一步地，可将保持件1抵接于容槽51的底部，以将保持件1限制在基体3内的中心位置，使电热元件2在基体3内均匀分布，有利于对烟丝进行均匀加热。如图6所示，贯穿孔511可以为一个圆孔，且该圆孔的直径小于保持件1的直径，以保证保持件1与容槽51底部抵接时不会滑入贯穿孔511中。如图7所示，贯穿孔511也可以为两个直径略大于电热元件2直径的圆孔，第一引脚线23和第二引脚线24分别从两个圆孔穿过，以便于与外部电源连接。

红外辐射体6用于接收电热元件2产生的热量加热升温产生红外线，并至少以辐射方式加热气溶胶形成基质。由于红外辐射具有一定的穿透性，对烟支的加热效果好，烟支中的成分能够得到释放地充分，提升了用户的抽吸体验。

请再参考图3所示，在本实施例中，红外辐射体6为填充在所述收容腔内的红外辐射粉末材料。红外辐射体6可以选用氧化物、碳材料、碳化物、氮化物等具有较高红外辐射率的材料制成。具体地如下所示：

金属氧化物及多组分合金氧化物，包括：三氧化二铁、三氧化二铝、三氧化二铬、三氧化二铟、三氧化二镧、三氧化二钴、三氧化二镍、三氧化二锑、五氧化二锑、二氧化钛、二氧化锆、二氧化锰、二氧化铈、氧化铜、氧化锌、氧化镁、氧化钙、三氧化钼等；也可以是以上两种或两种以上金属氧化物的组合；还可以是具有尖晶石、钙钛矿、橄榄石等晶胞结构的陶瓷材料。

碳材料的发射率接近于黑体特性，具有较高的红外辐射率。碳材料，包括：石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、类金刚石薄膜等。

碳化物，包括：碳化硅，碳化硅在较大的红外线波长范围内(2.3微米-25微米)具有高发射率，是较好的近全波段红外辐射材料；此外，还有碳化钨、碳化铁、碳化钒、碳化钛、碳化锆、碳化锰、碳化铬、碳化铌等，都具有较高的红外发射率(MeC相不具备严格的化学计算成分和化学式)。

氮化物，包括：金属氮化物和非金属氮化物，其中金属氮化物包括：氮化钛、碳氮化钛、氮化铝、氮化镁、氮化钽、氮化钒等；非金属氮化物包括：氮化硼、五氮化三磷、氮化硅(Si3N4)等。

其他无机非金属材料，包括：二氧化硅、硅酸盐(包括磷硅酸盐、硼硅酸盐等)、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼化物、硫系化合物等。

在其他示例中，红外辐射体6可以为形成在基体3的外表面上的红外辐射膜层，可以通过物理气相沉积方式形成在基体3的外表面上。此时，基体3可以选用金属、合金等材料。

进一步地，还可以在基体3的外表面设有釉层，釉层可以对红外辐射膜层进行保护，防止红外辐射膜层被刮擦。

参照图8所示，本申请实施例还提供一种气溶胶生成装置，气溶胶生成装置包括加热腔室20和设置于加热腔室20内的发热体10。气溶胶生成装置还包括电池30，发热体10与电池30电连接，电池30向电热元件2提供电功率以产生热量。电池30可以是但不限于磷酸铁锂(LiFePO4)电池。例如，电池30可以是钴酸锂(LiCoO2)电池或钛酸锂电池；电池30可以是可反复充电电池或一次性电池。

本申请实施例的发热体10以及包含该发热体10的气溶胶生成装置，通过红外辐射体接收电热元件产生的热量加热升温产生红外线，并至少以辐射方式加热气溶胶形成基质；由于红外辐射具有一定的穿透性，对烟支的加热效果好，烟支中的成分能够得到释放地充分，提升了用户的抽吸体验。

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，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；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 (12)

1.一种发热体，用于对气溶胶形成基质进行加热以生成气溶胶，其特征在于，包括：

电热元件，用于接受电源的电功率产生热量；

保持件，用于使所述电热元件保持固定；

基体，用于插入所述气溶胶形成基质中；所述基体的内部形成有收容腔，所述收容腔用于收容所述保持件和所述电热元件；

红外辐射体，与所述电热元件导热地设置在所述基体上；所述红外辐射体用于接收所述电热元件产生的热量加热升温产生红外线，并至少以辐射方式加热所述气溶胶形成基质。

2.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述红外辐射体为形成在所述基体外表面上的红外辐射膜层；和/或，所述红外辐射体为填充在所述收容腔内的红外辐射粉末材料。

3.根据权利要求1或2所述的发热体，其特征在于，所述收容腔的形状与所述基体的形状相匹配。

4.根据权利要求3所述的发热体，其特征在于，所述基体包括封闭端和开口端，所述保持件和所述电热元件从所述开口端收容于所述收容腔内。

5.根据权利要求4所述的发热体，其特征在于，所述发热体还包括第一引脚线和第二引脚线；

所述第一引脚线的一端与所述电热元件的一端连接，所述第二引脚线的一端与所述电热元件的另一端连接，所述第一引脚线的另一端和所述第二引脚线的另一端均从所述开口端延出到所述基体外。

6.根据权利要求5所述的发热体，其特征在于，所述第一引脚线的一端与所述电热元件的一端的连接点为第一连接点，所述第二引脚线的一端与所述电热元件的另一端的连接点为第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点均位于所述收容腔内。

7.根据权利要求6所述的发热体，其特征在于，所述第一连接点与所述开口端之间的距离为第一距离，所述第二连接点与所述开口端之间的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离之间的较小距离介于1mm和3mm之间。

8.根据权利要求7所述的发热体，其特征在于，所述发热体还包括密封件，所述密封件用于对所述开口端进行密封。

9.根据权利要求8所述的发热体，其特征在于，所述发热体还包括底座，所述开口端的端面抵接在所述底座上。

10.根据权利要求4-9任一所述的发热体，其特征在于，所述封闭端设有突出部，所述突出部呈锥形，所述突出部由所述基体自所述封闭端延伸而成。

11.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述保持件内部中空且两端均为开口以形成内孔，所述电热元件至少包括设置于所述保持件外表面上的螺旋段和位于所述内孔中的延伸段。

12.一种气溶胶生成装置，其特征在于，包括加热腔室以及设置于该加热腔室内的如权利要求1-11任一所述的发热体。

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