CN217446673U - 发热组件和气溶胶产生装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种发热组件和气溶胶产生装置，包括内部具有容腔的外壳、至少局部填充在容腔中第一位置的蓄热材料、至少局部设置在容腔中第二位置的发热体和与发热体电连接的两引线；发热体为螺旋线圈，包括第一段和第二段，第一段上的线圈绕制密度大于第二段上的线圈绕制密度，相比所述第二段，第一段更靠近蓄热材料。蓄热材料在发热体发热期间吸热，在发热体停止发热的一段时间内，通过放热来确保已经形成但尚未排尽的气溶胶在该环境中可保持气态，而不会冷凝。第一段因其绕制密度更大而具有比第二段更大的发热效率，蓄热材料靠近第一段设置，从而能够更快的吸收热量，并实现发热组件的温度平衡，有利于可抽吸制品受热均匀。

Description

发热组件和气溶胶产生装置

技术领域

本实用新型实施例涉及气溶胶产生技术领域，特别涉及发热组件和气溶胶产生装置。

背景技术

发热组件用于与可抽吸制品直接接触或间接接触，通过发热组件发热使可抽吸制品挥发出气溶胶。在抽吸结束瞬间或者在发热组件停止发热的瞬间，部分已经形成但未溢出可抽吸制品的气溶胶，在高温环境消失后，其在继续向下游流动的过程中很可能会在可抽吸制品中冷凝，从而导致可抽吸制品中的气道堵塞，增加后续抽吸时的吸阻，降低用户体验。

实用新型内容

本申请实施例提供的发热组件和气溶胶产生装置，通过蓄热材料放热来防止气溶胶在可抽吸制品中冷却。

本申请实施例提供的一种发热组件，用于插入可抽吸制品中，以加热可抽吸制品使之产生气溶胶，包括：

内部具有容腔的外壳；

至少局部填充在所述容腔中第一位置的蓄热材料；

至少局部设置在所述容腔中第二位置的发热体和与所述发热体电连接的两引线，沿气溶胶流动方向，所述第一位置位于所述第二位置的下游；

其中，所述发热体为螺旋线圈，包括第一段和第二段，所述第一段相比所述第二段更靠近所述蓄热材料，所述第一段上的线圈绕制密度大于所述第二段上的线圈绕制密度。

本申请实施例提供的一种气溶胶产生装置，包括所述发热组件。

上述的发热组件和气溶胶产生装置，通过在外壳中设置蓄热材料，蓄热材料在发热体发热期间吸热，在发热体停止发热的一段时间内，通过蓄热材料放热来使对应区域处于温度较高的环境中，确保已经形成但尚未排尽的气溶胶在该环境中可保持气态，而不会冷凝液化，进而堵塞气道、增大吸阻。同时，发热体包括第一段和第二段，第一段因其绕制密度更大而具有比第二段更大的发热效率，蓄热材料靠近第一段设置，从而能够更快的吸收热量，并实现发热组件的温度平衡，有利于可抽吸制品受热均匀。

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是本申请一实施例中气溶胶产生装置的示意图；

图2是本申请一实施例所提供的发热组件的示意图；

图3是本申请一实施例所提供的发热组件的另一示意图；

图4是本申请一实施例所提供的发热组件的又一示意图；

图5是本申请一实施例所提供的发热组件的又一示意图；

图6是本申请一实施例所提供的发热组件的又一示意图；

图中：

1、发热组件；11、外壳；a、容腔；b、第一位置；c、第二位置；111、筒形部；112、导引部；12、蓄热材料；121、头部；122、尾部；123、凹槽；124、金属片；13、发热体；131、第一段；132、第二段；14、引线；

2、可抽吸制品；

3、电芯；

4、电路。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”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或者次序。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系或者运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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，或者其间可能同时存在一个或者多个居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“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。

可以参照图1-6，本申请的一实施例提供了一种气雾发生装置，包括发热组件1，还可以包括如下一项或多项：

腔室，可抽吸制品2可移除地接收在腔室内；

电芯3，为可充电的直流电芯，可以输出直流电流；

电路板4，可根据需要，通过适当的电连接到可充电的电芯3，用于将电芯输出的直流电流供应到发热组件1；或可根据需要，通过适当的电连接到可充电的电芯3，用于将电芯3输出的直流电流供应到热电偶上。

在一个优选的实施例中，电芯3提供的直流供电电压在约2.5V至约9.0V的范围内，电芯3可提供的直流电流的安培数在约2.5A至约20A的范围内。

发热组件1用于插入可抽吸制品2中，并与可抽吸制品2直接接触或间接接触，以加热可抽吸制品2，使可抽吸制品2挥发，产生气溶胶。可抽吸制品2可以为烟草制品，如烟支中的烟草段、烟弹或散装烟草等。

在如图2-6所示的实施例中，发热组件1包括外壳11、蓄热材料12、发热体13和引线14。

外壳11至少位于发热体13的外侧，以避免发热体13与可抽吸制品2直接接触，外壳11具有均热作用，发热体13发出的热量被外壳11吸收后，可均匀地分布在外壳11上，从而对外壳11外侧的可抽吸制品2进行均匀地烘烤。外壳11可以由陶瓷制成，因而具有较大的热辐射效率，且难以沾染烟垢，相对金属外壳更容易清洁和烘烤效率更高。外壳11可以由金属制成，从而具有更高的导热率，能够更加快速的升温至预设范围，从而可以使可抽吸制品2迅速产生气溶胶，满足快速出烟的需求。

外壳11内部具有容腔a，容腔a中具有第一位置b和第二位置c，至少局部发热体13设置在第二位置c上，至少局部蓄热材料12填充在第一位置b上，蓄热材料12在外壳11的内部吸收发热体13发出的热量，从而升温，然后再释放热量。

蓄热材料12可以为陶瓷材料，如氧化铝、氧化锆或氮化硅等，陶瓷材料具有较大的热容且耐高温，从而能够储存大量的热，且具有恒温作用，能够在发热体13停止发热后防止环境温度骤降，进而导致已产生但尚未从可抽吸制品2中排出的气溶胶在可抽吸制品2中冷凝。并且，通过蓄热材料12占据发热体13不能到达的第一位置b的某些区域，能够利用蓄热材料12吸热和释热使这些区域具有较高的温度，从而避免气溶胶在这些区域外侧的可抽吸制品2中冷凝，如，外壳11具有横截面积较小的尖头端，然而，受发热体13尺寸的限制，发热体13不能伸入尖头端中的某些区域，若无蓄热材料12，则这些区域的温度会低于外壳11其他部位的温度，可抽吸制品2产生的气溶胶在未排出可抽吸制品2前就很可能会在这些区域径向的可抽吸制品2中冷凝，形成冷凝液，进而堵塞气道。

在如图2和3所示的实施例中，外壳11包括筒形部111和导引部112，导引部112的外轮廓所圈围面积与导引部112和筒形部111之间的轴向距离呈反比，即，导引部112的表面具有坡面。导引部112与筒形部111连接，导引部112先于筒形部111插入可抽吸制品2，在导引部112的在前导引下，筒形部111可较为容易地插入可抽吸制品2中。筒形部111的横截面形状可以是圆形、多边形、椭圆形等，所述的多边形包括三角形、正方形、长方形、六边形、一字形、十字形、X形、梅花形等，多边形的棱边可以为直形边和/或弧形边。导引部112可以与筒形部111具有相同的横截面形状，也可以与筒形部111具有不同的横截面形状。

导引部112和筒形部111中具有空腔a，第一位置b至少包括导引部112中的空腔a，第二位置c位于筒形部111的中的空腔a中。

在如图2所示的实施例中，第一位置b被限定在导引部中的空腔a中，蓄热材料12仅填充在导引部112中的空腔c中，从而使导引部112变为实心结构。在如图3所示的实施例中，第一位置b是连续的，部分第一位置b位于导引部112中的空腔中，其余第一位置b位于筒形部111的部分空腔a中，蓄热材料12填充在第一位置b上，内部具有蓄热材料12的外壳11区段因此变为实心结构。在这里，蓄热材料12可以与外壳11采用相同的材料制成，如均采用相同的陶瓷材料制成，也可以采用不同的材料制成，如蓄热材料12采用陶瓷材料制成，外壳12采用金属制成，或者蓄热材料12和外壳11采用不同的陶瓷材料制成等。在一些实施例中，蓄热材料12和外壳11采用铸造或者冶金工艺一体成型。在另一些实施例中，粉末状的蓄热材料12或浆状的蓄热材料12被注入外壳11中的第一位置b后，再高温烧结，从而使蓄热材料12和外壳11形成一体结构。

在如图4-6所示的实施例中，外壳11为管状结构，其上具有连通容腔a的开口，蓄热材料12与开口连接并遮盖开口，蓄热材料12包括头部121，头部121为锥状体，头部121为可以为实心，位于外壳11之外，其横截面积与其和开口之间的轴向距离呈反比，即，头部121的表面具有坡面。沿气溶胶流动的方向，头部121位于外壳11的下游，头部121先于外壳11插入可抽吸制品2中，在头部121的在前导引下，外壳11可较为容易的插入可抽吸制品2中。外壳11的横截面形状可以是圆形、多边形、椭圆形等，所述的多边形包括三角形、正方形、长方形、六边形、一字形、十字形、X形、梅花形等，多边形的棱边可以为直形边和/或弧形边。头部可以与外壳具有相同的横截面形状。头部121由于位于外壳11之外，故其外表面可以直接与可抽吸制品2接触，使得头部121与可抽吸制品2之间具有更高的热交换效率。

蓄热材料12还包括尾部122，尾部122位于外壳11容腔a中的第一位置b，尾部122与可抽吸制品2之间间隔着外壳11的壳壁。如图4-6所示，尾部122与头部121连接，尾部122位于外壳11内部，因而相对头部121，其更加靠近发热体13，从而尾部122的作用之一是吸收发热体13的热量，并将部分该热量传至头部121。同时，尾部122可以均衡外壳11内部的温场，在发热体13发热的过程中，尾部122和头部121可将其吸收的热量均匀地释放出来，以均匀地烘烤至少位于其径向上的可抽吸制品2，既能防止在发热体13温度较高时将可抽吸制品2烤糊，又能使可抽吸制品2均匀受热，减少或者避免可抽吸制品2浪费。而且通过增设尾部122，或者通过延长尾部122的长度，可增加蓄热材料12的蓄热量和均衡温场的区间，能够在发热体13停止发热后，提供更加稳定、长久和广泛的高温环境。

如图4-6所示，尾部122与头部121一体成型，从而尾部122与头部121之间的界面热阻小于尾部122与外壳11的壳壁之间的界面热阻，而尾部122相对头部121更加靠近发热体13，故而，在发热体13发热期间，蓄热材料12的头部121外表面和与尾部122对应的外壳11的壳壁外表面之间温差为零或者接近零，或者蓄热材料12的头部121外表面的温度略高于与尾部122对应的外壳11的壳壁的外表面温度，以使气溶胶不能在远离发热体13的可抽吸制品2中冷凝而堵塞气道。

在一些实施例中，沿气溶胶流动方向，第一位置b位于第二位置c的下游,发热体13主要位于第二位置c上。在发热体13停止发热后，蓄热材料12逐渐释放其在发热体13发热的过程中存储的热量，从而使至少位于蓄热材料12径向上的可抽吸制品2处于温度较高的环境中，该温度较高的环境虽然不一定能够使环境中的可抽吸制品2产生气溶胶，但是，可以使进入该环境中的气溶胶在该环境温度下保持气态，而不能冷凝形成冷凝液。或者，在发热体13发热期间，第一位置b由于填充有蓄热材料12，从而通过蓄热材料12吸收、传导发热体13发出的热量，然后再释放热量，使热量加热第一位置b至少径向方向的可抽吸制品2，以此不仅提高这些可抽吸制品2所处环境的温度，防止流动至此处的气溶胶冷凝液化，甚至还可以使该区域的可抽吸制品2挥发产生气溶胶，防止可抽吸制品2浪费。当然，在其他实施例中，第二位置c可以具有两个，沿气溶胶流动方向，其中一第二位置c可以位于第一位置b的下游，发热体13的局部位于蓄热材料12中，发热体13的两端分别位于两第二位置c中，其中，位于下游的第二位置c的轴向长度可以不大于上游中的第二位置c的轴向长度。在另一些实施例中，第一位置b和第二位置c均可以具有多个，且第一位置b与第二位置c交错设置，发热体13穿过至少部分第一位置b中的蓄热材料12，通过分段设置的多个第一位置b和每一第一位置b中的蓄热材料12，可以使发热组件1具有一定的恒温功能，且能够减少发热组件1的能耗，而且还能避免第二位置c过长导致的在发热体13停止发热后气溶胶在流进第一位置b烘烤范围前就已经发生冷凝液化。

如图1所示的实施例中，发热组件1的轴向长度约等于可抽吸制品2的轴向长度，发热组件1沿轴向方向插入可抽吸制品2中，优选发热组件1插入可抽吸制品2的中心区域。

由于蓄热材料12具有较大的热容，故将蓄热材料12升温至预设温度范围需要消耗较多的热量，或者将蓄热材料12升温至预设温度范围需要更多的时间，故优选蓄热材料12的轴向长度不大于发热组件1轴向长度的1/2，以此使能量消耗、升温时间和防止气溶胶冷凝的效果处于相对较为协调的状态。

发热体13采用电阻率较高、发热较多的金属材料制成。在如图2-6所示的实施例中，发热体13为电阻丝绕制而成的螺旋线圈，为了方便蓄热材料12吸热升温，螺旋线圈第一段131上的线圈绕制密度大于螺旋线圈第二段132上的线圈绕制密度，从而在通电时，第一段131具有比第二段132更高的发热效率，相比第二段132，第一段131更靠近蓄热材料12，或者第一段131与蓄热材料12接触，以提高发热体13与蓄热材料12之间的热传递速率，使蓄热材料12可以更加迅速的升温，缩短蓄热材料12的升温时间。由于第一段131相比第二段132更加靠近蓄热材料12，或者第一段131直接与蓄热材料12接触，从而如果第一段131和第二段132若具有相同的发热效率的话，容易导致第一段131的温度低于第二段132的温度，从而位于导致第一段131径向区域的可抽吸制品2受热不充分，一方面会导致可抽吸制品2不能被充分利用而大量浪费，另一方面导致气溶胶产量少，影响口感。从而，本实施例中，第一段131的绕制密度大于第二段132的绕制密度，以提高第一段131的发热效率，从而不仅能够满足蓄热材料12吸收热量的要求，还能在蓄热材料12吸收热量的前提下产生能够使可抽吸制品2产生气溶胶的温度，使得发热组件1的温度均衡，确保可抽吸制品2充分受热和均匀受热。

在另一些实施例中，发热体13与蓄热材料12面接触，以通过增大接触面积来进一步提高发热体13与蓄热材料12之间的热传递速率。

具体的，绕制螺旋线圈的电阻丝的厚度小于其宽度，即该电阻丝为扁丝，扁丝在绕制成螺旋线圈之前可以是片状的金属条。扁丝具有与其厚度方向垂直的两宽面，螺旋线圈的一端通过其中一宽面与蓄热材料12面接触。在一实施例中，可以参照图6，蓄热材料12面向发热体13的一端具有凹槽123，螺旋线圈的一端中至少有一匝线圈为接触线圈，接触线圈的绕制半径小于其他线圈的绕制半径，接触线圈位于凹槽123中，且接触线圈的外侧宽面紧贴凹槽的侧壁，其他线圈的宽面靠近或接触外壳11的壳壁内侧。在另一实施例中，螺旋线圈的末端脱离绕制轨迹而翻折，以使其一宽面面向蓄热材料12，并与蓄热材料12面接触。在其他实施例中，可以参照图5，螺旋线圈的末端连接有金属片124，通过金属片124与蓄热材料12面接触。

组装如图4-6所示的发热组件1时，由于外壳11为管状结构，或者，外壳11的一端具有开口，该开口与外壳11内部的容腔连通，故为了方便固定，首先将蓄热材料12与发热体13被连接成一体结构，可以通过焊接的方式连接，当然，还可以通过其他方式连接；然后，在发热体上13焊接上引线14；再然后，在引线14和发热体13上涂无机胶或陶瓷胶等胶状物；然后，使该一体结构中的发热体13先通过开口进入外壳11内的容腔a中；继续推进一体结构，直至一体结构中蓄热材料12的头部121与开口接触并遮盖开口，再通过焊接的方式，使蓄热材料12与外壳11相互固定；最后，使发热体13和引线14上的胶状物固化。故，在组装发热组件1的过程中，不仅无需通过复杂的支撑结构来将发热体13抵顶至与蓄热材料12接触，而且还能保证发热体13与蓄热材料12之间的良好的接触性。

组装如图2和3所示的发热组件1时，由于外壳11具有筒形部111和导引部112，故，首先将蓄热材料12设置在外壳11中，或者使外壳11与蓄热材料12一体成型，在发热体13上焊接上引线14，然后在引线14和发热体13上涂无机胶或陶瓷胶等胶状物，再通过支撑结构将发热体13放置在第二位置c，支撑结构可以留在外壳11中成为发热组件1的一部分，且支撑结构可以为空心的棒状结构或者为实心的棒状结构，最后使发热体13和引线14上的胶状物固化。

上述的无机胶或陶瓷胶等胶状物在固化后可以形成发热体13与外壳11的内壁之间的致密物，该致密物能够加快发热体13与外壳14之间的热传递速率，有助于使可抽吸制品2快速升温。

优选发热体13尽量贴合外壳11的内壁，在一些实施例中，发热体13与外壳11的内壁之间的单边距离不大于0.2mm，以进一步确保发热体13与外壳11之间的热传递速率。

在一些实施例中，发热体13具有发热功能和测温功能，发热体13可采用金属PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)材料制成。该PTC材料随温度升高电阻呈上升趋势，从而可实现发热与温度探测的同步，达到其“既是发热元件，又是测温元件”的效果。根据用户需求，发热体13的电阻温度系数可在1500-3500ppm之间选择。此外，发热体13除了采用卷绕电阻丝的方式实现外，还可采用MESH网、刻蚀片等方式实现。该结构实现了两引线13温控一体的方案，简化了加热组件1的整体结构，降低了成本。在其他实施例中，发热体13也可仅用于发热，此时，发热组件1中还可以设有热电偶，通过热电偶来检测发热组件1的温度，以作为温控的依据。

上述的发热组件和气溶胶产生装置，通过在外壳中设置蓄热材料，蓄热材料在发热体发热期间吸热，并将吸收的热量传递至发热体因尺寸限制而不能到达的第二位置的至少局部区域，再通过蓄热材料放热来使对应区域处于温度较高的环境中，确保气溶胶在该环境中可保持气态，而不会冷凝液化，进而堵塞气道、增大吸阻。同时，在发热体停止发热后，通过蓄热材料放热来使对应区域处于温度较高的环境中，防止可抽吸制品中已产生但尚未排尽的气溶胶在流动至该环境时发生冷凝液化。

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 (11)

1.一种发热组件，用于插入可抽吸制品中，以加热可抽吸制品使之产生气溶胶，其特征在于，包括：

内部具有容腔的外壳；

至少局部填充在所述容腔中第一位置的蓄热材料；

至少局部设置在所述容腔中第二位置的发热体和与所述发热体电连接的两引线，沿气溶胶流动方向，所述第一位置位于所述第二位置的下游；

其中，所述发热体为螺旋线圈，包括第一段和第二段，所述第一段相比所述第二段更靠近所述蓄热材料，所述第一段上的线圈绕制密度大于所述第二段上的线圈绕制密度。

2.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述第一段与所述第二段沿所述容腔的轴向设置，且所述第一段与所述蓄热材料接触，或者所述第一段的局部伸入所述蓄热材料中。

3.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述发热体为由扁丝绕制而成的螺旋线圈，所述扁丝具有与其厚度方向垂直的宽面，所述宽面与所述蓄热材料面接触。

4.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述发热体与所述外壳的内壁之间填充有致密物。

5.如权利要求4所述的发热组件，其特征在于，所述发热体与所述外壳的内壁之间的距离不大于0.2mm。

6.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述蓄热材料的轴向长度不大于所述发热组件轴向长度的1/2。

7.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述蓄热材料包括位于所述外壳之外的头部和位于所述第一位置的尾部，所述头部具有坡面。

8.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述外壳上具有连通所述容腔的开口，所述蓄热材料与所述发热体连接构成一体结构，所述一体结构至少局部通过所述开口进入所述容腔中。

9.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述外壳包括筒形部和导引部，所述导引部的外表面具有坡面，以引导所述发热组件插入所述可抽吸制品中，所述第一位置至少包括所述导引部中的空腔，所述第二位置位于所述筒形部的中的空腔中。

10.如权利要求1所述的发热组件，其特征在于，所述蓄热材料为陶瓷材料。

11.一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的发热组件。

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