CN218889306U - 发热体结构及卷烟加热装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种发热体结构及卷烟加热装置，发热体结构包括：基座组件，内部形成有空腔，空腔一侧开设有与外界连通的开口；电路组件，包括线圈，线圈绕设在基座组件的外壁；发热体，设置在空腔内；发热体具有第一居里温度和第二居里温度，发热体温度达到第一居里温度或第二居里温度时，线圈的工作状态改变，电路组件对线圈的工作状态进行控制。本申请的发热体结构通过设置具有第一居里温度和第二居里温度的发热体，通过发热体达到第一居里温度和第二居里温度时对线圈产生的影响，从而判定发热体对应时间的发热温度，在不使用温度传感器的情况下也可以完成对发热体温度的监测控制，减少热量向电路板的传递，增加可靠性。

Description

发热体结构及卷烟加热装置

技术领域

本申请属于发热体结构技术领域，更具体地说，是涉及一种发热体结构。

背景技术

卷烟加热器是通过加热烘烤卷烟，在不达到卷烟燃点的情况下，使其香味物质挥发，以使用户获得类似燃吸卷烟的感受的一种电子装置。

目前，国内外新型烟草制品主要有电子烟、低温无燃烧卷烟、口含烟、电加热卷烟等，其中电加热卷烟均具有与传统卷烟类似的抽吸感官体验，通过电磁感应加热的加热方式，对卷烟进行加热处理，通常为了避免加热温度过高，在内部还设置有温度传感器对卷烟的加热温度进行监控。

但是，现有技术中的电加热卷烟只能测试单点温度，且热量会从温度传感器传导至电路板上，使电路板局部升温严重，增加电路板失效的风险。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种发热体结构，以解决现有技术中存在的电加热卷烟只能测试单点温度，且热量会从温度传感器传导至电路板上，使电路板局部升温严重，增加电路板失效的风险的问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种发热体结构，包括：

基座组件，内部形成有空腔，所述空腔一侧开设有与外界连通的开口；

电路组件，包括线圈，所述线圈绕设在所述基座组件的外壁；

发热体，设置在所述空腔内；

所述发热体具有第一居里温度和第二居里温度，所述发热体温度达到所述第一居里温度或所述第二居里温度时，所述线圈的工作状态改变，所述电路组件对所述线圈的工作状态进行控制。

可选地，所述发热体包括两种不同的发热材料，所述第一居里温度和所述第二居里温度分别与两种所述发热材料相对应。

可选地，所述发热体由铁和镍混合制成。

可选地，所述发热体贴合所述空腔的内壁固定设置。

可选地，所述基座组件包括基座和筒状的基体，所述基座设置在所述基体上与所述开口相对的一侧，所述基座和所述基体围合形成空腔。

可选地，所述发热体设置为筒状，所述发热体的直径小于或等于所述基体的内径。

可选地，所述基体两端的直径小于中部的直径。

可选地，所述基座为陶瓷件和/或PEEK件。

可选地，所述电路组件还包括PCB板，所述PCB板与所述线圈电连接。

一种卷烟加热装置，包括壳体、电源和上述的发热体结构，所述电源和所述发热体结构设置在所述壳体内，所述电源与所述发热体结构电连接。

本申请提供的发热体结构的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的发热体结构通过设置具有第一居里温度和第二居里温度的发热体，通过发热体达到第一居里温度和第二居里温度时对线圈产生的影响，从而判定发热体对应时间的发热温度，在不使用温度传感器的情况下也可以完成对发热体温度的监测控制，减少热量向电路板的传递，增加可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种发热体结构的结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的一种发热体结构的结构示意图二；

图3为本申请实施例提供的一种发热体结构与卷烟加热装置的装配图；

图4为本申请实施例提供的另一种发热体结构的结构示意图；

图5为发热体最高温度和平均温度随时间的变化曲线表；

图6为线圈电感随时间的变化情况；

图7为线圈阻抗绝对值随时间的变化情况；

图8为线圈感抗绝对值随时间的变化情况。

其中，图中各附图标记：

1-发热体结构；

2-壳体；

3-电源；

10-基座组件；

11-空腔；

12-开口；

13-基座；

14-基体；

20-电路组件；

21-线圈；

22-PCB板；

30-发热体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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实用新型的限制。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。

请参阅图1-图4，现对本申请实施例提供的发热体结构进行说明。本申请实施例提供一种发热体结构，包括：基座组件10、电路组件20和发热体30。其中，基座组件10作为发热体结构1整体的支撑固定件，在基座组件10的内部形成有空腔11，空腔11一侧开设有与外界连通的开口12。其中，空腔11是用于容纳发热体30的。发热体30设置在空腔11内，且与电路组件20电连接，即可通过电路组件20对发热体30的工作状态进行控制。其中，电路组件20还包括线圈21，线圈21绕设在基座组件10的外壁，通过线圈21的电磁感应加热对发热体30进行加热处理，即通过电力电子技术和电磁兼容技术，把220V的交流电源整流、滤波、逆变成25-30KHZ的高频交变电流，使高频交变电流转换为高频交变磁场，磁场碰到金属发热体又转换为高频交变电流，而此电流使被加热设备直接从内部发热的一种加热方式。

在正常工作时，将烟等待加热物体由开口12伸入至空腔11内，打开开关，通过向线圈21通入220V的交流电源，使得线圈21产生高频交变磁场，磁场碰到发热体30又转换为高频交变电流，从而在发热体30上产生大量热量，将待加热物体与空腔11内的发热体30触碰，即可进行加热操作。

为了避免对发热体30过度加热，导致内部局部升温严重，在本实施例中，发热体30具有第一居里温度和第二居里温度，发热体30温度达到第一居里温度或第二居里温度时，线圈21的工作状态改变，电路组件30对线圈31的工作状态进行控制。

具体的，发热体30具有第一居里温度和第二居里温度，可以理解的，即发热体30在加热升温过程中，发热体30本身的磁导率会随温度的变化而变化。当达到第一居里温度时，磁导率会产生突变，而发热体30磁导率发生变化时，相应的线圈21的电感、感抗和阻抗等也会产生变化。当电路组件20感知到线圈21产生变化时，即可判定发热体30处于第一居里温度，此时可以继续控制线圈21工作，使得发热体30继续加热；当发热体30温度达到第二居里温度时，磁导率会再次产生突变，相应的线圈21的电感、感抗和阻抗等也会再次产生变化。当电路组件20感知到线圈21产生第二次变化时，即可判定发热体30处于第二居里温度，此时可以选择控制线圈21的输入电流等，使得发热体30的温度处于第一居里温度和第二居里温度之间，在不使用温度传感器的情况下也可以完成对发热体30温度的检测控制。

为了保证发热体30具有第一居里温度和第二居里温度，在制作发热体30时，通常将发热体30混合不同的材料制成。示例性的，在本实施例中，发热体30包括两种不同的发热材料，第一居里温度和第二居里温度分别与两种发热材料相对应。即，其中一种发热材料的居里温度与另一种发热材料的居里温度不同，从而可以保证发热体30具有两种不同的居里温度，便于对其进行调节。

需要注意的是，加热材料的选择可以根据其对应的居里温度来进行选择。不同的材料的居里温度均不同，在选用材料制作发热体30时，选用一个居里温度较低的材料，再选用一个居里温度较高但不至于过高的材料，能够保证发热体30发热能够实现加热操作即可。示例性的，在本实施例中，发热体30由铁和镍混合制成。以下以发热体30由铁和镍混合为例进行说明。

示例性的，发热体两侧材料为铁，厚度0.15mm；中间材料为镍，厚度0.2mm。通过在线圈中加载电压11V，频率100kHz的电源，使得线圈产生对应的高频交变磁场，对发热体30进行加热处理。通过采用COMSOL软件计算复合材料的升温过程及升温过程中线圈电感、感抗、阻抗随时间的变化，可以测出，铁的居里点为770℃，镍的居里点为350℃。相应的，发热体最高温度和平均温度随时间变化的情况如图5所示：

由图5中可知，发热体30约在4S时升温至350℃，在10.5S时升温至770℃。为此，通过在对应时间节点对线圈的电感、阻抗绝对值和感抗绝对值进行检测，可以得到如下图6、图7和图8：

由图6、图7和图8可知，在4S和10.5S时，即发热体30在升温至350℃和770℃的时间节点处，线圈的电感、阻抗绝对值和感抗绝对值均有极大值，为此，电路组件20在工作时对线圈21的工作状态进行检测，当检测到线圈的电感、阻抗绝对值和感抗绝对值达到极大值时，由升温顺序即可判断内部发热体30的工作情况和工作温度，在通过控制交变电流发生器或输入电源等对线圈31的输入电流进行控制，从而对发热体30的温度进行间接控制，使得线圈31的电感、感抗和阻抗处于极大值或位于极大值的预订偏移点，由此完成对发热体30温度的精确控制。

相应的，为了达到发热体30的发热效果和固定效果，通常将发热体30贴合空腔11的内壁固定设置。在本实施例中，可选的，基座组件10包括基座13和筒状的基体14，基座13设置在基体14上与开口12相对的一侧，基座13和基体14围合形成空腔11。相应的，为了保证发热体30的固定贴合效果，发热体30也可以设置为筒状，筒状发热体30的直径小于或等于基体14的直径，发热体30也是与基体14的内壁贴合的。

另外，为了保证对基体14内部发热体30的固定性，可选的，基体14的两端直径小于基体14中部的直径，即基体14两端的开口12直径是小于基体14中部的直径的，即基体14的两端开口较小，在基体14内部形成两端直径较小、中部直径较大的的空腔11，发热体30的上下两端均被基体14两端直径较小的部分卡合，避免发热体30在基体14内部产生移动。相应的，为了保证加热体30的加热效果，基座13可以选用为导热系数较低的材料，如陶瓷材料或PEEK材料等，本实施例对此不做限制。

在本申请提供的另一实施例中，可选的，基体14的两端直径可以设置为与中部的直径相等，此时将基座的底部直接与卷烟加热装置的壳体连接即可，也可以实现对发热体30的固定效果，本实施例对此不做限制。

为了达到对线圈21的控制效果，可选的，电路组件20还包括PCB板22，PCB板22集成有控制电路，PCB板22与线圈21电连接，通过PCB板22对向线圈21内输入的电流进行控制，从而对线圈21的功率进行控制，进而达到对发热体30的加热效果。可以理解的是，在PCB板22内应集成设置有相应的检测组件，此检测组件仅用于对线圈21的电感、阻抗绝对值和感抗绝对值进行检测，并不是直接检测温度，从而并不会导致热量向电路板传递，增加了可靠性。

本实用新型实施例还提供了一种卷烟加热装置，包括壳体2、电源3以及上述的发热体结构，发热体结构和电源设置在壳体内，电源与发热体结构电连接，从而为发热体结构供电，相应的还可以额外设置有交变电流发生器等对电源供电进行控制，本实施例对此不做限制。

需要注意的是，本实施例中所提到的发热体结构与上述实施例中的发热体结构的结构相同，所达到的技术方案也相同，在此不做赘述。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发热体结构，其特征在于，包括：

基座组件，内部形成有空腔，所述空腔一侧开设有与外界连通的开口；

电路组件，包括线圈，所述线圈绕设在所述基座组件的外壁；

发热体，设置在所述空腔内；

所述发热体具有第一居里温度和第二居里温度，所述发热体温度达到所述第一居里温度或所述第二居里温度时，所述线圈的工作状态改变，所述电路组件对所述线圈的工作状态进行控制。

2.如权利要求1所述的发热体结构，其特征在于，所述发热体包括两种不同的发热材料，所述第一居里温度和所述第二居里温度分别与两种所述发热材料相对应。

3.如权利要求1所述的发热体结构，其特征在于，所述发热体贴合所述空腔的内壁固定设置。

4.如权利要求3所述的发热体结构，其特征在于，所述基座组件包括基座和筒状的基体，所述基座设置在所述基体上与所述开口相对的一侧，所述基座和所述基体围合形成空腔。

5.如权利要求4所述的发热体结构，其特征在于，所述发热体设置为筒状，所述发热体的直径小于或等于所述基体的内径。

6.如权利要求5所述的发热体结构，其特征在于，所述基体两端的直径小于中部的直径。

7.如权利要求6所述的发热体结构，其特征在于，所述基座为陶瓷件或PEEK件。

8.如权利要求1-7任一项所述的发热体结构，其特征在于，所述电路组件还包括PCB板，所述PCB板与所述线圈电连接。

9.一种卷烟加热装置，其特征在于，包括壳体、电源和权利要求1-8任一项所述的发热体结构，所述电源和所述发热体结构设置在所述壳体内，所述电源与所述发热体结构电连接。

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