CN219353061U - 加热模组及气雾生成装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种加热模组及气雾生成装置,包括:加热器,沿加热模组的轴向延伸,用于加热气溶胶生成制品,使之产生气溶胶,加热器包括感受体,能够在变化的磁场中发热;引线,与加热器电连接;感应线圈,用于产生变化的磁场,感应线圈/引线包括金属线芯和包覆在金属线芯外围的第一绝缘层;其中,第一绝缘层的最高耐受温度介于200‑430℃,包括金属氧化层、PAEK类材料、PI材料或者PBI材料中的至少一种;其中,PAEK类材料包括PEEK、PEKK或PEK材料。
Description
技术领域
本申请实施例涉及气溶胶产生技术领域,特别涉及加热模组及气雾生成装置。
背景技术
现有的气雾生成装置通常包含加热器和电源组件,通过加热器加热气溶胶生成制品,使之产生气溶胶。电源组件通过导线与加热器电连接,以为加热器加热气溶胶生成制品提供电功率。
加热器的工作温度通常在200-400℃,靠近加热器的引线、线圈、热电偶线等上的塑胶绝缘层在高温环境下可能会分解释放出有害物质,不利于用户的身体健康。
实用新型内容
本申请实施例提供一种加热模组及气雾生成装置,感应线圈、引线和热电偶上的绝缘层的最高耐受温度介于200-430℃,能够适应加热器形成的高温环境,极大地提高了健康系数。
本申请实施例提供的一种加热模组,包括:
加热器,沿所述加热模组的轴向延伸,用于加热所述气溶胶生成制品,使之产生气溶胶,所述加热器包括感受体,能够在变化的磁场中发热;
感应线圈,用于产生变化的磁场,所述感应线圈包括金属线芯和包覆在所述金属线芯外围的第一绝缘层;
其中,所述第一绝缘层可耐受所述加热模组的温度,所述加热模组的温度介于200-430℃,其中所述第一绝缘层包括金属氧化层,或者所述第一绝缘层包括PEEK、PEKK、PEK或PBI材料构成的绝缘层。
本申请实施例提供的一种加热模组,包括:
加热器,沿所述加热模组的轴向延伸,用于加热所述气溶胶生成制品,使之产生气溶胶;
引线,电连接所述加热器;
所述引线包括金属线芯和包覆在所述金属线芯外围的第一绝缘层;
其中,所述第一绝缘层可耐受所述加热模组的温度,所述加热模组的温度介于200-430℃,其中所述第一绝缘层包括金属氧化层,或者所述第一绝缘层包括PEEK、PEKK、PEK或PBI材料构成的绝缘层。
本申请实施例提供的一种加热模组,包括:
加热器,沿所述加热模组的轴向延伸,用于加热所述气溶胶生成制品,使之产生气溶胶;
热电偶,包括热电偶线,所述热电偶线通过温度探测部连接所述加热器或者直接电连接所述加热器;
所述热电偶线包括金属线芯和包覆在所述金属线芯外围的第一绝缘层;
其中,所述第一绝缘层可耐受所述加热模组的温度,所述加热模组的温度介于200-430℃,其中所述第一绝缘层包括金属氧化层,或者所述第一绝缘层包括PEEK、PEKK、PEK或PBI材料构成的绝缘层。
本申请实施例提供的一种气雾生成装置,包括所述的加热模组。
以上加热模组及气雾生成装置,感应线圈、引线和热电偶上的绝缘层的最高耐受温度介于200-430℃,不会在加热器形成的高温环境中分解出有害物质,极大地提高了健康系数,而且金属氧化层、PAEK 类材料、PI材料或者PBI材料等均属于食品安全级材料,相比其他耐高温的绝缘材料,更加安全。
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是本申请一实施例所提供的气雾生成装置的示意图;
图2是本申请一实施例所提供的加热模组的示意图;
图3是本申请一实施例所提供的引线的剖视图;
图4是本申请另一实施例所提供的引线的剖视图;
图5是本申请一实施例所提供的引线的横截面示意图;
图6是本申请另一实施例所提供的引线的横截面示意图;
图7是本申请一实施例所提供的加热器的局部平铺图;
图8是本申请一实施例所提供的加热模组局部的分解示意图;
图9是本申请一实施例所提供的流延片第一表面的平铺图;
图10是本申请一实施例所提供的流延片第二表面的平铺图;
图11是本申请一实施例所提供的流延片形成管状体的示意图;
图12是本申请另一实施例所提供的流延片第一表面的平铺图;
图13是本申请另一实施例所提供的流延片第二表面的平铺图;
图中:
1、气溶胶生成制品;
2、加热模组;21、加热器;211、加热元件;212、电极;2121、第一电极;2122、第二电极;213、第一表面;214、第二表面;22、引线;221、第一引线;222、第二引线;223、金属线芯;224、金属层;225、第一绝缘层;
3、电源组件;31、电芯;32、控制器。
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。
请参照图1,本申请的一实施例提供了一种气雾生成装置,该装置可用于加热气溶胶生成制品1,使气溶胶生成制品1挥发出气溶胶来,以供吸食,气溶胶可以包括中草药、尼古丁或比如烟草香料等风味物质。
在如图1所示的实施例中,气溶胶产生装置包括用于接收气溶胶生成制品1的接收腔和用于加热气溶胶生成制品的加热模组2,还包括电源组件3,电源组件3用于为加热模组2工作提供功率。
请参照图1,气溶胶产生装置具有插入口,气溶胶生成制品1例如烟支通过插入口可移除地接收在接收腔内;加热模组2至少一部分在接收腔内沿纵向延伸,并在变化的磁场下通过电磁感应发热,或者在通电时通过电阻发热,或者在受激时向气溶胶生成制品辐射红外线,进而使气溶胶生成制品1例如烟支受热,使气溶胶生成制品1的至少一种成分挥发,形成供抽吸的气溶胶;电源组件3包括电芯31,电芯31为可充电的直流电芯,可以输出直流电流。在其他的实施例中,电芯31还可以为一次性电池,不可充电或无需对其进行充电。在其他实施例中,电源组件3可以为有线电源,有线电源通过插头直接连接市电来为气溶胶产生装置供电。
在一可选的实施例中,电芯31提供的直流供电电压在约2.5V至约9.0V的范围内,电芯31可提供的直流电流的安培数在约2.5A至约20A的范围内。
电源组件3的功率可作为脉冲信号被供应到加热模组2,传送到加热模组2的功率的量可通过改变功率信号的占空比或脉冲宽度或脉冲幅度而调整。
气溶胶产生装置可以包括单个加热模组2,可替代地,气溶胶产生装置可包括多于一个加热模组2,该加热模组2或该多个加热模组 2可被适当地布置以便最有效地加热气溶胶生成制品1,其中,多个加热模组2可以构成对气溶胶生成制品1分段加热,多个加热模组2中其中可以至少有两个加热模组2具有不同的加热方式或加热效率。
加热模组2可通过传导加热气溶胶生成制品1。加热模组2可以是至少部分与气溶胶生成制品1或气溶胶生成制品1载体接触。可替代地,来自加热模组2的热量可通过导热元件传导到气溶胶生成制品 1。
可替代的,加热模组2可通过对流加热气溶胶生成制品1;或者,环境空气可在通过气溶胶生成制品1之前被其中至少一个加热模组2 加热;或者,加热模组2可通过辐射加热气溶胶生成制品1。
在一个实施例中,加热模组2可以具有一个或者多个,功率被供应到加热模组2直到一个或多个加热模组2达到250℃至440℃之间的温度,以便由气溶胶生成制品1产生气溶胶。
此外,电源组件3还包括控制器32,气溶胶产生装置包括插入检测器和向用户传送关于气溶胶产生装置的信息的用户界面(例如图形显示器或LED指示灯的组合等)。
插入检测器可检测与加热模组2在传热路径上接近的气溶胶生成制品的存在和特性,且将气溶胶生成制品1的存在的信号发送给控制器32。可以理解的是,插入检测器的提供是可选而非必要的。
控制器32控制用户界面以显示系统信息,例如电芯31功率、温度、气溶胶生成制品1的状态、抽吸口数、其它信息或其组合。
控制器32电连接电芯31和加热模组2,用于控制电芯31对加热模组2的电流、电压或电功率的输出等。
控制器32可包括可编程微处理器。在另一实施例中,控制器32 可包括专用电子芯片,诸如现场可编程门阵列(FPGA)或特定用途集成电路(ASIC)。通常,能够提供能够控制加热模组2的信号的任何装置可以与本文讨论的实施例一起使用。在一个实施例中,控制器32被构造成检测加热模组2的实际温度相对于目标温度的温度变化速度,以检测表示用户抽吸事件。
控制器32可包括存储组件,存储组件可以包括存储器和/或缓存器。存储组件可被构造成记录检测的气流或用户抽吸的变化。存储组件可记录用户抽吸的计数或每次抽吸的时间。存储组件可还被构造成记录加热模组2的温度和在每个抽吸期间供应的功率。被记录下的数据,可以在控制器32的调用下通过用户界面进行显示,或者通过其他输出接口进行输出显示,当被记录的抽吸口数达到气溶胶生成制品 1预设的总抽吸口数时,控制器32可以复位重置,或者控制器32可以清零被记录的抽吸口数,或者控制器32控制气溶胶产生装置关机,或者控制器32控制电源组件3停止继续向加热器提供功率,或者控制器32通过声、光、震动等提示用户气溶胶生成制品1已经达到抽吸极限等。
用户抽吸对于接下来的研究以及装置维修和设计可以是有用的。用户的抽吸口数数据可通过任何适当数据输出装置传输到外部存储器或处理装置。例如,气溶胶产生装置可包括连接到控制器32或存储器的无线电、蓝牙或连接到控制器或存储器的通用串行总线(USB) 插槽。可替代地,气溶胶产生装置可被构造成每当气溶胶产生装置经由适当数据连接再充电时将来自存储器的数据传输到电芯31充电装置中的外部存储器。
进一步在可选的实施例中,气溶胶生成制品1可以采用加热时从可抽吸制品中释放的挥发化合物的含烟草的材料;或者也可以是能够加热之后适合于电加热发烟的非烟草材料。气溶胶生成制品1可以采用固体基质,包括香草叶、烟叶、均质烟草、膨胀烟草中的一种或多种的粉末、颗粒、碎片细条、条带或薄片中的一种或多种;或者,气溶胶生成制品1可以包含附加的烟草或非烟草的挥发性香味化合物,以在气溶胶生成制品1受热时被释放。在一些可选的实施例中,气溶胶生成制品1制备成具有常规的香烟或雪茄的形状。
进一步在可选的实施例中,气溶胶生成制品1可被包含在发烟物品中。在操作期间,包含气溶胶生成制品1的发烟物品可被完全包含在气溶胶产生装置内。在这种情况下,用户可在气溶胶产生装置的嘴件上抽吸。嘴件可以是气溶胶产生装置的放置在用户的嘴中以便直接吸入由气溶胶生成制品1或气溶胶产生装置产生的气溶胶的任何部分。气溶胶经由嘴件输送到用户的嘴中。可替代地,在操作期间,包含气溶胶生成制品1的发烟物品可被部分包含在气溶胶产生装置中。在这种情况下,用户可在发烟物品的嘴件上直接抽吸。
加热模组2包括加热器21,加热器21沿加热模组2的轴向延伸。
在一实施例中,请参照图1和2,加热模组2大体呈销钉或者针状或者令牌的形状等,进而对于插入至气溶胶生成制品1内是有利的。同时,加热模组2可以具有大约12~25毫米的长度,2.0~3.6mm的直径。其横截面可以是圆形、一字形、椭圆形或多边形等。
在一实施例中,加热器21大体上被布置成管状,气溶胶生成制品1的至少局部可插入至加热器21的内部,进而被加热器21加热。
在一实施例中,加热器21被设置成片状或者盘状,如盘状电热丝、网片等,用于从气溶胶生成制品1的底部开始对气溶胶生成制品 1进行加热。
在一实施例中,加热器21包括多孔结构,如包括多孔金属、蜂窝陶瓷等,设置在气溶胶产生装置的气流通道中,用于加热流经多孔结构的空气,使流经的空气形成高温空气,高温空气进入接受腔中的气溶胶生成制品1后,加热气溶胶生成制品1。
在一实施例中,加热器21包括感受体。当在本文中使用时,术语“感受体”是指可以将电磁能量转换成热的材料。当位于波动电磁场内时,在感受体中引起的涡电流引起感受体的加热。
在此类实施例中,感受体被设计成与包括感应线圈的电操作气溶胶生成装置接合。感应线圈生成波动电磁场,以加热位于波动电磁场内的感受体。在使用时,感受体位于由感应线圈生成的波动电磁场内。
当加热器21包括感受体时,气溶胶生成装置可以包括能够生成波动电磁场的感应线圈和连接到感应线圈的电源。感应线圈可包括生成波动电磁场的一个或多个线圈。一个或多个线圈可围绕感受体。
在一实施例中,气溶胶生成装置能够生成在1和30MHz之间,例如在2和10MHz之间,例如在5和7MHz之间的波动电磁场。在一实施例中,气溶胶生成装置能够生成具有在1和5kA/m之间,例如在2 和3kA/m之间,例如为约2.5kA/m的场强(H场)的波动电磁场。
在一实施例中,感受体可以包括金属或碳。在一实施例中,感受体可包括铁磁性材料,例如铁素体、铁磁性钢或不锈钢。合适的感受体可为铝或包括铝。在一实施例中,感受体可由400系列不锈钢形成, 400系列不锈钢例如410级或420级或430级不锈钢。当定位于具有类似频率和场强度值的电磁场内时,不同材料将耗散不同量的能量。因此,感受体的参数,例如材料类型、长度、宽度和厚度,可全部进行改变以提供已知电磁场内的所要功率消耗。
在一实施例中,可将感受体加热到超过200-440摄氏度的温度。合适的感受体可包括非金属芯体,其具有安置在非金属芯体上的金属层,例如形成于陶瓷芯体的表面上的金属迹线。
感受体可具有外保护层,例如包封所述感受体的陶瓷保护层或玻璃保护层。感受体可包括由玻璃、陶瓷或惰性金属形成的保护涂层,所述保护涂层形成于感受体的芯体外侧。
在一实施例中,感应线圈可以绕制在感受体的表面,从而与感受体彼此绝缘地紧密接触,有助于使感应线圈产生的磁场更加集中在感受体上,对提高气雾生成装置的能量利用率是有利的。
在一实施例中,感应线圈环绕接收腔,位于感受体的外围,且与感受体相互间隔。
在一实施例中,加热器21包括电阻加热元件。电加热元件可包括电阻材料。合适的电阻材料包含但不限于:半导体,如掺杂陶瓷、导电陶瓷(例如二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金以及由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。这类复合材料可包括掺杂或未掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的实例包含掺杂碳化硅。合适的金属的实例包含钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的实例包含不锈钢、康铜 (Constantan)、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金以及含铁合金,以及基于镍、铁、钴的超级合金、不锈钢、基于铁铝的合金以及基于铁锰铝的合金。在复合材料中,电阻材料可视需要包埋于绝缘材料中、由绝缘材料包封或涂布或反过来,这取决于能量传递的动力学和所需外部物理化学性质。加热元件可包括在两层惰性材料之间起隔离作用的金属蚀刻箔。在所述情况下,惰性材料可包括全聚酰亚胺或云母箔等。
在一实施例中,加热器21包括红外加热元件。红外加热元件包括基材和涂布在基材上的红外电热涂层,基材大致为管状,红外电热涂层形成在基材的表面上,红外电热涂层接受电功率产生热量,进而产生一定波长的红外线,例如:8μm~15μm的远红外线。当红外线的波长与气溶胶生成制品1的吸收波长匹配时,红外线的能量易于被气溶胶生成制品1吸收。在本申请实施方式中,对红外线的波长不作限定,可以为0.75μm~1000μm的红外线,可选的为1.5μm~400 μm的远红外线。
红外电热涂层可选的由远红外电热油墨、陶瓷粉末和无机粘合剂充分搅拌均匀后涂印在基体的外表面上,然后烘干固化一定的时间,红外电热涂层的厚度为30μm-50μm;当然,红外电热涂层还可以由四氯化锡、氧化锡、三氯化锑、四氯化钛以及无水硫酸铜按一定比例混合搅拌后涂覆到基体的外表面上;或者为碳化硅陶瓷层、碳纤维复合层、锆钛系氧化物陶瓷层、锆钛系氮化物陶瓷层、锆钛系硼化物陶瓷层、锆钛系碳化物陶瓷层、铁系氧化物陶瓷层、铁系氮化物陶瓷层、铁系硼化物陶瓷层、铁系碳化物陶瓷层、稀土系氧化物陶瓷层、稀土系氮化物陶瓷层、稀土系硼化物陶瓷层、稀土系碳化物陶瓷层、镍钴系氧化物陶瓷层、镍钴系氮化物陶瓷层、镍钴系硼化物陶瓷层、镍钴系碳化物陶瓷层或高硅分子筛陶瓷层中的一种;红外电热涂层还可以是现有的其他材料涂层。
加热模组2还包括引线22,引线22电连接加热器2与控制器32,或者电连接加热器2与电芯31,例如电连接感应线圈,或者电连接电阻加热元件,或者电连接红外加热元件等,电芯31或者控制器32 通过引线22向加热器2提供其发热所需的电能。
在一实施例中,控制器32通过引线22为加热器2工作提供功率,同时,控制器32还通过引线22获取加热器2在工作过程中的电阻或者电阻变化,或者获取加热器2在工作过程中的电流大小或者电流变化量/变化率,从而使得控制器32获取加热器2在工作过程中的温度 /温度变化/温度变化率,进而控制器32再通过引线22控制对加热器 2的功率供给。
在一实施例中,加热模组2还包括热电偶,热电偶的一端与加热器2连接,另一端与控制器32电连接,热电偶用于检测加热器2的温度,控制器32根据加热器2的温度通过引线22控制对加热器2的功率供给。
在一实施例中,热电偶包括热电偶线和温度探测部,温度探测部紧贴加热器21,用于探测加热器21的温度,热电偶线可以具有两根,由不同的材质制成。例如,两热电偶线分别是采用镍、镍铬合金、镍硅合金、镍铬-考铜、康青铜、铁铬合金等电偶材料中的两种不同材质制备的。
两热电偶线均与温度探测部电连接,从而使得温度探测部、两热电偶线与控制器32构成探测加热器温度的回路。
在一实施例中,两热电偶线直接电连接加热器21,加热器21在作为加热元件的同时,构成热电偶的温度探测部,从而与两热电偶线和控制器32构成探测加热器21温度的回路。
在一实施例中,可以参照图7-13,加热器21包括管状体和布置在管状体上的至少一个加热元件211(可是是电阻加热元件、红外加热元件或者感受体加热元件等)。
在一实施例中,加热器21用于插入气溶胶生成制品1的内部进行加热,热电偶线的局部和/或引线22的局部位于管状体的内部。在一实施例中,加热器21用于环绕气溶胶生成制品1进行加热,热电偶线的局部和/或引线22的局部位于管状体的外部。
在一实施例中,加热器21包括管状体和布置在管状体上的至少一个加热元件211,加热器21加热气溶胶生成制品1时,至少局部插入气溶胶生成制品1中,引线22在管状体的内部与加热元件211 电连接,从而可以使得加热元件211更加靠近气溶胶生成制品1,有助于提高加热器21的加热气溶胶生成制品1的效率和减少能耗。
在一实施例中,加热器21包括管状体和布置在管状体上的至少一个加热元件211,加热器21加热气溶胶生成制品1时,管状体位于气溶胶生成制品1外围,引线22在管状体的外部与加热元件211 电连接,从而可以使得加热元件更加靠近气溶胶生成制品1,有助于提高加热器21的加热气溶胶生成制品1的效率和减少能耗。
在一实施例中,管状体包括金属基底,可以参照图7和8,加热器2制成工艺可以为:
(1)获取金属材质制成的金属片,金属片的厚度可以为50-150 μm,更进一步的,金属片的厚度可以为60-80μm,如70μm,金属片具有较薄的厚度,使得加热带在发热时,金属片升温只需消耗较少的能量升温,从而升温迅速,且在因为停止抽吸或加热带停止释放能量时,由于金属片较薄,其储存的热量较少,所以能够快速地散热和降温,金属包括金属或合金,例如铁铬铝合金、镍铬铝合金等。
(2)对其进行表面处理,以在其表面上形成绝缘层,该金属片采用金属或合金制成,故其表面的绝缘层可以通过热氧化形成,具体的:将铁铬铝合金于空气中加热至500度及以上,进而使表面被氧化形成金属氧化物的膜层,厚度为几个纳米,例如15nm以内,在提供绝缘的同时不影响导热,且不会脱落,例如加热至1100度,从而其表面可形成氧化铝绝缘层。当然,还可以直接在金属片的表面采用印刷、喷涂、电镀、沉积等工艺形成绝缘层。
(3)在绝缘层上涂覆第一浆料,形成一个或者多个相互并列或者并排的加热涂层,该加热涂层构成加热元件211,第一浆料为包含铁铬铝合金、镍铬合金、镍铁合金、铂、钨、银等的高电阻浆料,在通电时具有较高的发热效率,第一浆料可以通过印刷的方式涂覆在绝缘层上,当然还可以通过物理沉积、化学沉积、喷涂、离子溅射、离子注入等方式制备在绝缘层上,但不以此为限。在一些实施例中,加热涂层的厚度可以为50微米~100微米,但不以此为限。在另一些实施例中,不同的加热涂层可以具有不同的厚度。在另一些实施例中,不同的加热涂层中可以具有不同的浆料组分,从而具有不同的电阻。在一些实施例中,至少一加热涂层的电阻大约为0.5~1.5Ω。
(4)在加热涂层上或者绝缘层上设置第二浆料,使第二浆料构成加热元件211的电极212,第二浆料的电阻率低于第一浆料的电阻率,第二浆料可以采用银或金等。在一些实施例中,电极212的厚度大于加热元件211的厚度,电极212的厚度可以比加热元件211的厚度大3微米至25微米,例如大10微米至20微米等。在一些实施例中,第二浆料为纯银与氧化硅的混合浆料,但含银量与第一浆料的含银量不同;在一些实施例中,可以在设置好第一浆料和第二浆料后,对其进行高温氧化处理,如此便可以在由第一浆料和第二浆料形成的加热元件211和电极212的表面形成绝缘层。
(5)使电极212与引线22焊接,再将金属片卷成管状形成管状体,加热元件211随之卷曲成环形。
在一实施例中,加热器21用于插入气溶胶生成制品1的内部进行加热,加热元件21在管状体上朝外设置,以更加靠近气溶胶生成制品1。引线22在金属片卷成管状形成管状体的过程中,被卷在管状体的内部,从而引线22不影响加热元件21与气溶胶生成制品1之间的距离。
在一实施例中,加热器用于环绕气溶胶生成制品进行加热,加热元件在管状体上朝内设置,以更加靠近气溶胶生成制品。引线在金属片卷成管状形成管状体的过程中,被卷在管状体的外部,从而引线不影响加热元件与气溶胶生成制品之间的距离。
在其他实施例中,加热器1的制备方法还可以是:
(1)获取金属管作为为管状体,该金属管的侧壁上无明显的缝隙。
(2)在金属管的外表面如外表面进行绝缘处理,形成绝缘层。
(3)将加热元件21制成非闭合的金属环,或者制成加热线圈,套设在金属管的绝缘层上或缠绕在金属管的绝缘层上并固定,或者将含有铁铬铝合金、镍铬合金、镍铁合金、铂、钨、银等金属元素的高电阻浆料,通过厚膜印刷、物理沉积、化学沉积、喷涂、离子溅射或离子注入等方式设置在绝缘层上。
(4)直接在加热元件21上焊接引线;或者,在加热元件上形成电极212后,再在电极212上焊接引线;或者,在金属管表面的绝缘层上形成与加热元件21电连接的电极后,再在电极212上焊接引线。
在一实施例中,管状体包括流延片基底,可以参照图9-11,加热器制成工艺可以为:
(1)获取流延片,流延片由陶瓷制成,如氧化锆等,流延片具有相对设置的第一表面213和第二表面214,第一表面213和第二表面214具有较大的平面面积,流延片可以具有大约0.2~1.0mm的厚度;
(2)在第一表面213上涂覆第一浆料,形成一个或者多个相互并列的浆料带,浆料带构成加热元件21,第一浆料为含有铁铬铝合金、镍铬合金、镍铁合金、铂、钨、银等金属元素的高电阻浆料,在通电时具有较高的发热效率,第一浆料可以通过印刷的方式涂覆在绝缘层上,还可以通过化学沉积、物理沉积、喷涂、离子溅射或离子注入等方式设置在第一表面213上,形成通电时能够发热的发热带,但不以此为限;在一些实施例中,加热元件21的厚度可以为50微米~ 100微米,但不以此为限,在另一些实施例中,不同的加热元件21 可以具有不同的厚度;在另一些实施例中,不同的加热元件21中具有不同的浆料组分,从而具有不同的电阻;在一些实施例中,由至少一加热元件21的电阻大约为0.5~1.5Ω;在一些实施例中,第一浆料为纯银与氧化硅的混合浆料;
(3)在流延片上开孔,形成第一导通孔、第二导通孔、第三导通孔和第四导通孔,第一导通孔贯穿流延片和加热元件21的一端,第二导通孔贯穿流延片和加热元件21的另一端,第三导通孔和第四导通孔避开加热元件21只贯穿流延片;
(4)在第二表面214上涂覆第二浆料,第二浆料具有较低的电阻率,如金或银,从而在第二表面214形成第一电极2121和第二电极2122,第二浆料可以通过印刷的方式设置在第二表面214上,还可以通过化学沉积、物理沉积、离子溅射或离子注入等方式设置在第二表面214上,但不以此为限;在设置第二浆料时,第二浆料填充第一导通孔、第二导通孔、第三导通孔和第四导通孔,确保第一电极 2121和第二电极2122与加热元件211电连接,第三导通孔和第四导通孔被第二浆料填充,以方便与第一引线221和第二引线222焊接和确保焊接质量,且第一导通孔和第三导通孔通过对应的第一电极2121 电连接,第二导通孔和第四导通孔通过对应的第二电极2122电连接;在一些实施例中,第一电极2121和第二电极2122的厚度大于加热元件211的厚度,第一电极2121和第二电极2122的厚度可以比加热元件211的厚度大3微米至25微米,例如大10微米至20微米等;在一些实施例中,第二浆料为纯银与氧化硅的混合浆料,但含银量与第一浆料的含银量不同;在一些实施例中,可以在设置好第一浆料和第二浆料后,对其进行高温氧化处理,如此便可以在由第一浆料和第二浆料形成的加热元件211和电极212的表面形成绝缘层;
(5)将流延片卷曲成管状形成管状体,加热元件211随之卷曲成环形。
在一实施例中,加热器21用于插入气溶胶生成制品1的内部进行加热,第一表面213在管状体上朝外设置,以更加靠近气溶胶生成制品1。然后将第一引线221与通过第三导通孔暴露在第一表面213 的第一电极2121焊接,将第二引线222与通过第四导通孔暴露在第一表面213的第二电极2122焊接,即第一引线221和第二引线222 设置在第一表面213外围,以方便电极212与引线22焊接。同时还可以使管状体与引线22的焊接点位于气溶胶生成制品1之外的区域,因此,引线22不会影响加热器21插入气溶胶生成制品1中。
在一实施例中,加热器21用于环绕气溶胶生成制品1的外围进行加热,第一表面213在管状体上朝内设置,以更加靠近气溶胶生成制品1。在这一实施例中,可以不在第二表面214形成线路状的第一电极2121和第二电极2122,因此无需开设第三导通孔和第四导通孔,可以仅将第二浆料注入第一导通孔中和第二导通孔中,形成块状的/ 点状的且分别位于加热元件211相对两端的第一电极2121和第二电极2122。然后将第一引线221与暴露在第二表面214的第一电极2121 焊接,将第二引线222与暴露在第二表面214的第二电极2122焊接,即第一引线221和第二引线222设置在第二表面214外围,以方便电极212与引线22焊接。
在一实施例中,可以参照图3和4,上述的感应线圈、引线22 和热电偶线至少其一包括金属线芯223和包覆在金属线芯223外围的第一绝缘层225。第一绝缘层225具有电绝缘和保护的作用。第一绝缘层223的最高耐受温度介于200-430℃,从而在加热器21发热期间,不会发生分解而释放有害物质。
在一实施例中,第一绝缘层225包括PAEK类材料、PI材料或者 PBI材料中的至少一种。其中,其中,PAEK类材料包括PEEK、PEKK、 PEK或其他改性的PAEK材料,PAEK类材料耐温达300℃以上,最高甚至达430℃(如PEK材料)。现有的导线上的绝缘层通常采用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、交联聚乙烯(XLPE)等塑胶制成,不仅不耐高温,而且也达不到食品级安全指标。本实施例采用PAEK类材料或者 PI材料或者PBI材料制作第一绝缘层225,不仅耐高温,而且符合食品级安全指标,使气雾生成装置产生的气溶胶更加健康和安全。
在一实施例中,感应线圈或引线22的金属线芯223可以包括铜或铜合金,或者包括金或银等。
由于金属镍(Ni)具有较好的耐腐蚀性能,现有的气雾生成装置中的导线,包括感应线圈、热电偶线、引线等,通常采用金属镍(Ni) 作为金属线芯。然而,一方面,金属镍具有较大的阻值,导致气雾生成装置损耗较大;另一方面,气雾生成装置在高频开关下会产生磁场干扰(例如,感应线圈工作时会产生变化的磁场,再例如电路系统中的感性元件会在高频开关中产生干扰磁场等),采用金属镍制作的金属线芯会在干扰磁场中发出吱吱声,影响用户体验。
本实施例中,采用金属铜(Cu)代替金属镍作为金属线芯,不仅能够降低感应线圈、引线、热电偶线的总体电阻,从而降低能耗,而且还能避免金属线芯在干扰磁场中发出吱吱声。
在一实施例中,可以参照图5,金属线芯223的横截面是圆形的,即金属线芯223由圆丝制成,圆的直径可以为0.02~1mm;在另一实施例中,可以参照图6,金属线芯223的横截面是长方形,即金属线芯223由扁丝制成,扁丝的厚度可以为0.03~1mm,扁丝的宽度大于扁丝的厚度;在又一实施例中,金属线芯223的横截面是正方形,即金属线芯223由方丝制成,方丝的厚度和宽度相等,可以是0.03~ 1mm。
在一实施例中,上述的感应线圈、引线和热电偶线还包括金属层 224作为防腐蚀层,金属层224布置在金属线芯223与第一绝缘层225 之间,可防止金属线芯223发生电化学腐蚀,或者被酸碱腐蚀,或者被氧化等,有助于使金属线芯223保持稳定的电阻。
金属层224可包括Ni、Nb、Cr、Fe、Al、Zr、Ti、V、W、Mo、 Ag、Au中的一种或多种金属元素。金属层224可以通过电镀的方式形成在金属线芯223的表面。金属层224当然还可以通过诸如包覆法 (步骤1:将金属单质或金属合金挤压成金属套管;步骤2、将金属线芯套入金属套管中,然后挤压形成复合材料;步骤3、将复合材料进行退火、拉拔等处理,得到具有金属层的金属线芯)、磁控溅射法、蒸镀法、热浸法、气相沉积法和涂覆法(涂覆法:将金属单质或金属合金制成浆料,涂覆在金属线芯表面)中的一种或多种形成在金属线芯223的表面。
在一实施例中,金属层224的厚度可以介于0.5-3μm,进一步的,金属层224的厚度可以为1-2μm。
在一实施例中,当采用银作为金属层224时,银的电阻率比铜的电阻率低,可以进一步地减小感应线圈、引线、热电偶线的总体电阻,有利于进一步降低感应线圈、引线、热电偶线上的能耗。而且,银能够较为容易地电镀在金属线芯223的表面。
在一实施例中,选用金属铝(Al)作为金属层223,可以采用物理气相沉积工艺真空镀膜在金属线芯表面。而且,金属铝(Al)容易形成氧化铝,氧化铝物理、化学性质均非常的稳定,既耐腐蚀,又耐高温,氧化铝可达到或者高于金属铝(Al)或金属铜(Cu)的熔点温度,氧化铝可以作为感应线圈、引线、热电偶线的第一绝缘层225。
在一实施例中,第一绝缘层225包括金属氧化层。金属氧化层可以包括Ni、Nb、Cr、Al、Zr、Ti、V、W、Mo、Ag、Sn中一种或多种金属元素的氧化物,或者包括氧化镍、氧化铌、氧化铬、氧化铁、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化钒、氧化钨、氧化钼、氧化锡中的一种或多种。
在一实施例中,可以参照图4,感应线圈、引线和热电偶线均同时具有金属线芯223、金属层224和第一绝缘层225。
在感应线圈、引线和热电偶线均同时具有金属线芯223、金属层 224和金属氧化物层时,其制备过程可以包括:
(1)制备金属线芯223;
(2)在金属线芯223表面形成金属层;
(3)使金属层224的表层氧化,形成金属氧化物层。
在感应线圈、引线和热电偶线均同时具有金属线芯223、金属层 224和由PAEK类材料、PI材料或者PBI材料等形成的第一绝缘层225 时,其制备过程可以包括:
(1)制备金属线芯223;
(2)在金属线芯表面形成金属层;
(2)在金属层224表面形成包含PAEK类材料、PI材料或者PBI 材料的第一绝缘层225。
在一实施例中,可以参照图3,感应线圈、引线和热电偶线均同时具有金属线芯223和由金属氧化物形成的第一绝缘层225。
在此类实施例中,感应线圈、引线和热电偶线的制备过程可以包括:
(1)制备金属线芯223;
(2)在金属线芯223表面形成金属层224;
(3)使金属层224全部氧化,形成金属氧化物层,金属层224 消失。
在一实施例中,感应线圈、引线和热电偶线均同时具有金属线芯 223和由PAEK类材料、PI材料或者PBI材料等形成的第一绝缘层225。
在此类实施例中,感应线圈、引线和热电偶线的制备过程可以包括:
(1)制备金属线芯223;
(2)在金属线芯223表面形成包含PAEK类材料、PI材料或者 PBI材料的第一绝缘层225。
以上加热模组及气雾生成装置,感应线圈、引线和热电偶上的绝缘层的最高耐受温度介于200-430℃,不会在加热器形成的高温环境中分解出有害物质,极大地提高了健康系数,而且金属氧化层、PAEK 类材料、PI材料或者PBI材料等均属于食品安全级材料,相比其他耐高温的绝缘材料,更加安全。
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 (18)
1.一种加热模组,用于加热气溶胶生成制品,其特征在于,包括:
加热器,沿所述加热模组的轴向延伸,用于加热所述气溶胶生成制品,使之产生气溶胶,所述加热器包括感受体,能够在变化的磁场中发热;
感应线圈,用于产生变化的磁场,所述感应线圈包括金属线芯和包覆在所述金属线芯外围的第一绝缘层;
其中,所述第一绝缘层可耐受所述加热模组的温度,所述加热模组的温度介于200-430℃,其中所述第一绝缘层包括金属氧化层,或者所述第一绝缘层包括PEEK、PEKK、PEK或PBI材料构成的绝缘层。
2.如权利要求1所述的加热模组,其特征在于,所述感应线圈还包括金属层作为防腐蚀层,所述金属层布置在所述金属线芯与所述第一绝缘层之间。
3.如权利要求2所述的加热模组,其特征在于,所述金属线芯的材质包括铜或铜合金。
4.如权利要求2所述的加热模组,其特征在于,所述金属层的厚度介于0.5-3μm;或者
所述金属层的厚度介于1-2μm。
5.如权利要求1所述的加热模组,其特征在于,所述感应线圈绕制在所述感受体的表面。
6.一种加热模组,用于加热气溶胶生成制品,其特征在于,包括:
加热器,沿所述加热模组的轴向延伸,用于加热所述气溶胶生成制品,使之产生气溶胶;
引线,电连接所述加热器;
所述引线包括金属线芯和包覆在所述金属线芯外围的第一绝缘层;
其中,所述第一绝缘层可耐受所述加热模组的温度,所述加热模组的温度介于200-430℃,其中所述第一绝缘层为金属氧化层,或者所述第一绝缘层为PEEK、PEKK、PEK或PBI材料构成的绝缘层。
7.如权利要求6所述的加热模组,其特征在于,所述加热器包括管状体和布置在所述管状体上的至少一个加热元件,所述引线在所述管状体的内部或外部与所述加热元件电连接。
8.如权利要求7所述的加热模组,其特征在于,所述管状体包括金属基底,或者包括流延片基底。
9.如权利要求7所述的加热模组,其特征在于,所述加热器加热所述气溶胶生成制品时,至少局部插入所述气溶胶生成制品中。
10.如权利要求6所述的加热模组,其特征在于,所述引线还包括金属层作为防腐蚀层,所述金属层布置在所述金属线芯与所述第一绝缘层之间。
11.一种加热模组,用于加热气溶胶生成制品,其特征在于,包括:
加热器,沿所述加热模组的轴向延伸,用于加热所述气溶胶生成制品,使之产生气溶胶;
热电偶,包括热电偶线,所述热电偶线通过温度探测部连接所述加热器或者直接电连接所述加热器;
所述热电偶线包括金属线芯和包覆在所述金属线芯外围的第一绝缘层;
其中,所述第一绝缘层可耐受所述加热模组的温度,所述加热模组的温度介于200-430℃,其中所述第一绝缘层包括金属氧化层,或者所述第一绝缘层包括PEEK、PEKK、PEK或PBI材料构成的绝缘层。
12.如权利要求11所述的加热模组,其特征在于,所述热电偶线还包括金属层作为防腐蚀层,所述金属层布置在所述金属线芯与所述第一绝缘层之间。
13.如权利要求1、6或11所述的加热模组,其特征在于,所述金属氧化层是氧化镍、氧化铌、氧化铬、氧化铁、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化钒、氧化钨、氧化钼或氧化锡”。
14.如权利要求1、6或11所述的加热模组,其特征在于,所述金属线芯为直径介于0.02~1mm的圆形线;或者所述金属线芯为厚度介于0.03~1mm的方丝或者扁丝。
15.如权利要求11所述的加热模组,其特征在于,所述加热器加热所述气溶胶生成制品时,至少局部插入所述气溶胶生成制品中,所述加热器包括管状体和布置在所述管状体上的至少一个加热元件,所述热电偶线的局部位于在所述管状体的内部。
16.一种气雾生成装置,其特征在于,包括权利要求1-12和15任一项所述的加热模组。
17.一种气雾生成装置,其特征在于,包括权利要求13所述的加热模组。
18.一种气雾生成装置,其特征在于,包括权利要求14所述的加热模组。
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