CN219353077U - 加热组件及气溶胶产生装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种加热组件及气溶胶产生装置,包括:允许空气通过的气流通道;多孔体,其上具有气孔,气孔界定气流通道的至少局部;和片状的加热体,设置在多孔体内部,以加热多孔体和/或流经气流通道的空气;其中,加热体的至少局部被构造成具有多个“V”形构成单元的折线结构。
Description
技术领域
本申请实施例涉及气溶胶产生技术领域,特别涉及加热组件及气溶胶产生装置。
背景技术
烟制品(例如,香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。
加热装置能够使烟制品在不燃烧的情况下释放出化合物,其中一些加热装置采用加热体加热多孔陶瓷,然后利用多孔陶瓷来加热流经的空气,以产生热空气,热空气随后进入烟制品内部,进而加热烟制品。
然而,现有的加热装置加热空气的效率较低。
实用新型内容
本申请实施例提供一种加热组件,包括:
允许空气通过的气流通道;
多孔体,其上具有气孔,所述气孔界定所述气流通道的至少局部;和
片状的加热体,设置在所述多孔体内部,以加热所述多孔体和/或流经所述气流通道的空气;
其中,所述加热体的至少局部被构造成具有多个“V”形构成单元的折线结构。
本申请实施例提供一种加热组件,包括:
允许空气通过的气流通道;
多孔体,其上具有气孔,所述气孔界定所述气流通道的至少局部;和
加热体,设置在所述多孔体内部,以加热所述多孔体和/或流经所述气流通道的空气;
其中,所述加热体是由金属带经多次弯折而形成的片状结构。
本申请实施例提供一种气溶胶产生装置,包括所述的加热组件,还包括为所述加热组件提供电力的电源组件。
上述的加热组件及气溶胶产生装置,加热体具有多个“V”形构成单元,可以增加加热体的加热轨迹的长度,并且可以使得加热体具有较大的加热密度,有助于使多孔体和流经气流通道的空气快速地升温;而且加热体为片状,因此加热体与多孔体具有较大的换热面积,能够进一步地提高加热多孔体和/或流经气流通道的空气的效率。
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溶胶产生装置的示意图;
图2是本申请一实施例所提供的加热组件的示意图;
图3是本申请一实施例所提供的加热体的示意图;
图4是本申请另一实施例所提供的加热体的示意图;
图5是本申请一实施例所提供的组合整体的示意图;
图6是本申请一实施例所提供的组合整体的剖视图;
图7是本申请另一实施例所提供的组合整体的剖视图;
图8是本申请另一实施例所提供的加热组件的示意图;
图9是图8所提供的加热组件的分解示意图;
图10是图8所提供的加热组件的另一分解示意图;
图11是本申请一实施例所提供的加热体的示意图。
图中:
1、气溶胶生成制品;
2、加热组件;21、加热体;211、宽面;212、窄面;213、第一部分;214、第二部分;22、多孔体;221、气孔;222、第一多孔体;223、第二多孔体;224、凹槽;23、基板;24、绝缘层;2a、组合整体;25、结合件;
3、电源组件;31、电源;32、控制电路;
5、引线;
6、温度检测器;
7、保温层。
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于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溶胶生成装置,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。
如本文所使用,术语“气溶胶生成制品”是指包括气溶胶形成基质的制品,当加热时,所述气溶胶形成基质释放出可形成气溶胶的挥发性化合物。“气溶胶生成制品”是指包括气溶胶形成基质的制品,所述气溶胶形成基质意图进行加热而不是燃烧来释放可形成气溶胶的挥发性化合物。相比于通过燃烧或热解降解气溶胶形成基质产生的气溶胶,通过加热气溶胶形成基质形成的气溶胶可含有更少的已知具有危害性的成分。在一实施例中,气溶胶生成制品可移除联接到气溶胶生成装置。制品可为一次性的或可再用的。
气溶胶形成基质可为固体气溶胶形成基质。或者,气溶胶形成基质可包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可包括烟草。气溶胶形成基质可包括含烟草材料,所述含烟草材料含有在加热时从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质可包括含烟草材料以及不含烟草材料。
气溶胶生成制品的外径可在大约5毫米和大约12毫米之间,例如在大约5.5毫米至大约8毫米之间。在一实施例中,气溶胶生成制品的外径为6毫米+/-10%。
气溶胶生成制品的总长度可在大约25mm至大约100mm之间。气溶胶生成制品的总长度可在大约30mm至大约100mm之间。在一个实施例中,气溶胶形成基质的总长度占气溶胶生成制品的总长度的约1/2。在另一个实施例中,气溶胶生成制品的总长度为大约45mm。在又一实施例中,气溶胶形成基质的总长度大约为33mm。
如本文中所使用,术语“气溶胶生成装置”是与气溶胶生成制品接合或交互以形成可吸入气溶胶的装置。装置与气溶胶形成基质交互以生成气溶胶。电操作气溶胶生成装置是包括用于从例如电源组件供应能量以加热气溶胶形成基质从而生成气溶胶的一个或多个部件的装置。
气溶胶生成装置可描述为加热式气溶胶生成装置,这是一种包括加热组件2的气溶胶生成装置。加热组件2用于加热气溶胶生成制品1的气溶胶形成基质以生成气溶胶。
请参照图1,气溶胶生成装置可包括用于向加热组件2供应电力的电源组件3。电源组件3可包括任何合适的电源31,例如DC源,比如电池。在一个实施例中,电源31是锂离子电池。或者,电源31可为镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池,例如锂钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。电源组件3可包括一个或者多个控制电路32,控制电路32可控制电源31的输出,例如使电源31输出交流电流或者输出直流电流等,或者例如使电源31以脉冲的形式输出电流或者电压等。
控制电路32上可具有一个或多个微处理器或微控制器,可以通过微处理器或微控制器保护电池,或者控制电池的功率输出等。
加热组件2可以构成气溶胶生成装置的一部分;或者加热组件2可以构成气溶胶生成制品1的一部分;或者加热组件2的部分可以构成气溶胶生成装置的一部分,部分构成气溶胶生成制品1的一部分。在图1和2所示的实施例中,加热组件2形成气溶胶生成装置的一部分。
请参照图2和8,加热组件2包括加热体21和允许空气通过的多孔体22,加热体21与多孔体22结合,多孔体22能够吸收加热体21上的热量,流经多孔体22的空气可以被多孔体22从加热体21上吸收的热量加热。流经多孔体22的空气可以被加热至180°-440°。
如本文中所使用,术语“多孔”意图涵盖本质上是多孔的材料以及通过设置多个孔而变成多孔或可渗透的基本上无孔材料。多孔体可由例如陶瓷或金属泡沫的多孔材料栓柱形成。或者,多孔体可由其间设置多个开孔的多个固体元件形成。例如,多孔体可包括纤维束或互连长丝栅格。多孔材料必须具有大小足以使空气可以穿过其而被抽吸通过多孔体的孔。例如,多孔体中的孔的平均横向尺寸可小于约3.0mm,进一步的可以小于约1.0mm,更进一步的可以小于约0.5mm。或者或另外,孔的平均横向尺寸可大于约0.01mm。例如,孔的平均横向尺寸可在约0.01mm至约3.0mm之间,进一步的可以在约0.01mm至约1.0mm之间,并且更进一步的可以在约0.01mm至约0.5mm之间。
通过取每一个孔的最小横向尺寸的平均值来计算孔的平均横向尺寸,即孔径。孔径沿着多孔体的长度可为基本恒定的。或者,孔径可沿着多孔体的长度发生变化。如本文所使用,术语“横向尺寸”是指在基本上垂直于气溶胶生成制品、气溶胶生成装置或多孔体的纵向方向的方向上的尺寸。
多孔体的孔隙度分布可为基本一致的;也就是说,多孔体内的孔可基本均匀地分布在多孔体的横向区域上。孔隙度在多孔体的横向区域上的分布可为不同的;也就是说,横向区域的一个或多个子区域中的局部孔隙度可大于横向区域的一个或多个其它子区域中的局部孔隙度;例如,横向区域的一个或多个子区域中的局部孔隙度可比横向区域的一个或多个其它子区域中的局部孔隙度大5%到80%。
如本文所使用,术语“横向区域”与多孔体中在大体上垂直于多孔体的纵向尺寸的平面中的区域有关。例如,多孔体可为条,且横向区域可为在沿着条的任一长度处截得的条的横截面,或横向区域可为条的端面。如本文中所使用,术语“孔隙度”是指空隙空间在多孔物品中的体积分数。如本文中所使用,术语“局部孔隙度”是指孔在多孔体的子区域内的分数。
通过使孔隙度分布变化,可按需要更改通过多孔体的气流,例如以提供改进的气溶胶特性。例如,此孔隙度分布可根据气溶胶生成装置的气流特性或加热体的温度分布来变化。
在一些实例中,局部孔隙度可朝向多孔体的中心部分越来越低。通过这种布置,使得通过多孔体的中心部分的气流相对于通过多孔体的外周的气流减小。当然,孔隙度分布和局部孔隙度取决于加热体的温度分布或气溶胶生成系统的气流特性,例如:当在使用时,将加热体定位在多孔体中心部分,局部孔隙度朝向多孔体的中心部分越来越低这种孔隙度分布是有利的,因为这种布置可实现增加从加热体到多孔体的热传递。
在其它实例中,局部孔隙度可朝向多孔体的中心部分越来越大。此布置可使得通过多孔体的中心的气流增加。当然,孔隙度分布和局部孔隙度取决于加热体的温度分布或气溶胶生成系统的气流特性,例如:当在使用时,将加热体定位在多孔体外周,局部孔隙度朝向多孔体的中心部分越来越大的这种孔隙度分布是有利的,因为这种布置可实现增加从加热体到多孔体的热传递。
因为多孔体具有较高的表面积与体积比,所以多孔体可允许对被流经的空气进行快速且高效的加热。这使得流经多孔体的空气受热均匀,并且使得位于加热体下游的气溶胶形成基质的受热更均匀。
在一实施例中,多孔体的表面积与体积比至少是20比1,进一步的,可以至少是100比1,更进一步的,可以至少是500比1。有利的是,提供这种气孔紧凑的多孔体,使得热量能特别高效地从加热体传递到流经多孔体的空气。这有利于使流经多孔体的空气的更快速且均匀的受热,并且使得多孔体下游的的气溶胶形成基质的受热更均匀。
在一实施例中,多孔体具有较高比表面积。这是体每单位质量的总表面积的度量。有利的是,这可使得多孔体具有较大的表面积且同时具有较低的质量,从而有助于热量能够高效地从加热体传递到流经多孔体的空气。例如,多孔体的比表面积可为至少每克0.01m2,进一步的,可以至少是每克0.05m2或每克0.5m2,更进一步的,可以至少是每克0.1m2。
多孔体可包括导热材料。如本文中所使用,术语“导热”是指在23摄氏度及50%的相对湿度下导热性至少是10W/m.K,进一步的,导热性至少是40W/m.K,更进一步的,导热性至少是100W/m.K的材料。当多孔体包括导热材料时,在一实施例中,多孔体由在23摄氏度和50%的相对湿度下导热性至少是40W/m.K,进一步的,导热性至少是100W/m.K,更进一步的,导热性至少是150W/m.K,并且再进一步的,导热性至少是200W/m.K的材料形成。当多孔体包括导热材料时,合适的导热材料包含但不限于石墨、石墨合金、铝、铜、锌、钢、银、导热聚合物或其任何组合或合金。
多孔体可包括储热材料。如本文中所使用,术语“储热材料”是指具有高热容量的材料。通过这种布置,多孔体可充当储热器,从而使得多孔体能够通过从加热体吸收并储存热量,且随后随着时间推移向流经的空气释放热量。当多孔体包括导热材料时,在一实施例中,多孔体由在25摄氏度和恒定压力下比热容至少是0.5J/g.K,进一步的,比热容至少是0.7J/g.K,更进一步的,比热容至少是0.8J/g.K的材料形成。当多孔体包括导热材料时,合适的材料包含但不限于玻璃纤维、玻璃毡、陶瓷、二氧化硅、氧化铝、碳和矿石,或其任何组合。
加热体21可以包括能够在变化的磁场发热的感受体。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。当位于变化的电磁场内时,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磁场发生器的气溶胶生成装置接合。磁场发生器生成变化的磁场,以加热位于变化的磁场内的感受体。在使用时,感受体位于由磁场发生器生成的变化的磁场内。其中,磁场发生器与电源组件电连接,电源组件3为磁场发生器提供产生变化的磁场的电流。磁场发生器可包括生成变化的磁场的一个或多个感应线圈,一个或多个感应线圈可围绕感受体。在一实施例中,气溶胶生成装置能够生成在1至30MHz之间,例如在2至10MHz之间,例如在5至7MHz之间的变化的磁场。在一实施例中,气溶胶生成装置能够生成具有在1至5kA/m之间,例如在2至3kA/m之间,例如为约2.5kA/m的场强(H场)的变化的磁场。
其中,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。在一实施例中,感受体包括镍铁合金。在一实施例中,感受体包括400系列不锈钢,400系列不锈钢包括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。
加热体21可包括在导电时能够产生焦耳热的电阻材料。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。加热体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。
加热体21包括棒芯和涂布在棒芯上的红外电热涂层。红外电热涂层在通电情况下能够产生热能,进而生成一定波长的红外线,例如:8μm~15μm的远红外线。当红外线的波长与多孔体的吸收波长匹配时,红外线的能量易于被多孔体吸收。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~400μm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。
加热体21可以由金属条通过弯折制成。金属条的横截面可以是矩形,例如可以是长方形,横截面为长方形的金属条为金属带;金属条的横截面可以是圆形,横截面为圆形的金属条为金属丝。
在如图3、4、9、10和11所示的实施例中,加热体21由金属带制成,金属带具有宽面211和窄面212,窄面212位于相对设置的两宽面211之间,金属带的宽度由宽面211的宽度决定,金属带的厚度由两宽面211之间的间距决定,金属带的宽度大于金属带的厚度,使得金属带的横截面为长方形。
金属带具有较小的厚度,较小的厚度可以使加热体21具有较大的电阻,从而有利于增加加热体21的加热效率。在一实施例中,加热体21的电阻介于0.4Ω-3Ω,进一步的,加热体21的电阻介于0.4Ω-1.5Ω。根据热量公式Q=CMΔT,其中,Q代表比热容为C、质量为M的加热体温度升高ΔT时所需消耗的能量,由此可知,减薄金属带的厚度可以降低加热体21的质量M,从而能够减少加热体21本身对热量的消耗;在一实施例中,加热体21的单层厚度即金属带的厚度介于0.02mm-0.25mm,进一步的,加热体21的单层厚度即金属带的厚度介于0.05mm-0.15mm,例如,加热体21的单层厚度即金属带的厚度可以约为0.1mm。
增加金属带的宽度k可以增加加热体21的发热面积,这对于提高加热体21的加热效率有益。在一实施例中,金属带的宽度k介于0.2mm-1.2mm,例如金属带的宽度k可以约为0.4mm或者约为0.5mm等。
在一实施例中,金属带的宽度k与金属带的厚度之比介于2-10。在一示例中,金属带的厚度约为0.05mm或约为0.1mm,金属带的宽度k约为0.4mm;在一示例中,金属带的厚度约为0.1mm,金属带的宽度k约为0.5mm。
金属带的局部多次弯折,从而该由金属带形成的加热体21的局部具有多个“V”形构成单元,或者具有多个形或/>形构成单元,加热体21因具有上述的多个构成单元从而具有较长的加热轨迹,且多个构成单元有助于使加热体21上的热量更加集中和使加热体21的发热密度更大,这能够有效地增加加热体21加热多孔体22和流经多孔体22的气孔221中的空气的效率。
在图3和4所示的实施例中,构成单元是由金属带弯折构成,构成单元的拐角、相邻两构成单元之间的连接角或者金属带的折角可以是锐角,例如,该拐角、连接角或折角可以介于10°-60°,较为具体的,至少一拐角、连接角或折角θ约为30°,从而构成单元为“V”形。可以理解的是,构成单元的拐角、相邻两构成单元之间的连接角或者金属带的折角还可以是直角,从而构成单元为形或/>形。
需要说明的是,加热体由金属带弯折形成是可选而非必选,实际上加热体可以由金属条弯折形成,即加热体还可以由金属丝弯折形成。
为了增大加热体21与多孔体22的接触的面积,加热体21可以被构成片状,即加热体21的整体宽度大于其整体厚度。在加热体21由金属带弯折形成时,可以使金属带在正反两个方向来回弯折,或者可以挤压绕制成螺旋状的金属带来从而在金属带上形成来回的多个弯折,从而加热体21在各拐角、连接角或折角处具有重叠,或者相邻两构成单元连接时局部重叠,且加热体21的整体厚度为金属带厚度的2倍,加热体21的整体宽度与构成单元的幅度和并列的构成单元的数量相关。
请参照图2-4,加热体21可以包括具有多个“V”形构成单元的折线结构。在一示例中,折线结构可以由金属带或者金属丝弯折形成;在另一示例中,加热体21是通过切割金属片形成,即可以通过切割金属片,使得剩余的金属片上形成具有多个“V”形构成单元的折线结构;通过切割形成金属片形成的加热体21,加热体21在各拐角、连接角或折角处无重叠,相邻两构成单元连接时无重叠,加热体21的整体厚度与金属片的厚度一致,例如介于0.02mm-0.25mm。
可以通过切割金属片或者弯折金属条,从而使形成的加热体21大致为“∩”形,“∩”形的相对两侧边上均可以具有多个上述的构成单元。可以理解的是,在其他实施例中,加热体可以包括一个或者多个“∩”形,和一个或者多个“U”形,“U”形与“∩”形可以相互交替。
在加热体21包含“∩”形造型时,加热体21包括至少两个折线结构,当然,加热体21还可以只包括一个折线结构。分布在同一折线结构上的多个构成单元可以疏密均匀,即该折线结构可以是以构成单元为最小循环单元的周期波。在一示例中,可以参照图3和4,折线结构可以是周期性的锯齿波,其构成单元可以是具有尖角的“V”形、“Z”形、“N”形、“M”形或“W”形等,其中“V”形属于是“Z”形、“N”形、“M”形或“W”形等的构成部分。在一示例中,折线结构可以是周期性的方波,其构成单元可以是具有尖角的形或/>等。在一示例中,折线结构可以是周期性的正弦波或余弦波,其构成单元可以是具有圆滑折角的“C”形、“U”形或“S”形等,相邻两构成单元之间的连接可以是具有圆滑拐角的流畅性连接。
当然,可以理解的是,分布在同一折线上的多个构成单元可以疏密不均匀,包括但不限于:同一折线结构上,在其中的至少两组相邻的构成单元中,一组构成单元中的两个构成单元之间的连接夹角与另一组构成单元中的两个构成单元的连接夹角不同;或者,在由折线结构构成的锯齿波中,其中至少一个波形的波幅与另一个波形的波幅不同,或者其中至少一个波形的波长与另一个波形的波长不同;或者,同一折线结构上,其中至少一构成单元的“V”形夹角θ与另一构成单元的“V”形夹角θ的角度大小不同。分布在同一折线结构上的多个构成单元疏密不均匀,使得折线结构具有疏部和密部,密部中的夹角θ小于疏部中的夹角θ,相对于加热体21上的疏部,密部处的热量更加集中,因此可以根据多孔体22上的气孔221分布和对多孔体22/空气的加热需求,调整密部和疏部的占比,或者调整疏部和密部的位置。
在图3和4所示的实施例中,折线结构的夹角θ是沿金属带的厚度方向错位折叠金属带形成的,从而使得每个构成单元在拐角、连接角和折角处局部重叠,金属带在拐角、连接角和折角处局部重叠有助于增加加热体21的强度,这对于抵抗加热体21变形和扭曲是有帮助的。
在一实施例中,可以参照图3和4,加热体21在折线结构的拐角、连接角和折角处局部重叠,且相邻两夹角θ的重叠方向相反,使得加热体21被整体构造成大致为扁平形状,且加热体21因局部重叠,所以其最大厚度等于其重叠处的厚度,该重叠处的厚度约等于加热体21单层厚度的2倍。在图3所示的实施例中,相邻两夹角θ的重叠方向相反体现在,相邻两夹角θ位于加热体21同一宽面的相对两侧,所以在该实施例中,加热体21形成扁平形状的过程可以是,在正反方向来回弯折金属带。在图4所示的实施例中,相邻两夹角θ的重叠方向相反体现在,相邻两夹角θ位于加热体21同一宽面的同一侧,所以在该实施例中,加热体21形成扁平形状的过程可以是,将金属带绕制成螺旋状,然后挤压螺旋状的金属带,使螺旋状的金属带扁平化。
可以参照图3、4、9和10,加热体21包括用于与引线电连接的接线端,接线端至少具有两个,分别用于与电源组件的正输出端电连接,和与电源组件的负输出端电连接。在加热体21包含“∩”形造型时,其中至少两接线端处于加热组件2中相同的纵向高度处。
较为具体的,加热体21至少包括第一部分213和第二部分214,第一部分213和第二部分214分别布置在“∩”形的相对两侧边上,从而并列设置,第一部分213的至少局部和第二部分214至少局部均被构造成折线结构,第一部分213上的折线结构的一端连接第二部分21的折线结构的一端,第一部分213上的折线结构的另一端构成其中一接线端,同理,第二部分214上的折线结构的另一端构成另一接线端,该两接线端处于加热组件2中相同的纵向高度处,或者两接线端之间的高度差小于第一部分213或第二部分214上的折线结构的纵向延伸长度。
从而第一部分213或第二部分214串联在对应的两接线端之间,且两接线端之间的加热体21是具有多个构成单元的弯折结构。
在如图3和4所示的实施例中,第一部分213和第二部分214对称设置。加热体可以具有多个“∩”形,一方面可以增加加热体21的扁平程度,从而增加加热体21在多孔体22中的横向分布范围,另一方面,可以延长加热体21加热轨迹的长度和增加加热体21的发热时的热量分布密度。
在如图2所示的实施例中,折线结构沿多孔体22的纵向设置在多孔体22中。基于此实施例,金属带的宽面所在平面与发热体21的宽度方向平行,从而有助于增加加热体21的扁平程度,从而增加加热体21在多孔体22中的横向分布范围和增加加热体21与多孔体22之间的换热面积。
在如图8所示的实施例中,折线结构沿多孔体22的横向设置在多孔体22中。流经多孔体22中的气孔221的至少部分空气,会从折线结构中的构成单元间的间隙中穿过,即折线结构中的构成单元间的间隙构成允许空气通过的气流通道的一部分,且空气在流经该间隙时,被加热体21直接加热。基于此实施例,金属带的宽面所在平面与发热体21的宽度方向垂直,以增加加热体21与流经的空气的接触面积,从而提高对流经的空间的加热效率。可替代的,金属带的宽面所在平面可以与发热体21的宽度方向平行,从而有助于提高加热体21加热多孔体22的效率。
在一实施例中,请参照图5-7,加热组件2还包括相对设置地两基板23,基板23为片状,加热体21夹在两基板23之间,设置基板23来夹持加热体21,一方面可以保护加热体21,避免其变形或者扭曲,另一方面基板23具有均热作用,加热体21通过基板23接触多孔体22可以使热量更加均匀地传递至多孔体22,有助于使多孔体22均匀地受热。为了提高加热体21的加热效率,加热体21采用金属带制成,且采用金属带的宽面211与基板23面接触,以增大换热面积,同时有助于降低由加热体和两基板构成的组合整体的厚度。
其中,基板23可以包括导热材料或者蓄热材料,当基板23由金属或者导电陶瓷制成时,可以参照图6,基板23与加热体21之间还具有绝缘层24,并且,金属基板23可以具有较薄的厚度,例如金属基板23的厚度可以介于0.05mm-0.4mm,进一步的,金属基板23的厚度可以介于0.08-mm-0.25mm,从而金属基板23既能基于金属属性具有较高的热传递效率,有助于对加热体21散发的热量进行快速地传递和对热量进行快速地均热,又能够减少其本身对加热体21散发的热量的消耗;当基板23由金属制成时,两相对设置的金属基板23可以通过边缘焊接实现相互固定和夹紧加热体21。
在基板23由包含氧化铝、二氧化硅、氧化镁等绝缘材料制成的流延片时,可以参照图7,可以在加热体21放置在两基板23之间后,采用等静压或者热压的方式使流延片与加热体21紧密结合,然后再进行烧结,从而形成组合整体2a。
在一实施例中,由加热体21和两基板23构成的组合整体2a沿多孔体22的纵向设置在多孔体22中,进一步的,片状的组合整体2a设置在多孔体22的中心。在如图2所示的实施例中,加热体21被构造成具有至少一个“∩”形,“∩”形中相对设置的两侧边沿多孔体22的纵向设置在多孔体22中,在此实施例中,加热体21可以不被基板23夹持而直接设置在多孔体22中,当然,加热体21设置在多孔体22中可以被基板23夹持;进一步的,加热体21设置在多孔体22的中心;进一步的,在加热体21由金属带制成时,加热体21的宽面211面向多孔体22的气孔221,加热体21的宽面211可以与多孔体22的气孔221平行。
可以理解的是,加热气溶胶生成制品1时,由加热体21和两基板23构成的组合整体2a可以不与多孔体22结合,而是直接插入至气溶胶生成制品1中:在一示例中,组合整体2a是气溶胶产生装置的构成部分,在气溶胶生成制品1插入气溶胶产生装置中时,组合整体2a的至少局部插入气溶胶生成制品1的内部,此时的组合整体2a可以具有尖端,以方便其插入气溶胶生成制品1中;在一示例中,组合整体2a是气溶胶生成制品1的构成部分,优选此时组合整体2a中的加热体21包括感受体。
可替代的,在一些实施例中,可以参照图8,加热体21沿多孔体22的横向设置在多孔体22中。在如图9-11所示的实施例中,加热体21被构造成蚊香结构,空气可以从加热体21相邻两环之间的间隙通过,即多孔体22上的气孔221构成允许空气通过的气流通道的一部分,加热体21相邻两环之间的间隙亦构成气流通道的一部分;进一步的,当加热体21有带状的金属制成时,加热体21的宽面211界定所述的间隙,流经多孔体22或者加热体21的空气流经加热体21的宽面211,以加热体21的宽面221界定间隙可以增加空气与加热体21的接触面积,对于提高加热空气的效率时有帮助的。可以理解的是,横向设置在多孔体22中的加热体21还可以是除蚊香结构外的其他形状。需要说明的是,蚊香结构不同层的环相互并行。
在如图10和11所示的实施例中,加热体21是由金属带制成的蚊香结构,包括两个接线端,其中一接线端靠近加热体21的中心,另一接线端位于加热体21的外围,两接线端在多孔体22纵向上的高度差可以约为0mm;在加热体21朝向厚度方向弯折或者弯曲时,可以参照图10,加热体21的宽度w构成蚊香结构的高度,此时加热体21的宽面211朝向或者背向加热体21的中心;在加热体21朝向宽度方向弯折或者弯曲时,可以参照图11,加热体21的厚度构成蚊香结构的高度。
需要说明的是,当加热体21被构造成蚊香结构时,加热体21可以由金属带制成或者可以由金属丝制成。
为了方便将加热体21沿多孔体22的纵向或者横向设置在多孔体22中,多孔体22包括第一多孔体222和第二多孔体223,且第一多孔体222和第二多孔体223共同界定有容纳空间,加热体21容纳在容纳空间中。
在如图9和10所示的实施例中,沿气流方向,第一多孔体222位于第二多孔体223的下游,第一多孔体222和/或第二多孔体223上具有凹槽224,至少部分气孔221贯穿凹槽224的槽底,从而进入凹槽224的空气需流经加热体21,当然,亦可以具有气孔221沿纵向贯穿凹槽224的侧壁。请参照图8,第一多孔体222与第二多孔体223通过凹槽224的侧壁相抵接,该凹槽224界定容纳空间的至少局部,加热体21可以同时抵接第一多孔体222和第二多孔体223。
请参照图8,加热组件2还包括结合件25,结合件25环绕地设置在第一多孔体222和第二多孔体223的外围,并且同时与第一多孔体222和第二多孔体223嵌套连接,在结合件25的作用下,第一多孔体222和第二多孔体223具有确定的位置关系。在图2所示的实施例中,多孔体22通过结合件25保持在气溶胶产生装置中。
在加热体21包含电阻材料的实施中,与加热体21的两个接线端电连接的引线5电连接电源组件3,从而电源组件3通过引线5向加热体21提供加热体21发热的电力。在该实施例中,引线5可以为铜线等低电阻的导线。当然不排除的是,引线5还可以是热电偶线,从而引线5在为加热体21提供加热体21发热的电力的同时,还能与加热体21构成热电偶,从而能够通过引线5检测加热体21的温度。当然在其他实施例中,电源组件3中的电路板可以通过引线5检测加热体21的电阻,并个根据加热体21的电阻判断加热体21的温度。
加热组件2还可以包括温度检测器6,用于检测多孔体22的温度。可以参照图2,加热组件2还包括保温层7,该保温层7可以是气凝胶层或者可以是真空层等,设置在多孔体22和加热体21的外围,用于对多孔体22和加热体21进行保温,此时,若将温度检测器与多孔体的外表面连接,则在保温层的保温作用下,温度检测器对因为抽吸使得冷空气进入多孔体的气孔中而导致的多孔体内部的温度变化并不敏感,所以基于如此布置的温度检测器检测的多孔体的外表温度,并不能反映多孔体对流经气孔的空气的实际加热温度,因此,可以将温度检测器6的探测头设置在多孔体22的内部,以解决该问题。
在一实施例中,可以参照图2,保温层7还界定有一容纳腔,用于容纳气溶胶生成制品1的至少局部,沿气流方向,多孔体22和加热体21位于容纳腔的上游。
在一实施例中,可以以烧结的方式将温度检测器6的探测头固定在多孔体22的内部。具体的,多孔体22上具有安装孔,用于接纳温度检测器6的探测头,在烧结探测头和多孔体22之前,可以先将探测头插入到安装孔中,并在安装孔中填充浆液状态或者粉末状态的填充物,然后烧结探测头和多孔体22,使填充物固化,从而实现将探测头固定在多孔体22中。
温度检测器6可以包括热电偶,该热电偶包括第一热电偶线和第二热电偶线,第一热电偶线和第二热电偶线的一端相互电连接,该相互电连接的一端形成温度检测器6的探测头。第一热电偶线和第二热电偶线均包括金属丝和位于金属丝表面的绝缘层,金属丝可以是镍、镍铬合金、镍硅合金、镍铬-考铜、康青铜、铁铬合金等,其具有较高的熔点,在烧结温度下能够保持稳定的形态而不会熔化。在一示例中,温度检测器6上至少探测头表面的绝缘层包括釉,或者由釉、陶瓷或者硅酸盐等耐高温材料中的至少一种来构成金属丝表面的绝缘层,以此来提高温度检测器6的耐高温性能。在一示例中,温度检测器6上至少探测头的表面裸露,第一热电偶线和第二热电偶线相互电连接的端部未涂覆绝缘层。在其他实施例中,温度检测器6可以包括热敏电阻等能够耐受烧结温度的温度检测器6。
填充物可包含陶瓷或者硅酸盐,例如釉,相较于树脂、橡胶等热固性聚合物,陶瓷或者硅酸盐不仅更耐高温,而且具有较低的隔热性,采用陶瓷或者硅酸盐作为填充物来将探测头保持在安装孔中,有助于使探测头具有对多孔体22温度变化的高灵敏度。在填充物包含釉的实施例中,烧结多孔体22和探测头的温度可以大约是800℃。可以理解的是,烧结多孔体22和探测头的温度低于填充物和多孔体的熔化温度,和低于探测头的耐受温度。
在多孔体22包含石墨或石墨合金的实施例中,由于石墨或者石墨合金材质柔软,所以可以先对石墨或者石墨合金制成的块状坯料进行第一温度烧结,第一温度低于有多孔体22的熔点,可以为1000℃左右,可以不低于1000℃。且可以在第一温度烧结块状坯料的过程中,在块状坯料上开设安装孔。然后冷却块状坯料,使之恢复室温。然后,再在块状坯料上开设供空气通过的气孔221和使探测头在安装孔中烧结。
上述的加热组件及气溶胶产生装置,加热体具有多个“V”形构成单元,可以增加加热体的加热轨迹的长度,并且可以使得加热体具有较大的加热密度,有助于使多孔体和流经气流通道的空气快速地升温;而且加热体为片状,因此加热体与多孔体具有较大的换热面积,能够进一步地提高加热多孔体和/或流经气流通道的空气的效率。
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 (19)
1.一种加热组件,其特征在于,包括:
允许空气通过的气流通道;
多孔体,其上具有气孔,所述气孔界定所述气流通道的至少局部;和
片状的加热体,设置在所述多孔体内部,以加热所述多孔体和/或流经所述气流通道的空气;
其中,所述加热体的至少局部被构造成具有多个“V”形构成单元的折线结构。
2.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,分布在同一所述折线结构上的多个所述构成单元疏密均匀;或者
同一所述折线结构上,在其中的至少两组相邻的所述构成单元中,一组构成单元中的两个构成单元之间的连接夹角与另一组构成单元中的两个构成单元的连接夹角不同;或者
同一所述折线结构上,其中至少一构成单元的“V”形夹角与另一构成单元的“V”形夹角的角度大小不同。
3.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述折线结构的至少一夹角的角度介于10°-60°。
4.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,相互连接的两所述构成单元局部重叠。
5.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述加热体包括至少两个折线结构,相邻的两所述折线结构相互连接,并使得所述加热体被构造成具有至少一个“∩”形。
6.如权利要求5所述的加热组件,其特征在于,其中一所述折线结构的一端连接另一所述折线结构,另一端构成用于与引线电连接的接线端,所述加热体具有至少两个所述接线端,至少两所述接线端处于相同的纵向高度处。
7.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述折线结构沿所述多孔体的纵向或者横向设置在所述多孔体中。
8.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述加热组件还包括相对设置地两基板,两所述基板设置在所述加热体的厚度方向,且所述加热体夹在两所述基板之间。
9.如权利要求8所述的加热组件,其特征在于,所述基板包括导热材料或者蓄热材料。
10.如权利要求8所述的加热组件,其特征在于,所述加热体与两所述基板面接触。
11.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述多孔体包括第一多孔体和第二多孔体,且所述第一多孔体和所述第二多孔体共同界定有容纳空间,所述加热体容纳在所述容纳空间中。
12.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述加热体的电阻介于0.4Ω-3Ω。
13.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述加热组件还包括保温层,所述保温层设置在所述多孔体和所述加热体的外围,且所述保温层界定有一容纳腔,用于容纳气溶胶生成制品的至少局部,沿气流方向,所述多孔体和所述加热体位于所述容纳腔的上游。
14.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述的加热组件还包括温度检测器,所述温度检测器的探测头烧结在所述多孔体的内部。
15.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述多孔体包括石墨或者石墨合金。
16.如权利要求1所述的加热组件,其特征在于,所述加热体由金属带经多次弯折形成。
17.如权利要求16所述的加热组件,其特征在于,所述金属带的厚度介于0.02mm-0.25mm;或者
所述金属带的宽度介于0.2mm-1.2mm。
18.一种加热组件,其特征在于,包括:
允许空气通过的气流通道;
多孔体,其上具有气孔,所述气孔界定所述气流通道的至少局部;和
加热体,设置在所述多孔体内部,以加热所述多孔体和/或流经所述气流通道的空气;
其中,所述加热体是由金属带经多次弯折而形成的片状结构。
19.一种气溶胶产生装置,其特征在于,包括权利要求1-18任一项所述的加热组件,还包括为所述加热组件提供电力的电源组件。
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