CN219537488U - 陶瓷雾化芯及电子烟雾化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种陶瓷雾化芯,包括多孔陶瓷基体、多孔过渡层和导电发热层,所述多孔陶瓷基体和所述多孔过渡层均为多孔结构,所述多孔过渡层设置于所述多孔陶瓷基体的表面上,所述导电发热层设置于所述多孔过渡层远离所述多孔陶瓷基体一侧的表面上,所述多孔过渡层夹设于所述多孔陶瓷基体与所述导电发热层之间;所述多孔过渡层的导热系数大于所述多孔陶瓷基体的导热系数。本实用新型提供的陶瓷雾化芯,其不仅发热均匀性好,而且雾化效率高,平均雾化量(TPM)大。本实用新型还提供一种电子烟雾化器。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子烟技术领域,尤其是涉及一种陶瓷雾化芯及电子烟雾化器。
背景技术
电子烟又名虚拟香烟、蒸汽烟、气雾发生装置等,其主要用于在不影响健康的前提下模拟吸烟感觉,以供戒烟或替代香烟使用。多孔陶瓷雾化器作为电子烟的核心部件之一,与传统的棉芯或玻纤绳相比,具有亲油性强、发热均匀、使用温度高等优点。
目前的多孔陶瓷雾化器一般包括多孔陶瓷基体及设置于多孔陶瓷基体上的发热基体。其中,多孔陶瓷基体主要采用导热系数非常低的硅酸盐、硅藻土等作为主料制备而成,其具有较低的热导率;发热基体主要分为印刷厚膜金属、螺旋型金属丝和金属蚀刻片三类。由于发热基体直接与多孔陶瓷基体表面接触,而发热基体与多孔陶瓷基体的雾化接触面积有限,存在加热均匀性差、雾化效率低的问题,故其平均雾化量(TPM,Total ParticleMeasure,即每次抽吸产生的烟雾量)较低,无法满足用户大烟雾量的使用需求。而且,上述结构在供油不足或发热基体与多孔陶瓷基体接触不好的情况下,很容易导致发热基体温度过高而出现干烧,使得烟油雾化时出现糊味。同时,由于发热基体与多孔陶瓷基体的热膨胀系数不匹配(发热基体的热膨胀系数一般大于多孔陶瓷基体的热膨胀系数),从而使得发热基体在与多孔陶瓷基体共烧时以及使用过程中,发热基体很容易出现变形的问题,使得发热基体与多孔陶瓷基体表面不贴合,进而影响发热和雾化效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种陶瓷雾化芯,其不仅发热均匀性好,而且雾化效率高,平均雾化量(TPM)大。
本实用新型提供一种陶瓷雾化芯,包括多孔陶瓷基体、多孔过渡层和导电发热层,所述多孔陶瓷基体和所述多孔过渡层均为多孔结构,所述多孔过渡层设置于所述多孔陶瓷基体的表面上,所述导电发热层设置于所述多孔过渡层远离所述多孔陶瓷基体一侧的表面上,所述多孔过渡层夹设于所述多孔陶瓷基体与所述导电发热层之间;所述多孔过渡层的导热系数大于所述多孔陶瓷基体的导热系数。
在一种可实现的方式中,所述多孔过渡层的导热系数远大于所述多孔陶瓷基体的导热系数,所述多孔过渡层的导热系数大于或等于所述多孔陶瓷基体的导热系数的10倍。
在一种可实现的方式中,所述多孔过渡层的导热系数大于或等于所述多孔陶瓷基体的导热系数的100倍。
在一种可实现的方式中,所述多孔过渡层的导热系数大于或等于40W/(m·K)。
在一种可实现的方式中,所述多孔过渡层内具有多个微孔,所述微孔的孔径为5-10微米,所述多孔过渡层的孔隙率为40%-60%。
在一种可实现的方式中,所述多孔过渡层的厚度为5-50微米。
在一种可实现的方式中,所述多孔过渡层采用绝缘材质制成。
在一种可实现的方式中,所述多孔过渡层为氮化铝层、氧化铝层、碳化硅层、氧化锆层或二氧化钛层。
在一种可实现的方式中,所述多孔陶瓷基体包括主体部及与所述主体部相连的凸起部,所述凸起部由所述主体部的部分位置凸出形成,所述多孔过渡层设置于所述凸起部的表面上。
本实用新型还提供一种电子烟雾化器,包括以上所述的陶瓷雾化芯。
本实用新型提供的陶瓷雾化芯,通过在多孔陶瓷基体与导电发热层之间设置多孔过渡层,由于多孔过渡层的导热系数大于多孔陶瓷基体的导热系数,即多孔过渡层具有较高的导热率,当导电发热层工作时,多孔过渡层能够在短时间内快速均匀地升温,将温度均匀化,使得整个雾化面具有非常均匀的温度,从而提高加热均匀性;而且,由于多孔过渡层的多孔性,烟油能够在多孔过渡层与多孔陶瓷基体的接触面、多孔过渡层的孔隙内以及多孔过渡层与导电发热层的接触面进行雾化,相当于增大了加热雾化面积,使得陶瓷雾化芯能够在短时间内产生大量烟雾,提高了雾化效率和平均雾化量(TPM)。而且,多孔过渡层还能够起到一定的缓冲过渡作用,不仅能够减少或避免导电发热层因热膨胀系数不匹配而出现变形、脱落等情况,提高导电发热层的使用寿命,还能够减少或避免出现干烧、糊味等现象。
附图说明
图1为本实用新型实施例中陶瓷雾化芯的结构示意图。
图2为图1的爆炸结构示意图。
图3为本实用新型实施例中电子烟雾化器的结构示意图。
图4为图3的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(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。
本实用新型的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,方位词的使用不应限制本实用新型请求保护的范围。
如图1及图2所示,本实用新型实施例提供的陶瓷雾化芯100,包括多孔陶瓷基体1、多孔过渡层2和导电发热层3,多孔陶瓷基体1和多孔过渡层2均为多孔结构。多孔过渡层2设置于多孔陶瓷基体1的表面上,导电发热层3设置于多孔过渡层2远离多孔陶瓷基体1一侧的表面上,多孔过渡层2夹设于多孔陶瓷基体1与导电发热层3之间;多孔过渡层2的导热系数大于多孔陶瓷基体1的导热系数。
具体地,本实施例提供的陶瓷雾化芯100,通过在多孔陶瓷基体1与导电发热层3之间设置多孔过渡层2,由于多孔过渡层2的导热系数大于多孔陶瓷基体1的导热系数,即多孔过渡层2具有较高的导热率,当导电发热层3工作时,多孔过渡层2能够在短时间内快速均匀地升温,将温度均匀化,使得整个雾化面具有非常均匀的温度,从而提高加热均匀性;而且,由于多孔过渡层2的多孔性,烟油能够在多孔过渡层2与多孔陶瓷基体1的接触面、多孔过渡层2的孔隙内以及多孔过渡层2与导电发热层3的接触面进行雾化,相当于增大了加热雾化面积,使得陶瓷雾化芯100能够在短时间内产生大量烟雾,提高了雾化效率和平均雾化量(TPM,Total Particle Measure,即每次抽吸产生的烟雾量)。而且,多孔过渡层2还能够起到一定的缓冲过渡作用,不仅能够减少或避免导电发热层3因热膨胀系数不匹配而出现变形、脱落等情况,提高导电发热层3的使用寿命,还能够减少或避免出现干烧、糊味等现象。
如图1及图2所示,作为一种实施方式,多孔过渡层2设置于多孔陶瓷基体1的下表面上,导电发热层3设置于多孔过渡层2的下表面上。
作为一种实施方式,多孔过渡层2的导热系数远大于多孔陶瓷基体1的导热系数,多孔过渡层2的导热系数大于或等于多孔陶瓷基体1的导热系数的10倍(参考专利CN113429217A,传统的采用硅酸盐、硅藻土等作为主料制备而成的多孔陶瓷基体1的导热系数一般在1W/(m·K)以下,或在0.3W/(m·K)以下,甚至在0.1W/(m·K)以下)。由于多孔过渡层2的导热系数远大于多孔陶瓷基体1的导热系数,使得多孔过渡层2能够在短时间内升温至烟油的雾化温度,而多孔陶瓷基体1的导热系数较小,热量不会经由多孔陶瓷基体1散失,使得热量集中在雾化面上(即热量集中在多孔过渡层2上以及多孔过渡层2与多孔陶瓷基体1和导电发热层3的接触位置处),从而提高雾化效率。
作为一种实施方式,多孔过渡层2的导热系数大于或等于多孔陶瓷基体1的导热系数的100倍。
作为一种实施方式,多孔过渡层2的导热系数大于或等于40W/(m·K)。
作为一种实施方式,多孔过渡层2的导热系数大于或等于80W/(m·K),或者多孔过渡层2的导热系数大于或等于100W/(m·K)。
作为一种实施方式,多孔过渡层2的导热系数大于或等于导电发热层3的导热系数,从而进一步提高多孔过渡层2的升温速率和加热均匀性。
如图2所示,作为一种实施方式,多孔过渡层2内具有多个微孔20,微孔20的孔径为5-10微米,多孔过渡层2的孔隙率为40%-60%。在此范围内,使得多孔过渡层2具有良好的导油能力及导热效果,从而提高陶瓷雾化芯100的雾化能力,同时微孔20的孔径不宜过大,以防止漏油。
如图1及图2所示,作为一种实施方式,多孔过渡层2的厚度小于多孔陶瓷基体1的厚度,多孔过渡层2的厚度为5-50微米。多孔过渡层2的厚度不宜设置得太厚,若多孔过渡层2的厚度过厚容易将导电发热层3产生的热量散失掉,且升温速率减慢,导致热量无法聚集产生高温,缺失爆发力,从而影响口感风味和烟雾量。
作为一种实施方式,多孔过渡层2采用绝缘材质制成,以防止对导电发热层3的电阻造成影响而影响导电发热层3的导电发热性能。
作为一种实施方式,多孔过渡层2为氮化铝层、氧化铝层、碳化硅层、氧化锆层或二氧化钛层,即多孔过渡层2采用氮化铝、氧化铝、碳化硅、氧化锆或二氧化钛材质制成。上述材质不仅具有良好的绝缘性能,而且导热系数高,容易形成多孔结构,且耐温性好,能够在高温环境下使用。
如图1及图2所示,作为一种实施方式,多孔陶瓷基体1包括主体部11及与主体部11相连的凸起部12,凸起部12与主体部11为一体结构,凸起部12由主体部11的部分位置凸出形成,多孔过渡层2设置于凸起部12远离主体部11一侧的表面上。
具体地,通过在多孔陶瓷基体1上设置凸起部12,并将多孔过渡层2设置于凸起部12的表面上,使得热量和烟油能够集中在凸起部12位置处,从而能够在短时间内产生大量烟雾,进一步提高了雾化效率。
如图1及图2所示,作为一种实施方式,凸起部12设置于主体部11的中部位置,从而使得热量及烟油的传导更加均匀。
作为一种实施方式,导电发热层3可以为金属膜层、螺旋型金属丝或金属蚀刻片等。
作为一种实施方式,在制作时,可以先将多孔过渡层2采用溅射、喷涂、印刷、溶胶-凝胶、浸渍等工艺沉积在多孔陶瓷基体1表面上或者导电发热层3表面上,然后再将多孔陶瓷基体1和导电发热层3复合在一起,从而得到陶瓷雾化芯100。
本实用新型实施例还提供一种电子烟雾化器,包括上述的陶瓷雾化芯100。
如图3及图4所示,作为一种实施方式,电子烟雾化器还包括外壳4和储油体5,储油体5和陶瓷雾化芯100均设置于外壳4内,储油体5与外壳4可以是一体结构,也可以是分体结构(即储油体5为一个单独的部件)。储油体5内设有用于储存烟油的储油腔51,储油腔51位于陶瓷雾化芯100上方;储油体5的底部设有与储油腔51连通的出油孔52,出油孔52对应位于陶瓷雾化芯100的上方。储油腔51内储存的烟油能够在重力作用下经过出油孔52后到达陶瓷雾化芯100的多孔陶瓷基体1上并渗入至多孔陶瓷基体1内。
如图3及图4所示,作为一种实施方式,电子烟雾化器还包括吸嘴6,吸嘴6位于外壳4上方并与外壳4相连,陶瓷雾化芯100上产生的烟雾能够流入至吸嘴6内,以供用户吸食。
如图4所示,作为一种实施方式,储油体5内设有烟道53,烟道53与储油腔51相互独立隔开。烟道53对应位于陶瓷雾化芯100的上方,陶瓷雾化芯100上产生的烟雾能够通过该烟道53流入至吸嘴6内。
如图4所示,作为一种实施方式,电子烟雾化器还包括两个电极柱7,该两个电极柱7分别与陶瓷雾化芯100上导电发热层3的两端电连接,该两个电极柱7分别用于与电源(图未示)的正负极电连接。
如图3及图4所示,作为一种实施方式,外壳4的底部设有开口,电子烟雾化器还包括底盖41,底盖41与外壳4的底部开口连接,以对外壳4进行密封。底盖41上设有供外部空气进入外壳4内的进气孔411。
本实施例提供的陶瓷雾化芯100,通过在多孔陶瓷基体1与导电发热层3之间设置多孔过渡层2,由于多孔过渡层2的导热系数大于多孔陶瓷基体1的导热系数,即多孔过渡层2具有较高的导热率,当导电发热层3工作时,多孔过渡层2能够在短时间内快速均匀地升温,将温度均匀化,使得整个雾化面具有非常均匀的温度,从而提高加热均匀性;而且,由于多孔过渡层2的多孔性,烟油能够在多孔过渡层2与多孔陶瓷基体1的接触面、多孔过渡层2的孔隙内以及多孔过渡层2与导电发热层3的接触面进行雾化,相当于增大了加热雾化面积,使得陶瓷雾化芯100能够在短时间内产生大量烟雾,提高了雾化效率和平均雾化量(TPM)。而且,多孔过渡层2还能够起到一定的缓冲过渡作用,不仅能够减少或避免导电发热层3因热膨胀系数不匹配而出现变形、脱落等情况,提高导电发热层3的使用寿命,还能够减少或避免出现干烧、糊味等现象。
实施例一
本实施例中的陶瓷雾化芯100包括多孔陶瓷基体1、多孔过渡层2和导电发热层3,多孔过渡层2设置于多孔陶瓷基体1的表面上,导电发热层3设置于多孔过渡层2远离多孔陶瓷基体1一侧的表面上,多孔过渡层2夹设于多孔陶瓷基体1与导电发热层3之间。其中,多孔陶瓷基体1的导热系数为0.09W/(m·K),多孔过渡层2的导热系数为96W/(m·K),多孔过渡层2的孔隙率为40%,多孔过渡层2的厚度为8微米。
对上述陶瓷雾化芯100进行测试,测得其平均雾化量(TPM)为9.659mg/puff。
实施例二
本实施例中的陶瓷雾化芯100包括多孔陶瓷基体1、多孔过渡层2和导电发热层3,多孔过渡层2设置于多孔陶瓷基体1的表面上,导电发热层3设置于多孔过渡层2远离多孔陶瓷基体1一侧的表面上,多孔过渡层2夹设于多孔陶瓷基体1与导电发热层3之间。其中,多孔陶瓷基体1的导热系数为0.10W/(m·K),多孔过渡层2的导热系数为50W/(m·K),多孔过渡层2的孔隙率为46%,多孔过渡层2的厚度为30微米。
对上述陶瓷雾化芯100进行测试,测得其平均雾化量(TPM)为8.728mg/puff。
实施例三
本实施例中的陶瓷雾化芯100包括多孔陶瓷基体1、多孔过渡层2和导电发热层3,多孔过渡层2设置于多孔陶瓷基体1的表面上,导电发热层3设置于多孔过渡层2远离多孔陶瓷基体1一侧的表面上,多孔过渡层2夹设于多孔陶瓷基体1与导电发热层3之间。其中,多孔陶瓷基体1的导热系数为0.08W/(m·K),多孔过渡层2的导热系数为120W/(m·K),多孔过渡层2的孔隙率为50%,多孔过渡层2的厚度为15微米。
对上述陶瓷雾化芯100进行测试,测得其平均雾化量(TPM)为10.266mg/puff。
对比例
本对比例中的陶瓷雾化芯包括多孔陶瓷基体和导电发热层,导电发热层直接设置于多孔陶瓷基体的表面上,导电发热层与多孔陶瓷基体之间未设置多孔过渡层。其中,多孔陶瓷基体的导热系数为0.10W/(m·K)。
对上述陶瓷雾化芯进行测试,测得其平均雾化量(TPM)为7.535mg/puff。
各实施例及对比例的具体参数如下表所示:
由上表可知,各实施例中陶瓷雾化芯100的平均雾化量(TPM)相较于现有的陶瓷雾化芯的平均雾化量(TPM)有明显的提升。
以上,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种陶瓷雾化芯,其特征在于,包括多孔陶瓷基体(1)、多孔过渡层(2)和导电发热层(3),所述多孔陶瓷基体(1)和所述多孔过渡层(2)均为多孔结构,所述多孔过渡层(2)设置于所述多孔陶瓷基体(1)的表面上,所述导电发热层(3)设置于所述多孔过渡层(2)远离所述多孔陶瓷基体(1)一侧的表面上,所述多孔过渡层(2)夹设于所述多孔陶瓷基体(1)与所述导电发热层(3)之间;所述多孔过渡层(2)的导热系数大于所述多孔陶瓷基体(1)的导热系数。
2.如权利要求1所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔过渡层(2)的导热系数远大于所述多孔陶瓷基体(1)的导热系数,所述多孔过渡层(2)的导热系数大于或等于所述多孔陶瓷基体(1)的导热系数的10倍。
3.如权利要求2所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔过渡层(2)的导热系数大于或等于所述多孔陶瓷基体(1)的导热系数的100倍。
4.如权利要求1所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔过渡层(2)的导热系数大于或等于40W/(m·K)。
5.如权利要求1所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔过渡层(2)内具有多个微孔(20),所述微孔(20)的孔径为5-10微米,所述多孔过渡层(2)的孔隙率为40%-60%。
6.如权利要求1所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔过渡层(2)的厚度为5-50微米。
7.如权利要求1所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔过渡层(2)采用绝缘材质制成。
8.如权利要求1所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔过渡层(2)为氮化铝层、氧化铝层、碳化硅层、氧化锆层或二氧化钛层。
9.如权利要求1-8中任一项所述的陶瓷雾化芯,其特征在于,所述多孔陶瓷基体(1)包括主体部(11)及与所述主体部(11)相连的凸起部(12),所述凸起部(12)由所述主体部(11)的部分位置凸出形成,所述多孔过渡层(2)设置于所述凸起部(12)的表面上。
10.一种电子烟雾化器,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的陶瓷雾化芯。
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