CN219612043U - 气溶胶产生装置及其发热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气溶胶产生装置及发热结构，该发热结构包括发热体以及供红外光波透过的管体，所述发热体和所述管体的管壁之间具有间隙，所述发热体包括纵长的且在通电状态下辐射红外光波的发热部、以及为所述发热部接入电能的导电部，所述管体的管壁厚度为0.1mm‑1mm。本实用新型的发热体的发热部不会导致气溶胶产生介质过烧，且可以极大提升抽吸口感；同时，在高温工作状态下，预热的时间大幅度降低，极大提升了消费者的体验感。且管体的管壁厚度为0.1mm‑1mm，其能够保证尽量多的热量以红外辐射的方式对气溶胶形成基质加热雾化，从而实现气溶胶形成基质整体均匀雾化效果。

Description

气溶胶产生装置及其发热结构

技术领域

本实用新型涉及加热不燃烧雾化领域，更具体地说，涉及一种气溶胶产生装置及其发热结构。

背景技术

相关技术中，气溶胶产生装置是一种用于通过加热但不使气溶胶形成基质(固态基质如烟草等植物叶类制品)燃烧的方式的电子设备。一般地，气溶胶形成基质一般会在350℃以内雾化。这种加热方式的缺点是，发热体直接或通过固态材料间接将热量热传递至气溶胶生成基质，这就要求发热体的工作温度不能过高，否则将引起气溶胶生成基质过烧而影响气溶胶产生装置的抽吸口感。因此，发热体的工作温度高于400℃的情况暂时少有人研究。

另外，发热体温度不高直接导致气溶胶产生装置抽吸前需要较长的预热时间，当下市场产品预热时间基本在15秒以上，极大影响了消费者的体验感。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的气溶胶产生装置及其发热结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种发热结构，包括发热体以及供红外光波透过的管体，所述发热体和所述管体的管壁之间具有间隙，所述发热体包括纵长的且在通电状态下辐射红外光波的发热部、以及为所述发热部接入电能的导电部，所述管体的管壁厚度为0.1mm-1mm。

在一些实施例中，所述发热部包括在通电状态下产生热量的发热基体，以及设置于所述发热基体外表面用于辐射所述红外光波的红外辐射层。

在一些实施例中，所述管体采用石英玻璃、陶瓷或金刚石制成。

在一些实施例中，所述发热部由条状或线状的发热丝缠绕或弯折形成。

在一些实施例中，所述管体的管壁厚度范围为0.15mm-0.5mm。

在一些实施例中，所述发热体的最高工作温度范围为500℃-1300℃。

在一些实施例中，所述发热体的最高工作温度范围为800℃-1100℃。

在一些实施例中，所述间隙的间距为0.05mm-0.8mm。

在一些实施例中，所述间隙的间距为0.1mm-0.5mm。

在一些实施例中，所述发热体设在所述管体的内侧，所述发热体与所述管体的内壁留设有所述间隙。

在一些实施例中，所述发热部包括相互电连接的第一发热部和第二发热部；

所述第一发热部缠绕于所述第二发热部的外侧，所述第一发热部的外周与管体的内壁之间形成所述间隙。

在一些实施例中，所述第二发热部呈直线状；

所述第一发热部包括至少一段弯折段。

在一些实施例中，所述管体包括第一套管和套设于所述第一套管外周的第二套管；

所述第一套管与所述第二套管之间留设有间隔，所述间隔形成容置所述发热体的容置腔；

所述发热体设于所述第一套管的外周且与所述第一套管的管壁外表面之间形成所述间隙，所述管壁厚度为所述第一套管的管壁厚度，所述第一套管内侧形成有加热气溶胶形成基质的加热腔。

本实用新型还提供一种气溶胶产生装置，包括上述任一项所述的发热结构。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的发热体的发热部在通电状态下能够辐射红外光波，红外光波可透过管体至气溶胶形成基质并对其进行加热，在发热体最高工作温度达到1000℃以上的情况下(传统HNB的发热体工作温度一般不会超400℃)，不会导致气溶胶产生介质过烧，甚至可以极大提升抽吸口感；同时，在高温工作状态下，预热的时间大幅度降低，极大提升了消费者的体验感。并且管体的管壁厚度为0.1mm-1mm，其能够通过设置管壁厚度改变发热体和管体的管壁之间的间距，以保证尽量多的热量以红外辐射的方式对气溶胶形成基质加热雾化，还能合理控制发热体的热传导影响，从而实现气溶胶形成基质整体均匀雾化效果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中气溶胶产生装置的立体结构示意图；

图2是图1所示气溶胶产生装置的发热结构的立体结构示意图；

图3是图2所示发热结构的分解结构示意图；

图4是图1所示发热体工作时温度变化曲线图；

图5是本实用新型另一实施例的发热结构的立体机构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“轴向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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。

此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两段，例如两段、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两段元件内部的连通或两段元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

图1示出了本实用新型一些实施例中的气溶胶产生装置1以及可拆卸地插设于该气溶胶产生装置1一端的气溶胶形成基质2。该气溶胶产生装置1在一些实施例中可呈方柱状，以方便使用者手握，其用于对插接于其中的气溶胶形成基质2进行低温烘烤加热，以在不燃烧的状态下释放气溶胶形成基质2中的气溶胶提取物，且雾化稳定性好、雾化口感佳。该气溶胶形成基质2在一些实施例中可呈圆柱状，其可以为植物的叶和/或茎制成的丝条状或片状的固态材料，并且可在该固态材料中进一步添加香气成分。可以理解地，该气溶胶产生装置1并不局限于呈方形柱状，在其他一些实施例中，其也可以呈圆柱状、椭圆柱状等其他形状。

该气溶胶产生装置1在一些实施例中可包括发热结构10以及用于承载该发热结构10的壳体20。该发热结构10在一些实施例中可呈筒状，并可供气溶胶形成基质2可拆卸地插设于其中，以对气溶胶形成基质2进行加热烘烤。该气溶胶产生装置1在一些实施例中还可包括设置于壳体20内的供电组件(未图示)。该发热结构10可部分插入气溶胶形成基质中，具体地，其部分可插入气溶胶形成基质的介质段，并在通电状态下产生热辐射对气溶胶形成基质的介质段进行加热，使其雾化产生气溶胶。在本实施例中，该热辐射可以为热红外辐射。该发热结构10具有装配简便、结构简单，雾化效率高，稳定性强，且使用寿命高的优点。该供电组件与该发热结构10电性连接，以为该发热结构10供电。

一同参阅图2及图3，发热结构10在一些实施例中可包括管体11和发热体12。管体11罩设于至少部分发热体12上，且可供光波透至气溶胶形成基质2，具体地，在本实施例中，该管体11可供红外光波透过，进而可便于发热体12红外辐射出对气溶胶形成基质2进行加热。具体地，发热体12与管体11之间具有间隙，在通电状态下，发热体12在1-3s内快速升温到1000-1300℃，而管体11的表面温度可温度控制在350℃以下，整体气溶胶形成基质2的雾化温度控制在300-350℃，实现气溶胶形成基质2在2-5um波段精准雾化。还包括绝缘套筒13，该绝缘套筒13设置在管体11的下开口端，且发热体12的导电部122从绝缘套筒13穿出，以使导电部122的两根引线相互绝缘。

在一些实施例中，该管体11可以为石英玻璃管。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该管体11不限于为石英管，可以为其他可供光波透过的窗口材料，比如透红外玻璃、透明陶瓷、金刚石等。由于该气溶胶形成基质2需要主要选择在2-5μm波段范围内能够通过的管体11，以实现大量的能量以红外辐射的方式对气溶胶形成基质2的雾化吸收，管体11采用石英玻璃管、透明陶瓷、金刚石等材料制成，能够使红外辐射穿透气溶胶形成基质2，以实现均匀加热，有利于气溶胶形成基质2在整个截面上维持温度的均匀性，提高了雾化的均匀性。

管体11在一些实施例中可为中空的管状。具体地，管体11包括横截面呈圆形的管状体111、以及设置于该管状体111一端的尖顶结构112。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，管状体111的横截面不限于呈圆形。该管状体111为一端设有开口的中空结构。该管体11可安装于该固定座14上，具体地，该管体11可部分插设于该固定座14上。其开口可位于该固定座14中。该尖顶结构112设置于该管状体111远离该开口的一端，通过设置该尖顶结构112便于至少部分该发热结构10插拔于气溶胶形成基质2中。在本实施例中，该管体11内侧形成有第一容置腔113，该第一容置腔113为柱状腔体，且可非密封设置，当该发热体12安装于其中时，该第一容置腔113可无需抽真空或者填充惰性气体。需要指出的是，为了获得更好的抽吸口感，延长发热体的使用寿命，也管体11的开口端部也可以密封设置。可以理解地，在其他一些实施例中，该发热体12也可间隔设置该管体11的外周，该管体11的内侧可形成容置气溶胶形成基质2的第二容置腔。在本实施例中，该管体11还包括定位部114，该定位部114设置于该管状体111的开口处，可沿该管状体111的径向向外延伸，形成定位法兰，用于管体11与固定座14的安装定位。在本实施例中，该定位部114可与管状体111一体成型。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该定位部114可与管体11可拆卸装配，比如套接、螺接或者卡接。在本实施例中，该管体11的内壁与发热体12之间留设有间隙，该间隙可以供空气填充或抽真空。通过留设有间隙，进而可使得该管体11与发热体12之间无直接接触。

通过对管壁厚度以及发热体12与管壁之间间距的配置进而可配置整个发热结构10对气溶胶形成基质2加热的温度。在相同的温度下，随着管壁的厚度增加，整体辐照度可呈减小趋势。进而可以保证尽量多的热量以红外整体加热的方式对气溶胶形成基质2进行加热雾化，从而减小热传导这种从表面向内部逐渐加热整体的比例，以实现气溶胶形成基质2整体均匀雾化效果。可以选择地，在一些实施例中，该管体11的管壁的厚度为0.15mm-0.6mm。优选地，管体11的管壁的厚度范围为0.15mm-0.5mm。在一些实施例中，随着发热体12与管壁的间距增大，发热结构10的外表温度可呈逐渐下降的趋势，优选地，在一些实施例中，该管体11的管壁与发热体12之间的间距可以为0.05mm-1mm。优选地，管体11的管壁与发热体12之间的间距可以为0.1mm-0.5mm。

发热体12的最高工作温度范围为500℃-1300℃，发热体12的最高工作温度范围也可优选为800℃-1100℃，在该温度下，气溶胶形成基质2可在极短时间被预热，进而可保证快速抽吸以及提升用户抽吸时前两口的气溶胶的口感。具体地，在通电状态下，发热体12能够在1～3s内升温到1000-1300℃，稳定加热阶段温度控制在500-800℃之间，时间可以是3-6分钟。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该发热体12的最高工作温度的划分区间不限于两个。由于间隙的存在，管体11的表面温度可温度控制在350℃以下，整体气溶胶形成基质2的雾化温度控制在300-350℃，实现气溶胶形成基质2在2-5um波段精准雾化。

具体地，图4为本实施例发热体12工作时的温度曲线变化图，其中，纵坐标是温度，横坐标对应的是取点次数，大概15个点对应1秒，波峰段属于预热时间，时间大概是1-5秒(可以根据需要，控制输出功率，使得预热时间可以在1-15秒内选择，现有技术基本在15秒以上)，本方案预热时间优选1-3秒。由图4所示，气溶胶产生装置启动后，发热体可在1秒左右就可以升温至1000℃以上，即2秒左右就可以进行第一口抽吸，快速升温，快速加热介质，减少等待时间，大大提升消费者的体验感，另外，如此快速的升温，且温度高达800摄氏度，甚至1000摄氏度以上，但是介质并不会产生烧焦而影响口感的情况，反而口感得到提升；当温度达到1200℃左右的时候，减小输出功率(可以是电压)，发热体温度降至600℃左右，维持该温度或者小幅度温度脉冲，持续时间4-5分钟，然后断电完成抽吸。需要说明的是，不管是预热阶段还是稳定输出阶段，主要加热方式还是红外光波，只是高温阶段与稳定输出温度对应的红外光波波段不尽相同，但都是基质易于吸收的波段。

发热体12在一些实施例中可为一根且可纵长设置，且可通过绕制形成整体呈螺旋状的发热部121。具体地，该发热体12可整体呈圆柱状，且可绕制形成单螺旋结构、双螺旋结构、M字型结构、N字型结构或者其他形状的结构。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该发热体12不限于为一根，可以为两根，或者大于两根。发热体12在一些实施例中可条状或线状的发热丝缠绕或弯折形成，其可包括纵长的且在通电状态下辐射红外光波的发热部121、以及为发热部121接入电能的导电部122，发热部121在一些实施例中可包括相互电连接的第一发热部1211和第二发热部1212；第一发热部1211缠绕于第二发热部1212的外侧，第一发热部121的外周与管体的内壁之间形成空气间隙。第二发热部1212呈直线状；第一发热部1211包括至少一段弯折段。在一些实施例中，第一发热部1211也可呈直线状、片状管状等其他形状，第二发热部1212也可呈螺旋状、N形状以及M形状等其他形状。

发热体12在一些实施例中可包括在通电状态下产生热量的发热基体、以及红外辐射层。该发热基体可在通电状态下产生热量。该红外辐射层设置于发热基体外表面，用于辐射发热基体产生的热量。在本实施例中，发热基体以及红外辐射层在发热部的横截面上呈同心圆分布。

在本实施例中，该发热基体可整体呈圆柱状或线状，具体地，该发热基体可以为发热丝。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该发热基体可不限于呈圆柱状，其可以呈片状，也即该发热基体可以为发热片。该发热基体包括具有高温抗氧化性能的金属基体，该金属基体可以为金属丝。具体地，该发热基体可以为镍铬合金基体(比如镍铬合金丝)、铁铬铝合金基体(比如铁铬铝合金丝)等高温抗氧化性能好、稳定性高、不易变形等性能的金属类材料。在本实施例中，该发热基体的径向尺寸可以为0.15mm-0.8mm。

在本实施例中，发热体12还包括抗氧化层，该抗氧化层形成于该发热基体与红外辐射层之间。具体地，该抗氧化层可以为氧化膜，发热基体经过高温热处理并于其自身的表面生成一层致密的氧化膜，该氧化膜即形成抗氧化层。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该抗氧化层不限于包括自身形成的氧化膜，在其他一些实施例中，其可以为涂覆于该发热基体外表面的抗氧化涂层。通过形成该抗氧化层，可保障发热基体在空气环境中加热不被或者很少被氧化，提高了发热基体的稳定性，进而可无需对第一容置腔113进行抽真空、填充惰性气体或者还原性气体，也无需封堵开口，简化整个发热结构10的组装工艺，节约了制造成本。在本实施例中，该抗氧化层的厚度可以选择为1um-150um。当抗氧化层的厚度小于1um，该发热基体容易被氧化。当抗氧化层的厚度大于150um，会影响发热基体与红外辐射层之间的热量传导。

在本实施例中，该红外辐射层可以为红外层。该红外层可以为红外层形成基体在高温热处理下形成于抗氧化层远离该发热基体的一侧。在本实施例中，该红外层形成基体可以为碳化硅、尖晶石或其复合类基体。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该红外辐射层不限于为红外层。在其他一些实施例中，该红外辐射层可以为复合红外层。在本实施例中，该红外层可经过浸涂、喷涂、刷涂等方式进形成于抗氧化层远离该发热基体的一侧。该红外辐射层的厚度可以为10um-300um，当该红外辐射层的厚度在10um-300um，其热辐射效果较佳，则气溶胶形成基质2的雾化效率以及雾化口感较佳。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该红外辐射层的厚度不限于为10um-300um。

在一些实施例中，该发热体12还包括设置于该抗氧化层和红外辐射层之间的结合层，该结合层可用于防止发热基体局部击穿，进一步提高抗氧化层和红外辐射层的结合力。在一些实施例中，该结合层中的结合体可以为玻璃粉，也即该结合层可以为玻璃粉层。

绝缘套筒13在一些实施中可采用陶瓷绝缘以及PEEK耐高温绝缘等材料制成。其可包括设置在绝缘套筒13上的两个固定通孔131，该两个固定通孔131用于供第一发热部1211和第二发热部1212的导电部插设。

在一些实施例中，该发热结构还包括支撑杆，该支撑杆为绝缘杆，该支撑杆可部分穿入发热部121中，位于该发热部121的中心，并可与发热部121绝缘设置，其可起到支撑发热部121的作用。通过设置该支撑杆，可支撑锅盖发热部，确保发热体12受热不完全变形，进而确保发热体12与管体11之间的间隙均匀，从而保证温度场的一致。可以理解地，在其他一些实施例中，也可以不设置该支撑杆，而可以通过设置其他结构支撑发热部121。

图5示出了本实用新型第二实施例中的发热结构10a，其与该第一实施例的主要区别在于，该发热结构10a不限于部分插入该气溶胶形成基质中对气溶胶形成基质进行加热，在本实施例中，该发热结构10a可套设于气溶胶形成基质的介质段的外周，采用周圈加热的方式加热气溶胶形成基质中气溶胶形成基质。

发热结构10a在一些实施例中可包括管体11a以及发热体12a。发热体12a和管体11a的管壁之间至少部分间隔设置，其用于在通电状态下产生热量，以激发发热体12上的红外层发射红外光波，红外光波透过管体11的管壁进入到气溶胶形成基质中，进而加热气溶胶形成基质。具体地，发热体12a在一些实施例中可包括通电状态下辐射红外的发热部121a、设置于发热部121a一端用于接入电能的导电部122a。

管体11a在一些实施例中可包括第一套管111a以及套设于第一套管111a外周的第二套管112a；该第一套管111a为两端贯通的中空结构。该第一套管111a可以呈圆柱状，其内径可略大于气溶胶形成基质2a的外径。第一套管111a与第二套管112a之间留设有间隔，间隔形成容置发热体12a的容置腔；第一套管111a的轴向长度可大于第二套管112a的轴向长度。该第二套管112a可套设于第一套管111a的外周，该第二套管112a可呈圆柱状，该第二套管112a的径向尺寸可大于该第一套管111a的径向尺寸。在一些实施例中，发热体12a绕设于第一套管111a的外周并与第二套管112a的外壁之间间隔设置，进而可使得容置腔内壁与发热体12形成一定的温度差，起到隔热作用。第一套管111a内侧形成有用于加热气溶胶形成基质的加热腔。

在一些实施例中第二套管112a内侧具有一个反射层，该反射层用于反射发热体12的热量以及辐射至气溶胶形成基质，增强加热能效。可以理解地，第一套管111a和第二套管112a不局限于呈圆筒状，其也可呈方筒状、椭圆筒状等其他形状。

通过对管壁厚度以及发热体12a与管壁之间间距的配置进而可配置整个发热结构10a对气溶胶形成基质加热的温度。在相同的温度下，随着管壁的厚度增加，整体辐照度可呈减小趋势。进而可以保证尽量多的热量以红外整体加热的方式对气溶胶形成基质进行加热雾化，从而减小热传导这种从表面向内部逐渐加热整体的比例，以实现气溶胶形成基质整体均匀雾化效果。可以选择地，在一些实施例中，该第一套管111a的管壁的厚度为0.15mm-0.6mm。优选地，第一套管111a的管壁的厚度范围为0.15mm-0.5mm。在一些实施例中，随着发热体12a与第一套管111a的管壁的间距增大，发热结构10a的外表温度可呈逐渐下降的趋势，优选地，在一些实施例中，该第一套管111a的管壁与发热体12a之间的间距可以为0.05mm-1mm。优选地，第一套管111a的管壁与发热体12a之间的间距可以为0.1mm-0.5mm。

第二套管112a在一些实施例中还可包括固定结构，该固定结构用于固定发热体12a。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种发热结构，其特征在于，包括发热体以及供红外光波透过的管体，所述发热体和所述管体的管壁之间具有间隙，所述发热体包括纵长的且在通电状态下辐射红外光波的发热部、以及为所述发热部接入电能的导电部，所述管体的管壁厚度为0.1mm-1mm。

2.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述发热部包括在通电状态下产生热量的发热基体，以及设置于所述发热基体外表面用于辐射所述红外光波的红外辐射层。

3.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述管体采用石英玻璃、陶瓷或金刚石制成。

4.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述发热部由条状或线状的发热丝缠绕或弯折形成。

5.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述管体的管壁厚度范围为0.15mm-0.5mm。

6.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述发热体的最高工作温度范围为500℃-1300℃。

7.根据权利要求6所述的发热结构，其特征在于，所述发热体的最高工作温度范围为800℃-1100℃。

8.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述间隙的间距为0.05mm-0.8mm。

9.根据权利要求8所述的发热结构，其特征在于，所述间隙的间距为0.1mm-0.5mm。

10.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述发热体设在所述管体的内侧，所述发热体与所述管体的内壁之间留设有所述间隙。

11.根据权利要求10所述的发热结构，其特征在于，所述发热部包括相互电连接的第一发热部和第二发热部；

所述第一发热部缠绕于所述第二发热部的外侧，所述第一发热部的外周与管体的内壁之间形成所述间隙。

12.根据权利要求11所述的发热结构，其特征在于，所述第二发热部呈直线状；

所述第一发热部包括至少一段弯折段。

13.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于，所述管体包括第一套管和套设于所述管体外周的第二套管；

所述第一套管与所述第二套管之间留设有间隔，所述间隔形成容置所述发热体的容置腔；

所述发热体设于所述第一套管的外周且与所述管体的管壁外表面之间形成所述间隙，所述管壁厚度为所述第一套管的管壁厚度，所述第一套管内侧形成有加热气溶胶形成基质的加热腔。

14.一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括权利要求1至13任一项所述的发热结构。