CN220326835U - 发热组件、雾化器及电子雾化装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发热组件、雾化器及电子雾化装置,发热组件包括致密基体,致密基体具有多个贯穿吸液面和雾化面的导液孔,导液孔用于将气溶胶生成基质从吸液面导引至雾化面;沿着从吸液面至雾化面的方向,导液孔的孔径逐渐减小至最小后逐渐增大,其中,导液孔位于吸液面的端口的孔径与导液孔位于雾化面的端口的孔径基本相等;阈值M大于等于M1且小于等于M2,M1=8+[(D‑30)/10]×3‑0.5×[(D‑20)/10],M2=8+[(D‑30)/10]×3+0.5×[(D‑20)/10]。通过对导液孔的垂直度进行设计,具有较少的返气气泡且保证充足供液。
Description
技术领域
本申请涉及电子雾化技术领域,尤其涉及一种发热组件、雾化器及电子雾化装置。
背景技术
电子雾化装置一般包括储液腔、发热组件和电源。储液腔用于存储气溶胶生成基质。发热组件与储液腔流体连通,用于雾化气溶胶生成基质形成可供吸食者吸食的气溶胶。电源用于为发热组件供电,以使发热组件加热雾化气溶胶生成基质。
一种新型的发热组件包括玻璃致密基体和设于其表面的发热膜,玻璃致密基体上开设有多个具有毛细作用力的导液孔。通常通过激光加工改性,然后湿法蚀刻形成多个导液孔。然而,玻璃致密基体上开设的导液孔存在返气气泡,不利于雾化的进行。
实用新型内容
本申请提供的发热组件、雾化器及电子雾化装置,以减少返气气泡。
为了解决上述技术问题,本申请提供的第一个技术方案为:提供一种发热组件,应用于电子雾化装置,用于雾化气溶胶生成基质,包括致密基体,所述致密基体具有相对设置的吸液面和雾化面;所述致密基体具有多个贯穿所述吸液面和所述雾化面的导液孔,所述导液孔用于将所述气溶胶生成基质从所述吸液面导引至所述雾化面;
沿着从所述吸液面至所述雾化面的方向,所述导液孔的孔径逐渐减小至最小后逐渐增大,其中,所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径与所述导液孔位于所述雾化面的端口的孔径基本相等;所述导液孔的垂直度小于等于阈值M且大于0,所述导液孔的垂直度为所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径与所述导液孔内部最小处的孔径的差值;所述阈值M大于等于M1且小于等于M2,其中,
M1=8+[(D-30)/10]×3-0.5×[(D-20)/10],
M2=8+[(D-30)/10]×3+0.5×[(D-20)/10];
其中,D为所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径,所述孔径的单位为μm。
在一实施方式中,所述导液孔的垂直度大于等于50%的所述阈值M。
在一实施方式中,所述导液孔的垂直度大于等于80%的所述阈值M。
在一实施方式中,所述阈值M为:
M=8+[(D-30)/10]×3,其中,D为所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径,所述孔径的单位为μm。
在一实施方式中,所述导液孔的轴线与所述致密基体的厚度方向平行,所述导液孔以所述导液孔的孔径最小处的横截面对称设置。
在一实施方式中,所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为1μm-100μm;和/或,所述致密基体的厚度与所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径的比值为20:1-3:1;和/或,所述致密基体的厚度为0.1mm-1mm。
在一实施方式中,所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为20μm-70μm;和/或,所述吸液面与所述雾化面平行设置。
在一实施方式中,所述致密基体的厚度为300μm-600μm;其中,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为30μm,M=8μm±0.5μm;或,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为40μm,M=11μm±1μm;或,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为50μm,M=14μm±1.5μm;或,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为60μm,M=17μm±2μm。
在一实施方式中,还包括发热元件,设于所述雾化面;或所述致密基体的至少部分具有导电发热功能,以作为发热元件。
在一实施方式中,所述发热元件为发热膜,所述发热膜设于所述雾化面并延伸至所述导液孔内。
为了解决上述技术问题,本申请提供的第二个技术方案为:提供一种雾化器,包括储液腔和发热组件;所述储液腔用于储存气溶胶生成基质;所述发热组件与所述储液腔流体连通,所述发热组件用于雾化所述气溶胶生成基质;所述发热组件为上述任意一项所述的发热组件。
为了解决上述技术问题,本申请提供的第三个技术方案为:提供一种电子雾化装置,包括雾化器和主机;所述雾化器为上述所述的雾化器;所述主机用于为所述雾化器的发热组件工作提供电能和控制所述雾化器的发热组件雾化所述气溶胶生成基质。
在一实施方式中,所述主机输出给所述雾化器的功率为6W-15W。
本申请的有益效果:区别于现有技术,本申请公开了一种发热组件、雾化器及电子雾化装置,发热组件包括致密基体,致密基体具有相对设置的吸液面和雾化面,致密基体具有多个贯穿吸液面和雾化面的导液孔,导液孔用于将气溶胶生成基质从吸液面导引至雾化面;沿着从吸液面至雾化面的方向,导液孔的孔径逐渐减小至最小后逐渐增大,其中,所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径与所述导液孔位于所述雾化面的端口的孔径基本相等;导液孔的垂直度小于等于阈值M且大于0,导液孔的垂直度为导液孔位于吸液面的端口的孔径与导液孔最小处的孔径的差值;阈值M大于等于M1且小于等于M2,M1=8+[(D-30)/10]×3-0.5×[(D-20)/10],M2=8+[(D-30)/10]×3+0.5×[(D-20)/10]。通过对导液孔的垂直度进行设计,具有较少的返气气泡且保证充足供液。
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的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请一实施例提供的电子雾化装置的结构示意图;
图2是本申请一实施例提供的雾化器的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的发热组件的结构示意图;
图4是导液孔的加工蚀刻过程;
图5是导液孔腐蚀加工成本与垂直度之间的关系图;
图6是图3提供的发热组件雾化过程的局部结构示意图;
图7是雾化效率和积垢与导液孔的垂直度之间的关系图;
图8是本申请实施例提供的导液孔的结构示意图;
图9是本申请提供的发热组件湿烧实验示意图;
图10是导液孔的孔径为30μm的垂直度实验结果图;
图11是导液孔的孔径为40μm的垂直度实验结果图;
图12是导液孔的孔径为50μm的垂直度实验结果图;
图13是导液孔的孔径为60μm的垂直度实验结果图;
图14是实验验证一的实验结果图;
图15是实验验证二的实验结果图。
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。
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请。
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。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。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、运动情况等,如果所述特定姿态发生改变时,则所述方向性指示也相应地随之改变。本申请实施例中的术语“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组件。
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所述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。
电子雾化装置一般包括储液腔、发热组件和电源。储液腔用于存储气溶胶生成基质。发热组件与储液腔流体连通,用于雾化气溶胶生成基质形成可供吸食者吸食的气溶胶。电源用于为发热组件供电,以使发热组件加热雾化气溶胶生成基质。
一种新型的发热组件包括玻璃致密基体和设于其表面的发热膜,玻璃致密基体上开设有多个具有毛细作用力的导液孔,导液孔为直通孔。采用具有直通孔的玻璃致密基体作为发热组件的致密基体,这种带直通孔的薄片式结构的玻璃致密基体的供液通道更短,供液的速度更快,可以获得较高的雾化效率,且孔径尺寸更一致,能获得均匀、细腻的雾化颗粒,得到好的口感体验等一系列优点。
玻璃致密基体上的直通孔,通常是利用激光加工改性,然后用湿法蚀刻形成的。蚀刻先从两个端面开始,腐蚀液从端面腐蚀出来的孔继续往中心进行蚀刻,由于玻璃致密基体蚀刻的各向同性,这就造成端面的孔径必然会比中心的孔径大,最终形成的直通孔并非完全垂直,而且带一定束腰的直通孔,中心直径与端面直径之差,可以称为直通孔的垂直度。直通孔垂直度越小(即越接近完全垂直),需要的工艺难度越大,加工成本也会更高。
相同的玻璃致密基体厚度、直通孔孔径下,垂直度越小,越有利于供液。同时,由于雾化是发生在带发热膜一端的孔的表面及孔内,剧烈的雾化会产生气泡并延直通孔进入到另一端面和储液腔,这叫返气气泡。申请人研究发现,直通孔的垂直度越小,对返气气泡的阻力越小,返气气泡多且大,会造成抽吸的震动、气泡破裂的噪音,当返气气泡过多则容易积累长大并粘附在玻璃致密基体靠近储液腔的表面(相对发热膜所在的表面),阻挡该区域直通孔的下液,造成局部干烧,出现焦糊味、醛酮超标甚至发热膜烧断的情况,因此直通孔垂直度在供液和返气上是相互矛盾的。
因此,在实现减少返气气泡的前提下保证供液充足,对新型电子雾化装置的推广具有非常重要的意义。基于此,本申请提供了一种发热组件、雾化器、电子雾化装置,下面结合附图和实施例对本申请进行详细的说明。
请参阅图1,图1是本申请一实施例提供的电子雾化装置的结构示意图。
在本实施例中,提供一种电子雾化装置100。该电子雾化装置100可用于气溶胶生成基质的雾化。电子雾化装置100包括相互电连接的雾化器1和主机2。
其中,雾化器1用于存储气溶胶生成基质并雾化气溶胶生成基质以形成可供用户吸食的气溶胶。该雾化器1具体可用于不同的领域,比如,医疗、美容、休闲吸食等。在一具体实施例中,该雾化器1用于休闲吸食,用于雾化气溶胶生成基质并产生气溶胶,以供抽吸者抽吸,以下实施例均以此休闲吸食为例。
雾化器1的具体结构与功能可参见以下实施例所涉及的雾化器1的具体结构与功能,且可实现相同或相似的技术效果,在此不再赘述。
主机2包括电池(图未示)和控制器(图未示)。电池用于为雾化器1的工作提供电能,以使得雾化器1能够雾化气溶胶生成基质形成气溶胶;控制器包括控制电路,用于控制雾化器1工作,即,控制雾化器1雾化气溶胶生成基质。主机2还包括电池支架、气流传感器等其他元件。在一实施方式中,主机2输出给雾化器1的功率为6W-15W。
雾化器1与主机2可以是一体设置,也可以是可拆卸连接,可以根据具体需要进行设计。
请参阅图2,图2是本申请一实施例提供的雾化器的结构示意图。
雾化器1包括壳体10、发热组件11、雾化座12和导通件13。雾化座12具有安装腔(图未标),发热组件11设于该安装腔内;发热组件11同雾化座12一起设于壳体10内。壳体10与雾化座12的顶面配合形成储液腔14,储液腔14用于存储液态气溶胶生成基质。发热组件11与储液腔14流体连通,用于雾化气溶胶生成基质生成气溶胶。导通件13与主机2的电池电连接,发热组件11通过导通件13与主机2实现电连接,即,导通件13用于使发热组件11与主机2电连接,以使主机2为发热组件11的雾化提供电能及控制发热组件11雾化气溶胶生成基质。导通件13设于雾化座12上。
在一实施方式中,雾化座12包括上座121和下座122,上座121与下座122可拆卸连接。上座121与下座122配合形成安装腔。上座121上设有下液通道1211;储液腔14内的气溶胶生成基质通道下液通道1211流入发热组件11。发热组件11背离储液腔14的表面与安装腔的腔壁配合形成雾化腔110。壳体10形成有出雾通道15,出雾通道15与雾化腔110连通。下座122上设有进气通道1221,进气通道1221与雾化腔110连通。外界气体经进气通道1221进入雾化腔110,携带发热组件11雾化好的气溶胶流至出雾通道15,用户通过出雾通道15的端口吸食气溶胶。导通件13设于下座122。可以理解,在其他实施例中,雾化座12也可以为左右可拆卸连接的结构,具体根据需要进行设计。
其中,由于发热组件11在加热过程中,会有部分热量传导至储液腔14内,使储液腔14内靠近发热组件11处的气溶胶生成基质被加热,降低了气溶胶生成基质的黏度,提高了气溶胶生成基质的流动性,保证供液顺畅。
请参阅图3,图3是本申请实施例提供的发热组件的结构示意图。
发热组件11包括致密基体111。致密基体111具有相对设置的吸液面1111和雾化面1112;致密基体111具有多个贯穿吸液面1111和雾化面1112的导液孔1113,导液孔1113具有毛细作用力,用于将气溶胶生成基质从吸液面1111导引至雾化面1112。沿着从吸液面1111至雾化面1112的方向,导液孔1113的孔径逐渐减小至最小后逐渐增大,其中,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径与导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径基本相等。导液孔1113的垂直度小于等于阈值M且大于0,导液孔1113的垂直度为导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径与导液孔1113内部最小处的孔径的差值,所述阈值M为导液孔1113充足供液的垂直度的上限值。可以理解,当导液孔1113的垂直度小于等于阈值M且大于0时,供液充足且具有较少的返气气泡,具体原因可参见后续内容的介绍。
其中,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径与导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径基本相等指的是导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径与导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径的差值小于导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径的5%。例如,导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径大于导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径与导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径的差值小于导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径的5%。
在一实施方式中,阈值M大于等于M1且小于等于M2。
M1=8+[(D-30)/10]×3-0.5×[(D-20)/10];
M2=8+[(D-30)/10]×3+0.5×[(D-20)/10];
其中,D为导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径,孔径的单位为μm。由于导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径与导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径基本相等,D也可以导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径。
在一实施方式中,阈值M大于等于M1且小于等于M2。
M1={8+[(D-30)/10]×3}×85%;
M2={8+[(D-30)/10]×3}×115%;
其中,D为导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径,孔径的单位为μm。
在一实施方式中,阈值M为:
M=8+[(D-30)/10]×3;
其中,D为导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径,孔径的单位为μm。
在一实施方式中,导液孔1113的垂直度大于等于50%的阈值M。需要说明的是,导液孔1113的垂直度越小,加工成本越高(导液孔1113的垂直度与加工成本之间的关系可参见后续附图5及其相关内容),通过使导液孔1113垂直度小于等于阈值M的同时大于等于50%的阈值M,此时,导液孔1113在供液充足、具有较少返气气泡的基础上,还具有较低的加工成本。
在一实施方式中,导液孔1113的垂直度大于等于80%的阈值M,进一步降低加工成本。
在一实施方式中,导液孔1113的轴线与致密基体111的厚度方向平行,即,导液孔1113为垂直于致密基体111的通孔(如图3所示)。
在一实施方式中,导液孔1113以其孔径最小处的横截面对称设置(如图3所示)。
在一实施方式中,吸液面1111与雾化面1112平行设置(如图3所示),使得发热组件11的整个外形结构为规则形状,便于加工装配。
在一实施方式中,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为1μm-100μm。导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径小于1μm时,无法满足供液需求,导致气溶胶量下降;导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径大于100μm时,供液量太大,易从导液孔1113位于雾化面1112的端口漏液,导致雾化效率下降。可选的,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为20μm-70μm。可选的,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为20μm-50μm。
在一实施方式中,致密基体111的厚度与导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径比值为20:1-3:1。当致密基体111的厚度与导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径的比值大于20:1时,通过导液孔1113的毛细作用力供给的气溶胶生成基质难以满足雾化需求量,不仅容易导致干烧,且单次雾化产生的气溶胶量下降;当致密基体111的厚度与导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径的比值小于3:1时,气溶胶生成基质容易从导液孔1113位于雾化面1112的端口流出,造成气溶胶生成基质浪费,导致雾化效率下降,进而使得总气溶胶量降低。可选的,致密基体111的厚度与导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径比值为15:1-5:1。
在一实施方式中,致密基体111的厚度为0.1mm-1mm。致密基体111的厚度大于1mm时,无法满足供液需求,导致气溶胶量下降,且造成的热损失多,设置导液孔1113的成本高;致密基体111的厚度小于0.1mm时,无法保证致密基体111的强度,不利于提高电子雾化装置的性能。可选的,致密基体111的厚度为0.2mm-0.5mm。
在一实施方式中,致密基体111的材料为致密陶瓷、玻璃、硅基等。
发热组件11还包括发热元件112,发热元件112设于雾化面1112;或,致密基体111至少部分具有导电发热功能,以作为发热元件112。在一实施方式中,发热元件112为发热膜,发热膜设于雾化面1112并延伸至导液孔1113内。
下面对发热组件11的加工过程及阈值M的设定进行详细介绍。
具体地,导液孔1113的加工方式是激光改性,然后用腐蚀液把改性孔蚀刻扩大。导液孔1113的加工蚀刻过程请参阅图4,图4是导液孔的加工蚀刻过程。初始时,激光加工的孔的尺寸较小,腐蚀液很难进到孔内,蚀刻首先从孔的两端面进行;由于蚀刻是各向同性,腐蚀液在孔内的流动性较差,导致腐蚀液在孔内的浓度稍低于外侧,这就必然造成孔中心的孔径必然小于两端的孔径,形成上述的导液孔1113。
当致密基体111的材料相同时,导液孔1113的垂直度大小取决于工艺条件。若想获得好的垂直度(即,垂直度较小,接近直线),需要让孔中心的腐蚀速率和两端的腐蚀速度尽量接近,要求腐蚀液尽量快进到孔中心,同时保证孔中心腐蚀液的浓度与两端尽量一致,这就要求腐蚀液流动性足够大,同时要降低腐蚀速度,使孔的端口不至于过快腐蚀扩大导致垂直度差,导致腐蚀时间大大加长,增加了加工的成本,其腐蚀加工成本与垂直度的关系请参阅图5,图5是导液孔腐蚀加工成本与垂直度之间的关系图。
发热元件112为发热膜,发热膜是采用真空镀膜制备的导电薄膜,镀膜是靶材对着致密基体111的雾化面1112沉积,且部分沉积在导液孔1113内,越往导液孔1113内深入,沉积的厚度将会越薄,同时从雾化面1112向吸液面1111的方向,导液孔1113的孔径逐渐减小至最小后逐渐增大,导液孔1113的中心处的孔径最小,受凸台效应影响,深度大于导液孔1113的中心孔径最小处后,沉积的膜层为非连续的,因此导液孔1113的孔内实际的镀膜深度(连续膜层)一般不会超过导液孔1113的孔径最小处。
请参阅图6和图7,图6是图3提供的发热组件雾化过程的局部结构示意图,图7是雾化效率和积垢与导液孔的垂直度之间的关系图。
气溶胶生产基质从导液孔1113位于吸液面1111的端口进入,导引至导液孔1113位于雾化面1112的端口,位于雾化面1112的发热元件112(发热膜)通电后产热,并通过连续的发热膜往导液孔1113内一定深度传导,在该区域气溶胶生成基质被加热并雾化。垂直度越小,气溶胶生成基质受到的沿程阻力越小,理论供液的速度越快,但并非供液的速度越快,相同功率下的雾化量越大,在保证供液充足的情况下,雾化效率基本一致。当垂直度过大时,沿程阻力急剧增大,供液不足,雾化效率快速降低,并且积垢严重。雾化效率和积垢与垂直度的关系具体参见图7。其中,气溶胶生成基质在导液孔1113内的沿程阻力为:
ΔPL,表示沿程阻力;μ,表示动力黏度;L,表示导液孔1113长度;Qv,表示体积流量;d,表示导液孔1113内部最小处的孔径。
剧烈的雾化会产生气泡,受换气压力和气泡生长的作用,会有气泡经导液孔1113跑向储液腔14,该过程为雾化返气。垂直度越小(即,越接近完全垂直),气泡返到储液腔14的阻力越小,返气气泡越多,反之则越少。返气会带来几个缺点:一是返气气泡破裂、长大会造成噪音,返气气泡越多噪音越多;二是返气气泡多则容易聚焦长大,并粘附在致密基体111靠近储液腔14的表面,导致该区域的导液孔1113的端口被气泡堵住无法下液,从而造成局部干烧,轻则出焦味,重则发热元件112失效;三是返气过多,也会阻碍一部分下液,导致供液损失。
根据以上的雾化过程机理,在保证雾化效率的前提下,优选出垂直度的上限值,保证积垢少、生产成本较低的同时尽量降低返气的影响。
请参阅图8,图8是本申请实施例提供的导液孔的结构示意图。
为确定导液孔1113的垂直度的阈值M,从导液孔1113的结构看,有以下几方面参数:导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径D、导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径、导液孔1113内部最小处的孔径d、导液孔1113的长度(即,致密基体111的厚度H)。其中,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径D与导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径相同;吸液面1111与雾化面1112平行,导液孔1113的轴线与致密基体111的厚度平行,因此,导液孔1113的长度与致密基体111的厚度H相同。
气溶胶生成基质在导液孔1113的供液能力可以根据Washburn方程推算,同时考虑到气溶胶生成基质在导液孔1113内流动的沿程阻力,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径、导液孔1113内部最小处的孔径、导液孔1113的长度均会影响供液,因此垂直度阈值M需要根据导液孔1113的长度(即致密基体111的厚度)和导液孔1113的孔径而定。在一特定的功率下对雾化效率的要求是确定的,在确定雾化效率后,通过实验可以得出致密基体111的厚度和导液孔1113的孔径。
在确定致密基体111的厚度和导液孔1113的孔径后,确定垂直度阈值M,只需判定满足充足供液的垂直度上限值。其中,充足供液指的是在特定的功率下,能够满足实现目标雾化效率的供液需求,且不会造成漏液。
请参阅图9,图9是本申请提供的发热组件湿烧实验示意图。
通过发热组件11湿烧试验评估发热组件11的供液情况,湿烧实验的原理图如图9所示。采用恒功率电池供电,通过顶针20分别连接发热元件112(发热膜)的两极,控制固定的抽吸时间、压力和容量,利用减重法可以获得雾化量;利用发热元件112电阻的变化,结合其初始电阻和电阻温度系数可以计算出雾化的平均温度;通过抽吸固定量的气溶胶生成基质后观察发热元件112的积垢情况,以上可综合得到发热组件11的供液状况。
将发热组件11装机测试,评价在各不同致密基体111厚度、导液孔1113的端口孔径条件下,不同垂直度的导液孔1113与雾化量、雾化平均温度和积垢之间的关系。其中,导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径与导液孔1113位于雾化面1112的端口的孔径相等,即,导液孔1113两端的端口孔径相等。
以致密基体111的厚度为0.5mm,导液孔1113的端口孔径为40μm进行实验测试,当垂直度在10μm范围以内,雾化量一样;当垂直度大于15μm后,雾化量下降,且下降趋势明显,雾化温度升高,且积垢增加,说明充足供液的垂直度最大值为15微米。
为更好的找出不同的导液孔1113孔径、致密基体111厚度下垂直度的阈值,选择导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为30μm、40μm、50μm、60μm,致密基体111厚度为300μm、400μm、500μm、600μm进行实验;每组孔径、厚度参数下的最好垂直度2μm开始,每3μm为一个水平间隔,直至出现明显的烟雾量性能变化为止。
请参阅图10,图10是导液孔的孔径为30μm的垂直度实验结果图。
导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为30μm,致密基体111的厚度为300μm、400μm、500μm、600μm下,垂直度在8μm以内,雾化量基本一致,垂直度在11μm及以后出现了雾化量明显下降,且趋势明显,因此,导液孔1113的孔径为30μm的最优垂直度在8μm±0.5μm。并且在实验中发现,致密基体111厚度越小,最优垂直度偏向8μm加正值;致密基体111厚度越厚,最优垂直度偏向8μm加负值。
请参阅图11,图11是导液孔的孔径为40μm的垂直度实验结果图。
导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为40μm,致密基体111的厚度为300μm、400μm、500μm、600μm下,垂直度在11μm以内,雾化量基本一致,垂直度在14μm及以后出现了雾化量明显下降,且趋势明显,因此,导液孔1113的孔径为40μm的最优垂直度在11μm±1μm。并且在实验中发现,致密基体111厚度越小,最优垂直度偏向11μm加正值;致密基体111厚度越厚,最优垂直度偏向11μm加负值。
请参阅图12,图12是导液孔的孔径为50μm的垂直度实验结果图。
导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为50μm,致密基体111的厚度为300μm、400μm、500μm、600μm下,垂直度在14μm以内,雾化量基本一致,垂直度在17μm及以后出现了雾化量明显下降,且趋势明显,因此,导液孔1113的孔径为50μm的最优垂直度在14μm±1.5μm。并且在实验中发现,致密基体111厚度越小,最优垂直度偏向14μm加正值;致密基体111厚度越厚,最优垂直度偏向14μm加负值。
请参阅图13,图13是导液孔的孔径为60μm的垂直度实验结果图。
导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为60μm,致密基体111的厚度为300μm、400μm、500μm、600μm下,垂直度在17μm以内,雾化量基本一致,垂直度在20μm及以后出现了雾化量明显下降,且趋势明显,因此,导液孔1113的孔径为60μm的最优垂直度在17μm±2μm。并且在实验中发现,致密基体111厚度越小,最优垂直度偏向17μm加正值;致密基体111厚度越厚,最优垂直度偏向17μm加负值。
根据导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径为30μm、40μm、50μm、60μm,致密基体111的厚度为300μm、400μm、500μm、600μm下的实验结果,在供液充足的前提下,导液孔1113的垂直度基本由导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径决定,致密基体111的厚度影响较小,因此,导液孔1113在供液充足的条件下的垂直度符合以下规律:
最优垂直度=8+[(D-30)/10]×3,D为所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径,孔径的单位为μm。
可以理解,在最优垂直度下,导液孔1113的供液充足,返气较少,成本较低。导液孔1113的垂直度小于最优垂直度,均可以实现在充足供液,成本较低。因此,在一实施方式中,垂直度的阈值M为M=8+[(D-30)/10]×3。
根据导液孔1113的孔径为30μm的最优垂直度在8μm±0.5μm,导液孔1113的孔径为40μm的最优垂直度在11μm±1μm,导液孔1113的孔径为50μm的最优垂直度在14μm±1.5μm,导液孔1113的孔径为60μm的最优垂直度在17μm±2μm,导液孔1113在供液充足的前提下,导液孔1113的垂直度阈值M符合以下规律:
M1<M<M2,
M1=8+[(D-30)/10]×3-0.5×[(D-20)/10],
M2=8+[(D-30)/10]×3+0.5×[(D-20)/10];
其中,D为导液孔1113位于吸液面1111的端口的孔径,孔径的单位为μm。
此外,申请人还进行了实验验证,证明导液孔1113的最优垂直度符合上述规律。请参阅图14和图15,图14是实验验证一的实验结果图,图15是实验验证二的实验结果图。
实验验证一:导液孔1113的位于吸液面1111的端口的孔径为20μm,致密基体111的厚度为300μm。根据图14所示的实验结果,最优垂直度值为5μm,符合上述规律。
实验验证二:导液孔1113的位于吸液面1111的端口的孔径为70μm,致密基体111的厚度为600μm。根据图14所示的实验结果,最优垂直度值为18μm-20μm,符合上述规律。
以上仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (13)
1.一种发热组件,应用于电子雾化装置,用于雾化气溶胶生成基质,其特征在于,包括:
致密基体,具有相对设置的吸液面和雾化面;所述致密基体具有多个贯穿所述吸液面和所述雾化面的导液孔,所述导液孔用于将所述气溶胶生成基质从所述吸液面导引至所述雾化面;
沿着从所述吸液面至所述雾化面的方向,所述导液孔的孔径逐渐减小至最小后逐渐增大,其中,所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径与所述导液孔位于所述雾化面的端口的孔径基本相等;所述导液孔的垂直度小于等于阈值M且大于0,所述导液孔的垂直度为所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径与所述导液孔内部最小处的孔径的差值;所述阈值M大于等于M1且小于等于M2,其中,
M1=8+[(D-30)/10]×3-0.5×[(D-20)/10],
M2=8+[(D-30)/10]×3+0.5×[(D-20)/10];
其中,D为所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径,所述孔径的单位为μm。
2.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,所述导液孔的垂直度大于等于50%的所述阈值M。
3.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,所述导液孔的垂直度大于等于80%的所述阈值M。
4.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,所述阈值M为:
M=8+[(D-30)/10]×3,其中,D为所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径,所述孔径的单位为μm。
5.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,所述导液孔的轴线与所述致密基体的厚度方向平行,所述导液孔以所述导液孔的孔径最小处的横截面对称设置。
6.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为1μm-100μm;和/或,所述致密基体的厚度与所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径的比值为20:1-3:1;和/或,所述致密基体的厚度为0.1mm-1mm。
7.根据权利要求6所述的发热组件,其特征在于,所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为20μm-70μm;和/或,所述吸液面与所述雾化面平行设置。
8.根据权利要求6或7所述的发热组件,其特征在于,所述致密基体的厚度为300μm-600μm;其中,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为30μm,M=8μm±0.5μm;或,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为40μm,M=11μm±1μm;或,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为50μm,M=14μm±1.5μm;或,
所述导液孔位于所述吸液面的端口的孔径为60μm,M=17μm±2μm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的发热组件,其特征在于,还包括发热元件,设于所述雾化面;或所述致密基体的至少部分具有导电发热功能,以作为发热元件。
10.根据权利要求9所述的发热组件,其特征在于,所述发热元件为发热膜,所述发热膜设于所述雾化面并延伸至所述导液孔内。
11.一种雾化器,其特征在于,包括:
储液腔,用于储存气溶胶生成基质;
发热组件,所述发热组件与所述储液腔流体连通,所述发热组件用于雾化所述气溶胶生成基质;所述发热组件为权利要求1-10任意一项所述的发热组件。
12.一种电子雾化装置,其特征在于,包括:
雾化器,所述雾化器为权利要求11所述的雾化器;
主机,用于为所述雾化器的发热组件工作提供电能和控制所述雾化器的发热组件雾化所述气溶胶生成基质。
13.根据权利要求12所述的电子雾化装置,其特征在于,所述主机输出给所述雾化器的功率为6W-15W。
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