RU2812371C1 - Электронная сигарета, испаритель для электронной сигареты и узел испарения - Google Patents
Электронная сигарета, испаритель для электронной сигареты и узел испарения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812371C1 RU2812371C1 RU2023106406A RU2023106406A RU2812371C1 RU 2812371 C1 RU2812371 C1 RU 2812371C1 RU 2023106406 A RU2023106406 A RU 2023106406A RU 2023106406 A RU2023106406 A RU 2023106406A RU 2812371 C1 RU2812371 C1 RU 2812371C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode connecting
- bending direction
- resistive heating
- connecting portion
- change point
- Prior art date
Links
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 239000003571 electronic cigarette Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 title abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 161
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 13
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 17
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 238000007648 laser printing Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 4
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 2
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- IHWJXGQYRBHUIF-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Pt] Chemical compound [Ag].[Pt] IHWJXGQYRBHUIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- VCRLKNZXFXIDSC-UHFFFAOYSA-N aluminum oxygen(2-) zirconium(4+) Chemical compound [O--].[O--].[Al+3].[Zr+4] VCRLKNZXFXIDSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- -1 pheorochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Группа изобретений относится к испарителю для электронной сигареты, электронной сигарете и узлу испарения для нее. Испаритель для электронной сигареты, сконфигурированный для испарения жидкого субстрата с образованием аэрозоля для вдыхания содержит: полость для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого субстрата; пористую структуру, находящуюся в жидкостном сообщении с упомянутой полостью для хранения жидкости и предназначенную для поглощения жидкого субстрата; нагревательный элемент, выполненный в упомянутой пористой структуре и предназначенный для нагрева жидкого субстрата, по крайней мере, части упомянутой пористой структуры для образования аэрозоля; упомянутый нагревательный элемент содержит первую соединительную часть электрода, вторую соединительную часть электрода, а также резистивную нагревательную дорожку, простирающуюся между первой соединительной частью электрода и второй соединительной частью электрода; упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает первую часть, расположенную вблизи и соединенную с первой соединительной частью электрода, и вторую часть, расположенную вблизи и соединенную со второй соединительной частью электрода; упомянутая первая часть и/или вторая часть имеет кривизну, отличную от нуля, в любом месте; причем упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает первую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой первой соединительной части электрода, и вторую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой второй соединительной части электрода, причем часть, расположенная между первой точкой изменения направления изгиба и первой соединительной частью электрода, формирует упомянутую первую часть, и часть, расположенная между второй точкой изменения направления изгиба и второй соединительной частью электрода, формирует упомянутую вторую часть; причем упомянутая резистивная нагревательная дорожка также включает, по крайней мере, одну третью часть, расположенную между упомянутой первой точкой изменения направления изгиба и второй точкой изменения направления изгиба; причем, по крайней мере, одна упомянутая третья часть противоположна первой части по направлению изгиба; и/или упомянутая третья часть противоположна второй части по направлению изгиба; причем на упомянутой испаряющей поверхности существует прямая, проходящая через стык упомянутой первой части и первой соединительной части электрода, и упомянутую первую точку изменения направления изгиба, при этом упомянутая прямая пересекается с упомянутой третьей частью в точке пересечения; причем расстояние от стыка упомянутой первой части и первой соединительной части электрода до упомянутой первой точки изменения направления изгиба меньше, чем расстояние от упомянутой первой точки изменения направления изгиба до упомянутой точки пересечения. Обеспечивается возможность предотвращения чрезмерно большой разницы температур на двух концах первой соединительной части во время работы и возникновения больших внутренних напряжений во время циклических термических и холодных ударов. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 20 ил.
Description
Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет на патентную заявку Китая № 202010855599.2, озаглавленную «Электронная сигарета, испаритель для электронной сигареты и узел испарения» и поданную в Китайское национальное управление интеллектуальной собственности 20 августа 2020 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты реализации настоящей заявки относятся к технической области устройств, генерирующих аэрозоль, и в частности, к электронной сигарете, испарителю для электронной сигареты и узлу испарения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Наиболее близким аналогом из предшествующего уровня техники в отношении настоящей группы изобретений является решение, раскрытое в патентной заявке США US 2018/0168225 A1. В указанной заявке раскрыт нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагреватель в сборе содержит электрический нагреватель, имеющий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагревания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с образованием аэрозоля, и капиллярное тело для подведения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости системы, генерирующей аэрозоль, к упомянутому по меньшей мере одному нагревательному элементу, и по меньшей мере один нагревательный элемент выполнен из электропроводного материала, нанесенного непосредственно на пористую внешнюю поверхность капиллярного тела. Также в указанной заявке представлены картридж для использования в системе, генерирующей аэрозоль, и способ изготовления такого картриджа.
Во время употребления табачных изделий (например, сигареты, сигары и т.д.) сжигают табак, в результате чего образуется табачный дым. Были предприняты попытки заменить изделия, сжигающие табак, путем создания продукции, выделяющей соединения без сжигания.
Примерами таких видов продукции являются нагревательные устройства, которые выделяют соединения путем нагревания материала вместо сжигания. Например, такой материал может быть табаком или прочими не табачными изделиями, которые могут содержать или не содержать никотин. В качестве еще одного примера можно привести изделия обеспечения аэрозоля, например, так называемые устройства электронной сигареты. Эти устройства обычно содержат жидкость, которая нагревается для ее испарения, в результате чего образуется вдыхаемый пар или аэрозоль. Упомянутая жидкость может содержать никотин и/или ароматические вещества и/или образующие аэрозоль вещества (например, глицерин).
Основным компонентом известных электронных сигарет является узел испарения, который испаряет жидкость для получения аэрозоля; узел испарения имеет пористую структуру для поглощения и передачи жидкости, и нагревательный элемент, расположенный в пористой структуре для нагрева и испарения жидкости, поглощенной и переданной пористой структурой. При этом пористая структура имеет капиллярные поры внутри себя, через которые поглощает жидкость и передает ее нагревательному элементу. Известные нагревательные элементы отличаются тем, что во время работы основная зона нагрева сосредоточена в центральной части нагревательного элемента, а вблизи краев температура относительно низкая, причем температура изменяется постепенно в разных местах нагревательного элемента; во время работы под воздействием циклических термических и холодных ударов в местах с различными температурами происходят различные степени усадки и расширения, в результате чего нагревательный элемент изгибается или ломается, следовательно, уменьшается срок службы фитиля.
Таким образом, техническая задача, решаемая настоящей заявкой, заключается в том, чтобы предотвратить деформацию или растрескивание нагревательного элемента при циклических холодных и термических ударах за счет использования специально разработанной резистивной нагревательной дорожки, имеющей изогнутую форму с кривизной, отличной от нуля, в местах, расположенных вблизи и соединенных с соединительными частями электродов с большой разницей температур, что позволяет изменять состояние напряжения в этих местах во время термических ударов, устраняя или рассредоточивая часть внутреннего растягивающего напряжения, образующегося из-за разницы в усадке и расширении.
РАСКРЫТИЕ ЗАЯВКИ
Основной задачей одного варианта реализации настоящей заявки является обеспечение испарителя для электронной сигареты, сконфигурированного для испарения жидкого субстрата с образованием аэрозоля для вдыхания; упомянутый испаритель для электронной сигареты включает в себя: полость для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого субстрата; пористую структуру, находящуюся в жидкостном сообщении с упомянутой полостью для хранения жидкости и предназначенную для поглощения жидкого субстрата; нагревательный элемент, выполненный в упомянутой пористой структуре и предназначенный для нагрева жидкого субстрата, по крайней мере, части упомянутой пористой структуры для образования аэрозоля; упомянутый нагревательный элемент включает в себя первую соединительную часть электрода, вторую соединительную часть электрода, а также резистивную нагревательную дорожку, простирающуюся между первой соединительной частью электрода и второй соединительной частью электрода; упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает в себя первую часть, расположенную вблизи и соединенную с первой соединительной частью электрода, и вторую часть, расположенную вблизи и соединенную со второй соединительной частью электрода; упомянутая первая часть и/или вторая часть имеет кривизну, отличную от нуля, в любом месте.
Нагревательный элемент вышеуказанного испарителя для электронной сигареты осуществляет нагрев с помощью специально разработанной резистивной нагревательной дорожки, причем резистивная нагревательная дорожка имеет изогнутую форму с кривизной, отличной от нуля, в местах, расположенных вблизи и соединенных с соединительными частями электродов с большой разницей температур, чтобы изменить состояние напряжения в этих местах во время термических ударов, устранить или рассредоточить часть внутреннего напряжения, образующегося из-за разницы в усадке и расширении, и предотвратить деформацию или растрескивание нагревательного элемента при циклических холодных и термических ударах.
В более предпочтительном варианте реализации резистивная нагревательная дорожка построена таким образом, что вся дорожка включает в себя только ограниченное количество точек с нулевой кривизной. Благодаря такой конструкции, вся нагревательная дорожка представляет собой дорожку, состоящая из кривых с разными направлениями изгиба, оптимизируя общее состояние напряжения нагревательной дорожки во время горячих и холодных ударов.
В более предпочтительном варианте реализации упомянутая резистивная нагревательная дорожка была построена соединенной с упомянутой соединительной частью электрода, причем существует такая прямая, которая проходит через указанную точку соединения и пересекает упомянутую резистивную нагревательную дорожку в двух точках, причем расстояние между этими двумя точками больше, чем расстояние между упомянутой точкой соединения и ближайшей точкой пересечения. Такая установка позволяет уменьшить разницу температур на резистивной нагревательной дорожке и улучшить характеристики распределения температуры вблизи точки соединения и, следовательно, состояние напряжения во время горячих и холодных ударов.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутые первая часть и вторая часть симметричны. В конкретном альтернативном варианте реализации, симметрия может быть аксиальной, или центральной, или вращательно симметричной.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая первая часть и/или вторая часть сконфигурирована дугообразной с постоянной кривизной.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая первая часть и/или вторая часть имеет переменную кривизну.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая пористая структура имеет испаряющую поверхность, на которой сформирован упомянутый нагревательный элемент.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая испаряющая поверхность является плоской.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая испаряющая поверхность включает в себя направление длины, и направление ширины, перпендикулярное упомянутому направлению длины;
упомянутая первая соединительная часть электрода и вторая соединительная часть электрода расположены последовательно по упомянутому направлению длины;
на упомянутой испаряющей поверхности площадь зоны, определенной между прямой, проходящей по упомянутому направлению ширины через стык упомянутой первой части и первой соединительной части электрода, и прямой, проходящей по упомянутому направлению ширины через стык упомянутой второй части и второй соединительной части электрода, менее двух трети общей площади упомянутой испаряющей поверхности.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая испаряющая поверхность включает в себя направление длины, и направление ширины, перпендикулярное упомянутому направлению длины;
упомянутая первая часть и/или вторая часть была построена изогнутой наружу по упомянутому направлению ширины.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая первая часть и/или вторая часть была ограничена частью, протяженность которой менее одной восьмой протяженности упомянутой резистивной нагревательной дорожки.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая резистивная нагревательная дорожка имеет извилистую или повторно изогнутую форму.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает в себя, по крайней мере, одну точку изменения направления изгиба; причем часть, расположенная между точкой изменения направления изгиба, расположенной вблизи упомянутой первой соединительной части электрода, и первой соединительной частью электрода, формирует упомянутую первую часть, а часть, расположенная между точкой изменения направления изгиба, расположенной вблизи упомянутой второй соединительной части электрода, и второй соединительной частью электрода, формирует упомянутую вторую часть.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутые первая часть и вторая часть противоположны друг другу по направлению изгиба.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает в себя первую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой первой соединительной части электрода, и вторую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой второй соединительной части электрода, причем часть, расположенная между первой точкой изменения направления изгиба и первой соединительной частью электрода, формирует упомянутую первую часть, и часть, расположенная между второй точкой изменения направления изгиба и второй соединительной частью электрода, формирует упомянутую вторую часть.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая резистивная нагревательная дорожка также включает в себя третью часть, расположенную между упомянутой первой точкой изменения направления изгиба и второй точкой изменения направления изгиба; где,
упомянутая третья часть противоположна первой части по направлению изгиба; и/или, упомянутая третья часть противоположна второй части по направлению изгиба.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая третья часть имеет кривизну, отличной от нуля, в любом месте.
В более предпочтительном варианте реализации, кривизна упомянутой первой части и/или второй части больше, чем кривизна упомянутой третьей части.
В более предпочтительном варианте реализации, на упомянутой испаряющей поверхности существует прямая, проходящая через стык упомянутой первой части и первой соединительной части электрода, и упомянутую первую точку изменения направления изгиба, причем упомянутая прямая пересекается с упомянутой третьей частью в точке пересечения; при этом, расстояние от стыка упомянутой первой части и первой соединительной части электрода до упомянутой первой точки изменения направления изгиба меньше, чем расстояние от упомянутой первой точки изменения направления изгиба до упомянутой точки пересечения.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая резистивная нагревательная дорожка имеет по существу постоянную ширину.
В более предпочтительном варианте реализации, ширина упомянутой резистивной нагревательной дорожки составляет в пределах 0,2-0,5 мм;
и/или, протяженность упомянутой резистивной нагревательной дорожки составляет в пределах 5-50 мм;
и/или, величина сопротивления упомянутой резистивной нагревательной дорожки составляет в пределах 0,5-2,0 Ом.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая резистивная нагревательная дорожка имеет извилистую или повторно изогнутую форму.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая первая соединительная часть электрода и/или вторая соединительная часть электрода по существу расположены в центре по направлению ширины упомянутой испаряющей поверхности.
В более предпочтительном варианте реализации, упомянутая пористая структура включает в себя пористую керамику.
Настоящая заявка также обеспечивает электронную сигарету, включающую в себя устройство испарения, сконфигурированное для испарения жидкого субстрата с образованием аэрозоля для вдыхания, и устройство источника питания, сконфигурированное для подачи питания устройству испарения; упомянутое устройство испарения включает в себя вышеуказанный испаритель для электронной сигареты.
Настоящая заявка также обеспечивает узел испарения для электронной сигареты, включающий в себя пористую структуру, предназначенную для поглощения жидкого субстрата, и нагревательный элемент, сформированный на упомянутой пористой структуре; упомянутый нагревательный элемент включает в себя первую соединительную часть электрода, вторую соединительную часть электрода и резистивную нагревательную дорожку, простирающуюся между упомянутой первой соединительной частью электрода и второй соединительной частью электрода; упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает в себя первую часть, расположенную вблизи и соединенную с первой соединительной частью электрода, и вторую часть, расположенную вблизи и соединенную со второй соединительной частью электрода; упомянутая первая часть и/или вторая часть имеет кривизну, отличную от нуля, в любом месте.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Один или несколько вариантов реализации настоящей заявки иллюстрируются в качестве примеров со ссылкой на соответствующие фигуры на прилагаемых чертежах, и описание не является ограничением вариантов реализации настоящей заявки. Компоненты на прилагаемых чертежах, имеющие одинаковые цифровые обозначения, представлены как аналогичные компоненты, если не указано иное, фигуры на прилагаемых чертежах выполнены не в масштабе.
Фиг. 1 – конструктивная схема испарителя для электронной сигареты согласно одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 2 – конструктивная схема нагревательного элемента согласно одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 3 – схема образования напряжения в изогнутой части нагревательного элемента фиг. 2 при термических и холодных ударах;
Фиг. 4 – конструктивная схема нагревательного элемента согласно еще одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 5 – конструктивная схема пористой структуры согласно еще одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 6 – схема выполнения поверхностного монтажа при изготовлении узла испарения согласно одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 7 – схема удаления трафарета после лазерной печати во время изготовления узла испарения согласно одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 8 – схема узла испарения, полученного путем спекания во время изготовления узла испарения согласно одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 9 – конструктивная схема нагревательного элемента в соответствии со сравнительным вариантом реализации;
Фиг. 10 – конструктивная схема нагревательного элемента в соответствии с другим сравнительным вариантом реализации;
Фиг. 11 – электронно-микроскопическое изображение нагревательного элемента после циклических холодных и термических испытаний согласно одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 12 – увеличенный вид точки А на Фиг. 11;
Фиг. 13 – электронно-микроскопическое изображение нагревательного элемента после циклических холодных и термических испытаний в соответствии со сравнительным вариантом реализации;
Фиг. 14 – увеличенный вид точки В на Фиг. 13;
Фиг. 15 – схема температурных полей узла испарения согласно одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 16 – схема температурных полей узла испарения согласно еще одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 17 – схема температурных полей узла испарения согласно еще одному варианту реализации настоящей заявки;
Фиг. 18 – схема температурных полей узла испарения в соответствии со сравнительным вариантом реализации;
Фиг. 19 – схема температурных полей узла испарения в соответствии с другим сравнительным вариантом реализации;
Фиг. 20 – конструктивная схема электронной сигареты согласно одному варианту реализации настоящей заявки.
ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Для удобства понимания настоящей заявки далее проводится более подробное описание настоящей заявки в сочетании с прилагаемыми чертежами и вариантами реализации.
В одном из вариантов реализации настоящей заявки предложен испаритель для электронной сигареты, предназначенный для нагрева и испарения жидкого субстрата с целью получения аэрозоля для вдыхания. На фиг. 1 показана конструктивная схема испарителя для электронной сигареты согласно одному варианту реализации настоящей заявки, включающего в себя:
основной корпус 10; основной корпус 10 выполнен в форме практически полого цилиндра, в полой части основного корпуса необходимое функциональное устройство, сконфигурированное для хранения и испарения жидкого субстрата; и на фиг. 1, нижний конец, служащий отверстием основного корпуса 10 по направлению длины, снабжен торцевой крышкой 20 для закрытия нижнего конца основного корпуса 10.
Внутри основного корпуса 10 предусмотрены:
трубка 11 для выхода паров, простирающаяся в осевом направлении и обеспечивающая канал для выхода образовавшегося аэрозоля на верхний конец для вдыхания;
полость 12 для хранения жидкости, образованная между трубкой 11 для выхода паров и внутренней стенкой основного корпуса 10 и предназначенная для хранения жидкого субстрата.
Внутри основного корпуса 10 также предусмотрена пористая структура 30. Упомянутая пористая структура 30 выполнена в виде листа или блока в предпочтительном варианте реализации настоящей заявки, показанном на фиг. 1, и имеет всасывающую жидкость поверхность 310 и испаряющую поверхность 320, противоположно расположенные в осевом направлении основного корпуса 10; где,
на фиг. 1 всасывающая жидкость поверхность 310 представляет собой верхнюю поверхность пористой структуры 30, находящуюся в жидкостном сообщении с полостью 12 для хранения жидкости, и во время работы жидкий субстрат из полости 12 для хранения жидкости может передаваться на верхнюю поверхность 310 для поглощения, как показано стрелкой R1;
на фиг. 1 испаряющая поверхность 320 представляет собой нижнюю поверхность пористой структуры 30, на которой установлен нагревательный элемент 40, предназначенный для нагрева и испарения по крайней мере части жидкого субстрата в пористой структуре 30 с целью образования аэрозоля для вдыхания. Испаряющая поверхность 320 и трубка 11 для выхода паров находятся в воздушном сообщении, таким образом, образованный аэрозоль выделяется или выходит с испаряющей поверхности 320, далее выходит через трубку 11 для выхода паров, как показано стрелкой R2.
На фиг. 2 показана схема нагревательного элемента 40, образованного на испаряющей поверхности 320 пористой структуры 30. При этом в предпочтительном варианте реализации настоящей заявки, показанном на фиг. 2, испаряющая поверхность 320 имеет прямоугольную форму, простирающуюся в поперечном направлении основного корпуса 10. Пористую структуру 30 обычно изготавливают из пористой керамики, неорганических пористых материалов, пористых жестких материалов, причем пористая керамика, наиболее часто используемая для изготовления испарителя для электронной сигареты, представляет собой по крайней мере одну из керамик на основе кремния, таких как диоксид кремния, карбид кремния и нитрид кремния, керамики на основе алюминия, таких как нитрид алюминия и оксид алюминия, а также керамики на основе диоксида циркония, керамики на основе диатомита и т.д.; пористая структура 30 имеет размеры микропористых пор предпочтительно от 5 до 60 мкм и пористость от 30 % до 60 %.
В варианте реализации настоящей заявки, показанном на фиг. 2, нагревательный элемент 40 включает в себя первую соединительную часть 41 электрода, расположенную вблизи одной стороны испаряющей поверхности 320 по направлению длины, и вторую соединительную часть 42 электрода, расположенную вблизи другой стороны испаряющей поверхности 320 по направлению длины; во время работы первая соединительная часть 41 электрода и вторая соединительная часть 42 электрода создают электрическое соединение с помощью положительного/отрицательного электродов 21 на фиг. 1 посредством упирания или сварки или других способов для обеспечения питанием нагревательного элемента 40.
В предпочтительном варианте реализации настоящей заявки, показанном на фиг. 2, первая соединительная часть 41 электрода и вторая соединительная часть 42 электрода имеют по существу прямоугольную форму, или могут иметь круглую или эллиптическую форму в других альтернативных вариантах реализации. С точки зрения материалов, первая соединительная часть 41 электрода и вторая соединительная часть 42 электрода предпочтительно изготовлены из таких материалов, как золото, серебро с низким коэффициентом сопротивления и высокой электропроводностью.
Нагревательный элемент 40 также включает в себя резистивную нагревательную дорожку 43, простирающуюся между первой соединительной частью 41 электрода и второй соединительной частью 42 электрода. Основываясь на функциональных требованиях к нагреву и испарению, для создания резистивной нагревательной дорожки 43 обычно применяют резистивные металлические материалы с подходящим сопротивлением, металлические сплавы; например, подходящие металлические или сплавные материалы, включая, по крайней мере, один из никеля, кобальта, циркония, титана, никелевого сплава, кобальтового сплава, циркониевого сплава, титанового сплава, нихрома, никель–железного сплава, феорохрома, титанового сплава, железо-марганцевого сплава на основе алюминия или нержавеющей стали.
В предпочтительном варианте реализации фиг. 2, резистивная нагревательная дорожка 43 включает в себя первую часть 431, расположенную вблизи и соединенную с первой соединительной частью 41 электрода, и вторую часть 432, расположенную вблизи и соединенную со второй соединительной частью 42 электрода; причем первая часть 431 и вторая часть 432 выполнены изогнутыми, а не плоскими по форме. В предпочтительном варианте реализации, первая соединительная часть 41 электрода и вторая соединительная часть 42 электрода расположены в центре по направлению ширины испаряющей поверхности 320.
В другом альтернативном варианте реализации настоящей заявки, первая соединительная часть 41 электрода и вторая соединительная часть 42 электрода расположены в шахматном порядке по направлению ширины испаряющей поверхности 320. Например, первая соединительная часть 41 электрода расположена вблизи нижнего края по направлению ширины испаряющей поверхности 320, вторая соединительная часть 42 электрода расположена вблизи верхнего края по направлению ширины испаряющей поверхности 320.
В варианте реализации, первая соединительная часть 41 электрода и вторая соединительная часть 42 электрода имеют относительно низкую температуру; при этом первая часть 431 и/или вторая часть 432 находится далеко от центральной зоны резистивной нагревательной дорожки 43, где температура высокая, и, таким образом, первая часть 431 и/или вторая часть 432 находится в местах с наибольшей разницей температур, следовательно, имеет относительно высокие внутренние напряжения, возникающие из-за разницы в усадке и расширении во время циклических термических и холодных ударов. Благодаря тому, что первая часть 431 и/или вторая часть 432 выполнена изогнутой, они подвергаются трехсторонним растягивающим напряжениям в любом месте, как показано в месте A1 на фиг. 3, т.е. растягивающие напряжения F1 и F2 в противоположных направлениях, создаваемые разницей температур на двух концах по направлению простирания, и растягивающее напряжение F3 в направлении изгиба, эти напряжения в свою очередь могут быть компенсированы за счет разложения сил, эффективно предотвращая деформацию или растрескивание нагревательного элемента в условиях циклических термических и холодных ударов.
В предпочтительном варианте реализации, показанном на фиг. 2, первая часть 431 и/или вторая часть 432 имеет дугообразную форму с постоянной кривизной. Альтернативно, в варианте реализации, показанном на фиг. 4, первая часть 431a и/или вторая часть 432a имеет переменную кривизну.
Далее, в предпочтительном варианте реализации, ссылаясь на фиг. 2, по направлению ширины испаряющей поверхности 320 имеется прямая L1, проходящая через стык первой соединительной части 41 электрода и первой части 431, и по направлению ширины испаряющей поверхности 320 имеется прямая L2, проходящая через стык второй соединительной части 42 электрода и второй части 432; причем резистивная нагревательная дорожка 43 расположена между прямой L1 и прямой L2. Кроме того, площадь зоны S1, определенной между прямой L1 и прямой L2, не превышает двух трети общей площади испаряющей поверхности 320. Более предпочтительно, площадь зоны S1 не превышает половины общей площади испаряющей поверхности 320.
В предпочтительном варианте реализации, показанном на фиг. 2, испаряющая поверхность 320 блочнообразной пористой структуры 30 имеет длину около 8 мм, ширину около 4,2 мм и расстояние от прямой L1 до левого края около 1,8 мм, т.е. зона S1, определенная прямой L1 и прямой L2, имеет длину около 4,4 мм и площадь чуть меньше половины общей площади испаряющей поверхности 320. Это позволяет сконцентрировать основную область выделения тепла, которая находится под воздействием резистивной нагревательной дорожки 43, в наиболее подходящем месте испаряющей поверхности 320.
В типичных вариантах реализации настоящей заявки первая часть 431 и/или вторая часть 432 представляет собой часть резистивной нагревательной дорожки 43, не имеющую четких или значительных отличий от других частей по форме, цвету или материалу, видимых невооруженными глазами.
В типичных вариантах реализации настоящей заявки более целесообразной является протяженность первой части 431 и/или второй части 432, составляющая менее одной восьмой общей протяженности резистивной нагревательной дорожки 43. Например, в резистивной нагревательной дорожке 43, показанной на фиг. 2, первая часть 431 и/или вторая часть 432 имеет протяженность приблизительно 2-3 мм, причем общая протяженность развернутой резистивной нагревательной дорожки 43 составляет приблизительно 5-50 мм. На практике разница температур на двух концах первой части 431 и/или второй части 432, определенной по указанным соотношениям размеров, является более значительной и совпадает с областями, где напряжения сконцентрированы и, следовательно, более склонны к разрушению.
Альтернативно, в другом варианте реализации, показанном на фиг. 2, первая часть 431 и вторая часть 432 определяются местами изменения направления изгиба извилистой резистивной нагревательной дорожки 43. В частности, как видно на фиг. 2, резистивная нагревательная дорожка 43 имеет первую точку 434 изменения направления изгиба и вторую точку 435 изменения направления изгиба, где первая точка 434 изменения направления изгиба находится вблизи первой соединительной части 41 электрода, при этом часть, расположенная между первой точкой 434 изменения направления изгиба и первой соединительной частью 41 электрода, определяется как первая часть 431, и часть, расположенная между второй точкой 435 изменения направления изгиба и второй соединительной частью 42 электрода, определяется как вторая часть 432.
При этом, резистивная нагревательная дорожка 43 также включает в себя третью часть 433, расположенную между первой точкой 434 изменения направления изгиба и второй точкой 435 изменения направления изгиба. Разумеется, третья часть 433 также имеет изогнутую форму с кривизной, отличной от нуля, в любом месте, т.е. не является прямой либо ровной. Как показано на фиг. 2, третья часть 433 противоположна первой части 431 и/или второй части 432 по направлению изгиба.
Более того, кривизна первой части 431 и/или второй части 432 больше, чем кривизна третьей части 433. Третья часть 433 имеет более широкий диапазон теплового излучения и охватывает первую часть 431 и/или вторую часть 432 по мере возможности, уменьшая разницу температур первой части и/или второй части 432.
В варианте реализации, показанном на фиг. 2, ширина резистивной нагревательной дорожки 43 составляет приблизительно 0,35 мм и является по существу постоянной. Исходя из того, что величина сопротивления нагревательного элемента 40 обычно находится в пределах 0,5-2,0 Ом, для резистивной нагревательной дорожки 43/43a может быть принят диапазон ширины 0,2-0,5 мм.
В конкретном варианте реализации изделия на фиг. 10 показана схема наблюдения под микроскопом резистивной нагревательной дорожки 43, подходящей для существующего классического маломощного табака. Резистивная нагревательная дорожка 43 имеет общую протяженность 10,5-10,6 мм, ширину линии 0,35 мм и величину сопротивления 1,1 Ом (допуск в пределах ±0,15).
Далее, в предпочтительном варианте реализации фиг. 2, резистивная нагревательная дорожка 43 выполнена таким образом, что существует прямая m, проходящая через стык первой соединительной части 41 электрода и первой части 431 и первую точку 434 изменения направления изгиба. Прямая m пересекается с третьей частью 433 резистивной нагревательной дорожки 43 в точке пересечения m1. При этом расстояние от стыка первой соединительной части 41 электрода и первой части 431 до первой точки 434 изменения направления изгиба меньше, чем расстояние от первой точки 434 изменения направления изгиба до точки пересечения m1. Благодаря такой структуре, основная температурная зона резистивной нагревательной дорожки 43 может по существу находиться вблизи или охватывать первую соединительную часть 41 электрода или первую часть 431, тем самым помогая предотвратить чрезмерно большую разницу температур на двух концах первой части 431 во время работы и возникновение больших внутренних напряжений во время циклических термических и холодных ударов.
В предпочтительном варианте реализации, показанном на фиг. 2, резистивная нагревательная дорожка 43 имеет приблизительно Ω-образную форму, а температурное поле, сформированное резистивной нагревательной дорожкой 43 с такой формой, является по существу однородным и круглым.
В предпочтительной форме и положении, показанном на фиг. 2, минимальное расстояние от резистивной нагревательной дорожки 43 до верхнего края или нижнего края испаряющей поверхности 320 составляет менее одной пятой ширины испаряющей поверхности 320, чтобы основная область теплового излучения резистивной нагревательной дорожки 43 не вышла за пределы испаряющей поверхности 320. Например, на фиг. 2 минимальное расстояние n от резистивной нагревательной дорожки 43 до верхнего края или нижнего края испаряющей поверхности 320 составляет около 0,8 мм. В изменениях, показанных на фиг. 2, минимальное расстояние n от резистивной нагревательной дорожки 43 до верхнего края испаряющей поверхности 320 может быть дополнительно увеличено до 1,2 мм, т.е. резистивная нагревательная дорожка 43, показанная на фиг. 2 и 4, может быть выполнена более плоской, что может быть благоприятно для концентрации температуры.
В альтернативном варианте реализации резистивная нагревательная дорожка 43a также может иметь приблизительно S-образную форму, как показано на фиг. 4. В любом месте, в частности, в первой части 431a и/или второй части 432a, резистивная нагревательная дорожка 43a является изогнутой, что, в свою очередь, позволяет обеспечивать плавный переход температуры в различных точках во время работы, также устранять внутренние растягивающие напряжения, возникающие из-за разницы в усадке и расширении, предотвращать деформацию или возникновение трещины в нагревательном элементе. Аналогично, место положения резистивной нагревательной дорожки 43a, а также расстояние до соответствующих краев испаряющей поверхности 320a, могут выполняться в соответствии с фиг. 2. На фиг. 4 первая часть 431a и/или вторая часть 432a также могут быть определены пропорционально общей протяженности резистивной нагревательной дорожки 43a или в соответствии с точкой 434a изменения направления изгиба.
Далее, в вышеуказанных вариантах реализации, резистивная нагревательная дорожка 43/43a выполнена извилистой, чтобы резистивная нагревательная дорожка 43/43a простиралась на достаточную длину в пределах заданной площади, таким образом, обеспечивая желаемую величину сопротивления.
В предпочтительных вариантах реализации, показанных на фиг. 2 и 4, первая часть 431/431a и/или вторая часть 432/432a изогнута наружу по ширине испаряющей поверхности 320/320a, а не внутрь.
В других альтернативных вариантах реализации форма пористой структуры 30 может произвольно изменяться; например, на фиг. 5 показана конструкция часто встречающейся формы пористой структуры 30d, имеющей испаряющую поверхность 320d для формирования нагревательного элемента 40 и углубление 31d на поверхности, противоположной испаряющей поверхности 320d, причем пространство углубления 31d способствует сокращению расстояния передачи жидкого субстрата испаряющей поверхности 320d.
Далее в варианте реализации, показанном на фиг. 5, зона S2 – зона проекции углубления 31d на испаряющей поверхности 320d (т.е. зона между пунктирными линиями L3 и L4 на фиг. 5), нагревательный элемент 40 на испаряющей поверхности 320d расположен именно в пределах зоны S2 проекции углубления 31d; таким образом, во время работы жидкий субстрат может бесперебойно и быстро передаваться нагревательному элементу 40.
В одном из вариантов реализации настоящей заявки также предложен узел испарения для испарителя для электронной сигареты, включающий в себя пористую структуру 30, предназначенную для поглощения жидкого субстрата, и нагревательный элемент 40, сформированный на пористой структуре 30. Причем нагревательный элемент 40 включает в себя первую соединительную часть 41 электрода, вторую соединительную часть 42 электрода и резистивную нагревательную дорожку 43, простирающуюся между первой соединительной частью 41 электрода и второй соединительной частью 42 электрода. Резистивная нагревательная дорожка 43, в свою очередь, включает в себя первую часть 431, расположенную вблизи и соединенную с первой соединительной частью 41 электрода, и вторую часть 432, расположенную вблизи и соединенную со второй соединительной частью 42 электрода; первая часть 431 и/или вторая часть 432 имеет кривизну, отличную от нуля, в любом месте.
В одном из вариантов реализации настоящей заявки также предложен способ изготовления узла испарения испарителя для электронной сигареты. Упомянутый узел испарения включает в себя вышеупомянутую пористую структуру 30 и нагревательный элемент 40. В одном из вариантов реализации процесс способа изготовления осуществляется путем спекания после выполнения лазерной печати на основе технологии поверхностного монтажа (SMT), которая имеет более высокую точность по сравнению с существующим способом выполнения спекания после трафаретной печати на основе SMT.
Далее, чтобы проиллюстрировать осуществимость процесса изготовления узла испарения по технологии лазерной печати на основе SMT в настоящей заявке, в одном из вариантов реализации подробный пошаговый процесс показан на фиг. 6-8 и включает в себя:
S10: получение листообразной пористой структуры 30 на вышеприведенных фигурах, где материал пористой структуры представляет собой пористую керамику на основе диатомита с добавлением оксида алюминия и стеклянного порошка, которые могут быть непосредственно приобретены или автономно обожжены;
S20: приготовление печатной пасты для резистивной нагревательной дорожки 43, в состав пасты входят:
твердофазные теплогенерирующие функциональные компоненты, где используется вышеупомянутый электротермический порошок металлов или сплавов, имеющий крупность 600 меш и почти сферическую форму, их содержание в твердофазных компонентах пасты составляет приблизительно 80-90 % (масс.);
компоненты стеклофазы для отверждения, где используется стеклянный порошок SiO2, Al2O3, MgO или CaO или их смесь, размер частиц которых составляет приблизительно от 4 мкм до 5 мкм, содержание компонентов стеклофазы в твердофазных компонентах пасты составляет приблизительно 1-10 % (масс.);
вспомогательные компоненты жидких добавок для печати пасты, в качестве которых можно приобрести доступные на рынке органические добавки для лазерной печати; в состав жидких добавок обычно входят: растворители, загустители, выравнивающие агенты, поверхностно-активные вещества, тиксотропные агенты и т.д., содержание в вышеупомянутых твердофазных компонентах составляет 10-20 % (масс.).
S30: выполнение поверхностного монтажа (SMT): как показано на фиг. 6, монтаж трафарета 50 для лазерной печати с вырезами 51, имеющие форму нагревательного элемента 40, показанного на фиг. 2, на испаряющей поверхности 320 пористой структуры 30, полученной на этапе S10, обычно используется стальной трафарет;
S40: печатная паста, приготовленная на шаге S20, наносится с помощью аппарата для лазерной печати на поверхность пористой структуры 30, на которой вмонтирован трафарет 50 для лазерной печати, и после завершения печати снимают или удаляют трафарет 50 для лазерной печати, как показано на фиг. 7, таким образом, на поверхности пористой структуры 30 формируется нагревательный элемент 40;
S50: спекание для отверждения: пористую структуру 30, полученную на шаге S40, сушат в сушилке при 100°C в течение 20 мин, а затем переносят в печь для спекания и спекают в течение 30 мин в защитной среде при 1100-1150°C, после этого получают партию узлов испарения, как показано на фиг. 8; далее можно получить большое количество отдельных узлов испарения путем резания и разделения с использованием шлифовального круга.
В процессе приготовления печатной пасты для резистивной нагревательной дорожки 43 по вышеуказанному шагу S20 сначала получают компоненты твердой фазы в соответствии с требуемым соотношением; затем равномерно перемешивают путем шарового размола в течение некоторого времени, добавляют жидкие компоненты добавок, равномерно перемешивают и прокатывают с помощью трехвалкового станка, так что порошок твердой фазы равномерно диспергируют в органической фазе жидких добавок для получения печатной пасты с подходящей вязкостью; а затем помещают полученную пасту в холодильный шкаф для хранения при 16°C в течение определенного периода времени для получения более стабильных свойств, после этого паста готова к использованию.
Слой печатной пасты требуемой толщины получают путем вышеуказанной лазерной печати с помощью аппарата для лазерной печати, что отличается большим удобством и более высокой точностью, чем слой трафаретной печати требуемой толщины, сформированный путем многократной печати в процессе трафаретной печати. В то же время, изображение, сформированное посредством лазерной печати, не переливается, дает стереоскопический эффект и имеет красивый вид. Процесс лазерной печати, в свою очередь, имеет простую процедуру, высокую эффективность печати и относительно низкие затраты, что подходит для промышленного серийного и автоматизированного производства.
Далее, чтобы продемонстрировать прогрессивность узлов испарения, показанных на фиг. 2 и 4 настоящей заявки, по сравнению с известными узлами испарения, были проведены эксплуатационные испытания узлов испарения вариантов реализации настоящей заявки, в том числе испытание на растрескивание при холодных и термических ударах и испытание на распределение температурных полей. В испытаниях для сравнения используются нагревательные элементы 40b/40c, показанные на фиг. 9 и 10.Резистивная нагревательная дорожка 43b, показанная на фиг. 9, представляет собой пример сравнения первой части 431b и/или второй части 432b, которые условно являются плоско-прямыми. А на фиг. 10 представлен пример сравнения резистивной нагревательной дорожки 43 фиг. 2 с увеличенной протяженностью.
S100, испытание на растрескивание: резистивные нагревательные дорожки узлов испарения, показанных на фиг. 2 и 9, подвергают циклическим термическим и холодным ударам и проверяют на наличие растрескивания под воздействием циклических термических и холодных ударов. В частности, испытание включает в себя следующее:
Резистивные нагревательные дорожки подвергают циклическим термическим и холодным ударам при постоянной мощности 6,5 Вт от источника питания постоянного тока, режим ударов: включение питания на 3 секунды и отключение питания на 15 секунд, это один цикл. При этом выполняют непрерывное наблюдение возникновения растрескивания резистивной нагревательной дорожки под видимым микроскопом, причем каждый набор испытаний включает 5 повторов. Результаты испытаний показаны на фиг. 10-13.
В результате, на фиг. 11 показано общее микроскопическое изображение узла испарения, показанного на фиг. 2, под электронным микроскопом после 50 циклов испытания резистивной нагревательной дорожки 43; на фиг. 12 показан увеличенный вид точки А на фиг. 11. Как видно из фиг. 11 и 12, резистивная нагревательная дорожка 43 по-прежнему находится в хорошем состоянии, и под микроскопом не выявлена трещина. В то же время оба конца резистивной нагревательной дорожки, служащие первой соединительной частью 41 электрода и второй соединительной частью 42 электрода, изготовлены из порошка серебряно-платинового сплава с высокой электропроводностью и имеют практически белый цвет.
На фиг. 13 показано общее микроскопическое изображение узла испарения под электронным микроскопом, когда появляется трещина на резистивной нагревательной дорожке 43b после циклического испытания; на фиг. 14 показан увеличенный вид точки B на фиг. 13. Как видно из фиг. 14, в статистике трещина появляется в первой части 431b резистивной нагревательной дорожки 43b, а средний цикл появления трещин во время испытания составляет 25 раз. Причина появления трещин заключается в том, что первая часть 431b имеет прямую форму, из-за разницы температур на двух концах возникают растягивающие напряжения F4 и F5 по направлению простирания, противоположные друг другу, как показано на фиг. 9. Как только разница температур становится чрезмерно большой, разница между F4 и F5 превышает пороговое значение, в результате чего образуется трещина.
S200, испытание температурных полей: используются узлы испарения, изготовленные с использованием пористой структуры 30d с формой, показанной на фиг. 5, в сочетании с резистивными нагревательными дорожками 43/43a/43b/43c, указанными в вышеописанных вариантах реализации и сравнительных вариантах реализации, и подается постоянная мощность 6,5 Вт, для имитации температурного поля после 1 секунды сухого горения. В испытании не учитывается конвективная и радиационная теплоотдача, результаты испытания показаны на фиг. 15-19. Разумеется, для взаимного сравнения в испытании узел испарения каждого примера изготовлен из одинакового материала, и ниже приведены соответствующие параметры.
Резистивная нагревательная дорожка Сплав Fe-Cr |
Коэф. теплопроводности | 12.8W/m/K |
Удельная теплоемкость | 490J/kg/°C | |
Плотност | 7200kg/m3 | |
Пористая керамика Оксид алюминия - Оксид циркония |
Коэф. теплопроводности | 1 W/m/K |
Удельная теплоемкость | 430 J/kg/°C | |
Плотность | 900 kg/m3 |
В результатах испытания, максимальная температура резистивной нагревательной дорожки 43 в схеме температурных полей узла испарения согласно варианту реализации, показанному на фиг. 15, составляет 964,14 °C. Из фиг. 15 видно, что температура в основной области теплового излучения (желтая область в центре) по существу равномерна. Кроме того, разница температур на двух концах первой части 431/второй части 432 составляет приблизительно от 100 до 150°C.
Фиг. 16 представляет собой схематическое изображение температурного поля примера, полученного после уменьшения размеров резистивной нагревательной дорожки 43, показанной на фиг. 15, по направлению ширины испаряющей поверхности 320, форма всей области теплового излучения по существу такая же, как на фиг. 15. Поскольку резистивная нагревательная дорожка стала относительно уплощенной, величина сопротивления изменяется, и максимальная температура была снижена до 870,25 °C, температуры в основной области теплового излучения по существу равномерны. Разница температур на двух концах первой части 431/второй части 432 также составляет приблизительно от 100 до 150°C.
Фиг. 17 представляет собой схематическое изображение результирующего температурного поля резистивной нагревательной дорожки 43a варианта реализации, показанного на фиг. 4; максимальная температура резистивной нагревательной дорожки 43a такой формы составляет 922,794°C. Основная область теплового излучения немного меньше, чем на фиг. 15 и 16, и разница температур на двух концах первой части 431a/второй части 432a увеличивается и составляет примерно от 180 до 200°C.
Фиг. 18 представляет собой схематическое изображение температурного поля резистивной нагревательной дорожки 43b сравнительного варианта реализации, показанного на фиг. 9. Максимальная температура резистивной нагревательной дорожки 43b составляет 1042,98°C, а площадь основной области теплового излучения относительно меньше и менее однородна, чем в предыдущем варианте. В то же время разница температур на двух концах первой части 431b/второй части 432b составляет более 300°C, что облегчает усадку и расширение, и образование напряжений при горячих и холодных ударах.
Фиг. 19 представляет собой схематическое изображение температурного поля резистивной нагревательной дорожки 43c сравнительного варианта реализации, показанного на фиг. 10. Поскольку длина резистивной нагревательной дорожки 43c по направлению длины испаряющей поверхности была увеличена, величина сопротивления тоже была увеличена, таким образом температура нагрева немного снижена, максимальная температура составляет всего 729,116°С. В то же время общая площадь области теплового излучения соответственно увеличилась, но использование тепла относительно низкое. Между тем, разница температур на двух концах первой части 431c/второй части 432c составляет приблизительно 250°C, поскольку эти части находятся дальше от центральной области.
В еще одном варианте реализации настоящей заявки также предложена электронная сигарета, схематично показанная на фиг. 20, включающая в себя устройство испарения 100 и устройство источника питания 200, сконфигурированное для подачи питания устройству испарения 100. Устройство источника питания 200 снабжено приемной полостью 210, в которую по крайней мере частично входит устройство испарения 100, причем положительный и отрицательный полюсы 220 устройства источника питания 200 сконфигурированы для формирования замкнутой электрической цепи вместе с электродами 21 устройства испарения 100, тем самым, обеспечивают питанием устройство испарения 100. Устройство испарения 100 может включать в себя испаритель для электронной сигареты, показанный на фиг. 1.
Следует отметить, что описание и прилагаемые чертежи настоящей заявки дают предпочтительные примеры реализации настоящей заявки, но не ограничиваются описанными здесь примерами реализации настоящей заявки. Кроме того, специалистами в данной области техники могут быть сделаны модификации или изменения в соответствии с вышеприведенным описанием, и все такие модификации и изменения входят в объем защиты, определенный формулой настоящей заявки.
Claims (22)
1. Испаритель для электронной сигареты, сконфигурированный для испарения жидкого субстрата с образованием аэрозоля для вдыхания, отличающийся тем, что содержит: полость для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого субстрата; пористую структуру, находящуюся в жидкостном сообщении с упомянутой полостью для хранения жидкости и предназначенную для поглощения жидкого субстрата; нагревательный элемент, выполненный в упомянутой пористой структуре и предназначенный для нагрева жидкого субстрата, по крайней мере, части упомянутой пористой структуры для образования аэрозоля; упомянутый нагревательный элемент содержит первую соединительную часть электрода, вторую соединительную часть электрода, а также резистивную нагревательную дорожку, простирающуюся между первой соединительной частью электрода и второй соединительной частью электрода; упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает первую часть, расположенную вблизи и соединенную с первой соединительной частью электрода, и вторую часть, расположенную вблизи и соединенную со второй соединительной частью электрода; упомянутая первая часть и/или вторая часть имеет кривизну, отличную от нуля, в любом месте; причем упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает первую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой первой соединительной части электрода, и вторую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой второй соединительной части электрода, причем часть, расположенная между первой точкой изменения направления изгиба и первой соединительной частью электрода, формирует упомянутую первую часть, и часть, расположенная между второй точкой изменения направления изгиба и второй соединительной частью электрода, формирует упомянутую вторую часть; причем упомянутая резистивная нагревательная дорожка также включает, по крайней мере, одну третью часть, расположенную между упомянутой первой точкой изменения направления изгиба и второй точкой изменения направления изгиба; причем, по крайней мере, одна упомянутая третья часть противоположна первой части по направлению изгиба; и/или упомянутая третья часть противоположна второй части по направлению изгиба; причем на упомянутой испаряющей поверхности существует прямая, проходящая через стык упомянутой первой части и первой соединительной части электрода, и упомянутую первую точку изменения направления изгиба, при этом упомянутая прямая пересекается с упомянутой третьей частью в точке пересечения; причем расстояние от стыка упомянутой первой части и первой соединительной части электрода до упомянутой первой точки изменения направления изгиба меньше, чем расстояние от упомянутой первой точки изменения направления изгиба до упомянутой точки пересечения.
2. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые первая часть и вторая часть симметричны.
3. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая резистивная нагревательная дорожка выполнена таким образом, что вся дорожка включает только ограниченное количество точек с нулевой кривизной.
4. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая резистивная нагревательная дорожка выполнена соединенной с упомянутой соединительной частью электродов; причем существует такая прямая, которая проходит через точку соединения упомянутой резистивной нагревательной дорожки с соединительной частью электродов и пересекает упомянутую резистивную нагревательную дорожку в двух точках пересечения, причем расстояние между этими двумя точками пересечения больше, чем расстояние между упомянутой точкой соединения и ближайшей точкой пересечения.
5. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая первая часть и/или вторая часть сконфигурирована дугообразной с постоянной кривизной.
6. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая первая часть имеет переменную кривизну и/или вторая часть имеет переменную кривизну.
7. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая пористая структура имеет испаряющую поверхность, на которой сформирован упомянутый нагревательный элемент.
8. Испаритель по п. 7, отличающийся тем, что упомянутая испаряющая поверхность является плоской.
9. Испаритель по п. 8, отличающийся тем, что упомянутая испаряющая поверхность включает в себя направление длины, и направление ширины, перпендикулярное упомянутому направлению длины; упомянутая первая соединительная часть электрода и вторая соединительная часть электрода расположены последовательно по упомянутому направлению длины; на упомянутой испаряющей поверхности площадь зоны, определенной между прямой, проходящей по упомянутому направлению ширины через стык упомянутой первой части и первой соединительной части электрода, и прямой, проходящей по упомянутому направлению ширины через стык упомянутой второй части и второй соединительной части электрода, менее двух третей общей площади упомянутой испаряющей поверхности.
10. Испаритель по п. 8, отличающийся тем, что упомянутая испаряющая поверхность включает в себя направление длины, и направление ширины, перпендикулярное упомянутому направлению длины; упомянутая первая часть и/или вторая часть была построена изогнутой наружу по упомянутому направлению ширины.
11. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что протяженность упомянутой первой части и/или второй части менее одной восьмой протяженности упомянутой резистивной нагревательной дорожки.
12. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая резистивная нагревательная дорожка имеет извилистую или повторно изогнутую форму.
13. Испаритель по п. 12, отличающийся тем, что упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает в себя, по крайней мере, одну точку изменения направления изгиба; причем часть, расположенная между точкой изменения направления изгиба, расположенной вблизи упомянутой первой соединительной части электрода, и первой соединительной частью электрода, формирует упомянутую первую часть, а часть, расположенная между точкой изменения направления изгиба, расположенной вблизи упомянутой второй соединительной части электрода, и второй соединительной частью электрода, формирует упомянутую вторую часть.
14. Испаритель по п. 12, отличающийся тем, что упомянутые первая часть и вторая часть противоположны друг другу по направлению изгиба.
15. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая третья часть имеет кривизну, отличную от нуля, в любом месте.
16. Испаритель по п. 15, отличающийся тем, что кривизна упомянутой первой части и/или второй части больше, чем кривизна упомянутой третьей части.
17. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая резистивная нагревательная дорожка имеет постоянную ширину.
18. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ширина упомянутой резистивной нагревательной дорожки составляет в пределах 0,2-0,5 мм; и/или протяженность упомянутой резистивной нагревательной дорожки составляет в пределах 5-50 мм; и/или величина сопротивления упомянутой резистивной нагревательной дорожки составляет в пределах 0,5-2,0 Ом.
19. Испаритель по п. 9, отличающийся тем, что упомянутая первая соединительная часть электрода и/или вторая соединительная часть электрода расположена в центре по направлению ширины упомянутой испаряющей поверхности.
20. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая пористая структура представляет собой пористую керамику.
21. Электронная сигарета, содержащая устройство испарения, сконфигурированное для испарения жидкого субстрата с образованием аэрозоля для вдыхания, и устройство источника питания, сконфигурированное для подачи питания устройству испарения, отличающаяся тем, что упомянутое устройство испарения содержит испаритель для электронной сигареты по любому из пп. 1-20.
22. Узел испарения для электронной сигареты, содержащий пористую структуру, предназначенную для поглощения жидкого субстрата, и нагревательный элемент, сформированный на упомянутой пористой структуре, отличающийся тем, что упомянутый нагревательный элемент содержит первую соединительную часть электрода, вторую соединительную часть электрода и резистивную нагревательную дорожку, простирающуюся между упомянутой первой соединительной частью электрода и второй соединительной частью электрода; упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает первую часть, расположенную вблизи и соединенную с первой соединительной частью электрода, и вторую часть, расположенную вблизи и соединенную со второй соединительной частью электрода; упомянутая первая часть и/или вторая часть имеет кривизну, отличную от нуля, в любом месте; причем упомянутая резистивная нагревательная дорожка включает первую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой первой соединительной части электрода, и вторую точку изменения направления изгиба, расположенную вблизи упомянутой второй соединительной части электрода, причем часть, расположенная между первой точкой изменения направления изгиба и первой соединительной частью электрода, формирует упомянутую первую часть, и часть, расположенная между второй точкой изменения направления изгиба и второй соединительной частью электрода, формирует упомянутую вторую часть; причем упомянутая резистивная нагревательная дорожка также включает, по крайней мере, одну третью часть, расположенную между упомянутой первой точкой изменения направления изгиба и второй точкой изменения направления изгиба; причем, по крайней мере, одна упомянутая третья часть противоположна первой части по направлению изгиба; и/или упомянутая третья часть противоположна второй части по направлению изгиба; причем на упомянутой испаряющей поверхности существует прямая, проходящая через стык упомянутой первой части и первой соединительной части электрода, и упомянутую первую точку изменения направления изгиба, при этом упомянутая прямая пересекается с упомянутой третьей частью в точке пересечения; причем расстояние от стыка упомянутой первой части и первой соединительной части электрода до упомянутой первой точки изменения направления изгиба меньше, чем расстояние от упомянутой первой точки изменения направления изгиба до упомянутой точки пересечения.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010855599.2 | 2020-08-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2812371C1 true RU2812371C1 (ru) | 2024-01-30 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180168225A1 (en) * | 2015-07-09 | 2018-06-21 | Philip Morris Products S.A. | Heater assembly for an aerosol-generating system |
RU2690638C2 (ru) * | 2014-12-15 | 2019-06-04 | Филип Моррис Продактс С.А. | Система раздельной подачи потока воздуха для электрически нагреваемой курительной системы и способ направления потока воздуха внутри электрически нагреваемой курительной системы |
US20190174828A1 (en) * | 2015-04-23 | 2019-06-13 | Altria Client Services Llc | Heating element and heater assemblies, cartridges, and e-vapor devices including a heating element |
CN210520094U (zh) * | 2019-06-24 | 2020-05-15 | 深圳哈卡科技有限公司 | 雾化器及电子烟 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690638C2 (ru) * | 2014-12-15 | 2019-06-04 | Филип Моррис Продактс С.А. | Система раздельной подачи потока воздуха для электрически нагреваемой курительной системы и способ направления потока воздуха внутри электрически нагреваемой курительной системы |
US20190174828A1 (en) * | 2015-04-23 | 2019-06-13 | Altria Client Services Llc | Heating element and heater assemblies, cartridges, and e-vapor devices including a heating element |
US20180168225A1 (en) * | 2015-07-09 | 2018-06-21 | Philip Morris Products S.A. | Heater assembly for an aerosol-generating system |
CN210520094U (zh) * | 2019-06-24 | 2020-05-15 | 深圳哈卡科技有限公司 | 雾化器及电子烟 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN212590295U (zh) | 电子烟、电子烟雾化器及雾化组件 | |
CN102665459B (zh) | 具有内部或外部加热器的电加热的发烟系统 | |
RU2698847C1 (ru) | Нагреватель игольчатого типа и способ его изготовления и электрически нагреваемая сигарета, содержащая указанный нагреватель | |
RU2730210C1 (ru) | Атомайзер из композитной керамики и способ его изготовления | |
EP3881696A1 (en) | Porous heating body and atomizer comprising same | |
CN110022622B (zh) | 一种氧化铝蜂窝陶瓷发热体及其制备方法 | |
CN209965236U (zh) | 一种用于电子烟的微孔加热器 | |
CN104886775B (zh) | 用于接收形成浮质的衬底的电加热的发烟系统 | |
WO2020107910A1 (zh) | 一种新型陶瓷发热体的组合物及其发热体制备和应用 | |
CN110037348A (zh) | 用作液体储存器和汽化器的多孔烧结体 | |
RU2812371C1 (ru) | Электронная сигарета, испаритель для электронной сигареты и узел испарения | |
CN114794568A (zh) | 发热体、雾化组件及电子雾化装置 | |
WO2024012131A1 (zh) | 雾化芯、雾化器及电子雾化装置 | |
CN114794565A (zh) | 发热体、雾化组件及电子雾化装置 | |
CN209659646U (zh) | 一种低温烘烤电子烟发热体 | |
WO2022170728A1 (zh) | 发热体、雾化组件及电子雾化装置 | |
WO2022037678A1 (zh) | 电子烟、电子烟雾化器及雾化组件 | |
CN211672461U (zh) | 雾化芯及电子雾化装置 | |
CN210329363U (zh) | 一种氧化铝蜂窝陶瓷发热体 | |
WO2023214805A1 (ko) | 에어로졸 발생 장치용 금속 프린팅을 이용한 세라믹 무화기 | |
US20240315336A1 (en) | Heating device for aerosol generation apparatus and aerosol generation apparatus | |
WO2020056776A1 (zh) | 烘烤烟具 | |
KR20200041339A (ko) | Hnb-담배물품을 위한 가열 유닛 및 가열 유닛 제조 방법 | |
CN115886343A (zh) | 用于气雾生成装置的加热器、气雾生成装置及制备方法 | |
CN115428987A (zh) | 气雾生成装置、用于气雾生成装置的加热器及制备方法 |