WO2021129677A1 - 加热器以及包含该加热器的烟具 - Google Patents

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徐中立
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Definitions

  • the embodiments of the present application relate to the technical field of heating non-combustion smoking appliances, and in particular to a heater and a smoking appliance including the heater.
  • Fig. 10 is an exploded schematic diagram of the smoking set provided in the second embodiment of the present application.
  • zirconium target intermediate frequency power supply and the titanium target intermediate frequency power supply at the same time, where the zirconium target power is 1-10 times the titanium target power, so that the reactively deposited zirconium oxide component is close to the titanium oxide component, or 1-10 times greater than the titanium oxide component ;
  • Carbon materials including: graphite, conductive diamond-like carbon, carbon fiber, carbon nanotube or graphene, etc.;
  • Semiconductor materials including: indium tin oxide, nickel oxide, silicon carbide, aluminum nitride, gallium nitride, doped tin oxide, zinc oxide or doped zinc oxide, such as: AZO, GZO, IZO, B doped, doped N, P, As, Sb, Mo, doped La elements, doped IA (Li, Na, K) or IB group (Au, Ag, Cu) elements, etc.
  • a spacer 15 is also provided between the flexible substrate 14 and the resistance heating layer 131.
  • the spacer 15 forms a gap between the infrared reflective layer and the resistance heating layer 131 to reduce heat loss in a direction away from the aerosol generating substrate.
  • the spacer 15 may be a block, a protrusion, or other shapes, and the number and shape thereof are not limited herein.
  • the spacer 15 is made of at least one of polyether ether ketone, zirconia ceramics, and alumina ceramics.
  • the infrared radiation layer and the resistive heating layer formed on the substrate 11 have a multilayer film structure.
  • the multilayer film structure includes an infrared radiation layer 121, a resistance heating layer 1311, an infrared radiation layer 122, and a resistance heating layer 1321.
  • the electrode 1312 and the electrode 1313 are electrically connected to the resistance heating layer 1311, respectively, and the electrode 1322 and the electrode 1323 They are respectively electrically connected to the resistance heating layer 1321, the electrode 1312 and the electrode 1322 are connected in parallel, and the electrode 1313 and the electrode 1323 are connected in parallel.
  • the infrared reflective layer 141 can be directly deposited on the resistance heating layer 1321, or the resistance heating layer 1321 can form the infrared reflective layer 141.
  • the main control circuit board 3 controls the battery 7 to output a normal voltage to the electrodes.
  • the main control circuit board 3 controls the battery 7 to output a lower voltage to the electrode; when the NTC temperature sensor 2 detects that the temperature inside the substrate 11 is 250°C At and above, the main control circuit board 3 controls the battery 7 to stop outputting voltage to the electrodes.

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Abstract

一种加热器以及包含该加热器的烟具，该加热器包括基体（11），具有内表面和外表面；红外辐射层（12），形成在基体（11）表面上；红外辐射层（12）用于产生红外线并至少以辐射加热气溶胶形成基质；发热体（13），设置在基体（11）的外围，用于接受电源的电功率而产生热量，并被配置为将热量传递到红外辐射层（12），以使红外辐射层（12）被热量加热升温而产生红外线。通过发热体（13）对红外辐射层（12）进行加热升温，使得红外辐射层（12）产生红外线辐射加热气溶胶形成基质；减少了气溶胶形成基质的预热时间，提升了用户体验。

Description

加热器以及包含该加热器的烟具
本申请要求于2019年12月23日提交中国专利局，申请号为201911341109.0，发明名称为“加热器以及包含该加热器的烟具”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请实施例涉及加热不燃烧烟具技术领域，尤其涉及一种加热器以及包含该加热器的烟具。
背景技术
诸如香烟和雪茄的吸烟物品在使用期间燃烧烟草以产生烟雾。已经尝试通过产生在不燃烧的情况下释放化合物的产品来为这些燃烧烟草的物品提供替代物。此类产品的示例是所谓的加热不燃烧产品，其通过加热烟草而不是燃烧烟草来释放化合物。
现有的一种低温加热不燃烧的烟具，主要是通过发热体产生热量，并将热量通过导体传导至导体腔内置的含烟草的气溶胶生成基质材料，使其中至少一种成分挥发生成气溶胶供用户吸食，这种加热方式升温较快但是存在热传导效率低，气溶胶生成基质材料预热慢，且难以有效加热基质材料内部而导致气溶胶口感较差，体验不好的问题。此外，还存在一种低温不燃烧烟具，其通过在基体的外表面涂覆远红外电热涂层和导电涂层，通电后的远红外电热涂层升温发出远红外线穿透基体并对基体内侧的气溶胶形成基质材料进行加热；由于远红外线具有较强的穿透性，可以穿透气溶胶形成基质的外围进入内部，使得对气溶胶形成基质的加热较为均匀。但是，这种方式的远红外电热涂层需要选择半导体材料，其选择范围较小，电阻通常较大，热效率不高，升温速率较慢，进而也造成预热速度慢，用户体验有待提升的问题。
采用以上结构方式存在的主要问题是：气溶胶形成基质的预热时间偏长，用户体验有待提升。
发明内容
本申请实施例提供一种加热器以及包含该加热器的烟具，旨在解决现有烟 具存在的预热时间偏长的问题。
本申请实施例第一方面提供了一种加热器，用于加热烟具中的气溶胶形成基质以生成供吸食的气溶胶；所述加热器包括：
基体，具有内表面和外表面；
红外辐射层，形成在所述基体表面上；所述红外辐射层用于产生红外线并至少以辐射方式加热所述气溶胶形成基质；
发热体，设置在所述基体的外围，用于接受电源的电功率而产生热量，并被配置为将所述热量传递到所述红外辐射层，以使所述红外辐射层被所述热量加热升温而产生所述红外线。
本申请实施例第二方面提供了一种烟具，所述烟具包括壳体组件、以及第一方面所述的加热器；所述加热器设于所述壳体组件内。
本申请实施例提供的加热器以及包含该加热器的烟具，通过发热体对红外辐射层进行加热升温，使得红外辐射层产生红外线辐射加热气溶胶形成基质；减少了气溶胶形成基质的预热时间，提升了用户体验；同时，采用发热体加热红外辐射层的方式，不用考虑红外辐射层的导电性，在红外辐射层材料的选择方面大大得到拓展。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本申请实施方式一提供的加热器示意图；
图2是本申请实施方式一提供的红外辐射层形成在基体上的示意图；
图3是本申请实施方式一提供的具有螺旋状电阻发热带的加热器的剖面示意图；
图4是本申请实施方式一提供的具有螺旋状电阻发热带的加热器的剖面另一示意图；
图5是本申请实施方式一提供的分段加热的加热器的剖面示意图；
图6是本申请实施方式一提供的电阻发热层包覆红外辐射层的加热器示意图；
图7是本申请实施方式一提供的具有多层结构的加热器示意图；
图8是本申请实施方式一提供的具有发热件的加热器示意图；
图9是本申请实施方式二提供的烟具示意图；
图10是本申请实施方式二提供的烟具分解示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施方式一
如图1所示，本申请实施方式一提供一种加热器，用于加热气溶胶形成基质，并挥发气溶胶形成基质中至少一种成分形成气溶胶供用户吸食；所述加热器1包括基体11、红外辐射层12以及发热体13。
基体11形成有容纳气溶胶形成基质的空间，基体11的内表面形成该空间的至少一部分边界。
可参考图2进行理解，基体11具有相对的第一端和第二端，基体11沿第 一端和第二端之间的纵向延伸并且内部中空形成有适于收容气溶胶形成基质的腔室。基体11可以为圆柱体状、棱柱体状或者其他柱体状。基体11优选为圆柱体状，腔室即为贯穿基体11中部的圆柱体状孔，孔的内径略大于气溶胶形成制品或吸烟制品的外径，便于将气溶胶形成制品或吸烟制品置于腔室内对其进行加热。
基体11可以选用耐高温且具有较高的红外线透过率的材料制成，包括但不限于以下材料：石英玻璃、蓝宝石、碳化硅、氟化镁陶瓷、氧化钇陶瓷、镁铝尖晶石陶瓷、钇铝石榴石单晶、锗单晶等等。优选的，基体11由石英玻璃制成。
气溶胶形成基质是一种能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。这种挥发性化合物可通过加热该气溶胶形成基质而被释放出来。气溶胶形成基质可以是固体或液体或包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可吸附、涂覆、浸渍或以其它方式装载到载体或支承件上。气溶胶形成基质可便利地是气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。
气溶胶形成基质可以包括尼古丁。气溶胶形成基质可以包括烟草，例如可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草香味化合物从气溶胶形成基质释放。优选的气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料，例如落叶烟草。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂，气溶胶形成剂可为任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于稳定气溶胶的形成，并且对在气溶胶生成系统的操作温度下的热降解基本具有抗性。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。优选的气溶胶形成剂是多羟基醇或其混合物，例如三甘醇、1,3-丁二醇和最优选的丙三醇。
请参考图2所示，红外辐射层12形成在基体11的表面上。红外辐射层12可以形成在基体11的外表面上，也可以形成在基体11的内表面上。优选的将红外辐射层12形成在基体11的外表面上。
红外辐射层12在吸收热量温度升高之后可生成一定波长的红外线，红外辐射层12用于产生红外线以至少辐射方式加热气溶胶形成基质。
红外辐射层12可以由氧化物、碳材料、碳化物、氮化物等具有较高红外辐射率的材料制成。具体地如下所示：
金属氧化物及多组分合金氧化物，包括：三氧化二铁、三氧化二铝、三氧化二铬、三氧化二铟、三氧化二镧、三氧化二钴、三氧化二镍、三氧化二锑、五氧化二锑、二氧化钛、二氧化锆、二氧化锰、二氧化铈、氧化铜、氧化锌、氧化镁、氧化钙或三氧化钼等；也可以是以上两种或两种以上金属氧化物的组合；还可以是具有尖晶石、钙钛矿、橄榄石等晶胞结构的陶瓷材料。
碳材料的发射率接近于黑体特性，具有较高的红外辐射率。碳材料，包括：石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯或类金刚石薄膜等。
碳化物，包括：碳化硅，碳化硅在较大的红外线波长范围内(2.3微米-25微米)具有高发射率，是较好的近全波段红外辐射材料；此外，还有碳化钨、碳化铁、碳化钒、碳化钛、碳化锆、碳化锰、碳化铬或碳化铌等，都具有较高的红外发射率(MeC相不具备严格的化学计算成分和化学式)。
氮化物，包括：金属氮化物和非金属氮化物，其中金属氮化物包括：氮化钛、碳氮化钛、氮化铝、氮化镁、氮化钽或氮化钒等；非金属氮化物包括：氮化硼、五氮化三磷或氮化硅(Si3N4)等。
其他无机非金属材料，包括：二氧化硅、硅酸盐(包括磷硅酸盐、硼硅酸盐等)、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼化物或硫系化合物等。
以下结合具体的制备工艺，对红外辐射层12形成在基体11的表面上进行说明：
实施例1-1:
选择石英玻璃作为基材，在基体11(石英玻璃)的外壁上沉积非晶碳膜作为红外辐射层12。具体地，采用真空设备，使用PLD(Pulsed Laser Deposition，脉冲激光沉积)方法，采用高纯压制石墨靶，制备非晶碳膜；其中，PLD方法是一种真空物理沉积工艺，是将高功率脉冲激光聚焦于靶材表面，使其产生高温及烧蚀，产生高温高压等离子体，等离子体定向局域膨胀发射并在基体上沉积形成薄膜。在其他实施例中，还可以采用射频磁控溅射、多弧离子源离子镀等方法。制备过程如下所示：
采用机械泵与分子泵结合，将真空室抽真空至5×10 -4Pa以下；
开启加热装置，使基体11的温度保持在100℃-450℃；优选的，基体11的温度保持在300℃；
通入氩气，使用气体流量计调节氩气流量20sccm-300sccm；
开启中频离子源清洗系统或高电压模式离子源清洗系统，对基体11的表面进行等离子轰击，使其表面清洁彻底，提高膜层结合力；
调整氩气流量，开启激光器(其中，激光脉冲宽度为10ns，频率为1-10Hz，能量为1-300mJ)，对石墨靶材进行轰击，沉积镀膜过程开始，根据需要沉积时间为10min-60min，沉积厚度为100-900nm。
关闭激光器电源。
实施例1-2:
采用中频反应沉积方法，使用锆靶、钛靶两对靶同时溅射，沉积氧化锆/氧化钛复合膜作为红外辐射层12。制备过程如下所示：
将清洗干净的基体11放入真空室内，抽真空至5×10-4Pa以下；
开启加热装置，使基体11的温度保持在100℃-450℃；优选的，基体11的温度保持在300℃；
通入20sccm-300sccm氩气作为工作气体，并通入30sccm-200sccm氧气作为反应气体；
同时开启锆靶中频电源和钛靶中频电源，其中，锆靶功率是钛靶功率1-10倍，使得反应沉积的氧化锆组分接近氧化钛组分，或大于氧化钛组分1-10倍；
沉积时间根据膜厚需求设定，沉积结束，关闭中频电源。
需要说明的是，还可以使用直流脉冲电源、多弧电源，通入氩气及适量氧气作为反应气体，通过反应溅射沉积氧化膜；也可以采用射频电源，氧化物陶瓷靶作为溅射源，通入氩气作为工作气体，直接沉积。
另外，氮化物及碳化物也可以采用类似的方法进行沉积。氮化物可以采用金属和非金属(如硅等)作为靶材，通入氩气及氮气作为工作气体，通过反应 沉积实现氮化物的镀膜；也可以采用氮化物陶瓷靶，使用射频电源直接沉积。碳化物采用金属和非金属(如硅等)作为靶材，通入氩气及含碳的有机气体(如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔或丙烷等)，通过反应沉积制备碳化物，也可以通过反应沉积直接制备非晶碳膜。还可以通过射频电源，直接溅射碳化物陶瓷靶，沉积碳化物。
发热体13，设置在基体11的外围，用于接受电源的电功率而产生热量，并被配置为将该热量传递到红外辐射层12，以使红外辐射层12被热量加热升温而产生红外线。
请参考图3所示，在一示例中，发热体13包括形成在基体11外围的电阻发热层131、与电阻发热层131电连接的第一电极132以及第二电极133；第一电极132和第二电极133用于将电源的电功率馈送至电阻发热层131。
在该示例中，电阻发热层131为呈螺旋状围绕基体11表面的电阻发热带，电阻发热带沿着基体11的纵向方向等螺距地延伸。等螺距的电阻发热带，可使得红外辐射层12上的受热均匀，保证气溶胶生成基质的加热速度、香味挥发的均匀性以及吸食口感。
电阻发热层131可以选用金属材料、碳材料、半导体材料等。具体地：
导电金属材料，包括：铝、铜、钛、铬、银、铁或镍等；也可以是以上金属的合金成分，例如：不锈钢、铁铬铝合金、镍铬合金或镍铁合金等；
碳材料，包括：石墨、导电性的类金刚石、碳纤维、碳纳米管或石墨烯等；
半导体材料，包括：氧化铟锡、氧化镍、碳化硅、氮化铝、氮化镓、掺杂的氧化锡、氧化锌或掺杂的氧化锌，例如：AZO、GZO、IZO、掺B、掺N、P、As、Sb、Mo、掺La系元素、掺IA(Li、Na、K)或IB族(Au、Ag、Cu)元素等。
根据加热温度及功率要求，选择合适的电阻发热层131材料，形成适当厚度的电阻膜，获得合适的阻值范围。其中，电阻发热层131的电阻值可以为0.1欧姆-10欧姆，优选为0.3欧姆-8欧姆，更优选为0.5欧姆-5欧姆，进一步优选为0.6欧姆-3.5欧姆。
在该示例中，电阻发热层131通过物理气相沉积方法沉积在红外辐射层12 上。以下结合具体的制备工艺，对电阻发热层131形成在红外辐射层12上进行说明：
实施例2-1:
采用直流电源、直流脉冲电源、或中频电源进行沉积。制备过程如下所示：
使用钛靶+直流电源，在基体11(石英玻璃)的外壁上沉积钛金属膜；其中，钛的稳定性较好，生物相容性好，食品级接触安全，电阻率相对较高(相对银、铜等)，膜电阻较好控制；
由于钛的电阻率相对较高(5.56×10 -7Ωm)，当与电极焊接或连接时，电极与钛金属膜之间是点接触，会导致接触电阻较大；因此，需要沉积低电阻率的银膜(1.62×10 -6Ωm)，以减小接触电阻；
将镀好钛金属膜的基体11取出，将基体11用金属或耐高温膜材部分覆盖，留出需要镀接触电极的地方，放入真空室，抽真空至5×10 -4Pa以下；
开启银靶的直流电源，在基体11覆盖的区域沉积银膜；
镀银膜完成后，取出基体11，揭开用于覆盖的金属膜或耐高温膜，完成电阻发热层131的制备。
结合实施例1-1、1-2，制备的红外辐射层12、电阻发热层131、第一电极132以及第二电极133如下所示：
1、非晶碳膜+钛金属膜+银膜(接触电极)。其中，镀有银膜的钛金属膜的电阻为1欧姆-3欧姆，优选为2欧姆；非晶碳膜的红外发射率>85％，优选为93.5％。气溶胶形成基质的预热时间可从25秒缩短到20秒。
2、氧化锆/氧化钛复合膜+钛金属膜+银膜(接触电极)。其中，镀有银膜的钛金属膜的电阻为0.75欧姆-3.5欧姆，优选为1.5欧姆；氧化锆/氧化钛复合膜的红外发射率>80％，优选为93.5％。气溶胶形成基质的预热时间可从25秒缩短到20秒。
在该示例中，进一步地，加热器1还包括红外线反射层，红外线反射层为柔性层，可以是铝箔，优选将金属等红外反射材料通过物理气相沉积方法沉积在柔性基材14上，柔性基材14包覆在电阻发热层131外围以将辐射向基体11 外侧的红外线反射回电阻发热层131。柔性基材14可采用聚醚醚酮或者聚酰亚胺等具有高红外反射率的材料制成。
在柔性基材14和电阻发热层131之间还设置有隔离件15，通过隔离件15在红外线反射层与电阻发热层131之间形成间隙，减少热量向远离气溶胶生成基质的方向的散失。隔离件15可以为块状体、凸起或者其他形状体，数量及其形状在此不作限定。隔离件15由聚醚醚酮、氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷中的至少一种制成。
请参考图4所示，与图3的示例所不同的是，呈螺旋状的电阻发热带131沿着基体11的纵向方向变螺距地延伸以使供给到红外辐射层12的热量按期望分布。值得指出的是，沿着基体11的纵向方向延伸是指整体上或者大致上沿该方向延伸，例如，如图3或图4所示的螺旋线所示。其中，红外辐射层12的外表面具有第一区域A和第二区域B；第一区域A靠近气溶胶移动路径(图中的虚线箭头)的上游，第二区域B靠近气溶胶移动路径的下游。位于第一区域A的电阻发热带的螺距大于位于第二区域B的电阻发热带的螺距。
通过在红外辐射层12的不同区域设置电阻发热带的不同螺距，可提升下游区域的气溶胶生成基质的加热速度，达到快速出烟的效果，提升用户体验。
请参考图5所示，与图3的示例所不同的是，发热体还包括与所述电阻发热层电连接的第三电极134；
第三电极134设置为将电阻发热层131沿基体11的纵向方向分隔为第一部分电阻发热层C和第二部分电阻发热层D，通过独立控制馈送至第一部分电阻发热层和/或第二部分电阻发热层的电功率以控制加热基体11的不同位置，实现对气溶胶形成基质进行分段加热。
分段加热可保证气溶胶生成基质的加热速度、香味挥发的一致性以及吸食口感。
进一步地，第一部分电阻发热层C沿基体11的纵向方向的长度大于第二部分电阻发热层D沿基体11的纵向方向的长度。第一部分电阻发热层C靠近气溶胶移动路径的上游，第二部分电阻发热层D靠近气溶胶移动路径的下游。
通过在红外辐射层12的不同区域设置不同长度的部分电阻发热层，可提升 下游区域的气溶胶生成基质的加热速度，达到快速出烟的效果，提升用户体验。
需要说明的是，图3-图5仅示出螺旋状的电阻发热带，电阻发热层131可以为其他图案化的导电轨迹。
请参考图6所示，与图3-图5的示例所不同的是，电阻发热层131包括包覆在红外辐射层12的外表面的连续导电膜，即电阻发热层131包覆红外辐射层12的整个外表面。
需要说明的是，红外辐射层12覆盖在基体11的部分外表面，电阻发热层131覆盖红外辐射层11的部分表面，也是可行的。
在该示例中，电阻发热层131的电阻值可以为0.5欧姆-3欧姆，沉积厚度为0.3微米-3微米。
请再参考图7所示，在一示例中，形成在基体11上的红外辐射层和电阻发热层为多层膜系结构。如图所示，多层膜系结构包括红外辐射层121、电阻发热层1311、红外辐射层122以及电阻发热层1321，电极1312和电极1313分别与电阻发热层1311电连接，电极1322和电极1323分别与电阻发热层1321电连接，电极1312和电极1322并联连接，电极1313和电极1323并联连接。同时，在电阻发热层1321上可直接沉积红外线反射层141，或者电阻发热层1321形成红外线反射层141。
结合实施例1-1、1-2以及2-1进行说明，多层膜系结构可以为：氧化锆/氧化钛复合膜+钛金属膜+氧化锆/氧化钛复合膜+钛金属膜+氮化钛红外线反射膜。其中，整体的电阻为1.2欧姆，红外发射率为96％，气溶胶形成基质的预热时间可从25秒缩短到16秒。
请参考图8所示，在另一示例中，发热体13包括与红外辐射层12可分离的发热件131、以及与发热件131电连接的电极(132、133)；电极(132、133)用于将电源的电功率馈送至发热件131。
在该示例中，所述发热件包括但不限于套接在红外辐射层12外的陶瓷发热件、套接在红外辐射层12外的金属发热件、缠绕在红外辐射层12上的发热丝、包覆在红外辐射层12外的FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)发热膜。
实施方式二
图9-图10是本申请实施方式二提供的一种烟具100，包括壳体组件6和上述的加热器1，加热器1设于壳体组件6内。本实施例的烟具100，通过物理气相沉积方法沉积在基体11的外表面上的红外辐射层12、电阻发热层131，以及与电阻发热层131电连接的电极，电阻发热层131通过电极接受电源的电功率而产生热量，以使红外辐射层12被热量加热升温并产生红外线，红外辐射层12对基体11的腔室内的气溶胶形成基质进行辐射加热。
壳体组件6包括外壳61、固定壳62、固定件63以及底盖64，固定壳62、固定件63均固定于外壳61内，其中固定件63用于固定基体11，固定件63设置于固定壳62内，底盖64设于外壳61一端且盖设外壳61。具体的，固定件63包括上固定座631和下固定座632，上固定座631和下固定座632均设于固定壳62内，基体11的第一端和第二端分别固定在上固定座631和下固定座632上，底盖64上凸设有进气管641，下固定座632背离上固定座631的一端与进气管641连接，上固定座631、基体1、下固定座632以及进气管641同轴设置，且基体11与上固定座631、下固定座632之间密封，下固定座632与进气管641也密封，进气管641与外界空气连通以便于用户抽吸时可以顺畅进气。
烟具100还包括主控制电路板3和电池7。固定壳62包括前壳621与后壳622，前壳621与后壳622固定连接，主控制电路板3和电池7均设置在固定壳62内，电池7与主控制电路板3电连接，按键4凸设在外壳61上，通过按压按键4，可以实现对基体11表面上的红外辐射层12的通电或断电。主控制电路板3还连接有一充电接口31，充电接口31裸露于底盖64上，用户可以通过充电接口31对烟具100进行充电或升级，以保证烟具100的持续使用。
烟具100还包括隔热管5，隔热管5设置在固定壳62内，隔热管5套设在基体11外，隔热管5可以避免大量的热量传递到外壳61上而导致用户觉得烫手。隔热管包括隔热材料，隔热材料可以为隔热胶、气凝胶、气凝胶毡、石棉、硅酸铝、硅酸钙、硅藻土、氧化锆等。所述隔热管也可以包括真空隔热管。隔热管5内还可涂覆有红外线反射涂层，以将基体11上的红外辐射层12发出的红外线反射回电阻发热层131，提高加热效率。
烟具100还包括温度传感器，例如NTC温度传感器2，用于检测基体11的 实时温度，并将检测的实时温度传输到主控制电路板3，主控制电路板3根据该实时温度调节流经电阻发热层上的电流的大小。具体的，当NTC温度传感器2检测到基体11内的实时温度较低时，譬如检测到基体11内侧的温度不到150℃时，主控制电路板3控制电池7输出较高的电压给电极，进而提高电阻发热层中馈入的电流，提高气溶胶形成基质的加热功率，减少用户抽吸第一口所要等待的时间。当NTC温度传感器2检测到基体11的温度为150℃-200℃时，主控制电路板3控制电池7输出正常的电压给电极。当NTC温度传感器2检测到基体11的温度在200℃-250℃时，主控制电路板3控制电池7输出较低的电压给电极；当NTC温度传感器2检测到基体11内侧的温度在250℃及以上时，主控制电路板3控制电池7停止输出电压给电极。
需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (28)

  1. 一种加热器，用于加热气溶胶形成基质，并挥发所述气溶胶形成基质中至少一种成分形成气溶胶供用户吸食；其特征在于，所述加热器包括：
    基体，具有内表面和外表面；
    红外辐射层，形成在所述基体表面上；所述红外辐射层用于产生红外线并至少以辐射方式加热所述气溶胶形成基质；
    发热体，设置在所述基体的外围，用于接受电源的电功率而产生热量，并被配置为将所述热量传递到所述红外辐射层，以使所述红外辐射层被所述热量加热升温而产生所述红外线。
  2. 根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述发热体包括形成在所述基体外围的电阻发热层、与所述电阻发热层电连接的第一电极以及第二电极；
    所述第一电极和所述第二电极用于将所述电源的电功率馈送至所述电阻发热层。
  3. 根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述红外辐射层覆盖所述基体的至少部分外表面，所述电阻发热层覆盖所述红外辐射层的至少部分表面。
  4. 根据权利要求3所述的加热器，其特征在于，所述电阻发热层为图案化的导电轨迹。
  5. 根据权利要求4所述的加热器，其特征在于，所述图案化的导电轨迹为呈螺旋状的电阻发热带，所述电阻发热带沿着所述基体的纵向方向螺旋延伸。
  6. 根据权利要求5所述的加热器，其特征在于，所述电阻发热带沿着所述基体的纵向方向等螺距地延伸。
  7. 根据权利要求5所述的加热器，其特征在于，所述电阻发热带沿着所述基体的纵向方向变螺距地延伸以使供给到所述红外辐射层的热量按期望分布。
  8. 根据权利要求7所述的加热器，其特征在于，所述红外辐射层的外表面至少具有第一区域和第二区域；
    位于所述第一区域的所述电阻发热带的螺距大于位于所述第二区域的所述电阻发热带的螺距。
  9. 根据权利要求8所述的加热器，其特征在于，所述第一区域靠近所述气溶胶移动路径的上游，所述第二区域靠近所述气溶胶移动路径的下游。
  10. 根据权利要求3所述的加热器，其特征在于，所述电阻发热层包括包覆在所述红外辐射层的外表面的连续导电膜。
  11. 根据权利要求2-10任一项所述的加热器，其特征在于，所述发热体还包括与所述电阻发热层电连接的第三电极；
    所述第三电极设置为将所述电阻发热层沿所述基体的纵向方向分隔为第一部分电阻发热层和第二部分电阻发热层，通过独立控制馈送至所述第一部分电阻发热层和/或所述第二部分电阻发热层的电功率以控制加热所述基体的不同位置，实现对所述气溶胶形成基质进行分段加热。
  12. 根据权利要求11所述的加热器，其特征在于，所述第一部分电阻发热层沿所述基体的纵向方向的长度大于所述第二部分电阻发热层沿所述基体的纵向方向的长度。
  13. 根据权利要求12所述的加热器，其特征在于，所述第一部分电阻发热层靠近所述气溶胶移动路径的上游，所述第二部分电阻发热层靠近所述气溶胶移动路径的下游。
  14. 根据权利要求2-13任一所述的加热器，其特征在于，所述电阻发热层的电阻值为0.1欧姆-10欧姆，优选为0.3欧姆-8欧姆，更优选为0.5欧姆-5欧姆，进一步优选为0.6欧姆-3.5欧姆。
  15. 根据权利要求14所述的加热器，其特征在于，所述电阻发热层包括金属材料、碳材料和半导体材料中的至少一种。
  16. 根据权利要求15所述的加热器，其特征在于，所述电阻发热层通过物理气相沉积方法沉积在所述红外辐射层上。
  17. 根据权利要求2-16任一所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括红外线反射层，所述电阻发热层形成所述红外线反射层。
  18. 根据权利要求2-16任一所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括红外线反射层，所述红外线反射层为柔性层，优选将金属材料通过物理气相沉积方法沉积在柔性基材上，所述柔性基材包覆在所述电阻发热层外围以将辐射向所述基体外侧的红外线反射回所述电阻发热层。
  19. 根据权利要求18所述的加热器，其特征在于，所述柔性基材包括聚醚醚酮或者聚酰亚胺。
  20. 根据权利要求18或19所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括隔离件，所述隔离件设置在所述柔性基材和所述电阻发热层之间，以在所述红外线反射层与所述电阻发热层之间形成间隙，减少热量向远离所述气溶胶生成基质的方向的散失。
  21. 根据权利要求20所述的加热器，其特征在于，所述隔离件包括设置在所述柔性基材和所述电阻发热层之间的至少一个凸起。
  22. 根据权利要求20或21所述的加热器，其特征在于，所述隔离件由聚醚醚酮、氧化锆陶瓷和氧化铝陶瓷中的至少一种制成。
  23. 根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述发热体包括与所述红外辐射层可分离的发热件、以及与所述发热件电连接的电极；
    所述电极用于将所述电源的电功率馈送至所述发热件。
  24. 根据权利要求23所述的加热器，其特征在于，所述发热件包括以下至少之一：
    套接在所述红外辐射层外的陶瓷发热件；
    套接在所述红外辐射层外的金属发热件；
    缠绕在所述红外辐射层上的发热丝；
    包覆在所述红外辐射层外的FPC发热膜。
  25. 根据权利要求1-24任一所述的加热器，其特征在于，所述基体包括石英玻璃、蓝宝石、碳化硅、氟化镁陶瓷、氧化钇陶瓷、镁铝尖晶石陶瓷、钇铝石榴石单晶和锗单晶中的至少一种。
  26. 根据权利要求1-25任一所述的加热器，其特征在于，所述红外辐射层包括氧化物、碳材料、碳化物和氮化物中的至少一种。
  27. 一种烟具，其特征在于，所述烟具包括：
    壳体组件；以及
    权利要求1-26任一项所述的加热器；所述加热器设于所述壳体组件内。
  28. 根据权利要求27的加热器，其特征在于，所述加热器还包括呈中空状的隔热管；
    所述隔热管设置在所述加热器的外围，用于至少部分的阻止热量由所述加热器向所述壳体组件的传导。
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