掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

雾化组件及电子雾化装置

文献发布时间:2023-06-19 16:11:11



技术领域

本申请涉及雾化器技术领域,具体是涉及一种雾化组件及电子雾化装置。

背景技术

电子雾化装置由发热体、电池和控制电路等部分组成,发热体作为电子雾化装置的核心元件,其特性决定了电子雾化装置的雾化效果和使用体验。

现有的发热体主要是棉芯发热体和陶瓷发热体。棉芯发热体大多为弹簧状的金属发热丝缠绕棉绳或纤维绳的结构;待雾化的液态气溶胶生成基质被棉绳两端吸取,然后传输至中心金属发热丝处加热雾化。陶瓷发热体大多为在多孔陶瓷体表面形成发热膜,多孔陶瓷体起到导液、储液的作用。

随着技术的进步,用户对电子雾化装置的雾化效果的要求越来越高,为了满足用户的需求,提供了一种薄的发热体以提高供液能力,例如片状的微孔阵列玻璃发热体,但这种薄的发热体易断裂。

发明内容

有鉴于此,本申请提供一种雾化组件及电子雾化装置,以解决现有技术中薄的发热体易断裂的技术问题。

为了解决上述技术问题,本申请提供的第一个技术方案为:提供一种雾化组件,包括雾化座、发热件、抵持部、支撑件和密封件;所述雾化座具有收容腔;所述发热体设置于所述收容腔,用于吸收并加热雾化所述气溶胶生成基质;所述支撑件与所述抵持部配合以夹持所述发热体;所述密封件至少部分位于所述发热体与所述抵持部之间;所述密封件至少覆盖所述发热体对应所述支撑件的区域;所述密封件上设置有进液口,使所述发热体至少部分暴露用以吸收所述气溶胶生成基质。

其中,所述雾化组件还包括储液腔,所述储液腔用于存储所述气溶胶生成基质;所述发热体包括吸液面,所述吸液面通过所述密封件的所述进液口与所述储液腔流体相通。

其中,所述发热体包括电极,所述支撑件至少部分设置于所述电极对应处。

其中,所述发热体包括片状基体和发热元件;所述片状基体为平板状;所述支撑件与所述抵持部分别从所述片状基体沿着厚度方向的相对两侧夹持所述片状基体。

其中,所述发热体包括两个电极,设置于所述片状基体靠近所述支撑件的表面;所述电极与所述发热元件电连接;所述支撑件包括两个导电支撑件,两个所述导电支撑件分别与两个所述电极抵接。

其中,两个所述导电支撑件为所述雾化组件的两个顶针,且刚性固定在所述雾化座上。

其中,所述片状基体为厚度小于等于1mm的玻璃片;或所述片状基体为厚度小于等于2mm的多孔陶片。

其中,所述片状基体折弯强度低于100MPa。

其中,所述片状基体包括相对的吸液面和雾化面,所述吸液面至少部分从所述密封件的所述进液口露出以吸收所述气溶胶生成基质,所述发热元件设在所述雾化面上。

其中,所述发热体还包括两个电极;所述片状基体为致密基体,所述致密基体上设置有多个第一微孔,所述第一微孔为贯穿所述雾化面和所述吸液面的通孔;所述发热元件和所述电极设置于所述雾化面且相互电连接。

其中,所述致密基体设有微孔阵列区和围绕所述微孔阵列区一周设置的留白区;所述微孔阵列区中设置有多个所述第一微孔;所述电极至少部分设置于所述雾化面的留白区,所述发热元件设置于所述雾化面的微孔阵列区;所述密封件设置于所述吸液面的留白区。

其中,所述密封件完全覆盖所述吸液面的留白区,所述进液口使所述吸液面的微孔阵列区完全暴露。

其中,所述雾化座包括雾化顶座和雾化底座;所述雾化顶座具有所述抵持部。

其中,所述支撑件固定于所述雾化底座上。

其中,所述雾化顶座具有收容槽,所述收容槽与所述雾化底座配合形成所述收容腔;所述收容槽的底壁作为所述抵持部;所述发热体设置于所述收容槽内,所述密封件设置于所述收容槽的底壁与所述发热体的吸液面之间。

其中,所述雾化组件还包括储液腔,用于存储所述气溶胶生成基质;所述雾化顶座具有下液通道;所述下液通道将所述进液口与所述储液腔连通;所述发热体与所述雾化底座配合形成雾化腔。

其中,所述密封件远离所述储液腔的表面具有两个定位部;两个所述定位部相对且间隔设置;所述发热体设置于两个所述定位部之间。

其中,所述支撑件为独立于所述雾化座的环形结构;所述支撑件通过卡接设置于所述雾化顶座的收容槽内或通过所述雾化底座支撑设置于所述雾化顶座的收容槽内。

其中,所述雾化座的材料为塑胶;所述密封件的材料为硅胶或氟橡胶。

其中,所述储液腔的腔壁的端面和/或所述雾化座具有所述抵持部。

为了解决上述技术问题,本申请提供的第二个技术方案为:提供一种电子雾化装置,包括雾化组件和电源组件,所述雾化组件为上述任意一项所述的雾化组件,所述电源组件控制所述雾化组件工作。

本申请的有益效果:区别于现有技术,本申请的雾化组件包括雾化座、发热体、抵持部、支撑件和密封件;雾化座具有收容腔;发热体设置于收容腔,用于吸收并加热雾化气溶胶生成基质;支撑件与抵持部配合以夹持发热体;密封件至少部分位于发热体与抵持部之间;密封件至少覆盖发热体对应支撑件的区域;密封件上设置有进液口,使发热体至少部分暴露用以吸收气溶胶生成基质,密封件在实现密封的同时缓冲支撑件对发热体的力,防止发热体断裂。

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是本申请提供的电子雾化装置的结构示意图;

图2是本申请提供的雾化组件沿第一方向的剖视结构示意图;

图3是本申请提供的雾化组件沿第二方向的剖视结构示意图;

图4是本申请提供的发热体的结构示意图;

图5是图4提供的发热体中致密基体的结构示意图;

图6是图4提供的发热体的从雾化面一侧观看的结构示意图;

图7是图4提供的发热体的从吸液面一侧观看的结构示意图;

图8是图2提供的雾化组件的局部结构示意图;

图9a是图8的另一方向的结构示意图;

图9b是本申请提供的雾化组件另一实施方式的局部结构简图

图10是本申请提供的雾化组件另一实施方式的局部结构示意图;

图11是本申请提供的雾化组件又一实施方式的局部结构示意图;

图12是图3提供的局部结构示意图;

图13是图12中凸起部另一实施方式与密封件的进液口配合的结构示意图;

图14是本申请提供的发热体的致密基体厚度/第一微孔孔径与雾化量之间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本申请,但不对本申请的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例,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它实施例,都属于本申请保护的范围。

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该特征。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,如果该特定姿态发生改变时,则该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该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。

请参阅图1,图1是本申请提供的电子雾化装置的结构示意图。

电子雾化装置可用于液态基质的雾化。电子雾化装置包括相互连接的雾化组件1和电源组件2。雾化组件1用于存储液态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,液态气溶胶生成基质可以是药液、植物草叶类液体等液态基质;雾化组件1具体可用于不同的领域,比如,医疗、电子气溶胶化等。电源组件2包括电池(图未示)、气流传感器(图未示)以及控制器(图未示)等;电池用于为雾化组件1供电,以使得雾化组件1能够加热雾化气溶胶生成基质形成气溶胶;气流传感器用于检测电子雾化装置中气流变化,控制器根据气流传感器检测到的气流变化控制雾化组件1是否工作。雾化组件1与电源组件2可以是一体设置,也可以是可拆卸连接,根据具体需要进行设计。

请参阅图2,图2是本申请提供的雾化组件沿第一方向的剖视结构示意图。

雾化组件1包括壳体10、雾化座11和发热体12。壳体10具有储液腔13、出气通道14,储液腔13用于储存液态的气溶胶生成基质,储液腔13环绕出气通道14设置。壳体10的端部还具有抽吸口15,抽吸口与出气通道14连通。壳体10在储液腔13背离抽吸口15的一侧具有容置腔16,雾化座11设置于容置腔16中。雾化座11包括雾化顶座111和雾化底座112;可选的,雾化座11的材料为塑胶。雾化顶座111和雾化底座112配合形成收容腔113;即,雾化座11具有收容腔113。具体的,雾化顶座111上设置有收容槽1111,收容槽1111与雾化底座112配合形成收容腔113。发热体12设置于收容腔113中,同雾化座11一起设置于容置腔16中。

雾化顶座111上设置有两个下液通道114,具体的,雾化顶座111的顶壁上设置有两个下液通道114,两个下液通道114设置于出气通道14的两侧。下液通道114的一端与储液腔13连通,另一端与收容腔113连通,即,下液通道114使储液腔13与收容腔113连通,以使储液腔13中的气溶胶生成基质通道下液通道114进入发热体12。也就是说,发热体12与储液腔13流体相通,发热体12用于吸收并加热雾化气溶胶生成基质。

在其他实施方式中,储液腔13可以不是由壳体10形成的,而是独立的部件,例如储液瓶,将该独立的储液腔13设置于壳体10之外通过针管并与壳体10的内部空间中即可实现对发热体12供液。

在本实施例中,发热体12远离储液腔13的表面为雾化面,发热体12的雾化面与收容腔113的内壁面之间形成雾化腔115,雾化腔115与出气通道14连通。雾化底座112上设置有进气口116,以使外界与雾化腔115连通。外界气体通过进气口116进入雾化腔115,携带发热体12雾化好的气溶胶进入出气通道14,最终到达抽吸口15,被用户吸食。

雾化组件1还包括导通件17,导通件17固定于雾化底座112。导通件17的一端于发热体12电连接,另一端用于与电源组件2电连接,以使发热体12能够工作。

雾化组件1还包括密封件18和密封顶盖19。密封件18设置于发热体12与雾化顶座111之间,用于对发热体12与下液通道114之间实现密封,防止漏液。即,密封件18用于密封发热体12的周边。密封顶盖19设置于雾化顶座111靠近储液腔13的表面,用于实现对储液腔13与雾化顶座111、出气通道14之间的密封,防止漏液。可选的,密封件18和密封顶盖19的材料为硅胶或氟橡胶。

请参阅图3,图3是本申请提供的雾化组件沿第二方向的剖视结构示意图。

在雾化顶座111的外侧面与壳体10的内侧面之间存在间隙,从进气口116进入的外界气体进入雾化腔115,携带发热体12雾化好的气溶胶,经过雾化顶座111的外侧面与壳体10的内侧面之间的间隙进入出气通道14。

请参阅图4和图5,图4是本申请提供的发热体的结构示意图,图5是图4提供的发热体中致密基体的结构示意图。

发热体12包括片状基体125和发热元件126。发热元件126设置于片状基体125上。片状基体125可以是厚度小于等于1mm的片状致密基体,例如,片状致密基体为片状玻璃片;片状基体125也可以是厚度小于等于2mm的片状多孔陶瓷基体。折弯强度低于100MPa的片状基体125两侧直接与硬物抵触容易断裂,而采用本发明的后续介绍的保护结构可以减少或避免出现片状基体125的断裂情况。发热元件126可以是发热片、发热膜、发热网等,可以设置在片状基体125的表面,也可以埋设在片状基体125内部,具体根据需要进行设计。在一些实施例中,片状基体125本身可以发热,自身发热的陶瓷发热体,此时发热元件为电极和片状基体125的组合。

其中,片状基体125所定义的片状是相对于块状体来说的,片状基体125的长度与厚度的比值相对于块状体的长度与厚度的比值要大。在本实施方式中,片状基体125为平板状。在其他实施方式中,片状基体125也可以是弧状、筒状等,例如圆筒状,雾化组件1中的其他结构与片状基体125的具体结构配合设置。下面以片状基体125为平板状为例进行介绍。

片状基体125包括相对的吸液面和雾化面,在本实施方式中,发热元件126设在雾化面上。下面对发热体12中的片状基体125为厚度小于等于1mm的片状致密基体121,发热体12中的发热元件126为发热膜122进行详细介绍。

参见图5,致密基体121包括第一表面1211以及与第一表面1211相对的第二表面1212;致密基体121上设置有多个第一微孔1213,第一微孔1213为贯穿第一表面1211和第二表面1212的通孔。参见图4,发热膜122形成于第一表面1211上;发热膜122在常温下的电阻为0.5欧姆-2欧姆,其中,常温为25℃。可以理解的是,致密基体121起结构支撑作用,发热膜122与电源组件2电连接。在电子雾化装置的功率为6瓦-8.5瓦,电池的电压范围为2.5伏-4.4伏时,为了达到电池的工作电阻,发热体12的发热膜122在常温下的电阻范围为0.5欧姆-2欧姆。其中,致密基体121上设置有发热膜122的表面为雾化面,即,致密基体121的第一表面1211为雾化面,致密基体121的第二表面1212为吸液面;第一微孔1213用于将气溶胶生成基质从吸液面导引至雾化面,第一微孔1213具有毛细作用。

本申请通过在致密基体121上设置多个具有毛细作用力的第一微孔1213,使得发热体12的孔隙率的大小可精确控制,提升产品的一致性。也就是说,在批量生产中,发热体12中致密基体121的孔隙率基本一致,形成于致密基体121上的发热膜122的厚度均匀,使得同一批出厂的电子雾化装置雾化效果一致。

储液腔13中的气溶胶生成基质经过下液通道114到达发热体12的致密基体121,利用致密基体121上第一微孔1213的毛细作用力将气溶胶生成基质从第二表面1212导引至第一表面1211,使气溶胶生成基质被发热膜122雾化;也就是说,第一微孔1213通过下液通道114与储液腔13连通。其中,致密基体121的材料可以为玻璃或致密陶瓷;致密基体121为玻璃时,可以普通玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、光敏铝硅酸锂玻璃中的一种。

下面以致密基体121的材料为玻璃进行介绍。

在具体实施方式中,第一微孔1213的延伸方向可以与致密基体121的厚度方向垂直,也可以与致密基体121的厚度方向形成夹角,夹角的范围为80度-90度。第一微孔1213的纵截面可以为矩形、梯形、两端大中间小的哑铃形等。第一微孔1213的纵截面形状及其延伸方向可以根据需要进行设计。由于第一微孔1213被设置呈规则的几何形状,因此第一微孔1213在发热体12的体积能够计算得出,从而也可以计算得出整个发热体12的孔隙率,使得同类产品的发热体12的孔隙率的一致性能够得到良好的保证。

致密基体121可以设置为规则的形状,如矩形板状、圆形板状等。在本实施方式中,设置于致密基体121上的多个第一微孔1213呈阵列排布;即,设置于致密基体121上的多个第一微孔1213之间呈规则排布,多个第一微孔1213中相邻的第一微孔1213之间的孔中心距相同。可选的,多个第一微孔1213呈矩形阵列排列;或多个第一微孔1213呈圆形阵列排列;或多个第一微孔1213呈六角形阵列排列。其中,多个第一微孔1213的孔径可以相同,也可以不同,根据需要进行设计。

致密基体121的第一表面1211和第二表面1212均包括光滑表面,第一表面1211为平面。也就是说,致密基体121的第一表面1211为光滑表面,且为平面,发热膜122形成于第一表面1211,第一表面1211为光滑表面有利于金属材料在厚度较小的情况下沉积成膜。

在一实施方式中,致密基体121的第一表面1211和第二表面1212均为光滑表面,均为平面,且致密基体121的第一表面1211和第二表面1212平行设置;第一微孔1213贯穿第一表面1211和第二表面1212,第一微孔1213的轴线与第一表面1211和第二表面1212垂直,第一微孔1213的截面为圆形;此时,致密基体121的厚度与第一微孔1213的长度相等。可以理解,第二表面1212与第一表面1211平行,第一微孔1213由第一表面1211贯穿至第二表面1212,使得致密基体121的生产工艺简单,降低成本。致密基体121的厚度为第一表面1211与第二表面1212之间的距离。第一微孔1213可以为孔径均匀的直通孔,也可以为孔径不均匀的直通孔,只要孔径的变化范围在50%之内即可。例如,由于制备工艺所限,通过激光诱导和腐蚀在玻璃上开设的第一微孔1213通常为两端孔径大中间孔径小。因此,只要确保第一微孔1213的中间部分的孔径不小于两端端口的孔径的一半即可。

在另一实施方式中,致密基体121的第一表面1211为光滑表面,且为平面,以利于金属材料在厚度较小的情况下沉积成膜。致密基体121的第二表面1212为光滑表面,且第二表面1212可以为非平面,例如,斜面、弧面、锯齿面等,第二表面1212可以根据具体需要进行设计,只需使第一微孔1213贯穿第一表面1211和第二表面1212即可。

相对现有的棉芯发热体和多孔陶瓷发热体,本申请提供的这种带微孔的薄片式结构的发热体12供液通道更短,供液速度更快,但漏液风险液更大。因此,本申请发明人研究了致密基体121厚度与第一微孔1213的孔径的比例对发热体12导液的影响,结果发现,增大致密基体121厚度、减小第一微孔1213的孔径可以降低漏液风险但也会减小供液速率,减小致密基体121的厚度、增大第一微孔1213的孔径可以增大供液速率但又会提高漏液风险,二者相互矛盾。为此,本申请设计了致密基体121的厚度、第一微孔1213的孔径,以及致密基体121厚度与第一微孔1213孔径的比例,使发热体12在功率为6瓦-8.5瓦、电压为2.5伏-4.4伏工作时,既能实现充足的供液,也能防止漏液。其中,致密基体121的厚度为第一表面1211与第二表面1212之间的距离。

另外,本申请发明人研究了相邻第一微孔1213的孔中心距与第一微孔1213孔径的比值,发现如果相邻第一微孔1213的孔中心距与第一微孔1213孔径的比值过大,致密基体121的强度较大也容易加工,但是孔隙率太小,容易导致供液量不足;如果相邻第一微孔1213的孔中心距与第一微孔1213孔径的比值过小,孔隙率较大,供液量充足,但是致密基体121的强度较小而且不容易加工;为此,本申请还设计了相邻第一微孔1213的孔中心距与第一微孔1213孔径的比值,在满足供液能力的前提下,尽可能提升了致密基体121的强度。

下面以致密基体121的材料为玻璃,且致密基体121的第一表面1211和第二表面1212均为光滑的平面且平行设置时,对致密基体121的厚度、第一微孔1213的孔径、致密基体121厚度与第一微孔1213孔径的比例、相邻两个第一微孔1213之间的孔中心距与第一微孔1213的孔径的比例进行介绍。

致密基体121的厚度为0.1毫米-1毫米。致密基体121的厚度大于1毫米时,无法满足供液需求,导致气溶胶量下降,且造成的热损失多,设置第一微孔1213的成本高;致密基体121的厚度小于0.1毫米时,无法保证致密基体121的强度,不利于提高电子雾化装置的性能。优选,致密基体121的厚度为0.2毫米-0.5毫米。致密基体121上第一微孔1213的孔径为1微米-100微米。第一微孔1213的孔径小于1微米时,无法满足供液需求,导致气溶胶量下降;第一微孔1213的孔径大于100微米时,气溶胶生成基质容易从第一微孔1213内流出至第一表面1211造成漏液,导致雾化效率下降。优选,第一微孔1213的孔径为20微米-50微米。可以理解的是,致密基体121的厚度和第一微孔1213的孔径根据实际需要进行选择。

致密基体121厚度与第一微孔1213孔径的比例为20:1-3:1;优选,致密基体121厚度与第一微孔1213孔径的比例为15:1-5:1(参见图14,通过实验发现致密基体121厚度与第一微孔1213孔径的比例为15:1-5:1时,具有较好的雾化效果)。当致密基体121的厚度与第一微孔1213的孔径的比例大于20:1时,通过第一微孔1213的毛细作用力供给的气溶胶生成基质难以满足发热体12的雾化需求量,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121的厚度与第一微孔1213的孔径的比例小于3:1时,气溶胶生成基质容易从第一微孔1213内流出至第一表面1211,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。

相邻两个第一微孔1213之间的孔中心距与第一微孔1213的孔径的比例为3:1-1.5:1,以使致密基体121上的第一微孔1213在满足供液能力的前提下,尽可能提升致密基体121的强度;优选,相邻两个第一微孔1213之间的孔中心距与第一微孔1213的孔径的比例为3:1-2:1;更优选,相邻两个第一微孔1213之间的孔中心距与第一微孔1213的孔径的比例为3:1-2.5:1。

在一个具体实施例中,优选,致密基体121的厚度与第一微孔1213的孔径的比例为15:1-5:1,相邻两个第一微孔1213之间的孔中心距与第一微孔1213的孔径的比例为3:1-2.5:1。

可以理解的是,本申请提供的致密基体121的厚度、第一微孔1213的孔径、致密基体121厚度与第一微孔1213孔径的比例、相邻第一微孔1213的孔中心距与第一微孔1213孔径的比例可以根据需要进行组合设计。

由于发热体12中的致密基体121为致密材料,能够起到结构支撑的作用。相对于现有的棉芯发热体的弹簧状的金属发热丝和多孔陶瓷发热体的金属厚膜导线,对发热体12中的发热膜122的强度和厚度无要求,发热膜122可以采用低电阻率的金属材料。

在一实施方式中,形成于致密基体121的第一表面1211上的发热膜122为薄膜,发热膜122的厚度范围为200纳米-5微米,即发热膜122的厚度较薄;优选,发热膜122的厚度范围为200纳米-1微米;更优选,发热膜122的厚度范围为200纳米-500纳米。当发热膜122为薄膜时,发热膜122具有与多个第一微孔1213一一对应且相互连通的多个第二微孔1221。进一步,发热膜122还形成于第一微孔1213的内表面;优选,发热膜122还形成于第一微孔1213的整个内表面(结构如图4所示)。在第一微孔1213的内表面设置有发热膜122,使得气溶胶生成基质在第一微孔1213内就可以被雾化,有利于提高雾化效果。

发热膜122越薄,对第一微孔1213的孔径的影响就越小,进而实现较好的雾化效果;而且发热膜122越薄,发热膜122本身吸热少,电热损耗低,发热体12升温速度快。在发热膜122在常温下的电阻为0.5欧姆-2欧姆的基础上,本申请采用低导电率的金属材料,以形成较薄的金属膜,尽可能降低对第一微孔1213的孔径的影响。可选的,发热膜122的电阻率不大于0.06*10

进一步,本申请发明人研究发现,液态气溶胶生成基质中包含各种香精香料和添加剂,含硫、磷、氯等元素,发热膜122通电加热时银和铜易发生腐蚀失效。金具有非常强的化学惰性,铝表面会生成致密氧化薄膜,这两种材料在液态气溶胶生成基质中非常稳定,优选作为发热膜122材料。

发热膜122可以通过物理气相沉积(如,磁控溅射、真空蒸发、离子镀)或化学气相沉积(离子体辅助化学沉积、激光辅助化学沉积、金属有机化合物沉积)的方式形成于致密基体121的第一表面1211。可以理解的是,发热膜122的形成工艺使其不会覆盖第一微孔1213,即,第一微孔1213贯穿发热膜122。通过物理气相沉积或化学气相沉积在致密基体121的第一表面1211形成发热膜122的同时也就在第一微孔1213的内表面形成了发热膜122。在选用磁控溅射的方式在致密基体121的第一表面1211形成发热膜122时,磁控溅射时金属原子与第一表面1211垂直,与第一微孔1213的内表面平行,金属原子更容易沉积在第一表面1211;假设金属原子沉积在第一表面1211形成的发热膜122的厚度为1微米,此时金属原子沉积在第一微孔1213的内表面的厚度远小于1微米,甚至达不到0.5微米;发热膜122沉积在第一表面1211的厚度越薄,形成于第一微孔1213内表面的发热膜122的厚度越薄,对第一微孔1213的孔径影响越小。由于发热膜122的厚度远小于第一微孔1213的孔径,且发热膜122沉积于第一微孔1213内的部分的厚度要小于沉积于致密基体121的第一表面1211的部分的厚度,因此,发热膜122沉积于第一微孔1213内对第一微孔1213的孔径影响可以忽略。

请参阅图6和图7,图6是图4提供的发热体的从雾化面一侧观看的结构示意图,图7是图4提供的发热体的从吸液面一侧观看的结构示意图。

发热体12还包括两个电极123;即,发热体12包括致密基体121、发热膜122和两个电极123。致密基体121包括雾化面以及与雾化面相对的吸液面。发热膜122和电极123设置于雾化面且相互电连接;即,发热元件126和电极123设置于雾化面且相互电连接。致密基体121上设置有多个第一微孔1213,即,可以在整个致密基体121表面以阵列排布的方式设置多个第一微孔1213,也可以仅在致密基体121的部分表面以阵列排布的方式设置多个第一微孔1213。其中,发热膜122为薄膜,发热膜122具有与多个第一微孔1213一一对应且相互连通的多个第二微孔1221。

本申请发明人研究发现,致密基体121上设置的第一微孔1213的数量越多,致密基体121的强度越低,不利于将发热体12应用于产品。因此,优选的,仅在致密基体121的部分表面以阵列排布的方式设置多个第一微孔1213,详细介绍如下。

致密基体121设有微孔阵列区1218和邻近微孔阵列区1218的留白区1219。微孔阵列区1218具有多个第一微孔1213,第一微孔1213为贯穿雾化面和吸液面的通孔,第一微孔1213用于将气溶胶产生基质从吸液面导流至雾化面。电极123设置于雾化面的留白区1219。发热膜122设置于致密基体121且与电极123电连接,用于加热雾化气溶胶生成基质;具体地,发热膜122(即,发热元件126)设置于雾化面的微孔阵列区1218。其中,吸液面的留白区1219用于与密封件18配合,吸液面的留白区1219至少部分被密封件18覆盖。也就是说,密封件18设置于致密基体121的吸液面,且覆盖至少部分吸液面的留白区1219。

通过在致密基体121上设有微孔阵列区1218和邻近微孔阵列区1218的留白区1219,可以理解,留白区1219上并未设置第一微孔1213,减少了致密基体121上第一微孔1213的数量,以此提高发热体12中致密基体121的强度,降低在致密基体121上设置第一微孔1213的生产成本。并且致密基体121的吸液面的留白区1219与密封件18配合,密封件18在实现密封的同时防止发热体12中的致密基体121断裂。

在一实施方式中,留白区1219围绕微孔阵列区1218一周设置。致密基体121中的微孔阵列区1218作为雾化区,覆盖发热膜122及发热膜122周边区域,也就是基本覆盖达到雾化气溶胶生成基质温度的区域,充分利用了热效率。发热体12分为不同的功能区(微孔阵列区12218和留白区1219具有不同功能),根据不同的功能最大优化结构,既满足高的热效率,又满足强度要求和密封要求。

具体地,留白区1219包括两个第一子留白区1219a和两个第二子留白区1219b,两个第一子留白区1219a分别位于微孔阵列区1218沿第一方向的相对两侧,两个第二子留白区1219b分别位于微孔阵列区1218沿第二方向的相对两侧,第二方向垂直于第一方向。第一子留白区1219a的宽度大于第二子留白区1219b的宽度。其中,第一子留白区的宽度为2.1mm-2.6mm;第二子留白区1219b的宽度大于等于0.5mm。可以理解,本申请中的致密基体121的微孔阵列区1218周边的区域的尺寸大于第一微孔1213的孔径,才能称之为留白区;即,本申请中的留白区1219是可以形成第一微孔1213而没有形成第一微孔1213的区域,而非微孔阵列区1218周边的无法形成第一微孔1213的区域。在一个实施例中,距离致密基体121的边线最近的第一微孔1213与致密基体121的边线之间的间距大于第一微孔1213的孔径,才认为在微孔阵列区1218的周向上设有留白区1219。

在一实施方式中,致密基体121为矩形平板状,微孔阵列区1218中的多个第一微孔1213呈矩形阵列排布;两个第一子留白区1219a的宽度相同,两个第二子留白区1219b的宽度相同。可以理解,致密基体121的形状可以根据需要进行设计,微孔阵列区1218中的多个第一微孔1213的排布方式可以根据需要进行设计,留白区1219的设置方式及其尺寸可以根据需要进行设计,本申请对上述并不进行限定。

在一实施方式中,电极123设置于第一子留白区1219a,以保证电极123的连续性和稳定性,且使设置于致密基体121雾化面上的电极123与导通件17具有足够大的接触面积,保证导通件17与发热体12的电极123电连接的稳定性。可以理解,将第一子留白区1219a的宽度设置为2.1mm-2.6mm,便于将电极123设置于第一子留白区1219a。另外,第一子留白区1219a可以用作后续安装的主要夹持区域,例如通过顶针和雾化座11的抵接部夹持第一子留白区1219a,因此,将第一子留白区1219a的宽度设置为2.1mm-2.6mm,既可以保证第一子留白区1219a可以承受足够的夹持应力,又不至于由于发热体12长度过大而导致雾化器1宽度过大。电极123至少部分设置于第一子留白区1219a(即,电极123部分设置于留白区,部分设置于微孔阵列区1218),能够实现与导通件17的电连接即可;优选的,电极123全部设置于第一子留白区1219a,降低电极123与导通件17之间的装配精度要求。

可以理解,密封件18为环形结构(参见图8和图9a),密封件18是有一定宽度的,将第二子留白区1219b的宽度设置为大于等于0.5mm是为了实现留白区1219能够与密封件18配合,进而实现吸液面的留白区1219至少部分被密封件18覆盖。

请参阅图8和图9a,图8是图2提供的雾化组件的局部结构示意图,图9a是图8的另一方向的结构示意图。

参见图2,雾化顶座111具有收容槽1111,发热体12设置于收容槽1111内,密封件18至少部分设置于收容槽1111的底壁与发热体12的吸液面之间。雾化顶座111上的下液通道114与收容槽1111连通,以使气溶胶生成基质进入发热体12。发热体12和密封件18设置于收容槽1111内。其中,收容槽1111的底壁形成抵持部(图未示)。即,雾化顶座111具有抵持部,也就是雾化座11具有抵持部。

具体地,雾化顶座111和雾化底座112分别从吸液面和雾化面的两侧夹持发热体12,密封件18夹持于发热体12的留白区与雾化顶座111之间;即,密封件18夹持于发热体的留白区与雾化座11之间。

雾化组件1还包括支撑件120,支撑件120设置于发热体12远离储液腔13的一侧。支撑件120固定于雾化底座112上。支撑件120与抵持部配合以夹持发热体12;具体地,支撑件120与抵持部分别从发热体12的片状基体125沿着其厚度方向的相对的两侧夹持片状基体125。发热体12的两个电极123设置于片状基体125靠近支撑件120的表面。密封件18至少部分位于发热体12与抵持部之间;具体的,密封件18至少部分位于发热体12与收容槽1111的底壁之间。也就是说,密封件18全部位于发热体12靠近抵持部的表面;或,密封件18部分位于发热体12靠近抵持部的表面,部分位于发热体12的侧面;或,密封件18部分位于发热体12靠近抵持部的表面,部分位于发热体12的侧面,部分位于发热体12远离抵持部的表面,具体根据需要进行设计。

支撑件120、密封件18与雾化座11之间的设置方式对片状发热体12起到保护作用,称之为发热体12的保护结构。

在另一实施方式中,也可以不需在雾化顶座111上设置收容槽1111,以使收容槽1111的底壁作抵持部使用,抵持部可以为雾化座11其他结构形成的,能够使抵持部与支撑件120配合夹持发热体12即可。在又一实施方式中,储液腔13腔壁靠近发热体12的端面与密封件18抵接,且储液腔13腔壁靠近发热体12的端面与支撑件120配合夹持发热体12;也就是说,储液腔13腔壁靠近发热体12的端面作为抵持部(如图9b所示,图9b是本申请提供的雾化组件另一实施方式的局部结构简图)。抵持部的设置方式根据需要进行设计,本申请对此并不限定。

发热体12的端部可以搭接于雾化顶座111和/或雾化底座112上。支撑件120至少部分设置于发热体12的中间位置(该中间位置不是指发热体12的正中心,而是指发热体12除了边缘的其他位置),而不是发热体12的边缘,以进一步固定发热体12。这是由于片状发热体12强度较小,如果夹持发热体12的边缘,发热体12的中间悬空的部分太多,破裂风险较大。在一具体实施方式中,支撑件120至少部分设置于发热体12的电极123对应处;其中,发热体12的电极123位于发热体12的中间位置。

密封件18至少覆盖发热体12对应支撑件120的区域。密封件18上设置有进液口181,使发热体12至少部分暴露,也就是使多个第一微孔1213中的至少部分暴露,从而与储液腔13流体相通;即,发热体12的吸液面至少部分从密封件18的进液口181露出以吸收气溶胶生成基质。当致密基体121的整个表面都设置有第一微孔1213,进液口181至少使对应于雾化区的第一微孔1213暴露;当致密基体121设有微孔阵列区1218和留白区1219,进液口181至少使微孔阵列区1218中对应于雾化区的第一微孔1213暴露,优选的,进液口181使吸液面的整个微孔阵列区1218完全暴露。

密封件18上的进液口181使雾化顶座111上的下液通道114与致密基体121上的第一微孔1213连通;下液通道114将进液口181与储液腔13连通,储液腔13中的气溶胶生成基质通过下液通道114、进液口181进入发热体12。也就是说,发热体12的吸液面通过密封件18的进液口181与储液腔13流体相通。发热体12与雾化底座112配合形成雾化腔115,具体的,发热体12的雾化面与雾化底座112配合形成雾化腔115。

可以理解,在其他实施方式中,密封件18上的进液口181使发热体12与储液腔13直接流体连通,;也就是说,并不需要设置下液通道114,储液腔13中的气溶胶生成基质仅通过进液口181就可以进入发热体12。

通过支撑件120与雾化座11的配合实现对发热体12的固定;也就是说,支撑件120和雾化座11夹持发热体12,实现对发热体12的固定。由于发热体12中致密基体121的材料为玻璃或致密陶瓷,固定发热体12的夹持力太大,易使发热体12破裂,不利于将该发热体12应用于产品。为了解决该问题,使密封件18至少覆盖发热体12对应支撑件120的区域,密封件18在实现密封的同时作为缓冲件,可以对冲支撑件120过多的压力,以此防止发热体12破裂。

在一实施方式中,发热体12中的致密基体121的整个表面上以阵列排布的方式设置多个第一微孔1213;即,发热膜122和电极123上均具有与多个第一微孔1213对应的第二微孔1221。即使致密基体121的整个表面都设置有第一微孔1213,通过使密封件18至少覆盖发热体12对应支撑件120的区域,密封件18能够缓冲支撑件120施加给发热体12的力,依然能够应用于产品。

在另一实施方式中,发热体12中的致密基体121仅有部分表面以阵列排布的方式设置多个第一微孔1213。即,致密基体121设有微孔阵列区1218和围绕微孔阵列区1218一周设置的留白区1219;微孔阵列区1218中设置有多个第一微孔1213,留白区1219并未设置第一微孔1213。电极123至少部分设置于雾化面的留白区1219,发热膜122设置于雾化面的微孔阵列区1218;密封件18设置于吸液面的留白区1219。可以理解,由于支撑件120设置于发热体12远离密封件18的一侧,即,支撑件120设置于雾化面;发热膜122设置于雾化面的微孔阵列区1218,为了避免支撑件120对雾化效率、口感的影响,支撑件120设置于雾化面的留白区,相应的密封件18设置于吸液面的留白区1219,且至少覆盖对应于支撑件120的区域。优选的,密封件18完全覆盖吸液面的留白区1219,以此简化密封件18的生产工艺,且便于装配;此时,密封件18上的进液口181使吸液面的微孔阵列区1218完全暴露。在不考虑雾化效率和口感的前提下,密封件18也可以同时设置于留白区1219和微孔阵列区1218(发热体12依然可以雾化气溶胶生成基质),能够防止发热体12破裂即可。其中,电极123可以部分设置于留白区1219,部分设置于微孔阵列区1218;电极123也可以完全设置于留白区1219,能够实现电极123与发热膜122、电极123与导通件17的稳定电连接即可,电极123的具体设置方式可以根据需要进行设计。

参见图9a,密封件18远离储液腔13的表面具有两个定位部182;两个定位部182相对且间隔设置;发热体12设置于两个定位部182之间。两个定位部182对发热体12进行限位,防止发热体12晃动。在本实施方式中,密封件18远离储液腔13的表面包括第一侧边和与第一侧边相对的第二侧边,以及连接第一侧边和第二侧边的第三侧边、第四侧边;定位部182为长条状,一个设置于第一侧边,另一个设置于第二侧边;定位部182的第一端与第三侧边之间的距离大于等于零,定位部182的第二端与第四侧边之间的距离大于等于零,定位部182的第一端与第三侧边之间的距离和定位部182的第二端与第四侧边之间的距离相同。定位部182的具体设置方式,可以根据需要进行设计,能够实现对发热体12的限位即可。

参见图2、图8和图9a,导通件17为顶针,顶针的一端与发热体12的电极抵接,顶针的另一端用于与电源组件2电连接。

在一实施方式中,支撑件120包括两个导电支撑件,两个导电支撑件分别与两个电极123抵接。两个导电支撑件为两个顶针,且刚性固定在雾化座11上。即,顶针同时用作支撑件120。密封件18至少覆盖发热体12的吸液面对应顶针的区域。具体地,雾化顶座111具有收容槽1111,发热体12设置于收容槽1111内,密封件18设置于收容槽1111的底壁与发热体12的吸液面之间,顶针与雾化顶座111配合夹持发热体12,实现对发热体12的固定。

请参阅图10,图10是本申请提供的雾化组件另一实施方式的局部结构示意图。

图10提供的雾化组件1的结构与图2提供的雾化组件1的结构基本相同,不同之处在于导通件17和支撑件120的设置不同。

在另一实施方式中,导通件17为弹片或弹针,固定在雾化底座112上。雾化底座112与发热体12的雾化面抵接,雾化底座112同时用作支撑件120。可选的,雾化底座112与发热体12雾化面的留白区1219抵接,以利于雾化效率和口感。具体地,雾化底座112包括本体和设置于本体上的支撑柱,支撑柱与发热体12的雾化面抵接(如图10所示);或,雾化底座112包括本体和设置于本体上的中空凸台,中空凸台与发热体12的雾化面抵接;雾化底座112的具体结构可以根据需要进行设计,能够与雾化顶座111配合夹持固定发热体12即可。

请参阅图11,图11是本申请提供的雾化组件又一实施方式的局部结构示意图。

图11提供的雾化组件1的结构与图2提供的雾化组件1的结构基本相同,不同之处在于导通件17和支撑件120的设置不同。

在又一实施方式中,导通件17为弹片或弹针,固定在雾化底座112上。支撑件120为独立与雾化座11的环形结构,且支撑件120的一表面与发热体12的雾化面抵接。可选的,支撑件120与发热体12雾化面的留白区1219抵接,以利于雾化效率和口感。具体地,支撑件120通过卡接设置于雾化顶座111的收容槽1111内或通过雾化底座112支撑设置于雾化顶座111的收容槽1111内。装配过程中,先将密封件18、发热体12依次设置于雾化顶座111的收容槽1111,然后将支撑件120卡接与收容槽1111或通过雾化底座112设置于收容槽1111;通过支撑件120与雾化顶座111夹持固定发热体12。

请参阅图12,图12是图3提供的局部结构示意图。

通常情况下,雾化座11的材料为塑胶,密封件18的材料为硅胶或氟橡胶。薄的发热体12在雾化过程中,外部气体容易通过发热体12上的多个第一微孔1213进入储液腔13,即会有气泡从发热体12的雾化面通过第一微孔1213回流,而气泡容易粘附在硅胶件上形成大气泡,即回流的气泡易粘附在密封件18的进液口181的侧面(发热体12吸液面的周围)上形成大气泡,影响下液,导致下液不畅。由于气泡相对不容易粘附在雾化座11(塑胶件)上,减少密封件18(硅胶件)的进液口181的厚度即可降低回流气泡对下液的影响。为了解决该问题,可以使进液口181的侧面具有亲液结构。亲液结构可以改善进液口181的侧面的亲水性和/或亲油性,使得进液口181的侧面与气溶胶生成基质具有更小的接触角和更强的润湿性。亲液结构为通过对进液口181的侧面进行改性处理形成的微结构。在一实施方式中,亲液结构为至少包覆在进液口181的部分侧面的隔离层,以降低回流气泡对下液的影响;其中,隔离层的材料比密封件18的材料润湿性强,或隔离层的材料与气溶胶生成基质的接触角小于密封件18的材料与气溶胶生成基质的接触角。

在一实施方式中,隔离层为设置于进液口181的侧面的涂层或贴片。隔离层的材料为聚硅氧烷和乙酸乙烯酯中的一种,这几种材料的亲水性和/或亲油性比硅胶、氟橡胶的亲水性和/或亲油性好。

在一实施方式中,雾化顶座111的收容槽1111的底壁上具有凸起部117,也就是说,凸起部117设置于抵持部靠近密封件18的表面。凸起部117覆盖进液口181的至少部分侧面。可选的,凸起部117的表面具有涂层,涂层的材料为聚硅氧烷和乙酸乙烯酯中的一种,以此降低回流气泡对下液的影响;或,凸起部117的材料为塑胶、玻璃以及硅中的一种,这几种材料的亲水性比硅胶、氟橡胶的亲水性和/或亲油性好,以此降低回流气泡对下液的影响;或,凸起部117的材料为塑胶、玻璃以及硅中的一种,且凸起部117的表面具有涂层,涂层的材料为聚硅氧烷和乙酸乙烯酯中的一种,以此降低回流气泡对下液的影响。可选的,凸起部117与雾化顶座111一体成型、胶黏固定或卡合固定,具体根据需要进行设计。

当隔离层为雾化座11的凸起部117,凸起部117的材料为塑胶、玻璃以及硅中的一种时,凸起部117覆盖进液口181的至少部分侧面,以此减小回流的气泡与密封件18的进液口181的接触面积,进而最大限度的降低回流气泡对下液的影响。其中,凸起部117靠近发热体12的端面与发热体12之间存在间隙,以防止雾化顶座111的凸起部117直接将力压在发热体12上。参见图8,密封件18的进液口181在其延伸方向上的尺寸并不均一。具体地,进液口181包括相互连通的第一进液段和第二进液段;第一进液段位于第二进液段远离发热体12的一侧,且第一进液段的尺寸大于第二进液段的尺寸,进液口181的侧面形成台阶结构。即,在密封件18远离发热体12的表面,且环绕进液口181设置有切口,以在进液口181的侧面形成台阶结构。参见图12,凸起部117的端部与第一进液段和第二进液段的连接面抵接,即,凸起部117的端部与台阶结构的底面抵接;且凸起部117完全覆盖第一进液段的侧面。

进一步,凸起部117远离下液通道114的表面具有围骨1172。围骨1172覆盖第二进液段的至少部分侧面,进一步减小气泡与进液口181的接触面积,最大限度的降低气泡对下液的影响。其中,围骨1172靠近发热体12的端面与发热体12之间存在间隙,以防止雾凸起部117上的围骨1172直接将力压在发热体12上。

请参阅图13,图13是图12中凸起部另一实施方式与密封件的进液口配合的结构示意图。

在另一实施方式中,密封件18的进液口181在其延伸方向上的尺寸均一。进液口181的侧面与雾化组件1的轴线平行。凸起部117覆盖进液口181的部分侧面,凸起部117靠近发热体12的端面与发热体12之间存在间隙。可以理解,凸起部117覆盖进液口181的侧面越多,也有利于降低回流气泡对下液的影响,只需使凸起部117不直接将力压在发热体12上即可。

为了解决回流气泡易粘附在密封件18(硅胶件)上影响下液的问题,可以将密封件18设置于发热体12的侧面与收容腔113的腔壁之间,使吸液面完全暴露于下液通道114,实现密封即可。可选的,下液通道114的端口与发热体12的吸液面抵接;即,发热体12的吸液面与下液通道114直接流体连通,并不经过任何部件。其中,雾化座11的材料比密封件18的材料润湿性强,或雾化座11的材料与气溶胶生成基质的接触角小于密封件18的材料与气溶胶生成基质的接触角。在一实施方式中,密封件18环绕发热体12的侧面设置且仅设置于发热体12的侧面与收容腔113的腔壁之间;在另一实施方式中,密封件18仅设置于发热体12的侧面与收容腔113的腔壁之间,和发热体12的雾化面上,且密封件18使发热膜122完全暴露。也就是说,在发热体12靠近储液腔13的表面并未覆盖密封件18,雾化过程中回流气泡不存在粘附在密封件18的可能;同时,下液通道114的端口与发热体12的吸液面抵接,回流气泡不存在对下液的顺畅度造成影响。

下面通过实验验证,本申请提供的致密基体121的厚度和第一微孔1213的孔径对供液效率的影响。

通过发热体12湿烧实验评估发热体12的供液效率。采用直流电源供电,通过电源组件2的顶针20(顶针20与电池电连接)分别连接发热体12的电极123,控制通电功率和通电时间,采用红外热成像仪或热电偶对发热膜122进行测温。

当发热膜122通电时,瞬间温度上升,使第一微孔1213内的气溶胶生成基质气化,随着第一微孔1213内气溶胶生成基质的消耗,第一微孔1213的毛细作用使储液腔13内的气溶胶生成基质不断向发热膜122处补充。

气溶胶生成基质在具有毛细作用的第一微孔1213内的流动可以根据Washburn方程推算,S是第一微孔1213的孔面积,ρ是气溶胶生成基质密度,z是气溶胶生成基质经过的距离,γ是表面张力,μ是气溶胶生成基质的粘度,r是第一微孔1213的半径,θ是气溶胶生成基质对致密基体121材料的接触角。气溶胶生成基质的雾化量如下:

从公式可知,确定气溶胶生成基质和致密基体121的材料后,ρ、γ、μ、θ不变。第一微孔1213的孔径越大,供液越充足,但产品在运输过程中的航空负压和使用过程中的温冲漏液风险也会更大。因此,致密基体121的厚度、孔径、厚径比非常重要,既要保证雾化过程中充足的供液,也要防止气溶胶生成基质漏出。

将发热体12装机测试,评价致密基体121厚度/第一微孔1213孔径与雾化量之间的关系,结果如图14所示(图14是本申请提供的发热体的致密基体厚度/第一微孔孔径与雾化量之间的关系图)。由图14可知,当致密基体121厚度/第一微孔1213孔径过大时,通过毛细作用供给的气溶胶生成基质难以满足雾化需求量,雾化量下降。当致密基体121厚度/第一微孔1213孔径过小时,气溶胶生成基质容易从第一微孔1213内流出至发热膜122面,导致雾化效率下降,雾化量降低。

以上所述仅为本申请的部分实施例,并非因此限制本申请的保护范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

技术分类

06120114733100