加热组件、红外加热组件、其安装方法以及气溶胶生成装置

技术领域

本申请实施例涉及气溶胶生成装置领域，尤其涉及一种加热组件、红外加热组件、加热组件的安装方法以及气溶胶生成装置。

背景技术

气溶胶生成装置包括加热装置，其通过加热而不是燃烧气溶胶形成基质使其以气溶胶的形式释放。加热装置包括加热元件以及测温元件，现有技术中，存在有一类加热装置，其加热元件配置成发热管的形式，加热装置中的测温元件则通过双面胶缠绕固定在发热管上。这种测温元件的固定方式不牢固，测温元件容易移动，使得测温元件的测温不准，进而影响加热装置的加热效果。

在加热装置中，为了辅助固定测温元件以及电连接负载，在加热装置中进一步还包括支架，支架一般采用耐高温的PEEK材料，支架靠近加热元件设置，支架会吸热，从而支架会吸收加热元件产生的热量，从而降低加热元件的热能利用率。

发明内容

为了解决现有技术中的测温元件的固定以及减少支架吸热的问题，本申请实施例提供一种加热组件，所述加热装置用于加热气溶胶形成基质从而产生气溶胶，包括：

管状的加热元件，所述加热元件围合形成加热腔，所述加热腔用于收容气溶胶形成基质；

测温元件，固定于所述加热元件的表面；和

支撑件，所述支撑件包括由保温材料制备而成的层状部件，所述层状部件构造成围绕所述加热元件的长度的至少部分；

其中，所述支撑件上设置有夹持结构，所述夹持结构用于固定所述测温元件。

本申请还提供一种加热组件，包括：

管状的加热元件；

测温元件，固定于所述加热元件的表面；

支撑件，所述支撑件包括层状部件以及固定管，所述层状部件构造成围绕所述加热元件的长度的至少部分，所述固定管对所述层状部件的至少部分外表面形成周向包裹，其中所述层状部件由保温材料制备而成；

所述支撑件上设置有夹持结构，所述夹持结构用于固定所述测温元件。

本申请还提供一种红外加热组件，包括：

管状的加热元件；

测温元件，固定于所述加热元件的表面；

支撑件，所述支撑件包括由气凝胶制备而成的层状部件，所述层状部件构造成围绕所述加热元件的长度的至少部分；

其中，所述支撑件上设置有夹持结构，所述夹持结构用于固定所述测温元件。

本申请还提供一种加热组件的安装方法，包括：

将保温层状部件缠绕在加热元件的外表面上；

将固定管套设在所述保温层状部件的外周；

将测温元件自所述保温层状部件的开口处插入。

本申请还提供一种气溶胶生成装置，包括加热装置以及为所述加热装置提供电力驱动的电源组件；所述加热装置包括上述加热组件。

由于上述加热组件中的支撑件包括由保温材料制备而成的层状部件，该层状部件围绕加热元件的至少部分表面设置，使得加热元件产生的热量被层状部件所包围，进而减少加热元件的热量向外传递；另外支撑件上还设置有夹持结构，将测温元件固定于该夹持结构上，牢固可靠，进而提高测温元件的测温结果的精确度，也简化了结构，提高加热组件的热量利用率。

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是本申请实施例提供的气溶胶生成装置结构示意图；

图2是本申请实施例提供的加热组件的立体图；

图3是本申请实施例提供的加热组件的爆炸图；

图4是本申请实施例提供的加热元件的立体图；

图5是本申请实施例提供的电连接件的立体图；

图6是本申请实施例提供的层状部件的立体图；

图7是本申请实施例提供的测温元件以及电连接件固定于层状部件上的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的固定管的立体图；

图9a至图9e是本申请实施例提供的加热组件的组装示意图；

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，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、水平、竖直等)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，所述的“连接”可以是直接连接，也可以是间接连接，所述的“设置”、“设置于”、“设于”可以是直接设于，也可以是间接设于。

另外，本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本申请一实施例提供一种气溶胶生成装置，配置为电力驱动，参考图1所示，该气溶胶生成装置包括加热装置100以及电源组件200，电源组件200为加热装置100提供电力驱动，加热装置100围合形成端部敞口的加热腔，气溶胶形成基质可移除地收容于该加热腔的内部，气溶胶形成基质被加热装置烘烤加热而不是燃烧的方式，使得气溶胶形成基质的一部分组分挥发从而形成气溶胶。气溶胶形成基质包括大致呈棒状的烟支，其包括烟草制品，从而满足用户对尼古丁的需求。

加热装置和电源组件收容于一个壳体内部，从而形成一个整体。上述壳体可以是由多个分壳体组装而成，分壳体之间的连接方式可设置为可拆或者不可拆式连接。在壳体的一端设置有插入口，气溶胶形成基质通过该插入口插入加热腔室的内部。

电源组件200主要包括可充电的锂离子电池，在壳体的另一端设置有充电接口，通过外接电源从而为电池充电。进一步地，电源组件200通常还包括控制板，控制板连接加热装置、电池以及气溶胶生成装置内部的其它电子元器件。

气溶胶生成装置还包括开关，开关可以选自按键开关、触摸开关或者气流感应开关中的至少一种。开关与控制板相连接，启动开关之后，控制板控制电池组件为加热装置提供电力驱动。

气溶胶生成装置的控制板上通常还设置有MCU(微控制单元)，MCU与加热装置的加热组件电连接，MCU包括测温反馈回路以及控温反馈回路，测温反馈回路包括位于加热装置内部的测温元件，测温元件靠近或者贴合加热装置内部的加热元件设置，测温元件将加热元件的温度适时反馈给MCU，MCU进而通过控温反馈回路控制加热元件，使得加热元件能够按照既定的程度以适合的加热功率加热气溶胶形成基质，进而产生稳定并且适合抽吸的气溶胶，从而满足用户的抽吸体验。其中适合抽吸的气溶胶，可以定义为在用户在使用一支烟支进行抽吸的过程中，气溶胶形成基质产生的气溶胶具有合适的温度，并且该温度在整个过程中基本保持不变。即使用户在抽吸的过程中，中断抽吸动作，再次启动气溶胶生成装置之后，气溶胶生成装置能够控制加热装置以适合的加热功率进行加热，使得被加热装置加热形成的气溶胶保持大致相同的口感和抽吸温度，进而增强用户体验。

加热装置100的核心部件为加热组件，在本申请的一实施例中，加热组件配置为周向加热式加热组件，即加热组件围合形成一加热腔10，该加热腔10的至少部分用于收容气溶胶形成基质，加热组件的加热元件对气溶胶形成基质进行围绕式加热。周向加热式加热组件可以包括红外加热组件，电阻发热管组件，电磁感应加热管组件中的一种或多种。在可供选择的实施例中，在周向加热式加热组件中的加热腔内部可以配置中心加热元件，从而增强加热效果。电阻发热管和电磁感应加热管可以设置为现有技术中的任何形式，在本申请中不做具体限定。

本申请的一实施例中提供一种红外加热组件300，参考图2所示，红外加热组件300包括红外加热元件20，该红外加热元件20包括基体，基体大致构造成中空的管状结构，基体的内腔界定形成加热腔10，该加热腔10的至少一部分用于收容气溶胶形成基质。在可供选择的其它示例中，基体也可以构造成中空的棱柱状结构，基体的内腔的尺寸构造成是便于插入以及移除气溶胶形成基质的。

红外加热元件20的基体由具有较高的红外线透过率的材料制备而成，在优选的实施中，该耐高温的材料对红外线透过率在95％以上，适合的耐高温材料可以选自石英玻璃、陶瓷或云母等材料，在本申请提供的一个示例中，基体由透明的石英玻璃材料制备而成。

红外加热元件20还包括形成在基体表面的红外电热涂层21，该红外电热涂层21可以形成在基体的外表面上，也可以形成在基体的内表面上。红外电热涂层21在电力供应的条件下产生热量，进而产生一定波长的红外线，该波长范围大致为8μm～15μm。红外线的波长与气溶胶形成基质的吸收波长相匹配时，气溶胶形成基质吸收红外线，气溶胶形成基质内部分子和原子发生共振-产生强烈的振动、旋转，而振动和旋转使气溶胶形成基质温度升高，从而达到加热的作用。

在本申请提供的一个实施例中，参考图5所示，红外涂层形成于基体的外表面上，基体的外表面包括红外电热涂层区21和非红外电热涂层区，其中，非红外涂层设置为导电涂层，该导电涂层可以为金属涂层或者导电胶带等，金属涂层可以包括银、金、钯、铂、铜、镍、钼、钨、铌或上述金属合金材料。导电涂层配置为红外加热组件300的导电部22，在本申请提供的一个示例中，红外加热组件300包括两个导电涂层区，两个导电涂层区对称设置，红外涂层区在两个导电涂层区之间延伸。两个导电涂层区分别对应于红外加热组件300的第一导电部和第二导电部，两个导电涂层均至少部分地与红外电热涂层电性连接，使得电流可以经红外涂层从第一导电部流向第二导电部。

红外加热组件300还包括电连接件30，该电连接件30用于连接红外加热元件20的导电部以及电源组件。在本申请提供的一个示例中，电连接件30包括第一电连接件31和第二电连接件32，第一电连接件31与红外加热元件20的第一导电部导电连接，第二电连接件32与红外加热元件20的第二导电部导电连接。

在本申请提供的一个示例中，参考图6所示，电连接件30大致配置为金属弹片的形式。电连接件30包括主体部33、导电触片34以及延伸部35，主体部33由四个悬臂围合形成镂空的方形板，若干个导电触片34向红外加热元件20的导电涂层区弯曲并且若干个导电触片34与红外加热元件20的第一导电部和第二导电部保持电接触连接。参考图6所示，在本申请提供的一个示例中，在主体部33的内侧连接有三个导电触片34，其中的两个导电触片34位于主体部的同一侧，另外的一个导电触片34位于主体部33的另一侧。通过将导电触片34设置为卡爪结构，使得电连接件30的导电触片34与加热元件20的导电部22之间形成稳定的电连接，能够有效防止普通的电连接件30与加热元件20的导电部之间电连接不稳定的问题。在可供选择的其它示例中，电连接件30还可以配置为焊接导线或者其它形式。

红外加热组件300还包括测温元件40，测温元件40用于感测红外加热元件20的温度。在本申请提供的一个示例中，测温元件40配置为热敏电阻测温器，热敏电阻器包括热敏电阻芯以及两根导电引脚，两根导电引脚分别与热敏电阻芯片的两个电极相连接。热敏电阻芯片以及两根导电引脚的至少部分封装于外壳内部从而形成热敏电阻测温器。两根导电引脚与电源组件的控制板电连接，从而将温度信息传递给电源组件的控制板，控制板根据热敏电阻测温器测得的红外加热元件20的适时的温度信息进而控制电池提供给红外加热元件20的电力供应量。

管状的红外加热元件20的外表面的不同位置的温度有所不同，例如管状的红外加热元件20的两个端部的温度要低于管状的基体中间位置的温度。因而热敏电阻测温器固定于红外加热元件20的外表面的位置发生变化时，热敏电阻测温器测得的温度会发生变化，因而热敏电阻测温器相对于加热元件20固定于某一个位置，对于热敏电阻测温器的测温效果而言至关重要。

在周向加热式加热组件中，测温元件40通常固定在加热元件20的外表面和、或内表面，并且测温元件40被配置为相对加热元件20位置保持固定，以便于测温元件40在加热元件20加热的过程中，测温元件40能够精准的采集加热元件20的加热温度。在本申请提供的一实施例中，测温元件40固定于加热元件20的外表面上，为了便于固定测温元件40，加热组件300还包括支撑件50，该支撑件50具有夹持结构，测温元件40通过该夹持结构进行固定，使得测温元件40与加热元件20的位置保持稳定。

为了防止支撑件吸收加热元件20产生的热量，在本申请提供的一实施例中，该支撑件50包括层状部件51，该层状部件51构造成包围管状的加热元件20的长度方向的一部分设置，该层状部件51采用保温材料制备而成，因而加热元件20产生的热量被层状部件51所包裹，进而能够防止加热元件20产生的热量向外扩散。

上述保温材料包括隔热硅胶、陶瓷纤维布以及气凝胶中的至少一种。在本申请提供的一实施例中，制备层状部件51的保温材料的主要成分为SiO2气凝胶颗粒，其中SiO2气凝胶颗粒是一种三维网状纳米结构的二氧化硅材料，其孔隙率高达80-99.8％，孔径尺寸范围为10-50nm，空气在其孔洞内几乎无法进行热传导，常温下其导热系数低达0.01W/(m.K)，因而其具有极低的热导率，采用SiO2气凝胶颗粒制备的柔性层状部件51具备极佳的隔热保温的作用。

上述保温材料采用SiO2气凝胶颗粒，通过特殊工艺同聚合物材料复合而成柔性层状部件51，其中SiO2气凝胶颗粒的质量百分比含量大于聚合物材料的质量百分比含量。聚合物材料包括PU(聚氨酯)、PTEE(聚四氟乙烯)、三聚氰胺泡棉、聚合树脂中的至少一种。在本申请提供的一个示例中，层状部件51包括PU和SiO2气凝胶颗粒，以质量百分比计，PU的质量百分比含量为10％，SiO2气凝胶颗粒的质量百分比含量为90％，使用上述保温材料制备得到的层状部件51的热导率范围为0.01-0.02W/(m.K)。在本申请提供的又一示例中，层状部件51包括聚合树脂和SiO2气凝胶颗粒，以质量百分比计，聚合树脂的质量百分比含量范围为1％-30％，SiO2气凝胶颗粒的质量百分比含量范围为1％-99％，使用上述保温材料制备得到的层状部件51的热导率范围为0.02-0.026W/(m.K)。

将上述保温材料拉制成型，并模切成具有适合尺寸的片状体，在本申请提供的实施例中，该片状体是柔性的，因而该片状能够包裹缠绕在加热元件20的外周形成具有保温隔热效果的层状部件51，操作简单方便。在其它可选的实施中，保温材料可拉制形成卷曲状或者管状的层状部件51，该层状部件51具有一定的伸缩性能，因而该层状部件51能够直接套设在管状的加热元件20的外周。

该层状部件51可根据保温效果的需求而设置成一层或者多层。在优选的实施中，层状部件51设置为单层，从而防止层与层之间形成间隙，防止热量丧失。设置在加热元件20的外表面的层状部件51的厚度范围大致为0.5mm～2mm，可理解的是，设置的层状部件51的厚度越厚，层状部件51所形成的保温效果越好。设置在加热元件20的外表面的层状部件51的厚度可以根据保温效果的需要选取0.5mm～2mm之间的任意一个数值。

层状部件51沿加热元件20的长度方向围绕，在优选的实施中，该层状部件51包裹缠绕加热元件20的外表面的大部分，仅保留了加热元件20的第一端的部分外表面，以便于加热组件的端部进行固定。由于层状部件51配置为片状体，单层层状部件51缠绕在加热元件20的外表面之后，层状部件51的两个自由端需要进行固定，为了方便操作，层状部件51的两个自由端可以使用高温胶纸进行固定。当层状部件51配置为多层时，层状部件51卷绕后的一个自由端也可以使用高温胶纸进行固定。

在本申请提供的实施例中，为了防止层状部件51在管状的加热元件20外表面上转动，支撑件50还包括套设于层状部件51外周的固定管52，该固定管52构造成对层状部件51的至少部分外表面形成周向包裹，由于层状部件51由气凝胶制备而成，层状部件51的表面摩擦系数较大，层状部件51的外表面进一步被固定管52包裹，使得层状部件51难以在加热元件20的外表面上转动。

在本申请提供的一个示例中，如图6所示，在层状部件51上设置有开口511，该开口511的形状与测温元件40的形状大致相同，该开口511自层状部件51的一侧延伸并终止于层状部件51的中间位置，该开口511用于收容测温元件40，测温元件40放置于该开口511内并与加热元件20的外表面保持接触。参考图3和图6所示，测温元件40大致呈细长的条形，对应的设置于层状部件51上的开口511配置为U形。如果测温元件40的形状发生改变，对应的设置于层状部件51上的开口511形状随之改变。

上述层状部件51可通过高温胶纸固定于加热元件20的外周，测温元件40容置于层状部件51的开口511内，测温元件40也可通过高温胶纸进行固定，为了防止测温元件40由于固定不牢从而相对加热元件20产生位移，在本申请的一实施例中，支撑件50还包括套设于层状部件51外周的固定管52，该固定管52对层状部件51上的开口511的外侧敞口形成封闭，使得测温元件40夹持于加热元件20与固定管52之间。固定管52大致呈圆管状，其纵向延伸的长度与层状部件51纵向延伸的长度大致相同，或者固定管52纵向延伸的长度略大于层状部件51纵向延伸的长度，使得固定管52能够对层状部件51进行更强有力的周向包裹。

上述固定管52可采用耐高温的PEEK(聚醚醚酮)材料制备而成，在本申请提供的优选的实施中，上述固定管52可采用PI(聚酰亚胺)管，其由均苯型聚酰亚胺薄膜拉伸形成的薄壁管，其厚度较薄，质地较轻，有利于加热组件整体的小型化和轻质化设计。

将固定管52套设在层状部件51上之后，由于层状部件51上设置有纵向开口511，加热元件20与固定管52之间形成下端开口511的收容腔，测温元件40可自该收容腔的下端敞口处插入并夹持于加热元件20与固定管52之间。

在优选的实施中，层状部件51上的纵向开口511终止于加热元件20的中间位置处，使得测温元件40的测温探头定位于加热元件20的中间位置，从而提高测温元件40测温结果的准确性。

进一步地，由于固定管52对层状部件51上的开口511的侧向敞口进行遮挡，在安装测温元件40的过程中，无法直接观察到测温元件40是否安装到位，为了防止操作者过度安装，如图8所示，在固定管52上设置有固定孔521，该固定孔521对应于层状部件51的开口511的终端处，在将测温元件40自开口511的下端敞口处插入的过程中，操作者可通过固定管52上的固定孔521识别处测温元件40的测温探头是否安装到位，当测温元件40的测温探头通过该固定孔521显露时，操作者能够识别出测温元件40已基本安装到位。同时，测温元件40的测温探头相对于引线凸出设置，因而测温探头能够卡接在固定管52的固定孔521内，从而有利于测温元件40的固定。

本申请还提供一种适用于上述加热组件的安装方法，包括如下步骤：

第一步：在加热元件20的外周缠裹片状的层状部件51，层状部件51的两个自由端使用高温胶纸进行固定，如图9a和图9b所示；

第二步：在层状部件51的外周套入固定管52，如图9d所示；

第三步：将测温元件40自上述组件的下端敞口处插入，直至测温元件40卡接在固定管52的固定孔521内，如图9e所示。

在本申请提供的一实施例中，该支撑件50上还设置有电连接件30的固定结构。参考图5所示，电连接件30的主体部33大致呈镂空的板状，在层状部件51上设置有第一孔512，电连接件30的主体部33放置于第一孔512上，电连接件30的主体部33的外表面贴合在层状部件51的外表面上，电连接件30的若干个导电触片向第一孔512内弯曲，使得导电触片的末端与加热元件20的导电部相接触从而进行电连接，其中第一孔512的设置位置对应于加热元件20的导电涂层区，即加热元件20的导电部。

在本申请提供的一个示例中，在加热元件20上对称设置有两个导电涂层区，对应于加热元件20的第一导电部和第二导电部，在层状部件51上设置有两个第一孔512，两个第一孔512分别与两个导电涂层区的位置相对应，对应地电连接件30配置为两个，两个电连接件30分别对应放置在两个第一孔512的外表面上，两个电连接件30上的导电触片分别收容于第一孔512内并且导电触片的末端与加热元件20的导电部相接触。

在优选的实施中，如图5所示，电连接件30的主体部33配置为弯曲的板状结构，使得电连接件30的主体部33与层状部件51之间能够进行稳定的贴合，同时电连接件30上设置有的导电触片设置为弯曲的卡爪结构，使得导电触片在加热元件20的导电涂层上形成抓力，使得电连接件30能够稳定的放置于层状部件51上。进一步地，电连接件30的主体部33的相对的两个内侧边上分别设置有三个导电触片34，主体部33的其中的一个内侧边上设置有一个导电触片34，主体部33的另外一个内侧边上设置有两个导电触片34，其中的一个导电触片34设置于内侧边的中间位置，另外的两个导电触片34分别设置胡另外一个内侧边的两个端部位置，使得三个导电触片34能够稳定地卡紧在层状部件51上。

由于层状部件51的外表面上还套设有固定管52，因而电连接件30的主体部33进一步夹设于层状部件51与固定管52之间，因而上述电连接件30能够稳定地被固定，使得电连接件30的导电触片与加热元件20的导电部之间进行稳定的电连接。

电连接件30的下端还设置有延伸部35，导线电连接在延伸部35上。在层状部件51的下侧进一步设置有缺口513，电连接件30的延伸部35以及导线的至少部分收容于该缺口513内部。上述电连接件30的延伸部35以及导线收容于该缺口513内部之后，电连接件30基本与层状部件51的外表面相贴合，便于固定管52的套设。

在本申请提供的示例中，测温元件40固定于两个电连接件30之间，因而层状部件51的开口511位于两个第一孔512之间，如图6和图7所示。

本申请的一个实施例还提供一种适合于安装上述加热组件的安装方法，参考图9a至9b所示，包括如下步骤：

第一步：在加热元件20的外周缠裹片状的层状部件51，层状部件51的两个自由端使用高温胶纸进行固定，如图9a和9b所示；

第二步：将两个电连接件30分别对应于层状部件51的两个第一孔512放置，如图9c所示；

第三步：在层状部件51的外周套入固定管52，如图9d所示；

第四步：将测温元件40自上述组件的下端敞口处插入，直至测温元件40卡接在固定管52的固定孔521内，如图9e所示；

上述实施例中，以红外加热组件为例，对加热组件的测温元件40以及电连接件的固定方式进行详细说明，其中由于支撑测温元件40和电连接件30的支撑件50包括具有保温作用的层状部件51，因而能够有效防止普通的支撑件50吸收加热元件20产生的热量的问题。同时，支撑件50还包括固定管52，层状部件51由于采用气凝胶材料制备而成，因而层状部件51的外表面与固定管52之间、层状部件51与加热元件20之间具有较大的摩擦力，因而能够有效防止层状部件51转动，从而能够更牢固地固定测温元件40以及电连接件30。在可供选择的其它示例中，上述支撑件50的结构以及固定方式也适用于管状的电阻发热管以及电磁感应加热管。

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，但并不限于本说明书所描述的实施例，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。