气溶胶产生装置及其发热结构

技术领域

本发明涉及加热不燃烧雾化领域，更具体地说，涉及一种气溶胶产生装置及其发热结构。

背景技术

相关技术中，气溶胶产生装置是一种用于通过加热但不使气溶胶形成基质(固态基质如烟草等植物叶类制品)燃烧的方式的电子设备。一般地，气溶胶形成基质一般会在350℃以内雾化。这种加热方式的缺点是，发热体直接或通过固态材料间接将热量热传导气溶胶形成基质，这就要求发热体的工作温度不能过高，否则将引起气溶胶形成基质过烧而影响气溶胶产生装置的抽吸口感。因此，当发热体在高于400℃的条件下工作时，温度的检测和控制尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的气溶胶产生装置及其发热结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种发热结构，包括在通电状态下可辐射红外光波的发热体、供所述红外光波透过的管体以及用于测温的测温单元，所述发热体和所述管体的管壁之间至少部分间隔设置，所述发热体包括发热部以及连接在所述发热部一端的导电部，所述测温单元设置在所述管体的管壁上。

在一些实施例中，所述测温单元包括覆盖在所述管体上的覆盖段，所述覆盖段与所述发热部在所述覆盖段所在的管体的表面上的第一投影段至少部分重叠，和/或，所述覆盖段与所述导电部在所述覆盖段所在的管体的表面上的第二投影段至少部分重叠。

在一些实施例中，所述测温单元包括电性连接的测温段和引线段，全部所述测温段与所述发热部在所述覆盖段所在的管体的表面上的所述第一投影段重叠，所述引线段设置在所述测温段靠近所述导电部的一端。

在一些实施例中，所述测温单元包括电性连接的测温段和引线段，所述测温段部分与所述发热部在所述覆盖段所在的管体的表面上的所述第一投影段重叠，所述测温段的另一部分与所述导电部在所述覆盖段所在的管体的表面上的所述第二投影段重叠，所述引线段设置在所述测温段靠近所述导电部的一端。

在一些实施例中，所述测温单元包括电性连接的测温段和引线段，全部所述测温段与所述导电部在所述覆盖段所在的管体的表面上的所述第二投影段重叠，所述引线段设置在所述测温段靠近所述导电部的一端。

在一些实施例中，所述测温单元包括电性连接的测温段和引线段，所述测温段设置在靠近所述发热部的一端的所述管体上，所述引线段设置在所述测温段远离所述导电部的一端。

在一些实施例中，所述测温段至少部分采用TCR材料制成。

在一些实施例中，所述TCR材料的温度系数大于300。

在一些实施例中，所述测温段呈螺旋状。

在一些实施例中，所述测温段设在所述管体的外表面或内表面。

在一些实施例中，所述测温段由所述TCR材料采用丝网印刷、物理气相沉积、喷涂以及浸渍中的其中至少一种方式形成。

在一些实施例中，所述发热部呈纵长设置，其包括直线状的第一发热段以及缠绕于所述第一发热段外的螺旋状的第二发热段，所述第一发热段的一端与所述第二发热段的一端电连接；所述第一发热段的另一端以及所述第二发热段的另一端与所述导电部电连接。

在一些实施例中，所述发热部包括呈双螺旋状的第三发热段，所述第三发热段包括螺旋段以及位于所述螺旋段一端的电连接端，所述电连接端与所述导电部电连接。

在一些实施例中，所述发热体设在所述管体的内侧，所述发热体与所述管体的内壁之间间隔设置。

在一些实施例中，所述管体包括第一套管以及套设于所述第一套管外周的第二套管；

所述第一套管与所述第二套管之间留设有间隔，所述间隔形成容置所述发热体的容置腔；

所述发热体设于所述第一套管的外周并与所述第一套管的外壁之间间隔设置，所述第一套管内侧形成有用于加热气溶胶形成基质的加热腔。

在一些实施例中，所述第二套管的内壁上设有反射所述红外光波的反射层。

在一些实施例中，所述管体的下部设有固定座，所述测温单元设置在所述固定座的上方或者与所述固定座部分重叠。

在一些实施例中，所述发热体的最高工作温度为500℃-1300℃。

本发明还提供一种气溶胶产生装置，包括上述任一项所述的发热结构。

本发明的有益效果在于：本发明由于发热结构包括通电状态下可辐射红外光波的发热体、供红外光波透过的管体，发热体和管体的管壁之间至少部分间隔设置，因此，在发热体最高工作温度大于400℃的条件下，能够解决因发热体温度过高而影响用户抽吸口感的问题；

并且还包括测温单元，该测温单元设置在管体的管壁上能够实现测温精度高、测温快以及结构简单的技术效果。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中气溶胶产生装置的立体结构示意图；

图2是图1所示气溶胶产生装置的发热结构的立体结构示意图；

图3是图2所示的发热结构的剖面示意图；

图4是本发明另一实施例中的气溶胶产生装置的发热结构的立体结构示意图；

图5是图4所示的发热结构的剖面示意图；

图6是本发明又一实施例中的气溶胶产生装置的发热结构的立体结构示意图；

图7是图6所示的发热结构的剖面示意图；

图8是图所示的发热结构的分解结构示意图；

图9是本发明再一实施例中的气溶胶产生装置的发热结构的剖面示意图；

图10是图9所示的发热结构的分解结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“轴向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两段，例如两段、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两段元件内部的连通或两段元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本发明一些实施例中的气溶胶产生装置1以及可拆卸地插设于该气溶胶产生装置1一端的气溶胶形成基质2。该气溶胶产生装置1在一些实施例中可呈方柱状，以方便使用者手握，其可对插接于其中的气溶胶形成基质2进行低温烘烤加热，以在不燃烧的状态下释放气溶胶形成基质2中的气溶胶提取物。该气溶胶形成基质2在一些实施例中可呈圆柱状，其可包含经过处理的植物叶类固态气溶胶形成基质2。可以理解地，该气溶胶产生装置1并不局限于呈方形柱状，在其他一些实施例中，其也可以呈圆柱状、椭圆柱状等其他形状。

该气溶胶产生装置1在一些实施例中可包括发热结构10以及用于承载该发热结构10的壳体20。该发热结构10在一些实施例中可呈筒状，并可供气溶胶形成基质2可拆卸地插设于其中，以对气溶胶形成基质2进行加热烘烤。该气溶胶产生装置1在一些实施例中还可包括设置于壳体20内的电池(未图示)。该电池与该发热结构10电性连接，以为该发热结构10供电。

一同参阅图2至图8，发热结构10在一些实施例中可包括供红外光波透过的管体11、通电状态下可辐射红外光波的发热体12、固定座13以及测温单元14。发热体12设置在管体11的内表面或外表面，且发热体12与管体11之间至少部分间隔设置，其用于在通电状态下产生热量并激发红外光波，进而加热气溶胶形成基质2，且由于发热体12与管体11之间至少部分间隔设置，并通过红外辐射加热气溶胶形成基质2，能够解决发热体12工作温度过高而影响用户抽吸口感的问题。具体地，在本实施例中，该管体11可供红外光波透过，进而可便于发热体12红外光波辐射出对气溶胶形成基质2进行加热。具体地，发热体12与管体11之间具有间隙，在通电状态下，发热体12在1-3s内快速升温到1000-1300℃，而管体11的表面温度可温度控制在350℃以下，整体气溶胶形成基质2的雾化温度控制在300-350℃，实现气溶胶形成基质2主要在2-5um波段精准雾化。该固定座13设置在管体11的下开口端，且发热体12的导电部122从固定座13穿出，以固定发热体12。测温单元14设置在固定座13的上方或者与固定座13部分重叠。该测温单元14设置在管体11的管壁上，其用于检测管壁的温度变化，以使气溶胶形成基质2在特定的温度下雾化成气溶胶，避免气溶胶形成基质2的过烧而影响气溶胶的抽吸口感。

在一些实施例中，该管体11的制成材料包括石英玻璃、陶瓷、金刚石等，其用于供红外光波透过，以加热气溶胶形成基质2。管体11在一些实施例中可包括筒状主体111以及设置在筒状主体111顶部并与该主体111一体成型的锥形顶部112。

发热体12在一些实施例中可为一根且可纵长设置，且可通过绕制形成整体呈螺旋状的发热部121。具体地，该发热体12可整体呈圆柱状，且可绕制形成单螺旋结构、双螺旋结构、M形结构、N形结构或者其他形状的结构。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该发热体12不限于为一根，可以为两根，或者大于两根。该发热体12的形状不限于呈圆柱状，在一些实施例中，该发热体12的形状可呈片状。

发热体12在一些实施例中可设在管体11的内侧，发热体12与管体11的内壁之间间隔设置。该发热体12在一些实施例中可包括在通电状态下产生红外光波的发热部121以及设置于发热部121一端用于接入电能的导电部122。如图8所示，发热部121在一些实施例中可呈纵长设置，其包括第一发热段1211以及缠绕在第一发热段1211上的第二发热段1212，第一发热段1211呈直线状，第二发热段1212呈螺旋状，且第一发热段1211的一端与第二发热段1212的一端连接。两个导电部122分别与第一发热段1211以及第二发热段1212的另一端连接。

在一些实施例中，发热部121包括呈双螺旋状的第三发热段(未图示)，第三发热段包括螺旋段以及位于螺旋段一端的电连接端，电连接端与导电部121电连接。发热体12在一些实施例中可包括在通电状态下产生热量的发热基体、以及红外辐射层。该红外辐射层设置于发热基体的外表面，用于辐射红外光波。在一些实施例中，发热层包括金属基体，该金属基体采用镍铬合金丝、铁铬铝合金丝等高温抗氧化性能好、稳定性高、不易变形等性能的金属类材料制成。该发热体12的最高工作温度为500℃-1300℃。该发热基体可弯折呈圆柱状以及片状，因此发热基体的径向尺寸或厚度为0.15mm-0.8mm。红外辐射层的厚度为10um-300um。需要说明的是，在加热不燃烧领域，现有技术发热体的最高工作温度一般不会超过400℃，但是本发明的发热体最高温度可以达到1000℃以上，但是经过本方案的创新，在大大减少预热时间的同时，还能提升抽吸口感，不会出现由于过烧而引起口感变差的情况。

在本实施例中，发热体12还包括抗氧化层，该抗氧化层形成于该发热基体与红外辐射层之间。具体地，该抗氧化层可以为氧化膜，发热基体经过高温热处理并于其自身的表面生成一层致密的氧化膜，该氧化膜即形成抗氧化层。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该抗氧化层不限于包括自身形成的氧化膜，在其他一些实施例中，其可以为涂覆于该发热基体外表面的抗氧化涂层。通过形成该抗氧化层，可保障发热基体在空气环境中加热不被或者很少被氧化，提高了发热基体的稳定性，进而可无需对第一容置腔113进行抽真空、填充惰性气体或者还原性气体，也无需封堵开口，简化整个发热结构10的组装工艺，节约了制造成本。在本实施例中，该抗氧化层的厚度可以选择为1um-150um。当抗氧化层的厚度小于1um，该发热基体容易被氧化。当抗氧化层的厚度大于150um，会影响发热基体与红外辐射层之间的热量传导。

在本实施例中，该红外辐射层可以为红外层。该红外层可以为红外层形成基体在高温热处理下形成于抗氧化层远离该发热基体的一侧。在本实施例中，该红外层形成基体可以为碳化硅、尖晶石或其复合类基体。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该红外辐射层不限于为红外层。在其他一些实施例中，该红外辐射层可以为复合红外层。在本实施例中，该红外层可经过浸涂、喷涂、刷涂等方式进形成于抗氧化层远离该发热基体的一侧。该红外辐射层的厚度可以为10um-300um，当该红外辐射层的厚度在10um-300um，其热辐射效果较佳，则气溶胶产生基质2的雾化效率以及雾化口感较佳。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该红外辐射层的厚度不限于为10um-300um。

在一些实施例中，该发热体12还包括设置于该抗氧化层和红外辐射层之间的结合层，该结合层可用于防止发热基体局部击穿，进一步提高抗氧化层和红外辐射层的结合力。在一些实施例中，该结合层中的结合体可以为玻璃粉，也即该结合层可以为玻璃粉层。

固定座13在一些实施中可采用陶瓷绝缘以及PEEK耐高温绝缘等材料制成。其可包括设置在基座13上的固定通孔131，该固定通孔131用于供导电部122插设。

再如图2及图3所示，在一些实施例中，测温单元14包括覆盖在管体11上的覆盖段，覆盖段与发热部121在覆盖段所在的管体11的表面上的第一投影段至少部分重叠。优选地，测温单元14在一些实施例中包括电性连接的测温段141和引线段(未图示)，全部测温段141与发热部121在覆盖段所在的管体11的表面上的第一投影段重叠，引线段设置在所述测温段141靠近导电部122的一端，其有效解决了测温延迟的问题。且测温段141设置在管体11的外表面或内表面，其能够直接对加热介质进行测温，以使整体气溶胶形成基质2的雾化温度控制在300-350℃，进而实现气溶胶形成基质2主要在2-5um波段精准雾化，有效保障测温精确稳定。

再如图4及图5所示，在另外一些实施例中，测温单元14包括覆盖在管体11上的覆盖段，覆盖段与发热部121在覆盖段所在的管体11的表面上的第一投影段至少部分重叠以及覆盖段与导电部122在覆盖段所在的管体11的表面上的第二投影段至少部分重叠。具体地，测温单元14包括电性连接的测温段141和引线段，测温段141部分与发热部121在覆盖段所在的管体11的表面上的第一投影段重叠，测温段141的另一部分与导电部122在覆盖段所在的管体11的表面上的第二投影段重叠，引线段设置在测温段141靠近导电部122的一端；这样设置发热部121上的热量能够快速地传递到该测温段141，有效解决了测温延迟的问题。且测温段141设置在管体11的外表面或内表面，其能够直接对加热介质进行测温，以使整体气溶胶形成基质2的雾化温度控制在300-350℃，进而实现气溶胶形成基质2主要在2-5um波段精准雾化，有效保障测温精确稳定。

一同参阅图6及图8，在又一些实施例中，测温单元14包括覆盖在管体11上的覆盖段，覆盖段与导电部122在覆盖段所在的管体11的表面上的第二投影段至少部分重叠。具体地，测温单元14包括电性连接的测温段141和引线段，全部测温段141与导电部122在覆盖段所在的管体11的表面上的第二投影段重叠，所述引线段设置在测温段141靠近导电部122的一端；发热部121上的热量能够快速地传递到该测温段141，有效解决了测温延迟的问题。且测温段141设置在管体11的外表面或内表面，其能够直接对加热介质进行测温，以使整体气溶胶形成基质2的雾化温度控制在300-350℃，进而实现气溶胶形成基质2主要在2-5um波段精准雾化，有效保障测温精确稳定。

在一些实施例中，测温段141至少部分采用TCR材料制成。该TCR材料采用丝网印刷、物理气相沉积、喷涂以及浸渍中的其中至少一种方式形成。在一些实施例中，该TCR材料可呈螺旋状，且优选地，TCR材料的温度系数大于300，其能够使测量数据更加准确。可以理解地，TCR材料的温度系数设置也可设置为小于300。可以理解地，TCR材料并不局限于呈螺旋状，其也可呈片状、管状等。

图9及图10示出了本发明再一实施例中的发热结构10a，其与该第一实施例的主要区别在于，发热结构10a在一些实施例中可包括供红外光波透过的管体11a、发热体12a以及测温单元13a。发热体12a设置在管体11a的内表面或外表面，且发热体12a与管体11a之间至少部分间隔设置，其用于在通电状态下产生红外光波，进而加热气溶胶形成基质。具体地，在本实施例中，该管体11a可供红外光波透过，进而可便于发热体12红外光波辐射出对气溶胶形成基质进行加热。具体地，发热体12a与管体11a之间具有间隙，在通电状态下，发热体12a在1-3s内快速升温到1000-1300℃，而管体11a的表面温度可温度控制在350℃以下，整体气溶胶形成基质的雾化温度控制在300-350℃，实现气溶胶形成基质主要在2-5um波段精准雾化。该测温单元13a设置在管体11a上，其用于检测管壁的温度变化，以使气溶胶形成基质在特定的温度下雾化成气溶胶，避免气溶胶形成基质过烧而影响气溶胶的抽吸口感。

管体11a在一些实施例中可包括第一套管111a以及套设于第一套管111a外周的第二套管112a；第一套管111a与第二套管112a之间留设有间隔，间隔形成容置发热体12a的容置腔；发热体12a设于第一套管111a的外周并与第一套管111a的外壁之间间隔设置，第一套管111a内侧形成有用于加热气溶胶形成基质的加热腔。

该第一套管111a在一些实施例中可呈圆筒状，其制成材料可包括石英玻璃、陶瓷、金刚石等，其用于加热气溶胶形成基质。可以理解地，第一套管111a不局限于呈圆筒状，其也可呈方筒状、椭圆筒状等其他形状。

第二套管112a在一些实施例中可呈圆筒状，其内侧具有一个反射层1121a，该反射层1121a用于反射发热体12a往外辐射的红外光波，以增强能效。可以理解地，第二套管112a不局限于呈圆筒状，其也可呈方筒状、椭圆筒状等其他形状。

第二套管112a在一些实施例中还可包括固定结构，该固定结构用于固定发热体12a。

该发热体12a在一些实施例中可包括在通电状态下产生红外辐射的发热部121a以及设置于发热部121a一端用于接入电能的两个导电部122a。该发热部121a包括呈螺旋状的第一发热段，该第一发热段包括第一端1201a以及与第一端1201a相对设置的第二端1202a，两个导电部122a分别与第一端1201a与第二端1202a连接。

测温单元13a在一些实施例中可包括电性连接的测温段131a和引线段，测温段131a设置在靠近发热部121a的一端的管体11a上，引线段设置在测温段131a远离导电部122a的一端；发热部121a上的热量能够快速地传递到该测温段131a，有效解决了测温延迟的问题。且测温段131a设置在管体11a的外表面或内表面，其能够直接对加热介质进行测温，以使整体气溶胶形成基质的雾化温度控制在300-350℃，进而实现气溶胶形成基质主要在2-5um波段精准雾化，有效保障测温精确稳定。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。