CN220458602U - 气雾生成装置及用于气雾生成装置的加热器 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种气雾生成装置及用于气雾生成装置的加热器；其中，气雾生成装置包括：加热器，包括相背的自由前端和末端，以及：加热部分，至少部分于自由前端和末端之间延伸，以用于插入至气溶胶生成制品内进行加热；加热部分包括沿纵向方向依次布置的第一区段、第二区段和第三区段；第一区段和第二区段是锥形的形状，且第一区段的顶角大于第二区段的顶角；第三区段是柱状的形状；法兰，结合于第三区段；气雾生成装置通过法兰对加热器提供保持。以上气雾生成装置，由加热部分的第一区段和第二区段的圆锥形侧表面，阻止气溶胶生成制品的基材在加热器表面的粘附和沉积，以及由柱状的第三区段上布置法兰以将加热器在气雾生成装置内进行保持。

Description

气雾生成装置及用于气雾生成装置的加热器

技术领域

本申请实施例涉及加热不燃烧气溶胶生成技术领域，尤其涉及一种气雾生成装置及用于气雾生成装置的加热器。

背景技术

烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。

此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。已知的加热装置，通过针状的加热器插入至烟草或其他非烟草产品内进行加热；针状的加热器用于插入的前端是锥形的尖端形状，以便于插入；当加热抽吸完成后移除烟草或其他非烟草产品时，烟草或其他非烟草产品内的有机物残渣或冷凝液提升了与加热器表面的粘附，导致烟草或其他非烟草产品移除后加热器表面具有残渣沉积形成污染。

实用新型内容

本申请的一个实施例提供一种气雾生成装置，被配置为加热气溶胶生成制品生成气溶胶；包括：

加热器，用于加热气溶胶生成制品；所述加热器包括相背的自由前端和末端，以及：

加热部分，至少部分于所述自由前端和末端之间延伸，以用于插入至气溶胶生成制品内进行加热；所述加热部分包括沿纵向方向依次布置的第一区段、第二区段和第三区段；其中，所述第一区段靠近所述自由前端，所述第三区段靠近所述末端；以及，所述第一区段和所述第二区段是锥形的形状，且所述第一区段的顶角大于所述第二区段的顶角；所述第三区段是柱状的形状；

法兰，至少部分围绕或结合于所述第三区段；所述气雾生成装置通过该法兰对所述加热器提供保持。

在一些实施例中，所述第二区段的顶角介于1.5°～8°。

在一些实施例中，所述第一区段的顶角介于10°～45°。

在一些实施例中，所述第一区段的顶角大于所述第二区段的顶角的三倍。

在一些实施例中，所述第二区段的长度大于所述第三区段的长度，所述第三区段的长度大于所述第一区段的长度。

在一些实施例中，所述加热部分的表面光洁度等级大于8级。

在一些实施例中，所述加热部分包括：

外壳，至少部分于所述自由前端和末端之间延伸，并由该外壳界定所述第一区段、第二区段和第三区段；

加热线圈，位于所述外壳内，且避开所述第一区段。

在一些实施例中，还包括：

导热介质，位于所述加热线圈和所述外壳之间，以用于在它们之间提供导热。

在一些实施例中，所述法兰由可模制材料在所述第三区段的一部分周围模制，进而耦接于所述第三区段。

在一些实施例中，所述加热部分包括：

外壳，在所述自由前端和末端之间延伸，并由该外壳界定所述第一区段、第二区段和第三区段；所述外壳内设置有空腔；

加热线圈，布置于所述外壳的空腔内，并与所述外壳之间具有缝隙；所述加热线圈的一部分与所述外壳之间的缝隙，沿背离所述自由前端的方向逐渐增大；

导热介质，填充所述加热线圈与外壳之间的缝隙。

本申请的又一个实施例还提出一种用于气雾生成装置的加热器，包括相背的自由前端和末端，以及：

加热部分，至少部分于所述自由前端和末端之间延伸，以用于插入至气溶胶生成制品内进行加热；所述加热部分包括沿纵向方向依次布置的第一区段、第二区段和第三区段；其中，所述第一区段靠近所述自由前端，所述第三区段靠近所述末端；以及，所述第一区段和所述第二区段是锥形的形状，且所述第一区段的顶角大于所述第二区段的顶角；所述第三区段是柱状的形状；

法兰，至少部分围绕或结合于所述第三区段。

以上气雾生成装置，由加热部分的第一区段和第二区段的圆锥形侧表面，阻止气溶胶生成制品的基材在加热器表面的粘附和沉积，以及由柱状的第三区段上布置法兰以将加热器在气雾生成装置内进行保持。

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是一实施例提供的气雾生成装置的示意图；

图2是图1中加热器一个视角的剖面示意图；

图3是图2中加热器又一个视角的结构示意图；

图4是又一个实施例的加热器一个视角的剖面示意图。

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。

本申请的一实施例提出一种气雾生成装置，其构造可以参见图1所示，包括：

腔室，具有敞口40；在使用中，气溶胶生成制品1000能通过腔室的敞口40可移除地接收于腔室内；

至少部分在腔室内延伸的加热器30，当气溶胶生成制品1000接收在腔室内时插入至气溶胶生成制品1000内进行加热，从而使气溶胶生成制品1000释放多种挥发性化合物，且这些挥发性化合物仅通过加热处理来形成；

电芯10，用于供电；

电路20，用于在电芯10和加热器30之间引导电流。

在一个优选的实施例中，电芯10提供的直流供电电压在约2.5V至约9.0V的范围内，电芯10可提供的直流电流的安培数在约2.5A至约20A的范围内。

在一个优选的实施例中，加热器30大体呈销钉或者针状或棒状或杆状或柱状或片状或板状的形状，进而对于插入至气溶胶生成制品1000内是有利的；同时，加热器30可以具有大约12～20毫米的长度，大约2～4毫米的外径尺寸。

进一步在可选的实施中，气溶胶生成制品1000优选采用加热时从基质中释放的挥发化合物的含烟草的材料；或者也可以是能够加热之后适合于电加热发烟的非烟草材料。气溶胶生成制品1000优选采用固体基质，可以包括香草叶、烟叶、均质烟草、膨胀烟草中的一种或多种的粉末、颗粒、碎片细条、条带或薄片中的一种或多种；或者，固体基质可以包含附加的烟草或非烟草的挥发性香味化合物，以在基质受热时被释放。

在实施中，加热器30通常可以包括电阻加热元件、以及辅助电阻加热元件固定制备等的辅助基材。例如在一些实施中，电阻加热元件是螺旋线圈的形状或形式。或者在又一些实施中，电阻加热元件是结合于衬底上的导电轨迹的形式。或者在又一些实施中，电阻加热元件是薄片的形状。

或者在又一些变化的实施例中，加热器30是电磁感应加热器，能够被变化的磁场穿透而发热。或者在又一些变化的实施例中，加热器30是红外加热器，通过向气溶胶生成制品1000辐射红外线以加热气溶胶生成制品1000生成气溶胶。

图2和图3示出了一个实施例的加热器30的示意图；该实施例的加热器30包括沿纵向方向相对的自由前端310和末端320；其中自由前端310呈锥形尖端，用于插入至气溶胶生成制品1000内；具体地加热器30包括：

外壳31，被构造成销钉或针状或柱状或棒状的外形形状；并且外壳31沿纵向方向相对的两端分别界定形成加热器30的自由前端310和末端320；以及，外壳31内具有在自由前端310和末端320之间延伸的空腔314。其中，空腔314在末端320处形成开口或敞口，便于在其内部装配各功能部件。

在一些实施例中，外壳31是可导热的；外壳31采用导热的材质制备，可采用陶瓷例如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷，或者玻璃，或者可采用金属或合金例如铁铝合金、不锈钢等等。在一些可选的实施例中，外壳31包括导热系数大于至少20W/m.k的金属或合金，例如不锈钢或铝合金、钛合金等。

在一些实施例中，外壳31的表面上还通过喷涂或沉积等形成有表面保护涂层，以用于在外壳31的表面上形成保护以阻止或减少源自气溶胶生成制品1000的残渣或气溶胶冷凝液在外壳31表面的粘附。在一些具体的实施例中，表面保护涂层可以包括玻璃釉层、陶瓷膜等。

在该实施中，外壳31的空腔314内设置有：

加热元件32，例如螺旋的螺线管线圈；

以及，导电引脚331和导电引脚332，分别连接于加热元件32的两端，以用于对加热元件32供电；导电引脚331和导电引脚332至少部分从空腔314内延伸至末端320外，对于与电路20连接是有利的。以及，导电引脚331与加热元件32的上端通过焊接等方式连接，并贯穿加热元件32至末端320外；导电引脚332直接与加热元件32的下端通过焊接等方式连接。导电引脚331和导电引脚332具有大约0.1～0.5mm的直径。或者在一些具体的实施例中，导电引脚331和导电引脚332具有0.3mm的直径。

在实施中，由外壳31和保持于外壳31内的加热元件32构成用于插入至气溶胶生成制品1000内加热的加热部分。则在使用中，加热元件32用于产生电阻焦耳热，外壳31通过接收加热元件32的热量而发热，转而在加热气溶胶生成制品1000。以及在一些实施例中，螺旋线圈的加热元件32与外壳31之间的缝隙填充有导热介质，以用于提升它们的导热。导热介质通常可以包括水玻璃胶、导热胶、导热的无机粉末或可固化浆料、导热釉料或可固化浆料、金刚石粉或可固化浆料、导热的氧化物粉或可固化浆料等中的至少一种。

或者在又一些变化实施例中，由棒状的加热部件界定用于插入至气溶胶生成制品1000内加热的加热部分；例如加热部件还可以包括：棒状的电绝缘衬底例如陶瓷、聚合物等，以及形成或结合于电绝缘衬底的电阻加热轨迹等。

在一些实施中，外壳31具有大约12～20mm的长度、2.0～2.8mm的外径、以及大约0.1～0.3mm的壁厚；则外壳31的空腔314的内径大约为1.5～2.1mm、以及空腔314的长度大约为12～18mm。

在一个可选的实施中，加热元件32的材质采用具有适当阻抗的金属材料、金属合金、石墨、碳、导电陶瓷或其它陶瓷材料和金属材料的复合材料。其中，适当的金属或合金材料包括镍、钴、锆、钛、镍合金、钴合金、锆合金、钛合金、镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金、铁铬铝合金、铁锰铝基合金或不锈钢等中的至少一种。当然在装配之后，加热元件32与外壳31的空腔314的内壁是彼此绝缘的。以及在使用中，外壳31通过接收或传递加热元件32的热量进而加热气溶胶生成制品1000。

以及在一些实施例中，导电引脚331和/或导电引脚332大约具有0.1～0.5mm的直径；以及，导电引脚331和/或导电引脚332具有大约20～40mm的长度。以及，导电引脚331和/或导电引脚332是采用低电阻率的金属或合金制备的，例如金、银、铜或含有它们的合金；或者在又一些实施例中导电引脚331和/或导电引脚332是采用表面具有镀层例如镍层的铜丝或铜线。或者在又一些实施例中，导电引脚331和/或导电引脚332还可以喷涂或包覆绝缘层，例如陶瓷层、釉层、有机物层等对于绝缘是有利的。例如在一些实施例中，导电引脚331和/或导电引脚332外套设有铁氟龙的绝缘管，对于提供绝缘是有利的。

以及，加热元件32与气溶胶生成制品1000是不接触的。

根据图2和图3所示的实施例中，被构造成是螺线管线圈形式的加热元件32的导线材料的截面形状是不同于常规圆形的形状。在图2和图4所示的实施中，加热元件32的导线材料的截面具有沿轴向延伸的尺寸大于沿垂直于轴向的径向延伸的尺寸，从而使加热元件32的导线材料的截面呈扁的矩形形状。

简单地说，以上构造的加热元件32与由圆形截面导线形成的常规螺旋状加热线圈相比，导线材料的形式完全地或至少是展平的。因此，导线材料沿着径向方向延伸呈较小的程度。通过这种措施，可以减少加热元件32中的能量损失。特别地，可以促进加热元件32产生的热量沿径向朝外壳31的传递。

或者在又一些变化的实施例中，加热元件32的导线材料可以是横截面为圆形的形状。

参见图2和图3所示，加热器30还包括：

法兰34，至少部分围绕或结合于外壳31上；法兰34基本是靠近末端320布置的，气雾生成装置通过夹持或保持法兰34进而使加热器30被稳定安装和固定在装置内。或者在又一些实施例中，法兰34比加热元件32更靠近末端320；或者在又一些实施例中，法兰34沿加热器30的长度上与电阻加热线圈32是错开布置的；或者在又一些实施例中，法兰34沿加热器30的长度上与加热元件32之间的间距大于1mm。

根据图2和图3所示，法兰34具有非中心对称的形状。在实施例中，法兰34具有大约D形的形状。法兰34具有绕外壳31的中心轴线旋转180°的非对称性。

根据图2和图3所示，外壳31的部分被构造成是圆锥形状；具体地，外壳31包括沿纵向方向依次布置的：第一区段311、第二区段312和第三区段313；其中，第一区段311靠近并界定自由前端310，第三区段313靠近并界定末端320。

其中，第一区段311具有大约1～4mm的长度；第二区段312具有大约8～12mm的长度；第三区段313具有大约3～6mm的长度。第二区段312的长度大于第三区段313的长度，第三区段313的长度大于第一区段311的长度。

根据图2和图3所示，第一区段311和第二区段312被构造成是圆锥的形状；具体地，第一区段311和第二区段312的外径是沿背离自由前端310的方向增大的，从而使第一区段311和第二区段312具有圆锥的外形。以及，第三区段313是外径恒定的圆柱形状。

更详细地，具有圆锥形第一区段311和第二区段312的外壳31使得当加热器30插入至气溶胶生成制品1000内时可以容易地插入，这是因为在将加热器30插入推到气溶胶生成制品1000内时圆锥形侧表面上发生较小的摩擦，从而减少外壳31的外表面与气溶胶生成制品1000的摩擦力。以及当气溶胶生成制品1000移除而与加热器30分离时，对于阻止气溶胶生成制品1000内的基材与加热器30表面的粘附和沉积是有利的。

在使用中，第一区段311和第二区段312用于插入至气溶胶生成制品1000内进行加热；第三区段313提供加热器30的装配。法兰34围绕并结合于第三区段313上，以用于保持或固定加热器30。在一些实施例中，法兰34是由耐热的可模制材料围绕外壳31模制的。可模制材料例如有机聚合物例如PEEK或陶瓷等材质制备的。模制可以是模内注塑等。或者在又一些常规的实施例中，法兰34独立地制备后通过铆压、螺纹连接、机械连接等方式结合于外壳31的第三区段313上的。

根据图2和图3所示，第一区段311具有的顶角α大约为10°～45°；其中，第一区段311的顶角α是第一区段311的外侧表面与其中心轴线之间的角度。以及，第二区段312具有的顶角β大约为1.5°～8°；第二区段312的顶角β是第二区段312的外侧表面与其中心轴线之间的角度。

根据图2和图3所示，第一区段311具有的顶角α大于第二区段312具有的顶角β，或者第一区段311具有相比第二区段312更大的锥度。且第一区段311的顶角α大于第二区段312的顶角β的三倍，对于插入是更加有利的。

根据图2和图3所示，空腔314在第一区段311和第二区段312内的部分的形状，与第一区段311和第二区段312的形状是相适配的。

相应地在图2所示的中，螺旋线圈的加热元件32基本是避开第一区段311的，以避免使螺旋线圈的加热元件32装配至第一区段311内被挤压变形或损坏等。

相应地在图2所示的中，螺旋线圈的加热元件32在第二区段312内的部分基本也可以是锥形的形状；螺旋线圈的加热元件32位于第二区段312的部分的外径是逐渐变化地，具体地是沿背离自由前端310的方向增大的。从而使螺旋线圈的加热元件32的外径形状基本与第二区段312的形状适配，对于装配是有利的。以及在装配后，螺旋线圈的加热元件32与第二区段312之间的缝隙由导热介质填充。

或者图4示出了又一个便于量产的实施例的加热器30a的示意图，在该实施例中加热器30a包括：

外壳31a，具有相背的自由前端310a和末端320a，以及在自由前端310a和末端320a之间延伸的空腔314a；外壳31a包括依次布置的第一区段311a、第二区段312a和第三区段313a；第一区段311a和第二区段312a是锥形的形状，并具有不同的锥度；以及法兰34a围绕和结合于第三区段313a；

螺旋线圈的加热元件32a，位于空腔314a内；以及在该实施例中加热元件32a的外径r3是恒定的，则相比制备锥形的加热元件32在批量量产上是具有更大的优势的。相应地，在装配后加热元件32a与外壳31a之间的缝隙在纵向方向上是变化的。例如在图4中，外径r3恒定的加热元件32a与外壳31a之间的缝隙沿背离自由前端310a的方向是逐渐增大的。以及在装配后，它们之间的缝隙由导热介质填充。

在一些实施例中，机加工制备的金属或合金材质例如不锈钢的外壳31/31a的表面具有较高的光洁度等级，从而阻止或抑制源自气溶胶生成制品1000的有机物例如草本作物残渣或气溶胶冷凝液等在外壳31/31a表面的粘附或沉积。在一些实施例中，外壳31/31a的表面光洁度大于8级；其中，术语“表面光洁度”是表征器件表面粗糙程度的物理学术语，以符号Ra表示，单位为μm；表面光洁度等级越高对应于粗糙度越低，表明表面质量越好。例如表面光洁度8级＝Ra 0.8μm，表面光洁度9级＝Ra 0.4μm，表面光洁度10级＝Ra 0.2μm，等等。

或者在又一些变化的实施例中，加热器包括：

针状的衬底，例如由陶瓷材质等制备；衬底用于插入至气溶胶生成制品1000内进行加热；

以及通过印刷、沉积或形成于衬底上的电阻加热轨迹或涂层或薄膜等。

其中，针状的衬底包括沿纵向方向在自由前端和末端之间依次布置的第一区段、第二区段和第三区段；其中，第一区段和第二区段是锥形的形状，例如以上所述的第一区段具有顶角α，以及第二区段具有顶角β；以及，第三区段是外径恒定的柱状形状，并围绕或结合有法兰，以用于在气雾生成装置内安装和固定加热器。

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。

Claims (10)

1.一种气雾生成装置，被配置为加热气溶胶生成制品生成气溶胶；其特征在于，包括：

加热器，用于加热气溶胶生成制品；所述加热器包括相背的自由前端和末端，以及：

加热部分，至少部分于所述自由前端和末端之间延伸，以用于插入至气溶胶生成制品内进行加热；所述加热部分包括沿纵向方向依次布置的第一区段、第二区段和第三区段；其中，所述第一区段靠近所述自由前端，所述第三区段靠近所述末端；以及，所述第一区段和所述第二区段是锥形的形状，且所述第一区段的顶角大于所述第二区段的顶角；所述第三区段是柱状的形状；

法兰，至少部分围绕或结合于所述第三区段；所述气雾生成装置通过该法兰对所述加热器提供保持。

2.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第二区段的顶角介于1.5°～8°。

3.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一区段的顶角介于10°～45°。

4.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一区段的顶角大于所述第二区段的顶角的三倍。

5.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第二区段的长度大于所述第三区段的长度，所述第三区段的长度大于所述第一区段的长度。

6.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述加热部分的表面光洁度等级大于8级。

7.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述加热部分包括：

外壳，至少部分于所述自由前端和末端之间延伸，并由该外壳界定所述第一区段、第二区段和第三区段；

加热线圈，位于所述外壳内，且避开所述第一区段。

8.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述法兰由可模制材料在所述第三区段的一部分周围模制，进而耦接于所述第三区段。

9.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述加热部分包括：

外壳，在所述自由前端和末端之间延伸，并由该外壳界定所述第一区段、第二区段和第三区段；所述外壳内设置有空腔；

加热线圈，布置于所述外壳的空腔内，并与所述外壳之间具有缝隙；所述加热线圈的一部分与所述外壳之间的缝隙，沿背离所述自由前端的方向逐渐增大；

导热介质，填充所述加热线圈与外壳之间的缝隙。

10.一种用于气雾生成装置的加热器，其特征在于，包括相背的自由前端和末端，以及：

加热部分，至少部分于所述自由前端和末端之间延伸，以用于插入至气溶胶生成制品内进行加热；所述加热部分包括沿纵向方向依次布置的第一区段、第二区段和第三区段；其中，所述第一区段靠近所述自由前端，所述第三区段靠近所述末端；以及，所述第一区段和所述第二区段是锥形的形状，且所述第一区段的顶角大于所述第二区段的顶角；所述第三区段是柱状的形状；

法兰，至少部分围绕或结合于所述第三区段。