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CN116649629A - 一种加热雾化器及电子烟 - Google Patents

一种加热雾化器及电子烟 Download PDF

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CN116649629A
CN116649629A CN202210150951.1A CN202210150951A CN116649629A CN 116649629 A CN116649629 A CN 116649629A CN 202210150951 A CN202210150951 A CN 202210150951A CN 116649629 A CN116649629 A CN 116649629A
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change material
phase change
atomizing core
atomizing
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姚雨辰
邓中山
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Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
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Abstract

本申请提供的加热雾化器及电子烟，包括：吸嘴、雾化管、设置有雾化芯的雾化芯腔室、设置有低熔点合金相变材料的相变材料仓、加热装置及储液瓶，所述储液瓶中的烟油被吸入雾化芯中，并在所述雾化芯中受热蒸发产生雾气，所述雾气通过所述雾化管并在所述吸嘴处被使用者吸取，本申请提供的加热雾化器及电子烟利用低熔点合金相变材料熔点低且可控的特点，通过合金的融化吸热，在用户使用时间内避免了过热现象的发生，同时低熔点合金热导率高，在用作相变材料的同时，可以将热量均匀传导到雾化芯四周，改善了传统加热雾化器加热不均的问题。

Description

一种加热雾化器及电子烟
技术领域
本申请涉及电子烟技术领域，特别涉及一种加热雾化器及电子烟。
背景技术
加热雾化器是一种利用热量使雾化芯中的液体，药膏甚至固体汽化并雾化的雾化装置。与传统的超声雾化，压缩式雾化和网式雾化相比，加热雾化产生的雾滴更小，使用者体验更舒适。然而，加热雾化器在实际使用过程中存在严重的过热与加热不均的问题，过高的温度不仅会烧毁雾化芯，还会使被雾化的物质发生变性，轻者影响使用者的舒适感，重者会危害使用者的生命健康。
在热管理领域，相变材料是指在一定温度范围内发生固液相转变的一类材料。在相变过程中相变材料温度几乎保持不变，适合应对短时间内的热冲击。低熔点合金作为一类典型相变材料，具有金属出色的导热性能的同时，其熔点低且可控，沸点高，不易汽化，已经被应用到生物医学工程，电子器件热管理，印刷电子学等领域，应用前景广阔。若能将低熔点合金应用到加热雾化器领域，可同时利用其高热导率与相变性能解决雾化器过热与加热不均的问题。
发明内容
鉴于此，有必要针对现有技术中存在缺陷提供一种可解决加热雾化器在使用过程中存在的过热和加热不均的问题的加热雾化器。
为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
本申请提供了一种加热雾化器，包括：吸嘴、雾化管、设置有雾化芯的雾化芯腔室、设置有低熔点合金相变材料的相变材料仓、加热装置及储液瓶，所述雾化管设置于所述吸嘴及所述雾化芯腔室之间，所述相变材料仓设置于所述雾化芯腔室的外围且围绕所述雾化芯设置，所述加热装置包围在所述相变材料仓的周围，所述储液瓶的开口端与所述雾化芯腔室连通，所述储液瓶中的烟油被吸入雾化芯中，并在所述雾化芯中受热蒸发产生雾气，所述雾气通过所述雾化管并在所述吸嘴处被使用者吸取。
在其中一些实施例中，所述吸嘴内设有止回阀，以使所述雾气的单向流动。
在其中一些实施例中，所述雾化管由包括但不限于聚四氟乙烯在内的轻质低导热材料制成，可以避免雾化管过热发烫的问题。
在其中一些实施例中，所述雾化芯为包括但不限于植物纤维或金属纤维或陶瓷纤维或多孔陶瓷，且尽量填满所在的雾化芯腔室4，从而具有较佳的吸液能力。
在其中一些实施例中，所述雾化芯腔室的壁面由包括但不限于不锈钢或铝合金在内的金属材料制成，用以改善传热性能。
在其中一些实施例中，所述低熔点合金相变材料为熔点在40～200℃的铋或铟或锡或锌的二元或三元或四元合金材料，或其他熔点在相同温度范围内的金属材料。
在其中一些实施例中，所述相变材料仓的内部预留所述低熔点合金相变材料相变时发生变化的空间。
在其中一些实施例中，所述相变材料仓与所述雾化芯腔室及所述加热装置之间的界面填充包括但不限于导热硅脂在内的热界面材料。
在其中一些实施例中，当所述低熔点合金相变材料的温度超过阈值即熔点后，所述低熔点合金相变材料开始融化并吸收相变潜热，在此过程中低熔点合金相变材料的温度与热导率基本保持不变。
在其中一些实施例中，所述加热雾化器还包括隔热层，所述隔热层设置于所述加热装置外围，所述加热装置由缠绕或贴合在所述相变材料仓外围的加热丝和连接座组成，所述连接座用于将所述加热丝固定在所述隔热层上。
在其中一些实施例中，所述隔热层由包括但不限于泡沫塑料或玻璃纤维在内的轻质隔热材料。
在其中一些实施例中，所述加热雾化器还包括与所述加热装置相连的用于提供电源和控制加热功率的电控装置，所述电控装置包括手动开关、充电电池和控制主板，所述手动开关及所述充电电池均电性连接所述控制主板。
另外，本申请还提供了一种电子烟，包括所述的加热雾化器。
本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：
本申请提供的加热雾化器及电子烟，包括：吸嘴、雾化管、设置有雾化芯的雾化芯腔室、设置有低熔点合金相变材料的相变材料仓、加热装置及储液瓶，所述储液瓶中的烟油被吸入雾化芯中，并在所述雾化芯中受热蒸发产生雾气，所述雾气通过所述雾化管并在所述吸嘴处被使用者吸取，本申请提供的加热雾化器及电子烟利用低熔点合金相变材料熔点低且可控的特点，通过合金的融化吸热，在用户使用时间内避免了过热现象的发生，同时低熔点合金热导率高，在用作相变材料的同时，可以将热量均匀传导到雾化芯四周，改善了传统加热雾化器加热不均的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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他的附图。
图1为本申请实施例1提供的加热雾化器的结构示意图。
图2为本申请实施例2提供的电子烟的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。
实施例1
请参阅图1，为本实施例提供的一种加热雾化器的结构示意图，包括：吸嘴1、雾化管2、设置有雾化芯3的雾化芯腔室4、设置有低熔点合金相变材料5的相变材料仓6、加热装置7及储液瓶8。以下详细说明各个部件间的连接关系。
所述雾化管2设置于所述吸嘴1及所述雾化芯腔室4之间。所述吸嘴1内设有止回阀(图未示)，以使产生的雾气的单向流动。
在其中一些实施例中，所述雾化管2由包括但不限于聚四氟乙烯在内的轻质低导热材料制成，可以避免雾化管2过热发烫的问题。
在其中一些实施例中，所述雾化芯3为包括但不限于植物纤维或金属纤维或陶瓷纤维或多孔陶瓷，且尽量填满所在的雾化芯腔室4，从而具有较佳的吸液能力。
进一步地，所述雾化芯腔室4的壁面由包括但不限于不锈钢，铝合金在内的金属材料制成，用以改善传热性能。
所述相变材料仓6设置于所述雾化芯腔室4的外围且围绕所述雾化芯3设置。
进一步地，所述相变材料仓6由包括但不限于铜，不锈钢，玻璃等在使用温度范围内不会被低熔点合金腐蚀的材料制成。
在其中一些实施例中，所述低熔点合金相变材料5为熔点在40～200℃的铋或铟或锡或锌的二元或三元或四元合金材料，或其他熔点在相同温度范围内的金属材料。可以理解，所述低熔点合金相变材料5的具体熔点可根据实际控温需要选择。
进一步地，所述相变材料仓6的内部预留所述低熔点合金相变材料5相变时发生变化的空间。
可以理解，当所述低熔点合金相变材料5的温度超过阈值即熔点后，所述低熔点合金相变材料5开始融化并吸收相变潜热，在此过程中低熔点合金相变材料的温度与热导率基本保持不变。
所述加热装置7包围在所述相变材料仓6的周围，从而可以使雾化芯受热更加均匀。
可以理解，低熔点合金相变材料5作为加热装置7与雾化芯3之间的缓冲，并包围雾化芯3，凭借其出色的导热性能，不仅不会阻碍热量的传导，还可以将热量均匀的传导到雾化芯的四周，避免加热不均的出现；并可根据具体需要选择熔点合适的合金，当温度超过阈值时，合金融化并吸收相变潜热，保证在用户使用期间，不会出现过热现象。
在本实施例中，考虑到医用雾化器产雾量大，用户使用时间长，而大部分吸入性药物的挥发温度低(如醚类麻醉药)或耐热性差(如吸入性糖皮质激素)。故而所述低熔点合金选用熔点在60℃的Bi31.6In48.8Sn19.6。根据该合金的热物性，且最大加热功率不超过10W，为保证15分钟内加热雾化器不发生过热，则至少应在相变材料仓内装载合金40mL。在此实施例中取相变材料仓内径为10mm，外径为35mm，长度为50mm。
所述储液瓶8的开口端与所述雾化芯腔室4连通。具体地，所述雾化芯3的下端浸没在储液瓶8的药液中，用以吸取药液。
在其中一些实施例中，所述加热雾化器还包括隔热层9，所述隔热层9设置于所述加热装置7的外围，所述加热装置7由缠绕或贴合在所述相变材料仓6外围的加热丝和连接座组成，所述连接座用于将所述加热丝固定在所述隔热层9上。
进一步地，所述隔热层9由包括但不限于泡沫塑料或玻璃纤维在内的轻质隔热材料。
在其中一些实施例中，所述加热雾化器还包括与所述加热装置7相连的用于提供电源和控制加热功率的电控装置14，所述电控装置14包括手动开关10、充电电池11和控制主板12，所述手动开关10及所述充电电池11均电性连接所述控制主板12。
在其中一些实施例中，雾化芯3、雾化芯腔室4、相变材料仓6、加热装置7及隔热层9组成的模块组件15均收容于外包装13内，利于生产且简化结构。
本申请提供的加热雾化器，所述储液瓶8中的烟油被吸入雾化芯3中，并在所述雾化芯3中受热蒸发产生雾气，所述雾气通过所述雾化管2并在所述吸嘴1处被使用者吸取，所述相变材料仓6包围在雾化芯3四周，加热装置7包围在相变材料仓6四周进行加热，使雾化芯3受热更加均匀，且隔热层9包围在最外侧，防止漏热与烫伤使用者，本申请提供的加热雾化器，利用低熔点合金相变材料的高导热率和相变特性，可以在提高对雾化芯加热均匀性的同时，避免雾化器过热对器件和使用者造成的伤害。
实施例2
请参阅图2，为本实施例提供的一种电子烟的结构示意图，其结构可参考实施例1中提供的加热雾化器，图中仅示出可见的部件。
在本实施例中，本发明包括吸嘴1，雾化管，雾化芯，相变材料仓，加热装置，储液瓶8，隔热层和电控装置14。所述储液瓶8中的烟油被吸入雾化芯中，并在雾化芯中受热蒸发，雾气通过雾化管，最后在吸嘴被使用者吸取。所述相变材料仓包围在雾化芯四周，加热装置包围在相变材料仓四周进行加热，使雾化芯受热更加均匀。隔热层包围在最外侧，防止漏热与烫伤使用者。
在本实施例中，所述吸嘴1内设有止回阀，保证雾气的单向流动。
在本实施例中，所述雾化管由聚四氟乙烯材料制成，同时与相变材料仓中间有中空玻璃沫层，可以避免雾化管过热发烫的问题。
在本实施例中，所述雾化芯为聚酯纤维，且尽量填满雾化芯所在雾化芯腔室。所述雾化芯腔室4的壁面由不锈钢制成，用以改善传热性能。
在本实施例中，所述雾化芯下端，浸没在储液瓶的烟油中，用以吸取烟油。
在本实施例中，所述相变材料仓由玻璃制成，方便使用者直接观察合金的相变情况。
在本实施例中，考虑到聚酯纤维在205℃以上会迅速老化甚至碳化，烟碱在超过300℃以上裂解产生影响口感的物质，故而所述低熔点合金选用熔点在199℃的Sn91Zn9。根据该合金的热物性，且最大加热功率不超过20W，为保证5分钟内加热雾化器不发生过热，则至少应在相变材料仓内装载合金25mL。在此实施例中取相变材料仓内径为10mm，外径为28mm，长度为50mm。
在本实施例中，所述低熔点合金相变材料装填在相变材料仓内部且预留有材料相变时发生变化的空间。
在本实施例中，所述加热装置由缠绕在相变材料仓外面的加热丝和连接座组成，连接座用于将加热丝固定在隔热层上。
在本实施例中，所述隔热层由中空玻璃组成。
本申请提供的电子烟，所述储液瓶8中的烟油被吸入雾化芯中，并在所述雾化芯中受热蒸发产生雾气，所述雾气通过所述雾化管并在所述吸嘴1处被使用者吸取，所述相变材料仓包围在雾化芯四周，加热装置包围在相变材料仓四周进行加热，使雾化芯受热更加均匀，且隔热层包围在最外侧，防止漏热与烫伤使用者，本申请提供的加热雾化器，利用低熔点合金相变材料的高导热率和相变特性，可以在提高对雾化芯加热均匀性的同时，避免雾化器过热对器件和使用者造成的伤害。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，仅具体描述了本申请的技术原理，这些描述只是为了解释本申请的原理，不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处解释，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其他具体实施方式，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种加热雾化器，其特征在于，包括：吸嘴、雾化管、设置有雾化芯的雾化芯腔室、设置有低熔点合金相变材料的相变材料仓、加热装置及储液瓶，所述雾化管设置于所述吸嘴及所述雾化芯腔室之间，所述相变材料仓设置于所述雾化芯腔室的外围且围绕所述雾化芯设置，所述加热装置包围在所述相变材料仓的周围，所述储液瓶的开口端与所述雾化芯腔室连通，所述储液瓶中的烟油被吸入雾化芯中，并在所述雾化芯中受热蒸发产生雾气，所述雾气通过所述雾化管并在所述吸嘴处被使用者吸取。
2.如权利要求1所述的加热雾化器，其特征在于，所述吸嘴内设有止回阀，以使所述雾气的单向流动。
3.如权利要求1所述的加热雾化器，其特征在于，所述雾化管由包括但不限于聚四氟乙烯在内的轻质低导热材料制成。
4.如权利要求1所述的加热雾化器，其特征在于，所述雾化芯为包括但不限于植物纤维或金属纤维或陶瓷纤维或多孔陶瓷。
5.如权利要求1所述的加热雾化器，其特征在于，所述雾化芯腔室的壁面由包括但不限于不锈钢或铝合金在内的金属材料制成。
6.如权利要求1所述的加热雾化器，其特征在于，所述低熔点合金相变材料为熔点在40～200℃的铋或铟或锡或锌的二元或三元或四元合金材料，或其他熔点在相同温度范围内的金属材料。
7.如权利要求6所述的加热雾化器，其特征在于，所述相变材料仓的内部预留所述低熔点合金相变材料相变时发生变化的空间。
8.如权利要求7所述的加热雾化器，其特征在于，所述相变材料仓与所述雾化芯腔室及所述加热装置之间的界面填充包括但不限于导热硅脂在内的热界面材料。
9.如权利要求8所述的加热雾化器，其特征在于，当所述低熔点合金相变材料的温度超过阈值即熔点后，所述低熔点合金相变材料开始融化并吸收相变潜热，在此过程中低熔点合金相变材料的温度与热导率基本保持不变。
10.如权利要求1所述的加热雾化器，其特征在于，所述加热雾化器还包括隔热层，所述隔热层设置于所述加热装置外围，所述加热装置由缠绕或贴合在所述相变材料仓外围的加热丝和连接座组成，所述连接座用于将所述加热丝固定在所述隔热层上。
11.如权利要求10所述的加热雾化器，其特征在于，所述隔热层由包括但不限于泡沫塑料或玻璃纤维在内的轻质隔热材料。
12.如权利要求1所述的加热雾化器，其特征在于，所述加热雾化器还包括与所述加热装置相连的用于提供电源和控制加热功率的电控装置，所述电控装置包括手动开关、充电电池和控制主板，所述手动开关及所述充电电池均电性连接所述控制主板。
13.一种电子烟，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的加热雾化器。
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