雾化器发热元件和雾化器的制作方法

本发明涉及电子烟发热丝技术领域，尤其是一种雾化器发热元件和雾化器。

背景技术：

电子烟通过设置于雾化器内部的发热丝对烟油快速加热实现发热雾化，因此发热丝的发热性能是直接影响烟油雾化效果的关键部件。雾化器中常用的发热丝有好两种，一类是螺旋缠绕方式安装在导油件上的发热线圈，另一类是片式发热丝。以上两种发热丝在实施中，发热线圈具有更好的发热效果，但雾化不均匀且品质不好控制，因为发热丝与电子烟的导油件接触面积有限，且线圈螺旋装配之后仅雾化发热丝接触部位及附近一点范围内的烟油，在工作过程中瞬间高温、温度比较集中，导致导油件与发热丝直接接触的部分因温度过高而容易烧糊。

而片式发热丝整体设计成片状，与烟油有更大的接触面，且整体热量分布相对均匀，烟油雾化效果比线圈均匀，从而越来越多的被采用。但是由于本身导体材质，且电阻远远低于线圈，不利于发热量的稳定和控制；因此，为了提升片式发热丝的电阻，通常采用降低片式发热丝的电流截面积和增加电流路径长度，在片式发热丝上开孔。但是打孔设计大大减少了材料，片式发热丝变得容易变形，并且温度会变得不均匀(尤其是孔交接的位置温度会偏高)；一方面影响均匀雾化，另一方面使用后因温度变化冷缩热胀及形变扭力造成孔交接部位变细或断裂，降低了使用寿命。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的片式发热丝阻值小导致发热稳定性不足的缺陷，提供一种雾化器发热元件。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：本发明提供的雾化器发热元件，包括至少一片状发热体，所述发热体的一端设置有第一导电体、另一端设置有第二导电体；其特征在于，

所述发热体具有若干阵列设置的发热单元；

所述发热体包括若干沿阵列的第一方向并列设置且两端对应连接所述第一导电体和第二导电体的第一发热部、以及若干沿阵列的第二方向并列设置的第二发热部，所述第二发热部用于依次连接若干并列设置的第一发热部；所述第一发热部与第二发热部在整个阵列中接合在一起，形成阵列设置的所述发热单元。

优选地，所述第一发热部呈迂回弯折状并沿所述第二方向延伸，所述第二发热部连接于两相邻所述第一发热部的弯折位置之间。

优选地，所述第一发热部为沿阵列的第二方向延伸的锯齿状设置；或，所述第一发热部为沿阵列的第二方向延伸的波形设置；

所述第二发热部沿着阵列的第一方向延伸的平直状设置；且沿阵列的第一方向，所述第二发热部顺次与并列的第一发热部相交接。

优选地，当所述第一发热部呈锯齿状设置时，第一发热部与第二发热部交接部位为锯齿端部；或，当所述第一发热部呈波形设置时，第一发热部与第二发热部交接部位为波峰或波谷部。

优选地，所述第一方向与第二方向相垂直。

优选地，所述发热体还包括有与发热单元相互绝缘的非导体部。

优选地，所述非导体部为缺孔；

所述发热体还包括由发热单元向非导体部延伸出的导热翅片。

优选地，所述非导体部为缺孔；

所述非导体部内设置有填充片。

优选地，所述发热体具有均匀的厚度，且厚度为0.02～0.3mm。

优选地，当所述发热体的数量为两片以上时，所述发热体平行相对设置。

本发明的雾化器发热元件，通过发热单元的阵列式排布，使相邻发热单元两两之间相互连接形成整体，电流在整个阵列中同级发热单元的连接处发生多向分流和汇流，能提升电流的流动路径长度；另外由于第一发热部的弯折位置相比其它位置往往发热量过于集中，以上实施例中将第二发热部的连接点设于两相邻第一发热部的弯折位置之间，利用电流分流效应来使得整个发热元件发热更加均匀。同时，通过非导体部的设置降低发热单元的导电面积，提升发热单元单位面积的电流量和电阻值。同时，通过非导体部的设置降低发热单元的导电面积，提升发热单元单位面积的电流量和电阻值。

本发明进一步还提出一种雾化器，雾化器的烟油加热部分采用上述雾化器发热元件进行，设置方式为将雾化器发热元件设置于多孔体的表面与多孔体组成雾化组件；雾化器的其他的导油、烟气输送、控制电路等功能部分采用现有的常规设计进行，与雾化组件组合之后实现雾化器的功能即可。

优选地，所述多孔体包括微孔陶瓷，所述雾化器发热元件烧结成型于所述微孔陶瓷的一表面上，或者所述雾化器发热元件为设于该表面上的发热线路。

采用具有以上雾化器发热元件的雾化器产品，具有更高的阻值和发热均匀性，并且雾化器还具有更高的形变稳定性和使用寿命。

附图说明

图1是本发明一实施例雾化器发热元件的结构示意图；

图2是本发明又一实施例雾化器发热元件的结构示意图；

图3是本发明又一实施例雾化器发热元件的结构示意图；

图4是本发明又一实施例雾化器发热元件的结构示意图；

图5是本发明又一实施例雾化器发热元件的结构示意图；

图6是本发明又一实施例雾化器发热元件的结构示意图；

图7是本发明一实施例雾化器的结构示意图；

图8是本发明另一实施例雾化器的结构示意图。

具体实施方式

下面将以具体实施例对上述雾化器发热元件的结构进行说明，本发明的雾化器发热元件主要是用于电子烟产品，主要是基于常规的0.1～3.0ω温控/tcr模式、7～120w功率输出的电子烟。当然，以其为基础进行变化后也可以将其用于其他规格范围的电子烟或医用雾化器等类似产品。

本发明的雾化器发热元件的结构可以参见图1和图2所示，其中图1和图2分别为两个实施例的雾化器发热元件的结构示意图，包括：

片状发热体10；以及，

与发热体10一端连接的第一导电体20；

与发热体10另一端连接的第二导电体30；其中，

发热体10采用片状设计，热量在片状结构体上均匀产生，具有更高的热均匀度和更大的接触面积。同时，在发热体10上具有若干阵列式设置的发热单元11。

进一步参见图1和图2所示，发热单元11由发热体10的导电发热结构周期性的接合形成，具体发热体10的导电发热结构由两部分组成，分别包括若干沿着阵列的第一方向(图中阵列的竖直方向，即列方向)并列设置的第一发热部111、以及若干沿着阵列的第二方向(图中阵列的水平方向，即行方向)并列设置的第二发热部112，第二发热部112用于依次连接若干并列设置的第一发热部111；其中，从图中可以看出，实施例中采用的第一发热部111为沿着阵列的水平方向(即第二方向)延伸的波形/锯齿等形状设置、第二发热部112为沿着阵列的竖直方向(即第一方向)延伸的平直条形形状设置。

在图1的实施例中，第一发热部111呈锯齿形形状设计；第二发热部112为平直形状设计；且第二发热部112沿着阵列的竖直方向依次与第一发热部111锯齿端处交接，共同接合组成阵列排布的菱形发热单元11。

在图2的又一实施例中，第二发热部111呈沿着水平方向设置的波纹形状设计，第二发热部112为平直形状设计，且第二发热部112沿着阵列的竖直方向依次与第一发热部111的波峰处/波谷处交接，共同接合组成阵列式排布的发热单元11。

基于与本发明以上相同的立意，进一步可以参见图3和图4所示的又一实施例；其中，

图3的实施例中第一发热部111呈沿着水平方向设置的方波形状设计，第二发热部112为平直形状设计；且第二发热部112沿着阵列的竖直方向依次与方波的波峰/波谷处交接，共同接合组成阵列式排布的发热单元11。

图4的实施例中组成一个发热单元11的第一发热部111包括相互分隔的3条水平方向设置的平直形状的发热材料；第二发热部111也包括互分隔的3条竖直方向设置的平直形状的发热材料；然后3条水平的第一发热部111和3条竖直的第二发热部112按照图4中封闭回字形环状周期顺次首尾交接，共同组成在阵列式排布的回字形发热单元11。或者可以理解的是该实施例中，第一发热部111为沿第二方向延伸的呈迂回弯折状，第二发热部112连接于两相邻第一发热部111的弯折位置之间，共同形成上述阵列式排布的回字形发热单元11。

从以上各实施例第一发热部111和第二发热部112的形状设计和交接位置可以看出，第一发热部111是弯折延伸的形态，而第二发热部112主要是在第一发热部111弯折的部位进行交接。一方面是整体使形成发热单元11形状呈较为规则的周期性；另一方面也是基于弯折部位的发热温度会比其他部位高容易引起烟油雾化不均匀，因此在弯折部位交接促进弯折处的电流和温度的传导。

以上各实施例中通过第一发热部111和第二发热部112分别按照周期性的交接形成阵列式的排布的发热单元11，且发热单元11分别包括有规则和不规则的形状，具体实施中可以包括有更多，并不限定于以上实施例中所采用的方式。当然，上述实施例中的第一发热部111和第二发热部112可采用相同发热材料，以上发热单元11基于导电发热的工作需求，其采用电热材质，比如电子烟中常用的纯镍合金、镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金、铁铬铝合金、钛合金或不锈钢等等均可。以上实施例通过发热单元11的阵列式排布，使相邻发热单元11两两之间相互连接形成整体，电流在整个阵列中同级发热单元11的连接处发生多向分流和汇流，能提升电流的流动路径长度。另外由于第一发热部111的弯折位置相比其它位置往往发热量过于集中，以上实施例中将第二发热部112的连接点设于两相邻第一发热部111的弯折位置之间，利用电流分流效应来使得整个发热元件发热更加均匀。同时，通过非导体部112的设置降低发热单元的导电面积，提升发热单元11单位面积的电流量和电阻值。

同时，从图示的各个实施例可以看出，第一发热部111和第二发热部112在实施例中采用的是具有一定宽度的薄片形式设计，因为薄片状更适于提升电阻并促进热量均匀发散。而在实施中，也可以采用变形的形状将其设计成丝状进行，然后再采用适当的材质弥补丝状电阻小且热量发散不如片状均匀的不足，也可实现与各实施例中片状第一发热部111和第二发热部112的相同效果。

进一步，从图1至图4的各实施例中，发热体11还包括与发热单元11相互绝缘的非导体部113，在导体单元11之外补充具有非导体部113后，一方面出于降低电流的截面积可提升导体部111单位面积的电流量，增大电阻阻值。当然，从图1至图4可以看出，非导体部113包括有随着发热单元11的周期性接合生成的闭合内部区域，同时还包括位于发热单元11以外的区域，比如图3和图4中下方标示的未封闭的区域非导体部113。

需要说明的是，以上实施例中是以阵列的水平方向作为阵列的第二方向，竖直方向作为阵列的第一方向；当然在制备和实施中可以采用将相互替换进行。同时，以上所描述的实施例中阵列的方式是以矩阵阵列的方式进行，因此在排列方向中，第一方向和第二方向分别为相互垂直的行方向和列方向。而在其他实施方式中，也可以采用倾斜的阵列进行而不是规整的矩阵阵列，具体可以通过调整第一发热部111和第二发热部112的倾斜角度即可。从以上可以看出，实施中优选采用第一方向和第二方向分别为相互垂直的实施方式进行，可以使所有交接部位的角度都相同(比如图1至4实施)，从而避免因为第一发热部111和第二发热部112倾斜交接引起的产生不同角度的交接点引起发热温度不同，导致雾化不均匀。

基于发热丝热均匀的设计需求，在图1至图3实施例的结构中，发热体10还包括由发热单元11向非导体部113内延伸出的导热翅片114。当然，从图1至图3中可以看出，导热翅片114优选采用由阵列中最上层发热单元11向上延伸形成、以及由最下层发热单元11下端向下延伸形成；可以避免由位于阵列中间层的发热单元11朝内部封闭单元区域延伸形成，导致破坏整体形状规整和美观，也便于生产和加工。当然，从图1至图3可以进一步看出，以上图1至图3中导热翅片114由发热单元12的第一发热部111和第二发热部112的接合处朝非导体部113延伸形成，比如图1中最上层发热单元11的锯齿状齿端位置为第一发热部111和第二发热部112的接合处，那么导热翅片114由此齿端接合的位置延伸出，可以避免由其他非接合处的位置延伸出形成(比如图2中下方所标示的一非接合位点杂向延伸出的导热翅片114)导致产生更多的连接部位，从而保证发热体10整体形状的规整和美观，以及降低因为连接点发热温度偏高导致的发热不均匀缺陷。进一步，同时，非导体部113作为不导电需求的设计，可以直接采用挖缺孔。

同时，在以上实施例中通过组成发热单元11的第一发热部111和第二发热部112的长短和角度的改变，可以进一步改变周期性接合形成的发热单元11的大小，比如图1实施例中可以通过调整导体部111的菱形形状的尺寸大小和夹角角度来改变通电时电流有效段的长度，进而调节发热丝阻值影响发热。其中，基于提升阻值和形变稳定性的立意，在以上结构基础上进一步对片式发热丝规格更加精细控制，导体部111的菱形边的夹角采用30～80°。

而本发明中所采用的片状发热体10为均匀厚度，且厚度采用0.02～0.3mm，保证发热效率和形变稳定能达到比较均衡，同时还利于在雾化器中安装和工作。

在以上实施过程中，由于发热单元11采用通常制备雾化器发热丝的镍铬合金等材质制备，因此基于减低发热单元11上所具有的接合点的部位采用焊接连接方式导致该处发热温度与其他部位不均一的情形，发热体10优选采用模具冲压成型、或者片状基材刻蚀的方式制备形成。

进一步参见图3和图4，在本发明实施例中，在非导体部113内补充设置有导热不导电材质比如云母、氮化铝等等制成的填充片115。比如，在图4实施例中，发热单元11呈图4所示的回字形形状设计，位于阵列中最上层/最下层的发热体10具有非闭合空缺为非导体部113。其中在两个非导体部113区域内设置有云母填充片115，在发热单元11之外设置这些云母填充片115之后(图3和图4中仅仅只是作为一个示例，实施中可以增加云母填充片115的数量至更多)，与发热单元11连成整体，一方面可以对发热单元11形成支撑，有助于消除发热单元11使用过程中因反复升温/降温产生的冷热缩胀和形变扭力导致的形变，提升片状发热体10自身的形变稳定性。另一方面，填充片115采用导热不导电材质制备而成，因此与发热单元11连成整体之后有助于均匀发热和散热，有助于提升雾化时的热均匀性。

进一步在以上实施方式中，发热体10的第一端和第二端分别所具有的第一导电体20和第二导电体30分别用于接电流输入和输出；实施中，可以采用图1至图4中的方式，将第一导电体20和第二导电体30设计成引脚的形式进行。若采用引脚设计时，基于通常电极引脚与发热体10材质不同，实施中将发热体10与电极引脚焊接的方式连接。同时，图1至图4实施例中所示的是简单的平直安装时的设计，第一导电体20和第二导电体30位于同侧且平直，但是实施中并不仅仅限定于这一方式。或者，第一导电体20和第二导电体30可以设置在对角侧，同时根据安装的连接位置可以呈弯折的形状设计等等。

在另一种图5的实施例中，发热体10两端的第一导电体20和第二导电体30采用设计成导电连接片的形式进行，相比引脚的方式后续需要焊接，连接片的设计方式在连接和装配更加方便，比如可以在第一导电体20上开设安装孔21，然后与电极接触方式实现电连接。

进一步，本发明的雾化器发热元件，在用于雾化器产品上时数量不仅仅为一片，根据烟油雾化量提升的需要，在实施中可以增加片状发热体10的数量为多个，多个片状发热体10根据所采用的电子烟电池的输出电压和功率要求，对应采用串/并联方式进行组合连接，使其满足使用需求。具体，在一实施方式中参见如图6所示，以片状发热体10的数量为2个为例，2个片状发热体10采用相互平行相对的方式设置，当数量进一步增多时也可以同样采用这一方式进行，然后根据串联/并联的需要将电极引脚按照对应的方式依次连接起来即可(图6中所示的连接方式为串联)。在该实施方式中，采用多个片状发热体10根据电池输出电压和功率进行组合之后，有利于提升整体的电阻阻值。

并且，多个片状发热体10相互平行设置时，两相邻发热体10之间形成比较均匀的空间，电子烟的烟油微粒可以进入到发热体10之间的空间进行雾化，雾化空间更大，烟油受热雾化效果更加均匀。

基于以上描述，本发明进一步还提出一种雾化器产品，雾化器的烟油加热部分采用上述雾化器发热元件进行，其他的导油、喷出等功能部分采用现有的常规设计进行，组合之后实现雾化器的功能即可。具体结构可以参见图7所示，雾化器包括中空的壳体100。当然雾化套的外形可以根据不同产品的形状需求，设计成规则的几何筒状形状(比如圆筒、柱筒等等)，或者如图7实施例中的非规则几何柱筒状。

壳体100内沿着轴向方向设置有一烟气通道120，用来输送雾化之后的烟油气溶胶；因此基于电子烟产品的通常设计，烟气通道120上端与吸嘴通孔衔接，下端与雾化组件衔接，从而实现将雾化组件产生的烟油气溶胶输送至吸嘴供吸烟者吸食。同时，烟气通道120的外侧壁与壳体100的内侧壁之间的中空部分形成用于储存烟油的储油腔110。

在储油腔110的下端安装有一硅胶座130，一方面可以用于封闭储油腔110防止烟油泄漏，另一方面可以作为载体提供雾化组件安装的基座。硅胶座130内设置有一雾化腔(图中的雾化腔已经安装了多孔体140和发热元件150组成的雾化组件，因此无单独的数字标示)；并且为了能使储油腔110的烟油送入雾化组件，因此在硅胶座130上开设有烟油流通孔131，该烟油流通孔131一端与储油腔110连接、另一端连接至雾化组件。

雾化组件包括一多孔体140、以及设置在块状多孔体140表面上的发热元件150。进一步可以参见图7所示，该实施例中多孔体140的上表面与烟油流通孔131的烟油出口端连接。多孔体140自身具有微孔结构和微孔通道，因此可以通过毛细浸润的方式吸取烟油流通孔131流出的烟油，然后传导至表面上设置的发热元件150上进行加热雾化生成气溶胶。

当然，在以上结构之外，为了便于雾化组件等的安装和固定，在雾化器的壳体100的下端设置有一抵接体160，一方面能起到封装的通能、另一方面该抵接体160内可以用于连接电源电极置，从而可以用于发热元件150的连接，等等。

而基于以上结构，其中所采用的发热元件150选用本发明以上图1至图5实施例中所示的雾化器发热元件进行。其片式结构可以直接贴装在多孔体140的下表面实现发热雾化功能。

当然，以上实施例为将本发明的雾化器发热元件设置在沿壳体100径向设置的块状多孔体140表面时采用的设置方式；在不同的类型的和结构的雾化器产品中，可以结合多孔体140设置变化的情况对应调整发热元件150的设置方式。

具体可以参见附图8所示，图8是在另一种结构的雾化器实施方式中，不用于以上实施例中块状多孔体140的形状设计，将多孔体140改变为中空的圆柱形形状设计(图8中140所示)，该用于从储液腔导送烟油的多孔体140沿着雾化器的轴向方向竖直设置，外表面用于与输油通道出口端接触实现烟油导入。那么在这一情形时，则可以将本发明实施例的雾化器发热元件弯曲成弧形/筒形之后，采用类似于线圈的方式，将发热元件150沿着柱形多孔体140的轴向方向贴装在柱状多孔体140的内壁表面。

当然，需要说明的是以上图8的实施例采用的是多孔体140位中空柱状的结构类型时的发热元件150的安装方式；而在另外相类似的方式中，比如圆柱状的多孔体140内壁面或者上端面用于传导烟油，那么则可以将发热元件150安装在多孔体140周侧的外表面上，具体可以采用将片式发热丝弯曲成弧形/筒形之后，贴装在多孔体140周侧的外表面上即可。当然，在其他的多种方式中技术人员也可以采用可行的方式进行安装，保证该片式发热丝能实现对多孔体传导的烟油进行加热雾化即可。

可以理解，以上多孔体140可采用微孔陶瓷；而进一步将发热元件与多孔体140制备成一个整体的方法，除了以上分别获取多孔体140、模具/蚀刻形成上述发热元件150后将这两者贴装组合之外；还可以采用将上述发热元件150烧结成型于所述微孔陶瓷的一表面上。这种烧结成型的方式具体包括：将发热元件150的原材料(比如镍金属粉)与一定量的烧结助剂混合配置成混合浆料，然后采用涂刷的方式按照以上实施例中所描述的形状，将混合浆料涂刷在多孔体140陶瓷表面形成印刷层，然后进行烧制即形成在多孔体140表面的发热元件150。或者，发热元件150为设于该表面上的发热线路，发热线路包括且不限定于发热材料涂层、电阻浆料印刷线路等形式。由于多孔体140与发热元件150为一体结构，可防止发热元件150变形或断裂而影响发热性能。

采用具有以上雾化器发热元件的雾化器产品，具有更高的阻值和发热均匀性，并且雾化器还具有更高的形变稳定性和使用寿命。

以上实施例仅为本说明书为便于理解发明内容所列举的部分实施方式，并非对本发明的技术方案进行的任何限定，也非所有可实施方案的穷举，故凡是对本发明的结构、流程或步骤所做出的任何微小改进或等效替代，均应包含在其保护范围之内。