一种并联分层发热结构及其应用的低温烟具的制作方法

本实用新型涉及一种并联分层发热结构及其应用的低温烟具。

背景技术：

低温烟具的电发热功率恒定，均匀布置在发热体表面的发热丝发出的热量在不同面积的发热区域内发出的热量都是一样的，这样在采用分段式加热的发热体表面存在如下问题：

如图1中的上下分段式加热的发热体所示，上下两个加热区内均设置有一小部分另外发热区内的发热丝，该部分发热丝发热的面积较小，当发热丝一旦通电，所有连接到电路上的发热丝通过的电流都是一样的，这样在该部分小面积内的发热丝就会产生较大的热量，对该小部分加热区域内的小部分发烟介质进行过度加热，导致出烟温度过高出现烫嘴，并且由于加热不均，容易出现该部分发烟介质出现焦糊的现象。

另外，由于分段加热的方式不像整体加热的方式，无论图1中的两个发热区如何布置，都必须要在发热体的表面空出一部分区域来设置两个发热区内的发热丝连接电极，并且由于电极包括有两个发热区内部的发热电极共用的公共电极，因此无论是哪个发热区工作时，对应发热区的电极均会导电发热，特别是公共电极在两个发热区工作时都会导电，对电极所在区域对应的发烟介质进行持续加热，同样会产生发烟介质过度加热导致的焦糊味，而引起低温烟具的不良用户体验。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：针对现有低温烟具的分段式发热体存在的容易局部过热产生焦糊现象的缺陷，提供一种新型的并联分层发热结构及其应用的低温烟具。

本实用新型采用如下技术方案实现：

并联分层发热结构，包括基体层以及覆在所述基体层上的电发热丝，所述电发热丝在基体层表面分为至少两个发热区，所述电发热丝以及对应电发热丝连接的电极分别位于基体层的两个不同表面；

每个所述发热区内均包括有控制该发热区实现发热的主电发热丝，至少一个发热区内混有其他发热区的主电发热丝延伸过来的副电发热丝，形成混合发热区，所述混合发热区内的副电发热丝与主电发热丝之间绝缘分布，所述主电发热丝与其所延伸出的副电发热丝并联。

进一步的，所有的发热区均沿发热结构的长度分段分布，并且在发热结构的周向首尾连接成环。

进一步的，所述混合发热区内的主电发热丝分布面积大于副电发热丝分布面积。

在本实用新型的并联分层发热结构中，所述主电发热丝包括若干并联布置的发热电阻丝。

进一步的，所述电发热丝覆在基体层靠近加热区域的一侧表面，所述电极覆在基体层远离加热区域的另一侧表面，所述基体层上设有用于使电极和电发热丝电接触形成电路回路的穿透孔。

进一步的，所述基体层上还设有用于检测电发热丝温度的温控穿透孔。

在本实用新型的并联分层发热结构中，所述电发热丝为印制在基体层表面的电阻浆料层，所述电极为印制在基体层另一表面的导电涂层。

进一步的，所述电极包括不同发热区内的主电发热丝分别连接的若干个发热电极，以及所有发热区内的主电发热丝和副电发热丝共同并联连接的共用电极。

进一步的，所述电发热丝在对应发热区内沿基体层长度方向和/或周向方向呈连续弯折分布。

进一步的，覆有电发热丝和电极的基体层卷绕成对发烟介质包围加热的管状发热体，或卷绕成插入发烟介质内部进行中心加热的空心棒状或空心片状发热体。

进一步的，所述管状发热体还包括有金属管体，覆有电发热丝和电极的基体层卷包在金属管体上，并在电发热丝和金属管体之间设置绝缘基层。

本实用新型还公开了一种低温烟具，该低温烟具采用上述并联分层发热结构作为低温烟具的发热体。

本实用新型将发热区内的主电发热丝和副电发热丝之间采用并联连接的方式，利用并联电路的特点，使得混合发热区内的副电发热丝可以控制在相对较小的阻值，降低通过副电发热丝的电流，确保该区域内的发热量能够被接受，避免了混合发热区内小面积的副电发热丝的发热量过大导致的焦糊现象；另外，主电发热丝之间也采用多段并联方式布置，使得电发热丝上的电阻分布可控性更高，能够更加精确的控制相应部位的电阻阻值，而不影响发热体的正常使用，避免出现发热体将烟支烤焦以及烟雾烫嘴等问题。

本实用新型将发热结构上的电发热丝和电极分别布置在基体层的两个不同侧面，并且电极位于远离加热区域设置，消除了电极对发热区的占用，增大了发热区面积，发热区全部由电发热丝控制，将电极通电发热对发烟介质的加热效果降低到最低，这样可以有效避免因为电极持续通电对发热区域内的发烟介质持续加热产生焦糊现象；采用印制导电涂层和电阻浆料的方式实现电发热丝和电极在基体层上的固化，生产工艺更加方便快捷，固化效果可靠；发热区分段设置，在相应加热区域工作发热时，低温气流可以从其加热区未覆盖的其他区域流通，能够有效的降低发烟介质加热后所产生烟雾的温度，极大的解决了低温烟具在加热初期存在的烟雾烫嘴的问题。

综上所述，本实用新型通过将电发热丝和电极相对基体层进行分层设计，解决了电极发热对发烟介质加热的影响，并且结合并联布置的电发热丝，降低了混合发热区内的过热现象，提高了低温烟具的体验感。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术的低温烟具发热体展开后的电发热丝示意图。

图2为实施例中的并联分层发热结构的分解示意图。

图3为实施例中的并联分层发热结构的发热层展开后电发热丝的布置示意图。

图4为实施例中的并联分层发热结构的基体层展开后的示意图。

图5为实施例中的并联分层发热结构的电极层展开后的示意图。

图6为实施例中的基体层和发热层叠合后的示意图。

图7为实施例中的基体层和电极层叠合后的示意图。

图8为实施例中的发热层上的电发热丝的并联电路示意图。

图中标号：1-金属管体，2-绝缘基层，3-发热层，301-第一发热区，302-第二发热区，31-第一主电发热丝，32-第二主电发热丝，33-第一副电发热丝，34-第二副电发热丝，4-基体层，41-第一主电发热丝穿透孔，42-第二主电发热丝穿透孔，43-共用穿透孔，44-第二副电发热丝穿透孔，45-第一副电发热丝穿透孔，46-第一温控穿透孔，47-第二温控穿透孔，5-电极层，51-第一发热电极，52-第二发热电极，53-共用电极。

具体实施方式

实施例

参见图2，图示中的并联分层发热结构为图示中的管状发热体，该管状发热体的中空管腔内为发热结构的加热区域，发烟介质填充进入到该管状发热体的中空管腔内，通过管状发热体上的电发热丝对发烟介质进行包围加热。该管状发热体包括金属管体1以及依次包绕在金属管体1上的绝缘基层2、发热层3、基体层4和电极层5，其中发热结构包括基体层4以及覆在基体层4表面的发热层3，发热层3包括覆在基体层4内侧表面的电发热丝，固定覆在基体层4外侧表面上的电极层5用于外部控制电路与电发热丝电路连接，绝缘基层2将发热层3和金属管体1之间绝缘隔开，发热层3发出的热量通过金属管体1的传导对管腔内的发烟介质进行加热。

基体层4采用氧化铝或其他绝缘材质制成，在基体层4靠近金属管体1的内侧表面上固定覆有图3中所示的若干电发热丝，该电发热丝形成贴覆在基体层4内壁的发热层3，具体如图3所示，发热层3的电发热丝包括第一主电发热丝31、第二主电发热丝32、第一副电发热丝33和第二副电发热丝34，通过以上电发热丝在基体层4内侧表面的排布，形成全部包括以上电发热丝的第一发热区301和第二发热区302。其中第一发热区301位于基体层4的上半部，包括第一主电发热丝31和第二副电发热丝34，其中第一主电发热丝31分布在第一发热区301的大部分区域，第二副电发热丝34分布在第一发热区301的剩下部分区域；第二发热区302位于机体层4的下半部，包括第二主电发热丝32和第一副电发热丝33，其中第二主电发热丝32分布在第二发热区302的大部分区域，第一副电发热丝33分布在第二发热区302的剩下部分区域。通过第一主电发热丝31和第二主电发热丝32分别可以实现第一发热区301和第二发热区302的主要发热控制，第一副电发热丝33和第二副电发热丝34则分别可以对第一发热区301和第二发热区302进行预加热和保温的控制。

图3中的第一发热区301和第二发热区302的发热均是由电发热丝的通电控制实现，电极层5布置在基体层4的另外一侧表面，极大地避免了电极通电发热对发热层的影响。

在第一发热区301内的第二副电发热丝34是从第二发热区302内的第二主电发热丝32电连接的延伸部分，在第一发热区301内第二副电发热丝34和第一主电发热丝31之间绝缘分布，并且第一主电发热丝31分布的面积远大于第二副电发热丝34分布的面积，第二副电发热丝34则与第二主电发热丝32之间为并联关系；同样的，在第二发热区302内的第一副电发热丝33则是从第一发热区301内的第一主电发热丝31电连接的延伸部分，在第二发热区302内第一副电发热丝33和第二主电发热丝32之间绝缘分布，并且第二主电发热丝32分布的面积远大于第一副电发热丝33分布的面积，第一副电发热丝33则与第一主电发热丝31之间为并联关系。通过并联电路降低了第一发热区301和第二发热区302内进行预加热和保温时的对应电发热丝上经过的电流，进而降低了预加热和保温过程中的热量，有效避免了该过程中加热过量。

在本实施例中，第一发热区301和第二发热区302均是包括两部分电发热丝的混合发热区。在实际应用中，还可以根据发热结构的实际需求设置更多数量的发热区，也可以将其中的某个发热区设置成由单一电发热丝完全控制的完整发热区，另外一个发热区设置成包括两部分电发热丝的混合发热区。

无论是第一发热区301还是第二发热区302上的电发热丝均沿基体层4表面的长度方向和周向方向呈连续弯折分布，通过连续弯折的蛇形分布提高对应发热区的发热均匀性，在发热结构卷包到金属管体上后，电发热丝形成的发热层3绕金属管体1的周向首尾连接成环，实现对管腔加热区域的全包围均匀加热。实际应用中的发热体表面的电发热丝的布置方案可进行适应调整，本实施例在此不一一赘述。

图3中的电发热丝覆在基体层4靠近金属管体1的管腔一侧内表面，图5中的电极层5则覆在基体层4远离金属管体1的管腔一侧外表面，在电极层5分别设置第一发热电极51、第二发热电极52和共用电极53，本实施例将第一主电发热丝31的一个端部和第二主电发热丝32的一个端部分别单独引出设置连接第一发热电极51和第二发热电极52，然后将第一主电发热丝31的另一个端部和第二主电发热丝32的另一个端部均引出连接到共用电极53，并将第一主电发热丝31和第二主电发热丝32并联延伸的第一副电发热丝33和第二副电发热丝34的端部引出连接到共用电极53上，这样通过三个电极即可实现对两个发热区内分布的两组电发热丝进行有效控制。有关电极和电发热丝的配对设置为可参考现有低温烟具上的分段发热体。

如图4所示，在基体层4上设有用于使电极和电发热丝电接触形成电路回路的电发热丝穿透孔以及用于外部测温元件接触到电发热丝的温控穿透孔。具体如图4所示，在基体层4上设置有第一主电发热丝穿透孔41，第二主电发热丝穿透孔42，共用穿透孔43，第二副电发热丝穿透孔44，第一副电发热丝穿透孔45，第一温控穿透孔46和第二温控穿透孔47，根据电极层5中的电极与发热层3中的电发热丝的布置接触位置，其中第一主电发热丝穿透孔41用于第一发热电极51和第一主电发热丝31的端部之间穿透接触，第二主电发热丝穿透孔42用于第二发热电极52和第二主电发热丝32的端部之间穿透接触，共用穿透孔43用于共用电极53与第一主电发热丝31和第二主电发热丝32的另一端部共同穿透接触，第二副电发热丝穿透孔44用于共用电极53和第二副电发热丝34的端部之间穿透接触，第一副电发热丝穿透孔45用于共用电极53和第一副电发热丝33的端部之间穿透接触。由于共用电极53需要覆盖三个穿透孔的位置，并且各个电极均设置到发热结构的同一端，通过在基体层上固定设置焊盘与外部电路连接，因此本实施例在基体层表面按照需要覆盖的穿透孔位置印制导电涂层形成将电极层5。另外，为了对发热的温度进行监测，在基体层4上设置分别对应第一主电发热丝31和第二主电发热丝32的第一温控穿透孔46和第二温控穿透孔47，发热结构外部的热敏电阻等温控部件可以穿透基体层4与对应发热区的主电发热丝物理接触，以测量第一发热区和第二发热区的温度。

再次参见图3、图6、图7和图8，本实施例的第一主电发热丝31和第二主电发热丝32均包括三组并联的发热电阻丝。

其中第一主电发热丝31中Ra1和Ra2并联，Ra3-1和Ra3-2a串联后与Ra1和Ra2并联，Ra3-2b作为第一副电发热丝33与Ra3-2a并联，在对应Ra1、Ra2和Ra3-1并联的一端位置基体层4上对应设置第一主电发热丝穿透孔41，基体层4另外一侧面的第一发热电极51通过第一主电发热丝穿透孔41与第一主电发热丝31实现电气接触，在对应Ra3-2b延伸到第二发热区远端端部的基体层4上对应设置第一副电发热丝穿透孔45，基体层4另外一侧面的共用电极53通过第一副电发热丝穿透孔45与Ra3-2b实现电气接触；在对应Ra1、Ra2和Ra3-2a并联的一端位置基体层4上对应设置共用穿透孔43，基体层4另外一侧面的共用电极53通过共用穿透孔43与第一主电发热丝31实现电气接触。

第二主电发热丝32中Rb1和Rb2并联，Rb3-1和Rb3-2b串联后与Rb1和Rb2并联，Rb3-2b作为第二副电发热丝34与Rb3-2a并联，在对应Rb1、Rb2和Rb3-1并联的一端位置基体层4上对应设置第二主电发热丝穿透孔42，基体层4另外一侧面的第二发热电极52通过第二主电发热丝穿透孔42与第二主电发热丝32实现电气接触，在对应Rb3-2b延伸到第一发热区远端端部的基体层4上对应设置第二副电发热丝穿透孔44，基体层4另外一侧面的共用电极53通过第二副电发热丝穿透孔44与Rb3-2b实现电气接触；在对应Rb1、Rb2和Rb3-2a并联的一端位置延伸到基体层4共用穿透孔43处，基体层4另外一侧面的共用电极53通过共用穿透孔43将第一主电发热丝31和第二主电发热丝32一同实现电气接触。

以上发热电路中，针对发热体第一发热区301的Rb3-2b和第二发热区302的Ra3-2b，通过将其与对应延伸起始发热区内主电发热丝并联的方式，单独作为一个通路，可达到灵活控制其本身的电阻大小的目的，从而更为灵活的控制混合发热区内的该部分发热量，避免或降低技术背景中出现的焦糊问题。

本实施例中的电发热丝在基体层4内侧表面印制电阻浆料形成发热层3，电极在基体层4外侧表面印制导电涂层形成电极层5，基体层4采用绝缘的氧化铝基层，电阻浆料挤压填充到基体层4内的穿透孔内与电极层5接触。本实施例中的分层发热结构采用金属管体1作为承载，在金属管体1上涂制绝缘基层2，再将发热层3、基体层4和电极层5组成的分层发热结构按顺序卷绕在绝缘基层2上，即可形成本实施例中的管状发热体。实际应用中，也可以采用一体烧结成型的管状发热体，直接将分层发热结构卷制成管状发热体，再在基体层印制发热层的内侧面烧结保护釉层。也可以将发热体卷绕成插入发烟介质内部进行中心加热的空心棒状或空心片状发热体，具体的分层结构以及电发热丝和电极的布置方案与本实施例相同，不同的是电发热丝布置在发热基层的外侧表面，对棒状发热体或片状发热体插入的发烟介质进行加热。

因此，本实施例中的发热结构可用于各类采用包围加热或中心加热发烟介质的低温烟具中。

以上仅是本实用新型的具体实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。