雾化器、电子雾化装置及用于雾化器的导液元件的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电子雾化装置领域，尤其涉及一种雾化器、电子雾化装置及用于雾化器的导液元件。


背景技术：

2.存在有气溶胶提供制品，例如，所谓的电子雾化装置。这些装置通常包含液体，该液体被加热以使其发生汽化，从而产生可吸入蒸汽或气溶胶。该液体可包含尼古丁和/或芳香剂和/或气溶胶生成物质(例如，甘油)。图1示出了现有经典电子雾化装置的雾化芯组件的构造，包括纵长的导液棉芯42、以及缠绕在导液棉芯42上螺旋发热丝线圈40；在使用中导液棉芯42与发热丝线圈40接触表面区域被发热丝线圈40抵靠和压缩，使得液体基质在该接触区域集聚，在发热丝线圈40发热的过程中产生炸油。


技术实现要素：

3.本技术的一个实施例提出一种雾化器，被配置为雾化液体基质生成气溶胶；包括：
4.用于存储液体基质的储液腔；
5.柔性的导液元件，与所述储液腔流体连通以吸取液体基质；
6.所述导液元件包括取向纤维材料层、以及结合于所述取向纤维材料层的无规取向纤维材料层；所述无规取向纤维材料层至少部分界定所述导液元件的表面；
7.加热元件，结合于所述无规取向纤维材料层，用于加热所述导液元件的至少部分液体基质生成气溶胶。
8.其中，术语“取向纤维(oriented fibre)”是材料学术语，是指全部纤维大致是按同一方向排列的；术语“无规取向纤维(non
‑
oriented fibre)”是指全部纤维是随机排列无方向性的。
9.以上雾化器，导液元件包括导液高的取向纤维材料层、以及锁液的无规取向纤维材料层，通过无规取向纤维材料层锁住液体基质减小在加热元件表面的聚集，从而减缓炸油。
10.在优选的实施中，所述取向纤维材料层的厚度大于所述无规取向纤维材料层。
11.在优选的实施中，所述无规取向纤维材料层的厚度小于0.6mm。
12.所述取向纤维材料层包的取向纤维材料大致沿着液体基质在所述导液元件中的传递方向排列的。
13.在优选的实施中，所述导液元件被构造成沿垂直于所述雾化器的纵向方向延伸；
14.所述取向纤维材料层包的取向纤维材料大致是沿所述导液元件的延伸方向排列的。
15.在优选的实施中，所述取向纤维材料层包括有机棉纤维束、粘胶纤维束、天丝纤维束或玻璃纤维束中的至少一种。
16.在优选的实施中，所述导液元件被构造成沿所述雾化器的纵向方向延伸的筒状；
所述无规取向纤维材料层定位于所述导液元件的内侧，并将所述加热元件限制于该无规取向纤维材料层内。
17.本技术的又一个实施例还提出一种雾化器，被配置为雾化液体基质生成气溶胶；包括：
18.用于存储液体基质的储液腔；
19.柔性的导液元件，被构造成沿长度方向延伸的纵长形；所述导液元件具有与所述储液腔流体连通的吸液端，并通过该吸液端吸取液体基质；
20.所述导液元件包括棉纤维层、以及包裹于该棉纤维层外的无纺布层；
21.加热元件，被构造成围绕所述无纺布层的至少一部分表面，用于加热所述导液元件的至少部分液体基质生成气溶胶。
22.在优选的实施中，所述棉纤维层包括大致是沿所述长度方向排列的取向纤维。
23.本技术的又一个实施例还提出一种电子雾化装置，包括雾化液体基质生成气溶胶的雾化器、以及为所述雾化器供电的电源组件；所述雾化器包括以上所述的雾化器。
24.本技术的一个实施例还提出一种用于雾化器的导液元件，所述导液元件是柔性可卷绕的；所述导液元件包括取向纤维材料层、以及结合于该取向纤维材料层上的无规取向纤维材料层，并由该无规取向纤维材料层界定所述导液元件的至少部分表面。
附图说明
25.一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。
26.图1是现有经典电子雾化装置的雾化芯组件的结构示意图；
27.图2是一实施例提供的电子雾化装置的结构示意图；
28.图3是图2中雾化器从电源组件中移除状态的示意图；
29.图4是图3中雾化器又一个视角的结构示意图；
30.图5是图3中雾化器一个视角的剖面示意图；
31.图6是图5中雾化器的雾化芯的一个视角的结构示意图；
32.图7是图6中雾化芯各部分的分解示意图；
33.图8是图6中雾化芯一个视角的剖面示意图；
34.图9是图8中内导液元件沿厚度方向的剖面示意图；
35.图10是图9中第二纤维层通过针刺结合于第一纤维层的示意图；
36.图11是一个实施例的具有取向结构的棉纤维的微观形貌图；
37.图12是一个实施例的呈无规结构的无纺布纤维的微观形貌图；
38.图13是又一个实施例的雾化器的结构示意图；
39.图14是图13中导液元件的剖面示意图；
40.图15是图13中加热元件又一个实施例的示意图。
具体实施方式
41.为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更
详细的说明。
42.本实用新型实施例提出一种用于对液体基质加热雾化类型的气溶胶生成系统产品。在一个实施例中以图2所示的电子雾化装置构造为例进行举例说明，电子雾化装置可以通过对内部存储的液体基质进行加热雾化生成供抽吸的气溶胶。
43.进一步在电子雾化装置的功能组成上，可以参见图3所示的分解示意图，包括用于雾化液体基质生成供吸食的气溶胶的雾化器100、以及用于为雾化器100供电的电源组件200。当然，雾化器100和电源组件 200是可以移除地进行结合的。具体，
44.雾化器100包括：
45.外壳，在图3所示的优选实施中是由可以沿长度方向相互结合和拆卸的第一壳体10和第二壳体20这两部分共同形成。
46.吸嘴30，形成于外壳上且至少部分是相对外壳凸出的。当然在图3 所示的优选设计上，吸嘴30在形状上是便于用户吮吸的柱状；当然从图3中可以看出吸嘴30大致是呈外径逐渐减小的圆台形的形状。同时，根据常识吸嘴30具有用于抽吸的吸口a。
47.在一个优选的实施中，雾化器100的外壳的至少部分例如第一壳体 10是采用透明材质制备的透明部件，进而在使用中其内部的液体基质或者气流通道的至少部分是可视的，便于用户适时查看液体基质存量或者工作情况等。
48.进一步在图3中，雾化器100的外壳沿宽度方向的一个侧壁上设置有用于在抽吸过程中供外部空气进入的第一进气口21，在抽吸的过程中外部空气沿图中箭头r1所示，由该第一进气口21进入至雾化器100内，并携带雾化器100内部形成的气溶胶由吸嘴30的吸口a输出。当然，根据图3的优选实施，第一进气口21是定位于第二壳体20上的。
49.电源组件200的构造包括有：
50.电源外壳210；
51.设置于电源外壳210上的开关按钮220，用于可以通过该开关手动启动或断开电源组件200向雾化器100输出功率；
52.接收腔230，在图3中靠近电源外壳210沿长度方向的上端并形成敞口，用于接收雾化器100的至少一部分；当雾化器100的至少一部分接收于接收腔230内时，电源组件210与雾化器100形成导电回路，进而为雾化器100供电；
53.第二进气口240，形成于电源外壳210上，用作供外部空气进入电源组件200内；当然，雾化器100接收在电源组件200内时，第二进气口240是与第一进气口21是气流连通的。第二进气口240在图3所示的优选实施中，被布置成沿电源外壳210的长度方向延伸的细长的形状，大体上呈腰形。当然在优选的实施中，当雾化器100接收在电源组件200 时，第二进气口240和第一进气口21基本上正对或对准的。
54.进一步为了使雾化器100的实施细节完整，图4和图5示出了一个优选实施例提出的雾化器100的详细构造的示意图；包括：
55.储液腔12，大体是由雾化芯40与第一壳体10内壁之间的空间界定，用于存储液体基质；
56.雾化芯40，用于从储液腔12吸取液体基质并加热汽化生成供吸食的气溶胶；并且根据图5所示，雾化芯40整体是呈雾化器100的轴向延伸，并在雾化芯40内部形成有输出气溶胶的烟气输出通道，在抽吸中气流路径如图5中箭头r1所示，由第一进气口21进入至雾化
芯40 内后携带生成的气溶胶输出至吸嘴30。
57.注液塞13，设置于第一壳体10的顶端，可以拔除之后显露出由该注液塞13密封的注液孔，进而用户可以对储液腔12进行注液，补充液体基质。
58.进一步参加图4和图5，在雾化器100的第二壳体20的底端设置有第一电极31和第二电极32，进而在用于电源组件200结合之后用于为雾化芯40供电。在图4所示的优选实施中，第一电极31呈圆柱形，第二电极32呈包围第一电极32的环形形状；当然，第一电极31和第二电极32之间设置有环形的绝缘硅胶圈33，用于使第一电极31和第二电极32绝缘。
59.进一步在根据图4和图5所示，第一电极31和第二电极32与吸嘴 30分别设置于雾化装置外壳的上下两侧，并且电极与吸嘴30在长度方向上是同轴相对的；同时第一电极31和第二电极32至少部分是凸出在雾化装置外壳底端的。同时，第二电极32外侧壁上设置有沿周向围绕第二电极32的凹槽321，用于与电源组件200进行连接和保持。
60.在又一个可选的实施中，第一电极31和第二电极32是固定一体且凸出的设计，是便于拆卸或更换雾化芯40的。具体，雾化芯40是通过第一电极31和第二电极32支撑进而保持或固定在雾化器100内的。同时，第一电极31和第二电极32是可以沿长度方向向外移出或拆卸的；当然在操作中用户可以借助于第二电极32的凹槽321作为着力的部位进行。而在移出的过程中雾化芯40会随着第一电极31和第二电极32 的移出或拆卸一并从雾化器100内脱出，从而便于拆卸和更换。
61.进一步参见图6至图8所示，雾化芯40的形状和结构包括：
62.外套件41，该外套件41是由不锈钢等金属材料制备的刚性材料，整体形状大体是呈中空的管状形状；
63.外套件41靠近上端的部分设置有上螺纹411，在使用中可以便于与第一壳体10或吸嘴30形成螺纹固定；当然在图5所示的优选实施中，该上螺纹411暂未使用该连接；
64.外套件41靠近下端的部分设置有下螺纹412，该下螺纹412是用于与第二壳体20内密封圈22上的内螺纹结构形成连接，进而一方面对第二壳体20与外套件41之间的间隙进行密封防止漏液、另一方面利用密封圈22的柔性摩擦力将雾化芯40稳定第二壳体20内；
65.第一进液孔413，形成于外套件41上并位于上螺纹411和下螺纹 412之间，用于供储液腔12内的液体基质进入至雾化芯40内；在使用中，储液腔12内的液体基质沿图5中箭头r2所示进入至雾化芯40内被加热汽化；
66.支撑件42，定位于外套件41下端，并且形状是与外套件41同轴的闭合的环形形状；支撑件42具有延伸至外套件41内的延伸部分420，安装后延伸部分420是位于至外套件41内的；延伸部分420上开设有第二进液孔421，用于供由第一进液孔413进入的液体基质继续流向延伸部分420内；
67.密封塞43，定位于支撑件42下端，并从下端对支撑件42的中空进行堵塞，以防止雾化芯40内的气溶胶冷凝液从支撑件42内部向下滴落至电极上；该密封塞43是下端为封闭、上端为敞口的筒状形状；密封塞43上设置有第三进气口431，是与第二壳体20上的第一进气口21是气流连通的；在装配后，密封塞43的第三进气口431是裸露于支撑件 42下端的，进而由第一进气口21进入雾化器100的空气能由该第三进气口431进入至雾化芯40内；进一步根据图5所示，在装配后该密封塞43是抵靠和保持在第一电极31上；
68.加热网44，被卷绕成具有侧边开口的管状形状，被定位和保持于支撑件42的延伸
部分420内；加热网44具有两根细长的导电引脚，在装配后导电引脚分别与第一电极31和第二电极32连接，进而用于对加热网44供电；
69.内导液元件45，围绕在加热网44外，并用于包裹和保持加热网44；用于将由第二进液孔421的液体基质传递至加热网44上加热汽化生成气溶胶；
70.环状的外导液环46，围绕或包裹在支撑件42的延伸部分420外，进而对第二进液孔421和第一进液孔413之间的空间提供吸收、存储和传递液体基质。
71.在优选的实施中，内导液元件45和外导液环46采用多孔的海绵体、纤维棉等材料制备，进而是柔性的。在又一个优选的实施例中，内导液元件45包括有多层纤维材料层叠形成的。
72.在抽吸的过程中，雾化芯40内部的由密封塞43、支撑件42和加热网44和外套件41形成穿过雾化芯40的轴向中心的烟气输出通道，将加热网44加热生成的气溶胶输出至吸嘴30。
73.在图5和图7所示的更加优选的实施中，支撑件42上的第二进液孔421和外套件41上的第一进液孔413是对准的。
74.在更加优选的实施中，内导液元件45的厚度是1.3～4.3mm的较为合适的。当厚度高于以上范围时，沿径向方向朝加热网44传递液体基质的路径较长降低液体基质的传递速率，容易供液不足产生干烧；当厚度低于以上范围时，由于厚度较薄吸取和保持液体基质的能力不足，比较容易漏液。当然，在以上的实施中，外导液环46的厚度大约0.4～1mm；相比小于内导液元件45的厚度，更快地在传递液体基质。
75.进一步参见图7所示，内导液元件45是卷绕形成的，并且其长度是大于加热网44卷绕后的周长尺寸的，进而使得内导液元件45卷绕之后能在周向方向上完全包覆住加热网44而不至于存在大的空隙造成液体基质的渗漏。当然根据图7所示的优选实施，内导液元件45卷绕成完整的环状之后还具有多余的长度，这一多余的部分可以保留以填充内导液元件45与支撑件42之间的间隙便于紧固；或者也可以用剪刀等工具减掉。
76.进一步图9示出了一个实施例中内导液元件45沿厚度方向的剖面示意图，包括有沿厚度方向层叠的第一纤维层451和第二纤维层452。其中，使第二纤维层452是毗邻并接触加热网44的一侧，而第一纤维层451背离加热网44。
77.在实施中，第一纤维层451和第二纤维层452是结合和保持成一体的。例如，图10示出了图9所示的在棉纤维的第一纤维层451上制备第二纤维层452的示意图；采用纺织或缝纫的针刺设备1000，通过针刺的方式将第二纤维层452刺入第一纤维层451表面，使它们编制或结合在一起形成内导液元件45。在可选的实施中，还可以通过边缘压紧或者两端缝住的方式来使它们连接成一体。
78.在一个可选的实施中，第二纤维层452大于第一纤维层451的导热系数。并且在使用中，第二纤维层452是靠近和包裹加热网44，通过第二纤维层452具有高的导热性能，使加热网44的热量能快速均匀地传递至第二纤维层452，以阻止加热网44表面形成积热而使内导液元件 45形成高温碳化。同时，对于将加热网44表面的热量快速地向支撑件 42等的散热也是有利的。
79.在一个优选的实施中，第一纤维层451是纤维海绵、纤维棉、纤维无纺布等，热导率介于0.03～0.05w/(m
·
k)左右；第二纤维层452的热导率优选地介于6.5w/(m.k)～600w/
(m.k)之间，较为可选的材质例如碳纤维、玻璃纤维、金属纤维和石墨烯纤维中的至少一种。
80.在又一个可选的实施中，第一纤维层451相比第二纤维层452具有更高的液体浸润吸附能力、以及更高的传递速率。在实施中，第二纤维层452相对能防止过多的吸收和保持液体基质，从而有助于阻止加热雾化过程中产生的炸油。同时，第二纤维层452较薄的厚度有助于第一纤维层451吸附的液体基质渗透至第二纤维层452。
81.在材质的选择上，第一纤维层451可以采用棉纤维束可以为有机棉纤维束、粘胶纤维束、天丝纤维束、玻璃纤维束中的一种或多种混合。而第二纤维层452例如无纺布纤维，例如无纺布可以为粘胶无纺布、棉无纺布、亚麻无纺布、汉麻无纺布中的一种或以上多种材质纺制的无纺布。例如，通常采用棉纤维的第一纤维层451能吸附和保持液体基质的体积与自身体积比大约在80％～90％；采用无纺布纤维的第二纤维层452 能吸附和保持液体基质的体积与自身体积的比大约在50～70％。
82.在可选的实施中，第一纤维层451是呈取向结构的取向纤维 (oriented fibre，全部纤维大致是按同一方向排列的)，例如图11示出了电子显微镜下呈一定的方向性排列的具有取向结构的棉纤维的微观形貌图，则在使用中能使液体基质在取向方向快速传递；而第二纤维层452 呈无规取向结构的无规取向纤维(non
‑
oriented fibre，全部纤维是随机排列无方向性的)，例如图12示出了电子显微镜下呈无规堆积结构的无纺布纤维的微观形貌图，在使用中纤维无规取向和较密的堆积结构使得液体基质的传递速率大大降低，但是所吸收的液体基质能被较好地保持在内部，进而形成“锁液”。
83.第二纤维层452的厚度比第一纤维层451的厚度要小；在通常的实施中，第一纤维层451的厚度大约在2～4mm；第二纤维层452大约是具有0.1～0.6mm的厚度。尽量使第二纤维层452的厚度低于0.6mm，增大超过0.6mm以上时，阻隔向加热网44供液的效率。
84.在图7优选的实施中，第一纤维层451中的纤维大致是沿内导液元件45的轴向方向排列的，则对于快速吸取和保持液体基质是有利的。则液体基质在第一纤维层451内的传递，主要是顺着第一纤维层451的纤维排列方向的。
85.图13示出了又一个实施例提出的用于电子雾化装置的雾化器100a，包括用于存储液体基质的储液腔12a；以及沿雾化器100a的横向方向延伸的导液元件30a，用于从储液腔12a内吸收和传递液体基质；加热元件40a，被构造成沿雾化器100a的横向方向延伸，并至少部分围绕导液元件30a，进而加热导液元件30a的至少部分液体基质生成供吸食的气溶胶。当然，根据图13所示的优选实施，加热元件40a是围绕导液元件 30a的螺旋线圈的发热丝形状。
86.在又一个优选的实施中，导液元件30a同样是由复合纤维材料按照层叠形成的。图14示出了一个实施例的导液元件30a的截面的示意图；导液元件30a是由第二纤维层32a卷绕或层叠的方式形成于第一纤维层 31a上获得的。
87.其中，在一个可选的实施中，第一纤维层31a是由具有相对高的液体基质吸收和保持能力的棉纤维材料制备的；第二纤维层32a是由具有相对低的液体基质吸收和保持能力的无纺布纤维材料制备的；对于防止过多的液体基质与加热元件40a接触产生炸油是有利的。
88.在优选的实施中，第一纤维层31a是取向纤维材料层，例如是由有机棉纤维束、粘胶纤维束、天丝纤维束或玻璃纤维束构成的；并且取向纤维材料层中纤维大致是沿着导液
元件30a的长度方向排列的，与液体基质沿导液元件30a的延伸方向从两端向内传递的路径方向是一致的。第二纤维层32a是无规取向纤维材料的，例如无纺布。该复合纤维层的导液元件30a相比能在更长的液体基质传递距离上提升效率，并在径向方向上形成锁液以减缓炸油；相比以上图7实施例中液体基质沿雾化器 100径向方向短距离传递至加热网44上，更加能取得长度方向和径向方向液体传递的平衡。
89.同样，棉纤维的第一纤维层31a的厚度和液体基质传递效率大于无纺布纤维的第二纤维层32a的。
90.或者在又一个变化的实施中，第二纤维层32a是由高导热率材质的纤维材料制备的，例如以上所描述的碳纤维、玻璃纤维、金属纤维和石墨烯纤维中的至少一种。对于阻止加热元件40a表面形成积热而使导液元件30a产生高温碳化的有利的。
91.在可选的实施中，第二纤维层32a是通过针刺、缝制、边缘压紧等方式与第一纤维层31a结合成一体的。
92.当然，在又一个可选的实施中，导液元件30a的表面是具有沿周向延伸的纹路结构的，进而对于向加热元件40a传递液体基质是有利的。
93.进一步图15提出了有一个实施例的加热元件40b的示意图，是由一个管状基材41b上通过切削等方形形成缺口或镂孔42b后形成的；进而在使用中围绕导液元件30a并加热生成供吸食的气溶胶。
94.为使技术人员能较为准确的获取以上具有取向和无规取向复合纤维材料的导液元件30a在减少炸油的进步效果，按照如下条件和过程对多个实施例和对比例中采用的不同材料导液元件30a进行炸油和糊化测试的结果。其中，为了保证消除测试其他因素影响，测试的过程中按照恒功率6.5w的供电模式对雾化器100a的加热元件40a进行供电；储液腔12a的液体基质容量为1.8ml、液体基质采用常用的橘子口味香料的雾化基质；螺旋线圈式的加热元件40a的阻值为1.0ω、内径为2.0mm，材质为镍铬合金丝；抽吸条件为抽吸3s、间隔15s、抽吸口数180口，各测试50pcs，分别对比炸油、抽吸到液体基质的次数，结果如下表1。
[0095][0096]
其中，以上表1的实施例和对比例所采用的内层有机棉是具有图11 中纤维取向的有机棉层，无纺布和亚麻是具有图12中无规取向的无纺布和亚麻。实施例1和实施例2中，由内层取向有机棉和外层无规取向纤维组成的导液元件30a，炸油率是显著小于单一有机棉的，说明液体基质在加热元件40a表面的聚集是降低的；另一方面炸油体现的在导液效率和能力上是大于单一的无纺布的。
[0097]
同时，为使技术人员能较为准确的获取以上具有导热纤维的复合纤维材料的导液
元件30a在减少糊化上的进步效果，按照如下条件和过程对具有导热纤维的导液元件30a进行糊化测试的结果。其中，为了保证消除测试其他因素影响，测试的过程中按照恒功率6.5w的供电模式对雾化器100a的加热元件40a进行供电；储液腔12a的液体基质容量为 1.8ml、液体基质采用常用的橘子口味香料的雾化基质；螺旋线圈式的加热元件40a的阻值为1.0ω、内径为2.0mm，材质为镍铬合金丝；抽吸条件为抽吸3s、间隔15s、抽吸口数180口，各测试50pcs，分别对比导液元件30a被糊化的比例，结果如下表2。
[0098][0099]
从以上表可以看出，实施例3的由外层的高热导的碳纤维膜结合内层棉纤维组成的导液元件30a，相比对比例的单一导液纤维在防止加热元件40a局部积热引起糊化的问题上有比较好的进步，基本上消除了糊化。
[0100]
需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，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实用新型所附权利要求的保护范围。