加热组件及气溶胶产生装置的制作方法

1.本实用新型涉及雾化领域，更具体地说，涉及一种加热组件及气溶胶产生装置。


背景技术：

2.加热不燃烧型雾化装置是一种通过低温加热不燃烧的方式加热雾化材料形成可抽吸气雾的气溶胶产生装置。目前，气溶胶产生装置的加热方式通常为管式外围加热或中心嵌入加热。其中，管式外围加热是指加热组件围绕于气溶胶产生基质外。现有的加热组件通常包括加热管以及设置于加热管外表面的发热线路。加热管通常设计为中空圆管状，插入气溶胶产生基质后，气溶胶产生基质横截面的轮廓线所在的圆和加热管内壁的圆接触重合或相切，气溶胶产生基质不会被明显挤压而出现横截面形状突变的情形。发热线路多采用电阻丝工艺制作，成型工艺方式单一。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种改进的加热组件及具有该加热组件的气溶胶产生装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种加热组件，所述加热组件包括加热管；所述加热管包括基体管、包覆于所述基体管外表面的介质层以及设置于所述介质层的发热线路，所述基体管内形成有用于收容气溶胶产生基质的加热腔，所述基体管的横截面外轮廓和内轮廓均为非圆形。
5.在一些实施例中，所述介质层与所述基体管烧结成一体。
6.在一些实施例中，所述介质层采用膜带卷制后烧结而成。
7.在一些实施例中，所述膜带通过流延成型。
8.在一些实施例中，所述发热线路采用导电浆料印刷于所述介质层上后再烧结形成。
9.在一些实施例中，所述基体管采用不锈钢基材制成，所述介质层采用介质玻璃制成。
10.在一些实施例中，所述介质层的热膨胀系数与所述基体管的热膨胀系数相匹配。
11.在一些实施例中，所述加热管还包括设置于所述基体管内表面的红外辐射层，所述基体管采用高导热的金属或陶瓷制成。
12.在一些实施例中，所述加热管还包括设置于所述基体管外表面的红外辐射层，所述基体管采用石英玻璃制成。
13.在一些实施例中，所述基体管的横截面外轮廓和内轮廓大致为莱洛多边形。
14.在一些实施例中，所述莱洛多边形包括莱洛三角形、莱洛五边形或莱洛七边形。
15.在一些实施例中，所述莱洛多边形的每两条弧形边的相接处形成有倒圆角。
16.在一些实施例中，所述莱洛多边形的弧形边用于挤压所述气溶胶产生基质。
17.在一些实施例中，所述加热组件还包括与所述加热管连接的导向部件，所述导向
部件内形成有与所述加热腔相连通的用于导入所述气溶胶产生基质的导入腔。
18.在一些实施例中，所述导入腔具有远离所述加热腔的第一端以及靠近所述加热腔的第二端，所述导入腔在所述第一端的横截面积大于在所述第二端的横截面积。
19.在一些实施例中，所述导入腔从所述第一端至所述第二端为渐变过渡。
20.本实用新型还提供一种气溶胶产生装置，包括上述任一项所述的加热组件。
21.实施本实用新型至少具有以下有益效果：该加热组件的结构能够实现发热线路在非圆基体管上的灵活设计，可实现发热线路在基体管表面的全覆盖或部分覆盖。
附图说明
22.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
23.图1是本实用新型第一实施例中加热组件的立体结构示意图；
24.图2是图1所示加热组件的分解结构示意图；
25.图3是图1所示加热组件成型过程中的结构示意图；
26.图4是图2中基体管容纳有气溶胶产生基质时的横截面示意图；
27.图5是图4中加热腔的横截面轮廓示意图；
28.图6是bao-a12o3-sio2的三元相图；
29.图7是本实用新型第二实施例中加热组件的基体管的横截面示意图；
30.图8是本实用新型第三实施例中加热组件的立体结构示意图；
31.图9是图8所示加热组件成型过程中的横截面示意图；
32.图10是本实用新型第四实施例中加热组件的立体结构示意图；
33.图11是图10所示加热组件的纵向剖面示意图；
34.图12是图10中基体管的横截面示意图；
35.图13是本实用新型第五实施例中加热组件的立体结构示意图；
36.图14是图13中基体管的横截面示意图；
37.图15是本实用新型一些实施例中气溶胶产生装置插入有气溶胶产生基质时的立体结构示意图；
38.图16是图15所示气溶胶产生装置插入有气溶胶产生基质时的纵向剖面示意图。
具体实施方式
39.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
41.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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
45.图1-5示出了本实用新型第一实施例中的加热组件1，该加热组件1包括加热管10，加热管10内形成有用于收容并加热气溶胶产生基质200的加热腔110。加热管10可包括基体管11、包覆于基体管11表面的介质层12以及设置于介质层12的发热线路13。
46.基体管11呈内部中空的管状，基体管11的内壁面界定出加热腔110。基体管11的横截面外轮廓和内轮廓均可以为非圆形，例如多边形，该多边形包括但不限于三角形、方形、梯形、五边形等。优选地，基体管11大致为莱洛多棱管，即，基体管11的横截面外轮廓和内轮廓均大致为莱洛多边形，例如，莱洛三角形、莱洛五边形或者莱洛七边形等。莱洛多边形为等宽曲线且具有奇数个弧形边，基体管11的奇数个弧形内壁面能够挤压收容于基体管11中的气溶胶产生基质200并能够与气溶胶产生基质200具有更大的接触面积。此外，由于莱洛多边形在任何方向上都具有相同的宽度，使得基体管11在一个平面旋转过程中能够保持宽度恒定。
47.基体管11的横截面内轮廓线，即加热腔110的横截面轮廓线，具有一最大内切圆c1。该最大内切圆c1的直径2r小于被挤压前的气溶胶产生基质200的外径。在一些实施例中，该最大内切圆的直径2r可以比被挤压前的气溶胶产生基质200的外径小0.2-2.0mm。该最大内切圆c1的直径2r可以为3-9mm，优选为4-7mm。在气溶胶产生基质200插入至加热腔110中时，加热腔110的至少部分腔壁能够挤压气溶胶产生基质200，促使气溶胶产生基质200沿径向向内产生形变。图4所示为大致呈圆柱状的气溶胶产生基质200收容在基体管11内时的横剖视图，其中，虚线表示气溶胶产生基质200被挤压前的横截面外轮廓线。气溶胶产生基质200被挤压变形后，其径向表面到中心的距离减小，从而缩短了热量传导距离。同
时，气溶胶产生基质200内部的空气被挤压排出，气溶胶产生基质200内的雾化基质的密度增大，从而可以提高导热效率，改善气溶胶产生基质200表心温差大、热传导效率低、预热时间长的问题。可以理解地，加热腔110的横截面轮廓的棱边数越多，加热腔110的横截面轮廓越趋近于圆。为了有效对气溶胶产生基质200进行一定的挤压，加热腔110的横截面轮廓的棱边数不宜过多。优选地，基体管11为莱洛三棱管或莱洛五棱管。在本实施例中，基体管11为莱洛三棱管。
48.该最大内切圆c1的中心到加热腔110的横截面轮廓线的最大距离l大于该最大内切圆c1的半径r。在气溶胶产生基质200收容在加热腔110中时，气溶胶产生基质200的外壁面和加热腔110的腔壁之间还可形成有至少一个可供气体流通的气流通道111，该至少一个气流通道111可沿加热腔110的轴向方向延伸，可保证抽吸时气流流通顺畅。在一些实施例中，该最大内切圆c1的中心到加热腔110的横截面轮廓线的最大距离l可大于2mm，优选为3-5mm。在本实施例中，气流通道111有三个，该三个气流通道111分别位于加热腔110每两条弧形边的相接处。
49.介质层12可由膜带120卷绕包覆在基体管11的外表面后再烧结形成，其中，膜带120可以为通过流延成型的流延膜带。具体地，在制造加热组件1的过程中，可在一个力的作用下旋转基体管11，粘附用于成型介质层12的卷膜膜带120。由于基体管11的横截面外轮廓为等宽曲线，基体管11在转动过程中一直保持与卷膜膜带120相切，有利于卷膜过程中的气泡排除，可以有效避免卷膜气泡，提高良品率，还可避免在卷膜过程中由于压力不稳定而出现卷膜拉裂等缺陷。此外，还可在基体管11的横截面轮廓的每两条弧形边的相接处设置倒圆角112，通过适当的倒角，改善该相接处的圆滑度，同时保持等宽特征，从而进一步提高工艺稳定性和良品率。
50.发热线路13可采用导电浆料130印刷于膜带120上后再烧结形成。将印刷有导电浆料130的膜带120包覆在基体管11的外表面，烧结后形成的介质层12贴附在基体管11的外表面。发热线路13设计灵活，发热线路13可位于介质层12的外表面，也可位于介质层12的内表面和基体管11的外表面之间，此外，还可以实现发热线路13在基体管11表面的全覆盖或部分覆盖。
51.在本实施例中，加热组件1采用纯电阻传导加热的方式进行加热。发热线路13位于基体管11的外侧，发热线路13在通电发热后，将热量从基体管11的外表面传递给收容于基体管11内的气溶胶产生基质200，对气溶胶产生基质200进行加热。基体管11可采用高导热系数的金属或非金属材料制成，有利于热量的快速传递，且在快速升温下基体管11的温度场均匀性较好。其中，该高导热系数的金属材料可以为不锈钢、铝或铝合金、铜或铜合金等，优选为430不锈钢。该高导热系数的非金属材料可以为陶瓷，例如氧化铝、碳化硅、氮化铝、氮化硅等。
52.介质层12具有良好的绝缘性，能够满足厚膜印刷烧结形成有效电路连接。介质层12所选取的介质材料需与表面印刷的导电浆料共烧匹配性较好，且具有较好的热匹配和抗热震效果。此外，该介质材料能够与基体管11的基材表面低温烧结结合，该介质材料的热膨胀系数与基体管11的基材的热膨胀系数相匹配。在本实施例中，基体管11采用430不锈钢基材制成，介质层12采用介质玻璃制成。
53.优选地，介质层12还具有一定的抗机械冲击与热冲击的能力，这种能力可以通过
向基体玻璃中添加氧化物而获得，例如fe、co、ni等的氧化物，例如向基体玻璃中添加co2o3。基体玻璃中添加fe、co、ni等氧化物能改善介质层12与不锈钢基材的润湿性，在烧成过程中这些元素能够与不锈钢基材形成化学键的结合从而提高结合强度。
54.基于介质层12与不锈钢基材的热膨胀匹配性要求，可选择在基体玻璃中添加bao-a12o3-sio2体系，或使用cao取代部分bao的体系，可对介质层12的热膨胀系数进行调节。如图6所示，根据bao-a12o3-sio2的三元相图，主要组分比例可选择在钡长石区域附近，介质玻璃中钡铝硅氧化物之间大致比例可以为：30-60％bao、10-30％a12o3、15-50％sio2。该介质玻璃还可包括晶核剂，如tio2、zro2、caf2等中的一种或多种。另外，该介质玻璃还可包括作为玻璃性能调节作用的碱金属氧化物和碱土金属氧化物等，如na2o、k2o、cao、mgo、bao及al2o3、zno等，进一步地，还可包括用于降低玻璃的熔炼温度并调整玻璃的软化温度的b2o3。在一些实施例中，该介质玻璃的大致组成比例为：75-90％的基体玻璃，5-10％的b2o3，1-3％的晶核剂，0.5-2％的fe、co、ni的氧化物，3-10％的其他碱金属氧化物和碱土金属氧化物。介质层12的低温处理温度优选为800-900℃，该介质层12能够与不锈钢基材结合且耐受350℃室温水骤冷试验，且可经受2min升至350℃再降温1min的长时循环测试8000次。
55.图7示出了本实用新型第二实施例中基体管11的横截面示意图，其与第一实施例的主要区别在于，本实施例中的基体管11的横截面轮廓呈莱洛三角形，且每两条弧形边之间直接连接，即，在两条弧形边的相接处未进行倒角，从而在其相接处形成有尖角。
56.图8-9示出了本实用新型第三实施例中的加热组件1，其与第一实施例的主要区别在于，本实施例中的加热组件1为莱洛五棱管，基体管11的横截面外轮廓和内轮廓均为莱洛五边形。此外，基体管11的横截面轮廓的每两条弧形边的相接处可进行适当的倒圆角，改善相接处的圆滑度。
57.图10-12示出了本实用新型第四实施例中的加热组件1，其与第一实施例的主要区别在于，本实施例中的加热组件1还包括位于加热管10的上部用于导入气溶胶产生基质200的导向部件20以及封盖于加热管10的底部用于气溶胶产生基质200轴向支撑定位的支撑壁30。导向部件20、加热管10、支撑壁30可一体成型，或者也可分别单独成型后再组装在一起。
58.此外，在本实施例中，基体管11为正三棱管，即，基体管11的横截面内轮廓和外轮廓均为正三棱形，其具有三条直棱边。基体管11的横截面轮廓的每两条棱边的相接处还可设置有倒圆角112，以改善该相接处的圆滑度。可以理解地，在其他实施例中，基体管11的横截面内轮廓和外轮廓也可以为正四边形、正五边形、正六边形等其它正多边形。为了有效对气溶胶产生基质200进行一定的挤压，基体管11的横截面轮廓的棱边数不宜过多，在一些实施例中，该棱边数可以为3-7。
59.此外，本实施例中的加热组件1可采用电阻传导和红外辐射复合加热的加热方式，加热管10除了包括上述基体管11、介质层12和发热线路13外，还包括红外辐射层14。红外辐射层14可设置于基体管11的内表面，此时，基体管11可采用高导热系数的金属或非金属材料制成。其中，该高导热系数的金属材料可以为不锈钢、铝或铝合金、铜或铜合金等，优选为430不锈钢。该高导热系数的非金属材料可以为陶瓷，例如氧化铝、碳化硅、氮化铝、氮化硅等。在其他实施例中，红外辐射层14也可设置于基体管11的外表面，此时，基体管11可采用高红外透过率的石英等材料制成。
60.支撑壁30封盖于加热管10的下端开口处，并可与加热管10一体成型。加热管10的内侧壁和/或支撑壁30的上侧壁还可设置有至少一个限位凸台31，用于对气溶胶产生基质200进行限位。该至少一个限位凸台31与加热管10和/或支撑壁30可以一体成型，或者，其也可分别单独成型后再通过焊接等方式组装在一起。在本实施例中，限位凸台31有一个，该一个限位凸台31可由支撑壁30一体向上弯折形成且可与支撑壁30的中轴线重合。限位凸台31的顶面为平面，气溶胶产生基质200的下端面可抵靠于该至少一个限位凸台31上实现支撑定位。在其他实施例中，限位凸台31也可有两个或两个以上，该两个或两个以上限位凸台31可分布于支撑壁30的周边，并可沿支撑壁30的周向均匀间隔设置。
61.导向部件20呈内部中空的管状，导向部件20的内壁面界定出一用于导入气溶胶产生基质200的导入腔210。该导入腔210具有远离加热管10的第一端211以及靠近加热管10的第二端212。该导入腔210在第一端211的横截面积大于在第二端212的横截面积，且该导入腔210在第一端211的横截面积不小于气溶胶产生基质200被挤压前的横截面积。在本实施例中，该导入腔210在第一端211的横截面形状与气溶胶产生基质200的横截面形状相对应，即，该导入腔210在第一端211的横截面形状为圆形，且该导入腔210在第一端211的横截面积大于气溶胶产生基质200被挤压前的横截面积，利于将气溶胶产生基质200顺滑导入到加热组件1内。
62.该导入腔210在第二端212的横截面形状与加热腔110的横截面形状相匹配，且与第一端211的横截面形状不同。在本实施例中，该导入腔210在第二端212的横截面形状大致为采用圆弧过渡连接的正三棱形。导入腔210的第二端212与加热腔110的上端连接在一起，导入腔210的第二端212的横截面尺寸与加热腔110的横截面尺寸一致。导入腔210从第一端211至第二端212可采用渐变过渡，即，导入腔210的横截面从第一端211的圆形渐变为与加热管10横截面一致的正三棱形，与加热腔110衔接。气溶胶产生基质200经由导向部件20的导向功能顺滑插入到加热管10内，同时被加热管10沿径向向内挤压为与加热腔110的横截面形状相似的三棱形状。在气溶胶产生基质200收容在加热管10中时，气溶胶产生基质200的外壁面和加热腔110的腔壁之间还可形成有三个气流通道111，该三个气流通道111分别位于加热腔110每两条棱边的相接处。
63.图13-14示出了本实用新型第五实施例中的加热组件1，其与第四实施例的主要区别在于，本实施例中的基体管11的横截面外轮廓和内轮廓均为跑道圆形，加热腔110的横截面轮廓线的最大内切圆c1的直径2r与跑道圆形横截面内轮廓的短轴长度一致，该最大内切圆c1的中心到加热腔110的横截面轮廓线的最大距离l与跑道圆形横截面内轮廓的长轴半径一致。在气溶胶产生基质200收容在加热腔110中时，气溶胶产生基质200的外壁面和加热腔110的腔壁之间可形成有两个气流通道111，该两个气流通道111分别位于加热腔110的长轴两侧。可以理解地，在其他实施例中，加热腔110的横截面也可以为其它非圆形，优选为轴对称的非圆形。
64.相应地，导入腔210与加热腔110相连通的第二端212的横截面形状为与加热腔110的横截面形状一致的跑道圆形。导入腔210的第一端211的横截面形状可呈圆形，导入腔210的横截面形状从第一端211的圆形渐变为第二端212的跑道圆形。
65.此外，在本实施例中，加热组件1上还可开设有若干个与加热腔110、导入腔210相连通的通孔113。该通孔113可根据需要开设于加热组件1的任意位置。例如，该通孔113可开
设于导向部件20和/或加热管10的侧壁上，和/或，该通孔113也可开设于支撑壁30和/或限位凸台31上。通孔113的形状、尺寸和数量均不做限制。
66.图15-16示出了本实用新型一些实施例中的气溶胶产生装置100，该气溶胶产生装置100大致可呈长方形柱状并可包括壳体2以及设置于壳体2内的加热组件1、主板3和电池4。其中，加热组件1可采用上述任一实施例中的加热组件结构。可以理解地，在其他实施例中，该气溶胶产生装置100并不局限于呈长方形柱状，其也可以呈方形柱状、圆柱状、椭圆柱状等其他形状。
67.壳体2的顶部设有供气溶胶产生基质200插入的插口20，插口20的横截面形状和尺寸与气溶胶产生基质200的横截面形状和尺寸相适配，气溶胶产生基质200可经由插口20插入到加热组件1中与加热组件1的内壁面接触。加热组件1在通电发热后，可以将热量传递给气溶胶产生基质200，从而实现对气溶胶产生基质200的烘烤加热。主板3分别与电池4、加热组件1电连接。主板3上布置有相关的控制电路，可借由设置于壳体2上的开关5控制电池4与加热组件1之间的通断。壳体2的顶部还可设置有一个用于遮挡或显露插口20的防尘盖6。在不需要使用气溶胶产生装置100时，可推动防尘盖6将插口20遮挡住，防止灰尘进入到插口20。在需要使用时，推动防尘盖6将插口20露出，以便气溶胶产生基质200从插口20插入。
68.该气溶胶产生基质200可包括外包层210以及设置于外包层210内底部的雾化基质220。其中，外包层210可以为外包纸。雾化基质220可以是用于医疗或养生目的的材料，例如，固态片状或丝状的植物根、茎、叶等植物类材料。气溶胶产生装置100对插接于其中的气溶胶产生基质200进行低温烘烤加热，以在不燃烧的状态下释放雾化基质220中的气溶胶提取物。进一步地，该气溶胶产生基质200还可以包括设置于外包层210中并沿纵向依次设置于雾化基质220上方的中空支撑段230、降温段240及过滤段250。该气溶胶产生基质200的横截面形状也不局限于呈圆形，其也可以呈椭圆形、方形、多边形等其他形状。
69.以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。