发热元件、电子雾化装置和雾化方法与流程

1.本发明涉及电子雾化技术领域，特别是涉及一种发热元件、电子雾化装置和雾化方法。


背景技术：

2.传统技术中的电子雾化装置通常包括发热元件，通过发热元件将可雾化介质加热形成可供用户吸食的气溶胶。传统技术中，发热元件利用电阻加热或电磁感应加热的原理加热可雾化介质。然而，通过电阻加热或通过电磁感应普遍存在预热等待时间长(大于等于20秒)，无法满足即抽即停的需求。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对如何降低发热元件预热等待时间的问题，提供一种发热元件、电子雾化装置和雾化方法。
4.一种发热元件，所述发热元件包括：
5.基体及隔离件，所述隔离件在所述基体分隔出加热腔及承载腔的隔离件，所述承载腔用于承载可雾化介质，所述加热腔内填充有工作气体；
6.电磁发生器，所述电磁发生器能够在所述基体内产生交变磁场；
7.等离子发生器，伸入所述加热腔内，用于对所述工作气体初始电离。
8.上述发热元件中，承载腔用于承载可雾化介质。等离子发生器能够对工作气体初始电离，以电离出初始电子及初始离子。由于电磁发生器在基体内产生交变磁场，初始电子及初始离子在交变磁场的作用下高速旋转，并不断碰撞工作气体中的气体分子，使气体分子进一步分离，在加热腔内形成等离子体。等离子体具有上千度的温度，等离子的温度能够通过隔离件传递至承载腔内，将承载腔内的可雾化介质快速加热，减少预热等待时间，满足即抽即停的需求。
9.在其中一个实施例中，所述隔离件表面设有热辐射层，所述热辐射层在被加热时发射热辐射。
10.在其中一个实施例中，所述热辐射层为热红外材料。
11.在其中一个实施例中，所述基体与所述隔离件均为中空设置，所述隔离件设于所述基体内，所述基体内的空间划分为位于所述隔离件内的空间以及位于所述隔离件外的空间。
12.在其中一个实施例中，所述基体与所述隔离件均呈中空管状，所述基体与所述隔离件同轴设置。
13.在其中一个实施例中，所述加热腔形成于所述隔离件外，所述基体包括套件和连接件，所述套件间隙套于所述隔离件外，所述连接件连接于所述套件与所述隔离件之间，使所述加热腔相对外界封闭。
14.在其中一个实施例中，所述加热腔形成于所述隔离件内，所述基体包括底壁以及
连接于底壁周缘的周壁，所述隔离件嵌于所述底壁上，所述隔离件与所述周壁之间设有间隔。
15.在其中一个实施例中，所述隔离件的部分结构伸出至所述基体外，所述加热腔部分区域位于所述基体外。
16.在其中一个实施例中，所述等离子发生器包括点火电极，所述点火电极插入所述加热腔内向所述工作气体放电，以在所述工作气体中电离出初始电子及初始离子。
17.在其中一个实施例中，所述电磁发生器包括线圈及电流发生器，所述电流发生器与所述线圈电连接以向所述线圈提供交变电流。
18.在其中一个实施例中，所述加热腔相对所述承载腔封闭，所述加热腔的腔壁上设有电磁屏蔽层；及/或
19.所述基体外表面设有隔热层。
20.一种电子雾化装置，所述电子雾化装置包括如上述各实施例中任意一项实施例所述的发热元件。
21.一种雾化方法，所述雾化方法包括如下步骤：
22.提供加热腔与承载腔，所述加热腔内的热量能够传导至所述承载腔内，所述承载腔用于承载可雾化介质；
23.提供能够覆盖所述加热腔的交变磁场，使所述加热腔内填充工作气体；
24.向所述加热腔内放电以产生初始电子及初始离子；
25.所述初始电子及初始离子在交变磁场作用下在所述加热腔内碰撞气体分子，产生等离子体；
26.所述等离子体将热量传导至所述承载腔内，使所述雾化介质雾化。
附图说明
27.图1为本发明一实施例提供的发热元件的剖视示意图；
28.图2为本发明另一实施例提供的发热元件的剖视示意图。
29.附图标记：100、发热元件；1100、基体；1101、加热腔；1102、承载腔；1110、套件；1120、连接件；1130、周壁；1140、底壁；120、隔离件；121、热辐射层；122、电磁屏蔽层；130、电磁发生器；131、线圈；140、等离子发生器；141、点火电极；200、可雾化介质；300、工作气体。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
31.在本发明的描述中，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
32.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。在本发明的描述中，“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。
33.在本发明中，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发明中的具体含义。
34.在本发明中，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。
35.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。
36.参阅图1及图2，本发明一实施例提供了一种发热元件100，发热元件100用于承载可雾化介质200，并能够将可雾化介质200加热雾化为气溶胶，以供使用者吸食。
37.请继续参阅图1至图2，在一个实施例中，发热元件100包括基体1100、隔离件120、电磁发生器130以及等离子发生器140。隔离件120至少部分结构设于基体1100内，隔离件120在基体1100内分隔出加热腔1101以承载腔1102。承载腔1102用于承载可雾化介质200，加热腔1101内填充有工作气体300。等离子发生器140伸入加热腔1101内，用于对工作气体300初始电离。电磁发生器130能够在基体1100内产生交变磁场。
38.上述发热元件100中，承载腔1102用于承载可雾化介质200。等离子发生器140能够在工作气体中分离出初始电子及初始离子。由于电磁发生器130在基体1100内产生交变磁场，初始电子及初始离子在交变磁场的作用下高速旋转，并不断碰撞工作气体300中的气体分子，使气体分子进一步分离，在加热腔1101内形成等离子体。等离子体具有较高的能量，通常有上千度的温度。等离子的温度能够通过隔离件120传递至承载腔1102内，将承载腔1102内的可雾化介质200快速加热，减少预热等待时间，满足即抽即停的需求。
39.并且，相对于传统技术中电磁感应加热方式中的发热体，等离子体能够更加均匀地分布于加热腔1101内。也就是说，加热腔1101内各处的等离子体放热的温度具有一致性。等离子体的能量通过隔离件120能够以相同程度加热承载腔1102内的可雾化介质200，雾化后的气溶胶口感更佳。换言之，如此设置能够保证加热腔1101内温度场的均匀，承载腔1102内各个位置的可雾化介质200能够被均匀的加热，保证气溶胶口感一致性。
40.需要说明的是，上述发热元件100中，电磁发生器130能够在基体1100内产生交变磁场，通过交变磁场驱动初始电子及初始离子运动形成载流子。载流子进一步碰撞工作气
体300的气体分子或原子，使工作气体300进一步分离形成更多的载流子。当载流子足够多时，加热腔1101内垂直于磁场方向的截面上就会感生出流经闭合圆形路径的涡电流，瞬间使加热腔1101内的温度上升至千度以上，形成等离子体。也就是说，上述发热元件100中，仅需等离子体发生器初步在工作气体300内分离出初始电子及初始离子，分离出的初始电子及初始离子即可在磁场的影响下产生等离子体，如此设置，无需通过两个电极持续放电以电离出等离子体，故更加可靠。
41.在一个实施例中，工作气体300具体例如可以为空气。即，等离子发生器140能够直接对加热腔1101中的空气进行初始电离。当然，工作气体300还可以根据需求选择氮气、氩气、二氧化碳等气体。
42.需要说明的是，当电磁发生器130不再在基体1100内形成磁场后，加热腔1101内的气体将会降温，并自然恢复为原子或分子状态。换言之，工作气体300能够循环反复使用。相对于传统技术中的其他发热体，具有更高的使用寿命。
43.请参阅图1及图2，在一个实施例中，隔离件120表面设有热辐射层121，热辐射层121在被加热时发射热辐射。可以理解的是，当加热腔1101产生等离子体时，等离子体的高温能够加热热辐射层121。从而加热后的热辐射层121能够向承载腔1102内发射热辐射。如此，能够提高等离子体将能量通过隔离件120传递至承载腔1102时的效率，以进一步降低预热等待时间。热辐射层121具体可以设于加热腔1101的腔壁上，以直接接触等离子体，被等离子体直接加热，保证热辐射效果。
44.具体地，热辐射层121为热红外材料。即，热辐射层121在等离子体的加热下能够产生红外辐射。可以理解的是，红外辐射具有一定的穿透性。换言之，发热元件100不仅能够通过隔离件120进行热传导加热，同时还能够通过红外辐射更高效的加热承载腔1102内的可雾化介质200，更进一步地缩短了预热等待时间。
45.红外辐射层具体可以设于加热腔1101的腔壁上，以保证高温红外辐射的效果。
46.请参阅图1及图2，在一个实施例中，基体1100外表面设有隔热层。如此，一方面能够降低基体1100内温度的流失，提高可雾化介质200雾化的效率；另一方面，也能够避免基体1100内温度外泄而影响其他电子元件正常工作，或使用发热元件100使出现烫伤的情况。
47.请参阅图1及图2，在一个实施例中，等离子发生器140包括点火电极141。点火电极141插入加热腔1101内向工作气体300放电，以在工作气体300中电离出初始电子及初始离子。相对于通过两个电极放电产生持续的电弧，本实施例中无需持续向点火电极141通入电流以持续放电，仅需通过点火电极141产生初始电子及初始离子。初始电子及初始离子即可配合磁场在加热腔1101内形成等离子体。如此设置，能够使加热方式更加可靠。
48.请参阅图1及图2，在一个实施例中，电磁发生器130包括线圈131及电流发生器(图未示，下同)，电流发生器与线圈131电连接以向线圈131提供交变电流。可以理解的是，向线圈131通入交变电流后能够形成交变磁场。如此，能够驱动加热腔1101内的初始电子及初始离子运动，以最终在加热腔1101内形成等离子体。
49.请参阅图1及图2，线圈131具体可以套于基体1100外表面上，以在基体1100内形成交变磁场。
50.请再次参阅图1及图2，在一个实施例中，加热腔1101相对承载腔1102封闭，等离子体无法自加热腔1101内运动至承载腔1102内。需要说明的是，工作气体300电离后形成的等
离子体通常对人体有一定危害性。而承载腔1102用于承载的可雾化介质200将会被使用者吸食。故通过设置加热腔1101相对承载腔1102封闭，能够避免等离子体随气溶胶被使用者吸食而影响人体健康。同时，设置加热腔1101相对承载腔1102封闭，还能够避免工作气体300泄漏，使工作气体300能够长期使用。
51.在一个实施例中，加热腔1101的腔壁上设有电磁屏蔽层122，通过电磁屏蔽层122防止加热腔1101内产生的等离子体直接与可雾化介质200接触，避免等离子体随气溶胶被使用者吸食。
52.请参阅图1及图2，在一个实施例中，基体1100与隔离件120均为中空设置。隔离件120设于基体1100内，基体1100内的空间包括位于隔离件120内的空间以及位于隔离件120外空间。也就是说，本实施例中加热腔1101与承载腔1102的其中一个以包裹的姿态设于另外一个的外侧。如此设置，便于使加热腔1101内的等离子体与承载腔1102内的可雾化介质200有更大的热传导面积，等离子体的能量能够更有效的传导至承载腔1102内。
53.请参阅图1，在一个实施例中，加热腔1101形成于隔离件120外，与之对应的，承载腔1102形成于隔离件120内，即加热腔1101包裹于承载腔1102外。基体1100包括套件1110和连接件1120。套件1110间隙套于隔离件120外，套件1110与隔离件120之间的间隙形成了所述加热腔1101。通过隔离件120能够使加热腔1101与承载腔1102互不连通，避免等离子体与可雾化介质200接触。连接件1120连接于套件1110与隔离件120之间，使加热腔1101相对外界封闭，避免等离子体及/或工作气体300泄露。此时，点火电极141可以嵌于套件1110或连接件1120上并与加热腔1101连通，以在加热腔1101内放电产生初始电子及初始离子。点火电极141嵌于基体1100上能够保证加热腔1101封闭。
54.当加热腔1101形成于隔离件120外时，热辐射层121具体可以设于隔离件120的外表面，从而能够被等离子体直接加热，保证热辐射效果。
55.当加热腔1101形成于隔离件120外时，基体1100与隔离件120可以一体成型设计，即连接件1120一体成型的连接于套件1110与隔离件120之间。
56.请参阅图2，在另一个实施例中，加热腔1101还可以形成于隔离件120内，与之对应的，承载腔1102由基体1100内壁与隔离件120间隔形成。基体1100包括底壁1140以及连接于底壁1140周缘的周壁1130。隔离件120与周壁1130之间设有间隔，以间隔形成承载腔1102。隔离件120嵌于底壁1140上，以与承载腔1102及外界封闭，避免等离子体及/或工作气体300泄露。此时，点火电极141可以自基体1100底壁1140一侧上嵌入隔离件120内部，以与加热腔1101连通，在加热腔1101内放电产生初始电子及初始离子。点火电极141嵌于隔离件120上能够保证加热腔1101封闭。
57.当加热腔1101形成于隔离件120内时，热辐射层121具体可以设于隔离件120的内表面，从而能够被等离子体直接加热，保证热辐射效果。
58.请继续参阅图1，在一个实施例中，基体1100与隔离件120均呈中空管状，基体1100与隔离件120同轴设置。如此，加热腔1101内等离子体的能量能够更加均匀地传递至位于其外部或内部的承载腔1102内。
59.请参阅图2，当加热腔1101形成于隔离件120内时。隔离件120轴向上至少部分区域沿径向至基体1100的距离相等。隔离件120外壁轴向上至少部分区域与基体1100内壁的距离相同，也就是说，沿轴向至少部分区域承载腔1102厚度尺寸均匀。如此，能够更好的保证
承载腔1102内轴向上各处的可雾化介质200能够均匀受热。
60.请参阅图1，当加热腔1101形成于隔离件120外时，即承载腔1102位于隔离件120内时。此时可以设置隔离件120为径向尺寸均匀的管状结构，以使承载腔1102内轴向上各处的可雾化介质200能够均匀受热。
61.在一个实施例中，基体1100与隔离件120具体可以是圆管或规则棱管状等管状结构。
62.请参阅图2，在某些实施例中，承载腔1102用于承载可雾化介质200，可以有部分可雾化介质200位于承载腔1102外。例如通过烟弹的形式承载可雾化介质200，或通过其他储油结构与基体1100连接以共同承载可雾化介质200。此时，隔离件120的部分结构伸出至基体1100外，加热腔1101部分区域位于基体1100外。如此，能够均匀地加热位于基体1100外部的可雾化介质200，以保证雾化效果。可以理解的是，此时加热腔1101形成于隔离件120内部。
63.也就是说，各实施例中的加热腔1101不限于完全设于基体1100内部，可设置部分加热腔1101位于基体1100外以满足雾化需求。
64.在某些实施例中，可以根据可雾化介质200的分布而适应性调整隔离件120的形状，以使加热腔1101能够更加均匀加热位于各个位置的可雾化介质200。例如，可以设置隔离件120的一端端部沿径向减缩，形成半球状、圆锥状或圆台状的端部，以更多方向传导热量。
65.可以理解的是，可雾化介质200可以以烟弹的形式设于承载腔1102内。当然，可雾化介质200还可以呈其他固态状态或非固态状态设于承载腔1102内，均影响发热元件100的加热。
66.在某些实施例中，基体1100与隔离件120不限于彼此套接分布。例如，可以仅设置基体1100为中空。此时隔离件120设于基体1100内将基体1100内的空间分隔为两个腔体，即将基体1100分隔为加热腔1101与承载腔1102。本实施例中具体地，隔离件120可以呈板状隔断设于基体1100内部，将基体1100内部空间分隔为相互封闭的所述加热腔1101及所述承载腔1102。此时，加热腔1101内等离子体的能量也能够通过隔离件120传导至承载腔1102内。本实施例中，热辐射层121可以设于隔离件120靠近加热腔1101的一侧表面上。
67.在一个实施例中，基体1100可以为石英、玻璃等材料，以保证其较好的导热性及适用寿命。隔离件120可以由石英、陶瓷等绝缘材料或者不锈钢、镍基等金属材料制成。
68.本发明一实施例还提供了一种电子雾化装置(图未示，下同)。电子雾化装置包括如各个实施例中所述的发热元件100。如此，电子雾化装置的余热等待时间短，加热雾化时温度均匀，气溶胶口感好。
69.本发明一实施例还提供了一种雾化方法。雾化方法可以用于各种需要加热雾化的装置、设备。雾化方法包括：
70.提供加热腔1101与承载腔1102，加热腔1101内的热量能够传导至承载腔1102内，承载腔1102用于承载可雾化介质。如此，当加热腔1101内产生热量后，热量能够传递至承载腔1101内，以将承载腔1102内的可雾化介质雾化为气溶胶。
71.提供能够覆盖加热腔1101的交变磁场，使加热腔1101内填充工作气体300。工作气体300可以是能够被电离的各种气体，例如空气、氮气、氩气、二氧化碳等。
72.向加热腔1101内放电以产生初始电子及初始离子。具体例如可以使点火电极141伸入加热腔1101内，将加热腔1101内的工作气体300电离出初始电子。
73.初始电子及初始离子在交变磁场作用下在加热腔1101内碰撞气体分子，产生等离子体。初始电子能够在交变磁场的驱动下形成载流子。载流子能够在交变磁场的驱动进一步碰撞工作气体300的气体分子或原子，以形成更多的载流子。当加热腔1101内的载流子足够多时，在垂直于上述磁场方向的截面上就会感生出流经闭合圆形路径的涡电流，瞬间使加热腔1101内的气体被加热至上千度以上的高温，形成等离子体。
74.等离子体将热量传导至可雾化介质200中，使可雾化介质200雾化。
75.上述雾化方法中，点火电极141仅需电离出相对少量的初始电子及初始离子，初始电子及初始离子即可在磁场的作用下碰撞，产生更多的载流子，以最终形成等离子体。相对于通过两个电极放电产生持续的电弧，本实施例中所述雾化方法无需持续放电，故更加可靠。
76.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
77.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。