一种气溶胶生成装置及系统的制作方法

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1.本专利涉及新型烟草技术领域，特别涉及一种气溶胶生成装置及系统。

背景技术：

2.加热卷烟是新型烟草制品的一种类型，是消费者降低传统烟草带来危害的一种选择。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。
3.此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧可抽吸材料来生成气溶胶。例如，该可抽吸材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。现存在有气溶胶生成装置，例如，所谓的电加热不燃烧烟具，可以与插入其中的烟支状消耗品共同形成气溶胶生成系统。现有的加热方式通常采用中心加热式和外围加热式。中心加热式为加热体插入发烟物质内部，外围加热式为筒状加热体包裹发烟物质，通过加热体与发烟物质直接接触，从而将加热体上产生的热量传导至发热物质上，从而实现对发烟物质的烘烤。
4.目前市面上的加热卷烟的器具主要利用电阻加热的原理，加热方式主要有内芯加热、外围加热和内外混合加热。中心加热式和外围加热式均为加热体与发烟物质直接接触的热传导式加热方式，对于中心加热式，会出现中心温度过高而外围加热不完全的问题；对于外围加热式，会出现发烟物质的外围温度过高而中心加热不完全的问题，即中心加热式或外围加热式均存在加热不均匀的问题。同时，由于气溶胶生成装置总体体积不大，持续性对可抽吸材料进行加热，如不及时将加热部件逸散出的热量及时发散，容易造成热量堆积于加热部件外围，造成加热不均匀，发烟效果不理想，抽吸温度高引起口腔不适以及外壁温度高引起使用者握持不适等一系列问题。

技术实现要素：

5.本实用新型目的是为了提供一种气溶胶生成装置及系统，能够提高加热器的散热效率。。
6.为解决上述技术问题，本专利采用下述技术方案：
7.一方面，本实用新型提供一种气溶胶生成装置，包括：壳体、加热器以及隔热管；
8.所述壳体顶端处设有插入口，在使用中包括可抽吸材料的气溶胶生成制品能通过所述插入口可移除地插入所述气溶胶生成装置；
9.所述加热器布置在所述壳体内，以加热所述气溶胶生成制品；
10.所述加热器外侧套设有隔热管；
11.其特征在于，所述隔热管长度大于所述加热器长度；
12.所述隔热管外表面包含散热结构。
13.进一步地，所述散热结构包括散热部，所述散热部包括至少一个散热翅片。
14.进一步地，所述散热翅片与隔热管（320）轴线的角度为0~180
°
。
15.进一步地，所述散热翅片与隔热管（320）轴线的角度为90
°
。
16.进一步地，所述加热器具有红外加热功能。
17.进一步地，所述隔热管内壁具有红外线反射层。
18.进一步地，所述散热结构包括所述隔热管外壁上的辐射散热层。
19.进一步地，所述加热器与所述隔热管之间设置有密封结构。
20.另一方面，本实用新型提供一种气溶胶生成系统，包括上述气溶胶生成装置和所述气溶胶生成制品。
21.优选地，气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可同时包括固体和液体组分。优选地，气溶胶形成基质包括尼古丁。在一些优选实施方式中，气溶胶形成基质包括烟草。例如，气溶胶形成材料可以由均质烟草的片形成。
22.替代地或附加地，气溶胶形成基质可以包括不含烟草的气溶胶形成材料。例如，气溶胶形成材料可为包括尼古丁盐和气溶胶形成剂的片。
23.如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，那么固体气溶胶形成基质可以包括粉末、颗粒、小丸、碎片、细条、条状物或片材中的一种或更多种，含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料、平展烟草和均质烟草中的一种或更多种。
24.优选地，气溶胶形成基质包括塞，所述塞包括由包装物包围的均质烟草材料或其它气溶胶形成材料的聚集片。
25.在本专利中，气溶胶形成剂用于描述任何合适的已知化合物或化合物的混合物，所述化合物或化合物的混合物在使用中促进气溶胶的形成并且在气溶胶生成制品的工作温度下基本耐热降解。
26.合适的气溶胶形成剂在本领域中是已知的，并且其包括但不限于：多元醇，例如丙二醇、三甘醇、1，3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如丙二醇、三甘醇、1，3-丁二醇，并且最优选的甘油。
27.气溶胶形成基质可包括单一气溶胶形成剂。可替代地，气溶胶形成基质可包括两种或更多种气溶胶形成剂的组合。
28.优选地，气溶胶形成基质具有按干重计大于5%的气溶胶形成剂含量。更优选地，气溶胶形成基质可具有按干重计大约5%与大约30%之间的气溶胶形成剂含量。在一个实施方式中，气溶胶形成基质具有按干重计大约20%的气溶胶形成剂含量。
29.可以通过辊压法、稠浆法和造纸法等本领域已有制造工艺制造包括用于在气溶胶生成制品中均质烟草片材的气溶胶形成基质。
30.气溶胶生成装置，用于说明与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。优选地，气溶胶生成装置是吸烟装置，其与气溶胶生成制品的气溶胶生成基质相互作用以生成通过用户的口直接可吸入用户的肺中的气溶胶。气溶胶生成装置可以是用于吸烟制品的固定器。
31.烟具的加热方式可以利用电阻加热的原理，也可以利用红外加热和电磁感应加热的原理。气溶胶生成装置的电源可以是任何适当的电源，例如直流电压源，比如电池。在一个实施方式中，电源是锂离子电池。可替代地，电源可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。电源的重量应当使得烟具重量整
体上可在用户的单只手的手指之间舒适地持有。
32.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
33.本实用新型通过在气溶胶生成装置及系统中的隔热管设置散热结构，能够使从隔热管逸散出的热量尽快散失，避免热量聚集，提高了加热管的散热效率。
附图说明
34.本专利的以上内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的技术方案的示例。
35.图1是一个实施方式中的气溶胶生成装置的结构示意图；
36.图2是图1所示的气溶胶生成装置的剖面结构示意图；
37.图3是图1所示的气溶胶生成装置中插入气溶胶生成制品时的剖面结构示意图；
38.图4是一个实施方式中的固定座的俯视结构示意图；
39.图5是图4所示的固定座的仰视结构示意图；
40.图6是一个实施方式中的封堵圈的结构示意图；
41.图7是一个实施方式中加热器、隔热管、固定座和封堵圈的装配结构示意图；
42.图8是一个实施方式中的隔热管侧壁局部放大图（中空管壁）；
43.图9是一个实施方式中的隔热管侧壁局部放大图（实心管壁）。
44.其中，附图标记说明如下：
45.500气溶胶生成装置
46.100壳体
47.110顶盖
48.120滑盖
49.130插入口
50.140夹持部
51.150固定座
52.151加热器连接部
53.152气溶胶生成制品通孔
54.310加热器
55.320隔热管
56.321隔热管壁
57.322红外线反射层
58.323辐射散热层
59.324隔热管外壁中空部
60.330散热翅片
61.160止挡件
62.170封堵圈
63.171加热器支撑台
64.172隔热管连接部
65.173密封波纹
66.200气溶胶生成制品
67.201可抽吸材料
68.202冷却结构
69.203过滤结构
70.300电源
71.400线路板
72.l1第一轴向间隔长度
73.l2加热器长度
74.l3第二轴向间隔长度
具体实施方式
75.以下在具体实施方式中详细叙述本专利的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本专利的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本专利相关的目的及优点。
76.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
77.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该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专利的限制。
78.为使本专利的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利的实施方式作进一步地详细描述。
79.如图1~3所示的气溶胶生成装置500，其被布置为加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料以生成气溶胶。包括可抽吸材料的气溶胶生成制品200通常采用烟支形式，烟支形式的气溶胶生成制品200包括前端的可抽吸材料210、中间的冷却结构220和嘴端的过滤结构203。气溶胶生成装置500和插入其中的可抽吸材料的气溶胶生成制品200构成了气溶胶生成系统。
80.气溶胶生成装置500包括壳体100，壳体100可以由前壳体、后壳体和上方顶盖110组合而成，顶盖110上方设置有滑盖120和插入口130，在使用时可以移动滑盖使得插入口130露出，从而可以接受可抽吸材料，在不使用时滑盖120可以遮盖插入口130以免异物进入。
81.插入口130下方依次设置有夹持部140、固定座150、加热器310、隔热管320和止挡件160以及封堵圈170。
82.在使用中包括可抽吸材料201的气溶胶生成制品200能通过夹持部140能移除地插入气溶胶生成装置500并被夹持部140夹持。夹持部140不与加热器310和固定座150发生热接触，从而避免夹持部140在使用过程中发烫继而对气溶胶生成制品200被夹持部位进行加热。一般情况下，当气溶胶生成制品200完全插入气溶胶生成装置500时，夹持部140夹持的是非可抽吸材料部分，例如冷却结构202和/或过滤结构203，由于可抽吸材料201产生的气
溶胶烟气温度较高需要通过冷却结构202和/或过滤结构203进行冷却，如果冷却结构202和/或过滤结构203也被发烫的夹持部140加热，则会使进入消费者口腔的烟气温度过高，影响抽吸的体验和效果。
83.加热器310布置在壳体100内，用于加热气溶胶生成制品200内的可抽吸材料201，加热器310可以采用电阻加热、电磁感应加热、红外加热等形式。
84.具体地，本实用新型选择红外加热的加热形式，热效率高，加热更均匀。
85.参见图4和图5，加热器310外侧套设有隔热管320以防止热能外泄，隔热管320可以采用耐高温隔热材料，也可以是真空隔热管。隔热管320外壁还设置有散热结构。具体地，本实用新型中散热结构包括散热部330，散热部330包括散热翅片。
86.散热翅片可以是任何形式：
87.关于位置，散热翅片可以设置为与隔热管320轴线呈任何角度的翅片；
88.关于排列，散热翅片可以环绕隔热管一周，也可周向间隔排列，可以一行也可以多行；
89.旨在增加隔热管外壁的散热面积。
90.具体地，可以采用三排垂直于隔热管320的轴线，环绕隔热管320的散热翅片。
91.本实用新型中散热结构还可以包括隔热管320外壁的辐射散热层323，在隔热管320的外壁设置辐射散热层323，通过辐射散热层尽快将已经逸散至外壁的热量快速散失，防止热量在隔热管320外壁聚集。
92.对于红外加热的加热器310，隔热管320内壁还可以涂覆红外线反射层322，通过内壁的红外线反射层可以防止热量流失，提高热效率。
93.参见图8，该图为隔热管320为中空结构时隔热管壁局部放大图。
94.参见图9，该图为隔热管320管壁为隔热材料时隔热管壁局部放大图。
95.参见图5，加热器310顶端可以插设在固定座150的加热器连接部151的内侧从而实现固定连接，加热器310与加热器连接部151的气溶胶生成制品通孔152对准，在使用中气溶胶生成制品200能通过气溶胶生成制品通孔152伸入加热器310内部，固定座150需要能够承受加热器310产生的高温，可采用peek等耐高温材料。同时，隔热管320顶端可以插设在固定座150的加热器连接部151的外侧从而实现固定连接，并使得加热器310与隔热管320之间保持同心间隔设置。
96.固定座150与加热器310和隔热管320之间设置有密封结构，以阻止热量外泄。
97.加热器310底端可以抵在封堵圈170的加热器支撑台171上，封堵圈170需要能够承受加热器310产生的高温，可采用peek等耐高温材料。同时，隔热管320底端可以插设在封堵圈170的隔热管连接部172上从而实现固定连接，并使得加热器310与隔热管320之间保持同心间隔设置。封堵圈170与隔热管320之间设置有密封波纹173，以阻止热量外泄。
98.参见图7，加热器长度l2需要根据可抽吸材料长度l4进行设计，通常加热器长度l2大于可抽吸材料长度l4，加热器长度l2越长，可抽吸材料加热越均匀、感官体验越好，越容易充分加热全部可抽吸材料，但加热器长度l2过长也会导致电能的浪费，降低气溶胶生成装置充满电后的使用次数，同时由于过长的加热器加热了气溶胶生成制品非可抽吸材料部分，存在安全隐患。加热器长度l2与可抽吸材料长度l4的比值介于1:0.98至1:0.70之间，较佳的介于1:0.95至1:0.75之间，更佳的介于1:0.90至1:0.80之间。
99.固定座150可以利用凸柱和凹孔接合、螺丝固定、卡扣、焊接或粘合等点接触方式与壳体100连接固定，至少能够限制了固定座150围绕加热器310轴线的旋转或固定座150沿加热器310轴线方向的移动。
100.固定座150限定了隔热管320的顶端高于加热器310的顶端的第一轴向间隔长度l1，第一轴向间隔长度l1需要根据气溶胶生成制品直径d进行设计，通常第一轴向间隔长度l1越约长，加热器的顶端的保温性能越好、温度越高，可抽吸材料加热越均匀、感官体验越好，越容易充分加热全部可抽吸材料，但第一轴向间隔长度l1过长也会导致气溶胶生成装置体积过大、成本较高。气溶胶生成制品直径d与第一轴向间隔长度l1的比值介于1:0.2至1:1之间，较佳的介于1:0.4至1:0.8之间，更佳的介于1:0.5至1:0.75之间。
101.固定座150限定了隔热管320的底端低于加热器310的底端的第二轴向间隔长度l3，第二轴向间隔长度l3需要根据气溶胶生成制品直径d进行设计，通常第二轴向间隔长度l3越约长，加热器的底端的保温性能越好、温度越高，进入加热管的空气可以被充分加热，可抽吸材料产生的烟气感官体验越好，但第二轴向间隔长度l3过长也会导致气溶胶生成装置体积过大、成本较高。气溶胶生成制品直径d与第二轴向间隔长度l3的比值介于1:0.5至1:1.5之间，较佳的介于1:0.75至1:1.25之间，更佳的介于1:0.9至1:1.1之间。
102.加热管310与隔热管320的轴线中心可以不重合，第一轴向间隔长度l1可以大于第二轴向间隔长度l3，这种非对称式布置可以改变使用过程中加热管内部热场分布，使得可抽吸材料在使用过程中产生的烟气更均匀。
103.在一个实施方式中，气溶胶生成制品直径d为6.5mm、可抽吸材料长度为42mm的气溶胶生成制品，将气溶胶生成制品插入第一轴向间隔长度l1为4mm、加热器长度l2为49mm、第二轴向间隔长度l3为6.5mm的红外加热器具内进行加热并抽吸，按照gb5606.4-2005及中式卷烟感官评价方法进行感官评吸，发现香气、协调性、杂气、刺激、余味、劲头等感官评价指标综合优于使用其它红外加热器具。
104.气溶胶生成装置500内部还设置有电源300和线路板400，电源300用于向加热器310提供电能，线路板400可根据需要控制电源300向加热器310提供电能。
105.综上，为了解决现有技术中气溶胶生成装置对消耗品的加热不均匀，散热能力差从而导致的热量聚集，使得口腔和握持不适的情况，本实用新型在不增加加热烟具的复杂度和体积的前提下，通过对隔热管外壁增设散热部，减少热量在隔热管外壁的堆积，可以有效降低气溶胶生成装置外壳的温度，避免使用者握持不适；本实用新型通过聚集于外壁的热量加快散失，可以使得气溶胶生成制品加热更均匀，发烟效果以及抽吸效果更好；本实用新型通过聚集于外壁的热量加快散失，还可以使抽吸温度处于正常水平，避免温度多高引起口腔不适；本实用新型的红外加热属于非接触加热，通过辐射即热的方式加热可抽吸材料，不会在气溶胶生成制品表面发生强烈的热交换，加热更均匀，发烟效果好；本实用新型的红外加热热效率更高，在不增加气溶胶生成装置的体积和复杂程度的情况下，续航更强，抽吸次数更多。这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本专利并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
106.同样，需要指出的是，虽然本专利已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领
域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本专利，在没有脱离本专利精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本专利的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本专利的权利要求书的范围内。

技术特征：

1.一种气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：壳体（100）、加热器（310）以及隔热管（320）；所述壳体（100）顶端处设有插入口（130），在使用中包括可抽吸材料的气溶胶生成制品（200）能通过所述插入口（130）可移除地插入所述气溶胶生成装置；所述加热器（310）布置在所述壳体（100）内，以加热所述气溶胶生成制品（200）；所述加热器外侧套设有隔热管（320）；其特征在于，所述隔热管（320）长度大于所述加热器长度，所述隔热管（320）外表面包含散热结构。2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述散热结构包括散热部（330），所述散热部（330）包括至少一个散热翅片。3.根据权利要求2所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述散热翅片与隔热管（320）轴线的角度为0~180
°
。4.根据权利要求2所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述散热翅片与隔热管（320）轴线的角度为90
°
。5.根据权利要求2所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述加热器（310）具有红外加热功能。6.根据权利要求5所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述隔热管（320）内壁具有红外线反射层（322）。7.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述散热结构包括所述隔热管（320）外壁上的辐射散热层（323）。8.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，所述加热器（310）与所述隔热管（320）之间设置有密封结构。9.一种气溶胶生成系统，包括如权利要求1-8中任意一种气溶胶生成装置（500）和所述气溶胶生成制品（200）。

技术总结

本专利提供一种气溶胶生成装置及系统，其中系统包括气溶胶生成装置，气溶胶生成装置包括：壳体、加热器以及隔热管；壳体在顶端处设有夹持部；加热器外侧套设有隔热管；隔热管长度大于加热器长度，隔热管外壁设有散热结构。由于本专利气溶胶生成装置及系统中隔热管设置了散热结构，可以使从隔热管逸散出的热量尽快散失，避免热量聚集，提高了加热器的散热效率。提高了加热器的散热效率。提高了加热器的散热效率。