一種用于電加熱型卷煙的中間懸空型電加熱器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于電加熱型卷煙的中間懸空型電加熱器，包括：加熱元件1、加熱元件固定件2、隔熱層3、外殼6，其中加熱元件固定件只固定加熱元件的兩端，保證加熱元件的中間段處于懸空狀態；隔熱層包圍加熱元件但不與其接觸。優選隔熱層具有多個亞層，各亞層之間留有間隙4。優選地，加熱元件限定出加熱腔5。更優選地，加熱元件固定件上具有進氣孔7，該進氣孔與所述間隙連通；該間隙通過至少一個通孔8與加熱腔連通；上述進氣孔7、間隙4、通孔8構成氣流通道，流過氣流通道的空氣能將散失至隔熱層間隙中的熱量攜帶進入加熱腔并與其中的煙草制品接觸。本發明的電加熱器因隔熱效果好而響應速度快，空載時能在1-2秒內加熱至350度以上。
【專利說明】一種用于電加熱型卷煙的中間懸空型電加熱器
【技術領域】
[0001]本發明屬于電加熱器領域，特別是屬于快速響應型電加熱器領域。
技術背景
[0002]作為傳統卷煙的拓展和補充，新型煙草制品的發展存在必然性，相關的研究工作也隨之拉開序幕。電加熱新型卷煙因其加熱的溫度不超過500°C，以加熱但不燃燒的形式使煙草制品發煙，在滿足消費者感官需求的同時減少煙草在高溫環境下裂解出的有害成分，逐漸成為各煙草企業的研究熱點。
[0003]現有技術的電加熱新型卷煙加熱器典型地包含加熱腔體、電加熱元件、隔熱層、電加熱元件載體，其中電加熱元件均通過陶瓷杯、陶瓷棒、金屬杯等載體形成裝配，電加熱元件以纏繞、嵌套的方式固定于載體上，加熱元件的熱量會通過載體形成接觸式熱傳導損失，導致加熱元件響應時間即加熱至所需最高溫度時間過長，通常在20-60秒；同時隔熱層所采用隔熱材料在3_以下隔熱效果不佳，而增加隔熱材料厚度會增大加熱器尺寸，難以實現隔熱效果與加熱器尺寸的最佳匹配。
[0004]針對上述問題，本發明提供一種用于新型卷煙電加熱器，能減少加熱元件熱量散失，縮短加熱元件響應時間。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是要解決上述【背景技術】存在的不足，提供一種用于新型卷煙的電加熱器。
[0006]本發明提供一種用于電加熱型卷煙的中間懸空型電加熱器，包括:加熱元件1、加熱元件固定件2、隔熱層3、外殼6，其特征在于，所述加熱元件固定件2只固定加熱元件I的兩端，保證加熱元件I的中間段處于懸空狀態，從而減少熱量傳導損失；所述隔熱層3包圍所述加熱元件I但不與所述加熱元件I接觸；其中所述外殼6包圍所述隔熱層3。
[0007]其中所述加熱元件I可以選取鎳鉻、鐵鉻鋁、康銅等高溫合金材料，優選鐵鉻鋁合金，以線切割、模具沖壓等方式加工而成。加熱元件形狀可以為多片式結構，即多個平行的加熱片限定出一個加熱腔5，這種情況下，各加熱片之間的縫隙可供氣流流入加熱腔內；或者所述加熱元件I為整體筒式結構，筒壁限定出一個加熱腔5，這種情況下，需要在筒壁的底部圓周方向上開設至少一個、優選若干個氣孔9，以供氣流進入該加熱腔內。該加熱腔的橫截面可以是圓形或多邊形，這取決于要插入該加熱腔的煙草制品的形狀。多片式結構可以實現分片式加熱，整體筒式結構可以實現一體式加熱，二者各有千秋。
[0008]所述加熱元件固定件2采用耐高溫絕緣材料加工而成，以開槽或開孔的形式固定加熱元件，并保證固定后具有一定的機械強度。
[0009]在本發明的優選實施方案中，所述隔熱層3具有至少兩個亞層，優選三個亞層，各亞層之間留有間隙4，該間隙尺寸為0.1-lmm。該間隙中充滿空氣，而沒有填充固體隔熱材料，由于空氣隔熱性能很強，能有效地阻止加熱元件的熱量向外殼的傳導損失，并且減輕了加熱器的整體重量。各亞層可以使用常規的隔熱材料。
[0010]在本發明的優選實施方案中，所述加熱元件I與所述加熱元件固定件2之間的接觸面積為加熱元件I的表面積的5% -35%，優選15-20%。減少接觸面積有利于減少經該加熱元件固定件的熱傳導損失。
[0011]在本發明的優選實施方案中，所述加熱元件I與所述加熱元件固定件2之間的接觸部分的厚度是所述加熱元件的中間懸空段的厚度的2-4倍，所述接觸部分的寬度是所述中間懸空段的寬度的1-2倍。該設計的目的是降低接觸部分的電流密度，減少歐姆發熱，減少因加熱元件固定件的熱傳導導致的熱量損失，并使加熱元件的發熱更多地集中于其中間懸空段。
[0012]在本發明的優選實施方案中，其中至少一端的所述加熱元件固定件2上具有進氣孔7，該進氣孔7與所述間隙4連通；所述間隙4通過至少一個通孔8和所述縫隙10或氣孔9與所述加熱腔5的內部連通；上述進氣孔7、間隙4、通孔8與所述縫隙10或氣孔9構成向加熱腔5進氣的氣流通道。流過氣流通道的空氣能將散失至隔熱層間隙中的熱量攜帶進入加熱腔并與其中的煙草制品接觸，起到一定程度的熱量回收的作用。在更優選地實施方案中，在所述加熱元件I為整體筒式結構的情況下，所述通孔8與所述氣孔9之間可以設導氣管11，以使氣流僅在導氣管11中流過。這種設計可使得圓筒形加熱元件I與隔熱層3之間的間隙中的空氣不受上述氣流的影響，始終處于相對靜止且封閉的狀態，有利于維持其隔熱效果。
[0013]在本發明的優選實施方案中，所述加熱元件固定件2以開槽或開孔的形式固定所述加熱元件1，并保證固定后具有一定的機械強度。
[0014]在本發明的優選實施方案中，所述加熱元件固定件2的內壁與所述加熱元件I的內表面形成同一平面，保證煙草制品能順利置入加熱腔體。
[0015]本發明的電加熱器因其獨特的隔熱設計，例如，所述加熱元件固定件2只固定加熱元件兩端，保證加熱元件中間段處于懸空狀態，從而大大減少加熱元件接觸式熱傳導損失，以及所述隔熱層2采取多層間隙隔熱，能夠將熱量損失最小化，因此，在同樣的輸入電功率下，能夠實現快速響應。其在空載時即加熱腔內未插入煙草制品時能在1-2秒內將加熱腔內的溫度加熱至350度以上；此外，上述間隙隔熱的設計也提高了隔熱效果，在保證加熱器殼體溫度小于40°C的同時能在一定程度上減小加熱器尺寸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的用于新型卷煙的快速響應電加熱器的結構示意圖。
[0017]附圖標記說明:1、加熱元件；2、加熱元件固定件；3、隔熱層；4、間隙；5、加熱腔；
6、外殼；7、進氣孔；8、通孔；9、氣孔。
【具體實施方式】
[0018]圖1所示為一種用于新型電加熱卷煙的快速響應電加熱器的結構示意圖。其中，加熱元件I為圓筒形，其限定出一個加熱腔5，其加熱方式為整體式加熱。加熱元件固定件2僅固定在加熱元件I的兩端，因此，加熱元件I的中間段懸空。
[0019]加熱元件與加熱元件固定件接觸的端部部分的厚度和寬度分別是中間懸空段的厚度和寬度的2-4倍和1-2倍，這降低加熱元件與固定件接觸部分的電流密度，減少歐姆發熱，加熱元件I與加熱元件固定件2接觸的面積設計為加熱元件表面積的15%，這減少加熱元件的接觸式熱傳導損失。
[0020]加熱元件固定件2是一種耐高溫絕緣材料，優選氧化鋁陶瓷，以開槽或開孔的形式加工成與加熱元件結構尺寸匹配的上端部固定件和下端部固定件，并采用緊配的方式分別固定加熱元件的兩端，保證固定后具有一定的機械強度。加熱元件固定件2內徑無限接近煙草制品的外徑，從而保證固定件內壁與加熱元件內表面形成同一平面，保證煙草制品能順利置入加熱腔體和從加熱腔體取出。至少一端的加熱元件固定件上具有進氣孔7。
[0021]隔熱層2采取多層間隙式設計，其包括多個亞層，各亞層的材料獨立地選自鋁合金、鎂鋁合金、不銹鋼、聚四氟乙烯等材料，各亞層被加工形成薄壁圓筒，薄壁圓筒厚度為
0.2-0.8_，薄壁圓筒層數可以是兩層或兩層以上，優選3層，其中最里層薄壁圓筒與加熱元件不接觸。各亞層之間形成間隙4，該間隙尺寸為0.1-lmm，充分利用空氣的隔熱性能，有效地阻止加熱元件熱量向外殼傳導損失。間隙4的某一處開設有通往加熱腔5的通孔8。進氣孔7、間隙4、通孔8、氣孔9或縫隙10構成氣流通道，使外界空氣先流過隔熱層中的間隙4并將散失至隔熱層間隙中的熱量回收一部分，然后通過通孔8和氣孔9或縫隙10進入加熱腔5內并與其中的煙草制品接觸。整體氣流方向如下:進氣孔7 —間隙4 —通孔8 —氣孔9或縫隙一加熱腔5—煙草制品一煙嘴(未示出)一吸煙者口中。
【權利要求】
1.一種用于電加熱型卷煙的中間懸空型電加熱器，包括:加熱元件(I)、加熱元件固定件(2)、隔熱層(3)、外殼(6)，其特征在于，所述加熱元件固定件(2)只固定加熱元件(I)的兩端，保證加熱元件(I)的中間段處于懸空狀態；所述隔熱層(3)包圍所述加熱元件(I)但不與所述加熱元件(I)接觸；其中所述外殼(6)包圍所述隔熱層(3)。
2.根據權利要求1所述的中間懸空型電加熱器，其中所述隔熱層(3)具有至少兩個亞層，各亞層之間留有間隙(4)，該間隙尺寸為0.1-lmm。
3.根據權利要求1所述的中間懸空型電加熱器，其中所述加熱元件(I)與所述加熱元件固定件(2)之間的接觸面積為加熱元件(I)的表面積的5% -35%。
4.根據權利要求1所述的中間懸空型電加熱器，其中所述加熱元件(I)與所述加熱元件固定件(2)之間的接觸部分的厚度是所述加熱元件的中間懸空段的厚度的2-4倍，所述接觸部分的寬度是所述中間懸空段的寬度的1-2倍。
5.根據權利要求1所述的中間懸空型電加熱器，其中所述加熱元件(I)為多片式結構，即多個平行的加熱片限定出一個加熱腔(5)，各個加熱片之間留有縫隙；或者所述加熱元件(I)為整體筒式結構，筒壁限定出一個加熱腔(5)，所述筒壁底部圓周方向上開設至少一個氣孔(9)。
6.根據權利要求5所述的中間懸空型電加熱器，其中至少一端的所述加熱元件固定件(2)上具有進氣孔(J)，該進氣孔(7)與所述間隙(4)連通；所述間隙(4)通過至少一個通孔(8)和所述縫隙或所述氣孔(9)與所述加熱腔(5)的內部連通；上述進氣孔(7)、間隙(4)、通孔⑶與縫隙或所 述氣孔(9)構成向加熱腔(5)進氣的氣流通道。
7.根據權利要求1所述的中間懸空型電加熱器，其中所述加熱元件固定件(2)以開槽或開孔的形式固定所述加熱元件(I)，并保證固定后具有一定的機械強度。
8.根據權利要求1所述的中間懸空型電加熱器，其特征在于所述加熱元件固定件(2)的內壁與所述加熱元件(I)的內表面形成同一平面，保證煙草制品能順利置入加熱腔體。
【文檔編號】A24F13/00GK104068473SQ201410344591
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】鄭緒東, 湯建國, 袁大林, 雷萍, 尚善齋, 李壽波, 陳永寬, 繆明明 申請人:云南中煙工業有限責任公司