一种加热卷烟用金属针式发热体的制作方法

本发明涉及加热不燃烧卷烟领域，更具体的说是涉及一种加热卷烟用金属针式发热体。

背景技术：

发热体是常见的用于加热卷烟用的核心部件，现有的发热体发热线路分布不合理，材料导热速度慢等原因导致发热体在工作的过程中热量分布不均匀，烟弹烘烤过程中各区域加热温度相差过大，抽吸结束时各区域碳化程度不同，给消费者的抽吸体验带来不利影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种加热卷烟用金属针式发热体，以期解决背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种加热卷烟用金属针式发热体，包括：针状外壳部件，所述针状外壳部件内设有陶瓷芯棒，所述陶瓷芯棒上缠绕有发热丝，发热丝在陶瓷芯棒上的缠绕区域分为第一发热区域、第二发热区域和第三发热区域；第一发热区域、第二发热区域和第三发热区域内发热丝缠绕密度各不相同，其中，第二发热区域密度最小，第一发热区域和第三发热区域发热丝缠绕密度均比第二发热区域的密度大。

进一步的，所述针状外壳部件包括针状外壳和陶瓷底座，所述针状外壳为金属材料，针状外壳内设有空腔，陶瓷芯棒设置在空腔内，陶瓷芯棒和陶瓷底座通过陶瓷胶固定在针状金属外壳上。

进一步的，所述第一发热区域和第三发热区域的发热丝缠绕密度为第二发热区域的1.2倍或1.2倍以上。

进一步的，所述针状外壳的外壁附着有保护釉层，内壁附着有绝缘釉层。

进一步的，所述发热丝为两种热电偶材料焊接而成，为k型热电偶的正负极材料焊接而成或j型热电偶的正负极材料焊接而成或n型热电偶的正负极材料焊接而成；其中，k型热电偶的正负极材料分别为镍铬合金和镍硅合金；j型热电偶的正负极材料分别为纯铁和铜镍合金；n型热电偶的正负极材料分别为镍铬硅合金和镍硅镁合金。

进一步的，所述陶瓷底座材料可以是氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或氧化硅陶瓷。

进一步的，所述陶瓷底座与所述针状外壳的结合处设有圆弧过渡结构。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明提出一种加热卷烟用金属针式发热体，通过控制发热丝空间分布精确调节发热针的温度分布，解决目前发热体发热不均匀的问题，所制备的发热体发热均匀性更佳。

附图说明

图1是本发明的一种加热卷烟用金属针式发热体的结构示意图。

图2是本发明的一种加热卷烟用金属针式发热体的发热丝的结构示意图。

图3是本发明的一种加热卷烟用金属针式发热体的升温发热红外测试图。

图中标记：10-陶瓷底座，20-针状外壳，30-陶瓷芯棒，21-陶瓷胶，22-发热丝，23-第一发热区域，24-第二发热区域，25-第三发热区域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1:

如图1所示，一种加热卷烟用金属针式发热体，包括：针状外壳20部件，所述针状外壳20部件包括针状外壳20和陶瓷底座10，所述陶瓷底座10材料可以是氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或氧化硅陶瓷。所述针状外壳20为金属材料，针状外壳20内设有空腔，陶瓷芯棒30设置在空腔内，陶瓷芯棒30和陶瓷底座10通过陶瓷胶21固定在针状金属外壳上。陶瓷胶21既起到固定陶瓷芯棒30的作用又起到导热的作用。所述陶瓷底座10与所述针状外壳20的结合处设有圆弧过渡结构。

所述陶瓷芯棒30上缠绕有发热丝22，所述发热丝22呈螺旋状分布，发热丝22在陶瓷芯棒30上的缠绕区域分为第一发热区域23、第二发热区域24和第三发热区域25；第一发热区域23、第二发热区域24和第三发热区域25内发热丝22缠绕密度各不相同，其中，第二发热区域24密度最小螺距为，第一发热区域23和第三发热区域25发热丝22缠绕密度均比第二发热区域24的密度大。所述第一发热区域23和第三发热区域25的发热丝22缠绕密度为第二发热区域24的1.2倍或1.2倍以上。

所述针状外壳20为金属材料，包括不锈钢、铝合金或铜合金，优选为不锈钢材料，进一步优选为430不锈钢，长度为15mm～20mm。

在本实施例中，所述针状外壳20的外壁附着有保护釉层，用于防止金属针状外壳20被腐蚀或者氧化，内壁附着有绝缘釉层，实现发热丝22与金属外壁的绝缘，优选地，所述绝缘层和保护釉层主要成分为二氧化硅。

在本实施例中，所述发热丝22为两种热电偶材料焊接而成，为k型热电偶的正负极材料焊接而成或j型热电偶的正负极材料焊接而成或n型热电偶的正负极材料焊接而成；其中，k型热电偶的正负极材料分别为镍铬合金(含镍90％，铬10％)和镍硅合金(含镍97％，硅3％)；j型热电偶的正负极材料分别为纯铁和铜镍合金；n型热电偶的正负极材料分别为镍铬硅合金和镍硅镁合金。

图1为本发明一种实施方式的示意图，图2为图1中金属发热丝22局部图，参考图1、图2，发热体包括：陶瓷底座10，针状外壳20，陶瓷芯棒30。针状外壳20内部填充陶瓷胶21，可以用来固定发热丝22。

发热丝22通过焊接与金属导线连接，将连接体装入针状外壳20中，不锈钢外壳材料为430不锈钢，长度为20mm，外壳表面附着有厚度为5μm的保护釉层，内表面附着有厚度为3um的绝缘釉层，陶瓷芯棒30长度为16mm。发热丝22外径与针状外壳20之间的距离为0.5mm，其空隙中使用陶瓷胶21进行填充。发热丝22的第一发热区域23长度为4mm，螺距为1mm，发热丝22的第二发热区域24长度为8mm，螺距为0.5mm，发热丝22的第三发热区域25长度为4mm，螺距为0.3mm。

第一发热区域23和第三发热区域25的热量可以在上下空间内传输给第二发热区域24，从而弥补第二发热区域24由于发热丝22密度的原因造成的热量分布不均匀，由于针状外壳20采用高热传导率的430不锈钢材料，热量在从不锈钢外壳内壁传输到外表面的过程中大大减少了损耗，保证了金属外壳表面温度分布均匀性更好。在发热针不同位置取4个点，各点的温度测试结果基本接近，温度偏差在5℃以为，说明发热针表面的温度分布均匀性好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种加热卷烟用金属针式发热体，其特征在于，包括：针状外壳(20)部件，所述针状外壳(20)部件内设有陶瓷芯棒(30)，所述陶瓷芯棒(30)上缠绕有发热丝(22)，发热丝(22)在陶瓷芯棒(30)上的缠绕区域分为第一发热区域(23)、第二发热区域(24)和第三发热区域(25)；第一发热区域(23)、第二发热区域(24)和第三发热区域(25)内发热丝(22)缠绕密度各不相同，其中，第二发热区域(24)密度最小，第一发热区域(23)和第三发热区域(25)发热丝(22)缠绕密度均比第二发热区域(24)的密度大。

2.根据权利要求1所述的一种加热卷烟用金属针式发热体，其特征在于，所述针状外壳(20)部件包括针状外壳(20)和陶瓷底座(10)，所述针状外壳(20)为金属材料，针状外壳(20)内设有空腔，陶瓷芯棒(30)设置在空腔内，陶瓷芯棒(30)和陶瓷底座(10)通过陶瓷胶(21)固定在针状金属外壳上。

3.根据权利要求1所述的一种加热卷烟用金属针式发热体，其特征在于，所述第一发热区域(23)和第三发热区域(25)的发热丝(22)缠绕密度为第二发热区域(24)的1.2倍或1.2倍以上。

4.根据权利要求2所述的一种加热卷烟用金属针式发热体，其特征在于，所述针状外壳(20)的外壁附着有保护釉层，内壁附着有绝缘釉层。

5.根据权利要求1所述的一种加热卷烟用金属针式发热体，其特征在于，所述发热丝(22)为两种热电偶材料焊接而成，为k型热电偶的正负极材料焊接而成或j型热电偶的正负极材料焊接而成或n型热电偶的正负极材料焊接而成；其中，k型热电偶的正负极材料分别为镍铬合金和镍硅合金；j型热电偶的正负极材料分别为纯铁和铜镍合金；n型热电偶的正负极材料分别为镍铬硅合金和镍硅镁合金。

6.根据权利要求2所述的一种加热卷烟用金属针式发热体，其特征在于，所述陶瓷底座(10)材料可以是氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷或氧化硅陶瓷。

7.根据权利要求2所述的一种加热卷烟用金属针式发热体，其特征在于，所述陶瓷底座(10)与所述针状外壳(20)的结合处设有圆弧过渡结构。

技术总结
本发明公开了一种加热卷烟用金属针式发热体，属于加热不燃烧卷烟领域。包括：针状外壳部件，所述针状外壳部件内设有陶瓷芯棒，所述陶瓷芯棒上缠绕有发热丝，发热丝在陶瓷芯棒上的缠绕区域分为第一发热区域、第二发热区域和第三发热区域；第一发热区域、第二发热区域和第三发热区域内发热丝缠绕密度各不相同，其中，第二发热区域密度最小，第一发热区域和第三发热区域发热丝缠绕密度均比第二发热区域的密度大。通过控制发热丝空间分布精确调节发热针的温度分布，解决目前发热体发热不均匀的问题。

技术研发人员：韩咚林;刘锴;汤磊;黄玉川;曾显清;谢力;周恽鸿;刘晟;邓永
受保护的技术使用者：四川三联新材料有限公司;四川中烟工业有限责任公司
技术研发日：2021.03.29
技术公布日：2021.06.11