中空的PTC发热体及低温烟具的制作方法

本实用新型属于吸烟用品技术领域，尤其涉及一种中空的ptc发热体及低温烟具。

背景技术：

近年来，全球新型烟草制品发展势头强劲，尤其是加热不燃烧烟草制品的市场表现，引发行业高度关注并逐渐将新型烟草重点转向加热不燃烧烟草制品领域。

根据菲莫国际(pmi)发布的2019年年报，去年一年全球iqos烟弹出货量已达596.52亿支，约合119万大箱(1大箱＝5万支)，同比增长44.2％，在公司的所有品牌出货总量中的占比达到7.8％；与此同时，新型烟草板块2019年全年为公司贡献收入56.93亿美元，在公司总营收中的占比更是达到18.7％，创历史新高；公司预计到2021年，iqos烟弹的年出货量将达到900-1000亿支，约合180-200万大箱。日本烟草2019加热不燃烧制品ploom烟弹销售量为33亿支，约合6.6万大箱，同比增长17.86％，在日本新型烟草市场中的市占率约9％(日本新型烟草品类占日本烟草总市场的比例约23％)。

加热不燃烧烟具是一种加热装置，它是将经过处理的烟草制品加热到不足以燃烧的温度，以“加热不燃烧”为思路设计的“低温烟草制品”，能使烟叶刚好加热到足以散发出味道的程度，而不会点燃烟叶。通常情况下，普通卷烟在吸食至350℃至600℃的高温会产生众多有害物质，而低温烟草制品都是在300℃以下有害物质会减少。加热不燃烧烟具的最大价值，在于其既能够提供类似与传统烟草制品类似的抽吸感受，同时又具备电子烟的低危害性，其满足的就是烟民消费者最核心的诉求-健康吸烟。

加热不燃烧烟草制品基于电加热发展出了陶瓷加热、薄膜加热、电磁感应加热等多种加热技术。ptc发热体是一类具有正的温度系数的发热体，是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，是正温度系数很大的半导体材料，在居里温度以下具有小电阻，当ptc发热超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

现有ptc发热体技术中，通过多次优化和调整配方后，成型了尺寸为5*17.5*0.5mm片状发热体，阻值为1.0-1.2ω，将如上尺寸的ptc发热尖片组装在现有烟具中，配用iqos烟支，用3.7v通电，转灯后开始抽吸，约40s开始出烟。组装5片相同尺寸的ptc发热片，出烟时间均相当。和同尺寸的mch发热片相比，出烟时间延迟15-20s。这对于烟民来说是需要多等待15s后才能抽吸，这已经降低了良好的抽吸体验。但是现有的ptc发热体依然存储电阻偏大，发热速度偏慢等问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种中空的ptc发热体及低温烟具，该发热体解决了ptc发热体电阻偏大，发热速度偏慢的问题。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请一方面提供一种中空的ptc发热体，包括呈中空设置的ptc发热基体，所述ptc发热基体的内侧壁上设有内层电极，外侧壁上设有外层电极，所述内层电极和外层电极之间通过所述ptc发热基体导通形成电路回路。

具体的，所述外层电极和内层电极直接印刷在所述ptc发热基体上。

具体的，所述ptc发热基体的中空腔中匹配安装有支撑棒。

具体的，所述内层电极设置在所述支撑棒上，并与所述ptc发热基体紧密接触。

具体的，所述外层电极直接印刷在所述ptc发热基体上，所述内层电极直接印刷在所述支撑棒上。

具体的，所述支撑棒直接充当所述内层电极。

具体的，所述ptc发热基体的中空腔中匹配安装有支撑管。

具体的，所述内层电极设置在所述支撑管上，并与所述ptc发热基体紧密接触。

所述外层电极印刷在所述ptc发热基体上，所述内层电极直接印刷在所述支撑管上。

具体的，所述支撑管直接充当所述内层电极。

具体的，所述ptc发热基体的中空腔具有相对的第一端和第二端；其中。

所述第一端封闭设置，所述第二端敞开设置；

所述内层电极的内层电极引线从所述第二端引出。

具体的，所述ptc发热基体呈棒状。

本申请另一方面该提供一种采用上述发热体的低温烟具。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：1)ptc发热基体中空设置，使得表面积相对增加，从而电极表面积可增大，电阻可以做低；2)ptc发热基体中空设置，减轻了ptc发热体本身的重量，进而提升了发热速率，减少ptc的吸热量和蓄热量；3)ptc发热基体中空设置，使得ptc发热基体的壁厚可以做簿，ptc发热基体的电阻可降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的ptc发热体轴测示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的ptc发热体剖视图；

图3是本实用新型实施例2提供的ptc发热体轴测示意图；

图4是本实用新型实施例2提供的ptc发热体剖视图；

图5是本实用新型实施例3提供的ptc发热体轴测示意图；

图6是本实用新型实施例3提供的ptc发热体剖视图；

其中：1-ptc发热基体；2-内层电极；3-外层电极；4-内层电极引线；5-外层电极引线；6-法兰；7-支撑管；8-支撑棒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参见图1和图2，一种中空的ptc发热体，包括呈中空设置的ptc发热基体1，ptc发热基体1的内侧壁上设有内层电极2，外侧壁上设有外层电极3，内层电极2和外层电极3之间通过ptc发热基体1导通形成电路回路。

具体的，ptc发热基体1的中空腔具有相对的第一端和第二端；其中，第一端封闭设置，第二端敞开设置；内层电极2的内层电极引线4从第二端引出，外层电极3的外层电极引线5同样从第二端引出。插入烟支时，第二端为面向烟支的一端，从而可以防止烟支中的发烟材料进入中空腔中。在实际设计中，中空腔设置在ptc发热基体1的中部，ptc发热基体1可以设计成棒状，在棒状ptc发热基体的第二端还可以设置方便刺入烟支的尖刺部。

在本申请实施例中，ptc发热基体1烧结成型后，在其内表面和外表面印刷成型2个电极银层，也即内层电极2和外层电极3，电极银层间导通形成一个电路回路。ptc发热基体1材料配方决定了发热体的方阻，对于相同配方相同尺寸的ptc发热基体1而言，只能通过改变ptc发热基体1的电极银层大小来改变电阻大小。增大银层面积是降低电阻的一个非常简易可行的办法。

以现有发热体为例，棒状直径是2.10mm，插入烟草的棒状段长度是16.1mm，考虑到中空段的强度，中空的半径不宜超过0.6mm，其中中空段长度不长于22mm(含法兰段)，经计算可得，中空的内表面积最大可达82mm²，相比棒状部分的外表面积122mm²，中空的内表面积是外表面积的60％多，比非中空的面积多出60％。

非中空的棒状ptc发热体，电极银层只能选择在外表面上，同时由于在使用时烟草是整体插入棒状ptc发热体，因而现有发热体中印刷银层的区域只能局限在外表面的下端处，即法兰6以下或以上接近法兰6的区域；反之，如果银层是设计是外表面的中上端或上端，插入烟草的长度将很短。

因而中空的棒状ptc发热体，电极银层的选择区域大了很多，可选择外表面和内表面层，内表面层不与烟草直接接触，因而不存在由于无法引出导线而局限银层的位置的问题，完全可以根据电阻大小的需求来调节银层的区域和位置，大大增加了电阻的设计范围和引出银线的方便性。

例如，我们可以把一个银层设计在外表面的法兰6处，另一个银层可设计在内表面的某一位置，如图2所示，通过在银层上焊接银、镍线，两个银层则能形成一个通电回路，通电后ptc开始发热，当ptc温度超过居里温度时，发热后的电阻陡升到5ω，电阻迅速上升后ptc产生的热量很小。

此外，ptc发热基体1烧结成型后密度为6.86-7.47g/cm³(密度与配方和成型工艺关系密切),密度取7.0g/cm³，对于上述尺寸棒状发热体，以最大中空部分计，质量最多可以减轻约20％。相对于非中空发热体，减轻的ptc发热体本身只需要吸收和保存更少的热量即可达到额定的温度，“节约”的这部分热量可传导给烟草。

总而言之，中空的ptc发热体，相比非中空的，明显多出了一个内表面积，同时内表面积不接触烟草，不会局限银层的位置，因而在不调整配方的前提下降低非中空ptc发热体电阻的作用明显。同时又由于本身质量减轻了，ptc自身所需吸收的热量也相应减少，它可以把更多的能量传递给烟草，缩短烟草出烟时间。

实施例2

参见图3和图4，与实施例1不同的是，为了增强ptc发热基体1的强度，在ptc发热基体1的中空腔中匹配插入一支撑管7，同时在支撑管7上设置内层电极2(图中未示出)，并使得内层电极2与ptc发热基体1内壁紧密接触。如图3所示，本实施例发热体，因为有支撑管7的支撑，ptc发热基体1的壁厚可逼近0.3mm，可进一步减低ptc的电阻。

具体的，内层电极2可以直接印刷设置在支撑管7上，外层电极3同样直接印刷在ptc发热基体1上。当然，在具体的应用中，支撑管7也可以直接充当内层电极2。

实施例3

参见图5和图6，与实施例2不同的是，支撑管7被实心的支撑棒8替代。与实施例2相似，本申请实施例发热体可进一步减低ptc的电阻，同时可以增强ptc发热基体1的强度。

本申请还提供一种采用实施例1、实施例2或实施例3的发热体作为发热元件的低温烟具。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。