气溶胶生成装置的制作方法

本发明涉及气溶胶生成技术领域，尤其涉及一种气溶胶生成装置。

背景技术：

加热不燃烧烟草一般是通过“加热不燃烧”的方式将烟草香味传递给消费者，其外观与消费方式上也与传统卷烟相似，在一定程度上适应和满足了消费者的生理需要和心理需求。这种“加热不燃烧”的方式，使烟草只在较低的温度下(一般低于500℃)被加热，与传统卷烟烟草燃烧释放烟气的方式相比，采用加热不燃烧烟草设备吸烟时，烟草被加热的温度大大低于传统卷烟烟草燃烧的温度，于是大大减少了烟气中有害物质的生成，避免了烟草高温燃烧导致的焦油和大量有害化合物生成，而且由于基本没有侧流烟气，不会产生二手烟气，不会对公共环境产生影响。

现有的加热不燃烧烟草设备通常包括电阻加热元件，使用时电阻加热元件插设在加热不燃烧烟草内或者套设在加热不燃烧烟草的外周面上，工作时电阻加热元件上的发热线路通电发热，以对加热不燃烧烟草进行烘烤，使加热不燃烧烟草形成气溶胶。然而，现有的加热不燃烧烟草设备在对加热不燃烧烟草加热时要么通过电阻加热元件从内到外逐渐对加热不燃烧烟草进行加热，要么通过电阻加热元件从外到内逐渐对加热不燃烧烟草进行加热，因而气溶胶形成速度慢。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种可提高气溶胶形成速度的气溶胶生成装置。

第一方面，本发明提供一种气溶胶生成装置，包括发热体，所述发热体包括基体、红外辐射层及至少一光汇聚机构，所述基体具有腔室，所述腔室用于收纳气溶胶基质材料；所述红外辐射层设置在所述基体的表面上，用于产生红外辐射以加热位于所述腔室内的所述气溶胶基质材料；所述至少一光汇聚机构结合到所述基体上，构造成用于将所述红外辐射汇聚至所述腔室内从而加热所述气溶胶基质材料的至少一部分。

优选地，所述光汇聚机构包括位于所述红外辐射层与所述腔室之间的光汇聚透镜，所述红外辐射层位于所述基体上背离所述腔室的一侧表面上。

优选地，所述光汇聚透镜位于所述腔室的底部，所述红外辐射层至少部分位于所述基体外表面的下端面处。

优选地，所述光汇聚透镜包括凸透镜或/和菲涅尔透镜。

优选地，所述基体包括邻近所述腔室的内表面和与所述内表面相对设置的外表面，所述光汇聚透镜形成于该内表面与外表面之间。

优选地，所述内表面或外表面包括向腔室内凸出或者背向腔室凹陷的弧面。

优选地，所述外表面包括向腔室内凸出或者背向腔室凹陷的弧面，所述红外辐射层设置于所述弧面上。

优选地，所述基体呈管状且形成有一沿纵向延伸的所述腔体，所述光汇聚透镜包括形成在所述基体内表面上的沿所述腔室的纵向延伸设置的凸出或凹陷的长条形弧面。

优选地，所述长条形弧面的数量为若干个，若干个所述长条形弧面沿所述腔室的圆周等间距设置，所述红外辐射层至少部分环绕所述基体的外周面设置。

优选地，所述基体呈圆管状，所述长条形弧面沿所述腔室的纵向凸出延伸设置，所述长条形弧面所在的圆的圆心位于所述基体的外周面上。

优选地，所述长条形弧面的弧高为0.03-0.3。

优选地，所述光汇聚机构与所述基体为一体成型结构，或者所述光汇聚机构与所述基体过盈配合连接。

优选地，所述光汇聚机构包括位于所述腔室内的第一光反射凹面。

优选地，所述基体呈管状，所述第一光反射凹面位于所述腔室的底壁处，所述红外辐射层位于所述基体的侧面处。

优选地，所述第一红外辐射层环绕所述基体的外周面设置。

优选地，所述气溶胶生成装置还包括隔热管，所述隔热管套设在所述基体上，所述隔热管具有面向所述腔室的第二光反射凹面，所述第二光反射凹面用于将所述红外辐射层产生的红外线汇聚到所述气溶胶基质材料。

优选地，所述基体呈管状，所述基体的上端为开口端，所述基体的下端为封闭端；所述红外辐射层包括第一红外辐射层及第二红外辐射层，所述第一红外辐射层位于所述基体外表面的下端面处，所述第二红外辐射层位于所述基体的侧面处。

优选地，所述第二红外辐射层环绕所述基体的侧壁设置，所述第二光反射凹面环绕所述基体的外周面设置。

优选地，所述基体呈管状，所述基体的上端为开口端，所述基体的下端为封闭端；所述红外辐射层至少部分位于所述基体的底面处；所述气溶胶生成装置还包括第一电极及第二电极，所述第一电极环绕所述红外辐射层的外周边缘设置并与所述红外辐射层电连接，所述第二电极与所述基体的底面处的所述红外辐射层大致中部区域弹性抵接。

优选地，所述气溶胶生成装置还包括与所述基体可拆卸连接的承托件，所述承托件至少部分延伸至所述腔室内并与所述光汇聚机构间隔预设距离，所述承托件上具有用于放置所述气溶胶基质材料的放置槽。

本发明具有如下有益效果：首先，通过所述红外辐射层设置在所述基体上，以对所述烟支进行红外线加热，红外线具有较好的材料穿透力，能对烟支内外同时加热，因而气溶胶形成速度快；其次，由于所述发热体还包括位于所述基体上的光汇聚机构，所述光汇聚机构用于将所述红外线汇聚至所述气溶胶机质材料，因而可较好地将能量聚集至所述气溶胶机质材料，不仅可提高能量的利用率，而且可进一步提高气溶胶形成速度。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明一较佳实施例提供的气溶胶生成装置的剖视图；

图2是图1所述的气溶胶生成装置的k区域的放大图；

图3是图1所述的气溶胶生成装置的部分结构的立体图；

图4是图3的另一视角的立体图；

图5为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图6为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图7为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图8为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图9为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图10为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的立体图；

图11为图10所示的气溶胶生成装置的基体与烟支配合时的结构示意图；

图12为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图13为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图14为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图15为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图16为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图；

图17为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。

请参阅图1至图4，本发明提供一种气溶胶生成装置，包括壳体组件1、支架2、电池3、发热体4、承托件5、第一电极61、第二电极62及第三电极63，所述壳体组件1包括壳套11及端盖12，所述端盖12盖设在所述壳套11的一端端面处，所述端盖12开设有出烟孔121，使用时用户可通过所述出烟孔121吸食气溶胶。所述支架2收容在所述壳套11内并与所述壳套11相连，所述电池3位于所述壳套11内并安装在所述支架2上。

在本实施例中，所述端盖12及所述支架2均与所述壳套11可拆卸连接。在某一实施例中，也可以无需设置所述端盖12，所述支架2与所述壳套11为一体成型结构。因此，所述壳体组件1及支架2的结构在此不做具体限定。此外，在使用时，所述端盖12还可以作为吸食气溶胶的吸嘴使用。可以理解的是，也可以通过额外的吸嘴与所述端盖12配合吸食气溶胶，在此不做具体限定。

所述发热体4安装在所述支架2上，其包括基体41、红外辐射层42及光汇聚机构43，所述基体41呈管状，所述基体41的上端为开口端，所述基体41的下端为封闭端。所述基体41内部形成有腔室411，所述腔室411用于收纳气溶胶基质材料。所述气溶胶基质材料可以是烟丝、烟膏或者烟支等，只要能够受热后在预设温度下形成气溶胶即可。可以理解的是，所述气溶胶基质材料可以直接贴合所述腔室411的内壁放置，也可以与所述腔室411的内壁间隔设置，在此不做具体限定。

所述红外辐射层42设置在所述基体41的表面上，用于产生红外辐射以加热位于所述腔室411内的所述气溶胶基质材料。可以理解的是，所述红外辐射层42可以是自身通电发热产生红外线，也可以是通过其它发热器件热传导激发而产生红外线，在此不做具体限定。在本实施例中，所述红外辐射层42接受电功率产生热量进而产生红外线，并至少以辐射的方式将所述红外线的能量传递给所述气溶胶基质材料。具体地，所述红外辐射层42设置在所述基体41外表面的下端面处，即所述红外辐射层42位于所述基体41的底面处，其可以为涂覆在基体41外表面的下端面上的红外辐射涂层，也可以为贴附在基体41外表面的下端面上的红外辐射薄膜。

所述红外辐射层42在通电情况下能够产生热能，进而生成一定波长的红外线，例如：8μm至15μm的远红外线。当红外线的波长与气溶胶基质材料的吸收波长匹配时，红外线的能量易于被气溶胶基质材料吸收。在本申请实施方式中，对红外线的波长不作限定，可以为0.75μm至1000μm的红外线，优选的为1.5μm至400μm的远红外线。

所述红外辐射层42优选由远红外电热油墨、陶瓷粉末和无机粘合剂充分搅拌均匀后涂印在基体41的外表面上，然后烘干固化一定的时间制成，红外辐射层42的厚度为30μm至50μm；当然，红外辐射层42还可以由四氯化锡、氧化锡、三氯化锑、四氯化钛以及无水硫酸铜按一定比例混合搅拌后涂覆到基体41的外表面上；或者为碳化硅陶瓷层、碳纤维复合层、锆钛系氧化物陶瓷层、锆钛系氮化物陶瓷层、锆钛系硼化物陶瓷层、锆钛系碳化物陶瓷层、铁系氧化物陶瓷层、铁系氮化物陶瓷层、铁系硼化物陶瓷层、铁系碳化物陶瓷层、稀土系氧化物陶瓷层、稀土系氮化物陶瓷层、稀土系硼化物陶瓷层、稀土系碳化物陶瓷层、镍钴系氧化物陶瓷层、镍钴系氮化物陶瓷层、镍钴系硼化物陶瓷层、镍钴系碳化物陶瓷层或高硅分子筛陶瓷层中的一种；红外辐射层42还可以是现有的其他材料涂层。

所述光汇聚机构43结合到所述基体41上，构造成用于将所述红外辐射汇聚至所述腔室411内从而加热所述气溶胶基质材料的至少一部分。所述光汇聚机构43包括位于所述红外辐射层42与所述腔室411之间的光汇聚透镜，所述红外辐射层42位于所述基体41上背离所述腔室411的一侧表面上，因而结构较简单紧凑，便于生产。

具体地，所述基体41具有邻近所述腔室411的内表面和与所述内表面相对设置的外表面，所述光汇聚透镜形成于该内表面与外表面之间，并位于所述腔室411的底部，所述基体41底壁的上表面即为所述内表面，所述基体41底壁的下表面即为所述外表面，也就是说，所述光汇聚机构43与所述基体41为一体成型结构，即所述光汇聚透镜与所述基体41为一体成型结构，因而在制造所述基体41时，直接成型所述光汇聚透镜，因而无需通过其它固定机构固定所述光汇聚透镜，因而较便于生产，且可靠性较好，较好地保证了将红外线汇聚到预设位置。在本实施例中，所述光汇聚透镜为凸透镜，具体为平凸透镜。

为了使红外线能够更好地对准所述气溶胶基质材料以及便于清洁所述腔室411，通过所述承托件5将所述气溶胶基质材料托于所述腔室411内的预设位置处。所述承托件5的上端与所述基体41扣接以实现可拆卸连接，所述承托件5的下端延伸至所述腔室411内并与所述光汇聚机构43间隔预设距离，因而可汇聚较多的红外线。所述承托件5上具有用于放置所述气溶胶基质材料的放置槽51，所述放置槽51的深度可根据需要进行设置，在此不做具体限定。在本实施例中，所述承托件5是金属网。可以理解的是，在某一实施例中，也可以无需设置所述承托件5，或者将所述承托件5与所述发热体4固定连接。

所述第一电极61环绕所述红外辐射层42的外周边缘设置并与所述红外辐射层42电连接，具体地，所述红外辐射层42呈圆盘形，所述第一电极61呈圆环形，所述第一电极61的内周面与所述红外辐射层42的外周面相接触，以实现电连接。所述第二电极62与所述基体41的底面处的所述红外辐射层42大致中部区域弹性抵接，即所述第二电极62可以抵接在所述红外辐射层42的中心，也可以略微偏离所述红外辐射层42的中心。所述第三电极63呈环形并套设在所述基体41的上端，并通过设置在所述基体41侧面的导电线路60与所述第一电极61电连接。所述第二电极62为固定在所述支架2上的弹针，所述第二电极62与所述电池3电连接，从而给所述红外辐射层42供电。

可以理解的是，所述气溶胶生成装置还包括与所述第三电极63及电池3电连接并用于控制所述电池3给所述红外辐射层42供电的开关(图中未示出)，用户需要吸食气溶胶时，打开所述开关，则所述电池3为所述红外辐射层42供电，使所述红外辐射层42发出红外线，从而使所述气溶胶基质材料雾化形成气溶胶。在一种实施例中，也可以无需设置所述第一电极61、第二电极62及第三电极63，所述红外辐射层42可以通过导线电连接至所述电池3。

请参阅图5，其为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的光汇聚透镜为凸透镜，该凸透镜位于基体41的腔室411内并与所述基体41过盈配合连接，该凸透镜面向红外辐射层42的表面为平面，该凸透镜背向红外辐射层42的表面为球面，即该凸透镜为平凸透镜，因而与基体41的内部能够较紧密地配合。

请参阅图6，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的光汇聚透镜为凸透镜，该凸透镜位于基体41的腔室411内并与所述基体41过盈配合连接，该凸透镜面向红外辐射层42的表面为凹面，该凸透镜背向红外辐射层42的表面为球面，即该凸透镜为凹凸透镜。

请参阅图7，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的光汇聚透镜为凸透镜，该凸透镜位于基体41的腔室411内并与所述基体41过盈配合连接，该凸透镜面向红外辐射层42的表面以及背向红外辐射层42的表面均为球面，即该凸透镜为双凸透镜，因而能够较好地汇聚红外线。

请参阅图8，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的光汇聚透镜为菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜位于基体41的腔室411内并与所述基体41过盈配合连接，该菲涅尔透镜面向红外辐射层42的表面为平面，该菲涅尔透镜背向红外辐射层42的表面具有若干同轴设置的圆形凹槽。

请参阅图9，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的光汇聚透镜为菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜位于腔室411的底壁处并与所述基体41为一体成型结构，因而结构相对较紧凑，生产时无需单独装配所述菲涅尔透镜，因而生产效率高。

请参阅图10及图11，其中，图10为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的基体41呈管状且形成有一沿纵向延伸的所述腔室411，其光汇聚透镜包括形成在该基体41内表面上的沿腔室411的纵向延伸设置的凸出的长条形弧面，即所述长条形弧面沿所述腔室的纵向凸出延伸设置，也就是说，该光汇聚透镜与所述基体41为一体成型结构并凸设在所述腔室411内。可以理解的是，所述长条形弧面的数量以及弧度可以根据需要进行设置。在实际运用中，由于烟支10通常为长条形，因此，对烟支10进行烘烤时，两者较匹配，烟支外表面的大部分区域都能够获取汇聚的红外线，因而形成气溶胶的速度较快。

在本实施例中，所述气溶胶生成装置还包括第四电极64，所述基体41呈两端开口的管状，所述长条形弧面的数量为若干个，若干个所述长条形弧面沿所述腔室411的圆周等间距设置，第三电极63及第四电极64均呈环形并分别套设在所述基体41位置相对的两端，所述红外辐射层42环绕所述基体41的外周面设置并与所述电极6电连接，因而可尽可能多的红外线汇聚到所述烟支10上。所述长条形弧面所在的圆的圆心位于所述基体41的外周面上，所述长条形弧面的弧高为0.03-0.3，因而长条形弧面可夹持在烟支10上，使烟支不任意晃动。较佳地，所述长条形弧面的弧高为0.05-0.1。

由于长条形弧面沿所述腔室411的圆周等间距设置，长条形弧面之间形成有空间，其可以作为烟支的变形空间，因而不仅便于插拔烟支，而且可以适配直径大小不同的烟支10，提高了兼容性。可以理解的是，在一种实施例中，所述光汇聚透镜包括形成在该基体41内表面上的沿腔室411的纵向延伸设置的凹陷的长条形弧面。

由图11可知，a、b、c三点发出的红外线穿透基体41内壁时，因为光汇聚透镜的作用，b、c点发出的红外线在基体41内壁发生折射。基体41是光密介质，所以从基体41内壁射出的红外线出射角大于入射角，红外线汇聚。

相对于未设置光汇聚透镜而言，基体41上b、c点间同样范围内的红外光线，经过基体41内壁的光汇聚透镜汇聚作用，照射在烟支10外壁的范围从20°变为16°，即同样的红外线，汇聚在了更小的范围内。也就是同样的能量集中在了更小的范围内，所以这一局部温度会变化得更快，达到快速升温的作用，温度快速升高，这部分的气溶胶基质材料出气溶胶会更快，整体上加快了出气溶胶速度。

请参阅图12，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的光汇聚机构43为位于腔室411内的第一光反射凹面。具体地，本实施例的基体41呈管状，所述红外辐射层42位于所述基体41的侧面处并环绕所述基体41的外周面设置。该第一光反射凹面位于所述腔室411的底壁处，并用于所述红外辐射层42发射过来的光线汇聚到所述气溶胶基质材料上。在本实施例中，所述腔室411的底壁内表面镀有一第一层反光层412，第一层反光层412可以由银、铝或其合金等材料制成，在此不做具体限定。可以理解的是，所述腔室411的底壁也可以由反光材料制成。较佳地，所述第一光反射凹面为球面。

请参阅图13，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例的气溶胶生成装置还包括隔热管7，所述隔热管7套设在基体41上，所述隔热管7具有面向腔室411的第二光反射凹面71，所述第二光反射凹面71环绕所述基体41的外周面设置，所述第二光反射凹面71用于将所述红外辐射层42产生的红外线汇聚到所述气溶胶基质材料。在本实施例中，所述隔热管7的内表面镀有一第二层反光层72，其可以由银、铝或其合金等材料制成，在此不做具体限定。可以理解的是，所述隔热管7也可以由反光材料制成。较佳地，所述第二光反射凹面71为球面。

该实施例的基体41呈管状，所述基体41的上端为开口端，所述基体41的下端为封闭端。该基体41的两端分别套设有第三电极63及第四电极64，所述基体41的下方设置有第二电极62，所述第二电极62、第三电极63及第四电极64通过导线电连接至电池3。所述第三电极63及四电极64均位于所述基体41与所述隔热管7之间。所述红外辐射层42包括第一红外辐射层421及第二红外辐射层422，所述第一红外辐射层421位于所述基体41外表面的下端面处并与所述第二电极62及所述第四电极64电连接。所述第二红外辐射层422位于所述基体41的侧面处并与所述第三电极63及所述第四电极64电连接，所述第二红外辐射层422环绕所述基体41的侧壁设置。所述光汇聚透镜与基体41为一体成型结构并位于所述腔室411的底部。

请参阅图14，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例与上一实施例结构相似，所述基体41包括邻近所述腔室411的内表面和与所述内表面相对设置的外表面，光汇聚透镜形成于该内表面与外表面之间，其中，所述外表面包括所述基体41的下端面。其不同之处在于：该实施例的基体41的下端面为向腔室411内凸出的弧面，第一红外辐射层421设置于所述弧面上。具体地，所述基体41的底壁为凹凸透镜。

请参阅图15，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例与上一实施例结构相似，其不同之处在于：该实施例的基体41的下端面为背向腔室411凹陷的弧面，第一红外辐射层421设置于所述弧面上。具体地，所述基体41的底壁为双凸透镜。

请参阅图16，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例与上一实施例结构相似，其不同之处在于：该实施例的基体41的下端面为平面，所述基体41的底壁为菲涅尔透镜。

请参阅图17，为本发明气溶胶生成装置又一实施例的部分结构的剖视图，该实施例与上一实施例结构相似，其不同之处在于：该实施例的光汇聚机构43包括位于腔室411内的第一光反射凹面。具体地，本实施例的基体41呈管状，该第一光反射凹面位于所述腔室411的底壁处，红外辐射层42位于所述基体41的侧面处并环绕所述基体41的外周面设置。在本实施例中，所述腔室411的底壁内表面镀有一层第三反光层413，其可以由银、铝或其合金等材料制成，在此不做具体限定。可以理解的是，所述腔室411的底壁也可以由反光材料制成。

综上所述，首先，通过所述红外辐射层42设置在所述基体41上，以对所述烟支进行红外线加热，红外线具有较好的材料穿透力，能对烟支内外同时加热，因而气溶胶形成速度快；其次，由于所述发热体4还包括位于所述基体41上的光汇聚机构43，所述光汇聚机构43用于将所述红外线汇聚至所述气溶胶机质材料，因而可较好地将能量聚集至所述气溶胶机质材料，不仅可提高能量的利用率，而且可进一步提高气溶胶形成速度。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。