一种分区感温发热体及其应用的低温烟具的制作方法

本实用新型属于低温烟技术，具体涉及一种用于低温烟的分区发热体及其应用的低温烟具。

背景技术：

目前市场上加热不燃烧卷烟的直径有三种不同尺寸，第一种是细支烟，直径为5.5mm，第二种是中支烟，直径为6.7mm，第三种是粗支烟，直径为7.8mm。对于第一种规格，发热体长，器具空间也长，比较适合分段加热。第二种和第三种烟支长度比较短，直径粗，器具空间需求也短，不适合分段加热，适合中心加热和左右两片式分区加热。

现有的分区加热方式烟味比细支更好，左右两片式分区加热的发热体出烟时间较长，达到1分钟左右，使用起来不方便耗费消费者的使用耐心，不利于产品的推广。

另外，低温烟具对发热体的加热温度精确度有很高的要求，温度高低都会影响烟味的抽吸体验感，分区加热方式的发热体的温度控制方案是通过在发热体上用高温胶带包裹两个市场上现有的标准热敏电阻，向主控芯片反馈发热体信号，从而实现温度精确控制。这种方案在产线上批量生产时有几个问题：热敏电阻的位置工人很难实现精确定位；热敏电阻与发热体之间的贴合间隙每一个都不同；热敏电阻的材质为玻璃材质，在包裹时很容易破裂；并且工人包裹操作的速度比较慢，组装成本高。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：针对现有分区发热体的温度检测方式存在的上述缺陷，提供一种新型的分区感温发热体及其应用的低温烟具。

本实用新型采用如下技术方案实现：

分区感温发热体，所述发热体包括第一基层、发热丝、第二基层和感温层，所述发热丝、第一基层、感温层和第二基材依次贴合后卷制成具有发热腔的管状体，所述发热丝位于管状体的内壁，所述感温层通过第二基层压合在第一基层的管状体外壁；

所述发热丝在管状体分布形成若干发热区，所述感温层包括印制在第二基层上若干感温电阻，所述感温电阻与发热区的位置相对应。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述发热腔在轴向方向上设置至少两个发热段，其中一段发热段表面分布将烟支圆周方向独立包裹的整体发热区，其余发热段表面分布至少两个从烟支圆周方向合围包裹烟支的局部发热区，每个发热区内布设对应该区域独立发热控制的发热丝。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述整体发热区所在发热段的轴向长度小于局部发热区所在发热段的轴向长度。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述整体发热区所在发热段靠近烟支滤嘴一侧设置。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述感温层包括印制在第二基层上的第一感温电阻和第二感温电阻，所述第一感温电阻被整体发热区覆盖，所述第二感温电阻对应局部发热区之间区域，被所有局部发热区局部覆盖。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述第一感温电阻和第二感温电阻之间通过感温共用电极连接，另一端分别设置独立感温电极，分别通过共用电极和各自独立感温电极连接感温电路。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述第一基层和第二基层采用陶瓷基材。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述管状体的内壁上设有轴向延伸的凹槽，所述烟支插入将凹槽封闭形成外部空气进入发热体的气道，所述管状体的底部设有定位烟支插入的烟支垫环，所述烟支垫环侧部设有将气道内空气引入柱状发热腔内的通孔。

本实用新型还公开了一种低温烟具，包括壳体和上述分区感温发热体，所述壳体中设有主板和电池，所述电池与所述主板电连接，所述壳体中通过隔热层形成有开口向上的加热腔，所述发热体通过发热体法兰固定设置在所述加热腔中，所述发热丝和感温电阻均与所述壳体内的主板电连接。

上述方案中的分区感温发热体，进一步的，所述壳体的顶部设有将所述加热腔的顶部开口遮蔽的防尘盖。

本实用新型采用夹层结构的感温电阻对发热区进行温度检测，实现低温烟具的加热温度精确控制。感温电阻和发热丝均由导电桨料采用丝印工艺在陶瓷基层上印刷而成，发热丝在工作时产生热量，感温电阻采集发热丝相应位置的温度信息并反馈至电子烟具主板，反馈控制发热体的温度，感温电阻与发热体之间贴合成一体，发热丝与感温电阻之间间隙稳定，位置统一，对温度精确控制可以提供保证，而且感温层夹在两层陶瓷基层之间，发热体壁厚结构更紧凑，感温元件不易损坏。

本实用新型还采用特定的发热区分区布局方案，在发热体靠近烟支滤嘴的位置一段轴向长度较短的整体发热区，该整体发热区从圆周方向对烟支进行全包围加热，其覆盖的烟支范围较小，开机后先通过该发热段加热少量的烟丝，保证第一口出烟速度在30秒以内，以提高烟具出烟速度。整体发热区和其余的局部发热区距离较近，在整体发热区停止加热后，在其余局部发热区工作时，整体发热区停止加热后还能保持一个比较高的温度，不止于温度过低造成烟气的吸附，这样既保证了出烟速度，又保证了烟味。

综上所述，本实用新型的分区感温发热体较现有独立的测温元件，将感温电阻印制到发热体管壁结构中，既保证了发热体分区发热的测温精准性，同时提高了测温元件的工作可靠性，可以使低温烟具的分区发热设计更加多样化，有利于提高电子低温烟具的体验感。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为实施例一的分区发热体分层结构示意图。

图2为实施例一的分区发热体展开后的爆炸示意图。

图3为实施例一的分区发热体上的发热丝形成的发热区示意图。

图4为实施例一的分区发热体上的发热丝展开示意图。

图5为实施例二的分区发热体的局部气流路线示意图。

图6为实施例二的低温烟具内部装配示意图。

图7为实施例二的低温烟具爆炸示意图。

图8为实施例二的低温烟具内部出烟气流路线示意图。

图中标号：1-发热体，1a-第一发热段，1b-第二发热段，101-第一发热区，102-第二发热区，103-第三发热区，11-发热丝，111-第一独立电极，112-第二独立电极，113-第三独立电极，114-发热共用电极，12-第一基层，13-感温层，131-第一感温电阻，132-第二感温电阻，133-第一感温电极，134-第二感温电极，135-感温共用电极，14-第二基层，15-烟支垫环，16-气道，100-烟支，

2-壳体，21-上盖，22-中框，23-下盖支架，24-下盖，3-电池，41-发热体上法兰，42-发热体下法兰，51-隔热层上壳，52-隔热层下壳，6-主板，7-防尘盖。

具体实施方式

实施例一

参见图1、图2、图3和图4，图示中的分区发热体为本实用新型的一种具体实施方案，该发热体1为管状体，管状体内部为用于烟支插入的发热腔，管状体的管壁采用层状结构卷制，管状体的管壁从内到外依次为发热丝11、第一基层12、感温层13和第二基层14，其中发热丝11为发热体1的电发热部件，通过连接到发热电路对插入发热体发热腔的烟支100进行不燃烧加热，第一基层12为发热丝11的附着层，同时与第二基层14作为发热体1的管壁主体结构，发热丝11在第一基层12上分布形成若干发热区，感温层包括印制在第二基层上若干感温电阻，感温电阻与发热区的位置相对应，感温层13对发热丝11所在的区域进行温度检测，反馈控制发热丝11对烟支进行精确温度控制，第二基层14为感温层13的附着层，与第一基层12作为发热体的管壁主体结构。

如图1和图2所示，本实施例的发热体1在加工过程中，在第一基层12上按照各个发热区的分布印刷发热丝，在第二基层14上按照各个感温电阻的分布印刷感温电阻，将两个基层叠在一起，卷成一个具有发热腔的管状体，放入等静压机中静压，让两个基层形成一体，再烧结，最后形成一个具有一定强度的陶瓷发热体，发热丝11和感温层13的电极引线端从陶瓷发热体的尾端引出，从而方便与外部电源连接。这种发热体结构的感温层13与发热丝11之间间隙稳定，位置统一，对温度精确控制提供保证，而且作为感温元件的感温电阻也不易损坏。

在一些可能实施的方案中，发热丝11位于发热体的管腔内侧壁上，管状体的内表面还可以设置保护发热丝11的保护涂层(图中未示出)。这样的方式可以利用保护涂层对发热线路进行保护，防止发热线路在加热时被空气氧化，而且设置的保护涂层使位于发热体最内侧接触烟支的第一基层12的内壁易于清洁，延长了发热体的使用寿命，实用性高。

具体的，可以采用玻璃釉涂层作为保护涂层，可以利用玻璃釉涂层的强度高、硬度高、耐候性佳及耐腐蚀性好的特性，对发热丝11提供更好的保护。而陶瓷基材可以采用氧化锆陶瓷、莫来石陶瓷、氮化硅陶瓷或氧化铝陶瓷。采用上述种类的陶瓷，热传导性能佳，耐高温性强，机械强度高，耐腐蚀耐磨，能使发热体具有较高的强度，且升温加热的热传导性能佳，提高了发热体的升温加热效率，实用性高。

发热体1的管状体内壁上设有轴向延伸的凹槽，烟支100插入将凹槽封闭形成外部空气进入发热体的气道16，发热体1的管状体底部还固定设有定位烟支插入的烟支垫环15，烟支15垫环侧部设有将气道内空气引入柱状发热腔内的通孔。

具体如图3和图4所示，本实施例的发热体1在主体发热腔的轴向方向设置第一发热段1a和第二发热段1b，其中第一发热段1a的轴向长度要小于第二发热段1b的轴向长度，并且第一发热段1a位于第二发热段1b的上方，烟支100插入后，第一发热段1a更靠近烟支滤嘴一侧。在第一发热段1a表面只分布第一发热区101作为整体发热区，第一发热区101内的发热丝形成的发热区域覆盖第一发热段1a所在的柱状空间，对第一发热段1a覆盖的烟支部分进行整体独立加热；第二发热段1b表面分布第二发热区102和第三发热区103，第二发热区102和第三发热区103沿第二发热段1b所在的轴平面对称，分别对第二发热段1b左右两半覆盖的半圆周区域进行分区加热。发热体可以实现分区加热，通过调整各发热区的发热丝电阻大小，可以对各发热区的加热温度进行调整，进而满足多样化的加热需求。

各个发热区内的发热丝11呈蛇形贴设在第一基层12的同侧表面上，其中第一发热区101的发热丝沿圆周方向蛇形铺设，第二发热区102和第三发热区103的发热丝沿轴向方向蛇形铺设，在第一基层12卷制成管状体后，发热丝11全部位于管状体的发热腔内侧壁。第一发热区101的发热丝一端引出第一独立电极111，第二发热区102的发热丝一端引出第二独立电极112，第三发热区103的发热丝一端引出第三独立电极113，第一发热区101的另一端与第二发热区102的另一端和第三发热区103的另一端通过发热共用电极114并联，所有发热区的发热丝分别通过各自发热区内的独立电极与发热共用电极114并联连接到低温烟具的加热电路上。关于低温烟具分区加热电路属于本领域成熟现有技术，本实施例在此不对本实施例中发热丝的电路连接进行赘述。

本实施例中的感温层13采用导电浆料通过丝印工艺印制在第二基层14表面，并通过第二基层14压合在第一基层12的管状体圆周外壁。感温层13通过印制在第二基层14表面形成的感温电阻，包括第一感温电阻131和第二感温电阻132，其中，第一感温电阻131印制在第二基层14上被第一发热区101整体覆盖的区域，第二感温电阻132印制在第二基层14上对应第二发热区102和第三发热区103之间的区域，并且第二感温电阻132被第二发热区102和第三发热区103局部覆盖，即第一感温电阻131只针对第一发热区101的发热温度进行监测，第二感温电阻132既能对第二发热区102的发热温度进行监测，也能对第三发热区103的发热温度进行监测。

第一感温电阻131的一端设置第一感温电极133，第二感温电阻132的一端设置第二感温电极134，第一感温电阻131的另一端和第二感温电阻132的另一端通过感温共用电极135连接，第一感温电阻131和第二感温电阻132分别通过各自的感温电极和感温共用电极135并联连接到低温烟具的测温电路上，以感应相应发热区的温度信息，反馈给低温烟具的控制主板，控制发热体的工作温度。关于低温烟具的测温电路属于本领域成熟现有技术，本实施例在此不对本实施例中感温电阻的电路连接进行赘述。

在本实施例中，第一基层12和第二基层13均采用陶瓷基材，其中发热丝11由发热快方阻小的导电浆料采用丝印工艺在第一基层12上印制而成，感温电阻由方阻大的导电浆料采用丝印工艺在第二基层14上印制而成。

具体如图1和图2所示，发热体1的管状体在卷制过程中在内壁形成的弧形截面凹槽，当发热体1安装至低温烟具后，烟支100插入发热体1的发热腔中，烟支底部通过烟支垫环15限位，发热体1内壁的弧形凹槽充当进气流道，外部气流可以经该弧形凹槽通过烟支垫环15烟支内部，抽吸阻力小，用户体验感好。在发热体1设置气道的区域不印制发热丝和测温电阻。

本实施例的发热体1分为三个区域加热，分别为第一发热区101、第二发热区102、第三发热区103。第一发热区101设计为对第一发热段1a进行全包围加热方式，第二发热区102和第三发热区103设计为在第二发热段1b左右对称式的半包围加热方式，三个发热区各有一个独立电极，共享一个共用电极。将发热丝的导电浆料印刷在第一发热区101、第二发热区102、第三发热区103对应的第一基层12上，将感温电阻的导电浆料印刷在第二基层14上设定的位置与各个发热区对应，第一基层12和第二基层14在印制发热丝和感温电阻时为平整状态，如图1中所示，印制完成后，再将平整第一基层12和第二基层14叠合在一起，然后利用一个治具卷成侧边有凹槽的异型管，形成凹槽区域的第一基层12和第二基层14上不印刷发热丝和感温电阻。再将异型管连同治具一起放入等静压机中等静压，使第一基层12与第二基层14合成一体。取出治具，高温烧结成型。在异型管的底部粘陶瓷材质的烟支垫环15，使发热体的管状体一头封闭。当烟支100插入发热体的发热腔时，烟支垫环15、凹槽和烟支内部形成一个临时进气通道，如图5所示。

实施例二

参见图6、图7和图8，图示中的低温烟具为本实用新型的一种低温烟具具体实施方案，具体包括发热体1、壳体2，上盖21，中框22，下盖支架23，下盖24，电池3，发热体上法兰41，发热体下法兰42，隔热层上壳51，隔热层下壳52，主板6，防尘盖7，发热体1为实施例一中的具体方案，壳体2中形成有开口向上的加热腔，发热体1同轴安装在加热腔中，发热体1由两端的发热体上法兰41和发热体下法兰42固定在加热腔中，在壳体2顶部还设有滑动将加热腔的顶部开口遮蔽或暴露的防尘盖7，当防尘盖7将顶部开口遮蔽时，可以实现防尘。另外，在加热腔的外围包裹设置的隔热层包括相互扣合的隔热层上壳51和隔热层下壳52，通过隔热层可以防止热量向外围扩散，防止烟具烫伤，隔热层可以采用真空隔热层或隔热棉等结构。

该低温烘焙烟具的壳体2中设有电池3和主板6，电池3与主板6电连接，壳体2中形成有开口向上的加热腔，呈管状的发热体1同轴安装在加热腔中，发热体1上的发热丝和感温电阻均与壳体2内的主板6电连接，使用时，烟支100插入发热体1的发热腔中，利用发热体1对低温烟支100进行包围加热。当电池3采用可充电电池时，在壳体2上还可以设置充电口，利用充电口对电池3充电。

具体的，壳体2包括上盖21、中框22、下盖支架23和下盖24，中框22和下盖支架23设置在上盖21与下盖24之间，上盖21和下盖24分别通过卡扣连接中框22和下盖支架23的两侧面，中框22和下盖支架23之间相互扣合形成壳体2，当上盖21和下盖24连接后，上盖21、中框22、下盖支架23和下盖24之间形成安装隔热层、电池和主板的空间，隔热层、电池和主板安装在对应的安装空间中，安装与拆卸方便。

本实施例低温烟具的工作方式如下：

打开防尘盖7，向发热体1的柱体加热腔内插入烟支100，打开烟具电源，发热体1的第一发热区101开始加热，第一感温电阻131开始采集第一发热区101的温度，20-30秒后，烟具发出振动信号，可以抽吸第一口烟。第一发热区101发热时由于热传导的作用，同时对第二发热区102和第三发热区103进行预热。第一发热区101工作30秒后关闭，第二发热区102开始加热，第二感温电阻132开始采集第二发热区102温度，第二发热区102工作70秒后关闭，第三发热区103开始加热，第二感温电阻132不关闭，继续采集第三发热区103的温度，第三发热区103加热70秒后关闭。

如图8所示，烟支100插到底后与发热体底部的烟支垫环接触，与发热体侧壁凹槽和烟支内部形成一个临时气道16，在抽吸过程中，外部空气从气道16进入到发热体，继而从低温烟支100内部的烟草间隙通道流出，最终送入到使用者的口腔中，完成气流的循环。

完成抽吸后，将烟支100拔出发热体，整个发热体的发热腔内壁形成一个光滑的腔体，在烟支加热过程中形成的冷凝液以及掉的烟草都集中在发热体内，方便清洁。

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。