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一种中心型声表面波加热元件


技术摘要:
本发明公开了一种中心型声表面波加热元件,其主要包括:压电基底(11)、叉指电极结构和套筒底座(3);所述压电基底(11)的前端为尖端状,其后端的壁上有一个或多个叉指电极结构;所述套筒底座(3)套在所述压电基底(11)的后端,且所述叉指电极结构位于所述套筒底座(3)内;所  全部
背景技术:
近年来,随着全球控烟形势的日趋严峻和消费者健康意识的逐步提升,传统卷烟 的弊端日渐凸显,加热不燃烧卷烟以其降低有害成分释放量的显著优势而在全球范围内备 受关注,已成为国内外各大烟草公司竞相角逐的焦点。 加热元件是加热不燃烧卷烟的核心部件,其加热性能的优劣直接影响到用户的抽 吸体验和安全健康状况。在现有技术中,常见用于加热不燃烧卷烟的加热元件为电阻式加 热,分为中心电阻式加热和周向电阻式加热,其中中心电阻式加热通常以有尖端的陶瓷厚 膜片或有尖端的圆柱体发热棒(通过在氧化锆陶瓷基片或基棒上印制银浆、银钯浆、铂金浆 或合金浆料等金属电阻浆料形成发热电路,并经高温烘烧而得)作为加热元件。虽然中心电 阻式加热的技术应用比较成熟,但却普遍存在如下技术缺陷:1、属于热传导加热,加热元件 产生的热量从加热不燃烧卷烟的内部向外周传导,靠近热源部分的烟芯由于受热过度极易 出现碳化的现象,而远离热源部分的烟芯又因为加热不充分导致香气及有效成分释放量不 足,感官品质总体表现不佳;2、加热元件上的发热电路与烟芯大面积接触,加热不燃烧卷烟 在加热过程中产生的焦油类物质容易在发热电路的外表面上烧结粘附,进而会使加热元件 的电热性能逐渐下降,影响用户抽吸体验;3、加热元件在无加热不燃烧卷烟插入的情况下 误触发工作时,热量会不断累积,持续升温可高达500-600℃,安全风险高。 声表面波是一种沿弹性介质表面上传播的机械波,本申请人使用声表面波对烟液 进行主动泵送以及对烟液进行非接触雾化,取得了较好的效果,见专利ZL2018100769411。 申请人经过精心设计,发现基于表面波的加热元件可用于实现加热不燃烧卷烟的加热。
技术实现要素:
本发明提供了一种用于加热不燃烧卷烟的中心型声表面波加热元件,该加热元件 利用声表面波与加热不燃烧卷烟中的极性分子之间相互作用产生的热效应来实现加热不 燃烧卷烟的加热,具有加热机理新颖、加热效率高、热均匀性好、声表面波激励源与烟芯不 接触、安全系数高等优点。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下: 一种用于加热不燃烧卷烟的中心型声表面波加热元件,其包括:压电基底11、叉指 电极结构和套筒底座3; 所述压电基底11的前端为尖端状,其后端的壁上有一个或多个叉指电极结构; 所述套筒底座3套在所述压电基底11的后端,且所述叉指电极结构位于所述套筒 底座3内;所述套筒底座3的底端设置有两个电极,并分别与所述叉指电极结构的汇流条电 连接。 优选地,所述压电基底11为剑状,所述叉指电极结构有两个,分别为第一叉指电极 3 CN 111567897 A 说 明 书 2/4 页 结构12a和第二叉指电极结构13a,该两个叉指电极结构位于剑尾端的上下两个面上。 优选地,所述压电基底11为前端为圆锥状的棒,所述叉指电极结构有两个,分别为 第三叉指电极结构12b和第四叉指电极结构13b,该两个叉指电极结构位于压电基底棒的棒 尾端外围。 优选地,所述压电基底11和叉指电极结构的表面有保护膜层14。 优选地,所述压电基底11的剑尾端的厚度为0.3-1mm,宽度为2-5mm。 优选地,所述压电基底11的棒尾端的周长为4-10mm。 优选地,所述压电基底11的材料包括压电单晶、压电陶瓷或以非压电材料作为支 撑衬底的压电薄膜。 优选地,所述叉指电极结构为沉积在所述压电基底11表面上的具有手指交叉形状 的铝、金、银、铂或铜的金属薄膜。 优选地,所述套筒底座3的底端设置的两个电极为两个电极焊盘,即第一电极焊盘 31和第二电极焊盘32,两个电极焊盘与叉指电极结构的汇流条之间电连接。 与现有技术相比,本发明的有益效果是: 1、本发明的中心型声表面波加热元件通过声表面波与加热不燃烧卷烟的烟芯中 的水、醇类、糖类等极性分子之间相互作用产生的“内摩擦热”进而加热烟芯,并形成烟气, 其加热机理与现有中心电阻加热元件的不同。 2、本发明的中心型声表面波加热元件在使用时,其前端的尖端插入加热不燃烧卷 烟的烟支中,其尾端的的多个叉指电极结构同时激发声表面波,加热不燃烧卷烟的烟芯全 方位地吸收声能,促使极性分子高频运动、相互碰撞,进而使烟芯在不同深度同时升温生 热。因此本发明的中心型声表面波加热元件具有能量密度大、加热效率高和热均匀性好的 优点。 3、本发明的中心型声表面波加热元件装配完成后,其声表面波激励源,即多个叉 指电极结构均置于套筒底座3内,与加热不燃烧卷烟的烟支不接触,有效地规避了焦油类物 质在声表面波激励源上烧结粘附并进而影响加热元件工作性能的问题。 4、本发明的中心型声表面波加热元件在无加热不燃烧卷烟插入的情况下误触发 工作时,表现为声表面波在压电基底上的无吸收正常传播状态,加热元件自身的发热量小, 其表面温度仅由压电基底的振动阻尼损耗引入,无高温高热的安全风险。而现有技术的电 阻式加热元件因干烧容易造成高温高热的安全风险。 附图说明 图1为本发明剑状的中心型声表面波加热元件的结构示意图。 图2为本发明剑状的声表面波加热片的分解示意图。 图3为本发明剑状的中心型声表面波加热元件的装配效果图。 图4为本发明为前端为圆锥状的棒的中心型声表面波加热元件的结构示意图。 附图标记说明:1、中心型声表面波加热元件,11、压电基底,12a、第一叉指电极结 构,12b、第三叉指电极结构,121、第一极耳,122、第二极耳,13a、第二叉指电极结构,13b、第 四叉指电极结构,131、第三极耳,132、第四极耳,1311、第五极耳,1321、第六极耳,14、保护 膜层,151、第一引线,152、第二引线,21、第一夹持件,22、第二夹持件,3.套筒底座,31、第一 4 CN 111567897 A 说 明 书 3/4 页 电极焊盘,32、第二电极焊盘。
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