一种红外辐射增强型电加热组件制造技术

本发明专利技术公开了一种红外辐射增强型电加热组件，包括由不同功能的圆管套嵌组成的电加热组件，该电加热组件从内向外包括红外辐射层、加热管体、电加热层、气凝胶隔热层以及金属膜反射层；其中红外辐射层加热到200

【技术实现步骤摘要】
一种红外辐射增强型电加热组件


[0001]本专利技术属于新型烟草制品
，涉及一种红外辐射增强型电加热组件，具体涉及一种加热不燃烧烟草制品用的电加热组件。

技术介绍

[0002]加热不燃烧型电子烟(HNB)使用真正的烟草作为烟弹，口味与使用感更接近传统烟草，同时其有害物质也与传统烟草相比降低近90％，因此烟民更易接受和转换。在大多数加热不燃烧型电子烟中，发烟材料还是通过热传导的方式进行加热。由于烟丝等发烟材料的导热系数很低，因此热传导加热一方面速率较慢，另一方面很难实现对整个发烟体材料的均匀加热，极大的影响抽吸的体感。
[0003]近年来，很多HNB技术都采用红外辐射加热技术来实现对发烟材料的快速加热，即通过发烟材料对红外辐射的吸收来实现快速升温，从而释放气溶胶。在公开号为CN202010499974.4的专利中，采用涂覆有电热膜的绝缘体管来实现红外加热，其红外辐射的功率受管材料的限制，并且电热膜在通电产生焦耳热的同时产生红外辐射，而红外辐射需要通过管体才能作用到发烟材料上。
[0004]HNB采用的红外加热技术主要依靠高辐射率的陶瓷、石墨以及电热膜等来实现红外加热，现有技术中采用红外加热技术的HNB烟具主要存在以下几个方面：1)管体材料在红外波段(>5μm)的透过率较低，阻挡了红外线的透过，从而极大影响红外加热的效率；2)常采用的无机非金属管体材料(如石英、刚玉等)需要有一定的厚度才能达到足够的强度，因此管体材料本身升温也消耗大量热量，影响加热器对发烟材料的加热效率；3)目前所采用的加热膜以及管体材料本身红外辐射率不高，难以实现高效的将焦耳热转变为红外辐射，影响发烟材料的加热效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述不足，提供一种红外辐射增强型电加热组件，提高发烟材料的加热效率。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]本专利技术提供一种红外辐射增强型电加热组件，包括由不同功能的圆管套嵌组成的电加热组件100，所述电加热组件100从内向外包括红外辐射涂层11，加热管体12，电加热层13，气凝胶隔热层14以及金属膜反射层15；
[0008]所述红外辐射层11加热到200
–
300℃，在2.5
–
25μm波段的光谱辐射率大于0.9。
[0009]进一步的，所述红外辐射层11厚度为50纳米
‑
100微米，所述红外辐射层11包括纳米碳材料、金属氧化物、氮化物及碳化物的粉体。
[0010]进一步的，所述加热管体12为石英、刚玉、铝合金、不锈钢、铁、铜中的任意一种材料制成，所述加热管体12厚度不超过0.8mm。
[0011]进一步的，所述电加热层13紧密贴合于加热管体12的外表面，所述电加热层13为
电阻丝、电阻网或电热膜中的任意一种。
[0012]进一步的，所述电加热层13的电阻在0.5
–
10欧姆之间，所述电加热层13从室温加热到300℃时，电阻变化小于20％。
[0013]进一步的，所述气凝胶隔热层14的导热系数小于0.03W/(m
·
K)。
[0014]进一步的，所述气凝胶隔热层14的厚度不超过3mm，所述气凝胶隔热层14包括二氧化硅或氧化锆。
[0015]进一步的，所述金属膜反射层15为厚度小于0.1mm的铝或银金属，光谱辐射率小于0.2。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0017]本专利技术将红外辐射与焦耳加热两部分功能上分开，通过焦耳加热使红外涂层升到工作温度，发射红外辐射加热发烟体材料。和现有的技术相比，本专利技术提供的提供一种红外辐射增强型电加热组件一方面突破以往红外加热烟具中红外发射材料选择的限制，通过选用高红外辐射率的涂层或者发射波段和卷烟红外吸收匹配的涂层，获得更好的红外加热效果；另一方面也为焦耳加热组件提供了更多的选择，在简化加热器制造的同时也为优化加热器的设计提供新的思路；
[0018]与没有红外辐射涂层的组件相比，本专利技术红外辐射增强型电加热组件加热到250℃的加热速率可以提高15％
‑
30％。
[0019]本专利技术设置周向红外加热，和电加热相比，发烟体材料的径向受热更加均匀，抽吸体感明显提高。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例制备的电加热组件结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例制备的电加热组件横截面示意图；
[0022]图3本专利技术实施例提供的电加热组件在加热某型号卷烟时的升温曲线；
[0023]附图标记：100、电加热组件；11、红外辐射涂层；12、加热管体；13、电加热层；14、气凝胶隔热层；15、金属膜反射层；31、有红外辐射层时的升温曲线；32、没有红外辐射层时的升温曲线。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0025]如图1、2所示，分别为本专利技术实施例制备的电加热组件的整体结构及横截面示意图，本专利技术提供一种管型电加热组件100，由内向外直径依次匹配增大的不同功能的圆管套嵌构成。由内向外包括红外辐射层11，加热管体12，电加热层13，气凝胶隔热层14以及金属膜反射层15，电加热组件100各组分结构的长度相同。
[0026]其中电加热层13在接通电源后，会以焦耳加热的方法加热加热管体12，以及附着于支撑管体内表面的红外辐射涂层11，由此在焦耳热可以快速传导至红外辐射层11，转变为红外辐射。
[0027]除通过直接热传导的方式加热烟支外，红外辐射涂层11的主要功能是发射红外辐
射，来加热发烟体材料。当红外辐射涂层11的温度被加热到200℃以上时，在2.5
–
25μm波段的光谱辐射率大于0.9，并且，红外辐射涂层11所发射的红外光覆盖发烟体材料的主要红外吸收波段，其中发烟体材料具体包括烟丝、卷烟纸以及添加剂等。
[0028]红外辐射涂层11主要由微纳粉体组成，其尺寸小于50μm，在添加少量粘结剂后通过喷涂等工艺涂覆于加热管体12内壁。为了降低红外辐射涂层11本身加热的能耗，红外辐射涂层11厚度不能太大，本实施例优选的红外辐射涂层11的厚度为50纳米
‑
100微米。
[0029]为了匹配发烟体材料的红外吸收特征，可以选用多种红外辐射涂层11材料的组合，包括碳材料，金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物中的一种或几种。
[0030]本实施例中，电加热层13可以采用少量粘合剂贴附于加热管体12外表面。
[0031]电加热的实施方式包括：嵌入绝缘材料的电阻丝/电阻网、石墨或导电金属氧化物组成的电热膜，涂覆于表面。
[0032]为了优化加热效率，电加热层13的厚度小于0.2mm；电阻在0.5
–
10欧姆之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外辐射增强型电加热组件，其特征在于，包括由不同功能的圆管套嵌组成的电加热组件(100)，所述电加热组件(100)从内向外包括红外辐射涂层(11)、加热管体(12)、电加热层(13)、气凝胶隔热层(14)以及金属膜反射层(15)；所述红外辐射层(11)加热到200
–
300℃，在2.5
–
25μm波段的光谱辐射率大于0.9。2.根据权利要求1所述的红外辐射增强型电加热组件，其特征在于，所述红外辐射层(11)厚度为50纳米
‑
100微米，所述红外辐射层(11)包括纳米碳材料、金属氧化物、氮化物及碳化物的粉体。3.根据权利要求1所述的红外辐射增强型电加热组件，其特征在于，所述加热管体(12)为石英、刚玉、铝合金、不锈钢、铁、铜中的任意一种材料制成，所述加热管体(12)厚度不超过0.8mm。4.根据权利要求1所述的红外辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国俊，肖卫强，储国海，夏倩，徐建，吴键，王骏，卢昕博，
申请(专利权)人：浙江中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：