内热式电子烟加热棒的制作方法

本实用新型涉及一种电子烟具的部件的结构，一种内热式电子烟加热棒。

背景技术：

内热式电子烟加热棒是用来插在特制的烘烤式香烟中对烟草进行烘烤产生供人吸用的烟气的。烘烤过程中，烟草不燃烧，没有明火也不形成烟灰。烘烤式香烟比一般的香烟短，烟丝段长度约15mm、直径8mm左右。内热式电子烟加热棒由于要插在烟支里面加热，一般直径在2mm左右，加热电压为小于3.7v的直流电压。烟支烘烤温度为280～350℃，温度过高就会烤焦，太低则烤不出烟味道。内热式电子烟加热棒理想的发热长度为10～12mm。发热区温度如控制在330±10℃，烟的口感饱和度、烟气、烟雾量就会很好。

中国专利201820069756.5介绍了一种电子烟用圆棒状陶瓷发热体的结构，在陶瓷棒芯最外侧设有一号陶瓷基片，一号陶瓷基片内侧设发热线路，发热线路内侧设有二号陶瓷基片，二号陶瓷基片与陶瓷棒芯中间设有测温线。中国专利201822100129.6介绍了一种针式电子烟加热器，包括针状金属基材和厚膜加热层，厚膜加热层包括绝缘层、设置于绝缘层上方的加热电路层。这类已有的电子烟加热棒皆没有考虑轴向温度差的问题，存在使用时加热棒的头部和尾部因散热快而温度过低、加热棒的中部散热慢因而温度过高的弊病。

技术实现要素：

本实用新型旨在提出一种内热式电子烟加热棒的结构，能得到轴向温度均匀的加热效果。

这种内热式电子烟加热棒包括一根陶瓷的圆柱形的基杆，基杆的上端成锥形，基杆的圆柱面上有一层玻璃隔离层，玻璃隔离层外有一层电加热层，电加热层外有一层玻璃保护层。所述的电加热层包括两个半圆柱面形的电阻层，两个半圆柱面形的电阻层的上端互相相连，两个半圆柱面形的电阻层的下端各有一个引出电极，每个半圆柱面形的电阻层的左侧边和右侧边上分布着横向的缝，这些横向的缝的长度小于半圆柱面形的电阻层的宽度，左、右侧边上横向的缝相间隔排列，将半圆柱面形的电阻层分割成互相串联的横条，位于基杆的上部的横条和位于基杆的下部的横条的宽度较窄，位于基杆的中部的横条的宽度较宽。

这种内热式电子烟加热棒由于位于基杆的上部的横条和下部的横条的宽度较窄，电阻就较大；位于基杆的中部的横条的宽度较宽，电阻就较小；同一半圆柱面上的横条是互相串联的，通电时电流相同，因此位于基杆的上部的横条和下部的横条的单位面积的发热量较中部的横条大，就能补偿加热棒的头部和尾部较多散失的热量，从而使整根内热式电子烟加热棒温度均匀，得到好的加热效果。

附图说明

图1为内热式电子烟加热棒的正向视图；

图2为内热式电子烟加热棒的背向视图；

图3为内热式电子烟加热棒的侧向视图；

图4为电加热层、玻璃隔离层和玻璃保护层的展开图；

图5为基杆的正向视图；

图6为烧结了玻璃隔离层后的基杆的正向视图；

图7为视角斜上方时基座的立体图；

图8为视角斜下方时基座的立体图；

图9为基座的仰视图；

图10为基座的a-a剖视图；

图11为安装了基座的内热式电子烟加热棒的结构图；

图12为安装了基座和引出导线的内热式电子烟加热棒的立体图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，这种内热式电子烟加热棒包括一根陶瓷的圆柱形的基杆1，基杆1的上端11成锥形，便于插入香烟中。基杆1的圆柱面上有一层玻璃隔离层2，玻璃隔离层外有一层电加热层，电加热层外有一层玻璃保护层5。电加热层包括两个半圆柱面形的电阻层4，两个半圆柱面形的电阻层4的上端相连，两个半圆柱面形的电阻层4的下端各有一个引出电极3。如图4所示，每个半圆柱面形的电阻层4的左侧边和右侧边上分布着横向的(即：与侧边相垂直的)缝41，这些横向的缝41的长度小于半圆柱面形的电阻层的宽度，左、右侧边上的横向的缝41相间隔排列，将半圆柱面形的电阻层4分割成互相串联的数条横条42、43、44，使半圆柱面形的电阻层4成为“弓”字形结构；上述横条中，位于基杆的上部的横条43和下部的横条44的宽度较窄，位于基杆的中部的横条42的宽度较宽。如图4所示，玻璃隔离层2的长度大于电阻层4加上引出电极3的长度，玻璃隔离层将电阻层及引出电极与基杆1相隔开；玻璃保护层5要短一些，玻璃保护层的下沿不盖住引出电极3的下半部。

这种内热式电子烟加热棒的结构中，由于位于基杆的上部的横条43和下部的横条44的宽度较窄，电阻较大，位于基杆的中部的横条42的宽度较宽，电阻较小，通电时电流相同，位于基杆的上部的横条43和下部的横条44的单位面积的发热量较中部的横条大，就能补偿加热棒的头部和尾部较大的散失的热量，从而使整根内热式电子烟加热棒温度均匀，得到好的加热效果。如图4所示，由于加热棒尾部散失的热量比头部大，所以基杆的下部宽度较窄的横条44的数量要设置得多一些。

这种电子烟加热棒还可以包括一个如图7和图8所示的方形的基座6，基座的中心有一个可套合在基杆1上的圆孔61，基座6的下底面上有两块l形的凸块62，如图9和图10所示，两块l形的凸块62位于圆孔61的两侧，l形的凸块62的l形的内凹部63朝向圆孔61。如图11所示，基座6套合并固定在基杆1的下部，位于引出电极3的外面，两个l形的凸块62分别正对着一个引出电极3的下半段。基座6用来将电子烟加热棒固定到烟具上，基座6的底面上的l形的凸块62的内凹部63与引出电极3之间的空隙可用来安装引出导线：基座6套合并固定到基杆1的下部后，在l形的凸块62的内凹部63中注入一些导电浆，把引出导线7的一端插入l形的凸块62的内凹部63中，烧结后，引出导线7即与引出电极3相固定住，成为图12所示的结构。

这种内热式电子烟加热棒的基杆1和基座6可以用各种陶瓷来制作，如氧化铝陶瓷、氧化硅陶瓷、氧化锆陶瓷，首选氧化锆陶瓷，因为氧化锆陶瓷的热导率很低，一般为2～3w/(m·k)，可以有效提高升温速度、减少基座处的传热损耗、降低能耗。电阻层4和引出电极3可采用高tcr值的银钯浆料来制作。玻璃隔离层2和玻璃保护层5用来保护电阻层4，使其不被氧化。

这种内热式电子烟加热棒的电阻层4可以采用高精密圆柱面厚膜印刷法来制作，也可以采用先印在平面的氧化铝、氧化锆薄膜上再包裹到氧化锆棒上面共烧的方法来制作。采用高精密圆柱面厚膜印刷法制作的工艺流程如下：(1)在图5所示的氧化锆陶瓷基杆上印刷底层无孔玻璃隔离层浆料；(2)850℃烧结，得到玻璃隔离层2，成为图6所示的结构；(3)在玻璃隔离层上印刷电阻层4和电极3；(4)850℃烧结；(5)印刷玻璃保护层5；(6)850℃烧结；(7)用玻璃浆料将基座6粘好，在两个凸块62的内凹部63中注入导电浆，插入引出导线7；(8)650℃烧结。

这种内热式电子烟加热棒的参考尺寸为：基杆1长20mm，直径1.7～2.5mm；电阻层区域长12～13mm，电极区长4.5mm。每个半圆柱面形的电阻层4上有13～16条横条，其下部的横条44有6条，每条宽0.4～0.45mm，线间隙0.1～0.2mm；上部的横条43有2条，每条宽0.4～0.45mm，线间隙0.15mm；其余为中部的横条42，每条宽度0.9～1.1mm，线间隙0.15～0.2mm。这样的设计，在发热区布线长度13mm左右时，能获得长度大于10mm的330±10℃恒温区，满足内热式电子烟加热棒对温度场的要求。引出电极宽为2mm，电阻较小，在电阻层发热稳定在330℃时，基座温度小于100℃，使加热棒尾部散失的热量较小。银钯浆料的tcr值为1500～3000ppm/℃，在25℃环境下设计电阻为0.6～0.8ω。通电发热后电阻随温度线性上升，可以通过检测当前电阻值来确定发热区的温度。

这种内热式电子烟加热棒的工作过程为：当常温时电阻为0.6ω时，施加3.7v电压后，靠近基座处的下部的横条44提供了足够快的升温速度，可以在3秒以内将该处的温度提升到350℃，迅速烘烤烟丝，相当于传统抽烟过程先点燃头部，可以实现快速抽吸；温度上升后，tcr效应使电阻变大，功率迅速下降，可由控制线路依据检测到的当前电阻(也即是当前温度)调整施加的电压，随着发热及散热的平衡，中部的横条42处的温度也逐渐上升，靠近基座处的下部的横条44区域随着电压下降，温度也逐渐与中部区域达到平衡，通电20秒左右即能使10mm恒温区温度维持在330℃左右，保证抽吸过程的一致口感。在330℃恒温区达到10mm长度时，加热棒消耗功率仅为3w左右，满足内热式电子烟加热棒对低功耗的要求。

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