[实用新型]一种烟草电加热装置

说明书

本实用新型涉及烟草加热领域，提供了一种烟草电加热装置。所述烟草电加热装置，包括外壳、设置于所述外壳内的底座、设置在底座上的中空圆柱状的加热元件、电源、分别与加热元件和电源连接的控制元件，所述加热元件由碳材料加热膜卷制而成并形成中空的加热腔体供烟草插入后加热。本实用新型所述烟草电加热装置采用碳材料加热膜作为发热元件，其热电转换效率高，升温速度快，温度分布均匀，且轻薄柔性，可与表面不平整的待加热物质贴合，不会产生局部过热的问题。

技术领域

本实用新型涉及烟草加热领域，更具体地，涉及一种烟草电加热装置。

背景技术

加热不燃烧烟草制品用的电加热装置要求发热体温度可控、温度场分布均匀，以便保证装置及人身安全、提升用户体验。现有加热不燃烧卷烟用电加热器普遍采用金属或陶瓷发热体采用外围或中心发热，发热丝作为发热体存在热电转换效率低、金属丝易氧化、温度控制难度大、局部过热的问题，陶瓷发热体采用中心片状发热时机械强度不足，容易断裂。最关键的问题是，上述两种发热体加热时温度分布不均，尽管陶瓷发热体的温度分布均匀性已经远好于金属发热丝，但是靠近发热线路的区域温度高，远离发热线路的区域温度低，二者相差数十度甚至更高。温度分布不均容易导致烟丝加热不充分或烟丝过分加热，这样会影响用户体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加热温度分布均匀、升温速度快的烟草电加热装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种烟草电加热装置，包括外壳、设置于所述外壳内的底座、设置在底座上的中空圆柱状的加热元件、电源、分别与加热元件和电源连接的控制元件，所述加热元件由碳材料加热膜卷制而成并形成中空的加热腔体供烟草插入后加热。

所述烟草电加热装置采用碳材料加热膜作为发热元件，其热电转换效率高，升温速度快，温度分布均匀，且轻薄柔性，可与表面不平整的待加热物质贴合，不会产生局部过热的问题。

对于碳材料本身而言，碳材料的面电阻和发热面积影响升温效果，因此，要根据设计需求选择合适的发热面积和面电阻大小，以及合适的工作温度。优选地，所述碳材料加热膜单体的面电阻介于530～12000Ω/m²之间，更优选为850～6000Ω/m²并根据需要可调整。

所述烟草电加热装置加热的烟草形态包括圆柱状的卷烟、散烟丝、薄片等。

所述中空加热腔体的尺寸是可调整的，如果所加热的物质是圆柱状的卷烟，则中空腔体的内径与卷烟的直径相当，保证烟支既能稳固又能与发热面良好的接触，中空腔体的高度一般是大于所述卷烟的烟丝部分高度。如果所加热物质是散装的烟草及源于烟草的物质，则根据加料多少和所要达成的加热效果确定腔体的尺寸，甚至加热腔体的底部也是全密封或半密封的。一般要求内径为5~9mm，高度为10~30 mm。

进一步地，所述碳材料加热膜包括碳材料发热层、与碳材料发热层连接的导热绝缘层；依次连接的第一导热绝缘层、碳材料发热层、第二导热绝缘层；所述碳材料发热层由至少1个碳材料发热单体构成；所述碳材料发热单体包括碳材料层、电极、与电极连接的导线，所述导线与所述控制元件连接。更进一步地，所述导热绝缘层包括第一导热绝缘层和第二导热绝缘层，所述碳材料发热层的两个面分别与所述第一导热绝缘层和第二导热绝缘层连接。

所述碳材料层与电极连接或导线连接时，需要考虑到工作时高温对上述电连接点的牢固性影响，包括但不限于采用高熔点的金属如锰、铜、钨、金、银等金属材料或部分耐高温的导电高分子材料作为电极或导线。还可以采用耐高温的柔性电路。进一步地，还可以考虑物理连接方式，将导线或电极与碳材料发热层通过物理接触保证电连接的可靠性。

具体地，所述电极分别位于碳材料层的两端，以构成一个矩形区域，即构成一个碳材料发热单体。碳材料包括碳纳米管、石墨、石墨烯及碳纤维中的任一种及多种的组合。优选地，所述碳材料层为碳纳米管层。