[發明專利]電小結構非全封閉電磁能量轉換器及電子煙

在審

• 申請號: 202010862927.1
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112056625A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王海軍
• 申請（專利權）人: 泰新半導體（南京）有限公司
• 主分類號: A24F40/40
• 分類號: A24F40/40
• 代理公司: 南京禾易知識產權代理有限公司 32320
• 代理人: 張松云

本發明屬于電磁能量轉換領域，具體涉及電小結構非全封閉電磁能量轉換器以及具有該電磁能量轉換器的電子煙，包括能量轉換腔體和安裝在能量轉換腔體內的電磁激勵裝置，所述能量轉換腔體為非全封閉金屬結構，電磁激勵裝置由介質基材和金屬面構成，介質基材內繞有金屬線，構成電磁激勵裝置的電路，金屬面為獨立構件，與能量轉換腔體的金屬構件互不連接，電磁激勵裝置金屬線一端的延長線通過金屬面的過孔由能量轉換腔體內部引入外部，能量轉換腔體內填充有介質材料。本發明在電小結構非全封閉空間內實現電磁能量轉換器，電子煙基于電磁能量以微波的方式引入填充有煙材的電子煙管，微波能量通過與煙材分子共振，將電磁能量轉化為熱能，引燃煙材發煙。

技術領域

本發明涉及電磁波能量技術領域，尤其涉及一種電小結構非全封閉電磁能量轉換器以及具有該電磁能量轉換器結構的電子煙。

背景技術

傳統的電子煙是基于熱傳導原理。首先，電子煙將電能轉化為熱能，熱能通過傳導裝置傳遞到煙材，引起煙材發熱燃燒。這種熱傳導方式的電子煙，結構簡單、易于使用，但是，由于熱傳導效率有限，熱能分布不均勻，導致煙材燃燒不充分，造成浪費，使得電子煙的使用成本較高。

電磁能量轉換的一種有效方法是采用電磁能量的共振，其中轉換效率最高的結構為金屬波導型諧振腔，包括矩形波導諧振腔和圓柱形波導諧振腔等。以圓柱形波導諧振腔為例，TE111為主模模式，其諧振頻率為：

其中：a為圓柱形波導諧振腔底面半徑，l為圓柱形波導諧振腔的長度，如圖1所示。所以，當圓柱形波導諧振腔的半徑a為3.9毫米，長度l為21.3毫米時，內部填充介電常數為1.5的材料時，TE111模式的諧振頻率為19.27GHz，工作波長為12.7毫米。

當電磁能量以電磁波的方式傳遞，頻率小于19.27GHz時，即工作波長大于12.7毫米時，針對于上述柱形波導諧振腔的結構，TE111模式為截止模式，電磁能量不能進入腔體，電磁能量無法與腔體內的材料共振，發生電磁能量的轉換，這意味著，當腔體的結構尺寸小于電磁波的工作波長，即電小結構時，電磁波無法進入腔體以實現有效的電磁能量轉換。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明設計了電小結構非全封閉電磁能量轉換器以及具有該電磁能量轉換器結構的電子煙，實現在電小結構非全封閉空間內的電磁能量轉換器，電子煙基于電磁能量以微波的方式引入填充有煙材的電子煙管，微波能量通過與煙材分子共振，將電磁能量轉化為熱能，引燃煙材發煙。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

作為本發明的一方面，電小結構非全封閉電磁能量轉換器，包括能量轉換腔體和安裝在能量轉換腔體內的電磁激勵裝置，所述能量轉換腔體為非全封閉金屬結構，電磁激勵裝置由介質基材和金屬面構成，介質基材內繞有金屬線，構成電磁激勵裝置的電路，金屬面為獨立構件，與能量轉換腔體的金屬構件互不連接，電磁激勵裝置金屬線一端的延長線通過金屬面的過孔由能量轉換腔體內部引入外部，能量轉換腔體內填充有介質材料。

進一步地，所述能量轉換腔體為由金屬材質構成的圓柱形空腔，或橢圓形空腔或矩形空腔。

進一步地，所述圓柱形空腔的一底面為封閉的金屬面，另一底面為非封閉的金屬面，或兩底面均為非封閉的金屬面。

進一步地，所述柱狀介質基材位于金屬面上或位于金屬與非金屬材質構成的網狀金屬面上。

進一步地，所述柱狀介質基材為圓柱形結構或圓錐形結構，金屬線以螺旋結構內嵌在在圓柱形結構或圓錐形結構內。

進一步，金屬線一端的延長線通過金屬面的過孔由能量轉換腔體內部引入外部，為饋線內導體，饋線外導體與金屬面連接，饋線內導體與饋線外導體構成同軸線、或微帶線、或帶狀線、或共面波導。