本發(fā)明涉及一種加熱器元件，其可以實(shí)施在裝置中以便加熱諸如燒水廚具中的水、電子香煙中的電子煙油等流體。
背景技術(shù)：
：加熱流體需要向流體提供能量。這可以通過加熱器元件(例如，電阻加熱器元件)來實(shí)現(xiàn)。這種電阻加熱器元件通過電阻加熱(也稱為焦耳加熱和歐姆加熱)為流體提供能量。電阻加熱是其中電流被施加到導(dǎo)電元件(該導(dǎo)電元件釋放熱量作為響應(yīng))的過程。這種導(dǎo)電元件被稱為導(dǎo)體。釋放的熱量用于加熱流體。例如，從常規(guī)的用于沏茶的廚具中可以了解該過程。電阻加熱器元件的另一個(gè)例子可以在諸如電子香煙的輸送系統(tǒng)中找到。這些系統(tǒng)包括具有入口和形成為吸嘴的形狀的出口的吸入裝置。電子香煙還包括電池和從電池提供能量的加熱器。例如，加熱器纏繞在作為緩沖器的所謂的芯吸材料的周圍，其中利用位于入口中的流量檢測(cè)器將加熱器打開和關(guān)閉。緩沖器包括輸送的流體(諸如所謂的電子煙油)，通常是丙二醇、甘油、尼古丁和調(diào)味劑的混合物。加熱器蒸發(fā)和/或霧化電子煙油以使得能夠吸入液體。此外，使用常規(guī)的加熱器元件可能導(dǎo)致重金屬(例如在電子香煙中)的釋放。常規(guī)加熱器元件的問題是當(dāng)使用加熱器時(shí)，對(duì)加熱器溫度的控制不足。這經(jīng)常導(dǎo)致流體(諸如水和電子煙油)在相對(duì)較大的溫度變化下的蒸發(fā)和/或霧化。這甚至可能導(dǎo)致電子煙油中的組分不僅被加熱，而且反而被燒焦。這在吸入流體中提供了可能對(duì)人的健康造成問題的不期望的組分。此外，大多數(shù)常規(guī)的電子香煙具有緩沖器，其被實(shí)施為包括電子煙油的一種類型的織物。燒焦該緩沖材料也可能導(dǎo)致不希望的組分被使用電子香煙的人吸入。此外，已知加熱器元件對(duì)結(jié)垢或污垢(包括元件的鈣化)非常敏感。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種加熱器元件，其能夠更可控地加熱流體，從而減少和/或防止上述問題。該目的通過根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括：電阻加熱金屬的加熱器，其設(shè)置在配置用于加熱流體的流體路徑中、所述流體路徑處或所述流體路徑附近，其中所述加熱器包括設(shè)置有多孔陶瓷層的導(dǎo)體。加熱器元件包括可以被成形為優(yōu)選地所謂電阻加熱材料的板、線、箔、管、泡沫、桿或任何其它合適形狀的導(dǎo)體。電阻加熱元件通過電阻加熱為流體提供能量，也稱為焦耳加熱和歐姆加熱。這涉及將電流施加到響應(yīng)地放熱的導(dǎo)電元件的導(dǎo)體。釋放的熱量用于加熱流體。流體可以包括水(例如用于沏茶或咖啡)和電子煙油(例如用于電子香煙)。應(yīng)當(dāng)理解，加熱器元件也可以應(yīng)用于其它流體。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一中，導(dǎo)體具有在一側(cè)上設(shè)置有陶瓷層的板的形狀?？蛇x地，例如使用電化學(xué)加工(部分地)去除金屬層。這使得能夠控制金屬層的厚度，使得電阻和熱產(chǎn)生可以適應(yīng)于使用或?qū)⒁褂眉訜崞髟奶囟ㄏ到y(tǒng)或裝置的需要。導(dǎo)體可以是合適的材料，能夠用于電阻加熱的電阻加熱材料，包括鋁、feal、nic、fecral(kanthal)、鈦及其合金。特別是使用金屬鈦提供了很好的效果。根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)體提供有多孔陶瓷層。提供在導(dǎo)體上或與導(dǎo)體相鄰的陶瓷層可有效控制加熱器溫度。例如，這防止的輸送流體中的組分和/或系統(tǒng)的其它元件(諸如緩沖材料)燒焦。在該實(shí)施例中，這通過防止不期望的組分存在與吸入流體來改善吸入流體的質(zhì)量。此外，加熱器溫度的有效控制防止過熱以及加熱器元件達(dá)到比實(shí)際需要更高的溫度。這種更高的溫度增加了加熱器元件的結(jié)垢率和污垢率，包括加熱器元件的鈣化速率。因此，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)加熱器元件的有效(溫度)控制，減少了加熱器元件的維護(hù)工作和/或延長(zhǎng)了加熱器元件的使用壽命。作為另外的效果，陶瓷層為導(dǎo)體提供了結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，從而增加了加熱器元件整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。如果將熱元件應(yīng)用于諸如廚具、咖啡機(jī)和電子香煙的消費(fèi)品中，這尤其重要。這些產(chǎn)品通常經(jīng)受許多運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)和/或其他影響。例如，增加的穩(wěn)定性防止故障和/或防止加熱器與產(chǎn)品的其它部件的接觸。此外，為加熱器元件提供多孔陶瓷層具有另外的有益效果，即在蒸煮液體(例如沏茶)的情況下，陶瓷層中的孔作為煮沸過程的起點(diǎn)，從而使得與常規(guī)加熱器相比，在相似條件下產(chǎn)生更多和更小的氣泡。這改善了煮沸過程并且還顯著降低了煮沸過程的噪音水平。換句話說，令人驚訝的是，多孔陶瓷層對(duì)煮沸過程具有降低聲波的效果。此外，陶瓷層能夠在陶瓷層的孔中實(shí)現(xiàn)吸附和/或液體(如電子煙油)的吸附。使用陶瓷作為加熱器元件似乎是違反直覺的，因?yàn)橐阎沾墒菬峤^緣體，或者至少是不良的熱導(dǎo)體。然而，令人驚奇的是，陶瓷層確實(shí)對(duì)加熱過程具有積極的效果。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，陶瓷層能夠使導(dǎo)體溫度的尖峰平坦，從而防止了例如液體的燃燒。重要的是，陶瓷層的孔允許流體靠近電導(dǎo)體，即從熱的角度來看，孔可以說是降低了層的有效厚度。因此，孔減輕了通常的不良導(dǎo)熱陶瓷的傳熱的負(fù)面影響。此外，孔增加了陶瓷和輸送流體之間的接觸表面，從而進(jìn)一步增強(qiáng)從加熱器到流體的熱傳遞。因此，即便陶瓷材料本身是不良的熱導(dǎo)體，但多孔陶瓷層實(shí)現(xiàn)了流體的有效加熱以便蒸發(fā)和/或霧化。更具體地說，在根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件的具體實(shí)施例中，陶瓷層吸收/吸附待加熱的液體，并且至少部分地在陶瓷層中發(fā)生蒸發(fā)/霧化。根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減小了結(jié)垢或水垢。另一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，是由于氧化層帶來的耐腐蝕性和絕緣性，使得根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件有利地用于加熱氣體。例如，這使得加熱器元件對(duì)鐵有效。在根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，陶瓷層的厚度在5-300μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選為10-200μm，更優(yōu)選為15-150μm，最優(yōu)選為約100μm的厚度。通過提供具有足夠厚度的陶瓷層，提高了加熱器的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。此外，絕緣性增加，使得能夠控制熱傳遞和/或熱量產(chǎn)生。陶瓷層的厚度優(yōu)選適應(yīng)于所需的特性。生產(chǎn)過程中的這種靈活性提供了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一優(yōu)點(diǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，陶瓷層利用等離子體電解氧化設(shè)置在導(dǎo)體上或?qū)w處。優(yōu)選地，加熱器元件由鋁材料或其它合適的材料(諸如鈦)制成，在其上用等離子體電解氧化生長(zhǎng)諸如氧化鋁或氧化鈦的多孔金屬氧化物層。等離子體電解氧化使得通過將(部分)金屬氧化成金屬氧化物，從金屬生長(zhǎng)相對(duì)較厚的鋁、鈦或其它合適的金屬層(>130μm)。特別是鈦的使用提供了很好的效果。所得的層是多孔、柔性和彈性的金屬氧化物陶瓷。與標(biāo)準(zhǔn)陽極氧化(15-21v)相比，等離子體電解氧化(>350-550v)需要更高的電壓。在這種高電壓下，鋁或其他材料的表面出現(xiàn)微小的放電弧，并導(dǎo)致厚(金屬)氧化物層的生長(zhǎng)。結(jié)果表明，利用柔性和彈性的陶瓷層，可以在約13μm厚的鋁箔上獲得陶瓷層。使用等離子體電解氧化提供陶瓷層的有利效果之一是，由于在氧化期間從金屬的層生長(zhǎng)，陶瓷層與金屬的粘附性優(yōu)異。在目前優(yōu)選的實(shí)施方案中，加熱器元件的結(jié)構(gòu)包括鈦、鋁或任何其它閥金屬(諸如鎂、鋯、鋅、鈮、釩、鉿、鉭、鉬、鎢、銻、鉍)或一種或多種前述金屬的合金的細(xì)導(dǎo)線。通過等離子體電解氧化導(dǎo)線在另一側(cè)上被覆蓋。通過將鈦導(dǎo)線放置在電解質(zhì)中來進(jìn)行等離子體電解氧化。例如，電解質(zhì)包含15g/l(napo3)6和8g/l的na2sio3.5h2o。電解液通過冷卻保持在25℃的溫度。該導(dǎo)線用作陽極并放置在容納電解質(zhì)的容器中。圍繞導(dǎo)線放置不銹鋼陰極。導(dǎo)線和陰極之間的電流密度保持在約0.15a/cm2。電流以約1000hz的脈沖模式施加。導(dǎo)線和陰極之間的電流迅速增加到約500伏特。這在陽極導(dǎo)線上產(chǎn)生等離子體電解氧化工序，并產(chǎn)生陶瓷層。由于導(dǎo)線尺寸小(100微米)，其具有較高的61ohm/m的電阻。在使用中，通過向?qū)Ь€施加電流，該導(dǎo)線加熱。應(yīng)當(dāng)理解，工序參數(shù)可以取決于加熱器元件的結(jié)構(gòu)和/或加熱器元件的尺寸。在替代實(shí)施例中，例如使用等離子體電解氧化將金屬板(例如鋁，鈦或其它閥金屬)的至少一側(cè)上覆蓋陶瓷層。由于金屬板的電阻，當(dāng)施加電流時(shí)其溫度升高。此外，可以將結(jié)構(gòu)蝕刻成提供金屬條的金屬，其中該金屬條為具有相對(duì)較高電阻的金屬的金屬條。例如，可以使用電化學(xué)加工來進(jìn)行蝕刻。可替代的，加熱器元件的制造方法包括燒結(jié)或放電等離子體燒結(jié)、通過在富氧環(huán)境中加熱來氧化金屬的表面層、通過陽極氧化和等離子體噴涂來氧化金屬的表面層。此外，例如，可以通過電弧噴涂將鋁或其它材料的涂層沉積在加熱器元件的導(dǎo)體上，并且通過等離子體電解氧化將沉積的材料氧化成氧化物。在根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，加熱器包括作為導(dǎo)體的螺旋金屬線，其中該導(dǎo)線設(shè)置有陶瓷層。為加熱器提供螺旋金屬線，可以實(shí)現(xiàn)流體的有效霧化和/或蒸發(fā)。已經(jīng)表明，當(dāng)優(yōu)選地在電子香煙的流體路徑中設(shè)置螺旋金屬線時(shí)，這實(shí)現(xiàn)了電子煙油的有效加熱。導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的加熱器的替代配置包括直導(dǎo)線、單層或多層電磁導(dǎo)線、環(huán)形單層或多層、以及扁平線圈。箔或板結(jié)構(gòu)的加熱器的替代配置包括扁平的、圓形的、矩形形狀、螺旋纏繞和折疊的配置。管狀結(jié)構(gòu)的加熱器的進(jìn)一步的替代配置包括具有涂覆的多孔陶瓷層的金屬管，并且可選地設(shè)置有(靜態(tài)的)混合結(jié)構(gòu)或螺旋結(jié)構(gòu)、箔/板的管形狀和螺旋纏繞的箔/板。泡沫結(jié)構(gòu)的加熱器的又一替代配置包括海綿結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，螺旋金屬線的中心軸線或縱向方向相對(duì)于流體路徑中的主流體流動(dòng)方向基本上橫向地定位。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，螺旋金屬絲的中心軸線或縱向方向在流體路徑中基本上橫向于主流體流動(dòng)方向。在根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，螺旋加熱器具有基本上沿流體路徑的縱向方向設(shè)置的中心軸線。更優(yōu)選地，流體路徑被設(shè)計(jì)成使得待加熱的流體沿縱向方向穿過螺旋導(dǎo)線。如果相關(guān)地包括霧化和/或蒸發(fā)，這加強(qiáng)流體的加熱，從而改進(jìn)對(duì)這些工序的控制和/或減少執(zhí)行這些工序所需能量的量。這改善了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的壽命。在目前優(yōu)選的實(shí)施方案中，陶瓷層具有孔隙率。多孔陶瓷層能夠?yàn)閷?dǎo)體提供穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)。此外，熱量可以從導(dǎo)體傳輸?shù)絿@加熱器元件的流體。當(dāng)煮沸液體時(shí)，陶瓷層的孔隙夠成為蒸發(fā)的有效發(fā)起點(diǎn)。這提高了設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)加熱器元件的用于沸水的裝置(諸如廚具或水廚具)的性能。通過提供多孔陶瓷層，可以構(gòu)造陶瓷層，使得當(dāng)加熱器元件施加在電子香煙中時(shí)，輸送的流體通過陶瓷層或沿著陶瓷層傳輸，使得輸送的流體能夠從緩沖器傳輸?shù)綄?dǎo)體。這樣就不需要提供諸如緩沖布的單獨(dú)的緩沖器。優(yōu)選地，陶瓷層的孔隙率在10-80％的范圍內(nèi)，優(yōu)選為15-50％，更優(yōu)選為20-30％，最優(yōu)選孔隙率為約25％。已經(jīng)示出，特別是在20-30％的范圍內(nèi)的孔隙率提供了具體的陶瓷層和加熱器整體性能的優(yōu)化。此外，顯示了使用等離子體電解氧化提供陶瓷層是有益的，因?yàn)槠淠軌蚩刂扑a(chǎn)的層的孔隙率。在根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括配置用于當(dāng)加熱器接通時(shí)提供功率增加的功率增加電路。通過提供功率增加電路，當(dāng)接通加熱器時(shí)功率可以臨時(shí)增加。這種電路可以包括多個(gè)電容器和/或線圈，其數(shù)量是一個(gè)或多個(gè)。該電路增強(qiáng)了加熱器的效果和/或降低了電源的要求。本發(fā)明還涉及一種(電)絕緣導(dǎo)體，其包括設(shè)置有作為電絕緣層的陶瓷層的金屬導(dǎo)體。導(dǎo)體提供與關(guān)于加熱器元件所描述的效果和優(yōu)點(diǎn)相同的效果和優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地，金屬導(dǎo)體包括具有作為電絕緣體的氧化物涂層的鋁線。根據(jù)本發(fā)明的絕緣導(dǎo)體可用作絕緣導(dǎo)線。本發(fā)明還涉及包括如本文所述的加熱器元件的裝置。該裝置提供與關(guān)于加熱器元件所描述的效果和優(yōu)點(diǎn)相同的效果和優(yōu)點(diǎn)。這種裝置的實(shí)例包括電子香煙、用于煮沸液體的(燒水)廚具、咖啡機(jī)、刀和熨斗。例如，在電子香煙中，提供從入口到出口(優(yōu)選地被實(shí)施為吸嘴)的流體路徑，使得能夠在出口處吸入以便在環(huán)境空氣抽/吸。當(dāng)加熱器接通時(shí)，加熱器霧化和/或蒸發(fā)輸送的流體。例如，通過使用靠近入口的流量控制器可以實(shí)現(xiàn)加熱器的接通。通過能量源(例如(可再充電)電池)將能量提供給加熱器。輸送的流體可以涉及液體和/或固體的混合物，包括所謂的電子煙油，其可以包含丙二醇、甘油、尼古丁和調(diào)味劑的混合物。應(yīng)當(dāng)理解，也可以施加其它配料，和/或可從混合物中省略尼古丁。根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件提供加熱過程的有效溫度控制，防止組分燒焦和/或減少所用能量的量。在用于煮沸液體(諸如水)的廚具中，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件以實(shí)現(xiàn)煮沸的過程。加熱器元件可以實(shí)施為導(dǎo)線或具有陶瓷箔上的金屬條的陶瓷板，其優(yōu)選地經(jīng)受等離子體電解氧化。等離子體電解氧化產(chǎn)生陶瓷層，優(yōu)選地基本上遍布導(dǎo)線。該陶瓷層的厚度可以通過該工序的持續(xù)時(shí)間來控制。因?yàn)樘沾蓪邮请姷慕^緣體，它可以放入水中。當(dāng)電流通過諸如薄鈦層或?qū)Ь€的導(dǎo)體時(shí)，其加熱并將能量傳遞到液體。這樣使得可以燒水。這種加熱器元件的優(yōu)點(diǎn)在于它防止形成大的氣泡。因此，在煮沸過程中產(chǎn)生較少的噪音。還可以在加熱元件上防止或至少減小結(jié)垢?？Х葯C(jī)優(yōu)選地設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件。加熱器元件優(yōu)選地包括鈦管，盡管也可以應(yīng)用其它合適的材料和形狀。在目前優(yōu)選的實(shí)施方式中，在鈦管或任何其它閥金屬的內(nèi)側(cè)上，優(yōu)選通過等離子體電解氧化提供陶瓷層。當(dāng)電流施加到管時(shí)，由于管壁的厚度小，因此具有很高的電阻并被加熱。管內(nèi)的液體將被加熱，并且如果需要，將被加熱至沸騰狀態(tài)。在替代實(shí)施例中，陶瓷涂層設(shè)置在導(dǎo)體的外側(cè)，并且可以插入管、容器或其它元件中。通過施加電流，液體可以達(dá)到沸騰條件。應(yīng)注意，例如實(shí)現(xiàn)為導(dǎo)線或板的導(dǎo)體也可以用作加熱表面，例如在保溫爐、電熨斗等中。優(yōu)選地可以通過等離子體電解氧化，利用較薄的金屬芯，向刀具，特別是用于外科目的的刀具提供刀片，該刀片在外表面的至少一部分上包括有陶瓷層。當(dāng)向刀施加電流時(shí)，它會(huì)增加其溫度。當(dāng)將刀作為手術(shù)刀應(yīng)用時(shí)，血管被熱刀封閉。這降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明，熨斗可以設(shè)置有加熱器元件，優(yōu)選地該加熱器元件成形為板或類似的形狀。優(yōu)選地，該板在一側(cè)上設(shè)置有陶瓷涂層，之后例如使用電化學(xué)加工除去至少一部分金屬(優(yōu)選鈦或另一合適的金屬)。這使得能夠有效地控制熱量產(chǎn)生。本發(fā)明還涉及如本文所述的用于制造加熱器元件和/或裝置的方法，所述方法包括以下步驟：-提供電阻加熱金屬的導(dǎo)體；和-在等離子體電解氧化室中進(jìn)行等離子體電解氧化，并在導(dǎo)體上提供多孔陶瓷層。該方法提供與關(guān)于加熱器元件和/或裝置所述的效果和優(yōu)點(diǎn)相同的效果和優(yōu)點(diǎn)。該方法提供加熱流體的有效手段。加熱器包括具有使用等離子體電解氧化提供的陶瓷層的導(dǎo)體。優(yōu)選使用等離子體電解氧化，因?yàn)樗軌蚩刂铺沾蓪拥目紫堵屎?或厚度。優(yōu)選地，在使用中，加熱器達(dá)到的溫度在50-750℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選100-500℃，更優(yōu)選100-400℃，甚至更優(yōu)選100-200℃范圍內(nèi)的溫度，并且最優(yōu)選120-180℃。如所示出的，在這些溫度下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送的流體進(jìn)行良好的霧化和/或蒸發(fā)。在等離子體氧化工序的例子中，通過控制電壓、工序持續(xù)時(shí)間、電流密度、電解質(zhì)濃度和組分來控制陶瓷層的厚度。優(yōu)選地，加熱器的導(dǎo)體被提供為閥金屬，優(yōu)選為鈦。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)體被設(shè)置為螺旋金屬線，其中該線上設(shè)置有陶瓷層?？梢栽O(shè)置螺旋加熱器，其中心軸線通過基本上沿著流體路徑的縱向方向。優(yōu)選地，陶瓷層設(shè)置有孔隙率，使得流體通過陶瓷層傳輸?shù)綄?dǎo)體附近。在等離子體氧化工序的例子中，通過控制電壓和工序的持續(xù)時(shí)間來控制陶瓷層的孔隙率。優(yōu)選地，陶瓷層以10-80％范圍內(nèi)的孔隙率設(shè)置，優(yōu)選為15-50％，更優(yōu)選為20-30％，最優(yōu)選孔隙率為約25％?？蛇x地，在導(dǎo)體的一側(cè)上提供陶瓷層之后，優(yōu)選地使用電化學(xué)加工去除至少部分導(dǎo)體材料。這使得能夠控制金屬層的厚度，并且因此，能夠控制電阻和熱量的產(chǎn)生。附圖說明基于優(yōu)選實(shí)施例闡明本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)，其中參考附圖，其中：圖1a示出了設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件的電子香煙；圖1b-e示出了設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件的其它裝置；圖2a-v示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件的結(jié)構(gòu)；圖3a-b示出了制造圖2的加熱器元件的等離子體電解氧化室的設(shè)置。圖4示出了在圖3的室中制造加熱器元件的過程中作為時(shí)間的函數(shù)的電壓；和圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件。具體實(shí)施方式電子香煙2(圖1a)包括電池組件4和霧化器組件6。在所示實(shí)施例中，霧化器組件6是一次性的。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也可以應(yīng)用于具有其他配置的系統(tǒng)，并且所示實(shí)施例僅用于示例性目的。從圖示中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員從常規(guī)的電子香煙已知的包括組件之間的連接的細(xì)節(jié)，以減少繪圖的復(fù)雜性。電池組件4包括殼體8、具有空氣入口12的(led)指示器10、空氣流量傳感器14、電路16和電池18。來自入口12的空氣被提供有前往傳感器14的空氣路徑20。電路16包括電子電路板，其連接到系統(tǒng)2的相關(guān)組件。電池18可以是可再充電電池，其包括所需連接以便能夠充電。電池組件4具有空氣入口22和連接器24，以將電池組件連接到霧化器組件6。霧化器組件6包括具有空氣路徑28的殼體26，所述空氣路徑28被包含電子煙油(例如甘油，丙二醇，尼古丁的混合物)的緩沖器30包圍。緩沖材料可以包括芯吸材料(諸如二氧化硅，棉花等)或緩沖器30可以由其它緩沖裝置提供。在所示實(shí)施例中，加熱器元件32設(shè)置在空氣路徑28的周邊或圍繞空氣路徑28的周邊。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，加熱器元件32包括金屬鈦芯34的導(dǎo)線，其中陶瓷氧化鈦層36圍繞金屬鈦芯34。電子煙油被吸收和/或吸附在多孔陶瓷層中。通過使電流通過金屬鈦芯34來加熱導(dǎo)線32。導(dǎo)線32被加熱并且電子煙油被蒸發(fā)和/或霧化?；旌衔锉惶峁┲廖?0處的空氣路徑28的出口38。加熱器32通過改變多孔的陶瓷層36的特性(諸如厚度、孔隙尺寸和孔隙率)來實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的溫度控制并獲得適時(shí)地控制電子煙油的蒸發(fā)量的能力。當(dāng)在出口38處吸入時(shí)，實(shí)現(xiàn)在空氣路徑20、28中的負(fù)壓。空氣通過入口1、22被吸入。傳感器14檢測(cè)氣流，并且電路板16向指示器10發(fā)送指示信號(hào)。電池18向加熱器32提供電力，加熱器32加熱從緩沖器30供應(yīng)的電子煙油并使所述煙油蒸發(fā)和/或霧化，使得使用者可以吸入其中所期望的組分。在所示實(shí)施例中，加熱器28的縱軸基本上平行于空氣路徑28。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明，其它構(gòu)造也是可能的。用于煮水的廚具1002(圖1b)包括具有供電電纜1006的基座1004。容器1008可利用連接器1010連接到座1004。容器1008包括出口1012、利用鉸鏈1016與容器1004連接的蓋1014和把手1018。廚具1002還包括能夠加熱容器1008中的水的加熱器元件1020。加熱器元件1020的表面設(shè)置有具有孔的陶瓷層1022。在使用中，當(dāng)水沸騰時(shí)，孔1022用作氣泡的引發(fā)器。優(yōu)選地，在等離子體電解氧化中，加熱器元件1020的陶瓷層的空隙尺寸、分布和變化根據(jù)加熱器元件的使用的規(guī)格來確定。咖啡機(jī)2002(圖1c)包括設(shè)置有儲(chǔ)水容器2006的外殼2004、利用鉸鏈2010鉸接地連接到外殼2004的蓋子2008、具有豆蓋2014和磨粉機(jī)2016的豆類容器2012，以及咖啡制造單元2018。單元2018包括加熱器元件2020、控制器2022、混合器2024和壓力泵2026?？Х仍诔隹?028處提供。在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，加熱器元件2020包括在內(nèi)部設(shè)置有陶瓷層的管。與傳統(tǒng)咖啡機(jī)相比，這實(shí)現(xiàn)了可控的加熱過程，其具有減小的溫度變化。手術(shù)刀3002(圖1d)包括手柄3004和刀片3006。刀片3006在其表面的至少一部分上設(shè)置有金屬芯和多孔陶瓷層。刀片3006可以使用來自電池3008的能量進(jìn)行加熱，該電池3008通過連接器3010連接到刀片3006。通過提供可以加熱脈管(例如血管)的刀片3006，血管將被加熱刀片基本封閉。這樣可以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。熨斗4002(圖1e)包括成形為板的加熱器4004。加熱器4004包括部分去除的金屬層4006和陶瓷層4008。可選地，在使用中，加熱器4004例如與衣物直接接觸。將說明根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件的幾個(gè)實(shí)施例。這些實(shí)施例可以應(yīng)用于先前描述的裝置，也可應(yīng)用于其他裝置。加熱器42(圖2a)包括作為導(dǎo)體的電阻加熱材料44a和多孔陶瓷層44b。，加熱器46(圖2b)類似于如圖1所示的加熱器28那樣卷繞為螺線管48(圖2c)。在替代配置中，加熱器50被配置為例如環(huán)形線圈(圖2d)或扁平線圈51(圖2e)、或扁平螺旋52(圖2f)。在系統(tǒng)2所示的實(shí)施例中，緩沖器30圍繞空氣路徑28和加熱器32而設(shè)置(也參見圖2g)。在替代實(shí)施例中，煙油容器54設(shè)置在加熱器56的螺線管內(nèi)(圖2h)。另外的替代配置包括作為環(huán)形線圈結(jié)構(gòu)纏繞的加熱器58(圖2i)，其中液體在環(huán)形線圈結(jié)構(gòu)內(nèi)部以及氣流圍繞環(huán)形線圈結(jié)構(gòu)，以及替代配置包括作為扁平線圈的加熱器60(圖2j)。此外，加熱器62(圖2k)可以包括電阻加熱材料64的路徑層，作為涂覆的多孔陶瓷層66上的導(dǎo)體，或者替代的加熱器68可以包括導(dǎo)體層70，具有設(shè)置在其上的涂覆的多孔陶瓷元件或斑點(diǎn)72(圖2l)。可替代的，加熱器74包括導(dǎo)體層76和陶瓷層78(圖2m)和可選地附加的陶瓷斑點(diǎn)80(圖2n)。另一個(gè)實(shí)施例包括多孔陶瓷層82，以及以螺旋形構(gòu)造纏繞的導(dǎo)體84(圖2o)。其他實(shí)施例包括涂覆有陶瓷層88(圖2p和2q)具有靜態(tài)混合形式86a的導(dǎo)體管86。作為另一替代方案，導(dǎo)體90是具有陶瓷層92的管(圖2r)。管90a可以在內(nèi)側(cè)上填充液體并且在外側(cè)具有氣流(圖2s)或管90b在內(nèi)側(cè)上具有氣流并且在外側(cè)上具有液體緩沖器(圖2t)。可選地，陶瓷層設(shè)置在管90的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上。而且，管90可以包括多個(gè)具有電阻加熱材料和陶瓷材料的更小的管或?qū)Ь€94(圖2u)。另一替代配置(圖2v)包含電阻加熱金屬泡沫或涂有多孔陶瓷材料98的海綿96。所公開的加熱器32的實(shí)施例提供了可應(yīng)用于系統(tǒng)2的根據(jù)本發(fā)明的加熱器的實(shí)例。優(yōu)選地，使用等離子體電解氧化制造根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件。作為示例，僅為了說明性原因，下面將公開根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件的一些可能配置的一些制造方法。在加熱器元件的第一實(shí)施例中，執(zhí)行直接連接到陽極的鈦線的等離子體電解氧化。針對(duì)等離子體電解氧化，使用等離子體電解室102(圖3a)。工件104連接到陽極106。工件104夾緊/固定在連接到電源的接地/地線(陽極104)的兩個(gè)螺釘或夾具108之間。在所示實(shí)施例中，陰極110包括不銹鋼蜂窩電極112，其在使用中被放置在工件104上方接近的距離。電解液114在電極112和陽極106之間流動(dòng)，并且與所產(chǎn)生的氧氣和氫氣一起有效地向上流過蜂窩電極112。然后將電解液流出物116與氫氣和氧氣一起冷卻并可選擇地返回到室102。在所示實(shí)施例中，電解液114的溫度從進(jìn)入等離子體電解氧化室102的大約11℃增加到離開室102的25℃，然后使用熱交換器(未示出)冷卻。在所示的室102中，兩個(gè)電源(munkpsp系列)串聯(lián)連接：第一個(gè)為350伏和40安培，第二個(gè)為400伏特和7安培，得到了750伏特和7安培的最大值，以及作為結(jié)果的最大功率為5.25千瓦。電源可以直接連接到陽極106和陰極110，引起等離子體的直流(dc)操作。可選地添加的開關(guān)電路提供了利用dc脈沖操作等離子體的選項(xiàng)。脈沖的頻率可以在dc和1khz之間設(shè)置，并且可以選擇不同的波形(塊、正弦或三角形)。等離子體電解氧化優(yōu)選以頻率(開-關(guān))為約1000hz的脈沖電流模式進(jìn)行，優(yōu)選地電流設(shè)定為固定值，電壓因?yàn)槎嗫籽趸飳拥纳L(zhǎng)而適時(shí)地增加。1安培和7安培之間的電流可用于生產(chǎn)陶瓷層。為了制造根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件，在室102中，鈦線202(圖3b)作為工件104放置在連接到不銹鋼陽極的鈦板204的頂部上?？蛇x地，陽極直接連接到鈦線202。電解液包含8g/lnasio3*5h2o和15g/l(napo3)6。鈦線采用直徑為0.5mm、長(zhǎng)度為60cm的1級(jí)的鈦制作。該鈦線被卷起并連接到陽極。在陽極和陰極之間施加高于500伏的電勢(shì)，引發(fā)鈦線表面上的微弧放電。在該鈦線表面上，通過從電解液中加入硅酸鹽和磷酸鹽，將金屬鈦氧化成氧化鈦。將金屬層轉(zhuǎn)變?yōu)楹醒趸?、磷酸鹽和硅酸鹽的多孔陶瓷層。這獲得根據(jù)本發(fā)明的加熱器元件302。進(jìn)行了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：1)0.5安培15分鐘，2)1安培15分鐘，3)2安培15分鐘。在等離子體電解氧化之前和之后測(cè)量該線的質(zhì)量和直徑。將該線置于水中5分鐘，并測(cè)量質(zhì)量作為吸附在該線上的水量的指示?？梢栽趫D4中看到作為三種不同電流設(shè)置的時(shí)間的函數(shù)的電壓，氧化前后的一些其他材料信息如表1所示。表1：材料信息陶瓷導(dǎo)線在不同的工藝條件下制造，包括相對(duì)于1小時(shí)處理時(shí)間的5安培(線1)和1安培(線2)。結(jié)果示于表2。表2：兩種陶瓷鈦線的陶瓷層厚度、孔隙率、吸附性能時(shí)間+電流陶瓷厚度孔隙率吸附性能電阻線11hr@5a55μm45％21μl1.4ω線21hr@1a30μm50％13μl1.3ω線1：等離子體電解氧化(peo)前l(fā)＝0.5m，d＝0.500mm，r＝1.2ω，rcalculated＝2.44ω/m，吸附性能(水)＝4μl線1：peo后(5a，60分鐘)l＝0.5m，d＝0.610mm，r＝1.3-1.4ω，吸附性能(水)＝21μl，孔隙率＝44％線2：peo之前：l＝0.5m，d＝0.500mm，v＝9.8e-8m3，m＝4.2992e-4kg，ρ＝4379kg/m3線2：peo后(1a，60分鐘)l＝0.5m，d＝0.5610mm，v＝1.236e-8m3，m＝4.512e-4kg，ρ＝3650kg/m3，moxidelayer＝2.13e-5kg，voxidelayer＝2.56e-8m3，mestimatewithoutporosity＝4.452e-5kg，孔隙率＝50％，計(jì)算吸附＝12.8μl應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于替代的線，其他條件將適用。例如，對(duì)于直徑為0.1mm，rcalculated＝61ω/m的線。長(zhǎng)度為6.5厘米的該線將產(chǎn)生4歐姆的電阻。氧化物厚度為100μm時(shí)，吸附1.3μl的量。150微米的為3.1微升和200微米的為5.4微升。實(shí)驗(yàn)示出了根據(jù)本發(fā)明的用于系統(tǒng)的加熱器元件的制造可能性。已經(jīng)進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以產(chǎn)生用于加熱器的其它構(gòu)造。在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，使用金屬箔(優(yōu)選為鋁箔)作為其上設(shè)置多孔金屬(鋁)氧化物層的起始材料，優(yōu)選地，在前面描述的等離子體電解室中。表3示出了在5安培恒定電流下等離子體電解氧化9分鐘的測(cè)量值。將13μm厚的鋁箔氧化，得到厚度為13μm的氧化鋁。表3：相對(duì)于恒定電流5a的電壓、電流、進(jìn)入等離子體電解氧化室的電解液的溫度(tin)中和離開等離子體電解氧化室的電解液的溫度(teff)。表4顯示了該方法的重復(fù)性。表4：相對(duì)于恒定電流5a的電壓、電流、進(jìn)入等離子體電解氧化室的電解液的溫度(tin)和離開等離子體電解氧化室的電解液的溫度(teff)。表5示出了在2a恒定電流下用于鋁箔的等離子體電解氧化的電壓和電流。結(jié)果是13μm厚的氧化鋁層。表5：恒定電流為2a的等離子體電解氧化的電壓和電流。表6示出了5安培1khz的脈沖恒定電流下的鋁箔的等離子體電解氧化的電壓和電流。表6：1khz脈沖恒定電流的電壓和電流在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，使用等離子體電解氧化在鈦箔上設(shè)置>70μm的多孔、柔性和彈性的陶瓷層。等離子體電解氧化生長(zhǎng)已知為陶瓷(tio2)的氧化鈦層。電解液與8g/lna2sio3*5h2o(偏硅酸鈉五水合物)和15g/l(napo3)6(六偏磷酸鈉)一起使用。電解液被泵入反應(yīng)室以用作電解質(zhì)和冷卻劑。鈦箔從厚度為124μm的等級(jí)為2的鈦使用。在制造過程中，電壓隨時(shí)間而增加。這種增加意味著電阻增加，并且可以通過氧化鈦(tiox)層的生長(zhǎng)來解釋。較厚的tiox層如同金屬和電解液之間的絕緣層那樣起作用。所得到的電壓隨時(shí)間的進(jìn)展可在表7中看到。表7：用于通過等離子體電解氧化在鈦箔上制造陶瓷層，根據(jù)時(shí)間的電壓和電流所得到的箔結(jié)構(gòu)可被進(jìn)一步處理，進(jìn)行電化學(xué)加工工序。例如，可以使用等級(jí)為2的鈦的溶解來形成完全正方形狀的通道。使用電化學(xué)加工(ecm)，等級(jí)為2的鈦以完全被控制的方式局部溶解，直到達(dá)到陶瓷層。完成的結(jié)果必須是具有正方形邊界的良好定義的通道，并且在陶瓷層頂部沒有殘留物。利用陰極，以放置在鈦板(所述鈦板用作陽極)頂部上的產(chǎn)品的相反形狀使用ecm工藝。在陰極和陽極之間設(shè)置電勢(shì)，使陽極溶解。電解液濃度為5mnano3。電流密度可以從20-150a/cm2變化。電流密度>60a/cm2的情況下，實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。電流以脈沖模式工作，其中電流開和關(guān)的時(shí)間可以改變。開關(guān)比為16–80的情況下達(dá)到最佳結(jié)果，并且脈沖“開”的時(shí)間為從0.05直到10ms，脈沖“關(guān)”從1ms到160ms。該附加處理步驟也可以應(yīng)用于加熱器的其它配置。上述實(shí)驗(yàn)示出了制造加熱器元件的不同構(gòu)造的可能性，并且例如在電子香煙、壺、咖啡機(jī)和刀具中實(shí)現(xiàn)這種構(gòu)造。本發(fā)明決不限于上述優(yōu)選實(shí)施方式。所尋求的權(quán)利由所附權(quán)利要求限定，其中可以設(shè)想許多修改的范圍。當(dāng)前第1頁12