CN107536111A - 一种低温型香烟吸食设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温型香烟吸食设备，包括夹持香烟的夹持器、对夹持器内夹持的香烟进行烘烤的加热装置、为加热装置供电的电源；所述的夹持器为一种内壁与香烟烟杆外壁匹配的管状容器；所述的加热装置为设置在管状容器上的电热器，所述的电热器产生的热量均布于所述的管状管状容器内的香烟中；还包括控制所述的电热器加热温度的控制装置，所述的控制装置包括设置于管状容器上的温度传感器和设置在电路板上的处理器，所述的处理器与温度传感器的输出端相连。本发明中通过控制电热器加热温度实现低温吸食香烟，避免由于燃烧高温导致有害物质被吸入，同时保持香烟吸食完毕后形状不变，不会由于烟灰洒出造成抽烟场所清洗不便。
Description
技术领域
本发明涉及香烟吸食设备，特别涉及一种采用发热器对香烟进行烘烤的低温香烟吸食设备。
背景技术
烟斗是广大香烟吸食者即烟民熟悉的香烟吸食设备，很多烟民喜欢将香烟插入到烟斗内吸食，采用点燃香烟，在香烟燃烧过程中吸食，但这样的香烟吸食设备具有如下不足：
燃烧时温度很高，不但将香烟中有益的物质吸食，也会将一些有害的物质随香烟吸食，因此，有吸烟有害健康的说法。
香烟燃烧后，烟灰将会洒到很多地方，造成抽烟场所清洗不便。
发明内容
本发明针对烟斗等传统的香烟吸食设备采用燃烧香烟吸食的方法所带来的不足，提供一种利用发热装置对香烟进行烘烤吸食的低温型香烟吸食设备。
本发明为实现其目的所采用的技术方案是：一种低温型香烟吸食设备，包括夹持香烟的夹持器、对夹持器内夹持的香烟进行烘烤的加热装置、为加热装置供电的电源；所述的夹持器为一种内壁与香烟烟杆外壁匹配的管状容器；所述的加热装置为设置在管状容器上的电热器，所述的电热器产生的热量均布于所述的管状管状容器内的香烟中；还包括控制所述的电热器加热温度的控制装置，所述的控制装置包括设置于管状容器上的温度传感器和设置在电路板上的处理器，所述的处理器与温度传感器的输出端相连。
本发明中通过控制电热器加热温度实现低温吸食香烟，避免由于燃烧高温导致有害物质被吸入，同时保持香烟吸食完毕后形状不变，不会由于烟灰洒出造成抽烟场所清洗不便。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：所述的管状容器为超薄陶瓷管。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：所述的电热器为涂装在所述的超薄陶瓷管壁上的至少一段钨浆层，在每段钨浆层首尾端各引出电极分别与电源的正负极相连。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：所述的钨浆层涂敷在所述的超薄陶瓷管外壁。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：所述的温度传感器为采用耐高温胶固定在超薄陶瓷管外壁每段钨浆层上的NTC温度传感器。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：在所述的耐高温胶外包裹一层单向耐高温反射膜，所述的反射膜将每段钨浆层产生的热量向所述的超薄陶瓷管内反射。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：在所述的单向反射膜外包裹一层隔热气凝胶。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：在所述的超薄陶瓷管的端部还设置有蜂窝式进气预热装置，所述的蜂窝式进气预热装置在控制装置控制下与电源电连接。
进一步的，上述的低温型香烟吸食设备中：所述的电路板上还设置有实现低电保护，过流保护，短路保护，过充保护功能的电池管理装置。
下面结合具体实施例对本发明作较为详细的描述。
附图说明
图1是本发明实施例1外形图。
图2是本发明实施例1内部结构图。
图3是本发明实施例1加热器结构图。
图4是图A-A视图。
图5是本发明实施例1控制电路原理图。
具体实施方式
实施例1，本实施例是一种低温型香烟吸食设备，香烟可以直接夹入到设备中，由设备对香烟进行加热烘烤。如图1所示是这种香烟吸食设备的外形，它是一种圆柱形的电子烟，其外径较普通香烟大，香烟从一端插入，香烟的过滤嘴1从电子烟中露出，该设备设计采用了市面流通的直径8mm，长84mm标准香烟，进行设计，吸食时，使用香烟自带的过滤嘴，大大提高了设备的通用性和便利性。在设备(电子烟)外壳6上设置一个双向按钮7，利用双向按钮7实现对电子烟的操作。
如图2所示，本实施例中采用一个超薄陶瓷管2作为夹持香烟的夹持器，它是一种管状容器，香烟可以插入该容器中，香烟的过滤嘴露出，在超薄陶瓷管2内对香烟加热烘烤，可以直接从过滤嘴处吸食，利用了原来的过滤装置，解决设备耗材，香烟的通用性，吸食口感以及出烟的稳定性和设备的便携易用。香烟插入超薄陶瓷管2时，按下吸嘴下的双向按钮7，香烟可毫无阻力的插入，仅为超薄陶瓷管2的陶瓷壁和香烟接触摩擦的阻尼感，吸食后，按下双向按钮7，香烟可完整拿出，双向按钮7未按下时，烟嘴无松动，摇晃现象。
本实施例中，设备采用了最新超薄陶瓷管.2作为香烟容器，在陶瓷管外壁，涂装金属钨浆层3，作为发热装置，为了使发热装置发热均匀，超薄陶瓷管2壁上可以缠绕一些电阻丝等，也可以涂敷一层薄薄的金属层，或者镀一层金属层，由于该金属层比较薄，整个的电阻也不小，在加入电压时将会发热，本实施例中涂装金属钨浆层3正是利用钨的特点，发热效率高。在实际中，可以根据情况选择发热层，比如其它金属层像本实施例一样的钨浆层或者镀上一层其它金属。利用安装在电子烟末端的电池供电发热。本实施例中采用一种涂敷于超薄陶瓷管2外侧的钨浆层3，本实施例采用三段这样的钨浆层3，分别标号，上钨浆层3-1、中钨浆层3-2、下钨浆层3-3。如图3所示，钨浆层3，分上-中-下-三段，涂装金属钨浆，每段钨浆层3的两端分别引出一根导线作为电极3-6，在两个电极中加入到电压，则钨浆层3则可以发热。本实施例中，将发热源，分为三段，可分别进行控制加热和控制输出发热量，三段发热源共用负极，即三段负载其中一极共同连接，共用地端，此发热源为整体电路的负载，此负载不区分正负极，此处描述负极，为方便理解电路工作原理。三段发热源相互独立，中间使用2MM-45硬度耐热硅胶3-4和3-5进行发热区域隔离，本实施例中，涂敷到起薄陶瓷管2外表面的钨浆层3采用绝缘区域隔离成三段，绝缘区域是采用涂敷2MM-45硬度耐热硅胶3-4和3-5，使发热器钨浆层3分成三段，分别加电发热，在实践中，根据需要可以使更多的段如四段、五段或者两段等，利用分段加热的加热器使产品分段烘烤，提升吸食口感，模拟香烟正常燃烧吸食的时间，避免出现吸食气流过热，过度烘烤，产生酸味的问题。
本实施例中，温控采用分区外挂式高精度温度传感器11，传感器11最大温差5℃，共使用3颗温度传感器，传感器装配时候，共用负极，正极独立链接至电路板5的NTC采样端口，产品控制输出温度为220-240摄氏度。本实施例中，在超薄陶瓷管2外壁，使用耐高温胶8固定3颗NTC温度传感器11，到独立的三段热源上钨浆层3-1、中钨浆层3-2、下钨浆层3-3上，如图4所示，分别检测上钨浆层3-1、中钨浆层3-2、下钨浆层3-3的温度，并将检测结果传送到电路板5的NTC采样端口，也就进入到MCU的检测信号输入端，拓扑结果图如图5所示。
本实施例中，高温胶8层外包裹0.2厚度的单向耐高温反射膜9，如图4所示，使温度单向，向内反射，避免温度丢失和向外传导，同时具有保温功能，降低电池放电功率，实现省电目的。在单向反射膜9外包裹0.4MM隔热气凝胶10作为保温层，它同时也是隔离钨浆层3的热量，不让钨浆层3向外传播，用以降低设备外壳6上的温度，方便吸食者手握。
本实施例中，电路板5上使用的控制电路采用ARM-M0内核MCU，MCU控制电源输出端，具备PWM功能，频率为400Khz，共3路输出口如图5所示，共用负极；MCU连接NTC温度传感器11的端口，配备有ADC功能，通过ADC实时采样NTC，用来反馈输出的实际温度，并采用PID软件算法，同步调整输出功率，从而实现闭环控制，以实现分区温控和分区多段加温模式。根据NTC温度传感器11检测到的实际温度，产生适合的占空比的PWM信号控制加入到钨浆层3上的功率，使温度在设定的范围内如220-240摄氏度。
本实施例中，采用如图5所示的控制电路原理，通过不同占空比的PWM信号控制开关管Q的通断时间，以控制各段钨浆层3的发热量，进而将需要吸食的这段香烟温度在设定的范围内如220-240摄氏度。在PWM信号100%占空比时，钨浆层3功率最大，当PWM信号的占空比为零时，断开钨浆层3与电源VCC的连接。
本实施例中，低温型香烟吸食设备采用锂离子电池，具有较高的能量密度，在较小体积下，实现更多的能量携带。电路板带有锂电管理系统对电池进行全面管理，具有micro-5Pin-USB，具有低电保护装置、过流保护装置、短路保护装置和过充保护装置，可实现5V500ma充电功能，实现低电保护，过流保护，短路保护，过充保护等功能。在MCU内建比较器，ADC，PWM功能模块。在外壳上设置面板，面板采用贴片式三色LED，用以指示充电，缺电，短路，输出加热，抽烟完毕等功能。
本实施例中，超薄陶瓷管2下面还设置有蜂窝式进气预热装置4，蜂窝式进气预热装置4在控制装置控制下与电源电连接。
本实施例中，电路板5设置在电池杆中，在电路板上具有控制电路，控制电路采用ARM-M0内核MCU。控制电路的控制方式如下：
香烟插入到超薄陶瓷管内后， 按下双向按钮7，电路板上的控制电路唤醒。开始吸烟。
控制蜂窝式进气预热装置4接上电池快速加热，同时控制最下一层的下钨浆层3-3，PWM3信号为100%占空比，直到NTC传感器3反馈的温度达到240度摄氏时，截断蜂窝式进气预热装置4的电源，降低PWM3信号的占空比或者截断下钨浆层3-3的电源，直到NTC传感器3反馈的温度降到220度摄氏时，增加PWM3信号的占空比，实现实时温度控制。在100秒以后，截断下钨浆层3-3的电源，对中钨浆层3-2进行上面的控制，时间也是100秒，然后再对上钨浆层3-1进行上面的控制，时间也是100秒。这样，吸食一支香烟的时间与香烟正常燃烧吸食时间300秒是一致的，当然，根据需要上面的时间也可以也可以是60秒，这样，吸食一支香烟的时间就是180秒了。
Claims (9)
1.一种低温型香烟吸食设备，包括夹持香烟的夹持器、对夹持器内夹持的香烟进行烘烤的加热装置、为加热装置供电的电源；其特征在于：
所述的夹持器为一种内壁与香烟烟杆外壁匹配的管状容器；
所述的加热装置为设置在管状容器上的电热器，所述的电热器产生的热量均布于所述的管状容器内的香烟中；
还包括控制所述的电热器加热温度的控制装置，所述的控制装置包括设置于管状容器上的温度传感器和设置在电路板上的处理器，所述的处理器与温度传感器的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：所述的管状容器为超薄陶瓷管。
3.根据权利要求2所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：所述的电热器为涂装在所述的超薄陶瓷管壁上的至少一段钨浆层，在每段钨浆层首尾端各引出电极分别与电源的正负极相连。
4.根据权利要求3所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：所述的钨浆层涂敷在所述的超薄陶瓷管外壁。
5.根据权利要求4所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：所述的温度传感器为采用耐高温胶固定在超薄陶瓷管外壁每段钨浆层上的NTC温度传感器。
6.根据权利要求5所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：在所述的耐高温胶外包裹一层单向耐高温反射膜，所述的反射膜将每段钨浆层产生的热量向所述的超薄陶瓷管内反射。
7.根据权利要求6所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：在所述的单向反射膜外包裹一层隔热层。
8.根据权利要求2至7中任一所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：在所述的超薄陶瓷管的端部还设置有蜂窝式进气预热装置，所述的蜂窝式进气预热装置在控制装置控制下与电源电连接。
9.根据权利要求8所述的低温型香烟吸食设备，其特征在于：所述的电路板上还设置有实现低电保护，过流保护，短路保护，过充保护功能的电池管理装置。
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