CN108741235B - 一种加热不燃烧香烟的烘烤装置及协同烘烤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热不燃烧香烟的烘烤装置及协同烘烤方法。烘烤装置包括加热组件（3）及外壳（2），加热组件（3）与外壳（2）之间形成第一加热腔（A）；加热组件（3）包括加热元件（32）、加热组件外壳（31）、加热组件端盖（37），加热元件（32）和加热组件外壳（31）之间形成第二加热腔（B）；加热元件（32）圆筒内腔为第三加热腔（C）；第一加热腔（A）、第二加热腔（B）、第三加热腔（C）之间的气流相互连通，且相邻两个加热腔进气口的位置交错设置。本发明为加热不燃烧香烟提供对圆柱外表面包括对流传热和热辐射的协同式加热方式，使新型加热不燃烧香烟达到或接近传统香烟口感的同时又降低危害。

Description

一种加热不燃烧香烟的烘烤装置及协同烘烤方法

技术领域

本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，尤其涉及用于加热不燃烧香烟的加热方法及加热器，具体为一种加热不燃烧香烟的烘烤装置及协同烘烤方法。

背景技术

近年来对新型烟草制品进行加热而不燃烧的处理方式受到包括中国在内的世界各大烟草公司的高度重视。但目前市场中采用加热方式、加热方法主要以热传导和热辐射为主，但热传导在烟草制品中的传导率低，但是，加热装置及其外壳却具有良好的传导性能，使得大部分热量外泄，并导致加热装置外表温度高，在加热一段时间后导致手持困难。因此，目前现有的加热方法和加热装置一直未能达到使加热不燃烧香烟获得充分而均匀加热的同时，并保持加热装置的外表温度较低的效果。例如公开号为CN103169157A的中国专利公布了一种加热不燃烧的香烟装置，加热机构为片状，只能对片状烟草制品的某一面进行传导式加热，加热不均匀；授权公告号为CN102595943B的中国专利，公开了具有改进的加热器的电加热的发烟系统，其采用了片状加热器，通过片状电绝缘衬底上布置有一个或多个导电轨迹形成片状加热器，片状加热器刺入加热不燃烧香烟进行加热，加热方式同样为传导和热辐射加热，存在局部温度高，加热不均匀，加热效率低的现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，克服现有加热技术和加热方法对加热不燃烧香烟的不均匀加热，热传导效率底的问题，提供一种加热不燃烧香烟的烘烤装置及协同烘烤方法，为加热不燃烧香烟提供一个对流传热与热辐射并存的高效环绕式协同加热环境，使香烟加热充分、均匀，进而达到或接近传统香烟口感的同时又降低危害。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种加热不燃烧香烟的烘烤装置，包括加热组件及套在加热组件外侧且一端开口的外壳，加热组件与外壳之间具有间隙，形成第一加热腔；加热组件包括一端开口的圆筒状加热元件、一端开口的加热组件外壳、带有圆形通孔的加热组件端盖，加热组件外壳设置在加热元件外部，加热组件外壳开口端连接加热组件端盖，加热元件和加热组件外壳之间具有间隙，形成第二加热腔；加热元件圆筒内腔为第三加热腔；外壳的开口、加热组件端盖的圆形通孔以及加热元件的开口位置相对形成香烟插入通道；第一加热腔、第二加热腔、第三加热腔之间的气流相互连通，且相邻两个加热腔进气口的位置交错设置。

进一步的，所述外壳的内壁设有换热片，增大外壳与第一加热腔中气流的热交换面积，加速对气流的加热。

进一步的，所述加热组件外壳的外壁和/或内壁设有换热片，增大加热组件外壳与第一加热腔或第二加热腔中气流的热交换面积，加速对气流的加热。

进一步的，所述换热片在与外壳轴线垂直的横截面上的投影形状为矩形、正方形、梯形或“T”形中的任意一种。

进一步的，所述换热片在外壳内壁和加热组件外壳内壁或外壁的布设可自由组合，存在多种组合方式。例如：外壳内壁设有矩形换热片，加热组件外壳外壁设有“T”形换热片；又如外壳内壁不设置换热片，即光壁，加热组件外壳的外壁设有“T”形换热片，同时加热组件的外壳内壁设有矩形换热片。

进一步的，加热元件沿轴向的剖面为“H”或“U”形。

进一步的，外壳的开口端开设第一气流通道，外部常温气流经第一气流通道进入第一加热腔；所述加热组件外壳的盲端开设第二气流通道，第一加热腔中的气流经过第二气流通道进入第二加热腔；所述加热元件的开口端开设第三气流通道，第二加热腔中的气流经第三气流通道进入第三加热腔。

进一步的，所述第三气流通道为设置在加热元件开口外侧与加热组件端盖内侧之间的间隙。

进一步的，外壳的盲端开设第一气流通道，外部常温气流经第一气流通道进入第一加热腔；所述加热组件外壳的开口端开设第二气流通道，第一加热腔中的气流经过第二气流通道进入第二加热腔；所述加热元件的盲端开设第三气流通道，第二加热腔中的气流经第三气流通道进入第三加热腔。

进一步的，所述第三气流通道为设置在加热元件盲端底部的气流孔；加热元件开口外侧与加热组件端盖内侧之间设置环形耐高温密封圈。

一种加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，所述加热不燃烧香烟包括烟草段和过滤段；其使用所述的烘烤装置对所述香烟进行加热，将所述香烟的烟草段经过所述香烟插入通道插入到所述第三加热腔中，进行环绕式协同加热，烟草段与第三加热腔的侧壁和底端均存有间隙；所述环绕式协同加热包括热辐射和对流加热：启动加热元件对烟草段进行热辐射；同时对过滤段抽吸，外界气流经第一加热腔和第二加热腔预热进入到第三加热腔中，气流环绕烟草段流动，并由烟草段的底部和侧面渗透流入到烟草段，对烟草段进行对流加热。

进一步的，香烟与加热组件端盖中间的圆形通孔为过盈配合，加热组件端盖的通孔与香烟紧密接触；香烟与外壳的开口之间为紧密接触。

进一步的，具体包括以下步骤：

s1：气流经第一气流通道进入第一加热腔，流入第一加热腔的气流环绕加热组件的外表面下行流动，并完成预加热；

s2：第一加热腔中的预热气流经过第二气流通道进入第二加热腔，气流环绕加热元件的外表面上行流动，并完成进一步加热；

s3：经第二加热腔进一步加热后的气流经第三气流通道流入第三加热腔，气流在烟草段和第三加热腔的侧壁和底部之间的间隙中下行流动，并完成对气流的最终加热；

s4：烟草段对流加热：流入加热腔C中的气流与烟草段之间形成环绕并且下行流动，由烟草段的底部流入和侧面渗透的方式流入烟草段，对烟草段完成对流加热。

s5：加热元件热辐射：加热元件对置于其内腔中的烟草段进行环绕式热辐射烘烤；

s6：烟草段在对流传热和热辐射协同加热后释放或挥发出烟草致香物质，气流裹挟烟草致香物质流入过滤段进行过滤和冷却，最终进入吸食者口腔；

其中：s5步骤是与s1~s4并行的步骤。

本发明的有益效果：

本发明为新型加热不燃烧香烟提供高效环绕式协同加热，环绕式协同加热包括对流传热和热辐射两种传热方式，为加热不燃烧香烟提供充分、均匀的环绕式协同加热方法和加热装置，可实现对新型加热不燃烧香烟的协同加热，使新型加热不燃烧香烟达到或接近传统香烟口感的同时又降低危害；同时，更重要的一点是气流的不断流动可降低加热装置的外表温度，避免采用隔热材料进行隔热处理。

需要说明的是，本文中出现的“香烟”、“烟草制品”、或“加热不燃烧香烟”术语均为同一物体，即：新型加热不燃烧香烟。

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是实施例1烘烤装置及气流流道示意图；

图2 是烘烤装置在加热不燃烧香烟尚未插入第三加热腔时的示意图；

图3是实施例2烘烤装置及气流通道示意图；

图4是实施例5烘烤装置及气流通道示意图；

图5是实施例3加热组件外壳的外壁均匀设置矩形换热片的截面示意图；

图6是加热组件外壳的外壁均匀设置“T”形换热片的截面示意图；

图7是加热组件外壳的内壁和外壁同时均匀设置矩形换热片的截面示意图；

图8是加热组件外壳的内壁和外壁同时均匀设置矩形和“T”换热片的截面示意图；

图9是实施例4中外壳的内壁设置有矩形换热片的截面示意图；

图10是外壳2的内壁设置有“T”形换热片的截面示意图；

图11是本发明环绕式协同加热方法流程示意图。

图中：1—香烟；11—过滤段；12—烟草段；2—外壳；22—第一气流通道；3—加热组件；31—加热组件外壳；32—加热元件；33—第二气流通道；34—加热元件开口外侧与加热组件端盖内侧之间的间隙；35—环形耐高温密封圈；36—气流孔；37—加热组件端盖；A—第一加热腔；B—第二加热腔；C—第三加热腔。

具体实施方式

实施例1

如图1、2所示，一种加热不燃烧香烟的烘烤装置，包括加热组件3及套在加热组件3外侧且一端开口的外壳2，加热组件3与外壳2之间具有间隙，形成第一加热腔A；加热组件3包括一端开口的圆筒状加热元件32、一端开口的加热组件外壳31、带有圆形通孔的加热组件端盖37，加热组件外壳31设置在加热元件32外部，加热组件外壳31开口端连接加热组件端盖37，加热元件32和加热组件外壳31之间具有间隙，形成第二加热腔B；加热元件32圆筒内腔为第三加热腔C；外壳2的开口、加热组件端盖37的圆形通孔以及加热元件32的开口位置相对形成香烟插入通道；第一加热腔A、第二加热腔B、第三加热腔C之间的气流相互连通，且相邻两个加热腔进气口的位置交错设置。

加热元件32沿轴向的剖面为“H”或“U”形，图1为H形。

外壳2的开口端（顶端）开设第一气流通道22（通气孔），外部常温气流经第一气流通道22进入第一加热腔A；所述加热组件外壳31的盲端（底端）开设第二气流通道33（通气孔），第一加热腔A中的气流经过第二气流通道33进入第二加热腔B；所述加热元件32的开口端开设第三气流通道，第二加热腔B中的气流经第三气流通道34进入第三加热腔C。

本实施例中：第三气流通道为设置在加热元件32开口外侧与加热组件端盖37内侧之间的间隙34。

实施例2

如图3所示，本实施例在实施例1的基础上对外壳2的外形稍加改动，端口带有锥度，在靠近锥台一端的侧面开设开设至少一个第一气流通道22，加热组件3的第二气流通道33开设这加热组件3的底端，至少开设有一个气流通道；其他与实施例1相同。本实施例的目的旨在说明，在本发明的基础上，加热装置的外形、气流通道开设位置等，存在许多改进、变化、替换和等效的方案，所有这些改进、变化、替换和等效的方案都包括于此。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上对加热组件3的外壳31增加换热片设计，换热片在垂直于加热组件外壳31轴线的截面上的投影形状为矩形、正方、梯形或“T”形中的任意一种，换热片均匀设置在加热组件外壳31的内壁或外壁，也可在加热组件外壳31的内壁和外壁同时均匀布设换热片，增大热交换面积，提高对气流的加热效率。

如图5所示，在加热组件外壳31的外壁均匀设置有矩形换热片；又如图6所示，在加热组件外壳31的外壁均匀布置有“T”形换热片；图7和图8则示意了在加热组件外壳31的内壁和外壁同时布置换热片的技术方案，且加热组件外壳31的内壁和外壁的换热片形状可设计为相同或不相同。

实施例4

本实施例在实施例1和3的基础上对外壳2的设计增加了换热片，换热片在垂直于外壳2轴线的截面上的投影形状为矩形、正方、梯形或“T”形中的任意一种，换热片均匀设置在外壳2的内壁上。如图9所示，换热片设计为均匀布设的矩形。又如图10所示，换热片设计为均匀布置的“T”形。换热片的设计进一步加大了热交换面积，进一步提高了对气流的加热速度和加热效率。

实施例5

如图4所示，本实施例在实施例1的基础上气流通道进行了调整。

外壳2的盲端（底端）开设第一气流通道22，外部常温气流经第一气流通道22进入第一加热腔A；所述加热组件外壳31的开口端（端盖处）开设第二气流通道33，第一加热腔A中的气流经过第二气流通道33进入第二加热腔B；所述加热元件32的盲端开设第三气流通道，第二加热腔B中的气流经第三气流通道进入第三加热腔C。所述第三气流通道为设置在加热元件32底部的气流孔36；加热元件32开口外侧与加热组件端盖37内侧之间设置环形耐高温密封圈35，阻止气流由加热元件上端口进入第三加热腔C，从而，迫使气流下行至加热元件的底端。

实施例6

如图1、2、3、11所示，一种加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，所述加热不燃烧香烟1包括烟草段12和过滤段11；使用实施例1所述的烘烤装置对所述香烟1进行加热，将所述香烟1的烟草段12经过所述香烟插入通道插入到所述第三加热腔C中，进行环绕式协同加热，烟草段12与第三加热腔C的侧壁和底端均存有间隙；所述环绕式协同加热包括热辐射和对流加热：启动加热元件32对烟草段12进行热辐射；同时对过滤段11抽吸，外界气流经第一加热腔A和第二加热腔B预热进入到第三加热腔C中，气流环绕烟草段12流动，并由烟草段12的底部和侧面渗透流入到烟草段12，对烟草段12进行对流加热。

香烟1与加热组件端盖37中间的圆形通孔为过盈配合，加热组件端盖37的通孔与香烟1紧密接触；香烟1与外壳2的开口之间为紧密接触。起到增大气流阻力迫使气流沿图1和图2所示方向流动。

本实施例具体包括以下步骤：

s1：气流经第一气流通道22进入第一加热腔A，流入第一加热腔A的气流环绕加热组件3的外表面下行流动，并完成预加热；

s2：第一加热腔A中的预热气流经过第二气流通道33进入第二加热腔B，气流环绕加热元件32的外表面上行流动，并完成进一步加热；

s3：经第二加热腔B进一步加热后的气流经第三气流通道流入第三加热腔C，气流在烟草段12和第三加热腔C的侧壁和底部间隙中下行流动，并完成对气流的最终加热；

s4：烟草段对流加热：流入加热腔C中的气流与烟草段12之间形成环绕并且下行流动，由烟草段12的底部流入和侧面渗透的方式流入烟草段12，对烟草段12完成对流加热。

s5：加热元件热辐射：加热元件32对置于其内腔中的烟草段12进行环绕式热辐射烘烤；

s6：烟草段12在对流传热和热辐射协同加热后释放或挥发出烟草致香物质，气流裹挟烟草致香物质流入过滤段11进行过滤和冷却，最终进入吸食者口腔；

其中：s5步骤是与s1~s4并行的步骤。

所述烟草段12圆周对气流的阻力大于烟草段12底部对气流的阻力。

上述实施例仅仅是对具体的实施方式的示意性描述，本发明的范围不限于上述特定实施例。对本领域的技术人员来说，上述详细说明中已描述的本发明的不同方面，存在许多改进、变化、替换和等效的方案，所有这些改进、变化、替换和等效的方案都包括于此。

Claims (6)

1.一种加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，所述加热不燃烧香烟（1）包括烟草段（12）和过滤段（11）；其特征在于：使用加热不燃烧香烟的烘烤装置对所述香烟（1）进行加热，所述装置包括加热组件（3）及套在加热组件（3）外侧且一端开口的外壳（2），加热组件（3）与外壳（2）之间具有间隙，形成第一加热腔（A）；加热组件（3）包括一端开口的圆筒状加热元件（32）、一端开口的加热组件外壳（31）、带有圆形通孔的加热组件端盖（37），加热组件外壳（31）设置在加热元件（32）外部，加热组件外壳（31）开口端连接加热组件端盖（37），加热元件（32）和加热组件外壳（31）之间具有间隙，形成第二加热腔（B）；加热元件（32）圆筒内腔为第三加热腔（C）；外壳（2）的开口、加热组件端盖（37）的圆形通孔以及加热元件（32）的开口位置相对形成香烟插入通道；第一加热腔（A）、第二加热腔（B）、第三加热腔（C）之间的气流相互连通，且相邻两个加热腔进气口的位置交错设置；

外壳（2）的开口端开设第一气流通道（22），外部常温气流经第一气流通道（22）进入第一加热腔（A）；所述加热组件外壳（31）的盲端开设第二气流通道（33），第一加热腔（A）中的气流经过第二气流通道（33）进入第二加热腔（B）；所述加热元件（32）的开口端开设第三气流通道，第二加热腔（B）中的气流经第三气流通道进入第三加热腔（C）；

或

外壳（2）的盲端开设第一气流通道（22），外部常温气流经第一气流通道（22）进入第一加热腔（A）；所述加热组件外壳（31）的开口端开设第二气流通道（33），第一加热腔（A）中的气流经过第二气流通道（33）进入第二加热腔（B）；所述加热元件（32）的盲端开设第三气流通道，第二加热腔（B）中的气流经第三气流通道进入第三加热腔（C）；

所述方法包括以下步骤：

s1：气流经第一气流通道（22）进入第一加热腔（A），流入第一加热腔（A）的气流环绕加热组件（3）的外表面下行流动，并完成预加热；

s2：第一加热腔（A）中的预热气流经过第二气流通道（33）进入第二加热腔（B），气流环绕加热元件（32）的外表面上行流动，并完成进一步加热；

s3：经第二加热腔（B）进一步加热后的气流经第三气流通道流入第三加热腔（C），气流在烟草段（12）和第三加热腔（C）之间的侧壁和底部间隙中下行流动，并完成对气流的最终加热；

s4：烟草段对流加热：流入第三加热腔（C）中的气流与烟草段（12）之间形成环绕并且下行流动，由烟草段（12）的底部流入和侧面渗透的方式流入烟草段（12），对烟草段（12）完成对流加热；

s5：加热元件热辐射：加热元件（32）对置于其内腔中的烟草段（12）进行环绕式热辐射烘烤；

s6：烟草段（12）在对流传热和热辐射协同加热后释放或挥发出烟草致香物质，气流裹挟烟草致香物质流入过滤段（11）进行过滤和冷却，最终进入吸食者口腔；

其中：s5步骤是与s1 ~ s4并行的步骤。

2.根据权利要求1所述的加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，其特征在于：香烟（1）与加热组件端盖（37）中间的圆形通孔为过盈配合，加热组件端盖（37）的通孔与香烟（1）紧密接触；香烟（1）与外壳（2）的开口之间为紧密接触。

3.根据权利要求1所述的加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，其特征在于：所述外壳（2）内壁设有换热片；所述加热组件外壳（31）外壁和/或内壁设有换热片；所述换热片在与外壳轴线垂直的横截面上的投影形状为矩形、正方形、梯形或“T”形中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，其特征在于：加热元件（32）沿轴向的剖面为“H”或“U”形。

5.根据权利要求1所述的加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，其特征在于：所述第三气流通道为设置在加热元件（32）开口外侧与加热组件端盖（37）内侧之间的间隙（34）。

6.根据权利要求1所述的加热不燃烧香烟的协同烘烤方法，其特征在于：所述第三气流通道为设置在加热元件（32）盲端底部的气流孔（36）；加热元件（32）开口外侧与加热组件端盖（37）内侧之间设置环形耐高温密封圈（35）。