CN110623313A - 加热卷烟烟具气路结构以及加热卷烟烟具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热卷烟领域，尤其是一种加热卷烟烟具气路结构以及加热卷烟烟具。本发明提供了一种能够均匀预热空气且能有效降低外壁温度的加热卷烟烟具气路结构，包括内套管和外壁，所述内套管内设置有烟气发生腔，所述内套管嵌套在外壁内，所述内套管与外壁之间设置有进气通道，所述进气通道的进气口位于靠近烟气发生腔抽吸端的一侧，所述气体通道的出气口与烟气发生腔的进气端连通，所述进气通道内设置有湍流发生器。本发明采用对旋降温结构，通过形成双旋转气流，产生旋流强化了加热器器壁的降温效果，形成了温度场分布更为均匀的预热气流，该技术的应用使抽吸时烟气入口温度适宜，最大限度提升了热源利用率。

Description

加热卷烟烟具气路结构以及加热卷烟烟具

技术领域

本发明涉及加热卷烟领域，尤其是一种加热卷烟烟具气路结构以及加热卷烟烟具。

背景技术

含烟草成分的产香材料被以350℃左右的温度加热而不是被燃烧的制品在本领域是公知的，这些制品可以称作加热式发烟制品，加热式发烟制品具有和传统卷烟相似的外形，通过电加热或其它加热方式使产香材料中的香味成分等物质释放出来，产生可抽吸的气雾，从而避免了因高温裂解产生大量的有害成分。在吸烟者获得满足感的同时减少了对人体的危害，同时降低了环境烟气的污染。加热式发烟制品需用到烟具，利用烟具的电加热从而使发烟制品达到所需的抽吸温度。然而，由于烟具内部较高的工作温度，会使得烟具外壳温度过高，使用者在使用过程中会出现握感温度过高的现象(一般触感温度大于56℃后，人体就会觉得有烫感)。

公开日为2014.11.05、公开号为CN104135581A、发明名称为具有改进的气流的气溶胶发生装置和系统的中国专利公开了如下的技术方案：包括由壳体、设置有加热器的空腔，空腔远侧端延伸至嘴件部分的第二气流道，其在壳体与空腔之间设置有第一气流道。在抽吸时，空气从进气口经第一气流道，然后到达空腔与发烟制品反应，产生的烟气经第二气流道到达抽吸者。该技术方案利用空气在第一气流道的运动，从而与空腔进行热交换，带走了部分热量预热了空气，这使得外壳上积累的热量较少，从而降低了烟具外壳温度。虽然该技术方案通过增加第一气流道能够降低外壳温度，但是其第一气流道为平直的通道，空气在其中的流动仅为层流，在转角处的空气不易流动，这就导致流经第一气流道的空气受热不均，不能很好的吸收热量，第一气流道中可能存在一直留存的气体，造成外壳局部温度较高；同时进入空腔内的空气温度不统一，影响空腔内的反应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够均匀预热空气且能有效降低外壁温度的加热卷烟烟具气路结构。

本发明解决其技术问题所采用加热卷烟烟具气路结构，包括内套管和外壁，所述内套管内设置有烟气发生腔，所述内套管嵌套在外壁内，所述内套管与外壁之间设置有进气通道，所述进气通道的进气口位于靠近烟气发生腔抽吸端的一侧，所述气体通道的出气口与烟气发生腔的进气端连通，所述进气通道内设置有湍流发生器。烟气发生腔用于放置和固定加热式发烟制品，烟气发生腔内设置有加热器的加热头，加热头可将温度控制在所需的温度。进气通道通常利用内套管与外壁之间的间隙形成，当然也可以在两者上开槽或孔形成。烟气发生腔具有一个进气端和抽吸端，其方向与传统香烟相同。本发明的气流方向如下：空气从进气口进入进气通道，经过进气通道内的湍流发生器，然后从出气口进入烟气发生腔，与烟气发生腔内的加热式发烟制品反应后形成烟气从抽吸端进入抽吸者的嘴。湍流发生器主要利用自身结构促使空气在流动过程中产生湍流，利用湍流使得空气与空气之间、空气与内套管、空气与外壁之间的热交换更加充分，避免局部累积热量过多，同时也能使得空气得到很好的预热。湍流发生器主要通过改变空气流动路径，例如利用多个挡板阻挡，或者改变进气通道的形状路径，或者利用螺旋形的结构引导空气旋转等方式，详细的实施例可见后述。

进一步的是，所述进气通道的进气口位于外壁上。进气口可以是开设在外壁上一个或者多个孔。

进一步的是，所述湍流发生器包括至少两片隔板，所有隔板间隔设置在进气通道内并将一段进气通道分隔成至少一个湍流发生腔，每块隔板上均设置有通气孔，相邻两块隔板上的通气孔的投影不重合。隔板的形状与进气通道的截面形状相匹配，从而起到间隔的作用。湍流发生腔最好设置两个以上。通气孔的数量、形状和大小依据具体的设计而定，以满足不同产品的需要。投影方向是指烟具轴线方向，也就是主气流方向，不重合是指形状和/或位置不同达到足以改变气流路径的状态，当隔板上有多个孔时，所有孔的投影均不重合。相邻两块隔板上的通气孔的投影不重合的目的在于避免气流直线层流，通过改变气流路径实现湍流的目的。

进一步的是，所述进气通道的截面为圆环形或者椭圆环形，所述隔板与进气通道的截面形状相同。进气通道的形状主要根据加热卷烟烟具的外形而定，加热烟具的外形往往决定了进气通道的截面形状。

进一步的是，所述隔板为格栅状，隔板上通气孔的开口总面积占隔板面积的15％～40％，单个通气孔面积小于整个隔板面积的5％。格栅状即按照阵列在隔板上开设通气孔。大量的通气孔使得气流分隔成多路气流，在气流相互碰撞中形成旋转气流。

进一步的是，所述格栅状隔板上的通气孔为细条纹状、圆形或多边形。

进一步的是，所述通气孔在隔板上呈轴对称方式分布。对称轴通常就是烟具的轴线，对称式的分布可以使气流在截面上分布均匀。

进一步的是，所述隔板上的通气孔为沿隔板径向延伸的细条纹状，通气孔数量不少于两个，通气孔在隔板上呈轴对称分布；相邻两个隔板的通气孔的分布密度和/或与内套管的外切角不同。细条纹状的通气孔可以是放散形，也可以是螺旋式。

进一步的是，所述隔板由至少两块风扇叶片构成，风扇叶片之间形成通气孔。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能够均匀预热空气且能有效降低外壁温度的加热卷烟烟具。

本发明的提供过一种加热卷烟烟具，包括加热器、前述的述的加热卷烟烟具气路结构，所述加热器的加热头设置在烟气发生腔内。加热器可以采用燃烧式加热器或者电加热器，通常采用电加热器，若是便携式烟具还需配置电池，通气孔温控模块控制加热温度。

本发明的有益效果是：

通过在进气通道上设置湍流发生器，可以使进入烟具的气流产生旋流，打破层流的状态，形成湍流，这使得更多的气流能够和外壁、内套管接触换热，同时气流之间也能够进行换热，这样就能有效的降低外壁的温度，提升使用者的使用体验。同时，经过换热，气体在进入烟气发生腔前已经得到预热，在进入烟气发生腔时不会显著的降低腔内温度，从而有效的保证了反应温度，空气的预热也能回收一部分能量，从而达到节能的目的，特别有效的提高便携式烟具的续航能力。

附图说明

图1是本发明实施例一的示意图；

图2是本发明实施例一在使用时的示意图

图3是图1的A-A线剖视图；

图4是图1的B-B线剖视图；

图5是图1的C-C线剖视图；

图6是本发明实施例二的示意图；

图7是本发明实施例二的加热卷烟烟具气路结构示意图；

图8是第一隔板的示意图；

图9是第二隔板的示意图；

图10是第三隔板的示意图；

图中零部件、部位及编号：内套管1、外壁2、烟气发生腔3、进气通道4、进气口5、抽吸端6、湍流发生器7、隔板8、通气孔9、加热头10、发烟制品11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，图中箭头方向为气流方向，环形箭头代表有旋流产生。

如图1所示，本发明包括内套管1和外壁2，所述内套管1内设置有烟气发生腔3，所述内套管1嵌套在外壁2内，所述内套管1与外壁2之间设置有进气通道4，所述进气通道4的进气口5位于靠近烟气发生腔3抽吸端6的一侧，所述气体通道的出气口与烟气发生腔3的进气端连通，所述进气通道4内设置有湍流发生器7。湍流是流体的一种流动状态，当流速增加到很大(3m/s以上)时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合，形成湍流，又称为乱流、扰流或紊流。本发明的湍流发生器7即利用此原理，通过收窄进气通道4，改变气流路径，从而形成湍流。这种湍流发生器7结构简单，利用隔板8、凸出物或者阻挡物等结构阻挡进气通道4，使得进气通道4在局部变窄，同时也改变了气流流向，这就会使气流速度急速增加，方向改变，从而形成湍流。

本发明的大致工作原理可参见图1和图2，当使用者抽吸发烟制品11时，空气从进气口5进入进气通道4，当空气经过湍流发生器7时，速度和方向发生变化，气流旋转并形成湍流，此时，加热头10正在工作，整个内套管1较热，形成湍流的气体正好与内套管1充分的换热，达到预热的效果，经预热后的气体进入到烟气发生腔3中与发烟制品11反应，产生的烟气沿发烟制品11进入到抽吸者口中。

为了方便加工，如图6所示，所述进气通道4的进气口5位于外壁2上。直接在外壁2上开孔加工方便，无需另外设置进气结构，孔的形状和数量均可根据情况而定。

作为湍流发生器7的一类实施方式，如图1所示，所述湍流发生器7包括至少两片隔板8，所有隔板8间隔设置在进气通道4内并将一段进气通道4分隔成至少一个湍流发生腔，每块隔板8上均设置有通气孔9，相邻两块隔板8上的通气孔9的投影不重合。这类方式的特点是利用隔板8来阻隔气流，再通过隔板8上的通气孔9来组建新的气流路径，气流突然通过较小的孔，会造成流速增大，从而在湍流发生腔内产生湍流，又由于相邻两块隔板8上的通气孔9的投影不重合，因此气流不能直线运动，而是改变方向形成旋流，该旋流能够增强气流与气流、气流与外壁2以及内套管1的热交换，从而带走外壁2上的热量，降低外壁2的温度，同时经预热后的空气能够回收一部分能量，减少加热器的能量消耗，达到节能的目的。

实施例一

见图1、图2所示，加热卷烟烟具整体为圆柱形，在抽吸侧6处为近似圆台形，图中省去了蓄电池、电源控制模块以及温度传感器，仅显示了加热头10。本例中外壁2与内套管1之间形成截面为圆环形的间隙，三块隔板8间隔设置在进气通道4中，将进气通道4的一段分隔成了两个湍流发生腔。三块隔板8的形状如图3、图4和图5所示，每块隔板8上的通气孔为沿隔板8径向延伸的细条纹状，通气孔数量不少于两个，通气孔在隔板8上呈轴对称分布；相邻两块隔板8的通气孔与内套管1的外切角不同。三块隔板8上的通气孔还可以采用其它设置方法，例如相邻两块隔板8上的通气孔9的分布密度不同，也可以外切角与分布密度均不相同。本实施例的细条纹状通气孔9可以由大量的小孔点阵构成。

前述隔板8须按前后不相互重合的方式进行布局，单个通气孔9的面积最大不能超过整个隔板8面积的5％，每个隔板8上的通气孔9数量可以是1个或者多个，但是必须确保开口总面积在隔板面积占比在15％～40％之间，这样才能保证烟支在加热器中使用过程中的吸阻控制在900～1100Pa。隔板8的形状可以是图中所示细条纹状，也可以是圆孔、方孔或者其他多边形，形状依据加热器实际尺寸而定，需要确定的是每个隔板8前后通气孔8相互投影必须不能重合。隔板8数量依据加热器尺寸可以是3个或者3个以上，以此形成的湍流发生腔体可以是2个或者2个以上，至少为2个，数量依据加热器实际尺寸而定，腔体相邻且腔体高度总和最好是加热器内套管长度的80％或更大。

实施例二

除隔板8外其余与实施例相同，隔板8被通气孔9分割成至少两块风扇叶片状，隔板8具有风扇叶片状的形状，如此即可使通过的空气旋转。

实施例三

如图6所示，加热卷烟烟具整体为椭圆柱形，其抽吸侧6位于图6的顶部。图7为加热卷烟烟具气路结构的示意图，本例外壁2为椭圆形，内套管1为圆形以与发烟制品11匹配。进气通道4由外壁2和内套管1的间隙形成，主要在两侧，隔板8设置有三块，在进气通道4中分割出两个湍流发生腔。隔板8的特点是其上开设有较大的孔，每块隔板8上的孔的形状不一样，具体如图8、图9和图10所示。在抽吸时，空气从进气口5中进入进气通道4，经过隔板8上的通气孔9，改变了路径和速度，从而在湍流发生腔内旋转形成旋流，延长气流与内套管1的接触时间，最大限度提升了热源利用率，强化了加热器器壁的降温效果，有效提升抽吸感官体验。

本例突破了现有加热卷烟烟具单一直线型进气孔道设计，采用双圈反向螺旋孔的进气结构；该结构采用对旋降温结构，通过形成双旋转气流，产生旋流强化了加热器器壁的降温效果，形成了温度场分布更为均匀的预热气流，该技术的应用使抽吸时烟气入口温度适宜，最大限度提升了热源利用率，实现了“烟气不烫嘴，外壳不烫手”，有效提升了消费体验。

使用该专利技术的加热器抽第一支烟器壁最高温度为42.5℃，相对普通加热器最高温度53.4℃降低了10.9℃。

电池能耗优势，使用该专利技术的加热器和普通加热器满电量状态下能多抽2-3支烟。

Claims (10)

1.加热卷烟烟具气路结构，包括内套管(1)和外壁(2)，所述内套管(1)内设置有烟气发生腔(3)，所述内套管(1)嵌套在外壁(2)内，所述内套管(1)与外壁(2)之间设置有进气通道(4)，所述进气通道(4)的进气口(5)位于靠近烟气发生腔(3)抽吸端(6)的一侧，所述气体通道的出气口与烟气发生腔(3)的进气端连通，其特征在于：所述进气通道(4)内设置有湍流发生器(7)。

2.如权利要求1所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述进气通道(4)的进气口(5)位于外壁(2)上。

3.如权利要求1所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述湍流发生器(7)包括至少两片隔板(8)，所有隔板(8)间隔设置在进气通道(4)内并将一段进气通道(4)分隔成至少一个湍流发生腔，每块隔板(8)上均设置有通气孔(9)，相邻两块隔板(8)上的通气孔(9)的投影不重合。

4.如权利要求3所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述进气通道(4)的截面为圆环形或者椭圆环形，所述隔板(8)与进气通道(4)的截面形状相同。

5.如权利要求3所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述隔板(8)为格栅状，隔板(8)上通气孔(9)的开口总面积占隔板(8)面积的15％～40％，单个通气孔(9)面积小于整个隔板(8)面积的5％。

6.如权利要求5所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述格栅状隔板(8)上的通气孔(9)为细条纹状、圆形或多边形。

7.如权利要求4所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述通气孔(9)在隔板(8)上呈轴对称方式分布。

8.如权利要求4所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述隔板(8)上的通气孔(9)为沿隔板(8)径向延伸的细条纹状，通气孔(9)数量不少于两个，通气孔(9)在隔板(8)上呈轴对称分布；相邻两个隔板(8)的通气孔(9)的分布密度和/或与内套管(1)的外切角不同。

9.如权利要求2所述的加热卷烟烟具气路结构，其特征在于：所述隔板(8)由至少两块风扇叶片构成，风扇叶片之间形成通气孔(9)。

10.加热卷烟烟具，其特征在于：包括加热器、如权利要求1至9任一权利要求所述的加热卷烟烟具气路结构，所述加热器的加热头(10)设置在烟气发生腔(3)内。