CN111165906A

CN111165906A - 一种空气预热型加热不燃烧卷烟及工作方法

Info

Publication number: CN111165906A
Application number: CN202010073441.XA
Authority: CN
Inventors: 吴晋禄; 高乃平
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2020-05-19

Abstract

本发明公开了一种空气预热型加热不燃烧卷烟及工作方法，包括加热模块，加热模块包括从内到外依次设置有加热体、热管、二次空气预热通道、隔热层；加热体设有轴向设置的气流通道及导通于气流通道的出气孔，加热体的底部设置有空气混合腔，空气混合腔导通于一次空气通道、二次空气预热通道，空气混合腔与加热体的气流通道相连通。本发明通过热管技术回收利用加热模块的烟杆余热对二次空气进行预加热，热管内液态工质相变换热过程的热效率高，在多孔毛细芯的作用下可实现循环工作，被预热后的二次空气与一次空气掺混后进入烟丝，通过加热体对烟丝进行充分加热，提升了烟杆余热的利用效率，具有隔热效果好、热效率高、烟雾效果好的优点。

Description

一种空气预热型加热不燃烧卷烟及工作方法

技术领域

本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，具体涉及一种空气预热型加热不燃烧卷烟及工作方法。

背景技术

加热不燃烧卷烟产品属于新型烟草制品之一，在全球烟草消费市场中的优越性愈显突出。由于加热不燃烧卷烟产品在工作过程中不存在燃烧现象，故其不会生成焦油等高温有害产物。

目前，加热不燃烧卷烟相关产品存在热效率低、烟杆烫手、烟雾效果不佳等技术问题，这些缺陷降低了加热不燃烧卷烟的产品质量，这不利于加热不燃烧卷烟相关产品的市场推广。因此，本发明针对上述技术问题提出了一种空气预热型加热不燃烧卷烟，该种结构设计对改善加热不燃烧卷烟的产品综合性能具有较大意义。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种空气预热型加热不燃烧卷烟及工作方法，通过热管技术回收利用加热模块的烟杆余热对二次空气进行预加热，被预热后的二次空气与一次空气掺混后进入烟丝，可以有效解决热效率低、烟杆烫手、烟雾效果不佳的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：包括加热模块，所述加热模块包括从内到外依次设置有加热体、热管、二次空气预热通道、隔热层；所述加热体设有轴向设置的气流通道及导通于气流通道的出气孔，所述加热体的底部设置有空气混合腔，所述空气混合腔导通于一次空气通道、二次空气预热通道，所述空气混合腔与所述加热体的气流通道相连通。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，所述一次空气通道、二次空气预热通道分别通过一次空气调节阀、二次空气调节阀导通于外界空气。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，所述一次空气通道垂直于热管的轴线，所述二次空气预热通道平行于热管的轴线。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，还包括电气控制模块，所述电气控制模块包括供电装置、控制器、功率按钮及指示灯，所述供电装置用于向所述控制器、所述指示灯、所述加热体供电，所述功率按钮通过所述控制器调节所述加热体的功率大小，所述指示灯用于显示工作状态。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，还包括烟支模块，所述烟支模块包括均流器与烟丝，所述烟丝位于所述加热体与所述热管之间，所述均流器用于对高温烟雾进行充分冷却及混合均匀。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，所述热管是封闭腔体，所述热管内在靠近烟丝一侧的内壁面上粘附有一层多孔毛细芯，所述热管内还填充有易挥发液态工质。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，所述加热体的一端是锥形，沿着加热体的侧壁依次设有多个出气孔。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，所述功率按钮设置于外壳的侧面，功率按钮用于调节所述加热体的加热功率。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，所述隔热层是真空层。

一种空气预热型加热不燃烧卷烟的工作方法，其特征在于：按照以下步骤工作：

加热模块的加热体对烟丝进行加热，热管回收利用加热模块的余热，对二次空气预热通道内的二次空气进行预加热，被预热之后的二次空气与一次空气通道内的一次空气在空气混合腔内混合后，经过加热体进入至烟丝，然后经均流器进入至吸食者的口腔；

其中，热管回收利用加热模块的烟杆余热，对二次空气预热通道内的二次空气进行预加热的具体过程是：

热管内的多孔毛细芯中的易挥发液态工质吸收加热模块的余热，液态工质蒸发汽化形成蒸汽，热管内的蒸汽在靠近二次空气预热通道的一侧时，蒸汽将热量传递给二次空气预热通道内的二次空气并发生冷凝液化，二次空气被预加热。热管内的蒸汽相变之后冷凝成液态，在多孔毛细芯的毛细作用力下被重新吸回至所述热管的多孔毛细芯中再次被加热相变。

本发明所达到的有益效果：

相对于现有技术，本发明通过热管技术回收利用加热模块的烟杆余热对二次空气进行预加热，热管内液态工质相变换热过程的热效率高。在多孔毛细芯的作用下可实现循环工作，无需外加循环泵。被预热后的二次空气与一次空气掺混后进入烟丝，通过加热体对烟丝进行充分加热，提升了烟杆余热的利用效率，具有隔热效果好、热效率高、烟雾效果好的优点。其中，热管、二次空气预热通道与真空层都起到了隔热、保温的作用。

本发明的进气通道包括两个，一次空气通道、二次空气预热通道，一次空气通道直接导通外界常温空气，二次空气预热通道吸收烟杆余热，可通过两个空气调节阀对两个空气通道的进气比例进行调节，继而实现进入烟丝的空气温度的调节。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图；

附图标记的含义：01-供电装置；02-控制器；03-一次空气调节阀；04-空气混合腔；05-加热体；06-二次空气调节阀；07-均流器；08-烟丝；09-热管；10-二次空气预热通道；11-隔热层；12-一次空气通道；13-功率按钮；14-指示灯；91-多孔毛细芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示：本实施例公开了一种空气预热型加热不燃烧卷烟：包括加热模块，加热模块包括从内到外依次设置有加热体05、热管09、二次空气预热通道10、隔热层11；其中隔热层可选用真空层（将隔热层的内部抽成真空状态），一方面避免烫伤吸食者，再者起到保温、节能的效果。

加热体05设有轴向设置的气流通道及导通于气流通道的出气孔，热管09的长度大于加热体05的长度，因此热管09相对于加热体05伸出的部分在加热体05的底部与热管09壁面之间形成空气混合腔04，该空气混合腔04导通于加热体05内的气流通道，并且还导通于一次空气通道12、二次空气预热通道10（的出气端）。

为了调节抽吸流量，本实施例的一次空气通道12、二次空气预热通道10分别通过一次空气调节阀03、二次空气调节阀06导通于外界空气，是实际应用中，最好将一次空气通道12垂直于热管09的轴线（径向设置），二次空气预热通道10平行于热管09的轴线，这样一次空气调节阀03、二次空气调节阀06即可分别安装在一次空气通道12、二次空气预热通道10的进气孔，便于吸食者对两个空气调节阀进行控制。

本实施例的烟支模块包括均流器07与烟丝08，烟丝08位于加热体05与热管09之间，均流器07能够对高温烟雾进行充分冷却及混合均匀，提升吸食体验，避免烫伤吸食者。在实际应用中，均流器07安装在烟丝08的出烟端。

为了实现对加热模块的热量回收，本实施例还采取以下措施，热管09是密封腔体，内在靠近烟丝一侧的内壁面上粘附有一层多孔毛细芯91，热管09内还填充有易挥发液态工质，例如：乙醇。易挥发液态工质属于现有技术，当吸收热量时，能够发生相变（液态转化为气态），当遇到冷物质时，会再次发生相变（气态变成液态）。在液态转化为气态的过程中，需要吸收热量，反之，则需要释放热量。当其呈液态时，能够通过毛细作用力均匀的吸附在多孔毛细芯91中，不需要外加循环泵。

本实施例中加热体05的一端（图1视图中的上端）最好是锥形，便于烟支模块中烟丝08的插入，沿着加热体05的侧壁依次设有多个出气孔。

本实施例还包括电气控制模块，所述电气控制模块包括供电装置01、控制器02、功率按钮13及指示灯14，供电装置01（如锂电池）用于向控制器02、指示灯14、加热体05供电，功率按钮13通过控制器02调节加热体05的功率大小，指示灯14用于显示工作状态。功率按钮13最好设置于外壳的侧面，指示灯14最好设置在外壳的端部。

本实施例还公开了一种空气预热型加热不燃烧卷烟的工作方法，按照以下步骤工作：

工作时，加热模块的加热体05对烟丝08进行加热，热管09则回收利用加热模块的余热，对二次空气预热通道10内的二次空气进行预加热，被预热之后的二次空气与一次空气通道12内的一次空气在空气混合腔04内混合后，经过加热体05进入至烟丝08，在热气流与加热体05的共同作用下对烟丝08进行加热，然后经均流器07进入至吸食者的口腔；

其中，热管09对二次空气预热通道10内的二次空气进行预加热的具体过程是：

热管09内的多孔毛细芯91中的易挥发液态工质吸收加热模块的余热，液态工质蒸发汽化形成蒸汽，热管09内的蒸汽在靠近二次空气预热通道10的一侧时，蒸汽将热量传递给二次空气预热通道10内的二次空气并发生冷凝液化，二次空气被预加热。热管09内的蒸汽相变之后冷凝成液态，在多孔毛细芯91的毛细作用力下被重新吸回至所述热管09的多孔毛细芯中再次被加热相变，循环使用。

相对于现有技术，本发明通过热管技术回收利用加热模块的烟杆余热对二次空气进行预加热，热管内液态工质相变换热过程的热效率高，被预热后的二次空气与一次空气掺混后进入烟丝，其中热管09、二次空气预热通道10与真空层11都起到了隔热、保温的作用。提升了烟杆余热的利用效率，具有隔热效果好、热效率高、烟雾效果好的优点。

本发明的进气通道包括两个，一次空气通道12、二次空气预热通道10，一次空气通道12直接导通外界常温空气，二次空气预热通道10吸收烟杆余热，可通过两个空气调节阀对两个空气通道的进气比例进行调节，继而实现进入烟丝08的空气温度的调节。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：包括加热模块，所述加热模块包括从内到外依次设置有加热体（05）、热管（09）、二次空气预热通道（10）、隔热层；所述加热体（05）设有轴向设置的气流通道及导通于气流通道的出气孔，所述加热体（05）的底部设置有空气混合腔（04），所述空气混合腔（04）导通于一次空气通道（12）、二次空气预热通道（10），所述空气混合腔（04）与所述加热体（05）的气流通道相连通。

2.根据权利要求1所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：所述一次空气通道（12）、二次空气预热通道（10）分别通过一次空气调节阀（03）、二次空气调节阀（06）导通于外界空气。

3.根据权利要求1所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：所述一次空气通道（12）垂直于热管（09）的轴线，所述二次空气预热通道（10）平行于热管（09）的轴线。

4.根据权利要求1所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：还包括电气控制模块，所述电气控制模块包括供电装置（01）、控制器（02）、功率按钮（13）及指示灯（14），所述供电装置（01）用于向所述控制器（02）、所述指示灯（14）、所述加热体（05）供电，所述功率按钮（13）通过所述控制器（02）调节所述加热体（05）的功率大小，所述指示灯（14）用于显示工作状态。

5.根据权利要求1所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：还包括烟支模块，所述烟支模块包括均流器（07）与烟丝（08），所述烟丝（08）位于所述加热体（05）与所述热管（09）之间，所述均流器（07）用于对高温烟雾进行充分冷却及混合均匀。

6.根据权利要求1所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：所述热管（09）是封闭腔体，所述热管（09）内在靠近烟丝一侧的内壁面上粘附有一层多孔毛细芯（91），所述热管（09）内还填充有易挥发液态工质。

7.根据权利要求1所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：所述加热体（05）的一端是锥形，沿着加热体（05）的侧壁依次设有多个出气孔。

8.根据权利要求4所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：所述功率按钮（13）设置于外壳的侧面，功率按钮用于调节所述加热体（05）的加热功率。

9.根据权利要求1所述的一种空气预热型加热不燃烧卷烟，其特征在于：所述隔热层（11）是真空层。

10.一种空气预热型加热不燃烧卷烟的工作方法，其特征在于：按照以下步骤工作：

加热模块的加热体（05）对烟丝（08）进行加热，热管（09）回收利用加热模块的余热，对二次空气预热通道（10）内的二次空气进行预加热，被预热之后的二次空气与一次空气通道（12）内的一次空气在空气混合腔（04）内混合后，经过加热体（05）进入至烟丝（08），然后经均流器（07）进入至吸食者的口腔；

其中，热管（09）回收利用加热模块的烟杆余热，对二次空气预热通道（10）内的二次空气进行预加热的具体过程是：

热管（09）内的多孔毛细芯（91）中的易挥发液态工质吸收加热模块的余热，液态工质蒸发汽化形成蒸汽，热管（09）内的蒸汽在靠近二次空气预热通道（10）的一侧时，蒸汽将热量传递给二次空气预热通道（10）内的二次空气并发生冷凝液化，二次空气被预加热；热管（09）内的蒸汽相变之后冷凝成液态，在多孔毛细芯（91）的毛细作用力下被重新吸回至所述热管（09）的多孔毛细芯中再次被加热相变。