CN112369725B - 一种用于加热不燃烧卷烟的加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加热不燃烧卷烟的加热装置，包括：壳体，内部设置有两端开口的筒体，筒体的外壁与壳体的内壁之间设置有空隙；烟支容纳部，设置在壳体内，用于盛放加热不燃烧卷烟；烟支容纳部的顶端开口且底端封闭；燃烧室，设置在筒体的内部，用于通过烟支容纳部加热该加热不燃烧卷烟；燃烧室包括用于提供燃料的燃料通道和用于提供助燃空气的助燃空气通道，燃料通道的第一端与烟支容纳部的底端呈间隔设置，燃料通道的第二端与外界连通，助燃空气通道与外界连通；及排烟通道，设置在空隙内，用于排出燃料燃烧后产生的尾气；排烟通道的第一端与筒体的内部连通，排烟通道的第二端与外界连通。本发明能够长时间稳定加热，换热效率高。

Description

一种用于加热不燃烧卷烟的加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于加热不燃烧卷烟的加热装置，属于烟具技术领域。

背景技术

据统计，在1990年至2015年期间，全球吸烟率从29.4％下降到了15.3％，但由于人口增长，同期吸烟者人数从8.7亿人增加到了9.3亿人。随着收入水平的不断提高，人们对健康的意识越来越强，吸烟人口和吸烟率的下降是大势所趋，传统卷烟销量下滑明显。最近十年，新型烟草制品以其降低有害成分释放量的显著优势逐渐成为烟草制品的重要发展方向和研发热点。新型烟草制品一般分为四个大类：电子烟、加热不燃烧烟草制品、口含烟和其他烟草制品(鼻吸、贴片等)。这些新型烟草制品有三个共同特征：不用明火燃烧、提供尼古丁、基本无焦油。其中，电子烟和加热不燃烧烟草制品是目前主要产品。

由于加热不燃烧卷烟的核心部件是其加热装置，因此开发出温度均匀、稳定工作时间长、安全高效的加热装置是加热不燃烧卷烟推广的关键技术。现有的加热不燃烧烟草制品一般采用电加热方式。虽然电加热方式具有安全稳定、便于携带的优点，但是，其也存在多个缺点：如工作时间短(充一次电一般只能抽吸1只短卷烟)，不适合长时间室外作业人群使用；中心加热棒或加热片面积较小，换热强度小，使得卷烟直径不能太大，从而限制了可以吸食的烟草量，不适合需求量较大的用户。

采用液体燃料作为热源，能量密度高，使用周期长，价格低廉，是一种较好的新型加热方式。为便于抽吸空气进入卷烟，现有的加热装置一般采用中心加热方式。燃烧室内一般采用明火加热中心加热棒，而后中心加热棒通过热传导将上游燃烧室内燃料燃烧产生的热量传导给下游的卷烟。然而，该种加热方式存在如下缺点：(1)由于加热管或加热棒或加热片的换热面积小，温升时间长，因此导致加热速率低；(2)由于加热管或加热棒或加热片经常处于冷热交替的环境中，因此导致使用寿命降低；(3)由于烟支的插拔容易折断加热管或加热棒或加热片，因此导致使用可靠性降低。进一步地，由于中心加热的方式无法充分利用烟气的余热，因此使得排烟温度较高并降低了系统的热效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其能够长时间稳定加热，换热效率高，温升时间短，且安全高效。

为实现上述目的，本发明提出了一种用于加热不燃烧卷烟的加热装置，包括：壳体，其内部设置有两端开口的筒体，所述筒体的外壁与所述壳体的内壁之间设置有空隙；烟支容纳部，其设置在所述壳体内，用于盛放加热不燃烧卷烟；所述烟支容纳部的顶端开口且底端封闭；燃烧室，其设置在所述筒体的内部，用于通过加热所述烟支容纳部从而加热所述加热不燃烧卷烟；所述燃烧室包括用于提供燃料的燃料通道和用于提供助燃空气的助燃空气通道，所述燃料通道的第一端与所述烟支容纳部的底端呈间隔设置，所述燃料通道的第二端与外界连通，所述助燃空气通道与外界连通；以及排烟通道，其设置在所述空隙内，用于排出所述燃料燃烧后产生的尾气；所述排烟通道的第一端与所述筒体的内部连通，所述排烟通道的第二端与外界连通。

在一个具体实施例中，还包括抽吸空气通道，其用于提供抽吸空气；所述抽吸空气通道的第一端穿过所述壳体的侧壁与外界连通，所述抽吸空气通道的第二端穿过所述烟支容纳部的底面与所述烟支容纳部的内部连通。

在一个具体实施例中，所述燃料用于在直接燃烧时产生的第一烟气流经所述烟支容纳部的底端和周侧外表面而与所述烟支容纳部换热，以加热所述烟支容纳部。

在一个具体实施例中，所述燃料用于在直接燃烧时产生的第一烟气流经所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的侧壁外表面而与所述抽吸空气通道换热，以加热所述抽吸空气。

在一个具体实施例中，所述尾气流经所述抽吸空气通道上位于所述排烟通道内的侧壁外表面而与所述抽吸空气通道换热，以加热所述抽吸空气。

在一个具体实施例中，所述尾气流经所述筒体的外壁而与所述助燃空气通道换热，以加热所述助燃空气。

在一个具体实施例中，所述抽吸空气通道上设置有控制阀，用于调节所述加热不燃烧卷烟抽吸过程中的进气量。

在一个具体实施例中，所述抽吸空气通道的数目为一个或多个；所述抽吸空气通道的数目为多个时，所述多个抽吸空气通道呈间隔布置。

在一个具体实施例中，所述多个抽吸空气通道的第二端沿所述烟支容纳部的底部周向布置，且距离所述烟支容纳部的轴线的距离相同。

在一个具体实施例中，所述抽吸空气通道的第二端与所述烟支容纳部的轴线的距离为2～5毫米；所述抽吸空气通道的数目为6～12个；所述抽吸空气通道的口径为1～3毫米。

在一个具体实施例中，所述燃烧室的内部设置有催化燃烧室，通过所述燃烧室提供的预热热量达到起燃温度后，所述催化燃烧室自循环加热所述烟支容纳部和/或所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的部分。

在一个具体实施例中，所述催化燃烧室包括涂覆在所述烟支容纳部的外表面并用于进行催化燃烧的第一催化剂层，和/或涂覆在所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的侧壁外表面并用于进行催化燃烧的第二催化剂层。

在一个具体实施例中，所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层中设置有孔隙。

在一个具体实施例中，所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层的孔隙率为20％～60％。

在一个具体实施例中，所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层的厚度为0.5～2毫米。

在一个具体实施例中，所述第一催化剂层的涂覆面积为所述烟支容纳部的外表面面积的40％～75％；和/或所述第二催化剂层的涂覆面积为所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的侧壁外表面面积的40％～75％。

在一个具体实施例中，所述燃料用于预热所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层，使得所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层达到催化剂起燃温度。

在一个具体实施例中，所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层的催化剂起燃温度大于等于100摄氏度且小于等于350摄氏度。

在一个具体实施例中，所述第一催化剂层和所述第二催化剂层分别采用铂、钯、铑、含铜的氧化物、含锰的氧化物、含铈的氧化物、含钇的氧化物以及含镧的氧化物催化剂中一种或多种制成。

在一个具体实施例中，所述燃烧室内的混合气体用于进入所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层，通过催化燃烧反应生成的第二烟气与所述烟支容纳部和/或所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的部分换热，以加热所述烟支容纳部和/或所述抽吸空气；其中，所述混合气体包括所述燃料和所述助燃空气。

在一个具体实施例中，所述燃烧室包括第一预混室和与所述第一预混室相连通的第二预混室，所述第一预混室的第一端设置在靠近所述燃料通道的第一端的位置，所述第一预混室的第二端设置在所述第二预混室内，使得所述燃料和所述助燃空气经所述第一预混室和所述第二预混室共同预混后形成所述混合气体。

在一个具体实施例中，所述第一预混室包括缩放段和与所述缩放段相连通的平直段，所述缩放段包括所述第一预混室的第一端，所述平直段包括所述第一预混室的第二端；其中，所述缩放段的第一端至第二端的孔径呈先减小而后增大。

在一个具体实施例中，所述第一催化剂层涂覆在所述烟支容纳部的底端和周侧外表面。

在一个具体实施例中，所述燃料通道的第一端设置有用于稳定燃烧的稳燃环。

在一个具体实施例中，所述燃烧室设置有两端开口的绝热筒体，所述绝热筒体的外壁与所述筒体的内壁固定连接，所述燃料通道的第一端设置在所述绝热筒体的内部，所述绝热筒体用于防止所述燃料燃烧时加热所述尾气。

在一个具体实施例中，所述绝热筒体的长度为5～20毫米。

在一个具体实施例中，所述绝热筒体的壁厚为1～3毫米。

在一个具体实施例中，所述烟支容纳部的外部设置有用于增大换热面积的换热增强部；所述换热增强部包括锯齿部、波浪部和/或褶皱部。

在一个具体实施例中，所述烟支容纳部采用不锈钢、碳化硅和/氮化硅材料制成。

在一个具体实施例中，所述烟支容纳部的底部设置在所述筒体内。

在一个具体实施例中，所述抽吸空气通道的横截面为环形。

在一个具体实施例中，所述燃料包括固体、液体和/气体燃料。

在一个具体实施例中，所述液体燃料包括液态丁烷。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明设置了烟支容纳部和燃烧室，燃烧室产生的热量通过加热烟支容纳部从而加热加热不燃烧卷烟，能够增大换热面积，实现与加热不燃烧卷烟内烟草物质的高效换热，缩短加热不燃烧卷烟升温所需要的时间，同时能够实现长时间稳定加热，用户体验好。

2、本发明的烟支容纳部不易损坏，经久耐用，且能够加热直径较大的加热不燃烧卷烟，应用范围广。

3、本发明的燃料用于在燃烧时产生的第一烟气流经抽吸空气通道上位于燃烧室内的侧壁外表面而与抽吸空气通道换热，从而能够加热抽吸空气，使得温度较高的抽吸空气直接进入加热不燃烧卷烟以供抽吸，缩短抽吸加热不燃烧卷烟的等待时间。

4、本发明的尾气中流经抽吸空气通道上位于排烟通道内的侧壁外表面而与加热抽吸空气通道换热，从而能够加热抽吸空气，使得抽吸空气得到进一步加热，同时能够提高尾气中的余热利用率，降低尾气温度。

5、本发明的尾气流经筒体的外壁而与助燃空气通道换热，能够加热助燃空气，从而能够有利于燃料的点燃、燃烧的稳定性和燃烧效率，进一步提高尾气中的余热利用率，降低尾气温度。

6、本发明的多个抽吸空气通道的第二端沿烟支容纳部的底部周向布置，且距离烟支容纳部的轴线的距离相同，能够使得加热不燃烧卷烟内的抽吸空气呈均匀布置，进一步提高抽吸体验。

7本发明的燃烧室内设置有催化燃烧室，能够提高燃料的利用率，将未燃烧完全的燃料燃烧完全，且有利于提高燃烧效率，同时能够催化燃烧可能产生的氮氧化物，提高尾气的排放水平。

8、本发明的催化燃烧室包括第一催化剂层和/或第二催化剂层，能够提高燃料的利用率，将未燃烧完全的燃料燃烧完全，有利于提高燃烧效率，同时能够进一步催化燃烧可能产生的氮氧化物，提高尾气的排放水平。

9、本发明的第一催化剂层和/或第二催化剂层中设置有孔隙，能够进一步延长燃料和/或烟气的停留时间，提高催化燃烧反应效率，强化烟气与烟支容纳部和抽吸空气通道的换热。

10、本发明的第一催化剂层和/或第二催化剂层的孔隙率为20％～60％，能够提高第一催化剂层和/或第二催化剂层的催化燃烧反应效率，同时延长燃料在第一催化剂层和/或第二催化剂层的反应时间，使得燃料燃烧完全，尾气中不含有燃料，进而提高尾气的排放水平。

11、本发明的第一催化剂层的涂覆面积为烟支容纳部的外表面面积的40％～75％，和/或第二催化剂层的涂覆面积为抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的侧壁外表面面积的40％～75％，能够进一步延长燃料在第一催化剂层和/或第二催化剂层的反应时间，使得燃料燃烧完全，尾气中不含有燃料，进而提高尾气的排放水平。

12、本发明的燃烧室包括第一预混室和第二预混室，能够提高混合气体的均匀性。

13、本发明的第一预混室包括缩放段和平直段，平直段能够稳定燃料和助燃空气的流速，缩放段能够强化燃料和助燃空气的碰撞混合，同时能够提高燃料和助燃空气的流速。

14、本发明设置了绝热筒体，能够防止燃料燃烧时加热排烟通道，使得尾气温度升高，从而能够保证壳体的外壁温度在可接受范围。

15、本发明的烟支容纳部设置有用于增大换热面积的换热增强部，能够增加换热强度，从而能够提高燃料的利用率，降低尾气温度。

16、本发明设置了稳燃器，能够在燃料通道的第一端形成回流区，提高燃料燃烧的稳燃范围。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本发明的用于加热不燃烧卷烟的加热装置的一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明的用于加热不燃烧卷烟的加热装置的一个具体实施例的烟支容纳部的俯视示意图；

图3是本发明的用于加热不燃烧卷烟的加热装置的一个具体实施例的烟支容纳部的横截面示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。本发明所提到的方向用语例如「顶」、「底」、「内」、「外」、「上」、「下」等，仅是参考附加图式的方式。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

如图1～3所示，本发明提出的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，包括壳体1，在壳体1的内部设置有两端开口的筒体2。筒体2的外壁与壳体1的内壁之间设置有空隙。在壳体1的内部设置有用于盛放加热不燃烧卷烟的烟支容纳部3。烟支容纳部3的顶端开口且底端封闭。在壳体1的内部设置有燃烧室4，燃烧室4产生的热量能够通过加热烟支容纳部3从而加热加热不燃烧卷烟，以产生烟雾气溶胶供用户抽吸。燃烧室4包括用于提供燃料的燃料通道41和用于提供助燃空气的助燃空气通道42，燃料通道41的第一端与烟支容纳部3的底端呈间隔设置，燃料通道41的第二端与外界连通，助燃空气通道42与外界连通。使用时，外界的燃料通过燃料通道41进入燃烧室4，外界的助燃空气通过助燃空气通道42进入燃烧室4，燃料和助燃空气能够通过加热烟支容纳部3从而加热加热不燃烧卷烟，能够增大换热面积，实现与加热不燃烧卷烟内烟草物质的高效换热，缩短加热不燃烧卷烟升温所需要的时间，同时能够实现长时间稳定加热。在空隙内设置有排烟通道5，用于排出燃料燃烧后产生的尾气。排烟通道5的第一端与筒体2的内部连通，排烟通道5的第二端与外界连通。

在一个具体的实施例中，还包括抽吸空气通道6，抽吸空气通道6用于提供抽吸空气。抽吸空气通道6的第一端穿过壳体1的侧壁与外界连通，抽吸空气通道6的第二端穿过烟支容纳部3的底面与烟支容纳部3的内部连通(如图2所示)。使用时，外界的抽吸空气通过抽吸空气通道6进入加热不燃烧卷烟内，以供用户抽吸。

在一个具体的实施例中，燃料通道41内的燃料用于在直接燃烧时产生的第一烟气流经烟支容纳部3的底端和周侧外表面而与烟支容纳部3换热，以加热烟支容纳部3，从而能够增大加热不燃烧卷烟的换热面积，实现与加热不燃烧卷烟内烟草物质的高效换热。

在一个具体的实施例中，燃料通道41内的燃料用于在直接燃烧时产生的第一烟气流经抽吸空气通道6上位于燃烧室4内的侧壁外表面而与抽吸空气通道6换热，以加热抽吸空气，能够使得温度较高的抽吸空气直接进入加热不燃烧卷烟以供抽吸，从而能够缩短抽吸加热不燃烧卷烟的等待时间。

在一个具体的实施例中，尾气流经抽吸空气通道6上位于排烟通道5内的侧壁外表面而与抽吸空气通道6换热，以加热抽吸空气，能够使得抽吸空气得到进一步加热，同时能够提高尾气中的余热利用率，降低尾气温度。

在一个具体的实施例中，尾气流经筒体2的外壁而与助燃空气通道42换热，以加热助燃空气，能够有利于燃料的点燃、燃烧的稳定性和燃烧效率，同时能够进一步提高尾气中的余热利用率，降低尾气温度。

在一个具体的实施例中，抽吸空气通道6上设置有控制阀，能够调节加热不燃烧卷烟抽吸过程中的进气量。

在一个具体的实施例中，抽吸空气通道6的数目为一个或多个。

在一个具体的实施例中，抽吸空气通道6的数目为多个时，多个抽吸空气通道6呈间隔布置，能够增加加热不燃烧卷烟内的抽吸空气量。

在一个具体的实施例中，多个抽吸空气通道6的第二端沿烟支容纳部3的底部周向布置，且距离烟支容纳部3的轴线的距离相同，能够使得加热不燃烧卷烟内的抽吸空气呈均匀布置，提高抽吸体验。

在一个具体的实施例中，各抽吸空气通道6的第二端与烟支容纳部3的轴线的距离均为2～5毫米。

在一个具体的实施例中，抽吸空气通道6的第二端距离烟支容纳部3底端的距离为0.5～1.5毫米。

在一个具体的实施例中，抽吸空气通道6的数目为6～12个。

在一个具体的实施例中，抽吸空气通道6的口径为1～3毫米。

在一个具体的实施例中，燃烧室4的内部设置有催化燃烧室，通过燃烧室4提供的预热热量达到起燃温度后，催化燃烧室自循环加热烟支容纳部3和/或抽吸空气通道6上位于燃烧室4内的部分(此时需要或不需要燃烧室4的热量均能够实现持续加热)，催化燃烧室能够提高燃料的利用率，将未燃烧完全的燃料燃烧完全，且有利于提高燃烧效率，同时能够催化燃烧可能产生的氮氧化物，提高尾气的排放水平。

在一个具体的实施例中，催化燃烧室包括涂覆在烟支容纳部3的外表面并用于进行催化燃烧的第一催化剂层，和/或涂覆在所述抽吸空气通道6上位于燃烧室4内的侧壁外表面并用于进行催化燃烧的第二催化剂层，能够提高燃料的利用率，将未燃烧完全的燃料燃烧完全，有利于提高燃烧效率，同时能够催化燃烧可能产生的氮氧化物，提高尾气的排放水平。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层和/或第二催化剂层中设置有孔隙，能够进一步延长燃料和/或烟气的停留时间，提高催化燃烧反应效率，强化烟气与烟支容纳部3和抽吸空气通道6的换热。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层和/或第二催化剂层的孔隙率为20％～60％，能够提高第一催化剂层和/或第二催化剂层的催化燃烧反应效率。同时，延长燃料在第一催化剂层和/或第二催化剂层的反应时间，使得燃料燃烧完全，尾气中不含有燃料，进而提高尾气的排放水平。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层和/或第二催化剂层的厚度为0.5～2毫米。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层的涂覆面积为烟支容纳部3的外表面面积的40％～75％，和/或第二催化剂层的涂覆面积为抽吸空气通道6上位于所述燃烧室内的侧壁外表面面积的40％～75％，能够进一步延长燃料在第一催化剂层和/或第二催化剂层的反应时间，使得燃料燃烧完全，尾气中不含有燃料，进而提高尾气的排放水平。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层和/或第二催化剂层分别采用铂、钯、铑、含铜的氧化物、含锰的氧化物、含铈的氧化物、含钇的氧化物以及含镧的氧化物催化剂中一种或多种制成。

在一个具体的实施例中，燃料用于预热第一催化剂层和/或所述第二催化剂层，使得第一催化剂层和/或第二催化剂层达到催化剂起燃温度。

在一个优选的实施例中，燃料用于经明火点燃后预热第一催化剂层和/或第二催化剂层，使得第一催化剂层和/或第二催化剂层达到催化剂起燃温度。当第一催化剂层和/或第二催化剂层达到催化剂起燃温度后，通过减小燃料的流速来熄灭明火。接着，继续通过燃料通道41通入燃料，燃料与助燃空气混合后进入第一催化剂层和/或第二催化剂层进行催化燃烧反应，自循环加热。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层和/或第二催化剂层的催化剂起燃温度大于等于100摄氏度且小于等于350摄氏度。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层和第二催化剂层分别采用铂、钯、铑、含铜的氧化物、含锰的氧化物、含铈的氧化物、含钇的氧化物以及含镧的氧化物催化剂中一种或多种制成。

在一个具体的实施例中，燃烧室4内的混合气体用于进入第一催化剂层和/或第二催化剂层，通过催化燃烧反应生成的第二烟气与烟支容纳部3和/或抽吸空气通道6上位于燃烧室4内的部分换热，以加热烟支容纳部3和/或抽吸空气。

在一个具体的实施例中，混合气体包括燃料和助燃空气。

在一个具体的实施例中，燃烧室4包括第一预混室和与第一预混室相连通的第二预混室，第一预混室的第一端设置在靠近燃料通道41的第一端的位置，第一预混室的第二端设置在第二预混室内，使得燃料通道41内的燃料和助燃空气通道42内的助燃空气经第一预混室和第二预混室共同预混后形成混合气体，混合气体的均匀性好。

在一个具体的实施例中，第一预混室包括缩放段和与缩放段相连通的平直段，缩放段包括第一预混室的第一端，平直段包括第一预混室的第二端，能够稳定燃料和助燃空气的流速。其中，缩放段的第一端至第二端的孔径呈先减小而后增大，能够强化燃料和助燃空气的碰撞混合，同时能够提高燃料和助燃空气的流速。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层涂覆在烟支容纳部3的底端和周侧外表面。

在一个具体的实施例中，燃料通道41的第一端设置有用于稳定燃烧的稳燃环7，助燃空气与燃料在稳燃环7的底部混合燃烧，能够在燃料通道41的第一端形成回流区，提高燃料燃烧的稳燃范围。

在一个具体的实施例中，稳燃环7呈圆筒形，稳燃环7的壁厚为1～3毫米，稳燃环7的长度为1～5毫米。

在一个具体的实施例中，燃烧室4设置有两端开口的绝热筒体8，绝热筒体8的外壁与筒体2的内壁固定连接，燃料通道41的第一端设置在绝热筒体8的内部，能够防止燃料燃烧时加热排烟通道，使得尾气温度升高，从而能够保证壳体1的外壁温度在可接受范围。

在一个具体的实施例中，绝热筒体8的长度为5～20毫米，绝热筒体8的壁厚为1～3毫米。

在一个具体的实施例中，烟支容纳部3的底端与绝热筒体8顶端之间的距离是3～5毫米。

在一个具体的实施例中，烟支容纳部3的外部设置有用于增大换热面积的换热增强部31(如图3所示)，换热增强部31包括锯齿部、波浪部和/或褶皱部，能够增加换热强度，从而能够提高燃料的利用率，降低尾气温度。

在一个具体的实施例中，第一催化剂层涂覆在换热增强部31的外表面，能够增大催化燃烧的面积，进一步提高燃烧效率，增加换热强度。

在一个具体的实施例中，锯齿部的顶部与底部之间的距离为0.5～1.5毫米。

在一个具体的实施例中，锯齿部的数量为20～60个。

在一个具体的实施例中，烟支容纳部3采用不锈钢、碳化硅和/氮化硅材料制成。

在一个具体的实施例中，烟支容纳部3的底部设置在筒体2的内部。

在一个具体的实施例中，燃料包括固体、液体和/气体燃料。

在一个具体的实施例中，液体燃料包括液态丁烷。

如图1所示，本发明使用时，外界的燃料通过燃料通道41进入燃烧室4，外界的助燃空气通过助燃空气通道42进入燃烧室4，通过燃烧室4加热烟支容纳部3和抽吸空气通道6上位于燃烧室4内的部分，或通过燃烧室4和催化燃烧室共同加热烟支容纳部3和抽吸空气通道6上位于燃烧室4内的部分，均能够增大换热面积，实现与加热不燃烧卷烟内烟草物质的高效换热，缩短加热不燃烧卷烟升温所需要的时间，同时能够实现长时间稳定加热。

下面列举一具体的实施例

本实施例的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，采用丁烷为燃料。其中，燃料通道41的内径为0.8毫米，壁厚为0.1毫米。助燃空气通道42的内径为10毫米。稳燃环7的内径为1毫米，外径为3毫米，长度为2毫米。绝热筒体8的外径为10毫米，绝热筒体8的内径为8毫米，绝热筒体8的长度为10毫米。烟支容纳部3的底端与绝热筒体8顶端之间的距离是4毫米。烟支容纳部3的底部壁厚为1毫米，烟支容纳部3的内径为6毫米，烟支容纳部3的外径为10毫米。烟支容纳部3的长度为25毫米。烟支容纳部3的外部设置有40个锯齿，锯齿的顶部与底部之间的距离为1毫米。抽吸空气通道6设置成圆管，圆管的内径为1.6毫米，圆管的壁厚为0.2毫米。抽吸空气通道6的第二端距离烟支容纳部3底端的距离为1毫米。处于排烟通道内抽吸空气通道6的长度为20毫米。抽吸空气通道6的数目为8个。8个抽吸空气通道6的第二端沿烟支容纳部3的底部周向布置。排烟通道5的内径10.3毫米，外径为15毫米，排烟通道5的长度为50毫米。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (26)

1.一种用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

包括：

壳体，其内部设置有两端开口的筒体，所述筒体的外壁与所述壳体的内壁之间设置有空隙；烟支容纳部，其设置在所述壳体内，用于盛放加热不燃烧卷烟；所述烟支容纳部的顶端开口且底端封闭；

燃烧室，其设置在所述筒体的内部，用于通过加热所述烟支容纳部从而加热所述加热不燃烧卷烟；所述燃烧室包括用于提供燃料的燃料通道和用于提供助燃空气的助燃空气通道，所述燃料通道的第一端与所述烟支容纳部的底端呈间隔设置，所述燃料通道的第二端与外界连通，所述助燃空气通道与外界连通；

以及排烟通道，其设置在所述空隙内，用于排出所述燃料燃烧后产生的尾气；所述排烟通道的第一端与所述筒体的内部连通，所述排烟通道的第二端与外界连通；

所述加热装置还包括抽吸空气通道，其用于提供抽吸空气；所述抽吸空气通道的第一端穿过所述壳体的侧壁与外界连通，所述抽吸空气通道的第二端穿过所述烟支容纳部的底面与所述烟支容纳部的内部连通；所述燃料用于在直接燃烧时产生的第一烟气流经所述烟支容纳部的底端和周侧外表面而与所述烟支容纳部换热，以加热所述烟支容纳部；所述燃料用于在直接燃烧时产生的第一烟气流经所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的侧壁外表面而与所述抽吸空气通道换热，以加热所述抽吸空气；所述尾气流经所述抽吸空气通道上位于所述排烟通道内的侧壁外表面而与所述抽吸空气通道换热，以加热所述抽吸空气；所述尾气流经所述筒体的外壁而与所述助燃空气通道换热，以加热所述助燃空气；所述烟支容纳部的底部设置在所述筒体内。

2.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述抽吸空气通道上设置有控制阀，用于调节所述加热不燃烧卷烟抽吸过程中的进气量。

3.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述抽吸空气通道的数目为一个或多个；所述抽吸空气通道的数目为多个时，所述多个抽吸空气通道呈间隔布置。

4.根据权利要求3所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述多个抽吸空气通道的第二端沿所述烟支容纳部的底部周向布置，且距离所述烟支容纳部的轴线的距离相同。

5.根据权利要求4所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述抽吸空气通道的第二端与所述烟支容纳部的轴线的距离为2～5毫米；所述抽吸空气通道的数目为6～12个；所述抽吸空气通道的口径为1～3毫米。

6.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述燃烧室的内部设置有催化燃烧室，通过所述燃烧室提供的预热热量达到起燃温度后，所述催化燃烧室自循环加热所述烟支容纳部和/或所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的部分。

7.根据权利要求6所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述催化燃烧室包括涂覆在所述烟支容纳部的外表面并用于进行催化燃烧的第一催化剂层，和/或涂覆在所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的侧壁外表面并用于进行催化燃烧的第二催化剂层。

8.根据权利要求7所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层中设置有孔隙。

9.根据权利要求8所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层的孔隙率为20％～60％。

10.根据权利要求7所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层的厚度为0.5～2毫米。

11.根据权利要求7所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一催化剂层的涂覆面积为所述烟支容纳部的外表面面积的40％～75％；和/或所述第二催化剂层的涂覆面积为所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的侧壁外表面面积的40％～75％。

12.根据权利要求7所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述燃料用于预热所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层，使得所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层达到催化剂起燃温度。

13.根据权利要求12所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层的催化剂起燃温度大于等于100摄氏度且小于等于350摄氏度。

14.根据权利要求7所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层采用铂、钯、铑、含铜的氧化物、含锰的氧化物、含铈的氧化物、含钇的氧化物以及含镧的氧化物催化剂中一种或多种制成。

15.根据权利要求12所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述燃烧室内的混合气体用于进入所述第一催化剂层和/或所述第二催化剂层，通过催化燃烧反应生成的第二烟气与所述烟支容纳部和/或所述抽吸空气通道上位于所述燃烧室内的部分换热，以加热所述烟支容纳部和/或所述抽吸空气；其中，所述混合气体包括所述燃料和所述助燃空气。

16.根据权利要求15所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述燃烧室包括第一预混室和与所述第一预混室相连通的第二预混室，所述第一预混室的第一端设置在靠近所述燃料通道的第一端的位置，所述第一预混室的第二端设置在所述第二预混室内，使得所述燃料和所述助燃空气经所述第一预混室和所述第二预混室共同预混后形成所述混合气体。

17.根据权利要求16所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一预混室包括缩放段和与所述缩放段相连通的平直段，所述缩放段包括所述第一预混室的第一端，所述平直段包括所述第一预混室的第二端；其中，所述缩放段的第一端至第二端的孔径呈先减小而后增大。

18.根据权利要求7所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述第一催化剂层涂覆在所述烟支容纳部的底端和周侧外表面。

19.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述燃料通道的第一端设置有用于稳定燃烧的稳燃环。

20.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述燃烧室设置有两端开口的绝热筒体，所述绝热筒体的外壁与所述筒体的内壁固定连接，所述燃料通道的第一端设置在所述绝热筒体的内部，所述绝热筒体用于防止所述燃料燃烧时加热所述排烟通道。

21.根据权利要求20所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述绝热筒体的长度为5～20毫米，所述绝热筒体的壁厚为1～3毫米。

22.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述烟支容纳部的外部设置有用于增大换热面积的换热增强部；所述换热增强部包括锯齿部、波浪部和/或褶皱部。

23.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述烟支容纳部采用不锈钢、碳化硅和/或氮化硅材料制成。

24.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述抽吸空气通道的横截面为环形。

25.根据权利要求1所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述燃料包括固体燃料、液体燃料和/或气体燃料。

26.根据权利要求25所述的用于加热不燃烧卷烟的加热装置，其特征在于，

所述液体燃料包括液态丁烷。