CN112841747A - 一种光致产香周向发热组件及包含其的电吸烟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光致产香周向发热组件及包含其的电吸烟装置，发热组件包括发热筒(11)以及由发热筒(11)限定的烟支容纳腔(12)，发热筒(11)由外至内依次为封套(111)、真空隔热管(112)、隔热垫(113)、高光反射层(114)、夹持结构(115)和生热管(116)；生热管(116)为多个，且多个生热管(116)沿周向在发热筒(11)内成阵列分布。与常规的周向加热电吸烟装置的发热元件相比，本发明发热组件采用生热管辐射传热的形式，具有使烟支内外同步加热的效果，能适配目前市售的常见的烟支形式。进一步的，本发明发热组件中生热管(116)可以并联形式连接，可通过电路和软件方便地实现烟支的分区加热，能够提升抽吸过程中的逐口一致性。

Description

一种光致产香周向发热组件及包含其的电吸烟装置

技术领域

本发明专利属于新型烟草领域，具体涉及一种光致产香周向发热组件及包含其的电吸烟装置。

背景技术

加热器件作为加热不燃烧烟具的核心部件，通过对烟支的加热使其产生带香味的气溶胶供抽吸者使用，其性能对于烟具总体效果、消费者抽吸感受均具有决定性作用。目前在售的加热不燃烧产品，主要基于电阻发热原理并通过接触导热进行工作的。根据加热器与发烟基质的相对位置，通常将烟具分成了周向加热和中心加热两种形式。周向加热相比中心加热具，因其发热接触面更大具有加热均匀性更好的优势，但其仍存在以下问题：

1、热量易耗散，导致烟具外壳易烫手，以及工作温度普遍低于中心加热烟具，其香气释放效果不佳，热效率低等诸多问题。

2、抽吸过程中加热器始终对整体烟支进行加热，而烟支在刚开始受热时，其内部的香味物质较容易释放，而在抽吸后期时，内部香味物质已经大量释放，使得烟支内部剩余的香味物质不易释放，从而导致抽吸前期香气量充足，香气浓厚，但抽吸的后期，香味稀薄，整个抽吸过程中烟雾香气不均匀。

3、目前在新型烟草制品领域，市售的烟支根据烟芯填充料的不同，分别为有序型薄片丝(如菲莫的heets，适配的烟具为iQOS)、无序型薄片与烟丝混配(如英美烟草的neosticks，适配的烟具为Glo)、颗粒(国内多个商家售卖，如喜科的CIGOO，通常搭配中心加热型烟具使用)等几种形式，而且由于烟芯材料的差异，目前市售的周向加热卷烟产品，在热传导过程中，由于热量从烟支芯材外表向中心的传递需要一定时间，同时伴随着能量的衰减，确保外周的烟草材料被充分烘烤时，烟支中心部位的烟草材料因温度偏低而不能被充分加热，因此通常将烟支制成细支或中支，以减小这种差异；而对于填充料为颗粒的烟支则完全不适用，因为填充料为颗粒的烟支因端部需要封堵，外周的纸管需要具有一定的强度，不能采用烟支加工中常用的卷烟纸，此时基于热传导原理工作的周向加热器会将大部分热量用于加热纸管，而用于加热颗粒的热量则很有限，不仅不能使附着于颗粒的香味物质充分挥发，还会因纸管被过度烘烤而产生不良气息。所以，目前的烟具均无法同时适配上述三种形式的烟支。

为了解决以上问题，提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过光热转换进行加热的周向加热器及抽吸装置，以解决现有技术中热效率不高、烟具外壳烫手、抽吸过程前中后段口味不一致、适用的烟支形式受限等问题。

本发明第一方面提供一种光致产香周向发热组件，其用于电吸烟装置中，对加热卷烟进行加热，其包括发热筒11以及由所述发热筒11限定的烟支容纳腔12，

所述发热筒11由外至内依次为封套111、真空隔热管112、隔热垫113、高光反射层114、夹持结构115和生热管116；所述生热管116靠近所述烟支容纳腔12一侧；

所述生热管116为多个，且每个所述生热管116沿轴向在所述发热筒11内纵向延伸，多个所述生热管116沿周向在所述发热筒11内成阵列分布；每个所述生热管116均具有正极接触端和负极接触端；

所述夹持结构115可以固定多个所述生热管116。

优选地，所述生热管116为4-20个，多个所述生热管116均具有单独的编号，可以依据编号将多个所述生热管116分为N个区域，每个区域内的所述生热管116编号可以连续，也可以间断；N为2-4。

优选地，多个所述生热管116可以串联形式连接，即某一个所述生热管116的正极接触端连接上一个所述生热管116的负极接触端，该所述生热管116的负极接触端连接上一个所述生热管116的正极接触端，此时分区域电子开关可同时控制所有所述生热管116。可以利用端部的喉箍型夹持形状形成首尾相连的串联形式，并沿着喉箍连接件的边缘设置连接导线实现生热管之间的电连接，此时每根生热管流均能起到一定的分压效果，对电连接件的过电流能力要求不高。

优选地，多个所述生热管116可以并联形式连接，即某一个所述生热管116的正极接触端连接上一个所述生热管116的正极接触端，该所述生热管116的负极接触端连接上一个所述生热管116的负极接触端，此时分区域电子开关可单独控制部分所述生热管116。在并联形式连接中，在上下端分别设置有共正、共负的盘状或环状电连接件。并联形式中，可以先对阵列生热管编号形成不同分区，通过程序控制某个区域(可连续或不连续)，实现某一口(或某几口)设定区域的生热管工作实现对应区域的烟支芯材加热，即在沿加热腔周向形成分区进而实现烟支的分区加热，如此能使集成有该加热器的抽吸装置在逐口抽吸过程中获得较为一致的感官体验，避免了适配烟支的某一部分烟支因过度加热或未被利用而造成抽吸前后不一致的感受。进而能实现分区加热并达到抽吸过程前、中、后段较为一致的感官抽吸效果。另外，采用并联形式时，则在阵列生热管的上、下侧设置共正、共负电连接件，此时即时某一两根生热管出现短路故障时，系统仍能维持工作。

每根生热管被端部紧贴其表面或端部的连接机构形成电连接而共同发挥作用。生热管主要基于光热转换原理进行工作，优选地，所述生热管116选自红外发热管、碳纤维管或者石英玻璃基材，且该基材上复合石墨烯发热膜或薄膜电阻型辐射热源中的一种。

优选地，所述夹持结构115可以为喉箍型夹持形状，所述夹持结构115上具有与多个所述生热管116匹配的凹槽，以将多个所述生热管116固定。

优选地，高光发射层能将所述生热管116向外部辐射的热量通过反射形式重新聚集在所述生热管116上及以内的区域，显著降低能量损耗以提高热能利用效率。所述高光反射层114可以为铝箔层或铜箔层，所述铝箔层31可以起到反射热能和远红外线的作用。

该周向加热器可以充分吸收发热管产生的辐射热量和传导热量，根据辐射传热原理，辐射的热量具有一定的穿透能力，可以实现烟支的外表与沿径向一定深度范围内芯材的内外区域同步加热，因此具有对烟支的利用更充分，避免了基于常规电阻加热的周向加热器对烟支芯材内部加热效果不佳而造成浪费的问题。目前市售的周向加热卷烟产品，在热传导过程中，由于热量从烟支芯材外表向中心的传递需要一定时间，同时伴随着能量的衰减，确保外周的烟草材料被充分烘烤时，烟支中心部位的烟草材料因温度偏低而不能被充分加热，因此通常将烟支制成细支或中支，以减小这种差异；而对于填充料为颗粒的烟支则完全不适用，因为填充料为颗粒的烟支因端部需要封堵，外周的纸管需要具有一定的强度，不能采用烟支加工中常用的卷烟纸，此时基于热传导原理工作的周向加热器会将大部分热量用于加热纸管，而用于加热颗粒的热量则很有限，不仅不能使附着于颗粒的香味物质充分挥发，还会因纸管被过度烘烤而产生不良气息。

优选地，封套111相当于发热组件的一层保护壳。

优选地，真空隔热管112和隔热垫113可以进一步避免所述生热管116温度的快速流失，进一步保留所述生热管116的温度，在烟具使用过程中，短暂停止抽吸时，仍能保留所述生热管116的温度，降低了再次抽吸时所述生热管116的预热时间，节省电池电量。另一方面，真空隔热管112和隔热垫113的组合能显著降低封套111处的温度，避免发生电吸烟装置外壳烫手的问题，提高用户的使用体验。

优选地，所述隔热垫113可以为隔热棉、玻纤棉或气凝胶垫。

本发明第二方面提供一种电吸烟装置，其包括：本发明第一方面所述的光致产香周向发热组件1、支撑底座2和顶盖3，所述的光致产香周向发热组件1位于支撑底座2上，且其外侧还套有顶盖3。

优选地，其还包括计数部件、分区域电子开关和控制单元，所述计数部件可以对所述生热管116进行编号同时对抽吸口数进行计数，分区域电子开关可以单独控制部分所述生热管116；

抽吸过程中，计数部件据所述生热管116的编号将其分为不同区域，同时将抽吸的口数反馈到控制单元，控制单元通过分区域电子开关调控不同抽吸口数时，匹配不同的所述生热管116区域，以实现不同抽吸阶段，对应于不同生热管116区域，实现抽吸过程中烟支的分区加热，保证抽吸全程烟雾香气口味的一致性。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、与常规的周向加热卷烟烟具的发热元件相比，本发明发热组件加热原理与市售产品采用的热传导有明显差异，且具有可适配多种烟支形式的优势；由于该发热组件采用生热管辐射传热的形式，具有使烟支内外同步加热的效果，因此集成有该周向加热器的抽吸装置对于烟支的通配性更好，能适配目前市售的常见的烟支形式，例如有序型薄片丝、无序型烟丝、颗粒型或者其他发烟芯材形式。

2、本发明可光致产香周向发热组件，采用并联形式的阵列发热管，可通过电路和软件较方便地实现烟支的分区加热，能够提升抽吸过程中的逐口一致性；在并联形式连接中，在上下端分别设置有共正、共负的盘状或环状电连接件。并联形式中，可以先对阵列生热管编号形成不同分区，通过程序控制某个区域(可连续或不连续)，实现某一口(或某几口)设定区域的生热管工作实现对应区域的烟支芯材加热，即在沿加热腔周向形成分区进而实现烟支的分区加热，如此能使集成有该加热器的抽吸装置在逐口抽吸过程中获得较为一致的感官体验，避免了适配烟支的某一部分烟支因过度加热或未被利用而造成抽吸前后不一致的感受。进而能实现分区加热并达到抽吸过程前、中、后段较为一致的感官抽吸效果。另外，采用并联形式时，则在阵列生热管的上、下侧设置共正、共负电连接件，此时即时某一两根生热管出现短路故障时，系统仍能维持工作。

3、本发明光致产香周向发热组件，高光发射层114能将所述生热管116向外部辐射的热量通过反射形式重新聚集在所述生热管116上及以内的区域，显著降低能量损耗以提高热能利用效率。所述高光反射层114可以为铝箔层或铜箔层，所述铝箔层31可以起到反射热能和远红外线的作用。

4、本发明光致产香周向发热组件，真空隔热管112和隔热垫113可以进一步避免所述生热管116温度的快速流失，进一步保留所述生热管116的温度，在烟具使用过程中，短暂停止抽吸时，仍能保留所述生热管116的温度，降低了再次抽吸时所述生热管116的预热时间，节省电池电量。另一方面，真空隔热管112和隔热垫113的组合能显著降低封套111处的温度，避免发生电吸烟装置外壳烫手的问题，提高用户的使用体验。

5、与市售周向加热烟具相比，热能利用效率提高，烟具表面温度更易控制，在表面温升可接受的情况下可适当提高生热管的工作温度，进而实现烟芯内香味成分更快更多挥发以提升烟支的感官抽吸品质。

6、与市售的中心和周向加热卷烟烟具相比，因具有内外同时加热的特点，对于烟支芯材的加热更均匀，使烟芯材料被充分利用，避免了目前烟支仅能实现局部充分加热而其他部位不能充分利用的问题，提升了芯材利用率。

附图说明

图1为本发明的光致产香周向发热组件俯视图(生热管116串联形式)；

图2为本发明的光致产香周向发热组件俯视图(生热管116并联形式)；

图3为本发明的光致产香周向发热组件半剖视图；

图4为本发明的光致产香周向发热组件剖视图；

图5为本发明的电吸烟装置；

图6为常用的加热卷烟(烟支)结构示意图，从左到右其发烟芯材依次为有序型薄片丝、无序型烟丝、颗粒型。

附图标记在附图说明中的名称为：1-光致产香周向发热组件、2-支撑底座、3-顶盖、11-发热筒、12-烟支容纳腔、111-封套、112-真空隔热管、113-隔热垫、114-高光反射层、115-夹持结构、116-生热管、117-正极接触端、118-负极接触端。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

将烟支由抽吸装置端部的缺口处直接插入到发热器包围形成的加热腔内，点击按键，生热管发光发热并将热量以辐射、传导等形式传递到烟支的烟芯部位，进而烟芯材料被加热产生供使用者抽吸的烟气。由于周向加热器的特殊结构，能明显提升加热器的热能利用效率，降低抽吸烟具的表面温度。

实施例1

本实施例为一种电吸烟装置，其包括：光致产香周向发热组件1、支撑底座2和顶盖3，所述的光致产香周向发热组件1位于支撑底座2上，且其外侧还套有顶盖3。

所述电吸烟装置还包括计数部件和分区域电子开关，所述计数部件可以对所述生热管116进行编号同时对抽吸口数进行计数，分区域电子开关可以单独控制部分所述生热管116；抽吸过程中，计数部件据所述生热管116的编号将其分为不同区域，同时将抽吸的口数反馈到控制单元，控制单元通过分区域电子开关调控不同抽吸口数时，匹配不同的所述生热管116区域，以实现不同抽吸阶段，对应于不同生热管116区域，实现抽吸过程中烟支的分区加热，保证抽吸全程烟雾香气口味的一致性。

所述电吸烟装置如图5所示，还包括常规的电源4，控制单元上海军也有PCB板5和总按键6，支撑底座2外侧还具有外壳7，各生热管116连接后通过电极接头8与电源4连接。

光致产香周向发热组件，包括发热筒11以及由所述发热筒11限定的烟支容纳腔12，所述发热筒11由外至内依次为封套111、真空隔热管112、隔热垫113、高光反射层114、夹持结构115和生热管116；所述生热管116靠近所述烟支容纳腔12一侧；所述生热管116为多个，且每个所述生热管116沿轴向在所述发热筒11内纵向延伸，多个所述生热管116沿周向在所述发热筒11内成阵列分布；所述夹持结构115可以固定多个所述生热管116。

所述生热管116为20个，可以将多个所述生热管116分为4个区域，每个区域内的所述生热管116编号可以连续，也可以间断。

所述生热管116选自石英玻璃基材上复合薄膜电阻型辐射热源形式，且每个所述生热管116均具有正极接触端和负极接触端。多个所述生热管116以并联形式连接，即某一个所述生热管116的正极接触端连接上一个所述生热管116的正极接触端，该所述生热管116的负极接触端连接上一个所述生热管116的负极接触端，此时分区域电子开关可单独控制部分所述生热管116。

所述夹持结构115上具有与多个所述生热管116匹配的凹槽，以将多个所述生热管116固定。

所述高光反射层114可以为铝箔层，所述铝箔层31可以起到反射热能和远红外线的作用。所述隔热垫113可以为隔热铝箔棉。

并联形式下实现分区控制，在烟具中应包括计数器(如电子烟中的咪头即可实现口数记录)，并对对发热管分别编号1,2,3,4，……20，常规一支烟支抽吸12-20口，比如分成四个加热区域，相应的生热管组成的工作区域编号可以连续，也可以间断，划分区域为1,2,3,4,5一组，6,7,8,9,10一组，11,12,13,14,15一组，16,17,18,19,20一组(也可以采用1,5,9,13,17一组，2,6,10,14,18一组，3,7,11,15,19一组，4,8,12,16,20一组)；20根生热管采用共负极的连接形式，每组生热管先并连成一组输入端，共计4组输入端，再在各输入端与电源的正极之间串入MOS管(分区域电子开关)，通过单片机的程序控制随着烟支抽吸口数的递增，MOS管(分区域电子开关)依次导通而相应的生热管工作。工作过程为：抽吸的头3-5口，第一组生热管工作对烟支进行局部加热，第4-10口时第一组生热管因MOS管截止而停止工作，与此同时，第二组生热管工作对烟支的局部进行加热，而后第三组、第四组生热管依次启动，这样每一段发热管工作时都能加热新鲜的烟草段，使其中的香味成分充分释放，当完成烟支各分区的依次加热，即抽吸装置完成了一个完整的工作循环。

Claims (10)

1.一种光致产香周向发热组件，其用于电吸烟装置中，对加热卷烟进行加热，其特征在于，其包括发热筒(11)以及由所述发热筒(11)限定的烟支容纳腔(12)，

所述发热筒(11)由外至内依次为封套(111)、真空隔热管(112)、隔热垫(113)、高光反射层(114)、夹持结构(115)和生热管(116)；所述生热管(116)靠近所述烟支容纳腔(12)一侧；

所述生热管(116)为多个，且每个所述生热管(116)沿轴向在所述发热筒(11)内纵向延伸，多个所述生热管(116)沿周向在所述发热筒(11)内成阵列分布；每个所述生热管(116)均具有正极接触端和负极接触端；

所述夹持结构(115)可以固定多个所述生热管(116)。

2.根据权利要求1所述的光致产香周向发热组件，其特征在于，所述生热管(116)为4-20个，多个所述生热管(116)均具有单独的编号，可以依据编号将多个所述生热管(116)分为N个区域，每个区域内的所述生热管(116)编号可以连续，也可以间断；N为2-4。

3.根据权利要求1所述的光致产香周向发热组件，其特征在于，多个所述生热管(116)可以串联形式连接，即某一个所述生热管(116)的正极接触端连接上一个所述生热管(116)的负极接触端，该所述生热管(116)的负极接触端连接上一个所述生热管(116)的正极接触端，此时分区域电子开关可同时控制所有所述生热管(116)。

4.根据权利要求1所述的光致产香周向发热组件，其特征在于，多个所述生热管(116)可以并联形式连接，即某一个所述生热管(116)的正极接触端连接上一个所述生热管(116)的正极接触端，该所述生热管(116)的负极接触端连接上一个所述生热管(116)的负极接触端，此时分区域电子开关可单独控制部分所述生热管(116)。

5.根据权利要求1所述的光致产香周向发热组件，其特征在于，所述生热管(116)选自红外发热管、碳纤维管或者石英玻璃基材，且该基材上复合石墨烯发热膜或薄膜电阻型辐射热源中的一种。

6.根据权利要求1所述的光致产香周向发热组件，其特征在于，所述夹持结构(115)可以为喉箍型夹持形状，所述夹持结构(115)上具有与多个所述生热管(116)匹配的凹槽，以将多个所述生热管(116)固定。

7.根据权利要求1所述的光致产香周向发热组件，其特征在于，所述高光发射层(114)能将所述生热管(116)向外部辐射的热量通过反射形式重新聚集在所述生热管(116)上及以内的区域；所述高光反射层(114)可以为铝箔层或铜箔层，所述铝箔层(31)可以起到反射热能和远红外线的作用。

8.根据权利要求1所述的光致产香周向发热组件，其特征在于，所述隔热垫(113)可以为隔热棉、玻纤棉或气凝胶垫。

9.一种电吸烟装置，其特征在于，其包括：权利要求1-8任一项所述的光致产香周向发热组件(1)、支撑底座(2)和顶盖(3)，所述的光致产香周向发热组件(1)位于支撑底座(2)上，且其外侧还套有顶盖(3)。

10.根据权利要求9所述的电吸烟装置，其特征在于，其还包括计数部件、分区域电子开关和控制单元，所述计数部件可以对所述生热管(116)进行编号同时对抽吸口数进行计数，分区域电子开关可以单独控制部分所述生热管(116)；

抽吸过程中，计数部件据所述生热管(116)的编号将其分为不同区域，同时将抽吸的口数反馈到控制单元，控制单元通过分区域电子开关调控不同抽吸口数时，匹配不同的所述生热管(116)区域，以实现不同抽吸阶段，对应于不同生热管(116)区域，实现抽吸过程中烟支的分区加热，保证抽吸全程烟雾香气口味的一致性。

Images