CN113163869A - 非燃烧加热型吸烟装置 - Google Patents

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CN113163869A
CN113163869A CN201880100110.1A CN201880100110A CN113163869A CN 113163869 A CN113163869 A CN 113163869A CN 201880100110 A CN201880100110 A CN 201880100110A CN 113163869 A CN113163869 A CN 113163869A
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heater
tobacco rod
smoking device
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external heater
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植松宏海
山道启二
时津尚弘
仙道诚
真锅哲也
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Original Assignee
Japan Tobacco Inc
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Abstract

提供能够抑制因加热而产生的气溶胶凝结,并向吸烟者输送足够量的气溶胶的非燃烧加热型吸烟装置。非燃烧加热型吸烟装置具备:收纳腔,收纳腔用于收纳包含烟丝以及气溶胶生成基材的烟杆;内部加热器,内部加热器配置于收纳腔里,向插入收纳腔的烟杆贯入或者插入,通过从内侧加热烟杆来使气溶胶生成基材挥发;外部加热器,外部加热器配置于收纳腔的侧周部,通过至少在烟杆的预热期间预热烟杆的外周部,来抑制内部加热器工作时产生的气溶胶凝结。

Description

非燃烧加热型吸烟装置
技术领域
本发明涉及非燃烧加热型吸烟装置。
背景技术
已知有如下非燃烧加热型吸烟装置(例如,参照专利文献1等):将通过电加热器等加热器加热包含烟丝与气溶胶形成基材(甘油、丙二醇)的烟杆而产生的气溶胶向吸烟者输送。
在非燃烧加热型吸烟装置中,一直以来,期望增加气溶胶的生成量(输送量)以增强烟量感。为此,将通过加热气溶胶形成基材而生成的气溶胶不浪费地输送到烟嘴是很重要的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特许第6026556号公报
专利文献2:(日本)特表2014-525251号公报
专利文献3:(日本)特表2013-511962号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在现有的非燃烧加热型吸烟装置中,在烟杆加热时,容易存在局部产品温度低的部分,一旦挥发的气溶胶形成基材遇到该产品温度低的部位就有可能被冷却而凝结。结果是不能向吸烟者输送足够量的气溶胶,有可能使烟量感减少。本发明是鉴于上述情况做出的,其目的是提供能够抑制因加热而产生的气溶胶凝结,并向吸烟者输送足够量的气溶胶的非燃烧加热型吸烟装置。
用于解决技术问题的手段
用于解决上述技术问题的本发明的非燃烧加热型吸烟装置具备:收纳腔,所述收纳腔用于收纳包含烟丝以及气溶胶生成基材的烟杆;内部加热器,所述内部加热器配置于所述收纳腔里,向插入所述收纳腔的烟杆贯入或者向在该烟杆的端面形成的凹部插入,通过从内侧加热所述烟杆来使所述气溶胶生成基材挥发;外部加热器,所述外部加热器配置于所述收纳腔的侧周部,通过至少在所述烟杆的预热期间预热所述烟杆的外周部,来抑制所述内部加热器工作时产生的气溶胶凝结。
此外,可以具备控制所述内部加热器以及所述外部加热器的控制部,所述控制部在所述内部加热器以及所述外部加热器双方工作的同时加热期间以使所述外部加热器的温度高于所述内部加热器的温度的方式进行控制。
此外,在自所述外部加热器对所述烟杆的预热开始起的经过时间达到规定的设定时间的时刻、或者所述外部加热器的温度达到规定的设定温度的时刻,所述控制部可以使该外部加热器的工作停止,但使所述内部加热器的工作继续。
在所述外部加热器的工作停止后,所述控制部可以使所述内部加热器的温度比所述外部加热器的工作停止前增加。
在所述烟杆预热开始时,所述控制部可以通过在所述烟杆的预热开始时仅使所述外部加热器工作来开始该预热,并使所述内部加热器的工作迟于所述外部加热器的工作。
此外,所述收纳腔可以具有:插入口,所述插入口是位于所述侧周部的前端侧并且以能够插入所述烟杆的方式开放的开放端;腔底部,所述腔底部位于所述侧周部中的基端侧;所述侧周部具有:包含设有所述腔底部的基端的第一区域、和与所述第一区域相邻地位于所述插入口侧的第二区域,所述外部加热器未配置于所述第一区域且配置于所述第二区域。
所述外部加热器可以在所述第二区域的一部分区间或整个区间沿着所述侧周部的周向在整周配置。
此外,所述内部加热器可以相对于所述收纳腔的中心轴线具有n次对称性,n是3以上的整数。
此外,所述内部加热器可以具有圆柱形状并且在前端侧形成有圆锥部。
此外,所述部内加热器可以具有锥形状或者锥台形状并且形成从所述腔底侧朝向所述插入口侧前端变细的形状。
所述内部加热器可以具有圆锥形状或者圆锥台形状。
所述侧周部还可以具有与所述第二区域相邻并包含所述插入口的第三区域,在该第三区域未配置所述外部加热器。
所述内部加热器的前端位置可以与所述侧周部中的所述第二区域或者所述第三区域对应。
值得注意的是,用于解决本发明的技术问题的手段可以尽可能多地组合使用。
发明效果
根据本发明,能够提供能够抑制因加热而产生的气溶胶凝结,并向吸烟者输送足够量的气溶胶的非燃烧加热型吸烟装置。
附图说明
图1是概略地示出根据第一实施方式的非燃烧加热型吸烟装置的内部构造的图。
图2用于非燃烧加热型吸烟装置的非燃烧加热型吸烟物品的概略结构图。
图3是加热器的纵切面的概略图。
图4是示出加热器的概略构造的立体图。
图5是示出将非燃烧加热型吸烟物品的烟杆从加热器的插入口插入到收纳腔的状态的图。
图6是示出将非燃烧加热型吸烟物品的烟杆从加热器的插入口插入到收纳腔的状态的图。
图7是示出加热控制时的外部加热器与内部加热器的工作状态的时间图。
图8是说明加热控制时外部加热器与内部加热器的表面温度变化的图。
图9是示出温度测定试验的结果的图。
图10是示出温度测定试验的结果的图。
图11是示出温度测定试验的结果的图。
图12示出温度测定试验的结果的图。
图13是示出烟杆的产品温度测定位置的图。
图14是示出加热器中的内部加热器的变形例的图。
图15是示出加热器中的内部加热器的变形例的图。
图16是示出加热器中的内部加热器的变形例的图。
具体实施方式
在此,基于附图,说明本发明的非燃烧加热型吸烟设备的实施方式。需要注意的是,只要没有特别地特定记载,该发明的技术范围不仅仅只限于本实施方式中记载的构成要素的尺寸、材质、形状以及其相对配置等。
<实施方式一>
图1是概略地示出根据实施方式一的非燃烧加热型吸烟装置1的内部构造的图。非燃烧加热型吸烟装置1具有用于收纳各种构成部件的壳体即外壳2。在外壳2内收纳有加热器3、控制器(控制部)4、电源5等。
图2是用于非燃烧加热型吸烟装置1的非燃烧加热型吸烟物品10的概略结构图。非燃烧加热型吸烟物品10具有烟杆11和烟嘴部12。以下的说明中,非燃烧加热型吸烟物品10中的烟杆11侧的端部称作前端,烟嘴部12侧称作基端。烟杆11由包含烟丝以及气溶胶生成基材的填充物111和卷装该填充物111的卷纸112构成。烟丝的材料没有特别限定,可以使用公众所熟知的片烟(lamina)或叶柄。填充物111包括生成气溶胶的气溶胶生成基材。气溶胶生成基材的种类没有特别限定,可以根据用途适宜地选择从各种天然物中提取的物质。作为气溶胶生成基材,比如有甘油、丙烯醇、三乙酰胆碱、1,3-丁二醇及其混合物等。作为包含烟丝以及气溶胶生成基材的填充物111例如是通过如下方式得到的再构成烟原料,向烟细粉等均质化的烟里中,作为添加物混合粘合剂、胶凝剂、结合剂、香料、亲水香料、亲脂香料、粘度调节剂、保湿剂或加强材料而形成液体、凝胶、溶胶或者作为软固体的浆料后,进行干燥处理、脱水处理、抄制处理、押出成型,例如有片状烟草、该片状烟草的烟丝、烟颗粒等。另外,填充物111也可以包含香料。香料的种类没有特别限定。
烟嘴部12包含用卷纸卷装例如成型为圆柱状的乙酸纤维素而成的过滤区段,并且在吸烟时对由烟杆11生成的气溶胶一部分进行过滤。当然,烟嘴部12也可以包含除过滤区段以外的区段。烟杆11与烟嘴部12通过被接装纸13一体地卷绕而相互连接。
图3是加热器3的纵切面的概略图。具体而言,图3中示出图1中的A-A向视截面中的加热器3的截面构造。图4是示出加热器3的概略构造的立体图。
加热器3具有呈有底圆筒形状的加热器外壳31。加热器外壳31包括具有圆盘形状的底部311和从该底部311立起的圆柱状的外筒壁312。加热器外壳31中的外筒壁312的开口端通过设于外壳2的开口部朝向外壳2的外部开放,形成能够插入非燃烧加热型吸烟物品10的烟杆11的圆柱形状的空洞部即收纳腔34。
在此,在加热器外壳31中的外筒壁312的前端侧形成有一段内径比其他部位小的厚壁部313。此处所说的外筒壁312的前端指的是外筒壁312中的与底部311连接的基端的相反侧的端部。另外,在加热器外壳31中的外筒壁312的内侧设置有具有圆筒形状的腔侧周壁32。腔侧周壁32的外径等于外筒壁312中的厚壁部313的内径。另外,如图3所示,在加热器外壳31中的外筒壁312的内表面与腔侧周壁32的外周面32b之间形成有环状且中空的空气绝热部37。另外,在腔侧周壁32的前端形成有以能够插入烟杆11的方式开放的插入口38。值得注意的是,在腔室侧周壁32中的与形成有插入口38的前端侧相反侧的端部为基端32c。
在加热器外壳31的底部311侧设置有具有底圆圆筒状的耐热杯33。耐热杯33例如由铝等耐热材料形成,并且具有呈圆盘形状的腔底部331和从该腔底部331立起的腔侧周壁332。耐热杯33的腔底部331以与加热器外壳31的底部311的内侧重叠的状态配置,并形成收纳腔34的腔底部。另外,由腔侧周壁32和腔侧周壁332形成收纳腔34的侧周部。
如图3和图4所示,加热器3通过耐热杯33和腔侧周壁32形成用于收纳烟杆11的空洞部即收纳腔34。另外,如图3和图4所示,在腔侧周壁32,环状的外部加热器35设置成面对收纳腔34。外部加热器35以与腔侧周壁32的内周面32a呈一个面的方式收纳于腔侧周壁32的凹部。在此,标记35a是面向收纳腔34的加热面。值得注意的是,环形外部加热器35沿着腔侧周壁32的内周面32a在整周配置。换句话说,外部加热器35沿着收纳腔34的周向在侧周部的整周配置。值得注意的是,图3所示的标记CL1是加热器外壳31的中心轴。另外,中心轴CL1同时也是收纳腔34以及腔侧周壁32的中心轴。
此外,如图3和图4所示,在收纳腔34内设置有内部加热器36。内部加热器36具有圆锥台形状,并且从加热器外壳31的底部311的中央部垂直地朝向收纳腔34侧突出设置。在耐热杯33的腔底部331的中央部形成有贯通孔33a,内部加热器36通过插入该贯通孔33a,而从腔底部331向收纳腔34突出。内部加热器36的中心轴与加热器外壳31(收纳腔34)的中心轴线CL同轴。标记36a是内部加热器36的基端部,标记36b是内部加热器36的前端部。内部加热器36从腔底部331朝向插入口38延伸,并从基端部36a朝向前端部36b逐渐前端变细。值得注意的是,内部加热器36以及外部加热器35的种类不受特别限制,可以使用例如在钢材上遍布地配置电热丝(例如,镍铬合金、铬铁合金、镍铁合金等)而成的结构、或者陶瓷加热器、覆套加热器(Sheathed Heater)等。值得注意的是,所谓的覆套加热器是利用金属管将发热丝与填充剂一起包覆而成的加热器。
另外,在本实施方式中,腔侧周壁32由已知的隔热且耐热的材料形成,以承受外部加热器35的热并使外部加热器35的热不扩散。作为具有这样的隔热性能和耐热性能的用于腔侧周壁32的材料,例如有氧化铝·二氧化硅的陶瓷、耐热性高的PEEK(聚醚醚酮)、PPS(聚苯硫醚)和PTFE(聚四氟乙烯)等树脂材料。
值得注意的是,在本实施方式中,腔侧周壁32的内周面32a、耐热杯33的腔侧周壁332的内周面332a以及外部加热器35的加热面35a相互没有高低差地处于同一面,因此,收纳腔34的内径沿着中心轴线CL1方向是恒定的。在本实施方式中,收纳腔34的内径可以等于烟杆11的外径,或者也可以稍大于烟杆11的外径。
这里,图3所示的R1~R3是腔侧周壁32(侧周部)中的第一区域~第三区域。腔侧周壁32中的第一区域R1是包括设置有腔底部331的基端32c的区域。此外,腔侧周壁32中的第二区域R2是与第一区域R1相邻地位于插入口38侧的区域,并且是在其一部分区间或整个区间配置有外部加热器35的区域。即,第二区域R2具有作为限定形成外部加热器35的最大范围的区域的意义,并且外部加热器35配置在第二区域R2的整个区域或一部分区域。此外,腔侧的周壁32上的第三区域R3是与第二区域相邻并且包括插入口38的区域。这里,第一区域R1~第三区域R3是沿着收纳腔34的中心轴线CL1形成的区域,并且从腔底部331朝向插入口38以第一区域R1、第二区域R2、第三区域R3的顺序形成。值得注意的是,可以适当地改变第一区域R1~第三区域R3的各区域在中心轴CL1方向上的长度。如图3所示,在腔侧周壁32上,仅在第二区域R2中配置有外部加热器35,而在第一区域R1和第三区域R3中未配置外部加热器35。另外,在图3所示的例子中,在腔侧周壁32中的第二区域R2的整个区间配置有外部加热器35,但也可以仅在第二区域R2的一部分区间设置有外部加热器35。
图5和图6是示出非燃烧加热型吸烟物品10的烟杆11从加热器3中的插入口38插入收纳腔34中的状态的图。由于本实施方式中的加热器3的内部加热器36具有圆锥台形状,并且朝向前端部36b而前端变细,因此当将烟杆11(填充物111)插入收纳腔34时,使内部加热器36能够容易地贯入烟杆11(填充物111)。值得注意的是,在本实施方式中,当烟杆11的前端面11a(参照图2)与收纳腔34的底部即耐热杯33的腔底部331抵接时,完成了烟杆11相对于收纳腔34的插入。如图5所示,在烟杆11相对于收纳腔34的插入完成的状态下,烟杆11的后端部11b位于与上述腔侧周壁32中的第三区域R3相对应的位置。图3所示的标记P1表示在将烟杆11相对于收纳腔34的插入完成的状态下的与烟杆11的后端部11b相对应的位置(以下,称为“收纳时杆后端位置”)。在本实施方式中,将收纳时杆后端位置P1与外部加热器35之间的间隔尺寸设定为1mm左右的相对较小的尺寸。
具有上述结构的加热器3具有:外部加热器35,其配置在收纳腔34的侧周部;内部加热器36,其沿着中心轴线CL1配置在收纳腔34的横截面的中央侧。加热器3中的外部加热器35与内部加热器36由电源5供电而发热。电源5没有特别限定,但可以是例如充电式锂离子电池。另外,在图1中,加热器3中的外部加热器35及内部加热器36与电源5之间的连接未图示,但外部加热器35与内部加热器36分别与电源连接。另外,控制器4与电源5电连接,控制器4对从电源5对外部加热器35及内部加热器36的电力供给进行控制。值得注意的是,非燃烧加热型吸烟装置1设置有由用户(吸烟者)操作的未图示的用户交互界面(例如,按钮等),控制器4与用户交互界面电连接。控制器4通过对用户在用户交互界面上的操作进行检测来进行关于加热器3(外部加热器35与内部加热器36)的工作的控制。以下,对在非燃烧加热型吸烟装置1中的控制器4对外部加热器35与内部加热器36的控制进行说明。
例如,从非燃烧加热型吸烟装置1的电源关闭的状态,由用户对非燃烧加热型吸烟装置1的操作按钮进行规定的开启操作后,控制器4开始从电源5向加热器3的电力供给,并进行对如图5所示地收纳于加热器3的收纳腔34的状态的烟杆11加热的加热控制。图7是示出在由控制器4执行的加热器3的加热控制时的外部加热器35和内部加热器36的工作状态的时间图。图8是用于说明加热控制时的外部加热器35和内部加热器36的表面温度的变化的图。
在图7中,时间T0表示控制器4检测到对非燃烧加热型吸烟装置1的操作按钮的开启操作的时刻(以下,称为“加热开始时刻”)。如图7所示,在加热器启动时刻,控制器4使电源5仅向外部加热器35的供电。
然后,在时间T1,控制器4继续从电源5向外部加热器35的电力供给,并且开始从电源5对内部加热器36的电力供给。以下,将时间T1称为“内部加热开始时刻”。然后,在时间T2,控制器4继续从电源5对内部加热器36的电力供给,并且使从电源5对外部加热器35的电力供给停止。以下,将时间T2称为“外部加热停止时刻”。然后,在从时刻T0(加热开始时刻)起经过了规定的吸烟时间的时刻T3,使从电源5对内部加热器36的电力供给停止。以下,将时间T3称为“加热停止时刻”。
如上所述,本实施方式的非燃烧加热型吸烟装置1在开始对烟杆11的加热的加热开始时刻仅使外部加热器35工作,进行烟杆11的预热(初期加热)。在此,由于外部加热器35沿着位于收纳腔34的外周部(侧面)的腔侧周壁32设置,所以能够高效地对收纳于收纳腔34的烟杆11的外周部加热。即,在时间T1(内部加热开始时刻)开始由内部加热器36对烟杆11的加热之前,能够高效地对烟杆11特别是外周部进行预热。在此,将从时间T0(加热开始时刻)到时间T1(内部加热器启动时刻)的期间称为“预热期间”。值得注意的是,预热期间可以设定为从加热开始时刻(即,预热开始)起经过时间达到规定的设定时间的时刻、或者外部加热器35的温度达到规定的设定温度的时刻。例如,在预热期间,控制器4可以将控制外部加热器35时的设定温度设定为300℃。
然后,从加热开始时刻起经过时间达到规定的设定时间的时刻、或者外部加热器35的温度达到规定的设定温度的时刻,即从时间T1(内部加热开始时刻)到时间T2(外部加热停止时刻)的期间(以下称为“同时加热期间”),由外部加热器35和内部加热器36双方进行烟杆11的加热。如上述所示,内部加热器36与收纳腔34的中心轴线CL1同轴配置。因此,贯入烟杆11(填充物111)的内部加热器36的热从烟杆11的中心侧朝向外周侧呈放射状导热。其结果是,能够高效地加热烟杆11,在短时间内使包含在烟杆11的填充物111中的气溶胶形成基质(例如,甘油等)和包含在烟丝中的香味成分挥发,生成含有香味成分的气溶胶。
值得注意的是,在包含气溶胶生成基材(例如,甘油等)的烟杆11的填充物111中,随着产品温度的升高,首先填充物111中的水(水分)蒸发。该蒸发在水的沸点(100℃)附近发生。然后,当烟杆11中的填充物111的产品温度进一步升高,接着,一个大气压下沸点约为250℃的尼古丁开始挥发,进而,产品温度进一步升高后一个大气压下沸点约为290℃的甘油蒸发,从而作为气溶胶被吸取。对本领域技术人员来说显而易见的是,烟原料包含多种成分,这些成分作为化合物存在,因此不是仅在上述的水、尼古丁和甘油这样的纯净物的沸点附近才发生简单的蒸发现象,而应该科学地认为主要成分按沸点高低的顺序蒸发(挥发)。
在此,如图8所示,在同时加热期间(时刻T1~T2),控制器4以使外部加热器35的温度高于内部加热器36的温度的方式进行控制。例如,在同时加热期间,控制器4以将外部加热器35的设定温度设为300℃、将内部加热器36的设定温度设为250℃的方式控制外部加热器35和内部加热器36。在本实施方式中,在烟杆11的预热期间,利用与烟杆11的外周部抵接或接近的外部加热器35对烟杆11的外周部迅速且高效地升温,在随后的同时加热期间以外部加热器35的温度高于内部加热器36的温度的方式进行控制。由此,能够积极地使因从内部加热器36离开而该内部加热器36的热难以达到、且容易受到外部空气影响(散热损失)的烟杆11的外周部升温。即,能够利用内部加热器36对烟杆11的横截面的中心侧高效地加热,能够利用外部加热器35对内部加热器36的热难以传递且对易受到外部空气影响(散热损失)的烟杆11的外周部进行高效地加热。因此,能够将烟杆11整体均匀地加热到气溶胶生成基材充分挥发的温度。
另外,在预热期间仅利用外部加热器35进行烟杆11的加热,并且迟于外部加热器35的工作在预热期间经过后使内部加热器36工作,由此与在预热期间使外部加热器35和内部加热器36双方工作的情况相比,能够减少总的电力消耗。
此外,通过如上所述地在预热期间和同时加热期间利用外部加热器35主动地加热烟杆11的外周部,由此能够抑制暂时挥发的气溶胶形成基材在烟杆11的外周部的凝结(结露/液化)。因此,特别地,能够充分确保初期吸烟时的气溶胶的输送量,能够提高烟量感。
特别地,根据本实施方式中的非燃烧加热型吸烟装置1,如图5所示,外部加热器35位于在收纳腔34收纳的烟杆11的基端侧(烟嘴部12侧)。因此,能够利用外部加热器35对烟杆11的外周部中、特别是基端侧的区域集中地加热。据此,具有能够有效地抑制在烟杆11的前端侧(上游侧)生成的气溶胶在烟杆11的基端侧(下游侧)凝结的优点。
在此,优选的是,外部加热器35的沿着收纳腔34的中心轴线CL1方向延伸的长度即外部加热器宽度尺寸是至少烟杆11的三分之一以上的尺寸。据此,能够在内部加热器36的加热开始之前,在烟杆11的预热期间中充分地对烟杆11的外周部进行预热。
然后,如上所述在同时加热期间对整个烟杆11进行充分升温后,仅通过内部加热器36的加热,就能够将烟杆11的温度维持在气溶胶不凝结的温度,因此在达到外部加热停止时刻(时间T2)时控制器4使外部加热器35的工作停止。此时,控制器4在内部加热器36的温度超过外部加热器35的温度之前停止外部加热器35的工作。值得注意的是,使外部加热器35的工作停止的外部加热停止时刻(时间T2)可以设定为从加热开始时刻(即,预热开始)起经过时间达到规定的设定时间的时刻、或者外部加热器35的温度达到规定的设定温度的时刻。或者,也可以在外部加热器35的温度达到规定的设定温度之后的经过时间经过了一定时间的时刻,使外部加热器35的工作停止可以采用各种方式。
外部加热停止时刻(时间T2)经过后,仅通过内部加热器36进行烟杆11的加热,因此外部加热器35的温度自然下降。因此,如图8所示,在从外部加热停止时刻(时间T2)到加热停止时刻(时间T3)的期间(以下,称为“内部加热期间”)的中途,内部加热器36的温度会超过外部加热器35的温度。
在此,与配置在收纳腔34的外周侧的外部加热器35相比,配置在中央部的内部加热器36在加热烟杆11时的加热效率更高。因此,通过在同时加热期间使烟杆11的整体充分升温而难以引起气溶胶的凝结的条件具备后的剩余吸烟期间,仅通过加热效率更高的内部加热器36对烟杆11加热,由此能够稳定且持续地生成气溶胶。
另外,在外部加热器35的工作停止之后,控制器4可以以使内部加热器36的温度比外部加热器35的工作之前增加的方式控制从电源5向内部加热器36的电力供给。例如,控制器4可以将内部加热器36的设定温度从250℃变更为350℃。优选的是,内部加热期间中的内部加热器36的设定温度设定为仅由内部加热器36加热就能够稳定且持续地使烟杆11中所含的气溶胶生成基材挥发的适当温度。需要注意的是,如上所述,在外部加热器35的工作停止后使内部加热器36的设定温度升高的情况下,内部加热器36的电力消耗增加,但是由于外部加热器35的工作停止,所以能够减少总的电力消耗。
而且,在从加热开始时刻(时间T0)起经过时间经过了规定的吸烟时间的时间T3(加热停止时刻),控制器4使从电源5对内部加热器36的电力供给停止。
图9~图12是示出对由控制器4进行了加热器3的加热控制时的外部加热器35的表面温度、内部加热器36的表面温度、烟杆11的产品温度的变化进行测定的温度测定试验的结果的图。图13是示出烟杆11的产品温度测定位置的图。
在温度测定试验中,对于烟杆11的产品温度,测定了图13所示的第一测定位置MP1~第三测定位置MP3的温度。从收纳腔34的径向上的各测定位置MP1~MP3到收纳腔34的侧周面(腔侧周壁32的内周面32a)的间隔尺寸为1.5mm。此外,在收纳腔34的径向上的各测定位置MP1~MP3与内部加热器36的基端部36a的间隔尺寸为1.5mm。
此外,如图13所示,第一测定位置MP1~第三测定位置MP3从腔底部331侧起以第一测定位置MP1、第二测定位置MP2、第三测定位置MP3的顺序排列。在收纳腔34的中心轴CL1的方向上,腔底部331与第一测定位置MP1的间隔尺寸为2mm。此外,第一测定位置MP1与第二测定位置MP2的间隔尺寸为5mm。另外第二测定位置MP2与第三测定位置MP3的间隔尺寸为6mm。另外,第三测定位置MP3与收纳时杆后端位置P1的间隔尺寸为2mm。另外,在加热控制中,将从加热开始时刻到内部加热器启动时刻的经过时间设定为6秒,将从加热开始时刻到外部加热停止时刻的经过时间设定为20秒,将从加热开始时刻到加热停止时刻的经过时间设定为420秒。
另外,在图10~图12中,由实线表示的温度变化是图7与图8中说明的进行了本实施方式的加热控制时的各测定位置MP1~MP3的温度变化(以下,称为“实施例”)。另外,虚线表示的温度变化是不使用外部加热器而只使用内部加热器36进行加热控制时的各测定位置MP1~MP3的温度变化(以下,称为“比较例”)。图10~图12所示的双点划线是加热烟杆11时的目标产品温度。目标温度例如为150℃。如图10~图12所示,在位于与腔侧周壁32上的第一区域R1相对应的位置的第一测定位置MP1和第二测定位置MP2,在加热控制时实施例和比较例之间没有发现显著差异。由于第一测定位置MP1和第二测定位置MP2均与外部加热器35分离并且相对靠近内部加热器36,因此可以认为外部加热器35的影响较小。另一方面,如图12所示,在第三测定位置MP3,在实施例和比较例之间出现显著差异,与比较例相比实施例能够在更短时间内升温到目标产品温度,能够确认实施例相对于比较例的优越性。
如上所述,根据本实施方式中的非燃烧加热型吸烟装置1,具备:内部加热器36,其配置在收纳腔34内,通过从内侧加热烟杆11来使气溶胶生成基材挥发;外部加热器35,其配置于收纳腔34的侧周部,通过至少在烟杆11的预热期间对烟杆11的外周部预热,来抑制在内部加热器36的工作时产生的气溶胶的凝结。由此,能够预先在预热期间利用外部加热器使来自内部加热器的热难以达到、且易于受到外部空气的影响(散热损失)的烟杆11的外周部充分升温。由此,能够抑制在内部加热器36的工作时产生的气溶胶发生凝结。因此,能够充分确保在吸烟时的气溶胶的输送量,能够提高烟量感。
值得注意的是,在上述实施方式中,在腔侧周壁32(侧周部)上的包含设有腔底部331的基端32c的第一区域R1以及包含插入口38的第三区域R3未配置外部加热器35,并且在位于比第一区域R1靠插入口38侧的第二区域R22配置外部加热器35,因此能够利用外部加热器35对烟杆11的外周部中、特别是基端侧的区域集中加热。由此,能够有效抑制在烟杆11的前端侧(上流侧)生成的气溶胶在烟杆11的基端侧(下流侧)凝结。
特别地,本实施方式的内部加热器36具有从基端部36a侧朝向前端部36b侧直径缩小前端变细形状,因此内部加热器36的前端部36b具有相比于基端侧对烟杆11的放热量减少的倾向,但是提高在内部加热器36的前端部36b的周围(与内部加热器36的前端部36b对应的位置)配置有外部加热器35,能够适当地补充内部加热器36的前端部36a处的放热量不足。另外,提高在能够充分确保来自内部加热器36的放热量的第一区域R1未配置外部加热器35,能够抑制电源5的电力消耗,并且能够利用外部加热器3对烟杆11的外周部的基端区域高效地加热。
而且,在本实施方式中,由于在腔侧周壁32(侧周部)的第三区域R3未配置外部加热器35,所以能够在使外部加热器35工作时,抑制位于烟嘴部12的前端部的例如过滤区段被外部加热器35的热烧焦或熔化。
另外,在本实施方式中,对内部加热器36的形状为圆锥台形状的例子进行了说明,但通过采用这样具有从腔底部331侧朝向插入口38前端变细的形状的内部加热器36,能够将内部加热器36容易地贯入向收纳腔34插入的烟杆11的填充物111。此外,在使内部加热器36贯入填充物111的状态下,能够良好地维持内部加热器36与填充物111的接触状态。其结果是,内部加热器36的发热容易传递至填充物111,能够提高填充物111的加热效率。值得注意的是,在本实施方式中,使内部加热器36贯入向收纳腔34插入的烟杆11的填充物111,但也可以将内部加热器36插入在烟杆11的前端侧(上流侧)的填充物111的端面形成的凹部。
此外,内部加热器36可以采用各种形状。例如,内部加热器36可以具有圆锥形状或锥台形状,并且形成为从腔底部331侧朝向插入口38侧前端变细的形状。例如,也可以代替圆锥台形状,而是圆锥形状。此外,内部加热器36也可以具有圆柱形状。在这种情况下,也可以在内部加热器36的圆柱部分的前端侧形成圆锥部。此外,内部加热器36相对于收纳腔34的中心轴线CL1具有n次对称性,n可以是3以上的整数。
另外,在图5所示的例子中,将加热器3中的内部加热器36的前端部36b配置在与腔侧周壁32(侧周部)的第二区域R2的前端(插入口38侧的端部)对应的位置,但不限于此。例如,也可以如图14所示的变形例那样,内部加热器36的前端部36b配置在与第二区域R2的中间部对应的位置。另外,也可以如图15所示的变形例那样,内部加热器36的前端部36b配置在与第三区域R3对应的位置。另外,也可以如图16所示的变形例那样,内部加热器36的前端部36b配置在与第一区域R1对应的位置。
以上,对本发明的实施方式和变形例进行了说明,但是本发明的非燃烧加热型吸烟装置不限于此,可以将这些尽可能地组合。
附图标记说明
1:非燃烧加热型吸烟装置;
2:外壳;
3:加热器;
4:控制部;
5:电源;
10:非燃烧加热型吸烟物品;
11:烟杆;
12:烟嘴部;
34:收纳腔;
35:外部加热器;
36:内部加热器。

Claims (13)

1.一种非燃烧加热型吸烟装置,其具备:
收纳腔,所述收纳腔用于收纳包含烟丝以及气溶胶生成基材的烟杆;
内部加热器,所述内部加热器配置于所述收纳腔里,向插入所述收纳腔的烟杆贯入或者向在该烟杆的端面形成的凹部插入,通过从内侧加热所述烟杆来使所述气溶胶生成基材挥发;
外部加热器,所述外部加热器配置于所述收纳腔的侧周部,通过至少在所述烟杆的预热期间预热所述烟杆的外周部,来抑制所述内部加热器工作时产生的气溶胶凝结。
2.如权利要求1所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述非燃烧加热型吸烟装置具备控制所述内部加热器以及所述外部加热器的控制部,
所述控制部在所述内部加热器以及所述外部加热器双方工作的同时加热期间以使所述外部加热器的温度高于所述内部加热器的温度的方式进行控制。
3.如权利要求2所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
在自所述外部加热器对所述烟杆的预热开始起的经过时间达到规定的设定时间的时刻、或者所述外部加热器的温度达到规定的设定温度的时刻,所述控制部使该外部加热器的工作停止,但使所述内部加热器的工作继续。
4.如权利要求3所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
在所述外部加热器的工作停止后,所述控制部使所述内部加热器的温度比所述外部加热器的工作停止前增加。
5.如权利要求2至4中任一项所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述控制部通过在所述烟杆的预热开始时仅使所述外部加热器工作来开始该预热,并使所述内部加热器的工作迟于所述外部加热器的工作。
6.如权利要求1至5中任一项所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述收纳腔具有:插入口,所述插入口是位于所述侧周部的前端侧并且以能够插入所述烟杆的方式开放的开放端;腔底部,所述腔底部位于所述侧周部中的基端侧;
所述侧周部具有:包含设有所述腔底部的基端的第一区域、和与所述第一区域相邻地位于所述插入口侧的第二区域,
所述外部加热器未配置于所述第一区域且配置于所述第二区域。
7.如权利要求6所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述外部加热器在所述第二区域的一部分区间或整个区间沿着所述侧周部的周向在整周配置。
8.如权利要求6和7所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述内部加热器相对于所述收纳腔的中心轴线具有n次对称性,n是3以上的整数。
9.如权利要求6至8中任一项所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述内部加热器具有圆柱形状并且在前端侧形成有圆锥部。
10.如权利要求6至8中任一项所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述部内加热器具有锥形状或者锥台形状并且形成从所述腔底侧朝向所述插入口侧前端变细的形状。
11.如权利要求6至8中任一项所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述内部加热器具有圆锥形状或者圆锥台形状。
12.如权利要求6至11中任一项所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述侧周部还具有与所述第二区域相邻并包含所述插入口的第三区域,在该第三区域未配置所述外部加热器。
13.如权利要求12所述的非燃烧加热型吸烟装置,其中,
所述内部加热器的前端位置与所述侧周部中的所述第二区域或者所述第三区域对应。
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