CN114158775A - 一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，包括烟具组件，烟具组件包括细长的壳体、烟嘴、加热部；壳体内设进气道、空腔、腔室；加热部为圆筒形，可吸食材料置于加热部内，加热部外壳的内环内层为多级的加热AZO薄膜、另一层为一体成型的气凝胶层，在气凝胶层内设有给多级加热AZO薄膜供电的电路，同时在加热AZO薄膜表面设置有热电偶；在加热部远离烟嘴的一侧是加热部的进气位置，气道的一端与加热部的进气位置同轴对应相连、另一端作为进气口与壳体外壁相连通，气道与加热部相连的位置设置孔板，气道与壳体外壁相连的位置设置过滤网。本发明使得整支烟具连续均匀被加热，保证吸食者每口烟气成分均匀，用户每口吸食浓度保持稳定。
Description
技术领域
本发明属于烟支加热技术领域，具体涉及一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具。
背景技术
传统的卷烟燃烧时温度可达800℃以上，通过燃烧烟草产生烟草烟雾从而被使用者吸食，在烟草受热挥发出香味成分以外还会发生燃烧和热解反应产生六千多种成分，其中包括多环芳烃类、一氧化碳、氮氧化物、烯烃等甚至有400多种致癌物质，并且在环境中造成有害二手烟对周围人健康产生危害。新型的加热不燃烧HNB(Heat Not Burning)方式卷烟在进行雾化时，需要消耗十几秒或更长的预热时间，并且目前常见的电磁感应加热的电子烟，由于电磁感应原理需要一组线圈缠绕金属感发热，因此在有限的烟支长度下只能分成有限的几段，这种分段形式使得在吸食时会有烟气不均匀的情况产生。另一种使用微波加热的HNB电子烟会在使用的同时产生辐射并且有设备难以小型化的缺点。基于以上提出的HNB电子烟存在的问题，本发明提出了一种采用薄膜加热烟支装置来较好的解决这些问题。
发明内容
针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，包括烟具组件，烟具组件包括细长的壳体、与壳体相连并向外延伸的烟嘴、内置于壳体中的加热部；壳体内设进气道、用于放置加热部的空腔、用于安装电源等配件的腔室；加热部为圆筒形，烟支可吸食材料放置于加热部筒内，加热部的外壳由两层材料组成，内层设置多级的加热AZO(掺铝氧化锌)薄膜、外层为一体成型的气凝胶层，在气凝胶层内设有给多级加热AZO薄膜供电的电路，同时在加热薄膜与气凝胶层相接面且接触加热AZO薄膜表面设置有热电偶；在加热部远离烟嘴的一侧是加热部的进气位置，气道的一端与加热部的进气位置同轴对应相连、另一端作为进气口与壳体外壁相连通，其中气道与加热部相连的位置设置孔板，气道与壳体外壁相连的位置设置过滤网。
进一步地，还包括安装在腔室内的温度控制芯片和电源，温度控制芯片的电路固定在一体成型的壳体上，壳体上设置电路连接部，当加热部作为组件安装在壳体的空腔中时，加热部的电路线也会接入到壳体上的电路连接部上。电源可以是直流电池、充电电池等便携电源，电源将电力供给温度控制芯片以及加热部；温度控制芯片控制电源提供给加热部的电压大小，以及通电强度和通电时间，进一步实现烟具组件内部可吸食材料的均匀充分加热。
进一步地，加热部中将加热AZO薄膜连同电路、热电偶浇筑在气凝胶层形成的管体中。
进一步地，多级加热AZO薄膜的数量不低于三级，且各级的加热AZO薄膜相互间距离均匀一致，并且每级面积、厚度都相同、且采用相同的通电方式。
进一步地，各级加热AZO薄膜之间无间距，或每级加热AZO薄膜之间的间隙采用密封材料进行密封。
进一步地，温度控制芯片用于控制加热AZO薄膜的通电时间及功率，在前一级可吸食材料大部分受热挥发后开启下一级加热AZO薄膜，对下一段可吸食材料进行预热和加热。
与现有技术相比，本发明有益效果包括：
(1)本发明使得整支烟具连续均匀被加热，保证吸食者每口烟气成分均匀，用户每口吸食浓度保持稳定。
(2)本发明的烟具使用时加热方式安全，便于小型化生产。
附图说明
图1为本发明装置的结构图。
图2为本发明中加热部的剖视图。
图3为气体进入装置用于换热与进气的气道结构示意图。
图4本发明温度控制芯片控制各级加热AZO薄膜随时间变化的电压轨迹。
图示说明：100-烟具组件，101-壳体，101a-进气道，101b-空腔，101c-腔室，102-烟嘴，103-加热部，104-孔板，105-过滤网，106-温度控制芯片，107-电源，108-电路连接部，201-加热AZO薄膜，202-气凝胶层，203-电路，204-热电偶。
在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接；可以是机械连接、电连接；可以是直接相连、中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步地说明。
本发明中可吸材料包括任何含有烟草、烟油的材料，例如烟草、烟草衍生物、再造烟草、烟草替代品中的一种或多种，可以是固体、液体或凝胶等形式，它们在受热后释放出挥发成分被人吸食。
参照图1，一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，包括烟具组件100，其用于使可吸食材料中的一种或多种成分挥发但不使其燃烧，烟具组件100包括细长的壳体101、与壳体101相连并向外延伸的烟嘴102、内置于壳体101中的加热部103，加热部103用于对可吸食材料进行加热，使用者通过烟嘴102吸食在烟具组件100中被加热挥发出来的气溶胶。
壳体101采用本领域允许的任意材料，如金属、塑料、陶瓷或玻璃等，在本实施例中使用透明耐用塑料一体成型。壳体101内设进气道101a、用于放置加热部103的空腔101b、用于安装电源等配件的腔室101c，烟支可吸食材料放置于加热部103内，在加热部103中被加热释放出可吸食烟气气溶胶，烟气气溶胶产生后流经烟嘴102进入使用者口腔。
在加热部103远离烟嘴102的一侧是加热部103的进气位置，气道101a的一端与加热部103的进气位置同轴对应相连、另一端作为进气口与壳体101外壁相连通，其中气道101a与加热部103相连的位置设置孔板104，气道101a与壳体101外壁相连的位置设置过滤网105。孔板104机械固定于气道101a和加热部103之间，过滤网105可以是金属、玻璃、塑料、陶瓷等材料或复合材料制作的网状过滤层。如图3所示，烟具组件100外界的空气通过过滤网105进入气道101a，再经由孔板104进入到加热部103的可吸食材料中，加热部103对可吸食材料和周围空气进行加热，产生可吸食烟气气溶胶，可吸食气溶胶形成后经过烟嘴102流出装置。
本发明还包括安装在腔室101c内的温度控制芯片106和电源107，温度控制芯片106的电路固定在一体成型的壳体101上，壳体101上设置电路连接部108，当加热部103作为组件安装在壳体101的空腔101b中时，加热部103的电路线也会接入到壳体101上的电路连接部108上。电源107可以是直流电池、充电电池等便携电源，电源107将电力供给温度控制芯片106以及加热部103；温度控制芯片106控制电源107提供给加热部103的电压大小，以及通电强度和通电时间，以实现烟具组件100内部可吸食材料的均匀充分加热。
参考图2，描述加热部103的一个实施例，在此实例中，加热部103为圆筒形，烟支可吸食材料放置于加热部103筒内，加热部103的外壳由两层材料组成，内层设置多级的加热AZO薄膜201，AZO即为掺铝氧化锌，而外层为一体成型的气凝胶层202，加热AZO薄膜201通过将电能转化为热能从而残生高温进而加热可吸食的材料。在气凝胶层202内有给多级加热AZO薄膜201供电的电路203，同时在加热AZO薄膜201与气凝胶层202相接触的这一面且接触加热AZO薄膜201表面设置有热电偶204，以上电路包括热电偶的电路汇聚为一股电路，当加热部103安装在壳体空腔101b时，汇聚的电路连接到壳体101上的电路连接部108。并且在每个加热部103配置的热电偶204用于检测温度，并将测得温度信号传递至温度控制芯片106。
加热部103也是使用一体成型的方式，直接将加热AZO薄膜201连同电路203、热电偶204浇筑在气凝胶层202形成的管体中。在此实例中，值得注意的是，加热AZO薄膜201是透明材料，气凝胶层202也是透明材料但同样可以由其他良好绝热透明材料或不透明材料替代。
本发明采用多级加热AZO薄膜，数量不限最好在三级及以上，每一级加热AZO薄膜用于加热对应段的可吸食材料，本实施例中采用三级的电加热AZO薄膜201，且各级的加热AZO薄膜201相互间距离均匀一致，并且每级面积、厚度都相同、采用相同的通电方式，但每级之间几乎无间距，如果不能保证每级加热AZO薄膜201之间的距离很小，需要在各级之间使用密封材料如塑料、玻璃等，值得注意的是，在此例中使用的气凝胶材料需要防水尽量密封。
温度控制芯片106用于控制每级加热AZO薄膜201的通电时间及功率，在多级加热的过程中通过预热、控制升温曲线、控制加热时间等方式实现薄膜多级加热，温度控制芯片106启动后接收热电偶204达到指定温度的信号，有记忆计时，在第一段可吸食材料快要被完全热解的时间启动第二级预热和加热同样计时，并且不同情况如加热，预热时的加热曲线不同，可以根据需求进行自定义，同理控制第三级加热，使得整支卷烟连续均匀被加热，保证吸食者每口烟气成分均匀，用户每口吸食浓度保持稳定。温度控制芯片106控制各级加热AZO薄膜201随时间变化的电压轨迹如图4所示。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，其特征在于：包括烟具组件(100)，所述烟具组件(100)包括细长的壳体(101)、与所述壳体(101)相连并向外延伸的烟嘴(102)、内置于壳体(101)中的加热部(103)；所述壳体(101)内设进气道(101a)、用于放置所述加热部(103)的空腔(101b)、腔室(101c)；
所述加热部(103)为圆筒形，烟支可吸食材料放置于所述加热部(103)筒内，所述加热部(103)的外壳由两层材料组成，内层设置多级的加热AZO薄膜(201)，外层为一体成型的气凝胶层(202)；在所述气凝胶层(202)内设有给多级加热AZO薄膜(201)供电的电路(203)，在所述加热薄膜(201)与所述气凝胶层(202)相接面且接触加热AZO薄膜(201)表面设置有热电偶(204)；
在所述加热部(103)远离所述烟嘴(102)的一侧是所述加热部(103)的进气位置，所述气道(101a)的一端与所述加热部(103)的进气位置同轴对应相连、另一端作为进气口与所述壳体(101)外壁相连通，其中所述气道(101a)与所述加热部(103)相连的位置设置孔板(104)，所述气道(101a)与所述壳体(101)外壁相连的位置设置过滤网(105)。
2.根据权利要求1所述的一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，其特征在于：还包括安装在所述腔室(101c)内的温度控制芯片(106)和电源(107)，所述温度控制芯片(106)的电路固定在一体成型的壳体(101)上；所述电源(107)将电力供给温度控制芯片(106)以及加热部(103)；温度控制芯片(106)控制电源(107)提供给加热部(103)的电压大小以及通电强度和通电时间。
3.根据权利要求1所述的一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，其特征在于：所述加热部(103)中将所述加热AZO薄膜(201)连同所述电路(203)、所述热电偶(204)浇筑在气凝胶层(202)形成的管体中。
4.根据权利要求1所述的一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，其特征在于：多级加热AZO薄膜(201)的数量不低于三级，且各级的所述加热AZO薄膜(201)相互间距离均匀一致，并且每级面积、厚度都相同、且采用相同的通电方式。
5.根据权利要求4所述的一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，其特征在于：各级所述加热AZO薄膜(201)之间无间距，或每级所述加热AZO薄膜(201)之间的间隙采用密封材料进行密封。
6.根据权利要求2所述的一种采用薄膜加热的加热不燃烧烟具，其特征在于：所述温度控制芯片(106)用于控制所述加热AZO薄膜(201)的通电时间及功率，在前一级可吸食材料大部分受热挥发后开启下一级加热AZO薄膜(201)，对下一段可吸食材料进行预热和加热。
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