CN114376278B - 一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，尤其涉及一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具。其包括壳体以及设置于所述壳体内的射频加热器，所述射频加热器包括射频发生器、控制所述射频发生器工作的电源、以及与所述射频发生器连接的第一极板和第二极板，所述第一极板和第二极板相互平行，所述第一极板和第二极板之间形成卷烟加热部。本申请中采用射频加热的方式，利用电磁波进行能量传递的非接触式加热方式，相对于直接加热，这种加热方式不存在加热元件，而是在物料内部发热，只要能够让高极性热激发分子均匀的分布在烟草物料中，就能实现整个物料体系的均匀加热，提高加热稳定性，从而实现整个系统的加热效果改进。

Description

一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具

技术领域

本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，尤其涉及一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具。

背景技术

传统的烟草是在被点燃之后，维持阴燃状态，并利用阴燃产生的温度加热燃烧区域附近的烟草原料，释放出可供抽吸的烟气。在这一过程中，根据距离燃烧锥的位置差异，不同位置的烟草物料温度各不相同。传统烟草的烟草产品其烟气释放过程是一个温度变化范围较大，加热均匀性不良的体系中发生的。而温度的不稳定导致了烟气成分中的化合物的成分构成变得非常复杂，这也导致了烟气的抽吸质量稳定性受到影响，并且也导致了诸多有害化学成分的释放难以控制。

而近年来科学研究表明有效控制降低烟支的燃烧温度，可以显著提升烟气中的有害成分释放量，提高烟草制品的安全性。依托这一理论，开发了加热不燃烧产品。这些加热不燃烧产品是通过加热元件对烟草物料进行加热烘培，并将加热温度控制在300℃左右，使烟草能够释放烟气但仍旧保持在不燃烧的状态下。相对于传统的燃吸卷烟，加热不燃烧烟草在很大程度改善了烟草释放烟气的温度稳定性，并进而减低了产品的危害性。

目前，加热不燃烧卷烟通常使用烟具内固定设置加热元件进行烟草物料的加热，比如公开号为CN208211460U的专利文件公开的这样一种用于加热不燃烧卷烟的烟具，包括：加热器，其用于通过穿入所述加热不燃烧卷烟的内部来加热该卷烟的烟草部；以及提取器，其用于提取接收在所述烟具中的该加热不燃烧卷烟。所述提取器进一步包括：容纳部，用于接收包括所述烟草部的加热不燃烧卷烟；套筒，用于接收所述容纳部并通过套筒自身旋转带动所述容纳部运动；其中，所述容纳部在第一位置和第二位置之间可运动，所述第一位置是所述加热器与所述烟草部相接触的加热位置，所述第二位置是所述加热器与所述烟草部相分离的提取位置。

在这种烟具产品中，由于加热器与烟草物料仅在局部位置接触，热量传递不均匀，因此仍旧无法真正实现均匀的热量递送，这在很大程度上也导致这些产品仍就存在抽吸质量不稳定的问题，使得有害成分的释放仍旧缺乏稳定控制。同时加热不均匀也导致了这些产品普遍存在只有加热器附近的烟草物料被加热释放烟气，产品烟气浓度低，抽吸口数少、加热器容易碳化结垢的产品缺陷。

发明内容

本发明要解决上述问题，提供一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具。

本发明解决问题的技术方案是，提供一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，包括壳体以及设置于所述壳体内的射频加热器，所述射频加热器包括射频发生器、控制所述射频发生器工作的电源、以及与所述射频发生器连接的第一极板和第二极板，所述第一极板和第二极板相互平行，所述第一极板和第二极板之间形成卷烟加热部。

作为本发明的优选，所述射频发生器的射频晶体管包括MOSFET金属氧化物半导体场效应晶体管、GaAsMESFET砷化镓金属半导体场效应晶体管、SIT静态感应晶体管中的一种。

作为本发明的优选，所述第一极板或/和第二极板的材料包括石墨、银、铝、镍、锌、铜、铁、金中的一种或几种。

作为本发明的优选，所述电源包括锂离子电池、磷酸铁锂电池中的一种。

作为本发明的优选，所述射频发生器产生的高频交变电磁波的频率在3Hz至3thz之间。优选的，高频交变电磁波的频率在1Mhz和3GHz之间。优选地，高频交变电磁波的频率在5MHz到900MHz之间。

作为本发明的优选，所述壳体的材质为耐高温非金属材料，优选为尼龙，PEEK聚醚醚酮，PI聚酰亚胺中的一种或几种。

作为本发明的优选，所述第一极板、第二极板分别与所述射频发生器活动电连接；所述第一极板、第二极板分别设有电触头，所述射频发生器设有两簧片触点，还包括控制两所述电触头分别与两所述簧片触点接触或分离的控制件。

作为本发明的优选，所述壳体包括外壳体和内壳体，所述电源和射频发生器设置于所述外壳体内，所述第一极板、第二极板设置于所述内壳体内。

作为本发明的优选，所述外壳体和内壳体活动连接。

作为本发明的优选，两所述簧片触点均设置于所述外壳体内壁，所述第一极板、第二极板分别与所述内壳体的底板滑动连接，所述内壳体的侧板设有可供所述电触头穿过后与所述簧片触点接触的通孔；所述控制件包括设置于所述卷烟加热部的控制块，所述第一极板、第二极板分别通过控制结构与所述控制块连接，所述控制结构包括设置于所述控制块的第一齿条，设置于所述内壳体内的第一转轴，设置于所述第一转轴上、并与所述第一齿条啮合的齿轮，以及设置于所述第一极板或第二极板的第二齿条，第二齿条与所述齿轮啮合，所述第一齿条与卷烟插入所述卷烟加热部的方向平行，所述第二齿条与所述第一齿条垂直。

作为本发明的优选，还包括卷烟夹紧结构，所述卷烟夹紧结构包括两设置于所述卷烟加热部的第二转轴、以及两分别设置于所述第二转轴的偏心轮，两所述偏心轮之间形成卷烟夹紧部；两所述第一转轴分别与两所述第二转轴通过齿轮链条结构传动。

作为本发明的优选，所述第一极板、第二极板分别与所述内壳体内壁通过伸缩件连接。

作为本发明的优选，所述外壳体内壁设有电磁屏蔽层。优选地，所述电磁屏蔽层为金属镀层，优选地，所述金属镀层包括银、铝、铜、镍中的一种或几种。优选地，所述电磁屏蔽层为导电聚合物涂层，优选地，所述导电聚合物涂层包括PANI聚苯胺、PPY聚吡咯、PTH聚噻吩中的一种或几种。

作为本发明的优选，所述内壳体设有卷烟插入口，所述卷烟插入口侧壁设有密封圈。

作为本发明的优选，所述内壳体的底板设有空气流通孔。

本发明的有益效果：

1.本申请中，采用的是射频加热的方式，其是由射频发生器产生的高频电磁波穿透卷烟内部，激发卷烟内的极性分子的极性运动和震荡迁移，从而将电能转变为热能，达到加热目的。这种对烟草本体加热技术是利用电磁波进行能量传递的非接触式加热方式，相对于直接加热，这种加热方式不存在加热元件，而是在物料内部发热，只要能够让高极性热激发分子均匀的分布在烟草物料中，就能实现整个物料体系的均匀加热，提高加热稳定性，从而实现整个系统的加热效果改进。

2.本申请中，通过将第一极板、第二极板分别与射频发生器活动电连接，避免了使用者在卷烟未插入卷烟加热部时、在不经意情况下打开了电源而造成射频发生器工作，从而产生电磁辐射泄露的问题。

3.本申请中，进一步设计了控制件，使得只有在卷烟插入卷烟加热部以封闭卷烟插入口后，第一极板、第二极板才能与射频发生器接通，进一步避免了电磁辐射泄露问题。

附图说明

图1是一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具实施例1的结构示意图；

图2是一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具实施例2的结构示意图；

图3是一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具实施例3的结构示意图；

图4是一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具实施例4卷烟插入前的结构示意图；

图5是图4中A处放大图；

图6是一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具实施例4卷烟插入后的结构示意图；

图7是图6中B处放大图；

图中：壳体1，外壳体11，电磁屏蔽层111，内壳体12，空气流通孔121，射频发生器21，电源22，第一极板23，和第二极板24，卷烟加热部25，电触头31，簧片触点32，控制块41，第一齿条42，齿轮43，第二齿条44，偏心轮5。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施方式，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，如图1所示，包括壳体1以及设置于壳体1内的射频加热器。

壳体1包括外壳体11和内壳体12，本实施例中，外壳体11与内壳体12固定连接，外壳体11和内壳体12之间形成一封闭的空腔，用于安装射频加热器的控制组件，其包括射频发生器21、控制射频发生器21工作的电源22；而内壳体12内形成一具有开口的空腔，内壳体12的底板设有空气流通孔121，空腔内用于安装射频加热器的工作组件，包括相互平行的第一极板23和第二极板24，第一极板23和第二极板24分别与射频发生器21通过导线电连接，因此内壳体12上开设有可供导线通过的开口。使用时，电源22提供射频发生器21所需功率，以在第一极板23和第二极板24之间产生射频电磁辐射，此时将卷烟置于第一极板23和第二极板24之间，即可使得卷烟内的极性分子运动发热，因此，第一极板23和第二极板24之间形成卷烟加热部25，而内壳体12的开口即成为卷烟插入口。可以在卷烟插入口设置密封圈，以避免使用时卷烟从卷烟加热部25内脱落。

考虑到射频加热器属于高能加热设置，而且穿透性较强，射频加热器的电磁辐射主要来自于第一、第二极板周围区域。由于第一极板23、第二极板24相互平行，所以两极板之间的电场可以看做是匀强交变电场，对外部的辐射泄露来自于极板边缘处不规则分布的电磁场，因此，在内壳体12的内壁设有电磁屏蔽层，电磁屏蔽层可以是银、铝、铜、镍等金属镀层，或者PANI聚苯胺、PPY聚吡咯、PTH聚噻吩等导电聚合物涂层。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处仅在于：

如图2所示，外壳体11和内壳体12活动、可拆卸连接。

本实施例中采用磁吸活动连接：外壳体11的一端设有开口、以供内壳体12的插入，在该开口旁边的实体部分上设有磁吸件；内壳体12 为T型，包括通过开口插入外壳体11内的插入部，以及在插入部插入外壳体11中后、搭接在外壳体11磁吸件上的搭接部，搭接部为可与磁吸件磁吸连接的磁铁件。

同时，电源22和射频发生器21设置于外壳体11内，射频发生器21设有两簧片触点32，两簧片触点32均固定在外壳体11内壁上，且两簧片触点32相对设置；第一极板23、第二极板24设置于内壳体12内，第一极板23远离卷烟加热部25的一面、第二极板24远离卷烟加热部的一面分别设有电触头31，电触头31轴向均包裹绝缘皮套，电触头31穿过内壳体12侧壁后露在外面；当内壳体12插入外壳体11内后，电触头31端部正好与簧片触点32紧密接触，实现射频发生器21与第一极板23、第二极板24的电连接。通过这种活动连接的设计方式，可以避免使用者在不经意情况下使得电源22开启而导致射频加热器工作的问题。

在活动电连接的情况下，还可以在射频发生器21和极板之间增加一控制模块，以将电触头31和簧片触点32的接触信号转换为电信号、控制射频发生器21工作。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，其不同之处仅在于：

如图3所示，电触头31与簧片触点32的设计位置不同。

本实施例中，电触头31设计于内壳体12的底部；外壳体11包括外分壳和内分壳，外分壳和内分壳之间用于射频发生器21、电源22，内分壳内供内壳体12的插入。簧片触点32设置在内分壳底部、与电触头31对应。

实施例4

本实施例与实施例2基本相同，其不同之处仅在于：

第一极板23、第二极板24与内壳体12滑动连接。

如图4、图5所示，第一极板23、第二极板24分别与内壳体12的底板滑动连接，同时为了支撑极板、使得极板在可滑动的情形下也能始终保持平行，第一极板23、第二极板24分别与内壳体12内壁通过伸缩件连接，每个极板均至少通过两个伸缩件与内壳体12内壁连接。同时，在内壳体12的侧板设有可供电触头31穿过的通孔。

为了控制第一极板23和第二极板24的移动，卷烟加热部25内设有控制块41，控制块41通过伸缩件、优选为弹性件与内壳体12的底板连接。第一极板23、第二极板24分别通过控制结构与控制块41连接，控制结构包括设置于控制块41的第一齿条42、与第一齿条42啮合的齿轮43、设置于第一极板23或第二极板24的第二齿条44，第二齿条44与齿轮43啮合，第一齿条42与卷烟插入卷烟加热部25的方向平行，第二齿条44与第一齿条42垂直。其中，为了固定齿轮43，在内壳体12内必然设有转轴，将其命名为第一转轴，第一转轴的两端分别与内壳体12的内壁转动连接，齿轮43设置于第一转轴上，齿轮43的转动会带动第一转轴的转动。

基于上述设计，使用前，即使已经将内壳体12插入外壳体11内，如图5所示，卷烟未插入卷烟加热部时，电触头31位于内壳体12内、依旧不与簧片触点32接触。避免了内壳体12和外壳体11需要分开携带的不便性，也进一步提高了使用安全性。

使用时，如图7所示，卷烟插入至接触控制块41后，卷烟继续插入会使得控制块41向靠近内壳体12底部的方向移动（本实施例中如图示，是向左移动），从而带动两第一齿条42左移，从而带动上面靠近第一极板23的齿轮43顺时针转动、下面靠近第二极板24的齿轮43逆时针转动，从而带动第一极板23的第二齿条44向上转动、第二极板24的第二齿条44向下移动。第一极板23和第二极板24的移动，均会使其上连接的电触头31穿过内壳体12的通孔后与外壳体11内的簧片触点32接触，从而完成电连接。

其中，在将控制块41通过弹性件与内壳体12的底板连接时，加热卷烟时，需要使用者对卷烟持续发力，保持电触头31与簧片触点32的接触。为了避免这种情况，可以设置任意扣紧装置，以将卷烟固定在卷烟加热部25内，比如一固定帽，其包括顶板以及侧板，其侧板内壁设有内螺纹以与外壳体11的外壁螺纹联接，其顶板内壁与卷烟端部抵接。基于此，在卷烟加热完毕后，松开对卷烟的发力，卷烟即可在弹性件作用下弹出，同时电触头31与簧片触点32的解除接触。

此外，为了避免卷烟在卷烟加热部25中发生径向位移（本实施例中如图示，是卷烟的上下前后的位移），本实施例中，还包括卷烟夹紧结构，卷烟夹紧结构包括两设置于卷烟加热部25的第二转轴、以及两分别设置于第二转轴的偏心轮5，两偏心轮5之间形成卷烟夹紧部。一般情况下，将两偏心轮5分别靠近两极板设置即可。在卷烟插入之前，两偏心孔5之间的距离大于等于卷烟的外径，在卷烟插入后，两偏心轮5发生旋转，使得两偏心轮5之间的距离小于卷烟的外径，此时即可将卷烟夹紧在两偏心轮5之间。

其中，为了便于控制偏心轮5的转动，本实施例中，由于齿轮43均设置于第一转轴，可以将两第一转轴分别与两第二转轴通过齿轮链条结构传动。上述已知，当卷烟插入卷烟加热部25时，上面靠近第一极板23的齿轮43顺时针转动、带动其所在的第一转轴顺时针转动；下面靠近第二极板24的齿轮43逆时针转动、带动其所在的第一转轴逆时针转动。此时，与上面的齿轮43通过齿轮链条结构传动的第二转轴也会顺时针转动，与下面的齿轮43通过齿轮链条结构传动的第二转轴也会逆时针转动，从而分别带动两偏心轮5转动，使得两偏心轮5之间的距离减小。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，其特征在于：包括壳体（1）以及设置于所述壳体（1）内的射频加热器，所述射频加热器包括射频发生器（21）、控制所述射频发生器（21）工作的电源（22）、以及与所述射频发生器（21）连接的第一极板（23）和第二极板（24），所述第一极板（23）和第二极板（24）相互平行，所述第一极板（23）和第二极板（24）之间形成卷烟加热部（25）；

所述第一极板（23）、第二极板（24）分别与所述射频发生器（21）活动电连接；所述第一极板（23）、第二极板（24）分别设有电触头（31），所述射频发生器（21）设有两簧片触点（32），还包括控制两所述电触头（31）分别与两所述簧片触点（32）接触或分离的控制件；

所述壳体（1）包括外壳体（11）和内壳体（12），所述电源（22）和射频发生器（21）设置于所述外壳体（11）内，所述第一极板（23）、第二极板（24）设置于所述内壳体（12）内；

两所述簧片触点（32）均设置于所述外壳体（11）内壁，所述第一极板（23）、第二极板（24）分别与所述内壳体（12）的底板滑动连接，所述内壳体（12）的侧板设有可供所述电触头（31）穿过后与所述簧片触点（32）接触的通孔；

所述控制件包括设置于所述卷烟加热部（25）的、用于与卷烟接触的控制块（41），所述第一极板（23）、第二极板（24）分别通过控制结构与所述控制块（41）连接，所述控制结构包括设置于所述控制块（41）的第一齿条（42），设置于所述内壳体（12）内的第一转轴，设置于所述第一转轴上、并与所述第一齿条（42）啮合的齿轮（43），以及设置于所述第一极板（23）或第二极板（24）的第二齿条（44），第二齿条（44）与所述齿轮（43）啮合，所述第一齿条（42）与卷烟插入所述卷烟加热部（25）的方向平行，所述第二齿条（44）与所述第一齿条（42）垂直；

还包括卷烟夹紧结构，所述卷烟夹紧结构包括两设置于所述卷烟加热部（25）的第二转轴、以及两分别设置于所述第二转轴的偏心轮（5），两所述偏心轮（5）之间形成卷烟夹紧部；两所述第一转轴分别与两所述第二转轴通过齿轮链条结构传动。

2.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，其特征在于：所述外壳体（11）和内壳体（12）活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，其特征在于：所述第一极板（23）、第二极板（24）分别与所述内壳体（12）内壁通过伸缩件连接。

4.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，其特征在于：所述外壳体（11）内壁设有电磁屏蔽层（111）。

5.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，其特征在于：所述内壳体（12）设有卷烟插入口，所述卷烟插入口侧壁设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧卷烟用射频加热烟具，其特征在于：所述内壳体（12）的底板设有空气流通孔（121）。