JP2022530610A - タバコの先端で誘導加熱する発煙装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一、タバコスティックまたはタバコ葉の直接接触する部分は十分に加熱されるが、発熱体から離れた部分は十分に加熱されず、タバコの円周断面で加熱効果が不均一になる。
二、加熱部材自体の体積が小さく、熱容量が高くないので、喫煙者の吸引前に所定の加熱待機時間が必要である。発熱体がタバコと直接接触するので、発熱体から離れた部分の加熱効果を確保するために、通常、発熱体の表面温度を最適加熱温度よりも10~20度高くすることで、十分な加熱を確保する。しかしながら、発熱体と接触する部分が数回加熱された後、発熱体に付着することがあるため、次の喫煙時に、臭いの発生や加熱の困難という問題をもたらす。
一、発熱体の隣接する表面は、通電のため、短絡を防止するように互いに絶縁するための十分なスペースが必要となるので、発熱体の表面を流れる空気のみが十分に加熱される。
二、発熱体の温度の測定や制御が難しい。温度センサーは、発熱体に直接取り付けることができず、空気流路に取り付けられるので、取り付けや配線が難しいだけでなく、吸引時と非吸引時の空気の流れと停滞による相対温度差が大きすぎ、制御が難しくなる。
中空加熱カップ2、強磁性発熱体5、誘導コイル4を備え、
中空加熱カップ2は、上部中空構造、下部中空構造、及び両者間の仕切板を含み、上部中空構造がタバコ収容室13を含み、下部中空構造が発熱体収容室を含み、仕切板に、タバコ収容室13と発熱体収容室とを連通する集熱孔21を有し、
発熱体5は、空気が通過可能な構造を有し、中空加熱カップ2の発熱体収容室内に配置され、
誘導コイル4は、中空加熱カップ2の発熱体収容室の外壁を取り囲み、電源に接続される、タバコの先端で誘導加熱する発煙装置を提供する。
断熱リング10は、発熱体5の下端に配置され、上端が発熱体5に当接し、下端が中空ベース11に当接し、断熱リング10及び中空ベース11の内部の中空構造が、外気と発熱体収容室とを連通する。断熱リング10と中空加熱カップ2の下部が、螺合、係合、ピンまたはセルフロックテーパーなどにより連結される。
図1に示すように、タバコ収容室13内にタバコ(図示せず)を挿入する。発煙装置を作動させ、誘導コイルに通電すると、発熱体5が発熱し始める。吸引が始まると、外気が加熱カップ2の下部から吸い込まれ、発熱体5によって急速かつ十分に加熱され、高温空気が得られる。高温空気が、小径の集熱孔21から、均熱部材3の円筒状内壁により形成された大径の均熱室32の内部に吸い込まれる際に、集熱孔21の前端では空気の流速が速く、圧力が低く、温度が高いが、集熱孔21から相対的に離れ、この孔の径方向又は軸方向に相対的に遠い領域では、空気の温度が相対的に低く、流速が遅く、圧力が高い。高温空気が均熱室32に入った後、圧力差の作用で、均熱室32の内部に複数領域の小さな流れが形成され、熱及び圧力が均一化され、均熱孔31に到達した空気の圧力及び温度が均一化され、温度が少し下がり、高温空気が喫煙者の吸引による負圧を受けた後、タバコ収容室13内に挿入されたタバコに吸い込まれ、均一化された高温空気がタバコ内の煙草部を加熱する。また、均熱孔31が均熱部材3の頂板に周方向に等間隔で配置されるため、本発煙装置は直接接触式加熱装置と比べて、タバコの加熱がより均一かつ十分であることが確保された。
1、本発明は、吸い込まれて通過する空気を瞬時に誘導加熱する電気加熱式発煙装置を初めて設計し、加熱原理は誘導加熱であり、発熱体の内部及び/又は表面に複数の空気流路を有するため、表面及び内部を流れる空気を急速かつ十分に加熱することができ、従来の電気加熱式タバコは、加熱ムラが発生し、炭素加熱式タバコは、燃えやすく、制御が困難であり、香気成分が不足であり、喫煙感が悪いという問題を効果的に解決することができる。
2、好ましい技術的手段において、発熱体は、大きな比表面積を有する強磁性金属繊維束または多孔質発泡強磁性金属体である。環状、平坦状又は組み合わせ式平坦状金属発熱体と比べて、本発明における発熱体の内部には多くの微細な空気流路を有するため、空気の分散性が高くなり、表面及び内部を流れる空気を急速かつ十分に加熱することができる。
3、好ましい技術的手段において、本発明は、発熱体5とタバコ収容室13との間に均熱部材3を初めて設けており、圧力差の作用で、内部の均熱室32内に複数領域の小さな流れが形成され、熱及び圧力が均一化され、均熱孔31に入り、吸引による負圧を受けた後、相対的に均一化されかつある程度降温された空気が、タバコ収容室13内に挿入されたタバコに吸い込まれ、均一化された高温空気でタバコ内の煙草部が加熱される。
4、より好ましい技術的手段において、均熱孔31が均熱部材3の頂板に周方向に等間隔で配置されるので、高温空気の分散性が高い。従来の接触式電気加熱、非接触式電気加熱、炭素加熱方法と比べて、本発明に係る発煙装置は、煙草の加熱がより均一かつ十分であり、接触式電気加熱による加熱後の煙草物質の付着や喫煙具における煙草部の滞留などの問題がない。
5、さらに、本発明における加熱カップ2は、上部がタバコを収容し、下部が発熱体を収容する。主に発熱体により空気が加熱されるが、残りの熱は、放射や空気伝導によって加熱カップ2の下部に伝達された後、加熱カップ2の下部から加熱カップ2の上部に熱伝導されるので、タバコを加熱することもできる。したがって、本発明における加熱カップ2の設計は、熱を十分に利用するという目的を達成した。
図1~2に示すように、実施例1に係るタバコの先端で誘導加熱する発煙装置は、挿入口部1、非金属製の中空加熱カップ2、中空均熱部材3、誘導コイル4、発熱体5、遮蔽リング6、断熱絶縁層7、温度センサー8、真空保温管9、断熱リング10、中空ベース11を備え、
加熱カップ2は、縦断面が略H字状であり、材質が結晶化ガラス、セラミック等の加工精度が高い耐高温で非毒性の非金属材料である。加熱カップ2は、上部中空構造、下部中空構造、及び両者間の仕切板を含む一体構造であり、上部中空構造がタバコ収容室13を含み、下部中空構造が発熱体収容室を含み、仕切板に、タバコ収容室13と発熱体収容室とを連通する集熱孔21を有し、
発熱体5は、強磁性金属繊維束または多孔質発泡強磁性金属体を含み、加熱カップ2の発熱体収容室内に配置され、発熱体収容室が外気と連通し、発熱体5の内部に軸方向の空気流路を有し、
誘導コイル4は、加熱カップ2の発熱体収容室の外壁を取り囲み、コイル導線12を介して電源に接続され、誘導コイル4の最初の起動時は手動で制御され、吸引の全過程において、発煙装置は、温度センサー8によって検出された温度に応じて、誘導コイル4の電気的パラメーターを適時に自動的に調整することで、タバコの吸引に必要な熱を確保する。
図3に示すように、実施例2に係るタバコの先端で誘導加熱する発煙装置と、実施例1との相違点は、中空加熱カップ2が別体構造であることにある。中空加熱カップ2は、上部が中空管状構造であり、下部が一体的に頂板を有する中空管状構造14であり、頂板が上記の仕切板とされ、頂板には、実施例1における集熱孔21として頂板貫通孔141を有する。中空加熱カップ2の上部と下部が係合される。
2:加熱カップ
21:集熱孔
3:均熱部材
31:均熱孔
32:均熱室
4:誘導コイル
5:発熱体
6:遮蔽リング
7:断熱絶縁層
8:温度センサー
9:真空保温管
10:断熱リング
11:中空ベース
12:コイル導線
13:タバコ収容室
14:一体的に頂板を有する中空管状構造
141:頂板貫通孔
Claims (10)
- タバコの先端で誘導加熱する発煙装置であって、
中空加熱カップ(2)、強磁性発熱体(5)、誘導コイル(4)を備え、
前記中空加熱カップ(2)は、上部中空構造、下部中空構造、及び両者間の仕切板を含み、前記上部中空構造がタバコ収容室(13)を含み、前記下部中空構造が発熱体収容室を含み、前記仕切板に、前記タバコ収容室(13)と発熱体収容室とを連通する集熱孔(21)を有し、
前記発熱体(5)は、空気が通過可能な構造を有し、前記中空加熱カップ(2)の発熱体収容室内に配置され、
前記誘導コイル(4)は、前記中空加熱カップ(2)の発熱体収容室の外壁を取り囲み、電源に接続され、前記発熱体収容室が外気と連通する、ことを特徴とする、発煙装置。 - 前記中空加熱カップ(2)は、一体構造または別体構造である、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。
- 前記中空加熱カップ(2)は、上部が中空管状構造であり、下部が頂板を有する中空管状構造(14)であり、前記頂板が請求項1に記載の仕切板とされ、前記中空加熱カップ(2)の上部と下部が着脱可能に連結される、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。
- 前記誘導コイル(4)の外周に配置される遮蔽リング(6)をさらに備え、
前記発熱体(5)は、強磁性金属繊維束または多孔質発泡強磁性金属体を含む、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。 - 前記誘導コイル(4)により取り囲まれた前記中空加熱カップ(2)の発熱体収容室の外壁に被覆される断熱絶縁層(7)と、前記誘導コイル(4)の外部に被覆される断熱絶縁層(7)とをさらに備え、2つの断熱絶縁層(7)の間に前記誘導コイル(4)が介在される、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。
- 前記中空加熱カップ(2)の上部中空構造の内部には、複数の均熱孔(31)が設けられる頂板を有する中空均熱部材(3)が配置され、前記中空均熱部材(3)の内部の中空構造が均熱室(32)であり、前記中空均熱部材(3)が前記タバコ収容室(13)の下部に配置され、前記均熱室(32)は、前記均熱孔(31)を介して前記タバコ収容室(13)と連通し、前記集熱孔(21)を介して前記発熱体収容室と連通する、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。
- 発熱体(5)の内部に内蔵される温度センサー(8)をさらに備える、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。
- 断熱リング(10)、中空ベース(11)をさらに備え、
前記断熱リング(10)は、前記発熱体(5)の下端に配置され、上端が前記発熱体(5)に当接し、下端が前記中空ベース(11)に当接し、前記断熱リング(10)及び中空ベース(11)の内部の中空構造が、外気と前記発熱体収容室とを連通する、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。 - 前記発熱体(5)の内部に軸方向の空気流路を有する、ことを特徴とする、請求項1に記載の発煙装置。
- 前記均熱孔(31)が前記均熱部材(3)の頂板に周方向に等間隔で配置される、ことを特徴とする、請求項6に記載の発煙装置。
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