CN107156909B - 加热不燃烧烟具及其加热组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热不燃烧烟具及其加热组件，加热组件包括管体及加热棒，管体内设置有滤网，加热棒的一端与滤网直接接触，因此滤网不仅可以用来防止烟草制品的烟渣下漏，而且加热棒上的热量能够直接传递给滤网，而滤网与烟草制品直接接触，因此热量通过加热棒直接传递给滤网，可以加快烟草制品的升温速度，使烟草雾化速度加快，冷空气通过进气口进入管体的下腔体后，通过螺旋式或阶梯式的导流通道后，被加热成热气流，热气流通过滤网进入上腔体内，对上腔体内的烟草制品进行加热。

Description

加热不燃烧烟具及其加热组件

技术领域

本发明涉及空气加热技术领域，特别是涉及一种加热不燃烧烟具及其加热组件。

背景技术

烟草的危害是当今世界最为严重的公共卫生问题之一。众多的科学证据表明，吸烟和二手烟暴露(被动吸烟)严重危害人类健康。据世界卫生组织(WHO)的统计数字显示，全世界每年因吸烟死亡的人数高达600万，即平均每6秒钟有1人死于吸烟相关疾病；吸烟者中将会有一半因吸烟提早死亡；因二手烟暴露所造成的非吸烟者年死亡人数约为60万。

鉴于当今人类对烟草制品的严重依赖性和健康所受到癌症、疾病方面挑战的双重压力；烟草市场迫切需一种既能同传统烟草一样给烟民带来兴奋和愉悦，又能够使烟民的健康不受到伤害的这样的产品。加热不燃烧技术通过烟具直接加热烟草但不燃烧产生烟雾，既可以实现近似卷烟的满足感，又可以减少燃烧过程中有害物质的产生和吸入，是最可能对卷烟产生颠覆性影响的创新产品。

加热不燃烧技术采用的烟具一般包括加热组件，用于对吸入的冷空气进行加热，加热后的空气是烘蒸烟草制品的主要能量。但是传统的加热组件的加热速度较慢有待提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种可以有效加快加热速度的加热不燃烧烟具及其加热组件。

一种加热组件，包括：

管体，所述管体的一端开设有进气口，所述管体内设置有滤网，所述滤网将所述管体分隔成相互连通的上腔体与下腔体；及

加热棒，收容于所述下腔体内，所述加热棒的一端与所述滤网直接接触，所述加热棒与所述管体的内壁之间形成加热空间，且所述加热空间内形成有螺旋式或阶梯式的导流通道。

在其中一个实施例中，还包括加热丝，所述加热丝的两端分别与电源或电池电连接，所述加热丝呈螺旋状缠绕于所述加热棒的外侧壁，所述加热丝、所述加热棒的外侧壁及所述管体的内壁共同形成导流通道。

在其中一个实施例中，还包括加热丝，所述加热丝的两端分别与电源或电池电连接，所述加热棒的外侧壁上开设有螺旋槽，所述加热丝沿所述螺旋槽呈螺旋状缠绕于所述加热棒的外侧壁上，所述加热丝、所述加热棒的外侧壁、所述螺旋槽及所述管体的内壁共同形成导流通道。

在其中一个实施例中，所述加热棒上开设有通孔，所述通孔沿所述加热棒的轴向延伸且贯穿其两端，所述加热丝的一端从所述管体的一端伸入所述管体内，所述加热丝的另一端经过所述通孔从所述管体的一端伸出所述管体外。

在其中一个实施例中，所述管体包括上管体及下管体，所述上管体的一端套设于所述下管体的一端，所述滤网位于所述上管体与所述下管体之间，所述上管体用于盛放烟草制品，且所述上管体的内径与所述烟草制品的直径相对应。

在其中一个实施例中，上管体的高度小于或等于所述烟草制品的有效长度的三分之二。

在其中一个实施例中，所述加热棒通过导线与电源或者电池连接，所述加热棒的外侧壁上开设有螺旋状导流槽；或者

所述加热棒通过导线与电源或者电池连接，所述加热棒上套设有螺旋状的导流件，所述导流件、所述加热棒的外侧壁及所述管体的内壁共同形成导流通道；或者

所述加热棒通过导线与电源或者电池连接，所述加热棒的外侧壁沿其径向突出形成有凸环，所述凸环的数量为多个，多个所述凸环沿所述加热棒的轴向间隔分布，所述凸环上开设有开孔或缺口，相邻两个所述凸环上的通孔或缺口位于所述加热棒的不同侧。

在其中一个实施例中，还包括进气管道，所述进气管道包括入气端及出气端，所述进气管道的侧壁为密封状，所述出气端与所述进气口相连通。

在其中一个实施例中，所述管体为绝缘且导热材料制成，所述管体的外侧壁上设置有温度传感器。

一种加热不燃烧烟具，包括：

如以上任意一项所述的加热组件；及

发热管，开设有收容孔，所述收容孔用于收容烟草制品，所述发热管与所述管体相连接。

上述加热不燃烧烟具及其加热组件，由于加热棒的一端与滤网直接接触，因此滤网不仅可以用来防止烟草制品的烟渣下漏，而且加热棒上的热量能够直接传递给滤网，而滤网与烟草制品直接接触，因此热量通过加热棒直接传递给滤网，可以加快烟草制品的升温速度，使烟草雾化速度加快，冷空气通过进气口进入管体的下腔体后，通过螺旋式或阶梯式的导流通道后，被加热成热气流，热气流通过滤网进入上腔体内，对上腔体内的烟草制品进行加热。

附图说明

图1为一实施方式中烟草制品即将***加热组件的分解示意图；

图2为图1中加热组件的侧视图；

图3为一实施方式中加热组件的剖视图；

图4为另一实施方式中加热组件的剖视图；

图5为再一实施方式中加热组件的剖视图；

图6为又一实施方式中加热组件的剖视图；

图7为一实施方式中进气管道连通管体的剖视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1，一实施方式中的加热不燃烧烟具10，主要通过加热不燃烧的技术来对烟草制品20直接进行加热但不燃烧来产生烟雾，既可以实现近似卷烟的满足感，又可以不燃烧卷烟，以避免燃烧过程中有害物质的产生和吸入。烟草制品20可以是烟草薄片、卷烟或者烟丝等等。具体到本实施方式中，加热不燃烧烟具10包括加热组件100及发热管。

请一并参阅图2及图3，为一实施方式中的加热组件100，加热组件100主要用于对吸入的冷空气进行加热。加热组件100包括管体110、加热棒120、加热丝130及滤网140。

管体110的一端设有进气口1231，外界的冷空气通过抽吸动作产生的抽吸力经由进气口1231进入管体110内。管体110的另一端还设有出气口1111，冷空气经过加热后形成热气流，热气流通过出气口1111进入发热管中对烟草制品20进行辐射加热。具体地气流流动方向如图3中的箭头指示方向。

请参阅图7，具体到本实施方式中，加热组件100还包括进气管道200。进气管道200包括入气端210及出气端220，进气管道200的侧壁为密封状，出气端220与进气口1231相连通。发生抽吸动作时，冷空气从入气端210进入进气管道200，从出气端220排出，从而通过进气口1231进入管体110内。因为进气管道200的侧壁密封，因此冷空气从入气端210进入后，只能从出气端220进入管体110内，导气过程中不会产生泄漏或者混入其它气体，有利于保证气流源的清洁、无污染。

入气端210设置有单向气流传感器230，单向气流传感器230用于感应抽吸动作发生时的气流，以记录有效的吸烟口数。例如，单向气流传感器230可以为单指向咪头。

管体110可以由绝缘、易导热的材料形成，因此管体110本身不产生热量，而是传导加热丝130产生的热量。例如，管体110可以是易导热金属、陶瓷或其它介质，管体110也可以是绝缘处理后的薄铝材质等等。

管体110内设置有滤网140，滤网140将管体110分隔成相互连通的上腔体111a及下腔体112a。上腔体111a用于收容烟草制品20，下腔体112a用于收容加热组件100。滤网140为导热材料制成。上腔体111a的高度为烟草制品20有效长度的三分之二。

加热棒120收容于下腔体112a内，加热棒120的一端12a与滤网140直接接触。具体到本实施方式中，加热丝130的两端与电源或者电池30电连接，通电后加热丝130可发热，加热棒120可以由绝缘、耐高温、易导热的材料形成。即，加热棒120本身不通电产生热量，而是通过加热丝130通电后升温，加热丝130的热量传递至加热棒120。例如，加热棒120可以为陶瓷、绝缘处理后的金属等等。加热棒120可以为圆柱体形状。

当然，在其它的实施方式中，加热棒120还可以通过导线与电源或者电池电连接，通电后可直接发热。

具体到本实施方式中，还可以通过在管体110的外侧壁上设置温度传感器150，以方便快速、准确的测量加热后加热棒120的温度。例如，温度传感器150可以是热敏电阻，如NTC热敏电阻器。温度传感器150检测到加热棒120的温度后反馈到控制***(如单片机MUC)，控制***根据程序指令不断调节供电电流，使加热棒120的温度始终处于可控范围内。

具体到本实施方式中，加热棒120的外侧壁上开设有螺旋槽121，加热丝130沿螺旋槽121呈螺旋状缠绕于加热棒120的外侧壁上，加热丝130、加热棒120的外侧壁、螺旋槽121及管体110的内壁共同形成螺旋式导流通道110a。螺旋槽121的侧壁的高度大于加热丝130的直径尺寸，以保证导流通道110a的尺寸。

因为加热丝130沿螺旋槽121呈螺旋状缠绕于加热棒120的外侧壁，因此不仅可以通过加热丝130直接对气流进行加热，加热丝130产生的热量还可以使加热棒120升温，加热棒120升温后也可以对气流进行加热。

具体到本实施方式中，加热棒120上开设有通孔122，通孔122沿加热棒120的轴向延伸且贯穿其两端。加热丝130的一端131从管体110的一端伸入管体110内缠绕于加热棒120上，加热丝130的另一端132经过通孔122从管体110的所述一端伸出管体110外。即，加热丝130的一端131和加热丝130的另一端132从管体110的同一端伸入和伸出，因此加热丝130经过通孔122时，可以从加热棒120的内部对加热棒120进行加热。

加热丝130缠绕于加热棒120的外侧壁的部分可以对加热棒120外侧进行加热，加热丝130穿设在加热棒120内部的通孔122的部分可以对加热棒120内侧进行加热，使加热棒120内外同时且均匀加热，有利于加快加热棒120的升温速度。

具体到本实施方式中，可以通过在加热棒120远离滤网140的一端12b设置抵持板123，通孔122贯穿抵持板123。管体110的内侧壁的一端沿其径向向内延伸形成抵挡部113，抵挡部113的内径小于抵持板123的外径，抵挡部113用于与抵持板123相抵接，防止加热棒120从管体110内掉落。进气口1231可以为开设于抵持板123中部的孔或者开设于抵持板123边缘的开口。进气口1231的数量可以为两个，当然也可以为其他数量。此时，加热棒120整体收容于下腔体112a内。

加热棒120的一端的侧壁上开设有侧孔1241，侧孔1241与通孔122相连通，加热丝130的另一端从侧孔1241伸入通孔122内。

滤网140的材质还可以具有易清洁的特性。例如，滤网140的材质可以为金属、不锈钢等等。通过加热棒120与滤网140紧密贴合，加热丝130产生的热量可以通过加热棒120迅速传导至滤网140上，而滤网140与烟草制品20直接接触，因此滤网140可对烟草制品20加热，加快加热速度。

具体到本实施方式中，管体110包括上管体111及下管体112，上管体111的一端套设于下管体112的一端，滤网140位于下管体112的一端的端面上并被上管体111压置固定。上腔体111a由滤网140及上管体111共同形成，下腔体112a由滤网140及下管体112共同形成。上管体111可以通过螺纹方式与下管体112相螺接。

上管体111用于盛放烟草制品20，且上管体111的内径与烟草制品20的直径相对应。例如，上管体111的内径可以与烟草制品20的直径相同，也可以比烟草制品20的直径略大，以保证烟草制品20可以顺利放入腔体内，同时烟草制品20的外侧壁又不会离上管体111的内侧壁太远，影响加热效果。上管体111的高度小于或等于烟草制品20的有效长度的三分之二。烟草制品20的有效长度是指烟草制品20除去过滤嘴的部分的长度。

具体到本实施方式中，下管体112靠近上管体111的端部设置有沿其径向向外延伸的凸台部1121(如图2所示)。因此，下管体112靠近上管体111的端部内径尺寸大于下管体112另一端的内径尺寸，所以扩大了气流的流动面积，扩大了热气流与烟草制品20的接触面积，有利于充分加热烟草制品20。上管体111的尺寸大致与烟草制品20的尺寸相当，使烟草制品20的一端可以收容在上管体111内。

上述加热组件100的组装方式大致为：

先将加热丝130的一端131穿入进气口1231，然后将加热丝130沿螺旋槽121呈螺旋状缠绕于加热棒120的外侧壁上，加热丝130的另一端132通过通孔122伸出加热棒120。缠绕了加热丝130的加热棒120从下管体112的上端伸入下管体112内，直到抵持板123与抵挡部113相抵接，加热丝130的一端131、另一端132从下管体112的下端伸出；然后将滤网140组装至上管体111的上端的端面上，使滤网140与加热棒120的一端12a相接触，最后将上管体111螺接到下管体112的上部并压置滤网140，使滤网140与加热棒120的一端12a紧密接触。

请参阅图4，为另一实施方式中加热组件100，还可以通过加热丝130呈螺旋状缠绕于加热棒120的外侧壁上，使加热丝130与加热棒120的外侧壁及管体110的内壁共同形成螺旋式导流通道110a。本实施方式中省略了加热棒120的外侧壁上的螺旋槽121，有利于简化加热棒120的制作工序。

具体到图4所示实施例中，滤网140与管体110一体成型设置。因此，在组装时，可以节省组装步骤。滤网140将管体110分隔成上腔体111a及下腔体112a。当然，在其它的实施方式中，滤网140还可以与管体110为分体结构。

具体到图4所示实施方式中，下腔体112a的一端开口，加热棒120远离滤网140的一端12b设置有抵持板123，通孔122贯穿抵持板123。抵持板123的外径尺寸大于管体110的内径尺寸，抵持板123抵持在管体110的端部。进气口1231可以为开设于抵持板123边缘的开口或者开设于抵持板123的边缘与通孔122之间的孔。图4中箭头的指示方向为气流的流动方向。

图4所示加热组件100的组装步骤大致为：

先将加热丝130的一端131穿入进气口1231，然后将加热丝130呈螺旋状缠绕于加热棒120的外侧壁上，然后将加热丝130的另一端132通过通孔122引出。组装好的加热丝130和加热棒120伸入下腔体112a内，直至抵持板123与管体110的端部相抵接，加热棒120的一端12a与滤网140紧密接触。加热丝130与加热棒120的外侧壁及管体110的内壁共同形成导流通道110a。

发热管开设有收容孔，收容孔用于收容烟草制品20。收容孔的内径尺寸大致与烟草制品20的尺寸相当，以使烟草制品20可以置于收容孔内。发热管与管体110相连接。例如，发热管可以通过螺纹方式与管体110相连接。请参阅图3，可以为上腔体111a的内侧壁上设置内螺纹，再在发热管的外侧壁上设置外螺纹，通过内螺纹与外螺纹相螺合。

上述加热不燃烧烟具10的大概工作过程具体为：

发生抽吸动作时，外界冷空气通过进气口1231进入下管体112内，冷空气沿着由加热丝130、加热棒120的外侧壁及管体110的内壁或者由加热丝130、加热棒120的外侧壁、螺旋槽121及管体110的内壁共同形成的导流通道110a向上流动，经过导流通道110a时，加热丝130对冷空气进行加热，加热后的热气流通过滤网140进入上管体111内，以对上管体111内的烟草制品20在加热不燃烧的情况下实现烟雾蒸馏。

上述加热不燃烧烟具10及其加热组件100，螺旋状的加热丝130与加热棒120的外侧壁及管体110的内壁共同形成导流通道110a，因此导流通道110a也为螺旋状，冷空气通过进气口1231被吸入管体110内后，沿着螺旋状的导流通道110a流动，利用加热丝130易迅速起热升温的特性，并通过加热丝130对导流通道110a内的气流加热和加热棒120加热，延长了冷空气与加热丝130及加热棒120的接触时间和接触面积，因此可以对吸入的冷气进行充分的加热，以在加热不燃烧的情况下实现烟雾蒸馏，提高烟草制品20利用效率可达50％以上，加热效果更加均匀。而且无抽烟动作时，没有抽吸作用力使冷空气进入加热组件100中，也就不会有热气流对烟草制品20加热，可以有效减少烟草制品20的损耗，有利于抽烟口数相对增加。

由于加热棒120的一端12a与滤网140直接接触，滤网140为导热材料制成，因此滤网140不仅可以用来防止烟草制品20的烟渣下漏，而且加热棒120上的热量能够直接传递给滤网140，而滤网140与烟草制品20直接接触，因此热量通过加热棒120直接传递给滤网140，可以加快烟草制品20的升温速度，使烟草雾化速度加快，冷空气通过进气口1231进入管体110的下腔体112a后，被加热成热气流，热气流通过滤网140进入上腔体111a内，对上腔体111a内的烟草制品20进行加热。

请参阅图5，为再一实施方式中的加热组件100。具体到本实施方式中，加热棒120通过导线600与电源或者电池30电连接，加热棒120通电后可发热。例如，加热棒120可以为陶瓷棒，陶瓷棒内含发热丝和热敏电阻丝，热敏电阻丝和发热丝与陶瓷棒一体成型。当然，在其它的实施方式中，加热棒120还可以为加热性能较好的金属材质等等。

本实施方式中，可以省略加热丝，而采用在加热棒120上套设一螺旋状的导流件400，以使得导流件400、加热棒120的外侧壁及管体110的内壁共同形成螺旋式导流通道110a。冷空气通过进气口1231进入管体110内后，沿着导流通道110a流动(如图5中箭头方向所示)。例如，导流件400可以为弹簧，体积小、圈数多、升温快。弹簧可以为耐高温、易导热的材料制成。

请参阅图6，为又一实施方式中的加热组件100。具体到该实施方式中，加热棒120通过导线600与电源或者电池30电连接，通电后可发热。加热棒120的外侧壁沿其径向突出形成有凸环500，凸环500的数量为多个，多个凸环500沿加热棒120的轴向间隔分布。

具体到图6所示实施方式中，凸环500上开设有缺口510，相邻两个凸环500上的缺口510位于加热棒120的不同侧。例如，相邻两个凸环500上的缺口510位于加热棒120的相对侧。当然，在其它的实施方式中，相邻两个凸环上的缺口也可以位于相邻侧。各个凸环500之间的空间通过缺口相连通形成阶梯式导流通道。

另外，凸环500上还可以通过开设开孔的方式，来实现连通由相邻两个凸环500围成的空间。冷空气通过进气口1231进入管体110内后，从由最下方的相邻两个凸环500围成的空间通过缺口或者开孔逐渐进入由中间的相邻的两个凸环500围成的空间，然后进入由最上方的相邻的两个凸环500围成的空间，最后通过滤网140进入上腔体111a，以对烟草制品20进行加热以雾化产生烟雾。

当然，在其它的实施方式中，加热棒120的外侧壁上直接开设有螺旋状的导流槽，冷空气通过进气口1231进入管体110内后，沿着导流槽的路径流动，加热棒120对冷空气进行加热。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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和改进，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 (10)

1.一种加热组件，其特征在于，包括：

管体，所述管体的一端开设有进气口，所述管体内设置有滤网，所述滤网将所述管体分隔成相互连通的上腔体与下腔体，所述管体包括相互连通的上管体及下管体，所述上管体与所述滤网共同形成所述上腔体，所述下管体与所述滤网共同形成所述下腔体，所述上管体用于盛放烟草制品，所述滤网位于所述上管体与所述下管体之间，且所述滤网直接与所述上管体及所述下管体接触，所述滤网用于与所述上管体内盛放的烟草制品直接接触，所述进气口位于所述下管体的一端；及

加热棒，收容于所述下腔体内，所述加热棒的一端与所述滤网直接接触，所述加热棒与所述管体的内壁之间形成加热空间，且所述加热空间内形成有螺旋式或阶梯式的导流通道。

2.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，还包括加热丝，所述加热丝的两端分别与电源电连接，所述加热丝呈螺旋状缠绕于所述加热棒的外侧壁，所述加热丝、所述加热棒的外侧壁及所述管体的内壁共同形成导流通道。

3.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，还包括加热丝，所述加热丝的两端分别与电源电连接，所述加热棒的外侧壁上开设有螺旋槽，所述加热丝沿所述螺旋槽呈螺旋状缠绕于所述加热棒的外侧壁上，所述加热丝、所述加热棒的外侧壁、所述螺旋槽及所述管体的内壁共同形成导流通道。

4.根据权利要求2或3所述的加热组件，其特征在于，所述加热棒上开设有通孔，所述通孔沿所述加热棒的轴向延伸且贯穿其两端，所述加热丝的一端从所述管体的一端伸入所述管体内，所述加热丝的另一端经过所述通孔从所述管体的一端伸出所述管体外。

5.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述上管体的内径与所述烟草制品的直径相对应。

6.根据权利要求5所述的加热组件，其特征在于，上管体的高度小于或等于所述烟草制品的有效长度的三分之二。

7.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述加热棒通过导线与电源连接，所述加热棒的外侧壁上开设有螺旋状导流槽；或者

所述加热棒通过导线与电源连接，所述加热棒上套设有螺旋状的导流件，所述导流件、所述加热棒的外侧壁及所述管体的内壁共同形成导流通道；或者

所述加热棒通过导线与电源连接，所述加热棒的外侧壁沿其径向突出形成有凸环，所述凸环的数量为多个，多个所述凸环沿所述加热棒的轴向间隔分布，所述凸环上开设有开孔或缺口，相邻两个所述凸环上的通孔或缺口位于所述加热棒的不同侧。

8.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，还包括进气管道，所述进气管道包括入气端及出气端，所述进气管道的侧壁为密封状，所述出气端与所述进气口相连通。

9.根据权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述管体为绝缘且导热材料制成，所述管体的外侧壁上设置有温度传感器。

10.一种加热不燃烧烟具，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任意一项所述的加热组件；及

发热管，开设有收容孔，所述收容孔用于收容烟草制品，所述发热管与所述管体相连接。