CN115530442A - 一种分段加热空气加热不燃烧烟具及其加热方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种分段加热空气加热不燃烧烟具及其加热方法，包括：导热杯；导热杯上具有内孔，内孔中设置有导热网，导热网将内孔分隔成第一腔室和第二腔室，空气从第二腔室流向第一腔室；第一腔室中设置有导热管，且导热管的底部固定于导热网中，烟草制品安装在第一腔室中，并与导热管插接配合；导热杯内设置有加热组件，加热组件位于第二腔室中；导热杯内设置有发热圈，发热圈设置在第一腔室远离导热网的一侧；第一腔室中设置有辐射圈，辐射圈设置在第一腔室靠近导热网的一侧；本申请中，导热杯内的空气流动顺畅，且空气温度恒定在一定范围，能对烟草制品进行均匀加热，以保证烟具的使用效果。

Description

一种分段加热空气加热不燃烧烟具及其加热方法

技术领域

本发明涉及烟具技术领域，尤其是涉及一种分段加热空气加热不燃烧烟具及其加热方法。

背景技术

加热不燃烧烟具通过在内部产生热量以对烟草制品，如烟草薄片、卷烟、烟丝、或烟弹等进行加热，从而产生烟雾。

但目前的加热不燃烧烟具，主要采用针式结构或者片式结构***到烟草制品中以对其进行加热，然而，这种方式拔插过程中容易造成加热针或加热片断裂的情况，进而影响使用，同时，加热过程是从烟草制品的中心位置开始向***加热，因此，会存在烟草制品中间部分温度高，旁边低，整体加热不均匀的问题。

此外，烟具在使用过程中，需要让加热后的空气均匀顺畅地通过烟草制品，这样才能达到最好的加热效果。但由于烟具结构具有一定的密封性，在放置烟草制品之后，其内部的气流流动不是很顺畅，因此会影响烟具对烟草制品的加热效果。

因而，有必要提供一种可以优化烟具的结构以对烟草制品均匀加热并提高加热效果的技术方案。

发明内容

本发明提出一种分段加热空气加热不燃烧烟具及其加热方法，以解决现有的烟具加热不均匀且加热效果差的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种分段加热空气加热不燃烧烟具，包括：导热杯；所述导热杯上具有内孔，所述内孔中设置有导热网，所述导热网将所述内孔分隔成第一腔室和第二腔室，空气从所述第二腔室流向所述第一腔室；所述第一腔室中设置有导热管，且所述导热管的底部固定于所述导热网中；

所述导热杯内设置有用于对空气进行加热的加热组件，所述加热组件位于所述第二腔室中；所述导热杯内设置有发热圈，所述发热圈设置在所述第一腔室远离所述导热网的一侧。

在一实施方式中，所述烟具还包括温控组件；所述温控组件包括第一温度感应器、第二温度感应器和控制面板；所述第一温度感应器安装在所述第一腔室内，所述第二温度感应器安装在所述第二腔室内；所述所述第一温度感应器、第二温度感应器、加热组件、和发热圈均与所述控制面板电连接。

在一实施方式中，所述导热杯的下方设置有支架，所述控制面板安装在所述支架上。

在一实施方式中，所述加热组件包括导热体和发热丝；所述导热体安装在所述第一腔室中，所述发热丝螺旋缠绕在所述导热体的外侧壁上。

在一实施方式中，所述导热体包括加热板和环形管；所述环形管固定于所述第二腔室中，所述加热板设置在所述环形管的一端上，且所述加热板位于所述导热网的下方，所述加热板上设置有若干供空气通过的导孔。

在一实施方式中，所述环形管的外侧壁上螺旋设置有连接槽，所述发热丝安装在所述连接槽中。

在一实施方式中，所述导热体和所述导热管均沿中心线方向设置有贯穿两端的通孔，且所述导热体的通孔与所述导热管的通孔相对应。

在一实施方式中，所述第二腔室中设置有均呈环形的隔热管和隔热层，所述隔热层围绕所述导热杯的内壁设置，所述隔热管安装在所述隔热层的内壁中。

在一实施方式中，所述第一腔室中设置有用于使热量集中到烟草制品上的辐射圈，所述辐射圈设置在所述第一腔室靠近所述导热网的一侧。

在一实施方式中，所述辐射圈和所述发热圈之间设置有用于起绝缘作用的绝缘圈。

在一实施方式中，所述绝缘圈设置为氧化铝、氮化铝、碳化铝或碳化硅构件。

一种包括上述任意一项所述的分段加热空气加热不燃烧烟具的加热方法，包括以下步骤：

将烟草制品插接在所述第一腔室中，并使烟草制品与所述导热管插接配合；

启动所述发热圈对所述第一腔室的上部空间进行加热；

启动所述加热组件对所述第二腔室内的空气进行加热，以形成热空气；

所述热空气经过所述导热网或所述导热管进入所述第一腔室中对烟草制品加热。

本发明的有益效果是：

本申请提供的烟具，通过发热圈使导热杯内部形成温差，从而让导热杯中的气流由下往上轻易流动，以提高空气的流动顺畅性，并通过加热组件和导热管对烟草制品的内外部同时进行加热，使其加热均匀，且加热时通过辐射圈将热量集中到烟草制品上，以提高加热效果，而且在加热组件和发热圈停止工作后，可通过辐射圈继续对烟草制品加热，最终使其整体加热均匀。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一实施例烟具的结构示意图；

图2为本发明一实施例烟具另一视角的结构示意图；

图3为本发明一实施例烟具的***视图；

图4为本发明一实施例烟具的剖视图；

图5为本发明一实施例发热圈的结构示意图；

图6为本发明一实施例导热体和发热丝的结构示意图；

图7为本发明一实施例发热丝和导热网的结构示意图。

附图标注说明：1、导热杯；101、第一腔室；102、第二腔室；111、凹槽；2、辐射圈；3、绝缘圈；4、发热圈；401、卡槽；5、导热管；6、导热网；601、过气孔；7、第一温度感应器；8、导热体；811、加热板；812、导孔；813、环形管；814、连接槽；9、隔热层；10、发热丝；11、隔热管；12、控制面板；13、支架；14、第二温度感应器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参阅图1－4，本实施例提供一种分段加热空气加热不燃烧烟具，包括：导热杯1；导热杯1上具有内孔，内孔中设置有导热网6，导热网呈圆盘状，且导热网6中均匀设置有多个过气孔601，通过导热网6将内孔分隔成第一腔室101和第二腔室102，并使空气从第二腔室102中经过过气孔601后流向第一腔室101；第一腔室101中设置有导热管5，该导热管5的底部固定在导热网6中，而烟草制品安装在第一腔室101中，并与导热管5插接配合；第二腔室102中设置有加热组件，加热组件用于对经过第二腔室102的空气进行加热，进而使空气进入第一腔室101中对烟草制品进行加热；第一腔室101中设置有辐射圈2，且辐射圈2围绕导热杯1的内壁设置，并位于第一腔室101靠近导热网6的一侧，辐射圈2用于将第一腔室101中的热量集中到烟草制品上，以提高加热效果；第一腔室101中还设置有发热圈4，发热圈4围绕导热杯1的内壁设置，且位于第一腔室101远离导热网6的一侧，发热圈4用于在使用前预先对第一腔室101的上部进行加热，以使空气流动顺畅，从而保证对烟草制品的加热效果。

本申请中，通过发热圈4对第一腔室101的上部预先进行加热，以使导热杯1内上下部的空气具有温差，由于气流从低温处向高温处流动，因此，此时导热杯1的上部温度高，下部温度低，可方便导热杯1中的气流由下往上流动，并以此形成气道，从而减少空气往上流动的阻力，提高空气的流动顺畅性，并以此提高对烟草制品的加热效果；而加热组件用于加热第二腔室102中的空气，随后完成加热的热空气会经过过气孔601进入第一腔室101中对烟草制品的外部进行加热，同时通过导热管5将热量传导到烟草制品内部，以对其内部进行加热，最终实现对烟草制品的内外部同时加热，使其加热均匀；而辐射圈2用于将第一腔室101中的热量通过辐射的方式集中到烟草制品上，以提高加热效果，而且在加热组件和发热圈4停止工作后，可通过辐射圈2继续对烟草制品加热，最终使烟草制品整体加热均匀。因此，通过加热组件、辐射圈2和发热圈4三者之间的配合，可让导热杯1内的空气流动顺畅，使空气对烟草制品均匀进行加热，以保证烟具的使用效果，并保证使用者的第一口烟雾充足，以提高用户体验感。

进一步的，本实施例中，导热杯1呈柱体状，内孔沿导热杯1的中心线方向设置并贯穿导热杯1的两端；导热网6的端面大小与内孔的横截面相对应，以水平安装在内孔中，并与内孔的中心线垂直；导热网6上的过气孔601贯穿导热网6的上下端面，过气孔601用于连通第一腔室101和第二腔室102，使得空气能从第二腔室102流向第一腔室101；导热管5的底部可通过焊接或黏贴的方式固定在导热网6中，且导热管6的底部贯穿导热网6并延伸到导热网6的下端面处，以使导热管5的下部在导热网6的下端面处显露出来，本实施例中，导热管5的下端面与导热网6的下端面持平，同时，导热管5安装在导热网6的中间位置，以使烟草制品安装到第一腔室101，并与导热管5插接配合之后，能使烟草制品居中设置，从而让烟草制品周围的空气流量均匀，可在一程度上提高加热效果。

进一步的，本实施例中，导热网6为采用铜、铝、或金属合金制成的网格结构，或由硅材料制成的多孔结构；此外，导热网6还可以采用加入了导热纤维的导热陶瓷，且其中，导热纤维可以为碳纤维，或铜、铝金属纤维，或者氮化铝纤维，且在采用氮化铝纤维的时候其含量在30％以下，而陶瓷基体可以为氮化铝。

此外，导热管5可采用6063铝管、铜管、氮化铝管或碳化硅管制成，而辐射圈2和发热圈4均为碳系材料圈，如碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯等材料制成，且均在内壁处设置铝箔层，以此可将内部的热量辐射集中到一起，从而提高对烟草制品的加热效果，因此可在断电之后，让辐射圈2能继续对烟草制品进行加热。

值得一提的是，发热圈4连接至电极，通过电极通电并启动加热，从而进行工作。

请参阅图1－4、5、7，本实施例中，烟具还包括温控组件；温控组件包括第一温度感应器7、第二温度感应器14和控制面板12；第一温度感应器7安装在第一腔室101内，第二温度感应器14安装在第二腔室102内，而控制面板12安装在导热杯1上，具体的，在发热圈4的侧壁上设置有卡槽401(参见图5)，第一温度感应器7安装在卡槽401中，在隔热管11中设置有凹槽111(参见图7)，第二温度感应器14安装在凹槽111中，而导热杯1的下方设置有支架13，控制面板12安装该在支架13；其中，第一温度感应器7、第二温度感应器14、加热组件、和发热圈4均与控制面板12电连接，具体的，第一温度感应器7和第二温度感应器14均连接至控制面板12的信号输入端，而加热组件和发热圈4均连接至控制面板12的信号输出端；第一温度感应器7用于感应第一腔室101内的温度，第二温度感应器14用于感应第二腔室102内的温度，且通过第一温度感应器7和第二温度感应器14将感应到的温度信息传递到控制面板12处，随后控制面板12根据温度信息控制各部件的工作，以使第一腔室101和第二腔室102内的温度保持在一定范围，从而保证加热效果。

值得一体的是，本实施例中，控制面板12安装在导热杯1上，当然，在其它实施例中，控制面板12可以安装在其他地方，只要能不影响控制面板12对各部件的控制作用便可。

请参阅图4、图6，本实施例中，加热组件包括导热体8和发热丝10；导热体8安装在第一腔室101中，而发热丝10螺旋缠绕在导热体8的外侧壁上，其中，通过发热丝10通电产生热量，以对第二腔室102的空气进行加热，而发热丝10能将热量传导到导热体8上，通过导热体8将热量散发出去，以此可更加均匀地对第二腔室102的空气进行加热。

进一步的，发热丝10采用金属、金属合金、多孔碳、多孔石墨或者炭纤维制成，其中，金属可以采用镍或不锈钢，金属合金可以采用铁铬铝。而螺旋导热体8可以采用氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、或者镀绝缘层的金属制成，其中，镀绝缘层的金属中，绝缘层可以采用氮化铝、氧化铝、氧化镁、氧化钛或氧化铜，而金属可采用铜、铝、钛或镁等金属。

本实施例中，导热体8包括加热板811和环形管813；环形管813呈柱体结构，固定在第二腔室102中，而加热板811呈圆形板块结构，且横截面面积大于环形管813的横截面面积，加热板811安装在环形管813的一端上，且安装之后，加热板811位于导热网6的下方，同时，加热板811上设置有若干导孔812，以此能让向上流动的空气在此通过，保证空气的流动顺畅性，此外，发热丝10产生的热量会经过导热体8传导到导孔812附近，因此，第二腔室102中向上流动的空气在经过导孔812时，能在此进一步加热，而且，经过加热板811对空气进一步加热后，使得加热板811周围的空气热量更高，因此更加有利于空气由下往上流动。进一步的，环形管813的外侧壁上螺旋设置有连接槽814，而发热丝10安装则在连接槽814中，以此让发热丝10紧贴环形管813，从而保证热量的传导。

本实施例中，导热体8和导热管5上均沿中心线方向设置有贯穿两端的通孔，且导热体8的通孔与导热管5的通孔相对应，以此方便第二腔室102中的空气经过导热体8进入导热管5中对烟草制品得内部进行加热。当然，在其它实施例中，导热管5也可以设置为实心结构，只通过材料性质进行导热，但这种结构相比空心结构，其不能将热空气往上传导，因此在加热效果上会稍差一些。

请参阅3－4，本实施例中，第二腔室102中设置有隔热管11和隔热层9，且隔热管11和隔热层9均呈环形结构，隔热层9围绕导热杯1的内壁设置，而隔热管11安装在隔热层9的内壁中，其中，通过隔热管11和隔热层9阻隔第二腔室102的热量散发，以保持温度稳定，而且，可以在隔热管11的内壁中设置碳材料涂层，如碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯等材料涂层，接着在碳材料涂层的外层上贴铝箔，以此能将热量集中在第二腔室102中，接着再向上传导，可减少热量散失。

进一步的，隔热层9采用真空隔热层、隔热棉或气凝胶制成。

请参阅图1、图3－4，本实施例中，辐射圈2和发热圈4之间设置有绝缘圈3，且三者之间的内壁持平，绝缘圈3起阻断电流作用，防止辐射圈2和发热圈4之间相互导电而影响各自的工作。具体的，绝缘圈3设置为氧化铝、氮化铝、碳化铝或碳化硅构件，以此提供不同的材料选择，从而适应不同工作环境。

本申请的具体工作过程为：在使用烟具时，先启动发热圈4对第一腔室101的上部进行加热，同时通过第一温度感应器7感应获得温度信息，并将温度信息传递到控制面板12中，通过控制面板12内部的处理模块对温度信息进行计算处理，当计算结果达到预设值时，如加热时间达到10－20秒、温度达到220℃－250℃后，此时，由控制面板12停止发热圈4的工作并启动发热丝10，以此开始对第二腔室102中的空气进行加热，当空气往上流动对烟草制品加热时，由于发热圈4已预先在第一腔室101中对空气进行预热，因此，第二腔室102中的空气流向第一腔室101时，不会有太大的阻力，可让空气向上流动顺畅，且空气到第一腔室101之后不会出现温度骤降而影响加热的情况，可保证加热效果，同时保证使用者吸食的第一口烟雾充足，以提高用户体验感。

同时，在发热丝10工作时，通过第二温度感应器14感应第二腔室102中的温度信息，并将温度信息传递到控制面板12中，通过控制面板12内的处理模块对该温度信息进行计算分析，以获得实时的监测温度，随后将监测温度与预设值进行对比，当监测温度低于或高于预设值时，便通过控制面板12相应调控加热组件的工作，以保持第二腔室102中的温度保持在预设值范围内；同时，第二腔室102中加热完成的热空气，一部分会经过导热管5的中间通孔进入烟草制品的内部，以对其内部进行加热，而另一部分热空气会经过导热网6进入第一腔室101中，以对烟草制品的外部进行加热，最终实现在内外同时对烟草制品进行加热，从而保证加热均匀，而且在发热丝10和发热圈4完成工作断开电源之后，可让辐射圈2继续对剩余的烟草制品进行加热，以保证烟草制品完全使用完毕。

值得一提的是，第一温度感应器7、第二温度感应器14与控制面板12之间的连接以及信息传递，还有控制面板12与加热组件、发热圈10之间的连接及信号传递均可参见现有技术，如：控制面板12上具有信号输入端和信号输出端，在信号输入端处与第一温度感应器7、第二温度感应器14连接，在信号输出端处与加热组件、发热圈10连接；此外，信号传递过程中，第一温度感应器7和第二温度感应器14将温度变化的信息转化为电阻的变化信息，即将温度信号转换为电阻信号，随后输送到控制面板12处，通过控制面板12内的处理模块对电阻信号进行处理分析，最终转换为电压信号输送到加热组件和发热圈10中，以此调控加热组件和发热圈10的工作，从而使相应位置的温度保持在一定范围内。

本申请还提供一种包括上述分段加热空气加热不燃烧烟具的加热方法，包括以下步骤：

将烟草制品插接在第一腔室101中，并使烟草制品与导热管5插接配合；

启动发热圈4对第一腔室101的上部空间进行加热；

启动加热组件对第二腔室102内的空气进行加热，以形成热空气；

热空气经过导热网6或导热管5进入第一腔室101中对烟草制品加热。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分段加热空气热不燃烧烟具，其特征在于，包括：导热杯；所述导热杯上具有内孔，所述内孔中设置有导热网，所述导热网将所述内孔分隔成第一腔室和第二腔室，空气从所述第二腔室流向所述第一腔室；所述第一腔室中设置有导热管，且所述导热管的底部固定于所述导热网中；

所述导热杯内设置有用于对空气进行加热的加热组件，所述加热组件位于所述第二腔室中；所述导热杯内设置有发热圈，所述发热圈设置在所述第一腔室远离所述导热网的一侧。

2.根据权利要求1所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述烟具还包括温控组件；所述温控组件包括第一温度感应器、第二温度感应器和控制面板；所述第一温度感应器安装在所述第一腔室内，所述第二温度感应器安装在所述第二腔室内；所述第一温度感应器、第二温度感应器、加热组件和发热圈均与所述控制面板电连接。

3.根据权利要求1所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述加热组件包括导热体和发热丝；所述导热体安装在所述第一腔室中，所述发热丝螺旋缠绕在所述导热体的外侧壁上。

4.根据权利要求3所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述导热体包括加热板和环形管；所述环形管固定于所述第二腔室中，所述加热板设置在所述环形管的一端上，且所述加热板位于所述导热网的下方，所述加热板上设置有若干供空气通过的导孔。

5.根据权利要求4所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述环形管的外侧壁上螺旋设置有连接槽，所述发热丝安装在所述连接槽中。

6.根据权利要求1所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述导热体和所述导热管均沿中心线方向设置有贯穿两端的通孔，且所述导热体的通孔与所述导热管的通孔相对应。

7.根据权利要求1所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述第二腔室中设置有均呈环形的隔热管和隔热层，所述隔热层围绕所述导热杯的内壁设置，所述隔热管安装在所述隔热层的内壁中。

8.根据权利要求1所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述第一腔室中设置有用于使热量集中到烟草制品上的辐射圈，所述辐射圈设置在所述第一腔室靠近所述导热网的一侧。

9.根据权利要求8所述的分段加热空气加热不燃烧烟具，其特征在于：所述辐射圈和所述发热圈之间设置有用于起绝缘作用的绝缘圈。

10.一种包括权利要求1－9任意一项所述的分段加热空气加热不燃烧烟具的加热方法，其特征在于，包括以下步骤：

将烟草制品插接在所述第一腔室中，并使烟草制品与所述导热管插接配合；

启动所述发热圈对所述第一腔室的上部空间进行加热；

启动所述加热组件对所述第二腔室内的空气进行加热，以形成热空气；

所述热空气经过所述导热网或所述导热管进入所述第一腔室中对烟草制品加热。

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