TW202021488A - 非燃燒加熱型吸煙裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種非燃燒加熱型吸煙裝置,該裝置係可抑制因加熱而產生的霧氣凝結的情況,且可將足夠量的霧氣傳送給吸煙者。本發明之非燃燒加熱型吸煙裝置係具備:收容槽,係用來收容包含煙絲及霧氣生成基材的煙草桿;內部加熱器,係配置在收容槽內,用來穿透或***在被***於收容槽的煙草桿,藉由從內側加熱煙草桿使霧氣生成基材揮發;以及外部加熱器,係配置在收容槽的側周部,藉由至少在煙草桿的預熱期間對煙草桿的外周部進行預熱,以抑制在內部加熱器動作時所發生的霧氣凝結。
Description
本發明是關於一種非燃燒加熱型吸煙裝置。
已知有一種非燃燒加熱型吸煙裝置,該裝置的形式是將透過利用電加熱器等加熱器對包含煙絲及霧氣生成基材(甘油、丙二醇等)的煙草桿進行加熱而產生的霧氣傳送給吸煙者。
在非燃燒加熱型吸煙裝置中,過去以來就一直希望能增加霧氣的生成量(傳送量)來提高煙量感。因此,將藉由加熱霧氣生成基材所生成的霧氣完全無浪費地傳送到吸口相當重要。
專利文獻1:日本專利第6026556號公報
專利文獻2:日本特表2014-525251號公報
專利文獻3:日本特表2013-511962號公報
然而,習知的非燃燒加熱型吸煙裝置係在對煙草桿進行加熱時,容易存在有局部品溫較低的部位,且會有一旦揮發的霧氣生成基材會因為該品溫較低的部位而冷卻以致凝結之情形。結果,就有可能無法將足夠量的霧氣傳送給吸煙者,而有煙量感減少之虞。本發明是鑑於上述實際情況而研創者,其目的在於提供一種可抑制因加熱而產生的霧氣凝結,並將足夠量的霧氣傳送給吸煙者的非燃燒加熱型吸煙裝置。
用來解決上述課題的本發明之非燃燒加熱型吸煙裝置係具備:收容槽,係用來收容包含煙絲及霧氣生成基材的煙草桿;內部加熱器,係配置在前述收容槽內,且用來穿透被***於前述收容槽的煙草桿或是***在形成於該煙草桿之端面的凹部,藉由從內側加熱前述煙草桿使前述霧氣生成基材揮發;以及外部加熱器,係配置在前述收容槽的側周部,藉由至少在前述煙草桿的預熱期間對前述煙草桿的外周部進行預熱,以抑制在前述內部加熱器動作時所發生的霧氣凝結。
又,亦可具備:用來控制前述內部加熱器及前述外部加熱器的控制部,前述控制部係在前述內部加熱器及前述外部加熱器雙方動作的同時加熱期間,將前述外部加熱器的溫度控制成比前述內部加熱器的溫度高。
又,前述控制部亦可在利用前述外部加熱器對前述煙草桿開始預熱之後的經過時間達到既定的設定時間,或是前述外部加熱器的溫度
達到既定的設定溫度的時間點,使該外部加熱器的動作停止,但是使前述內部加熱器的動作繼續。
前述控制部亦可在前述外部加熱器的動作停止後,使前述內部加熱器的溫度比前述外部加熱器的動作停止前更為上升。
前述控制部亦可在開始前述煙草桿的預熱時,藉由僅使前述外部加熱器動作來開始該預熱,並且在前述外部加熱器的動作之後才使前述內部加熱器動作。
又,前述收容槽亦可具有:***口,係位於前述側周部的前端側,且屬於以可供前述煙草桿***的方式開放的開放端;以及槽底部,係位在前述側周部的基端側;前述側周部具有:包含供前述槽底部設置的基端的第1區域;以及與前述第1區域相鄰而位在前述***口側的第2區域,前述外部加熱器亦可不配置在前述第1區域,而是配置在前述第2區域。
前述外部加熱器亦可在前述第2區域的部份區間或整個區間沿著前述側周部的周方向遍及全周而配置。
又,前述內部加熱器亦可相對於前述收容槽的中心軸具有n次對稱性,n為3以上的整數。
又,前述內部加熱器亦可具有圓柱形狀,並且在前端側形成有圓錐部。
又,前述內部加熱器亦可具有錐形狀或錐台形狀,並且從前述槽底部側朝向前述***口側形成漸細形狀。
前述內部加熱器亦可具有圓錐形狀或圓錐台形狀。
前述側周部亦可更具備與前述第2區域相鄰並且包含前述***口的第3區域,在該第3區域並未配置有前述外部加熱器。
前述內部加熱器的前端位置亦可與前述側周部的前述第2區域或前述第3區域相對應。
此外,用以解決本發明之課題的手段係能夠盡可能地加以組合來採用。
根據本發明,可提供一種能夠抑制因加熱所產生的霧氣凝結,並且將足夠量的霧氣傳送給吸煙者的非燃燒加熱型吸煙裝置。
1‧‧‧非燃燒加熱型吸煙裝置
2‧‧‧外殼
3‧‧‧加熱器
4‧‧‧控制器
5‧‧‧電源
10‧‧‧非燃燒加熱型吸煙物品
11‧‧‧煙草桿
12‧‧‧吸口部
31‧‧‧加熱器外殼
32、332‧‧‧槽側周壁
32a‧‧‧內周面
32b‧‧‧外周面
32c‧‧‧基端
33‧‧‧耐熱杯
33a‧‧‧貫穿孔
34‧‧‧收容槽
35‧‧‧外部加熱器
35a‧‧‧加熱面
36‧‧‧內部加熱器
36a‧‧‧基端部
36b‧‧‧前端部
37‧‧‧空氣隔熱部
38‧‧‧***口
111‧‧‧填充物
311‧‧‧底部
312‧‧‧外筒壁
313‧‧‧厚壁部
331‧‧‧槽底部
332a‧‧‧內周面
CL1‧‧‧中心軸
MP1‧‧‧第1測定位置
MP2‧‧‧第2測定位置
MP3‧‧‧第3測定位置
P1‧‧‧收容時煙草桿後端位置
R1‧‧‧第1區域
R2‧‧‧第2區域
R3‧‧‧第3區域
第1圖是實施形態1之非燃燒加熱型吸煙裝置的內部構造的概略示意圖。
第2圖是非燃燒加熱型吸煙裝置所使用的非燃燒加熱型吸煙物品的概略構造圖。
第3圖是加熱器的縱剖面的概略圖。
第4圖是顯示加熱器的概略構造的立體圖。
第5圖是從加熱器的***口將非燃燒加熱型吸煙物品的煙草桿***在收容槽的狀態的示意圖。
第6圖是從加熱器的***口將非燃燒加熱型吸煙物品的煙草桿***在收容槽的狀態的示意圖。
第7圖是進行加熱控制時的外部加熱器及內部加熱器的動作狀態的時序圖。
第8圖是進行加熱控制時的外部加熱器及內部加熱器的表面溫度的變化的說明圖。
第9圖是溫度測定試驗的結果的示意圖。
第10圖是溫度測定試驗的結果的示意圖。
第11圖是溫度測定試驗的結果的示意圖。
第12圖是溫度測定試驗的結果的示意圖。
第13圖是煙草桿的品溫測定位置的示意圖。
第14圖是加熱器中之內部加熱器的變形例的示意圖。
第15圖是加熱器中之內部加熱器的變形例的示意圖。
第16圖是加熱器中之內部加熱器的變形例的示意圖。
在此,針對本發明之非燃燒加熱型吸煙裝置的實施形態,依據圖式加以說明。此外,本實施形態所記載的構成要件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等,只要沒有特定的記載,就不將發明的技術性範圍僅限定在這些。
〈實施形態1〉
第1圖是實施形態1之非燃燒加熱型吸煙裝置1的內部構造的概略示意圖。非燃燒加熱型吸煙裝置1具有本身為用來收容各種構成零件的殼體的外殼2。在外殼2內收容有加熱器3、控制器(控制部)4、電源5等。
第2圖是非燃燒加熱型吸煙裝置1所使用的非燃燒加熱型吸煙物品1的概略構造圖。非燃燒加熱型吸煙物品10係具有煙草桿11及吸口部12。以下,將非燃燒加熱型吸煙物品10中的煙草桿11側的端部稱為前端,將吸口部12側稱為基端。煙草桿11是由包含煙絲及霧氣生成基材的填充物111以及將該填充物111捲裝起來的捲煙紙112所構成。煙絲的材料雖沒有特別限定,但可使用葉鞘(lamina)或葉脈等眾所周知的物品。填充物111係包含生成霧氣的霧氣生成基材。霧氣生成基材的種類並沒有特別限定,可依用途適當選擇來自各種天然物的抽出物質。霧氣生成基材係可例舉出甘油、丙二醇、醋酸甘油、1,3-丁二醇及這些的混合物等。包含煙絲及霧氣生成基材的填充物111係可例舉出在形成於煙草細粉等的均質化煙草混合有作為添加物的結合劑、增稠劑、交聯劑、香料、親水性香料、親油性香料、黏度調整劑、保濕劑或補強材等的液體、膠體、溶膠或軟弱的固體的漿料之後,藉由乾燥處理、脫水處理、抄造處理、擠出成形而獲得的再構成煙草原料,例如煙草薄片、該煙草薄片煙絲、煙草顆粒等。又,填充物111亦可包含香料。香料的種類並沒有特別限定。
吸口部12係包含例如用捲煙紙將成形為圓柱狀的醋酸纖維素捲裝起來的濾嘴部份等,在吸煙時會過濾掉在煙草桿11生成的部分霧氣。當然,吸口部12亦可包含濾嘴部分以外的部分。煙草桿11及吸口部12係藉由外層紙13捲繞成一體而彼此連接。
第3圖是加熱器3的縱剖面的概略圖。具體而言,第1圖中的A-A箭視剖面中的加熱器3的剖面構造係顯示在第3圖。第4圖是顯示加熱器3的概略構造的立體圖。
加熱器3具有本身為有底圓筒形狀的加熱器外殼31。加熱器外殼31具有本身為圓盤形狀的底部311以及從底部311豎起的圓筒狀的外筒壁312。加熱器外殼31的外筒壁312的開口端係透過設在外殼2的開口部朝向外殼2的外部開放,並且形成可供非燃燒加熱型吸煙物品10的煙草桿11***之圓柱形狀之屬於空洞部的收容槽34。
在此,在加熱器外殼31的外筒壁312的前端側形成有內徑比其他部位小一段的厚壁部313。在此所謂的外筒壁312的前端是指外筒壁312中與底部311連接的基端為相反側的端部。並且,在加熱器外殼31的外筒壁312之內側設有具有圓筒形狀的槽側周壁32。槽側周壁32的外徑係與外筒壁312的厚壁部313的內徑相等。又,如第3圖所示,在加熱器外殼31的外筒壁312的內表面與槽側周壁32的外周面32b之間形成有環狀並且中空的空氣隔熱部37。又,在槽側周壁32的前端形成有可供煙草桿11***的開放的***口38。此外,將槽側周壁32中形成有***口38之前端側的相反側的端部設為基端32c。
在加熱器外殼31的底部311側設有本身為有底圓筒形狀的耐熱杯33。耐熱杯33是由例如鋁等耐熱材料所形成,且具有本身為圓盤形狀的槽底部331以及從該槽底部331豎起的槽側周壁332。耐熱杯33的槽底部331是以重疊在加熱器外殼31的底部311的內側的狀態配置,並且形成收容槽34的槽底部。並且,由槽側周壁32及槽側周壁332形成收容槽34的側周部。
如第3圖及第4圖所示,加熱器3係由耐熱杯33及槽側周壁32形成用來收容煙草桿11且本身為空洞部的收容槽34。又,如第3圖
及第4圖所示,在槽側周壁32以面向收容槽34的方式設有環狀的外部加熱器35。外部加熱器35是以與槽側周壁32的內周面32a齊平的方式收容在槽側周壁32的凹部。在此,符號35a是面向收容槽34的加熱面。此外,環狀的外部加熱器35是沿著槽側周壁32的內周面32a遍及全周而配置。換言之,外部加熱器35係沿著收容槽34的周方向遍及側周部的全周而配置。此外,第3圖所示的符號CL1是加熱器外殼31的中心軸。並且,中心軸CL1同時也是收容槽34及槽側周壁32的中心軸。
又,如第3圖及第4圖所示,在收容槽34內設有內部加熱器36。內部加熱器36具有圓錐台形狀,並且從加熱器外殼31的底部311的中央部垂直地朝向收容槽34側突設。在耐熱杯33的槽底部331的中央部形成有貫穿孔33a,內部加熱器36係藉由插通在貫穿孔33a,而從槽底部331朝向收容槽34側突出。內部加熱器36的中心軸係與加熱器外殼31(收容槽34)的中心軸CL1同軸。符號36a是內部加熱器36的基端部,符號36b是內部加熱器36的前端部。內部加熱器36係從槽底部331朝向***口38延伸,並且從基端部36a朝向前端部36b慢慢變細。此外,內部加熱器36及外部加熱器35的種類並沒有特別限定,但是可使用例如將發熱線(例如鎳鉻合金、鐵鉻合金、鐵鎳等)鋪設配置在鋼材者,或是使用陶瓷加熱器、護套加熱器(Sheathed Heater)等。此外,所謂護套加熱器是將熱線與填充劑一起用金屬管包覆的加熱器。
並且,本實施形態中,槽側周壁32是由耐得起外部加熱器35的熱且外部加熱器35的熱不會擴散之已知的隔熱且耐熱材料所形成。就具有這種隔熱性能及耐熱性能的槽側周壁32所使用的材料而言,例如可
舉出氧化鋁‧二氧化矽的陶瓷、或是耐熱性高的PEEK(聚醚醚酮)、PPS(聚苯硫醚)、PTFE(聚四氟乙烯)等的樹脂等。
此外,在本實施形態中,槽側周壁32的內周面32a、耐熱杯33的槽側周壁332的內周面332a、以及外部加熱器35的加熱面35a彼此沒有段差,且位在同一平面上,因此,收容槽34的內徑係沿著中心軸CL1方向固定者。本實施形態中,收容槽34的內徑係可與煙草桿11的外徑相等,亦可比煙草桿11的外徑稍大。
在此,第3圖所示的R1至R3是槽側周壁32(側周部)中的第1區域至第3區域。槽側周壁32的第1區域R1是包含設置有槽底部331的基端32c的區域。而槽側周壁32的第2區域R2是與第1區域R1相鄰且位在***口38側的區域,且為可在其部分區間或整個區間配置有外部加熱器35的區域。亦即,第2區域R2具有作為用來規定形成有外部加熱器35的最大範圍的區域的意義,且在第2區域R2的整個區域或局部區域配置有外部加熱器35。而槽側周壁32的第3區域R3是與第2區域R2相鄰並且包含***口38的區域。在此,第1區域R1至第3區域R3是沿著收容槽34的中心軸CL1形成的區域,且從槽底部331朝向***口38依第1區域R1、第2區域R2、第3區域R3的順序形成。此外,第1區域R1至第3區域之R3各區域之在中心軸CL1方向的長度係可適當變更。如第3圖所示,槽側周壁32上只有在第2區域R2配置有外部加熱器35,在第1區域R1及第3區域R3並未配置有外部加熱器35。又,第3圖所示的例子是在槽側周壁32的第2區域R2的整個區間配置有外部加熱器35,但是亦可只有在第2區域R2的局部區間設有外部加熱器35。
第5圖及第6圖是將非燃燒加熱型吸煙物品10的煙草桿11從加熱器3的***口38***在收容槽34的狀態的示意圖。本實施形態的加熱器3的內部加熱器36具有圓錐台形狀,並且朝向前端部36b形成漸細的形狀,因此將煙草桿11(填充物111)***在收容槽34時,可使內部加熱器36容易地穿透煙草桿11(填充物111)。此外,本實施形態中,在煙草桿11的前端面11a(參照第2圖)抵接於收容槽34的底部,也就是耐熱杯33的槽底部331的時點,便完成煙草桿11對於收容槽34的***。如第5圖所示,在完成煙草桿11對於收容槽34的***的狀態下,煙草桿11的後端部11b係對應於上述槽側周壁32的第3區域R3而定位。此外,第3圖所示的符號P1係顯示出煙草桿11相對於收容槽34的***完成的狀態下對應於煙草桿11之後端部11b的位置(以下稱為「收容時煙草桿後端位置」)。本實施形態中,收容時煙草桿後端位置P1與外部加熱器35的分開尺寸設定為1mm左右比較小的尺寸。
具有上述構造的加熱器3係具備:配置在收容槽34的側周部的外部加熱器35;以及沿著中心軸CL1配置在收容槽34的橫剖面的中央側的內部加熱器36。加熱器3的外部加熱器35及內部加熱器36是藉由從電源5供應電力而發熱。電源5並沒有特別限定,但是例如可為充電式鋰離子電池。又,第1圖並未顯示出加熱器3的外部加熱器35及內部加熱器36與電源5之間的連接,但是外部加熱器35及內部加熱器36係分別與電源連接。又,控制器4係與電源5電性連接,控制器4係控制從電源5對於外部加熱器35及內部加熱器36的電力供應。此外,非燃燒加熱型吸煙裝置1係設有可由使用者(吸煙者)操作的未圖示的使用者介面(例如操
作按鈕等),控制器4係與使用者介面電性連接。控制器4係藉由檢測由使用者對使用者介面進行的操作來進行有關加熱器3(外部加熱器35及內部加熱器36)的動作的控制。以下,針對非燃燒加熱型吸煙裝置1中利用控制器4對外部加熱器35及內部加熱器36的控制加以說明。
例如,從非燃燒加熱型吸煙裝置1的電源變成OFF的狀態,由使用者對非燃燒加熱型吸煙裝置1的操作按鈕進行既定的ON操作時,控制器4係開始從電源5對加熱器3供應電力,並且如第5圖所示,進行對被收容在加熱器3的收容槽34之狀態的煙草桿11加熱的加熱控制。第7圖是由控制器4執行的加熱器3的加熱控制時之外部加熱器35及內部加熱器36的動作狀態的時序圖。第8圖是加熱控制時之外部加熱器35及內部加熱器36的表面溫度的變化的說明圖。
第7圖中的時間T0係表示控制器4檢測到對於非燃燒加熱型吸煙裝置1的操作按鈕之ON操作的時間點(以下稱為「加熱開始時間點」)。如第7圖所示,在加熱器啟動時間點,控制器4係開始從電源5僅對外部加熱器35供應電力。
接下來,在時間T1,控制器4係一邊繼續從電源5對外部加熱器35供應電力,一邊開始從電源5對內部加熱器36供應電力。以下,將時間T1稱為「內部加熱器開始時間點」。接下來,在時間T2,控制器4係一邊繼續從電源5對內部加熱器36供應電力,一邊使從電源5對外部加熱器35的電力供應停止。以下,將時間T2稱為「外部加熱停止時間點」。接下來,在從時間T0(加熱開始時間點)經過既定的吸煙時間之後的時間T3,使從
電源5對於內部加熱器36的電力供應停止。以下,將時間T3稱為「加熱停止時間點」)。
如上所述,本實施形態的非燃燒加熱型吸煙裝置1係在對煙草桿11開始加熱的加熱開始時間點,僅使外部加熱器35動作,進行煙草桿11的預熱(初期加熱)。在此,外部加熱器35是沿著位於收容槽34的外周部(側面)的槽側周壁32設置,因此可有效率地加熱被收容在收容槽34的煙草桿11的外周部。亦即,在時間T1(內部加熱開始時間點)開始利用內部加熱器36對煙草桿11進行加熱之前,可有效率地先預熱煙草桿11之尤其外周部。在此,將時間T0(加熱開始時間點)到時間T1(內部加熱器啟動時間點)為止的期間稱為「預熱期間」)。此外,預熱期間係可設定為從加熱開始時間點(也就是預熱開始)之後,經過時間達到既定的設定時間,或是外部加熱器35的溫度達到既定的設定溫度的時點。例如,在預熱期間,控制器4亦可將控制外部加熱器35時的設定溫度設定為300℃。
接下來,從加熱開始時間點之後,經過時間達到既定的設定時間,或是外部加熱器35的溫度達到既定的設定溫度的時點,也就是時間T1(內部加熱開始時間點)到時間T2(外部加熱停止時間點)為止的期間(以下稱為「同時加熱期間」,係藉由外部加熱器35及內部加熱器36雙方進行煙草桿11的加熱。內部加熱器36係如上所述與收容槽34的中心軸CL1同軸而配置。因此,穿透在煙草桿11(填充物111)的內部加熱器36的熱係從煙草桿11的中心側朝向外周側以放射狀傳送。結果,可有效率地加熱煙草桿11,且可在短時間內使煙草桿11的填充物111所含的霧氣生成基材
(例如甘油等)或煙絲內所含的香味成分揮發,並且生成含有香味成分的霧氣。
此外,可視為含有霧氣生成基材(例如甘油等)的煙草桿11的填充物111係隨著品溫的上升,首先填充物111中的水(水分)會蒸發。該蒸發會在水的沸點(100℃)附近發生。接下來,當煙草桿11的填充物111的品溫更為上升時,接下來,大氣壓力沸點約250℃的尼古丁開始揮發,品溫更進一步上升時,大氣壓力沸點約290℃的甘油蒸發,而可作為霧氣被吸嘗。如同業者所了解,煙草原料中含有各式各樣的成分,這些成分以化合物存在,因此並非只有在如上述的水、尼古丁及甘油的純物質的沸點附近才會發生單純的蒸發現象,但是科學上可視為主要成分會依沸點的順序蒸發(揮發)。
在此,如第8圖所示,在同時加熱期間(T1至T2),控制器4係以外部加熱器35的溫度變得比內部加熱器36的溫度高的方式來控制。例如,在同時加熱期間,控制器4是將外部加熱器35的設定溫度設為300℃,將內部加熱器36的設定溫度設為250℃,來控制外部加熱器35及內部加熱器36。本實施形態是在煙草桿11的預熱期間,藉由抵接或接近該外周部的外部加熱器35使煙草桿11的外周部加速並且有效率地升溫,在之後的同時加熱期間也是以外部加熱器35的溫度變得比內部加熱器36的溫度高的方式來控制。藉此,可使因為與內部加熱器36分離以致該內部加熱器36的熱不容易到達,且使容易受到外部氣體影響(散熱損失)的煙草桿11的外周部積極地升溫。亦即,可藉由內部加熱器36有效率地加熱煙草桿11的橫剖面中的中心側,並且可藉由外部加熱器35有效率地加熱內部
加熱器36的熱不容易傳遞,且容易受到外部氣體影響(散熱損失)的煙草桿11的外周部。藉此,可將整個煙草桿11均勻地加熱至霧氣生成基材可充分揮發的溫度。
又,在預熱期間,僅藉由外部加熱器35進行煙草桿11的加熱,並且在外部加熱器35動作之後經過預熱期間後才使內部加熱器36動作,因而比起在預熱期間使外部加熱器35及內部加熱器36雙方動作的情況,可減少總消耗電力。
又,如上述在預熱期間及同時加熱期間藉由外部加熱器35積極地加熱煙草桿11的外周部,藉此可抑制一旦揮發的霧氣生成基材在煙草桿11的外周部凝結(結露/液化)。因此,尤其能夠充分確保初期吸煙時的霧氣的傳送量,且可使煙量感提升。
尤其,根據本實施形態的非燃燒加熱型吸煙裝置1,如第5圖所示,外部加熱器35係位在收容於收容槽34的煙草桿11的基端側(吸口部12側)。因此,可藉由外部加熱器35集中地加熱煙草桿11的外周部中尤其是基端側的區域。因此,具有可有效率地抑制在煙草桿11的前端側(上游側)生成的霧氣在煙草桿11的基端側(下游側)凝結的優點。
在此,外部加熱器35沿著收容槽34之中心軸CL1方向延伸的長度,也就是外部加熱器寬度尺寸係至少設為煙草桿11的三分之一以上的尺寸為佳。藉此,在利用內部加熱器36開始加熱之前,可在煙草桿11的預熱期間充分地預熱煙草桿11的外周部。
接下來,如上述在同時加熱期間,當整個煙草桿11充分地升溫之後,僅藉由利用內部加熱器36的加熱,便可將煙草桿11的溫度維
持在霧氣不會凝結的溫度,因此在到達外部加熱停止時間點(時間T2)的時點,控制器4會使外部加熱器35的動作停止。此時,控制器4係在內部加熱器36的溫度高過外部加熱器35的溫度之前會使外部加熱器35的動作停止。此外,使外部加熱器35的動作停止的外部加熱停止時間點(時間T2)係可設定為從加熱開始時間點(也就是預熱開始)之後的經過時間達到既定的設定時間,或是外部加熱器35的溫度達到既定的設定溫度的時點。或是,亦可在外部加熱器35的溫度到達既定的設定溫度之後的經過時間經過一定時間的時點,使外部加熱器35的動作停止,而可採用各種樣態。
經過外部加熱停止時間點(時間T2)之後,僅藉由內部加熱器36進行煙草桿11的加熱,因此外部加熱器35的溫度會有下降之趨勢。因此,如第8圖所示,從外部加熱停止時間點(時間T2)到加熱停止時間點(時間T3)的期間(以下稱為「內部加熱期間」)的中途,內部加熱器36的溫度就會超過外部加熱器35的溫度。
在此,比起配置在收容槽34之外周側的外部加熱器35,配置在中心部的內部加熱器36係在加熱煙草桿11時的加熱效率更好。因此,在滿足藉由於同時加熱期間使整個煙草桿11充分地升溫而不容易發生霧氣之凝結的條件的其餘的吸煙期間內,僅透過加熱效率良好的內部加熱器36來加熱煙草桿11,而可穩定且持續地生成霧氣。
又,控制器4亦可在外部加熱器35的動作停止後,以使內部加熱器36的溫度比外部加熱器35的動作停止前更為增加的方式來控制從電源5對於內部加熱器36的電力供應。例如,控制器4亦可將內部加熱器36的設定溫度從250℃變成350℃。內部加熱期間的內部加熱器36的
設定溫度係較佳為設定成僅藉由內部加熱器36的加熱便可使煙草桿11所含的霧氣生成基材穩定且持續地揮發的適當溫度。此外,如上所述,外部加熱器35的動作停止後,使內部加熱器36的設定溫度上升的情況時,內部加熱器36的電力消耗量雖會增加,但是因為外部加熱器35的動作停止,因此可減少總電力消耗量。
接下來,在加熱開始時間點(時間T0)之後的經過時間經過既定的吸煙時間的時間T3(加熱停止時間點),控制器4係停止從電源5對內部加熱器36供應電力。
第9圖至第12圖是測定了利用控制器4進行加熱器3之加熱控制時的外部加熱器35的表面溫度、內部加熱器36的表面溫度、煙草桿11的品溫變化的溫度測定試驗結果的示意圖。第13圖是煙草桿11的品溫測定位置的示意圖。
溫度測定試驗中,煙草桿11的品溫是測定了第13圖所示的第1測定位置MP1至第3測定位置MP3的溫度。收容槽34之徑向中從各測定位置MP1至MP3到收容槽34的側周面(槽側周壁32的內周面32a)的隔開尺寸係設為1.5mm。並且,收容槽34之徑向中的各測定位置MP1至MP3與內部加熱器36的基端部36a的隔開尺寸係設為1.5mm。
又,如第13圖所示,第1測定位置MP1至第3測定位置MP3係從槽底部331側開始以第1測定位置MP1、第2測定位置MP2、第3測定位置MP3的順序排列。在收容槽34的中心軸CL1方向,槽底部331與第1測定位置MP1的隔開尺寸係設為2mm。又,第1測定位置MP1與第2測定位置MP2的隔開尺寸係設為5mm。又,第2測定位置MP2與
第3測定位置MP3的隔開尺寸係設為6mm。又,第3測定位置MP3與收容時煙草桿後端位置P1的隔開尺寸係設為2mm。又,在加熱控制中,將從加熱開始時間點到內部加熱器啟動時間點為止的經過時間設定為6秒,將從加熱開始時間點到外部加熱停止時間點為止的經過時間設定為20秒,將從加熱開始時間點到加熱停止時間點為止的經過時間設定為420秒。
又,第10圖至第12圖中,以實線表示的溫度變化係顯示出在第7圖及第8圖所說明的本實施形態之進行加熱控制時的各測定位置MP1至MP3的溫度變化(以下稱為「實施例」)。並且,以虛線表示的溫度變化係顯示出不使用外部加熱器而僅使用內部加熱器36進行加熱控制時的各測定位置MP1至MP3的溫度變化(以下稱為「比較例」)。又,第10圖至第12圖所示的兩點鏈線是加熱煙草桿11時的目標品溫。目標品溫係例如為150℃。如第10圖至第12圖所示,位在對應於槽側周壁32的第1區域R1的位置的第1測定位置MP1及第2測定位置MP2中,進行加熱控制時,在實施例與比較例之間並沒有顯著的差異。第1測定位置MP1及第2測定位置MP2與外部加熱器35的距離都是相隔開的,並且相對於內部加熱器36比較近,因此受到外部加熱器35的影響較小。另一方面,如第12圖所示,在第3測定位置MP3中,在實施例與比較例之間就出現顯著的差異,比起比較例,實施例更可在短時間內升溫至目標品溫,且可確認出實施例相對於比較例的優越性。
如以上所述,根據本實施形態的非燃燒加熱型吸煙裝置1,具備有:配置在收容槽34內,且藉由從內側加熱煙草桿11,而使霧氣生成基材揮發用的內部加熱器36;以及配置在收容槽34的側周部,且至少
在煙草桿11的預熱期間預熱煙草桿11的外周部,以抑制內部加熱器36動作時所發生的霧氣的凝結的外部加熱器35。藉此,可藉由外部加熱器事先在預熱期間,使熱不容易從內部加熱器到達且容易受到外部氣體影響(散熱損失)的煙草桿11的外周部充分地升溫。藉此,可抑制在內部加熱器36動作時所發生的霧氣的凝結。因此,可充分地確保吸煙時的霧氣的傳送量,且可使煙量感提升。
此外,上述實施形態中,在槽側周壁32(側周部)之包含可供槽底部331設置的基端32c的第1區域R1及包含***口38的第3區域R3並未配置外部加熱器35,而是在比第1區域R1更靠***口38側的第2區域R2配置外部加熱器35,因此可藉由外部加熱器35集中地加熱煙草桿11的外周部中之特別是基端側的區域。藉此,可有效率抑制在煙草桿11的前端側(上游側)生成的霧氣在煙草桿11的基端側(下游測)凝結。
尤其,本實施形態的內部加熱器36係具有從基端部36a側朝向前端部36b側縮徑的漸細形狀,因此內部加熱器36的前端部36b係比起基端側,對於煙草桿11的散熱量會減少,但是藉由在內部加熱器36的前端部36b的周圍(對應於內部加熱器36的前端部36b的位置)配置外部加熱器35,可適當地補足內部加熱器36的前端部36b之不足的散熱量。並且,在可充分確保來自內部加熱器36的散熱量的第1區域R1並未配置外部加熱器35,因而可一邊抑制電源5的電力消耗,一邊藉由外部加熱器35有效率地加熱煙草桿11的外周部的基端區域。
再者,本實施形態中,在槽側周壁32(側周部)的第3區域R3並未配置有外部加熱器35,因此使外部加熱器35動作時,可抑制位於
吸口部12的前端部的例如濾嘴部分因為外部加熱器35的熱而燒焦或是溶解。
又,本實施形態中,說明了將內部加熱器36的形狀設為圓錐台形狀的例子,但是像這樣採用從槽底部331側朝向***口38側具有漸細形狀的內部加熱器36,可將內部加熱器36容易穿透在被***於收容槽34的煙草桿11的填充物111。又,在使內部加熱器36穿透在填充物111的狀態下,可良好地維持內部加熱器36與填充物111的接觸狀態。結果,可將內部加熱器36的發熱容易傳達至填充物111,且使填充物111的加熱效率提升。此外,本實施形態中是使內部加熱器36穿透在被***於收容槽34的煙草桿11的填充物111,但是亦可將內部加熱器36***在煙草桿11的前端側(上游側)之形成在填充物111的端面的凹部。
並且,內部加熱器36係可採用各種形狀。例如,內部加熱器36亦可具有錐形狀或錐台形狀,並且從槽底部331側朝向***口38側形成漸細形狀。例如,亦可取代圓錐台形狀而為圓錐形狀。又,內部加熱器36亦可具有圓柱形狀。在該情況下,亦可在內部加熱器36的圓柱部分的前端側形成有圓錐部。又,內部加熱器36亦可相對於收容槽34的中心軸CL1具有n次對稱性,n為3以上的整數。
又,第5圖所示的例子是將加熱器3中的內部加熱器36的前端部36b配置在對應於槽側周壁32(側周部)的第2區域R2之前端(***口38側的端部)的位置,但並不限定於此。例如,亦可如第14圖所示的變形例,內部加熱器36的前端部36b配置在對應於第2區域R2的中間部的位置。又,亦可如第15圖所示的變形例,內部加熱器36的前端部36b配
置在對應於第3區域R3的位置。又,亦可如第16圖所示的變形例,內部加熱器36的前端部36b配置在對應於第1區域R1的位置。
以上已說明了本發明之實施形態及變形例,但是本發明之非燃燒加熱型吸煙裝置並不限於這些,而能夠盡可能地將這些加以組合。
3‧‧‧加熱器
31‧‧‧加熱器外殼
32、332‧‧‧槽側周壁
32a‧‧‧內周面
32b‧‧‧外周面
32c‧‧‧基端
33‧‧‧耐熱杯
34‧‧‧收容槽
35‧‧‧外部加熱器
35a‧‧‧加熱面
36‧‧‧內部加熱器
36a‧‧‧基端部
36b‧‧‧前端部
37‧‧‧空氣隔熱部
38‧‧‧***口
311‧‧‧底部
312‧‧‧外筒壁
313‧‧‧厚壁部
331‧‧‧槽底部
332a‧‧‧內周面
CL1‧‧‧中心軸
P1‧‧‧收容時煙草桿後端位置
R1‧‧‧第1區域
R2‧‧‧第2區域
R3‧‧‧第3區域
Claims (13)
- 一種非燃燒加熱型吸煙裝置,係具備:收容槽,係用來收容包含煙絲及霧氣生成基材的煙草桿;內部加熱器,係配置在前述收容槽內,且用來穿透被***於前述收容槽的煙草桿或是***在形成於該煙草桿之端面的凹部,藉由從內側加熱前述煙草桿使前述霧氣生成基材揮發;以及外部加熱器,係配置在前述收容槽的側周部,藉由至少在前述煙草桿的預熱期間對前述煙草桿的外周部進行預熱,以抑制在前述內部加熱器動作時所發生的霧氣凝結。
- 如申請專利範圍第1項之非燃燒加熱型吸煙裝置,具備:用來控制前述內部加熱器及前述外部加熱器的控制部,前述控制部係在前述內部加熱器及前述外部加熱器雙方動作的同時加熱期間,將前述外部加熱器的溫度控制成比前述內部加熱器的溫度高。
- 如申請專利範圍第2項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述控制部係在利用前述外部加熱器對前述煙草桿開始預熱之後的經過時間達到既定的設定時間,或是前述外部加熱器的溫度達到既定的設定溫度的時間點,使該外部加熱器的動作停止,但是使前述內部加熱器的動作繼續。
- 如申請專利範圍第3項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述控制部係在前述外部加熱器的動作停止後,使前述內部加熱器的溫度比前述外部加熱器的動作停止前更為上升。
- 如申請專利範圍第2至4項中任一項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述控制部係在開始前述煙草桿的預熱時,藉由僅使前述外部加熱器動作而開始該預熱,並且在前述外部加熱器的動作之後才使前述內部加熱器動作。
- 如申請專利範圍第1項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述收容槽係具有:***口,係位於前述側周部的前端側,且屬於以可供前述煙草桿***的方式開放的開放端;以及槽底部,係位在前述側周部的基端側,前述側周部具有:包含供前述槽底部設置的基端的第1區域;以及與前述第1區域相鄰而位在前述***口側的第2區域,前述外部加熱器並不配置在前述第1區域,而是配置在前述第2區域。
- 如申請專利範圍第6項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述外部加熱器係在前述第2區域的部份區間或整個區間沿著前述側周部的周方向遍及全周而配置。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述內部加熱器係相對於前述收容槽的中心軸具有n次對稱性,且n為3以上的整數。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述內部加熱器係具有圓柱形狀,並且在前端側形成有圓錐部。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述內部加熱器係具有錐形狀或錐台形狀,並且從前述槽底部側朝向前述***口側形成漸細形狀。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述內部加熱器係具有圓錐形狀或圓錐台形狀。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述側周部係更具備與前述第2區域相鄰並且包含前述***口的第3區域,在該第3區域並未配置有前述外部加熱器。
- 如申請專利範圍第12項所述之非燃燒加熱型吸煙裝置,其中,前述內部加熱器的前端位置係與前述側周部的前述第2區域或前述第3區域相對應。
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TW107144807A TW202021488A (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 非燃燒加熱型吸煙裝置 |
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2018
- 2018-12-12 TW TW107144807A patent/TW202021488A/zh unknown
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