文丘里效应增强的烟具及包含其的卷烟组件和使用方法
阅读说明：本技术 文丘里效应增强的烟具及包含其的卷烟组件和使用方法 (Smoking article with enhanced venturi effect, cigarette assembly including same, and method of use ) 是由 张柯 雷萍 王爽 吴俊� 李斌 廖思尧 王乐 尚善斋 黄锋 龚为民 付丽丽 王 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于加热不燃烧卷烟烟具领域,特别涉及一种文丘里效应增强的贫氧加热烟具及包含其的卷烟组件和使用方法。所述烟具包含烟气提取元件(6),烟气提取元件(6)包括中空型烟气提取锥(6-1)和固定式或可拆卸式套在该烟气提取锥(6-1)的锥体(6-1-1)外周的主流烟气形成管(6-2)；所述主流烟气形成管(6-2)具有一内部空腔(6-2-1),所述空腔(6-2-1)文丘里管式结构的渐缩空腔的周向侧壁上与烟气提取锥(6-1)的锥孔(6-1-2)相应的位置处设置一环状凸台(6-2-2)。本发明烟气提取元件文丘里管渐缩结构空腔的周向侧壁上与锥孔相应的位置处设置一环状凸台,减少锥孔处气流通道的流通面积,进一步增大气体流速,使得文丘里现象更显著,进一步增强烟气提取效果。(The invention belongs to the field of heating non-combustion cigarette smoking sets, and particularly relates to an oxygen-deficient heating smoking set with enhanced Venturi effect, a cigarette assembly comprising the same and a using method. The smoking set comprises a smoke extraction element (6), wherein the smoke extraction element (6) comprises a hollow smoke extraction cone (6-1) and a main stream smoke forming pipe (6-2) which is fixedly or detachably sleeved on the periphery of the cone (6-1-1) of the smoke extraction cone (6-1); the main stream smoke forming pipe (6-2) is provided with an inner cavity (6-2-1), and an annular boss (6-2-2) is arranged on the circumferential side wall of the gradually-reduced cavity of the Venturi tube type structure of the cavity (6-2-1) at a position corresponding to the taper hole (6-1-2) of the smoke extraction taper (6-1). The annular boss is arranged on the circumferential side wall of the cavity of the Venturi tube tapered structure of the smoke extraction element, corresponding to the taper hole, so that the flow area of the airflow channel at the taper hole is reduced, the gas flow speed is further increased, the Venturi phenomenon is more remarkable, and the smoke extraction effect is further enhanced.)
技术领域
本发明属于加热不燃烧卷烟烟具领域，特别涉及一种文丘里效应增强的贫氧加热烟具及包含其的卷烟组件和使用方法。
背景技术
传统烟草已经有几百年的历史，已经融入到大多数烟民的生活之中。近年来随着人民生活水平的提高，吸烟与健康、二手烟危害等问题越来越被人们重视，传统烟草制品所带来的危害性日渐突出。与此同时，随着WHO《烟草控制框架公约》的实施，特别是世界各国公共场所吸烟禁令范围的逐步扩大，烟草制品的发展环境发生了重大而深刻的变化，烟草制品结构正朝着多样化和无烟化的发展方向加快调整。新型烟草制品逐渐成为各大跨国烟草企业应对传统烟草制品销量日趋下滑的现实选择。
目前绝大多数的加热不燃烧型卷烟均采用空气作为烟气的载体，为了保证烟草不燃烧，所施加的加热温度通常较低，一般不超过300℃，与传统卷烟相比，新型加热不燃烧卷烟的烟草致香成分难以完全释放，烟气量不足，因此这类香烟较难以被传统烟民接受。此外，为了保证空气流通，绝大多数的加热不燃烧卷烟的烟草端均为敞开式结构，即烟丝或再造烟片直接裸露在外，或是经过一定的气流通道与外界大气相连，在吸食完毕拔出烟弹的过程中，烟草残渣会存在掉落现象，易对烟具造成污染，因此该类型烟草在使用一段时间后均需要花时间来清洗烟具。
如果采用密闭式的卷烟结构，则氧气含量会随着加热过程而降低(这是由于形成的新鲜烟气的对内部气氛的置换作用)，此时，即使升高加热温度，亦不会发生燃烧现象，同时亦不会出现烟草残渣掉落而污染烟具的情况。但是，由于没有载气流过烟草，密闭式卷烟烟气迁移将会变得困难。
如果设计出一种对密闭式的卷烟进行烟气提取的设备，将会解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，提出本发明。
本发明第一方面提供一种文丘里效应增强的贫氧加热式烟具，其包含烟支容纳腔3，还包括与所述烟具可分体式设置或固定在所述烟支容纳腔3内的烟气提取元件6；
所述烟气提取元件6包括中空型烟气提取锥6-1和固定式或可拆卸式套在该烟气提取锥6-1的锥体6-1-1外周的主流烟气形成管6-2；
所述中空型烟气提取锥6-1的中空部分为渐缩式结构，所述中空型烟气提取锥6-1锥体侧壁上具有锥孔6-1-2，所述锥孔6-1-2的数量至少为一个；
所述主流烟气形成管6-2具有一内部空腔6-2-1，所述空腔6-2-1轮廓为文丘里管式结构，即渐缩与渐扩结构之间通过一段小内径的柱状空腔相连接，所述主流烟气形成管6-2的周向侧壁上具有至少一个通孔6-2-2，该通孔6-2-2位于主流烟气形成管渐缩式空腔的上游，该通孔6-2-2距离所述锥体6-1-1底面的轴向距离小于所述锥孔6-1-2距离所述锥体6-1-1底面的轴向距离，
所述烟支容纳腔3的内径大于或等于所述烟气提取元件6的外径；
所述主流烟气形成管6-2渐缩式空腔的内壁与所述锥体6-1-1的外壁之间具有与所述空腔6-2-1气流连通的气流通道6-3；
所述渐缩结构空腔的周向侧壁上与锥孔6-1-2相应的位置处设置一环状凸台6-2-2。
所述环状凸台6-2-2的作用：减少锥孔6-1-2处气流通道的流通面积，进一步增大气体流速，减少压强，使得文丘里现象更显著，进一步增强烟气提取效果。
优选地，朝向所述主流烟气形成管6-2的一侧，所述气流通道6-3变窄。此时，所述气流流速逐渐增大，康达效应和文丘里现象更显著，烟气提取效果被增强。
优选地，所述烟气提取锥6-1的锥体底面端设有轴向延伸的套管段6-1-3，所述主流烟气形成管6-2远离所述锥体6-1-1的一端具有轴向延伸的内径扩大段6-2-3。
优选地，所述烟支容纳腔3底面和/或周向侧壁设置发热元件5。
优选地，所述烟气提取元件6与所述烟具分体式设置时，其外形适合于收纳到所述烟支容纳腔3内部。
优选地，当所述烟气提取元件6固定在所述烟支容纳腔3内时，所述烟支容纳腔3底部设置有门4，所述门4上包含凸台4-1，所所述烟气提取元件6与所述烟支容纳腔3之间设置固定与限位机构7。
优选地，所述中空型烟气提取锥6-1锥体的锥顶也具有锥孔6-1-2
本发明第二方面提供一种贫氧加热式卷烟组件，其包括第一方面所述的贫氧加热烟具式和分段式卷烟；
所述分段式卷烟包括彼此可拆卸式连接的烟草段1和滤嘴段2，其中所述烟草段1的一个端面和/或周向侧面被气密性箔纸密封，所述烟草段1内未被密封的那一端具有轴向延伸的未填充段1-1，所述滤嘴段2具有未被接装纸包裹的裸露段2-1，所述未填充段1-1和所述裸露段2-1的形状彼此配合，使得：当烟草段1与滤嘴段2连接在一起时，所述裸露段2-1插入到所述未填充段1-1中；
并且，所述烟草段1的未填充段1-1的形状还适合与所述烟气提取锥6-1的套管段6-1-3彼此插接，所述滤嘴段2的裸露段2-1的形状还适合与所述主流烟气形成管6-2的所述内径扩大段6-2-3彼此插接。
本发明第三方面提供一种贫氧加热式抽烟方法，其使用第二方面所述的贫氧加热不燃烧卷烟组件，当所述烟气提取元件6与其烟具可分体式设置时，抽烟方法如下：
抽吸时，将所述分段式卷烟的烟草段1和滤嘴段2分离，分别组装到所述烟气提取元件6两端的套管段6-1-3和内径扩大段6-2-3中，形成分段式烟支A；然后将所述分段式烟支的烟草段1插入到烟支容纳腔3内，启动发热元件5，进行抽吸；
当所述烟气提取元件6固定在所述烟支容纳腔3内时，抽烟方法如下：
抽吸时，将所述分段式卷烟的烟草段1和滤嘴段2分离，打开位于烟支容纳腔3底部的门4，通过固定与限位机构7移动烟气提取元件6，分别将烟草段1和滤嘴段2组装到所述烟气提取元件6两端的套管段6-1-3和内径扩大段6-2-3中，组装完成后，移动烟气提取元件6回到限定位置，关闭门4，启动发热元件5，进行抽吸；
抽吸完毕后，将所述滤嘴段2直接拔出，打开所述门4，通过固定与限位机构7移动烟气提取元件6使得所述烟草段1至少部分露出所述门4，拔出所述烟草段1。
其中，当所述门4关闭时，所述凸台4-1可压紧所述烟草段1，并实现密封效果，此时所述周向发热元件5刚好部分或完全覆盖所述烟草段1。
启动发热元件5，进行抽吸，所述烟支容纳腔3和所述滤嘴段2、烟气提取元件6之间具有空隙8，抽吸时，空气不流经烟草段，而是通过空隙8、通孔6-2-2进入，在烟气提取元件6的内部空腔6-2-1处由于文丘里效应而产生负压，对烟草段1产生的烟气进行提取，烟气与空气混合后形成主流烟气，通过所述滤嘴段2进入消费者口腔。
其中，分别将烟草段1和滤嘴段2组装到所述烟气提取元件6两端的套管段6-1-3和内径扩大段6-2-3中，即烟草段1从所述门4的一端插入，滤嘴段2从另一端插入。
本发明第四方面提供一种插接式三段卷烟，其包括第一方面与所述烟具分体式设置的所述的烟气提取元件6和第二方面所述的分段式卷烟的烟草段1和滤嘴段2，所述烟草段1的未填充段1-1与所述烟气提取锥6-1的套管段6-1-3彼此插接，所述滤嘴段2的裸露段2-1与所述主流烟气形成管6-2的所述内径扩大段6-2-4彼此插接。
上述技术方案在不矛盾的前提下，可自由组合。
本发明的原理如下：
康达效应，亦称附壁作用或柯恩达效应，是指当流体流过物体表面时，由于存在表面摩擦，流体水流或气流有离开本来的流动方向改为随着突出物体表面流动的倾向，这种作用即为康达效应。
文丘里现象，是指在高速流动的流体附近会产生低压，从而产生吸附作用。利用康达效应，可使进入小孔的空气沿着烟气提取锥的表面流动；由于文丘里现象的存在，沿提取锥表面高速流动的气体会在提取锥口处形成一个负压区域，由于压差的存在，密闭烟草段生成的烟气即可被提取出来。
利用康达效应和文丘里现象，可以对密闭空间内的生成新鲜烟气进行提取。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明不采用空气作为载体，而是设计了烟气提取元件利用文丘里效应和康达效应对密闭空间内的生成新鲜烟气进行提取，可降低氧气含量，因此可以提高加热温度，烟支不会发生燃烧，更易实现烟草段的配方的多样性，烟草中致香成分释放更加充分，易于持续释放，口感更加接近传统烟草，更易被传统烟民接受。尤其，烟气提取元件文丘里管渐缩结构空腔的周向侧壁上与锥孔相应的位置处设置一环状凸台，减少锥孔处气流通道的流通面积，进一步增大气体流速，减少压强，使得文丘里现象更显著，进一步增强烟气提取效果。
2、优选的技术方案中，烟气提取元件依靠固定与限位机构保持在烟支容纳腔内部，不易掉落丢失。烟支容纳腔底部有门，可以移动烟气提取元件，在烟支容纳腔的两端分别插接/拆卸烟草段和滤嘴段，方便操作。而现有技术中，烟支容纳腔底部密封，烟支抽吸完毕后，只能从滤嘴端取出，此时烟支脆度更大，更不易取出。
3、优选的技术方案中，加热时，门上的凸台压紧所述烟草段，形成密闭式结构，不会有烟草残渣掉落，无需频繁清洁烟具。
4、优选的技术方案中，朝向所述主流烟气形成管的一侧，所述气流通道变窄。此时，所述气流流速逐渐增大，康达效应和文丘里现象更显著，烟气提取效果被增强。
附图说明
图1为实施例1烟气提取元件待组装爆炸结构示意图。
图2为实施例1烟气提取元件轴向剖面图。
图3为实施例2一种贫氧加热烟具轴向剖面图。
图4为实施例5抽吸时卷烟组件外形结构示意图。
图5为实施例3分段式卷烟整体结构示意图。
图6为实施例3分段式卷烟待组装爆炸结构的轴向剖面图。
附图标记列表：
1、烟草段，1-1、未填充段，2、滤嘴段，2-1、裸露段，3、烟支容纳腔，4、门，4-1、凸台，5、发热元件，6、烟气提取元件，6-1、烟气提取锥，6-1-1、锥体，6-1-2、锥孔，6-1-3、套管段，6-2、烟气传输管，6-2-1、内部空腔，6-2-2环状凸台，6-2-3、通孔，6-2-4、内径扩大段，6-3、气流通道，7、固定与限位机构，8、空隙。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步说明本发明的内容。
实施例1
一种贫氧加热式烟具，其包含烟支容纳腔3，还包括与所述烟具可分体式设置的烟气提取元件6；
所述烟气提取元件6包括中空型烟气提取锥6-1和固定式或可拆卸式套在该烟气提取锥6-1的锥体6-1-1外周的主流烟气形成管6-2；
所述中空型烟气提取锥6-1的中空部分为渐缩式结构，所述中空型烟气提取锥6-1锥体侧壁上具有锥孔6-1-2，所述锥孔6-1-2的数量至少为一个；
所述主流烟气形成管6-2具有一内部空腔6-2-1，所述空腔6-2-1轮廓为文丘里管式结构，即渐缩与渐扩结构之间通过一段小内径的柱状空腔相连接，所述主流烟气形成管6-2的周向侧壁上具有至少一个通孔6-2-2，该通孔6-2-2位于主流烟气形成管渐缩式空腔的上游，该通孔6-2-2距离所述锥体6-1-1底面的轴向距离小于所述锥孔6-1-2距离所述锥体6-1-1底面的轴向距离，
所述烟支容纳腔3的内径大于或等于所述烟气提取元件6的外径；
所述渐缩结构空腔的周向侧壁上与锥孔6-1-2相应的位置处设置一环状凸台6-2-2。
所述主流烟气形成管6-2渐缩式空腔的内壁与所述锥体6-1-1的外壁之间具有与所述空腔6-2-1气流连通的气流通道6-3。
朝向所述主流烟气形成管6-2的一侧，所述气流通道6-3变窄。此时，所述气流流速逐渐增大，康达效应和文丘里现象更显著，烟气提取效果被增强。
所述烟气提取锥6-1的锥体底面端设有轴向延伸的套管段6-1-3，所述主流烟气形成管6-2远离所述锥体6-1-1的一端具有轴向延伸的内径扩大段6-2-3。
所述烟支容纳腔3底面和周向侧壁设置发热元件5。
所述烟气提取元件6的外形适合于将其收纳到所述烟支容纳腔3内部，。
所述烟气提取元件6见图1和图2，中空型烟气提取锥6-1和主流烟气形成管6-2分别为可拆卸式和固定式连接。
实施例2
一种贫氧加热式烟具，其包含烟支容纳腔3，还包括与所述烟具固定在所述烟支容纳腔3内的烟气提取元件6；见附图3，
所述烟气提取元件6包括中空型烟气提取锥6-1和固定式或可拆卸式套在该烟气提取锥6-1的锥体6-1-1外周的主流烟气形成管6-2；
所述中空型烟气提取锥6-1的中空部分为渐缩式结构，所述中空型烟气提取锥6-1锥顶上具有锥孔6-1-2，所述锥孔6-1-2的数量至少为一个；
所述主流烟气形成管6-2具有一内部空腔6-2-1，所述空腔6-2-1轮廓为文丘里管式结构，即渐缩与渐扩结构之间通过一段小内径的柱状空腔相连接，所述主流烟气形成管6-2的周向侧壁上具有至少一个通孔6-2-2，该通孔6-2-2位于主流烟气形成管渐缩式空腔的上游，该通孔6-2-2距离所述锥体6-1-1底面的轴向距离小于所述锥孔6-1-2距离所述锥体6-1-1底面的轴向距离，
所述烟支容纳腔3的内径大于或等于所述烟气提取元件6的外径。所述烟支容纳腔3底部设置有门4，所述门4上包含凸台4-1，所所述烟气提取元件6与所述烟支容纳腔3之间设置固定与限位机构7。
所述主流烟气形成管6-2渐缩式空腔的内壁与所述锥体6-1-1的外壁之间具有与所述空腔6-2-1气流连通的气流通道6-3。
所述渐缩结构空腔的周向侧壁上与锥孔6-1-2相应的位置处设置一环状凸台6-2-2。
朝向所述主流烟气形成管6-2的一侧，所述气流通道6-3变窄。此时，所述气流流速逐渐增大，康达效应和文丘里现象更显著，烟气提取效果被增强。
所述烟气提取锥6-1的锥体底面端设有轴向延伸的套管段6-1-3，所述主流烟气形成管6-2远离所述锥体6-1-1的一端具有轴向延伸的内径扩大段6-2-3。
所述烟支容纳腔3周向侧壁设置发热元件5。
实施例3
一种贫氧加热式卷烟组件，其包括实施例2所述的贫氧加热烟具式和分段式卷烟；见图5和6，
所述分段式卷烟包括彼此可拆卸式连接的烟草段1和滤嘴段2，其中所述烟草段1的一个端面和周向侧面被气密性铝箔纸密封，所述烟草段1内未被密封的那一端具有轴向延伸的未填充段1-1，所述滤嘴段2具有未被接装纸包裹的裸露段2-1，所述未填充段1-1和所述裸露段2-1的形状彼此配合，使得：当烟草段1与滤嘴段2连接在一起时，所述裸露段2-1插入到所述未填充段1-1中；
并且，所述烟草段1的未填充段1-1的形状还适合与所述烟气提取锥6-1的套管段6-1-3彼此插接，所述滤嘴段2的裸露段2-1的形状还适合与所述主流烟气形成管6-2的所述内径扩大段6-2-3彼此插接。
实施例4
一种贫氧加热式抽烟方法，其使用实施例1所述的贫氧加热烟具式和实施例3所述的分段式卷烟，所述烟气提取元件6与其烟具分体式设置，抽烟方法如下：
抽吸时，将所述分段式卷烟的烟草段1和滤嘴段2分离，分别组装到所述烟气提取元件6两端的套管段6-1-3和内径扩大段6-2-3中，形成分段式烟支A；然后将所述分段式烟支的烟草段1插入到烟支容纳腔3内，启动发热元件5，进行抽吸。
实施例5
一种贫氧加热式抽烟方法，其使用实施例3所述的贫氧加热不燃烧卷烟组件，所述烟气提取元件6固定在所述烟支容纳腔3内，抽烟方法如下：
抽吸时，将所述分段式卷烟的烟草段1和滤嘴段2分离，打开位于烟支容纳腔3底部的门4，通过固定与限位机构7移动烟气提取元件6，分别将烟草段1和滤嘴段2组装到所述烟气提取元件6两端的套管段6-1-3和内径扩大段6-2-3中，组装完成后，移动烟气提取元件6回到限定位置，关闭门4，启动发热元件5，进行抽吸；
抽吸完毕后，将所述滤嘴段2直接拔出，打开所述门4，通过固定与限位机构7移动烟气提取元件6使得所述烟草段1至少部分露出所述门4，拔出所述烟草段1。
其中，当所述门4关闭时，所述凸台4-1可压紧所述烟草段1，并实现密封效果，此时所述周向发热元件5刚好完全覆盖所述烟草段1。
启动发热元件5，进行抽吸，所述烟支容纳腔3和所述滤嘴段2、烟气提取元件6之间具有空隙8，抽吸时，空气不流经烟草段，而是通过空隙8、通孔6-2-2进入，在烟气提取元件6的内部空腔6-2-1处由于文丘里效应而产生负压，对烟草段1产生的烟气进行提取，烟气与空气混合后形成主流烟气，通过所述滤嘴段2进入消费者口腔。
其中，分别将烟草段1和滤嘴段2组装到所述烟气提取元件6两端的套管段6-1-3和内径扩大段6-2-3中，即烟草段1从所述门4的一端插入，滤嘴段2从另一端插入。
抽吸时，气流方向如图4所示。所述烟支容纳腔3和所述滤嘴段2、烟气提取元件6之间具有空隙8。抽吸时，空气不流经烟草段1，而是通过空隙8、通孔6-2-2进入，在烟气提取元件6的内部空腔6-2-1处由于文丘里效应而产生负压，对烟草段1产生的烟气进行提取，烟气于空气混合后形成主流烟气，通过滤嘴段进入消费者口腔。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。