一种电阻加热卷烟装置及其加热方法
阅读说明：本技术 一种电阻加热卷烟装置及其加热方法 (Resistance heating cigarette device and heating method thereof ) 是由 许良涛 尹新强 代远刚 彭新辉 李晓旭 龚淑果 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电阻加热卷烟装置及其加热方法,其在加热腔(12)内利用加热器(3)设置多个按温度排序且连续排列的温度区间,且各温度区间在加热腔内步进式移动,使烟草介质被步进式加热。所述加热体的初始位置设置在进烟口(1)附近,且温度高的温度区间靠近进烟口布置,温度低的温度区间靠近进气孔(6)布置。或者,所述加热体的初始位置设置在进气孔附近,且温度低的温度区间靠近进烟口布置,温度高的温度区间靠近进气孔布置。本发明可实现出烟快、逐口加热稳定、有效释放烟草介质内香味成分的目的。(The invention discloses a resistance heating cigarette device and a heating method thereof.A plurality of temperature intervals which are ordered according to temperature and are continuously arranged are arranged in a heating cavity (12) by a heater (3), and each temperature interval moves in the heating cavity in a stepping mode to enable a tobacco medium to be heated in a stepping mode. The initial position setting of heating member is near advancing cigarette mouth (1), and the temperature interval that the temperature is high is close to into cigarette mouth and arranges, and the temperature interval that the temperature is low is close to inlet port (6) and arranges. Or the initial position of the heating body is arranged near the air inlet, the temperature interval with low temperature is arranged near the smoke inlet, and the temperature interval with high temperature is arranged near the air inlet. The invention can realize the purposes of fast smoke generation, stable mouth-by-mouth heating and effective release of flavor components in the tobacco medium.)
技术领域
本发明涉及电加热卷烟装置，特别是一种电阻加热卷烟装置及其加热方法。
背景技术
抽吸状态下的传统卷烟的燃烧锥温度高达900摄氏度，产生数千种化学物质，其中包含158种有害成分，并且在消费者抽吸卷烟的同时会产生一定的测流烟气，影响周围的不吸烟人群，还有烟头引发的火灾也不容忽视。随着公众消费观念的转变和健康意识的增强，新型烟草制品的研发已成为烟草行业当前重要的研究课题。
目前，新型烟草制品主要包括电子烟、加热卷烟和口含烟等。其中口含烟的使用方式与传统卷烟不同，因此国内消费者对口含烟的接受程度较差；电子烟和加热卷烟与传统卷烟的抽吸方式相似，已具有一定的客户规模，但二者均存在一定的问题，比如电子烟烟气口味甜腻，与传统卷烟烟气存在较大差异，而加热卷烟普遍存在出烟慢、逐口稳定性差和烟草介质内香味物质释放不充分等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有加热卷烟普遍存在出烟慢、逐口稳定性差和烟草介质内香味物质释放不充分等问题，提供一种逐口加热稳定、有效释放烟草介质内香味成分的电阻加热卷烟装置及其加热方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电阻加热卷烟装置的加热方法，其在加热腔内利用加热器设置多个按温度排序且连续排列的温度区间，且各温度区间在加热腔内步进式移动，使烟草介质被步进式加热。
本发明通过在加热腔内利用加热器设置多个按温度排序并连续排列的温度区间，且多个温度区间在加热腔内的步进式移动使得烟草介质的不同部位都能被多种温度加热，从而使烟草介质内不同沸点不同气化温度的香味物质被充分气化后有效释放出来，提高烟雾口感，同时多个温度区间一起随抽吸的进行从进烟口向进气孔方向步进式移动，从而保证了烟草介质的各段加热的均匀性，使得喷出的烟雾稳定，烟雾的逐口均匀性更好。
所述加热体的初始位置设置在进烟口附近，且温度高的温度区间靠近进烟口布置，温度低的温度区间靠近进气孔布置，并可通过驱动装置带动所述加热体由进烟口向进气孔方向轴向步进移动，同时实现快速出烟、步进加热、烟草缓释的目的。
作为一替代方案，所述加热体的初始位置设置在进气孔附近，且温度低的温度区间靠近进烟口布置，温度高的温度区间靠近进气孔布置，并可通过驱动装置带动所述加热体从进气孔处向进烟口方向移动，以充分模拟传统卷烟的热量和香味物质传递方式。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种利用所述方法的电阻加热卷烟装置，其包括壳体，所述壳体的前端设置加热腔，所述加热腔的前端设置进烟口，所述加热腔的后端设置进气孔，所述加热腔内设置由至少三个阻值不同或相同的加热体依次排列组成的加热器，所述壳体的后端设置驱动装置和电源电路系统，所述电源电路系统电连接所述加热体使所述加热腔内形成至少三个按温度排序且连续排列的温度区间，且多个温度区间一起随抽吸的进行以一定速度从加热腔的一端向另一端步进式移动，并对烟草介质进行步进式加热。
优选地，所述加热腔的中心轴处设置导热套，所述加热器设置在所述导热套内，不仅使烟草介质可采用中心式加热方式，而且导热套可以隔离烟草介质和加热器的直接接触，防止烟草介质蒸发时产生的烟气污染加热器。
优选地，所述电源电路系统包括控制电路和电源，所述电源经所述控制电路连接所述加热器，从而可通过电源提供稳定电流，并通过控制电路、驱动装置控制加热器的移动速度和移动时间。
优选地，所述加热器由3－12个阻值不同的加热体相互串联而成，且所述加热器与所述控制电路、电源构成串联电路，由于串联电路电流处处相等，各加热体的阻值不同导致各加热体输出不同的加热功率，由此各加热体形成明显的温度区间将烟草介质的不同部位加热至不同的温度，使不同气化温度的香味物质充分气化，烟雾口感更好，而且加热器设置的温度区间越多，烟雾的逐口均匀性越好。
优选地，所述加热器由3－12个阻值相同的加热体排列组成，且各加热体分别串联一变阻器后并联至所述控制电路的两端，这样可通过将各加热体连接的变阻器设置为不同的电阻值，而使各并联支路具有不同的功率，从而产生不同的温度区间对烟草介质的不同区段进行不同温度的加热。
优选地，所述加热体是一种中心盘绕式电阻丝或周向盘绕式电阻丝或电阻片或电阻块。
优选地，所述壳体与所述加热腔之间设置绝缘隔热套，以避免壳体外部过热。
优选地，所述加热腔的后端设置绝缘隔热垫圈，且所述绝缘隔热垫圈内设置压力传感器，所述电源经所述压力传感器连接所述控制电路，从而当压力传感器感应到烟草介质插入时，自动接通电源，并启动加热器进行加热，如感应不到烟草介质，则切断电源。
优选地，所述加热器在初始状态处于靠近进烟口的位置，当压力传感器检测到插入烟支后，加热器可由控制电路通过驱动装置间接控制，并向进气孔方向平移，当检测到烟支拔出或加热时间结束后，加热器复位至初始位置。作为替代，所述加热器的初始位置也可位于进气孔附近，运动方向由进气孔向进烟口方向移动，此时加热器中电阻较大的加热材料靠近进气孔，电子较小的加热材料靠近进烟口，充分模拟传统卷烟的热量传递方式。
优选地，所述温度区间在100-400摄氏度之间，所述加热器的长度在5-70 mm。
优选地，在本发明使用时，通过隔热或设置额外加热器等方式，使整段烟草介质的温度不低于100摄氏度，以有助于烟草介质中香气成分的有效释放。
优选地，所述控制系统是一种可编程的，可实现程序下载和导出的微电子集成电路，微处理器集成内容至少包含单片微型计算机、开关电路、充电电路、压力信号转换电路、电源电压监测电路、短路保护电路、译码器、场效应管中的一种或多种。
优选地，所述加热器的加热时间设定为2-5 min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）加热器由具有不同长度、不同电阻率的材料或相同长度、相同电阻率的材料组成，并通过加热材料长度、位置的精确设计或电路系统的程序控制，在加热材料的不同部位形成合理的温度区间，对烟草介质进行不同温度梯度地步进式加热，使烟草介质中不同气化温度的香味物质充分气化，极大程度地还原传统卷烟烟气；
（2）加热器可由电路系统通过驱动装置间接控制移动，实现了对烟草介质的分段加热，进而模拟传统卷烟燃烧中裂解蒸馏区的移动方式，由此产生逐口稳定均匀的烟气；
（3）加热器的初始位置可设置在进烟口方向，首先对进烟口的烟草介质进行加热，实现了出烟速度快的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明电阻加热卷烟装置实施例1的结构图。
图2是本发明电阻加热卷烟装置实施例2的结构图。
图3为本发明电阻加热装置实施例1、2的原理框图。
图4为本发明实施例1、2中驱动装置的结构示意图，图中a是正向移动示意图，b是反向移动示意图。
图5是本发明电阻加热卷烟装置实施例3的结构图。
图6为本发明实施例3中各加热体连接变阻器的电路示意图。
图中：1—进烟口、2—绝缘隔热垫环、3—加热器、31—温度最高的温度区间、32—温度最低的温度区间、4—壳体、5—绝缘隔热套、6—进气孔、7—压力传感器、8—驱动装置、9—电源电路系统、10—驱动线、11—绝缘隔热垫圈、12—加热腔、13—控制电路、14—电源、15—导热套、16—驱动轴、161—第一齿轮、162—第二齿轮、163—第三齿轮、171、172、173、174、175、176、177、178—变阻器。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
实施例1
如图1、图3、图4所示，本发明电阻加热卷烟装置实施例1包括壳体4、加热器3、绝缘隔热套5、驱动装置8和电源电路系统9。壳体4为中空壳体，且壳体4的前端设置加热腔12，壳体4的后端设置电源电路系统9。加热腔12的前端设置开放式的进烟口1，加热腔12的后端设置进气孔6。加热腔12内设置由至少三个阻值不同的加热体依次排列组成的加热器3，多个加热体串联，使加热器3具有至少三个连续排列并具有不同温度的温度区间，多个温度区间根据温度高低顺序布置，温度最高的温度区间31靠近进烟口1布置，温度最低的温度区间32靠近进气孔6布置。加热器3的初始位置设置在进烟口1附近。壳体4和加热腔12之间设置绝缘隔热套5。在进烟口1的前端设置有绝缘隔热垫环2，在加热腔12的后端设置驱动装置8，且加热腔12与驱动装置8之间设置有一块绝缘隔热垫圈11，绝缘隔热垫圈11内设置有压力传感器7。
驱动装置8包括电动马达（图中未示）和驱动线10，所述电动马达的输出轴连接驱动轴16，驱动轴16上安装第一齿轮161和第二齿轮162，第三齿轮163安装在第一、二齿轮161、162之间，并选择性与第一齿轮161或第二齿轮162啮合，第三齿轮163的安装轴连接驱动线10。当加热器3需要正向移动时，第一、二齿轮161、162顺时针转动，且第二齿轮162与第三齿轮163的下部齿轮啮合，使第三齿轮163正转，使驱动线10卷绕在第三齿轮163的安装轴上，驱使加热器10向进气孔处步进式移动。当加热器3需要反向移动时，第一、二齿轮161、162顺时针转动，且第一齿轮161与第三齿轮163的上部齿轮啮合，使第三齿轮163反转，驱动线10脱离第三齿轮163的安装轴，驱使加热器10向进烟口处步进式移动，并复位至初始位置。驱动线10优选采用耐高温的高强度材料制成。
电源电路系统9包括控制电路13和电源14，驱动装置8、控制电路13和电源14在电加热卷烟装置的轴向依次排列，且电源14经压力传感器7电连接控制电路13，控制电路13电连接加热器3和电动马达。当压力传感器7感应到烟草介质插入加热腔12时，接通电源14，并通过控制电路13启动加热器3进行加热，同时电动马达带动加热器3步进式移动，如压力传感器7感应不到烟草介质，则通过压力传感器7切断电源。
当使用本发明电加热卷烟装置进行抽吸时，首先将烟草介质从进烟口1插入加热腔12，并触发绝缘隔热垫圈11内的压力传感器7，从而通过控制电路13启动加热器3，加热器3的不同部位产生不同的温度从而形成多个预设的温度区间，各温度区间同时对烟草介质进行不同温度的加热，使烟草介质内不同沸点不同气化温度的香味物质被充分气化后有效释放出来，提高烟雾口感。在加热器3加热的同时，控制电路13控制驱动装置8，使加热器3以一定速度向进气孔6方向移动，直至达到最长加热时间或者压力传感器7感应不到烟草介质时，驱动装置8控制加热器3复位至初始位置后，通过压力传感器7切断电源14。
实施例2
如图2－图4所示，本发明电阻加热卷烟装置实施例2的结构大致与实施例1相同，不同点仅在于，加热腔12的中心轴处设置圆柱形导热套15，加热器3设置在导热套15内。
实施例3
如图5、图6所示，本发明电阻加热卷烟装置实施例3的大致结构与实施例1相同，其不同之处仅在于，不设置驱动装置8，加热器3由多段具有相同阻值的加热体排列组成，且加热器3布满加热腔12的轴向方向，每段加热体分别与变阻器连接后并联至控制电路13的两端，通过调整变阻器的阻值为每段加热体提供不同的电流，使加热器3的不同部位产生不同的温度，从而形成预设的温度区间对烟草介质进行不同温度梯度的加热，并通过控制电路13控制进口烟1到进气孔6方向上的加热体逐渐升温(首先设置1、2、3号变阻器171、172、173的电阻为预设电阻，使进烟口1附近的加热体形成100—500摄氏度的预设温度区间，并设置4—8号变阻器174、175、176、177、178所在并联电路低电流运行，保证整段烟草介质的温度不低于100摄氏度；随着抽吸的进行，设置1号变阻器171所在并联电路转换为低电流运行，并设置2、3、4号变阻器172、173、174的电阻为预设电阻，使预设温度区间向进气孔6方向移动，如此往复，直至设置1—5号变阻器所在并联电路均为低电流运行，6、7、8号变阻器的电阻为预设电阻并加热完全)，使预设的温度梯度步进式向进气孔4方向移动，直至达到最长加热时间或者压力传感器7感应不到烟草介质时，通过压力传感器7切断电源14。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种新型的烟气发生装置及烟支