CN104095291A - 基于电磁加热的烟草抽吸系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于它包括端盖(1)、加热器(2)以及电磁感应系统，所述端盖(1)可拆卸连接在加热器(2)上；所述端盖(1)包括圆盖(11)与滤嘴(13)；所述加热器(2)包括外壳(21)、内胆(23)与底盘(24)以及柱形铁芯(25)；所述电磁感应系统包括加热内胆(23)与底盘(24)以及柱形铁芯(25)感应线圈和温控电路。本发明通过电磁感应系统对内胆、底盘以及柱形铁芯的加热可提高加热速度且热效率高，还可实现瞬时加热，从而能更好地满足抽吸口感需要；所述柱形铁芯的设置可实现对烟草制品的均匀加热，使烟草制品能被充分加热，即可防止烟草制品加热不充分而造成浪费，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟草抽吸系统，尤其涉及一种基于电磁加热的烟草抽吸系统。
背景技术
电磁加热的原理是在高频感应线圈中通入高频交变电流，高频交变电流在线圈内产生高频交变磁场，高频交变磁场的磁力线穿过铁磁性金属材料时在金属内部产生大量环状涡流，小电阻大电流的涡流热效应释放出大量的热量使金属材料高速发热，进而再加热其它物质。利用电磁感应加热原理制成的电磁炉、电磁电饭煲在生活中已为人们广泛使用，与传统加热方式相比，电磁加热技术具有加热速度快、热效率高、加热温度易于控制、节能环保、易于实现加热过程的自动化等特点。
新型卷烟的特征在于只加热烟草或烟草提取物而非燃烧烟草，有害成分释放量较低并提供消费者一定的烟草特征感受。新型卷烟主要包括电加热型、碳加热型、理化反应加热型、其它热源型等。自上世纪80年代以来，国际烟草公司就已开始新型卷烟的研发，近年来产品研发力度不断加大，我国烟草行业在新型卷烟研究方面起步较晚，目前尚处于起步阶段。
电加热卷烟方面，菲利普-莫里斯公司(Philip Morris USA)开发的“穿越”(Accord)和菲·莫国际(PMI)研发的“加热吧”(Heatbar)产品是电加热型烟草制品的代表，两者均由特制卷烟和电加热器两部分构成。菲·莫公司(PM)将研发重点放在降低卷烟燃烧温度方面，以期通过加热而不是燃烧的方法使烟草释放出香味，从而赢得消费者的青睐。先后研制出一代、二代电加热卷烟抽吸系统(EHCSS,Electrically Heated Cigarette Smoking System)如Accord、Heatbar等品牌。烟草在Accord产品内的最高温度约为500℃，低于传统卷烟燃烧的950℃，显著降低了卷烟有害成分和环境烟气释放量。专利US6615840公开了一种电吸烟系统及其方法，包括一种特制的烟支和加热器，加热器包含多个加热叶片和加热控制器，控制加热区域的温度不超过450℃，烟丝被加热到约200-350℃。专利US6994096公开了一种用于电加热吸烟系统的加热器支架，加热器叶片与卷烟之间建立有效接触，在与加热片有效接触的卷烟相邻位置沿多个方向引入空气流。
专利(US20110155151、US20050172976、US20040129280、US7690385)介绍了一种改进的含有香气释放控制系统的电加热卷烟，香气释放系统中含有能释放香气的添加剂。该电吸烟系统包括特制的电加热香烟和一个可重复使用的打火机，控制电路可在每口抽吸过程中选择性地控制一个或多个加热元件。专利US2007102013公开的电吸烟系统，将特制的卷烟置于加热系统内，通过接触传导方式和热空气对流方式加热烟草，使烟草温度达到约150-220℃，从而使烟草释放出挥发性香味成分。
目前，我国烟草行业在低温加热型卷烟产品研发方面尚处于起步阶段，作为新兴战略性烟草制品，新型烟草是对中式卷烟内涵和表现形式的传承升华和重大创新，新型烟草的研发是解决烟草行业未来发展的重要途径之一。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于电磁加热的烟草抽吸系统，该抽吸系统利用电磁加热原理加热烟草及其制品使之释放出香味成分满足消费者的感官需求，温度控制准确，抽吸烟气更加环保。
发明的目的通过下述技术方案实现：
基于电磁加热的烟草抽吸系统，它包括端盖、加热器以及电磁感应系统，所述端盖可拆卸连接在加热器上；所述端盖包括圆盖与设置在圆盖上的滤嘴，在所述圆盖上设有进气孔；所述加热器包括外壳、均设置在外壳内部的内胆与底盘以及柱形铁芯，所述底盘连接在内胆底端，在所述底盘与内胆之间形成有底端封闭且顶端与滤嘴相连通的加热腔，所述柱形铁芯位于加热腔内部并与底盘相连接，在所述底盘上设有分别与进气孔以及加热腔相连通的通风口；所述电磁感应系统包括加热内胆与底盘以及柱形铁芯感应线圈和温控电路，所述温控电路包括与感应线圈串联的电源、开关以及控制器。
根据本发明的一个实施例，在所述外壳内部还设有包覆在内胆外表面的保温隔热层，所述感应线圈螺旋缠绕在保温隔热层上，在所述保温隔热层与外壳之间形成有均与进气孔以及通风口相连通的气流通道。
根据本发明的一个实施例，在所述外壳上还设有用于控制电磁感应系统的操作面板，所述操作面板分别与开关以及控制器电连接。
根据本发明的一个实施例，所述电磁感应系统设为相互独立的三个，该三个相互独立的电磁感应系统依次设置在内胆的上部、中部和下部。
根据本发明的一个实施例，所述端盖与加热器通过连接卡扣相互连接。
根据本发明的一个实施例，所述连接卡扣设置在圆盖上，在所述外壳顶部设有与连接卡扣相配合的扣合部。
根据本发明的一个实施例，所述保温隔热层与圆盖均由保温隔热材料制成。
根据本发明的一个实施例，所述内胆与底盘以及柱形铁芯由铁磁性金属材料制成。
根据本发明的一个实施例，所述内胆与底盘以及柱形铁芯为一体结构。
根据本发明的一个实施例，所述柱形铁芯的高度小于内胆的高度。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明不仅结构简单，而且成本低廉，通过电磁感应系统对内胆、底盘以及柱形铁芯的加热可提高加热速度且热效率高，还可实现瞬时加热，从而能更好地满足抽吸口感需要；所述柱形铁芯的设置可实现对烟草制品的均匀加热，使烟草制品能被充分加热，即可防止烟草制品加热不充分而造成浪费。
(2)本发明内胆外表面包覆有保温隔热层，通过该保温隔热层可防止加热内腔时热量散失，即可节约能源。
(3)本发明的外壳上设有用于控制电磁感应系统的操作面板，通过该操作面板可控制电磁感应系统实现对内胆、底盘以及柱形铁芯的加热温度的实时、准确的控制。
(4)本发明的电磁感应系统设为相互独立的三个，该三相互独立的个电磁感应系统依次设置在内胆的上部、中部和下部，通过该三级电磁感应系统的设置可实现对烟草制品的分段加热，分段加热的优点是在满足消费者感官抽吸品质的前体下实现节能。
(5)本发明的端盖与加热器通过连接卡扣相互连接，从而可便于打开或关闭，即可便于更换烟草制品以及清理烟灰。
(6)本发明的保温隔热层与圆盖均由非铁磁性保温隔热材料制成，可以避免热量散失的同时还可以避免涡流热效应引起的圆盖以及外壳过热而造成烫伤等事故。
(7)本发明的内胆与底盘以及柱形铁芯均由铁磁性金属材料制成，可通过交变磁场产生的磁力线穿过铁磁性金属材料时能够产生无数的环状涡流，涡流热效应使金属材料自身高速发热。
(8)本发明的内胆与底盘以及柱形铁芯为一体结构，可提高内胆与底盘以及柱形铁芯相互之间的热传导效率，从而实现对加热腔中的烟草制品的均匀加热。
(9)本发明的柱形铁芯的高度小于内胆的高度，可便于添加或更换烟草制品。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1中的A-A向剖视图；
图3为图1中的B-B向剖视图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1—端盖，11—圆盖，12—进气孔，13—滤嘴，14—连接卡扣；
2—加热器，21—壳体，22—保温隔热层，23—内胆，24—底盘，25—柱形铁芯，26—加热腔，27—通风口，28—气流通道，29—操作面板；
3—第一级电磁感应系统，31—第一感应线圈，32—第一开关，33—第一电源，34—第一控制器；
4—第二级电磁感应系统；
5—第三级电磁感应系统。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例
如图1～3所示，一种基于电磁加热的烟草抽吸系统，适用于对烟末、烟丝以及圆环形烟草制品进行不燃烧加热，它包括端盖1、加热器2以及电磁感应系统。本发明通过电磁感应系统实现对加热器2进行加热，即可通过加热器2对该加热器2内部的烟草进行加热。所述端盖1可拆卸式连接在加热器2上，以便于放置或更换烟草。具体的，所述端盖包括圆盖11与滤嘴13，所述圆盖11整体为圆柱形，所述滤嘴13设置在圆盖11上，该滤嘴13整体也呈圆柱形，且该滤嘴13的中心轴线与圆盖11的中心轴线相重合。所述圆盖11的中心具有通孔，即该圆盖11的横截面为圆环形，通过该通孔可使加热器2中的烟气进入滤嘴13中。
所述加热器2包括外壳21、内胆23、底盘24以及柱形铁芯25，所述外壳21整体呈底端封闭且顶端开口的半封闭结构，即该外壳21内部具有空腔，且该外壳21整体呈圆柱形。所述圆盖1设置在外壳21的顶端，该圆盖1与外壳21的顶部相配合并可封闭外壳21的顶端开口。在所述圆盖11上设有若干个进气孔12，所述进气孔12与外壳21的内部空腔相连通，且所述若干个进气孔12均布在圆盖11上。所述圆盖11通过连接卡扣14可拆卸式连接在外壳21上，具体的，所述连接卡扣14设置在圆盖11上，如图1所示。同时，在所述外壳21顶部的外壁上设有与连接卡扣14相配合的扣合部，所述圆盖11通过连接卡扣14扣合在外壳21的扣合部上即可将圆盖11固定安装在外壳21上，打开连接卡扣14与扣合部之间的扣合即可将圆盖11拆卸。
所述内胆23与底盘24以及柱形铁芯25均设置在外壳21的空腔内部，具体的，所述内胆23为空心的圆柱体结构，即该内胆23的横截面为圆环形。所述底盘24位于外壳1的底部，底盘24整体呈圆形，该底盘24的直径与内胆23的外径相同，且该底盘24设置在内胆23的底端并可封闭内胆23的底端开口，在所述底盘24与内胆23之间形成有底端封闭且顶端开口的加热腔26，该加热腔26与滤嘴13相连通。圆盖11通过连接卡扣14扣合在外壳21上时，所述内胆23的顶端与圆盖11的下底面相接触，从而可防止烟草香气通过圆盖11与内胆23之间的间隙外泄，即可使烟草香气能完全充分的经过滤嘴进入吸食者口中。
烟草放置在加热腔26中，对烟草加热即可通过抽吸滤嘴13获得烟草香气。为了能获得烟草香气，在所述底盘24上设有若干个通风口27，所述通风口27为贯穿底板24的通孔，如图2所示，该通风口27分别与进气孔12以及加热腔26相连通。抽吸滤嘴13，即可将外部空气通过进气孔12、通风口27抽入加热腔26中，加热烟草后烟草香气混入加热腔26中的空气中，抽吸滤嘴13即可获得烟草香气。
所述柱形铁芯25为圆柱体结构，该柱形铁芯25底端连接在底盘24上，且该柱形铁芯25整体位于加热腔26内部，如图2所示。所述柱形铁芯25设置在加热腔26的中心，即该柱形铁芯25的中心轴线与底盘24的中心轴线以及内胆23的中心轴线均相重合。通过该柱形铁芯25的设置可方便对加热腔26中心部位的烟草进行加热，该柱形铁芯25的高度小于内胆23的高度，方便放置更换烟草及清理烟灰。本发明的内胆23与底盘24以及柱形铁芯25均由铁、钴、镍等具有良好的导电导磁性能的铁磁性金属材料制成，且所述内胆23与底盘24以及柱形铁芯25为一体结构。
为了便于对加热腔26加热时进行隔热保温，在所述外壳21内部还设有包覆在内胆23外表面的保温隔热层22，如图2所示。所述保温隔热层22由非铁磁性保温隔热材料制成，具体的，本实施例中的保温隔热层22采用非铁磁性隔热材料纳基隔热软毡制成。同时，所述的圆盖11也采用与保温隔热层22相同的非铁磁性隔热材料纳基隔热软毡制成，从而可防止加热时的能量散失掉，即可节约能源。本发明的保温隔热层22与外壳21之间还形成有气流通道28，如图2所示，该气流通道28分别与进气孔12以及通风口27相连通，外部空气则可通过进气孔12进入气流通道28，然后经进风口27进入加热腔26，最后通过吸食者抽烟滤嘴13时通过滤嘴进入吸食者口中。
所述电磁感应系统包括感应线圈与温控电路，所述感应线圈呈螺旋形缠绕在保温隔热层22上，所述温控电路连接在感应线圈上，如图2所示。所述温控电路包括与感应线圈串联的电源、开关以及控制器，在所述外壳21上还设有操作面板29，所述操作面板29分别与开关以及控制器电连接，通过操作面板29即可实现对开关以及控制器的操控。本发明在温控电路的控制下，加热温度易于实现精确控制，因此可通过感应线圈实现对烟草的瞬时加热，能更好地满足抽吸口感需要。
本发明的电磁感应系统设为相互独立的三个，该相互独立的三个电磁感应系统分别为第一级电磁感应系统3、第二级电磁感应系统4以及第三级电磁感应系统5。所述第一级电磁感应系统3包括第一感应线圈31、第一开关32、第一电源33以及第一控制器34，所述第二级电磁感应系统4与第三级电磁感应系统5的结构与第一级电磁感应系统3的结构完全相同。所述三个电磁感应系统依次设置在内胆23的上部、中部和下部，即所述第一级电磁感应系统3设置在内胆23的上部，所述第二级电磁感应系统4设置在内胆23的中部，所述第三级电磁感应系统5设置在内胆23的下部。通过该三级电磁感应系统的设置可实现对烟草制品的分段加热，分段加热的优点是在满足消费者感官抽吸品质的前体下实现节能。本发明的加热腔26内的加热温度为200℃～500℃，这一温度范围可以保证烟草制品只被加热而不燃烧，加热过程中释放出烟草特有的香味成分，从而满足吸食者对烟草芳香感的需求。
本发明通过电磁感应系统对内胆23与底盘24以及柱形铁芯25加热，即可通过交变磁场产生的磁力线穿过铁磁性金属材料时能够产生无数的环状涡流，涡流热效应使金属材料自身高速发热，可提高加热速度，且热效率更高。
所述的圆盖11与保温隔热层22均采用非铁磁性保温隔热材料纳基隔热软毡制成，可以避免热量散失的同时还可以避免涡流热效应引起的圆盖11以及外壳21过热而造成烫伤等事故。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于它包括端盖(1)、加热器(2)以及电磁感应系统，所述端盖(1)可拆卸连接在加热器(2)上；所述端盖(1)包括圆盖(11)与设置在圆盖(11)上的滤嘴(13)，在所述圆盖(11)上设有进气孔(12)；所述加热器(2)包括外壳(21)、均设置在外壳(21)内部的内胆(23)与底盘(24)以及柱形铁芯(25)，所述底盘(24)连接在内胆(23)底端，在所述底盘(24)与内胆(23)之间形成有底端封闭且顶端与滤嘴(13)相连通的加热腔(26)，所述柱形铁芯(25)位于加热腔(26)内部并与底盘(24)相连接，在所述底盘(24)上设有分别与进气孔(12)以及加热腔(26)相连通的通风口(27)；所述电磁感应系统包括加热内胆(23)与底盘(24)以及柱形铁芯(25)感应线圈和温控电路，所述温控电路包括与感应线圈串联的电源、开关以及控制器。
2.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于在所述外壳(21)内部还设有包覆在内胆(23)外表面的保温隔热层(22)，所述感应线圈螺旋缠绕在保温隔热层(22)上，在所述保温隔热层(22)与外壳(21)之间形成有均与进气孔(12)以及通风口(27)相连通的气流通道(28)。
3.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在所述外壳(21)上还设有用于控制电磁感应系统的操作面板(29)，所述操作面板(29)分别与开关以及控制器电连接。
4.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于所述电磁感应系统设为相互独立的三个，该三个相互独立的电磁感应系统依次设置在内胆(23)的上部、中部和下部。
5.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于所述端盖(1)与加热器(2)通过连接卡扣(14)相互连接。
6.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于所述连接卡扣(14)设置在圆盖(11)上，在所述外壳(21)顶部设有与连接卡扣(14)相配合的扣合部。
7.按照权利要求2所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于所述保温隔热层(22)与圆盖(11)均由保温隔热材料制成。
8.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于所述内胆(23)与底盘(24)以及柱形铁芯(25)由铁磁性金属材料制成。
9.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于所述内胆(23)与底盘(24)以及柱形铁芯(25)为一体结构。
10.按照权利要求1所述的基于电磁加热的烟草抽吸系统，其特征在于所述柱形铁芯(25)的高度小于内胆(23)的高度。
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