加熱不燃燒菸具及其加熱組件的製作方法

2023-06-09 21:47:11 1

本實用新型涉及空氣加熱技術領域，特別是涉及一種加熱不燃燒菸具及其加熱組件。

背景技術：

菸草的危害是當今世界最為嚴重的公共衛生問題之一。眾多的科學證據表明，吸菸和二手菸暴露(被動吸菸)嚴重危害人類健康。據世界衛生組織(WHO)的統計數字顯示，全世界每年因吸菸死亡的人數高達600萬，即平均每6秒鐘有1人死於吸菸相關疾病；吸菸者中將會有一半因吸菸提早死亡；因二手菸暴露所造成的非吸菸者年死亡人數約為60萬。

鑑於當今人類對菸草製品的嚴重依賴性和健康所受到癌症、疾病方面挑戰的雙重壓力；菸草市場迫切需一種既能同傳統菸草一樣給菸民帶來興奮和愉悅，又能夠使菸民的健康不受到傷害的這樣的產品。加熱不燃燒技術通過菸具直接加熱菸草但不燃燒產生煙霧，既可以實現近似捲菸的滿足感，又可以減少燃燒過程中有害物質的產生和吸入，是最可能對捲菸產生顛覆性影響的創新產品。

加熱不燃燒技術採用的菸具一般包括加熱組件，用於對吸入的冷空氣進行加熱，加熱後的空氣是烘蒸菸草製品的主要能量。但是傳統的菸具中加熱組件結構較為複雜，組裝過程繁瑣，費時費力。

技術實現要素：

基於此，有必要針對上述技術問題，提供一種結構簡單組裝方便的加熱不燃燒菸具及其加熱組件。

一種加熱組件，包括：

管體，所述管體內設置有濾網，所述濾網將所述管體分隔成第一腔體及第二腔體，所述第一腔體的側壁與所述第二腔體的側壁一體成型，所述管體形成第二腔體的一端設有進氣口，所述管體形成第一腔體的一端設有出氣口；

加熱棒，收容於所述第二腔體內，所述加熱棒與所述管體的內壁之間形成加熱空間，且所述加熱空間內形成有螺旋式或者階梯式的導流通道；及

抵持部，位於所述加熱棒遠離所述濾網的一端，且所述抵持部與所述加熱棒一體成型，所述抵持部與所述管體形成第二腔體的一端相牴觸，所述進氣口貫穿所述抵持部。

在其中一個實施例中，還包括加熱絲，所述加熱絲呈螺旋狀纏繞於所述加熱棒的外側壁，所述加熱絲、所述加熱棒的外側壁及所述管體的內壁共同形成導流通道。

在其中一個實施例中，所述加熱棒的外側壁上開設有螺旋槽，所述加熱絲沿所述螺旋槽呈螺旋狀纏繞於所述加熱棒的外側壁上，所述加熱絲、所述加熱棒的外側壁、所述螺旋槽及所述管體的內壁共同形成導流通道。

在其中一個實施例中，所述加熱棒上開設有通孔，所述通孔沿所述加熱棒的軸向延伸且貫穿其兩端，所述加熱絲的一端從所述管體的一端伸入所述管體內，所述加熱絲的另一端經過所述通孔從所述管體的一端伸出所述管體外。

在其中一個實施例中，所述加熱棒的一端的側壁上開設有側孔，所述側孔與所述通孔相連通，所述加熱絲的另一端從所述側孔伸入所述通孔內。

在其中一個實施例中，所述第一腔體的高度小於或者等於菸草製品的有效長度的三分之二。

在其中一個實施例中，所述加熱棒通過導線與電源或者電池連接，所述加熱棒的外側壁上開設有螺旋狀導流槽；或者

所述加熱棒通過導線與電源或者電池連接，所述加熱棒上套設有螺旋狀的導流件，所述導流件、所述加熱棒的外側壁及所述管體的內壁共同形成導流通道；或者

所述加熱棒通過導線與電源或者電池連接，所述加熱棒的外側壁沿其徑向突出形成有凸環，所述凸環的數量為多個，多個所述凸環沿所述加熱棒的軸向間隔分布，所述凸環上開設有開孔或缺口，相鄰兩個所述凸環上的通孔或缺口位於所述加熱棒的不同側。

在其中一個實施例中，還包括進氣管道，所述進氣管道包括入氣端及出氣端，所述進氣管道的側壁為密封狀，所述出氣端與所述進氣口相連通，所述入氣端設置有單向氣流傳感器。

在其中一個實施例中，所述管體為絕緣且導熱材料製成，所述管體的外側壁上設置有溫度傳感器。

一種加熱不燃燒菸具，包括：

如以上任意一項所述的加熱組件；及

發熱管，所述發熱管開設有收容孔，所述發熱管與所述管體相連接。

上述加熱不燃燒菸具及其加熱組件，管體內設置有濾網，濾網將管體分隔成第一腔體及第二腔體，第一腔體的側壁與第二腔體的側壁一體成型，抵持部與加熱棒一體成型，組裝時，加熱棒未設置抵持部的一端伸入第二腔體內，抵持部與管體的下端部相牴觸，冷空氣經過進氣口進入第二腔體內，通過螺旋式或者階梯式的導流通道後，通過濾網進入第一腔體內，加熱組件結構簡單組裝方便。

附圖說明

圖1為一實施方式中加熱組件的示意圖；

圖2為圖1中加熱組件的剖視圖；

圖3為第二實施方式的加熱組件的剖視圖；

圖4為第三實施方式的加熱組件的剖視圖；

圖5為第四實施方式的加熱組件的剖視圖；

圖6為第五實施方式的加熱組件的剖視圖；

圖7為一實施方式中進氣管道連通管體的剖視圖。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本實用新型。以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

請參閱圖1，一實施方式中的加熱不燃燒菸具10，主要通過加熱不燃燒的技術來對菸草製品20直接進行加熱但不燃燒來產生煙霧，既可以實現近似捲菸的滿足感，又可以不燃燒捲菸，以避免燃燒過程有害物質的產生和吸入。菸草製品20可以是菸草薄片、捲菸或者菸絲等等。具體到本實施方式中，加熱不燃燒菸具10包括加熱組件100及發熱管(圖未示)。菸草製品20沿圖1中箭頭所示的方向插入加熱組件100內。

請參閱圖1，加熱組件100主要用於對吸入的冷空氣進行加熱，以形成熱氣流，熱氣流對菸草製品20進行輻射加熱，更均勻。

請一併參閱圖2，第一實施方式中的加熱組件100包括管體110、濾網120、加熱棒140及加熱絲150。具體到本實施方式中，加熱絲150的兩端分別與電源或者電池30電連接，加熱棒140不至於電源或者電池電連接。即，加熱絲150通電後產生熱量並傳遞至加熱棒140上。當然，在其它的實施方式中，加熱棒140也可以通過導線與電源或電池直接連接。

濾網120將管體110分隔成第一腔體110a及第二腔體110b，第一腔體110a與第二腔體110b相互連通。

管體110形成第二腔體110b的一端設有進氣口1231，外界的冷空氣通過抽吸動作產生的抽吸力經由進氣口1231進入管體110內。管體110形成第一腔體110a的一端還設有出氣口1111，冷空氣經過加熱後形成熱氣流，熱氣流通過出氣口1111進入發熱管中對菸草製品20進行輻射加熱。具體地氣流流動方向如圖2中的箭頭指示方向。

請參閱圖7，加熱組件100還包括進氣管道200。進氣管道200包括入氣端210及出氣端220，進氣管道200的側壁為密封狀，出氣端220與進氣口1231相連通。發生抽吸動作時，冷空氣從入氣端210進入進氣管道200，從出氣端220排出，從而通過進氣口1231進入管體110內。因為進氣管道200的側壁密封，因此冷空氣從入氣端210進入後，只能從出氣端220進入管體110內，導氣過程中不會產生洩漏或者混入其它氣體，有利於保證氣流源的清潔、無汙染。

入氣端210設置有單向氣流傳感器230，單向氣流傳感器230用於感應抽吸動作發生時的氣流，以記錄有效的吸菸口數。例如，單向氣流傳感器230可以為單指向咪頭。

管體110可以由絕緣、易導熱的材料形成，因此管體110本身通電不產生熱量，而是傳導加熱絲150產生的熱量。例如，管體110可以是易導熱金屬、陶瓷或其它介質，管體110也可以是絕緣處理後的薄鋁材質等等。

濾網120設置於管體110內，濾網120將管體110分隔成第一腔體110a及第二腔體110b。菸草製品20容置在第一腔體110a內，第一腔體110a的內徑與菸草製品20的直徑保持相當，以便插放。加熱棒140、加熱絲150收容於第二腔體110b內。第一腔體110a的高度為菸草製品20有效長度的三分之二。

具體到本實施方式中，第一腔體110a的側壁與第二腔體100a的側壁一體成型。即，管體110為一體式結構，濾網120設置在管體110內。濾網120可以與管體110一體成型。在其它的實施方式中，濾網120也可以與管體110為分體式結構，濾網120通過其它固定方式固定於管體110內。

濾網120上分布有過濾孔，可以有效防止菸草製品20的煙渣下漏至第二腔體110b內。加熱棒140與管體110的內壁之間形成加熱空間，且加熱空間內形成有螺旋式或者階梯式的導流通道。第二腔體110b的側壁上還可以設置印刷電路，印刷電路通過電路引腳引出。

加熱棒140收容於管體110內。加熱棒140可以由絕緣、耐高溫、易導熱的材料形成，加熱棒140本身不通電產生熱量，而是傳導加熱絲150產生的熱量。例如，加熱棒140可以為陶瓷、絕緣處理後的金屬等等。加熱棒140可以為圓柱體形狀。當然，在其它的實施方式中，加熱棒還可以為通電後產生熱量的材料形成。

具體到本實施方式中，還可以通過在管體110的外側壁上設置溫度傳感器160，以方便快速、準確的測量加熱後加熱棒140的溫度。例如，溫度傳感器160可以是熱敏電阻，如NTC熱敏電阻器。溫度傳感器160檢測到加熱棒140的溫度後反饋到控制系統(如單片機MUC)，控制系統根據程序指令不斷調節供電電流，使加熱棒140的溫度始終處於可控範圍內。

具體到本實施方式中，加熱棒140的外側壁上開設有螺旋槽141，加熱絲150沿螺旋槽141呈螺旋狀纏繞於加熱棒140的外側壁上，加熱絲150、加熱棒140的外側壁、螺旋槽141及管體110的內壁共同形成螺旋形的導流通道11a。螺旋槽141的側壁的高度大於加熱絲150的直徑尺寸，以保證導流通道11a的尺寸。因為加熱絲150沿螺旋槽141呈螺旋狀纏繞於加熱棒140的外側壁，因此不僅可以通過加熱絲150直接對氣流進行加熱，加熱絲150產生的熱量還可以使加熱棒140升溫，加熱棒140升溫後也可以對氣流進行加熱。

具體到本實施方式中，加熱棒140上開設有通孔142，通孔142沿加熱棒140的軸向延伸且貫穿其兩端。加熱絲150的一端151從管體110的一端伸入管體110內，加熱絲150的另一端152纏繞於加熱棒140後，經過通孔142從管體110的一端伸出管體110外。即，加熱絲150的一端151和加熱絲150的另一端152從管體110的同一端伸入和伸出，因此加熱絲150經過通孔142時，可以從加熱棒140的內部對加熱棒140進行加熱。

加熱絲150纏繞於加熱棒140的外側壁的部分可以對加熱棒140外側進行加熱，加熱絲150穿設在加熱棒140內部的通孔142的部分可以對加熱棒140內側進行加熱，使加熱棒140內外同時且均勻加熱，有利於加快加熱棒140的升溫速度。加熱絲150的兩端引出管體110後與電源或者電池電連接，通電後可發熱。

加熱棒140靠近濾網120的一端的側壁上開設有側孔143，側孔143與通孔142相連通，加熱絲150纏繞在加熱棒140的外側壁後，加熱絲150的另一端從側孔143伸入通孔142內。

濾網120可以為易導熱的材料製成，濾網120的材質還可以具有易清潔的特性。例如，濾網120的材質可以為金屬、不鏽鋼等等。

具體到本實施方式中，第二腔體110b的一端開口，加熱棒140遠離濾網120的一端設置有抵持部144，抵持部144與加熱棒140一體成型，通孔142貫穿抵持部144。抵持部144的外徑尺寸大於管體110的內徑尺寸，抵持部144抵持在管體110的端部。進氣口1231可以為開設於抵持部144邊緣的開口或者開設於抵持部144的邊緣與通孔142之間的孔。圖2中箭頭的指示方向為氣流的流動方向。

圖2所示加熱組件100的組裝步驟大致為：

先將加熱絲150的一端151穿入進氣口1231，然後將加熱絲150呈螺旋狀纏繞於加熱棒140的外側壁的螺旋槽141內，然後將加熱絲150的另一端152通過通孔142引出。組裝好的加熱絲150和加熱棒140伸入第二腔體110b內，直至抵持部144與管體110的端部相抵接。加熱絲150與加熱棒140的外側壁、螺旋槽141及管體110的內壁共同形成導流通道11a。

請參閱圖3，第二實施方式中的加熱組件100，通過加熱絲150呈螺旋狀纏繞於加熱棒140的外側壁上，使加熱絲150與加熱棒140的外側壁及管體110的內壁共同形成螺旋式導流通道11a。本實施方式中省略了加熱棒140的外側壁上的螺旋槽141，有利於簡化加熱棒140的製作工序。

圖3所示加熱組件100的組裝步驟大致為：

先將加熱絲150的一端151穿入進氣口1231，然後將加熱絲150呈螺旋狀纏繞於加熱棒140的外側壁上，然後將加熱絲150的另一端152通過通孔142引出。組裝好的加熱絲150和加熱棒140伸入第二腔體110b內，直至抵持部144與管體110的端部相抵接。加熱絲150與加熱棒140的外側壁及管體110的內壁共同形成導流通道11a。

發熱管開設有收容孔，收容孔用於收容菸草製品20。收容孔的內徑尺寸大致與菸草製品20的尺寸相當，以使菸草製品20可以置於收容孔內。發熱管與管體110相連接。例如，發熱管可以通過螺紋方式與管體110相連接。可以為第一腔體110a的內側壁上設置內螺紋，再在發熱管的外側壁上設置外螺紋，通過內螺紋與外螺紋相螺合。

上述加熱不燃燒菸具10的大概工作過程具體為：

外界冷空氣通過進氣口1231進入下管體110內，冷空氣沿著由加熱絲150、加熱棒140的外側壁及管體110的內壁或者由加熱絲150、加熱棒140的外側壁、螺旋槽141及管體110的內壁共同形成的導流通道11a向上流動，經過導流通道11a時，加熱絲150對冷空氣進行加熱，加熱後的熱氣流通過濾網120進入上管體110內，以對上管體110內的菸草製品20在加熱不燃燒的情況下實現煙霧蒸餾。

上述加熱不燃燒菸具10及其加熱組件100，螺旋狀的加熱絲150與加熱棒140的外側壁及管體110的內壁共同形成導流通道11a，因此導流通道11a也為螺旋狀，冷空氣通過進氣口1231被吸入管體110內後，沿著螺旋狀的導流通道11a流動，利用加熱絲150易迅速起熱升溫的特性，並通過加熱絲150對導流通道11a內的氣流加熱和加熱棒140加熱，延長了冷空氣與加熱絲150及加熱棒140的接觸時間和接觸面積，因此可以對吸入的冷氣進行充分的加熱，以在加熱不燃燒的情況下實現煙霧蒸餾，提高菸草製品20利用效率可達50％以上，加熱效果更加均勻。而且無抽菸動作時，沒有抽吸作用力使冷空氣進入加熱組件100中，也就不會有熱氣流對菸草製品20加熱，可以有效減少菸草製品20的損耗，有利於抽菸口數相對增加。

管體110內設置有濾網120，濾網120將管體110分隔成第一腔體110a及第二腔體110b，第一腔體110a的側壁與第二腔體110b的側壁一體成型，抵持部144與加熱棒140一體成型，組裝時，加熱棒140未設置抵持部144的一端伸入第二腔體100b內，抵持部144與管體110的下端部相牴觸，冷空氣經過進氣口1231進入第二腔體110b內，通過螺旋式或者階梯式的導流通道11a後，通過濾網120進入第一腔體110a內，加熱組件100結構簡單組裝方便。

請參閱圖4，第三實施方式中的加熱組件100，加熱棒140通過導線500與電源或者電池30電連接，通電後可發熱。例如，加熱棒140可以為陶瓷棒，陶瓷棒內含發熱絲和熱敏電阻絲，熱敏電阻絲和發熱絲與陶瓷棒一體成型。當然，在其它的實施方式中，加熱棒140還可以為加熱性能較好的金屬材質等等。

本實施方式中，可以省略加熱絲150，而採用在加熱棒140上套設一螺旋狀的導流件400，以使得導流件400、加熱棒140的外側壁及管體110的內壁共同形成螺旋式導流通道11a。冷空氣通過進氣口1231進入管體110內後，沿著導流通道11a流動(如圖4中箭頭方向所示)。例如，導流件400可以為彈簧，體積小、圈數多、升溫快。彈簧可以為耐高溫、易導熱的材料製成。

請參閱圖5，第四實施方式中的加熱組件100，加熱棒140通過導線500與電源或者電池30電連接，通電後可發熱。加熱棒140的外側壁沿其徑向突出形成有凸環600，凸環600的數量為多個，多個凸環600沿加熱棒140的軸向間隔分布。

具體到圖5所示實施方式中，凸環600上開設有缺口610，相鄰兩個凸環600上的缺口610位於加熱棒140的不同側。例如，相鄰兩個凸環600上的缺口610位於加熱棒140的相對側。當然，在其它的實施方式中，相鄰兩個凸環上的缺口也可以位於相鄰側。各個凸環600之間的空間通過缺口610相連通形成階梯式導流通道11a。

另外，凸環600上還可以通過開設開孔的方式，來實現連通由相鄰兩個凸環600圍成的空間。冷空氣通過進氣口1231進入管體110內後，從由最下方的相鄰兩個凸環600圍成的空間通過缺口或者開孔逐漸進入由中間的相鄰的兩個凸環600圍成的空間，然後進入由最上方的相鄰的兩個凸環600圍成的空間，最後通過濾網120進入第一腔體110a，以對菸草製品20進行加熱以霧化產生煙霧(如圖5中的箭頭方向所示)。

請參閱圖6，第五實施方式中的加熱組件100，加熱棒140為加熱棒140，加熱棒140通過導線500與電源或者電池30電連接，通電後可發熱。加熱棒140的外側壁上直接開設有螺旋狀的導流槽141，冷空氣通過進氣口1231進入管體110內後，沿著導流槽141的路徑流動，加熱棒140對冷空氣進行加熱。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。