加热不燃烧烟具及其控制方法与流程

本发明涉及烟具技术领域，特别是涉及一种加热不燃烧烟具及其控制方法。

背景技术

加热不燃烧技术通过烟具直接加热烟草产生烟雾但不燃烧，既可以实现近似卷烟的满足感，又可以减少燃烧过程中有害物质的产生，以避免吸入燃烧过程中产生的有害物质。

加热不燃烧技术采用的烟具一般包括加热组件，用于对吸入的冷空气进行加热，加热后的空气是烘蒸烟草制品的主要能量。但是，传统的烟具加热升温时间较长，热量补充不及时造成烟草产生的烟气在加热组件里面发生质变，烘烤出来的烟气质量不好，烟气带有严重的酸味，用户抽吸烟气之后具有口腔残留物。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的烟具烘烤出来的烟气质量不好的问题，提供一种加热不燃烧烟具及其控制方法。

一种加热不燃烧烟具，用于加热杆状的烟草制品，所述加热不燃烧烟具包括：

壳体，所述壳体开设有腔体，所述壳体还开设有进气孔及出气孔；及

加热组件，收容于所述腔体内，所述加热组件包括管体及加热元件，所述管体具有用于容置烟草制品的加热腔，所述管体的一端开设有与所述加热腔相连通的进气口，所述进气口连通所述壳体的进气孔及出气孔，所述加热元件设置于所述管体的侧壁上，所述加热元件为多个，多个所述加热元件沿所述管体的轴向间隔设置，多个所述加热元件分别被单独控制。

在其中一个实施例中，所述管体为杯状结构，所述管体的另一端被封闭，所述烟草制品的直径小于所述加热腔的直径。

在其中一个实施例中，所述加热组件还包括固定套，所述固定套套设于所述管体的一端，所述固定套内设有用于容纳部分烟草制品的第一通孔，所述第一通孔连通所述管体的加热腔和所述壳体的出气孔，所述固定套的侧壁开设有连通所述管体的加热腔和所述壳体的进气孔的连通孔。

在其中一个实施例中，所述第一通孔的最小直径小于所述管体的加热腔的直径，以使所述烟草制品与所述第一通孔的内壁之间的间隙，小于所述烟草制品与所述管体的加热腔侧壁之间的间隙。

在其中一个实施例中，所述加热元件为两个，所述管体为两段，两段所述管体分别为第一管体及第二管体，所述第一管体的一端与所述第二管体的一端相连接，所述第一管体的另一端开设所述进气口，所述第二管体的另一端被封闭。

在其中一个实施例中，还包括控制组件及电源，所述控制组件包括方案板，所述方案板及所述电源均设置于所述腔体内，所述加热元件与所述方案板电连接，所述方案板与所述电源电连接。

在其中一个实施例中，还包括冷却组件，所述冷却组件包括吸嘴及散热棒，所述吸嘴可拆卸地设置于所述壳体上，所述吸嘴开设有容纳孔及出气口，所述容纳孔与所述壳体的出气孔相连通，所述出气口与所述容纳孔相连通，所述散热棒设置于所述容纳孔内。

在其中一个实施例中，所述散热棒的侧壁形成螺旋片，螺旋片之间形成螺旋槽，所述散热棒的侧壁、所述螺旋片及所述容纳孔的侧壁共同形成螺旋型的导流通道。

在其中一个实施例中，所述壳体包括主体及旋转盖，所述旋转盖可转动地设置于所述主体上，所述旋转盖盖合于所述主体上时，所述旋转盖与所述主体之间的间隙形成所述壳体的进气孔。

在其中一个实施例中，还包括散热片，所述散热片设置于所述腔体内，且所述散热片位于所述管体与所述壳体的内侧壁之间。

一种如上述任意一项所述加热不燃烧烟具的控制方法，包括以下步骤：

控制多个加热元件同时对烟草制品进行加热；

当多个所述加热元件同时加热第一预设时间后，控制多个所述加热元件对所述烟草制品进行加热。

在其中一个实施例中，所述控制多个所述加热元件对所述烟草制品进行加热的步骤具体为：

控制多个所述加热元件中的任意一个持续加热，另外的所述加热元件停止加热。

在其中一个实施例中，所述加热元件为两个，分别为第一加热元件及第二加热元件，所述控制多个所述加热元件中的任意一个持续加热，另外的所述加热元件停止加热的步骤具体为：

控制所述第二加热元件持续加热，所述第一加热元件停止加热。

在其中一个实施例中，控制所述第二加热元件持续加热，所述第一加热元件停止加热的步骤之后还包括：

当所述第二加热元件加热第二预设时间后，控制所述第二加热元件停止加热，控制所述第一加热元件在所述第二加热元件停止加热前第三预设时间开始加热，并一直加热到加热时间结束。

在其中一个实施例中，所述控制多个所述加热元件对烟草制品进行加热的步骤具体为：

控制多个所述加热元件一直共同加热到加热时间结束。

上述加热不燃烧烟具及其控制方法至少具有以下优点：

加热不燃烧烟具烘烤烟草制品时，首先控制多个加热元件共同对烟草制品进行加热，加热不燃烧烟具使用较短的时间将烟草制品加热到预设温度值，加热不燃烧烟具加热升温时间较短，能够防止热量补充不及时造成烟草产生的烟气在加热组件里面发生质变，烟气质量较好，烟气没有酸味，用户抽吸烟气之后没有口腔残留物。

附图说明

图1为一实施方式中加热不燃烧烟具装入卷烟后闭合时的结构示意图；

图2为图1中沿a-a线的剖视图；

图3为图2中b处的局部放大图；

图4为一实施方式中加热不燃烧烟具装入卷烟后打开时的结构示意图；

图5为图4中沿c-c线的剖视图；

图6为烟气能够通过过滤嘴的原理图；

图7为图6中d处的局部放大图；

图8为图1所示加热不燃烧烟具的控制方法的流程图；

图9为第一加热部及第二加热部的时序图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1及图2，一实施方式中的加热不燃烧烟具10，主要通过加热不燃烧技术来对卷烟20等烟草制品直接进行加热来产生烟雾但不燃烧，既可以实现近似卷烟20的满足感，又可以不燃烧卷烟20，以避免燃烧过程中有害物质的产生和吸入。加热不燃烧烟具10能够烘烤普通卷烟20，抽烟时直接装入整根卷烟20，抽完后直接倒出卷烟20即可，使用简单方便，成本较低。请一并参阅图4及图5，具体到本实施方式中，加热不燃烧烟具10包括壳体100、加热组件200、电源300、散热片400、控制组件500及冷却组件600。

请参阅图1至图3，壳体100为分体式结构，壳体100包括主体110、旋转盖120、转轴130、扭簧140、连接件150、开盖按键160及弹簧170。主体110开设有第一腔体111。主体110的侧壁还开设有第一按键孔112、第二按键孔113、指示灯孔114及输入孔115，第一按键孔112、第二按键孔113、指示灯孔114及输入孔115均与第一腔体111相连通。

请一并参阅图4及图5，旋转盖120可转动地设置于主体110上。具体地，转轴130设置于主体110上，旋转盖120可转动地设置于转轴130上，从而将旋转盖120可转动地设置于主体110上。旋转盖120盖合于主体110上时，旋转盖120与主体110之间的间隙形成进气孔180。旋转盖120开设有第二腔体122，第二腔体122与第一腔体111共同构成腔体。旋转盖120开设出气孔124。旋转盖120的侧壁设置第一扣接部126。

扭簧140套设于转轴130上，扭簧140的一端与旋转盖120相连接，扭簧140的另一端与主体110相连接。旋转盖120与主体110相盖合之后，扭簧140可以提供一个开盖的弹力，方便旋转盖120的开启。连接件150设置于主体110的顶部，连接件150部分伸入第一腔体111内。旋转盖120与主体110相盖合时，连接件150插设于第二腔体122内，且连接件150与第二腔体122的侧壁相抵，保证旋转盖120盖合之后的稳定性。

开盖按键160用于当旋转盖120与主体110相盖合时打开旋转盖120。具体地，开盖按键160包括按压部162及第二扣接部164，按压部162穿设于第一按键孔112内。第二扣接部164的一端与按压部162相连接，第二扣接部164的另一端用于与第一扣接部126相扣接。当需要打开旋转盖120时，按下按压部162，使第二扣接部164与第一扣接部126相分离，从而可以打开旋转盖120。弹簧170的一端套设于按压部162上，弹簧170的另一端与连接件150相抵。弹簧170用于在按压部162被按压之后，使开盖案件160恢复原位。

请参阅图2、图6及图7，加热组件200收容于腔体内。具体到本实施方式中，加热组件200包括底盖210、外罩220、固定套230、管体240及加热元件(图未示)。底盖210设置于主体110的内侧壁上，外罩220的一端套设于底盖210上。固定套230设置于连接件150上，固定套230的一端穿过主体110的顶部伸入第一腔体111内，且固定套230套设于外罩220的另一端。固定套230沿其轴向开设有第一通孔232，第一通孔232的最小直径小于管体240的加热腔的直径。固定套230的侧壁开设有连通孔234，用于将进气孔180与第一通孔232相连通。

管体240的一端设置于固定套230内，管体240的另一端设置于底盖210上。管体240的两端均设置有硅胶套250，能够保护管体240，提高加热不燃烧烟具10的寿命。管体240本身不产生热量，而是传导加热元件产生的热量。管体240呈杯状结构，管体240具有加热腔，管体240的一端开设有进气口246，进气口246将第一通孔232与加热腔相连通，管体240的另一端被封闭。本实施方式中，管体240靠近底盖210的一端被封闭，管体240远离底盖210的一端开设进气口246。管体240为多段。本实施方式中，管体240为两段，两段管体240分别为第一管体242及第二管体244，第一管体242及第二管体244通过连接套248相连接。

可以理解的是，在其他实施方式中，管体240也可以为一体式结构。管体240也可以为其他结构，如管体240为两端均开口的空心结构，进气口246位于管体240的下端，管体240上端的开口与出气孔124相连通。

加热元件设置于管体240的侧壁上，用于将电能转化为热能，从而对卷烟20进行加热。加热元件为多个，多个加热元件沿着管体240的轴向间隔布置，且多个加热元件体分别单独控制。本实施方式中，加热元件为发热电路，发热电路印刷在管体240的侧壁上，多个发热电路分别印刷于多段管体240的侧壁上。管体240设置为多段，可以方便多个发热电路的印刷。

具体地，发热电路为两个，两个发热电路分别设置于第一管体242及第二管体244上。第一管体242与发热电路组成第一加热部，第二管体244与相应的另一发热电路组成第二加热部。两个发热电路可以同时加热工作，也可以是其中任意一个发热电路加热工作，使得加热不燃烧烟具10加热更加智能。

电源300设置于腔体内。本实施方式中，电源300设置于第一腔体111内，电源300为双节串联电池。散热片400设置于腔体内。具体地，散热片400设置于第一腔体111内，且散热片400位于外罩220与壳体100的内侧壁之间。散热片400用于吸收加热元件向外传递出来的热量并均匀把热量散布开，防止加热不燃烧烟具10的局部温度过高导致烫手，从而可以将加热不燃烧烟具10的外形尺寸做得更小。本实施方式中，散热片400为金属散热片，散热片400为三个，三个散热片400部分包绕外罩220。

请参阅图1至图3，控制组件500包括方案板510、功能按键520、指示灯530及输入接口540。方案板510设置于腔体内，且固定于壳体100的内侧壁上。方案板510与电源300电连接，方案板510与多个加热元件电连接，方案板510可以根据预设程序分别控制多个加热元件进行加热或者停止加热。功能按键520设置于方案板510上，且功能按键520的一端穿过第二按键孔113伸出壳体100外。用户可以通过按压功能按键520，使电源300供电给加热元件，加热元件将电能转化为热能。

指示灯530设置于方案板510上，且指示灯530穿设于指示灯孔114内。本实施方式中，指示灯530为四个，指示灯530用于显示电源300的充放电状态以及电源300剩余的电量，方便及时对电池进行充电。输入接口540与方案板510电连接，且输出接口穿设于输入孔115内。外部的充电设备可以跟输入接口540相连接，从而对电源300进行充电。

请参阅图3及图5，冷却组件600包括密封盖610、过滤盖620、吸嘴630及散热棒640。密封盖610设置于旋转盖120的内侧壁上，且旋转盖120与主体110相盖合时，密封盖610能够与固定套230气密连接，防止卷烟20产生的烟气从密封盖610与固定套230之间渗透出。密封盖610沿其轴向开设有第二通孔612，第二通孔612将第一通孔232与出气孔124相连通。过滤盖620设置于旋转盖120的内侧壁上，且过滤盖620位于密封盖610远离固定套230的一侧。过滤盖620能够过滤烟气中较大的颗粒物，保证烟气质量。

吸嘴630可拆卸地设置于旋转盖120上，吸嘴630开设有出气口632，出气口632与出气孔124相连通。具体到本实施方式中，吸嘴630的一端插设于出气孔124内，旋转盖120与吸嘴630中均设置有磁铁650，吸嘴630在磁力的作用下吸附于旋转盖120上，且通过密封垫660密封连接。吸嘴630开设有容纳孔634，出气口632通过容纳孔634与出气孔124相连通，容纳孔634与出气孔124共同形成散热通道。

散热棒640设置于散热通道内，散热棒640用于吸收烟气中的热量，使烟气冷却，避免烟气烫嘴。吸嘴630可拆卸地设置于旋转盖120上，用户可以将吸嘴630与旋转盖120相分离后，取出散热棒640进行清理或者更换散热棒640。本实施方式中，散热棒640的侧壁形成有螺旋片，螺旋片之间形成螺旋槽642，散热棒640的侧壁、螺旋片及散热通道的侧壁共同形成螺旋型的导流通道。螺旋型的导流通道延长了烟气与散热棒640的接触时间和接触面积，使烟气能够充分的散热和过滤掉更多的烟草焦油。

请参阅图6及图7，卷烟20包括烟草22及过滤嘴24，过滤嘴24的一端与烟草22的一端相连接。过滤嘴24包括过滤棒及成形纸，过滤棒设置于成形纸内。卷烟20穿过第一通孔232插入到加热腔内，且过滤嘴24至少有部分位于加热腔内。具体地，过滤嘴24有30％～100％位于加热腔内。卷烟20的直径小于加热腔的直径，卷烟20与加热腔的侧壁之间具有一定的间隙。具体地，卷烟20的直径与加热腔的直径的比为1:1.037～1.1。

可以理解的是，在其他实施方式中，卷烟20也可以是没有过滤嘴24的卷烟，卷烟20仅具有烟草22部分，且烟草22有部分位于固定套230内，使外界的空气主要进入加热腔内。

上述加热不燃烧烟具10的大概工作过程具体为：

当需要使用加热不燃烧烟具10时，按下开盖按键160，第二扣接部164与第一扣接部126相分离，旋转盖120被打开。旋转盖120被打开后，将卷烟20的一端穿过第一通孔232插入到加热腔内，且过滤嘴24有部分位于加热腔内。

例如，过滤嘴24包括靠近烟草22的第一部分24a和远离烟草22的第二部分24b，第一部分24a位于加热腔内，第二部分24b位于固定套230的第一通孔232内。并且，由于第一通孔232的最小直径小于管体240的加热腔的直径，因此第二部分24b的上端与第一通孔232侧壁之间的最小间隙，小于卷烟20与所述管体240的加热腔侧壁之间的间隙。

转动旋转盖120，第一扣接部126与第二扣接部164相扣接，从而将旋转盖120与主体110相盖合。按下功能按键520，方案板510控制电源300供电给加热元件，加热元件将电能转化为热能，从而对卷烟20进行加热。

当用户含着吸嘴630发生抽吸动作时，外界冷空气在抽吸力的作用下通过进气孔180进入腔体内后，再通过连通孔234进入第一通孔232内。由于第二部分24b与第一通孔的侧壁之间的最小间隙较小，因此空气主要经过进气口246进入管体240的内侧壁与卷烟20之间的间隙内。冷空气在间隙内被加热形成热气流，该热气流从烟草22的底部进入到烟草22的内部，热气流与加热元件同时对卷烟20的外部以及内部进行加热，使卷烟20烘烤得更加均匀，烘烤出来的烟气没有异味。

当管体240的侧壁只设置一个加热元件时，一个加热元件加热到预设温度值的时间较长，升温时间较长，热量补充不及时容易造成烟草22产生的烟气在管体240里面发生质变，烘烤出来的烟气质量不好，烟气带有严重的酸味，用户抽吸后具有口腔烟气残留物。因此，本实施方式中，加热元件为两个，两个加热元件同时对卷烟20进行烘烤，加热到预设温度值的时间较短，烘烤出来的烟气质量好，烟气没有酸味，用户抽烟后没有口腔残留物。而且能够保证烟气质量前后的一致性，减少能耗。

加热元件能够对过滤嘴24的位于加热腔内的第一部分24a进行加热。过滤嘴24的第一部分24a的过滤棒被加热收缩，收缩后的过滤棒与成形纸之间形成气流通道30。烟草22烘烤出来的烟气经过过滤嘴24时，大量烟气优先进入气流通道30内，也有可能少量烟气会经收缩后的过滤棒进入过滤嘴24。过滤嘴24的第二部分24b的过滤棒没有受热收缩，过滤嘴24的第二部分24b与气流通道30之间，通过第二部分24b的过滤棒本身的微型透气孔相连通，气流通道30内的烟气能够通过这些微型透气孔进入过滤嘴24的第二部分24b内。因此，卷烟20烘烤出来的烟气能够通过过滤嘴24。

从过滤嘴24出来的烟气经过第二通孔612及过滤盖620后进入到导流通道内，烟气与散热棒640充分接触散热，最后经过吸嘴630的出气口632排出。卷烟20抽完后，打开旋转盖120，倒出卷烟20即可。

请参阅图8，本发明还提供一种图1所示加热不燃烧烟具10的控制方法，具体包括如下步骤：

步骤s110：控制多个加热元件共同对烟草制品进行加热。

具体地，加热不燃烧烟具10加热卷烟20等烟草制品时，按下功能按键520，方案板510首先控制多个加热元件共同对卷烟20进行加热。多个加热元件共同对卷烟20进行加热，加热不燃烧烟具能够在较短的时间内将卷烟20加热到预设温度值，加热不燃烧烟具10升温较快，能够防止热量补充不及时造成烟草22产生的烟气在加热腔里面发生质变。加热不燃烧烟具10烘烤出来的烟气质量较好，烟气没有酸味，用户抽吸烟气之后没有口腔残留物。具体到本实施方式中，加热元件为两个，两个加热元件在加热不燃烧烟具10启动加热时同时对卷烟20进行加热。

步骤s120：当多个加热元件共同加热到第一预设时间后，控制多个加热元件对烟草制品进行加热。

具体地，当多个加热元件共同加热第一预设时间后，多个加热元件将卷烟20加热到预设的温度值。在此之后，可以根据需要具体控制多个加热元件的工作状态，加热元件的工作状态可以为持续加热或者停止加热。例如，可以控制多个加热元件中的任意一个持续加热，另外的加热元件停止加热。

请一并参阅图9，本实施方式中，加热元件为两个，分别为第一加热元件及第二加热元件，第一加热元件设置于第一管体242上，第二加热元件设置于第二管体244上。第一加热元件与第一管体242为第一加热部700的组成元件，第二加热元件与第二管体为第二加热部800的组成元件。

方案板510首先控制第一加热部700及第二加热部800共同对卷烟20进行加热。当第一加热部700及第二加热部800共同加热第一预设时间t1后，卷烟20在该时间段内被加热到预设温度值。例如，第一加热部700及第二加热部800共同加热3秒。此时控制第二加热部800继续进行加热，第一加热部700停止加热。此时主要烘烤卷烟20的下端，卷烟20的下端烘烤出大量烟雾，卷烟20的上端受热较少，烘烤出少量烟雾，使整支卷烟20烘烤出适量的烟气。

当第二加热部800加热第二预设时间t2后，控制第二加热部800停止加热，控制第一加热部700在第二加热部800停止加热前第三预设时间t3开始加热，并一直加热到加热时间结束。一实施方式中，第二加热部800加热1分35秒，第一加热部700在第二加热部800停止加热前15秒开始加热。当卷烟20的下端烘烤一段时间后，卷烟20的下端的基本被烘烤完，仅产生少量烟雾。因此在卷烟20的下端快要被烘烤完之前，开始烘烤卷烟20的上端，卷烟20的上端产生大量烟雾，使整支卷烟20烘烤出适量的烟气，可以保证卷烟20在烘烤的过程中，烟气质量前后一致，而且可以节约能耗。

可以理解的是，在其他实施方式中，也可以多个加热元件一直共同加热到加热时间结束。具体到本实施方式中，即是第一加热部700及第二加热部800一直共同加热。

上述加热不燃烧烟具10及其控制方法至少具有以下优点：

加热不燃烧烟具10能够烘烤使用普通的卷烟20，抽烟时直接装入整根卷烟20，抽完后直接倒出卷烟20即可，使用简单方便，成本较低，干净卫生。加热不燃烧烟具10分不同时间段多个加热元件同时加热和交替加热的智能加热方式，烘烤出来的烟气没有酸味，抽烟后没有口腔残留物，而且使得烘烤出来的烟气质量尽量保持一致性，节约能耗。

管体240为杯状结构，管体240的进气口246位于管体240的上端，进气口246进入的冷空气被加热成为热气流，热气流与加热元件同时对卷烟20进行加热，卷烟20受热均匀，卷烟20烘烤出来的烟气没有异味。进气口246位于管体240的上端，卷烟20掉落的烟草22碎不会堵住进气口246，管体240无需进行经常清理。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。