一种利用电磁感应进行加热的烟具的制作方法
【专利摘要】一种利用电磁感应进行加热的烟具，其包括：外壳2，其内包括电池3及与之电连接的电路板4，以及与电路板4电连接的电磁感应加热器7；其中所述电磁感应加热器7包括空腔铁芯10和缠绕在该空腔铁芯10外周上的螺线圈11,其中该空腔铁芯10中的空腔用于容纳烟草制品；其中所述电路板上具有能将直流电转变为交流电的电压逆变器。在优选的实施方案中，其中所述电磁感应加热器7的一端连接过滤嘴12，另一端固定在多孔隔板8上，该多孔隔板8上的孔与所述空腔铁芯10中的空腔连通。在更优选实施方案中，所述烟具还包括风扇6,其能经多孔隔板8的孔向所述空腔中吹风；该风扇6由所述电路板4控制或由独立的开关9控制。
【专利说明】-种利用电磁感应进行加热的烟具
【技术领域】
[0001] 本发明属于电加热新型卷烟领域，具体涉及一种利用电磁感应进行加热的烟具。
[0002] 背景知识
[0003] 随着公众对卷烟危害性认识的加强和政府对卷烟管制力度的加大，世界各国烟草 企业加强了对新型烟草制品的开发。目前，新型烟草制品主要包括新型卷烟、无烟气烟草制 品和电子卷烟3大类。其中新型卷烟在生理感受、心理感知、吸食方式等方面最接近传统卷 烟，具有很好的发展潜力。
[0004] 已有的研究表明，传统卷烟烟气中的大部分有害成分是烟草在高温燃烧过程中经 过热裂解、热合成等反应产生的。因此，如果能降低卷烟产生烟气时的温度，即使用加热而 非燃烧烟草的方式产生烟气，可以减少大部分的热烈解与热合成等反应，整体降低烟气中 有害成分的释放量。从1985年开始，菲莫、雷诺、英美等大型烟草企业相继开展了加热型新 型卷烟的研发工作，形成了三种主要的加热型新型卷烟技术：电加热新型卷烟、燃料加热新 型卷烟和化学加热新型卷烟。
[0005] 电加热新型卷烟方面，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。燃料加热型卷烟方面，使用的热源包 括可燃烧固体、液体或气体，其中固体碳质燃料已有商品化产品推出，可燃烧液体或气体则 只有专利尚无产品。雷诺公司1988年上市的"卓越"（Premier)和1995年上市的"伊克莱 斯"(Eclipse)属于燃料加热型烟草制品，其中后者为前者的改进型。这两种产品所使用的 热源均为碳质固体燃料。理化反应加热型烟草制品，其特点在于加热烟草的热量来源于理 化反应，但是，该类产品对热量的控制较差，工艺相对复杂，尚未实现商品化。
[0006] 其中，电加热新型卷烟具有加热温度可控、加热方式灵活、使用方便时尚等优点， 更容易迎合不同消费者的消费习惯而被消费者接受。
[0007] 世界范围内，菲?莫公司在电加热新型卷烟领域居于领先地位。菲·莫公司（PM) 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。同时，在电加热吸烟系统方面，菲利普-莫里 斯公司公开了多项电加热新型卷烟发明专利（US6615840、US20070074734、US2007102013、 US2011015515U US20050172976, US20040129280, US7690385, US20070256697, US20060070633、US20040261802、US20040200488、US7392809、US7293565、US7234470、 US7163015、 US6810883、 US6026820、 US6040560、 US5988176、 US5967148、 US5954979、 US5934289、US5915387、US5902501、US5878752、US5750964、US5708258、US5692526、 US5692525、 US5692291、 US5666978、 US5666976、 US5665262、 US5591368、 US5530225、 US5505214、US5499636、US5498855、US5432882、US5388594、US5372148、US5144962、 US5060671)，介绍了多种电加热吸烟系统。
[0008] 然而，迄今，菲莫推出的两款商品化电加热新型卷烟产品的市场测试均未取得成 功，这进一步说明电加热新型卷烟产品目前还处于成长初期，依然存在很多问题，其中尤其 体现在电加热器性能低和卷烟感官质量差两个方面。而加热器可以通过其加热效率等影响 发烟材料的干馏作用，从而间接影响到新型卷烟的感官质量。因此，电加热器性能是影响电 加热新型卷烟制品发展和市场认可的核心因素之一。
[0009]目前，传统的电阻加热电加热新型卷烟普遍存在以下问题：热能利用率低、响应时 间长、控温困难、稳定性和安全性欠佳、使用寿命短。
[0010] 仍需要带有新型加热器的烟具。
【发明内容】
[0011] 本发明提供了一种利用电磁感应进行加热的烟具，其包括：外壳（2)，其内包括电 池⑶及与之电连接的电路板（4)，以及与电路板⑷电连接的电磁感应加热器（7);其中 所述电磁感应加热器（7)包括空腔铁芯（10)和缠绕在该空腔铁芯（10)外周上的螺线圈
[11] ，其中该空腔铁芯（10)中的空腔用于容纳烟草制品；其中所述电路板上具有能将直流 电转变为交流电的电压逆变器。电压逆变器的选择可以由技术人员灵活掌握，在优选的实 施方案中，该电压逆变器可以实现直流3. 7V到交流50V?220V的逆变。当向螺线圈11中 通入交流电时，其会产生交变磁场，这些交变磁场进而在空腔铁芯的铁介质中感应出无数 微小的涡流，使铁介质本身自行高速发热，起到了电磁感应加热的作用。其中，如果使用充 电电池的话，则可在外壳2的合适位置上设置充电接口 17。
[0012] 根据本发明的一个优选实施方案，其中所述电磁感应加热器（7)的一端连接过滤 嘴（12)，另一端固定在多孔隔板（8)上，该多孔隔板（8)上的孔与所述空腔铁芯（10)中的 空腔连通。其中所述过滤嘴可以为任何合适的过滤嘴。在优选实施方案中，过滤嘴由腔体、 气流通道、通气隔板和外壳组成。其中所述通气隔板置于所述电磁感应加热器与过滤嘴之 间，防止发烟材料进入滤嘴空腔。
[0013] 根据本发明的一个优选实施方案，该烟具还可包括：风扇（6)，其能经多孔隔板 (8)的孔向所述空腔中吹风；该风扇（6)由所述电路板（4)控制或由独立的开关（9)控制。 在所述风扇附近的外壳上，开设与外界大气连通的通气孔，以提供空气来源。
[0014] 根据本发明的一个优选实施方案，本发明的烟具还包括：抽吸传感器（16)，其布 置在所述多孔隔板（8)中间；该抽吸传感器（16)能对吸烟者抽吸时产生的微小压差变化 或气流变化做出响应，向电路板（4)发出信号，用于控制电磁感应加热器（7)的启动与关 闭。在优选实施方案中，所述抽吸传感器还与电磁感应加热器形成连锁控制以调节其加热 功率。在另一优选实施方案中，该抽吸传感器还可以与所述风扇构成连锁控制，即风扇的转 速能够根据抽吸传感器感测到的抽吸压力的大小而调整。一种实施方案是，当抽吸传感器 感受到较大的抽吸压力时，说明烟具的整体抽吸阻力较大或者吸烟者想"深吸"，则可启动 风扇或适当加大风扇转速，以降低整体抽吸阻力以提供更多的空气与烟草制品接触，与此 同时可任选地加大电磁感应加热器的加热功率以产生更多的烟雾，满足吸烟者"深吸"的要 求；当抽吸传感器感受到较小的抽吸压力时，说明烟具的整体抽吸阻力较小或者吸烟者想 "浅吸"，则可不启动风扇扇或适当减少风扇转速，以提高整体抽吸阻力以提供较少的空气 与烟草制品接触，与此同时可任选地减小电磁感应加热器的加热功率以产生较少的烟雾， 满足吸烟者"浅吸"的要求。
[0015] 在另一优选实施方案中，所述风扇（6)与所述电磁感应加热器（7)连接至所述电 路板（4)上的同一交流电流输出端口，以使通过二者的交流电频率相同。该同频设计的好 处时，当电磁感应加热器在高频下以高功率工作时，产生较大的烟雾时，风扇也以高频率工 作，提供较多的风量。
[0016] 根据本发明的一个优选实施方案，在所述电磁感应加热器（7)的所述空心铁芯10 与螺线圈11之间由内及外依次包裹有隔热层（14)和绝缘层（15)。
[0017] 根据本发明的一个优选实施方案，其中所述外壳（2)分成两段，一段容纳电池（3) 和电路板（4)，另一段容纳电磁感应加热器（7)，两段之间可拆卸式连接；或者，所述外壳 ⑵分成三段，第一段容纳电池（3)和电路板（4)，第二段容纳所述风扇（6)，第三段容纳电 磁感应加热器（7);第二段与另外两段之间可拆卸式连接。可拆卸式连接的一些实例是螺 旋接口连接或卡口连接。
[0018] 根据本发明的一个优选实施方案，其中所述开关（9)具有预热模式和清洁模式两 种模式，如图3所示，其中当吸烟者启动预热模式，电磁感应加热器启动加热，将烟草制品 预热到临近其发烟温度的温度T1 (例如T1 = 80-90°C )，然后电磁感应加热器停止加热，只 有在烟草制品温度低于此T1温度时才启动加热以维持该T1温度，这可通过电路板4上的 常规的温控电路控制。在预热模式下，当抽吸传感器（16)感测到吸烟者的抽吸行为时，则 以更大的功率启动电磁感应加热器（7)，将烟草制品加热到高于其发烟温度的温度T2,以 使吸烟者能抽吸到烟雾。在吸烟结束后，将将开关切换到清洁模式下，则启动风扇（6)，用于 清理铁芯内的烟草灰。必要时可以将烟具拆开，以利于清灰。
[0019] 根据本发明的一个优选实施方案，其中外壳（2)的围绕着所述风扇（6)的那一部 分上具有与外界大气连通的通气孔。该通气孔可作为在抽吸时的空气通道，以将外界空气 吸入烟草制品中，并携带烟草制品受热时产生的烟雾，通过过滤嘴进入吸烟者口中。当本发 明的烟具需要清洁处理时，该通气孔也可以提供空气作为风扇的气源。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的结构不意图，其中，1一电池挡板，2 -外壳，3 -电池，4一电路板， 5 -螺旋接口，6 -风扇，7 -电磁感应加热器，8 -多孔隔板，9 -开关，10 -空腔铁芯，11 -螺 线圈，12-过滤嘴，13-气流通道，14 一隔热层，15-绝缘层，16-抽吸传感器，17 -充电接 □。
[0021] 图2是图1中的多孔隔板8的横切面图。
[0022] 图3是加热系统工作模式图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合说明书附图和具体实施例，进一步详述本发明。实施例仅用于举例说明 本发明，不用于限制本发明。
[0024] 如图1和2所示，本发明提供了一种利用电磁感应进行加热的烟具。该烟具主要 包括圆柱形外壳2,其内分为三段，第一段是电源段，该段底部是电池挡板1，其上具有充电 接口 17,该第一段的主体部分是电池仓，其内容纳有电池2以及与电池2电连接的电路板 4,所述电路板上装有电压逆变器，可以实现DC3. 7V到AC50V?220V的转变。第二段是清 洁段，其内主要包括一个风扇6,该第二段与第一段之间用螺纹接口 5可拆卸式连接。第一 段或第二段上可以设置开关18,用于手工控制电路的开启与关闭。该第二段的外壳靠近加 热器端设置有通气孔。第三段是加热段，其主要包括电磁感应加热器7,该电磁感应加热器 7主要包括空腔铁芯10和围绕在该空腔铁芯外部的螺线圈11，二者之间由内向外还依次包 裹有隔热层（14)和绝缘层（15)。该第二段与第三段之间设置有多孔隔板8,多孔隔板8上 的孔用于透过空气。
[0025] 所述可多孔隔板8中心固定有抽吸传感器16,抽吸传感器在隔板中间，与空腔铁 芯10相通；多孔隔板上分布有小孔，以连接清洁部件和加热器；
[0026] 所述电磁感应电加热系统，包括安装在电源或清洁部件外壳的开关9。可根据设计 要求对该开关9和电路板4之间的电连接方式进行设计，使得开关9在处于不同模式下烟 具执行不同的操作模式。
[0027] 所述清洁段外壳有通气孔，通气孔通过隔板8与电磁感应加热器的铁芯空腔相 连。
[0028] 所述电磁感应加热器的设定加热温度范围为200°C?400°C。
[0029] 所述电磁感应加热元件的空腔中放置发烟材料，该发烟材料可为固体或液体形 式。
[0030] 所述过滤嘴中可以装填有功能性吸附材料或复合型过滤嘴材料或是常规过滤嘴 丝束，借以对烟气有害成分进行吸附，或在增香保润方面进行烟气补偿。这些都是常规的过 滤嘴设计，不再赘述。
[0031] 本发明的烟具工作过程如下：使用时，连按两下开关，启动电池3,通过逆变器的 作用，电池的直流电转换成高电压的交流电，启动电磁感应加热器7,并进入预热模式，当 加热温度达到预定温度时，进入控温阶段；抽吸时，通过抽吸传感器16启动电磁感应加热 器以更大功率加热，则由控温模式进入抽吸模式，电磁感应加热器通过其铁芯10对铁芯内 部的发烟材料进行加热，并保证发烟材料产生足够的烟雾量；产生的烟气随气流进入滤嘴 12 ;滤嘴12空腔部分可以添加传统卷烟用滤棒材料对烟气进行适当的吸附和降温，也可以 添加功能性的补偿材料，对烟气进行增香保润方面的补充和修饰，随后烟气经气流通道13 进入吸烟者口中。
[0032] 清洁时，取下滤嘴，连续按五次开关9,启动清洁程序，清洁风扇启动，对散落在加 热腔内的积灰进行清理，并把吹落的积灰通过加热部件近滤嘴端倒出。
[0033] 电量不足，可以由外来电源通过充电接口 17对电池3进行充电。
[0034] 与传统的电阻型加热器相比，本发明采用了电磁感应的方式进行加热，通过电磁 感应原理将电能转化为热能，与传统的电阻型加热元件相比，具有使用寿命长、安全可靠、 高效节能、准确控温、绝缘性好、加热时间快等优点。将其应用于电加热新型卷烟，还可以简 化加热元件的生产工艺。
[0035] 此外，本发明中，将抽吸传感器与风扇和电磁感应加热器构成连锁控制，可根据抽 吸传感器感测到抽吸压力的高低，来控制风扇转速和电磁感应加热器的加热功率，以此调 节进气量和发烟量，满足吸烟者"深吸"或"浅吸"的要求。
【权利要求】
1. 一种利用电磁感应进行加热的烟具，其包括：外壳（2)，其内包括电池（3)及与之电 连接的电路板（4)，以及与电路板（4)电连接的电磁感应加热器（7);其中所述电磁感应加 热器（7)包括空腔铁芯（10)和缠绕在该空腔铁芯（10)外周上的螺线圈（11)，其中该空腔 铁芯（10)中的空腔用于容纳烟草制品；其中所述电路板上具有能将直流电转变为交流电 的电压逆变器。
2. 权利要求1的烟具，其中所述电磁感应加热器（7)的一端连接过滤嘴（12)，另一端 固定在多孔隔板（8)上，该多孔隔板（8)上的孔与所述空腔铁芯（10)中的空腔连通。
3. 权利要求2的烟具，其还包括：风扇（6)，其能经多孔隔板⑶的孔向所述空腔中吹 风；该风扇（6)由所述电路板⑷控制或由独立的开关（18)控制。
4. 权利要求2的烟具，其还包括：抽吸传感器（16)，其布置在所述多孔隔板⑶中间； 该抽吸传感器（16)能向电路板（4)发出信号，用于控制电磁感应加热器（7)的启动与关闭 或调节电磁感应加热器（7)的加热功率。
5. 权利要求1的烟具，其中在所述空心铁芯（10)与螺线圈（11)之间由内及外依次包 裹有隔热层（14)和绝缘层（15)。
6. 权利要求1的烟具，其中所述外壳⑵分成两段，一段容纳电池⑶和电路板（4)，另 一段容纳电磁感应加热器（7)，两段之间可拆卸式连接；或者，所述外壳（2)分成三段，第一 段容纳电池（3)和电路板（4)，第二段容纳所述风扇（6)，第三段容纳电磁感应加热器（7); 第二段与另外两段之间可拆卸式连接。
7. 权利要求3的烟具，其中外壳（2)的围绕着所述风扇（6)的那一部分上具有与外界 大气连通的通气孔。
8. 权利要求3的烟具，其中所述开关（9)具有预热模式和清洁模式两种模式，其中预 热模式下，电磁感应加热器（7)以第一功率将烟草制品加热并保持到临近其发烟温度的温 度，且在抽吸传感器（16)感测到吸烟者的抽吸行为才以比第一功率更大的第二功率启动 电磁感应加热器（7)以将烟草制品加热到其发烟温度以上；在清洁模式下，启动风扇（6)， 用于将清理铁芯内的烟草灰。
9. 权利要求3的烟具，其中所述风扇（6)与所述抽吸传感器（16)构成连锁控制，即风 扇的转速可根据抽吸传感器感受到的抽吸压力的大小而调整。
10. 权利要求3的烟具，其中所述风扇（6)与所述电磁感应加热器（7)连接至所述电路 板（4)上的同一交流电流输出端口，以使通过二者的交流电频率相同。
【文档编号】A24F13/06GK104095295SQ201410345009
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】尚善斋, 雷萍, 汤建国, 袁大林, 郑绪东, 李寿波, 陈永宽, 缪明明 申请人:云南中烟工业有限责任公司