基于导体涡流发热的加热不燃烧设备的制作方法

本申请涉及加热不燃烧卷烟技术领域，特别是涉及一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备。

背景技术：

电子烟又名虚拟香烟，是一种香烟替代品，因其对人体具有低危害，且无二手烟，无明火，不会产生火灾隐患等优点而越来越受到吸烟爱好者的青睐。

电子烟具有与香烟相似的外观和味道，但一般不含香烟中的焦油、悬浮微粒等其他有害成分。相关技术中的电子烟包括筒状壳体，设置于筒状壳体内的雾化组件、电源组件和储液件，以及封盖于筒状壳体两端部的烟嘴盖和端盖。该电子烟一定程度上满足了替代香烟用品的功能。然而，相关技术中的电子烟中，雾化组件安装座大都是由硬质塑料制成的一体结构，其上需要设置通孔供雾化组件的感应线圈穿过，组装后通孔与感应线圈之间会存在间隙，影响电子烟内部的隔离密封性；而且，硬质塑料的安装座外周侧和筒状壳体之间的密封性效果不佳，不能很好地将其上下两侧的空间进行较好地密封隔离，容易出现漏烟液的情况。

而有关新型烟草制品是相对于传统的卷烟产品而言的，其类型主要分为三大类:新型卷烟、电子烟和口含烟。新型卷烟通过加热不燃烧烟草的方式向人体传送尼古丁和香味，相关研究表明，在500℃以下的较低温度下，只加热但不燃烧烟草，尼古丁和部分烟草香味成分就可改转移到烟气中。与传统卷烟相比，新型卷烟能够整体大幅度降低焦油和有害成分的释放量。同时，基本没有侧流烟气，对他人、环境的危害很小。

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(又叫加热不燃烧卷烟)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。

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。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请的目的在于，提供一种加热时间短，热效高，且普通烟与专用烟皆适用的基于导体涡流发热的加热不燃烧设备。

本申请的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本申请提出的一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备，包括加热装置外壳；电气加热器，所述电气加热器具有一筒状隔热外壳，所述筒状隔热外壳的中心由前端至底部具有铁芯，多段感应线圈螺旋环绕所述铁芯的多段部位；控制单元，电性耦接所述电气加热器，控制所述感应线圈电磁加热于所述铁芯以产生涡流发热效应；其中，所述铁芯为至少二股铁芯；所述控制单元控制所述多段感应线圈的加热方式，选择性的切换于单段加热方式、多段加热方式或全部段加热方式。

在本申请的一实施例中，所述单段加热方式包括自所述多段感应线圈中选择其一进行加热。

在本申请的一实施例中，所述单段加热方式包括自所述多段感应线圈中数段或全部段中，选择一段循序切换加热。

在本申请的一实施例中，所述多段加热方式包括自所述多段感应线圈中选择至少二段进行加热。

在本申请的一实施例中，所述至少二段是连续配置或是间隔配置。

在本申请的一实施例中，所述至少二段是连续配置且循序切换加热。

在本申请的一实施例中，所述至少二段是同时加热。

在本申请的一实施例中，更包括：至少一个压力传感器，置于所述筒状隔热外壳内，用以感测烟弹或香烟接触所述筒状隔热外壳的压力值，所述控制单元通过所述压力值判断所述烟弹或所述香烟于所述筒状隔热外壳内的位置。

在本申请的一实施例中，更包括：至少一个加热温度探测器，设置于所述加热装置外壳内，连接所述电气加热器，用以探测所述铁芯温度，所述控制单元依据所述铁芯温度控制所述感应线圈的加热动作，以控制加热温度在温度限定值内。

在本申请的一实施例中，更包括：至少一个烟雾浓度探测器，设置于所述加热装置外壳内，用以探测烟雾浓度，所述控制单元依据所述烟雾浓度控制所述感应线圈的加热动作，以控制所述烟雾浓度在浓度限定值内。

在本申请的一实施例中，所述铁芯可为铁芯为钢或铁芯为镍或铁芯为钴或者铁芯为钢、镍及钴的任意合金；所述控制单元包括控制印刷电路板及单片机。

本申请的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

本申请的另一目的为一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备，包括：加热装置外壳；电气加热器，所述电气加热器具有一筒状隔热外壳，所述筒状隔热外壳的中心由前端至底部具有铁芯，所述铁芯可为二股以上的多股铁芯，感应线圈螺旋环绕所述铁芯的多段部位；控制单元，电性耦接所述电气加热器，控制所述感应线圈电磁加热于所述铁芯以产生涡流发热效应；至少一个压力传感器，置于所述筒状隔热外壳内，用以感测烟弹或香烟接触所述筒状隔热外壳的压力值，所述控制单元通过所述压力值判断所述烟弹或所述香烟于所述筒状隔热外壳内的位置；加热温度探测器，设置于所述加热装置外壳内，连接所述电气加热器，用以探测所述铁芯温度，所述控制单元依据所述铁芯温度控制所述感应线圈的加热动作，以控制加热温度在温度限定值内；烟雾浓度探测器，设置于所述加热装置外壳内，用以探测烟雾浓度，所述控制单元依据所述烟雾浓度控制所述感应线圈的加热动作，以控制所述烟雾浓度在浓度限定值内；声音指示器，设置于所述加热装置外壳内，并连接所述控制单元，通过声音编码，用以通知电量不足、及时充电和充电完成；电池温度探测器，设置于所述加热装置外壳内，并连接所述电池，用以保护电池，使电池处于安全温度；工作指示灯单元，设置于所述加热装置外壳内，用以提示所述加热装置的电量不足、正在充电、充电完成、加热完成、电池温度过高或工作异常灯状态；设定温度档位拨码单元，设置于所述加热装置外壳内，用以设定所述加热装置的温度档位，选择合适的温度加热专用烟弹、各种不同的普通香烟；现场按钮单元，设置于所述加热装置外壳内，用特有信号编码，通知控制电路；电源开关，设置于所述加热装置外壳内，与所述现场按钮单元一起作动，使所述加热装置处于安全工作状态；专用清洁单元，所述专用清洁单元与所述加热装置外壳连接，用以清洁所述电气加热器的内部铁芯和掉落的烟灰；以及分吸加热单元，与所述加热装置外壳连接，包括一装载处及带有滤咀的一吸食部；其中，所述加热装置外壳上具有连通所述加热装置外壳内部与外界空间的进气孔，用以降低周边器件温度，为烟提供氧气，消除抽烟时形成的真空状态；其中，所述控制单元控制所述多段感应线圈的加热方式，选择性的切换于单段加热、单段依序加热、多段加热、多段依序加热或全部段加热方式。

本申请具有加热时间短，热效高，且普通烟、专用烟都可以使用，并具有电池温度探测器，当充电电池温度高于安全温度时，切断加热，以及增加了浓度探测，对出烟量精确控制，与专为盲人设计声音提醒，不用看指示灯，另外也具有二次保险装置，避免在口袋误触发启动加热，因而提升产品品质。

附图说明

图1a为本申请一实施例具有多股铁芯的电气加热器的前视图。

图1b为本申请一实施例具有多股铁芯的电气加热器的侧视图。

图2a为本申请一实施例具有单芯的电气加热器的前视图。

图2b为本申请一实施例具有单芯的电气加热器的侧视图。

图3为本申请一实施例的加热装置结构示意图。

图4a为本申请一实施例的普通香烟分吸加热单元前视图。

图4b为本申请一实施例的普通香烟分吸加热单元侧视图。

图4c为本申请一实施例的香烟吸食示意图。

图5为本申请一实施例的加热电路图。

图6为本申请一实施例的电源电路图。

图7为本申请一实施例的控制电路图。

图8为本申请一实施例的温度测量电路图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。

附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本申请不限于此。

另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。

为更进一步阐述本申请为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体的实施例，对依据本申请提出的一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参考图1a及图1b，图1a为本申请一实施例具有多股铁芯的电气加热器的前视图、图1b为本申请一实施例具有多股铁芯的电气加热器的侧视图。在本申请的一实施例中，所述电气加热器10具有一筒状隔热外壳100，所述筒状隔热外壳100的筒状中心由前端至底部具有铁芯120，所述铁芯120的多段部位被复数条感应线圈110、112、114所环绕，而该筒状隔热外壳100连接一加热温度探测器130，用以探测所述铁芯120温度，藉由透过该些感应线圈110、112、114电磁加热于所述铁芯120产生一涡流发热效应；其中所述铁芯120为二股以上的多股铁芯；并增加多段线圈110、112、114及其感应机制，以分段式加热适用于长、短烟管。短烟管时，通过机构或感测方式，加热烟弹部分。长烟管时，可以依据时间，或是感测烟管燃绕程度，逐层推移所加热的段次。然而，铁芯的股数，根据设计人员需求而定，不以此例为限。

图2a为本申请一实施例具有单芯的电气加热器的前视图、图2b为本申请一实施例具有单芯的电气加热器的侧视图。请参考图2a及图2b，在本申请的一实施例中，一种电气加热器20，所述电气加热器20具有一筒状隔热外壳200，其该筒状中心具有被复数条感应线圈210所环绕的一铁芯220，而该筒状隔热外壳200连接一加热温度探测器230，用以探测所述铁芯220温度，藉由透过该些感应线圈210电磁加热于所述铁芯220产生一涡流发热效应；其中所述铁芯220为单芯；短烟管时，通过机构或感测方式，加热烟弹部分。

图3为本申请一实施例的加热装置结构示意图。如图3所示，在本申请的一实施例中，一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备30，包括一加热装置外壳301、一电气加热器 300与控制单元307，所述电气加热器300具有一筒状隔热外壳302，所述筒状隔热外壳302 的筒状中心由前端至底部具有铁芯306，至少一段感应线圈(以下为方便说明，以三段感应线圈304a、304b、304c为例，但不以此为限)螺旋环绕所述铁芯306的多段部位；控制单元 307电性耦接所述电气加热器300，控制所述感应线圈304a、304b、304c电磁加热于所述铁芯以产生涡流发热效应；其中所述铁芯306可为单芯或二股以上的多股铁芯；所述控制单元 307控制所述多段感应线圈304a、304b、304c的加热方式，选择性的切换于单段加热方式、多段加热方式或全部段加热方式。

在本申请的一实施例中，所述单段加热方式包括自所述多段感应线圈304a、304b、 304c中选择其一进行加热。例如所述加热方式为单段加热时，用以针对短电子香烟或烟弹，采用1组线圈加热方式。

在本申请的一实施例中，所述单段加热方式包括自所述多段感应线圈304a、304b、 304c中数段或全部段中，选择一段循序切换加热。例如所述加热方式为单段循序加热时，用以针对84mm或者其他长度的普通香烟，不能一次加热吸食，采用单组线圈加热方式，从远离烟嘴端起始，从前到后逐步加热的方式。

在本申请的一实施例中，所述多段加热方式包括自所述多段感应线圈304a、304b、 304c中选择至少二段进行加热。

在本申请的一实施例中，所述至少二段是连续配置或是间隔配置。

在本申请的一实施例中，所述至少二段是连续配置且循序切换加热。例如所述加热方式为部分多段依序加热方式时，用以针对84mm或者其他长度的普通香烟，采用多组线圈加热方式，所述多组线圈加热为任两组线圈一组一起加热，从远离烟嘴端起始，从前到后逐步分段加热的方式。

在本申请的一实施例中，所述至少二段是同时加热。例如所述加热方式为部分多段依序加热方式时，用以针对84mm或者其他长度的普通香烟，采用多组线圈加热方式，所述多组线圈加热为任两组线圈一组一起加热。

在本申请的一实施例中，所述加热方式为全部段加热方式时，采用多组线圈加热方式，所述多组线圈加热不分组别一起加热。

在本申请的一实施例中，所述筒状隔热外壳内前端的第一段感应线圈304a、所述筒状隔热外壳内中端的第二段感应线圈304b以及所述筒状隔热外壳内底部的第三段感应线圈 304c；针对短电子香烟，采用1组线圈加热方式，不超过20秒体验，加热均匀，快捷；针对84mm或者其他长度的普通香烟，不能一次加热吸食，采用多组线圈304a、304b、 304c，从前到后逐步分段加热的方式，可以有效控制加热区域和出烟量，延长吸食时间。

在本申请的一实施例中，所述控制单元307控制所述多段感应线圈304a、304b、 304c的加热方式，可配合手动开关进行切换，例如指拨开关(图未示)。

在本申请的一实施例中，更包括：至少一个压力传感器。此实施例以三个压力传感器作说明，但不以此为限。压力传感器303a、303b、303c，设置于所述筒状隔热外壳302 内，用以感测烟弹或香烟接触所述筒状隔热外壳302的压力值，所述控制单元307通过所述压力值判断所述烟弹或所述香烟于所述筒状隔热外壳302内的位置，以此控制所述感应线圈 304a、304b、304c的加热动作。

在本申请的一实施例中，更包括：至少一个加热温度探测器。此实施例以一个加热温度探测器作说明，但不以此为限。加热温度探测器310，设置于所述加热装置外壳301 内，连接所述电气加热器300，用以探测所述铁芯306温度，所述控制单元307依据所述铁芯306温度控制所述感应线圈304a、304b、304c的加热动作，以控制加热温度在温度限定值内。

在本申请的一实施例中，更包括：至少一个烟雾浓度探测器。此实施例以一个烟雾浓度探测器作说明，但不以此为限。烟雾浓度探测器320，设置于所述加热装置外壳301 内，并连接所述控制单元307，用以探测烟雾浓度(举例:如感知一氧化碳、焦油浓度)，所述控制单元307依据所述烟雾浓度控制所述感应线圈304a、304b、304c的加热动作，以控制所述烟雾浓度在浓度限定值内，让抽烟者得到最佳体验。

在本申请的一实施例中，更包括：一声音指示器330，设置于所述加热装置外壳301 内，并连接所述控制单元307，专为盲人设计，通过声音编码，告诉盲人加热完成，可以吸食，也可以通知盲人电量不足、及时充电和充电完成。

在本申请的一实施例中，更包括：一电池温度探测器340，设置于所述加热装置外壳301内，并连接所述电池305，用以保护电池305，使电池305处于安全温度。

在本申请的一实施例中，更包括：一工作指示灯单元350，设置于所述加热装置外壳301内，用以提示所述加热装置的电量不足、正在充电、充电完成、加热完成、电池温度过高或工作异常灯状态。

在本申请的一实施例中，更包括：一设定温度档位拨码单元360，设置于所述加热装置外壳301内，用以设定所述加热装置的温度档位，选择合适的温度加热专用烟弹、各种不同的普通香烟，其中最高温度可以点燃香烟。

在本申请的一实施例中，更包括：一现场按钮单元370，设置于所述加热装置外壳301内，用以避免单次点击就触发电路加热，用特有信号编码，通知控制电路；以及一电源开关375，设置于所述加热装置外壳301内，与所述现场按钮单元370一起作动，使所述加热装置处于安全工作状态。

在本申请的一实施例中，所述铁芯306可为铁芯306为钢或铁芯306为镍或铁芯 306为钴或者铁芯306为钢、镍及钴的任意合金；其抗氧化强，加热温度高，形成涡流，瞬间产生大量热。

在本申请的一实施例中，所述筒状隔热外壳302的该材料可为陶瓷、玻璃、聚合物或其它耐高温、隔热材质所组成。

在本申请的一实施例中，所述控制单元307包括控制印刷电路板(举例:加热控制、信号灯控制、声音控制、充电控制所组成)及单片机。

在本申请的一实施例中，所述加热装置外壳301上具有连通所述加热装置外壳301 内部与外界空间的进气孔380，用以降低周边器件温度，为烟提供氧气，消除抽烟时形成的真空状态。

在本申请的一实施例中，更包括：一专用清洁单元390，所述专用清洁单元390与所述加热装置外壳301连接，用以清洁所述电气加热器300的内部铁芯306和掉落的烟灰。

图4a为本申请一实施例的普通香烟分吸加热单元前视图、图4b为本申请一实施例的普通香烟分吸加热单元侧视图及图4c为本申请一实施例的香烟吸食示意图。请再参考图 3、图4a、图4b及图4c，在本申请的一实施例中，一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备30，包括：包括一加热装置外壳301，包括一电气加热器300及一控制单元307，所述电气加热器300具有一筒状隔热外壳302，其该筒状中心由前端至底部具有多段部位,其中每一段被至少一条感应线圈304a、304b、304c螺旋环绕的一铁芯306，透过该些感应线圈 304a、304b、304c电磁加热于所述铁芯306产生一涡流发热效应；所述控制单元307连接一电池305作为一电源供电；多个压力传感器303a、303b、303c，设置于所述筒状隔热外壳 302内，用以分别感测烟弹或香烟接触压力；一加热温度探测器310，设置于所述加热装置外壳301内，连接所述电气加热器300，用以探测所述铁芯306温度，并及时开关加热电流，使加热温度精确控制在所设定的温度值；一烟雾浓度探测器320，设置于所述加热装置外壳301内，并连接所述控制单元307，用以探测烟雾浓度；一声音指示器330，设置于所述加热装置外壳301内，并连接所述控制单元307，通过声音编码，用以通知电量不足、及时充电和充电完成；一电池温度探测器340，设置于所述加热装置外壳301内，并连接所述电池305，用以保护电池305，使电池305处于安全温度；一工作指示灯单元350，设置于所述加热装置外壳301内，用以提示所述加热装置的电量不足、正在充电、充电完成、加热完成、电池温度过高或工作异常灯状态；一设定温度档位拨码单元360，设置于所述加热装置外壳301内，用以设定所述加热装置的温度档位，选择合适的温度加热专用烟弹、各种不同的普通香烟；一现场按钮单元370，设置于所述加热装置外壳301内，用以避免单次点击就触发电路加热，用特有信号编码，通知控制电路；一电源开关375，设置于所述加热装置外壳301内，与所述现场按钮单元370一起作动，使所述加热装置处于安全工作状态；一专用清洁单元309，所述专用清洁单元309与所述加热装置外壳301连接，用以清洁所述电气加热器300的内部铁芯和掉落的烟灰；以及一分吸加热单元40，与所述加热装置外壳301 连接，包括一装载处410及带有滤咀的一吸食部420；其中所述加热装置外壳301上具有连通所述加热装置外壳301内部与外界空间的进气孔380，用以降低周边器件温度，为烟提供氧气，消除抽烟时形成的真空状态；所述铁芯306可为单芯或多股铁芯；所述控制单元307 控制所述多段感应线圈304a、304b、304c的加热方式，选择性的切换于单段加热方式、单段依序加热方式、多段加热方式、多段依序加热方式或全部段加热方式，所述感应线圈与所述筒状隔热外壳302的位置相对应，包括所述筒状隔热外壳302内前端的第一段感应线圈 304a、所述筒状隔热外壳302内中端的第二段感应线圈304b以及所述筒状隔热外壳302内底部的第三段感应线圈304c；针对短电子香烟，采用1组线圈加热方式，不超过20秒体验，加热均匀，快捷；针对84mm或者其他长度的普通香烟，不能一次加热吸食，采用多组线圈304a、304b、304c，从前到后逐步分段加热的方式，可以有效控制加热区域和出烟量，延长吸食时间。这样不但能提高适用性，还能调控烟量。另外，烟量本身还能依据浓度感知，调控加热温度。

在本申请的一实施例中，一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备30，其操作过程包含任何5V电源都可以给设备30电池305充电，充电完成后打开电源开关375，通过接触激发电路开始加热中间铁芯306(钢铁或者磁性合金)，铁芯306紧密贴紧卷烟和温控装置，当达到设定温度后停止加热，保护电路、电池，让吸食烟弹更加健康安全，如果温度低于设定温度，重新启动加热电路，使加热针始终处于恒温状态，温度控制可以按温度档位拨码单元360调节，适应专用烟弹和普通烟弹的吸食。当温度达到吸食后工作指示灯单元350 闪烁，并且配有响声提醒，响声专为盲人抽烟者方便使用。根据烟弹类型，设定不同的吸食时间，专用烟弹吸食时间短，到计时判断结束，如果吸食的是普通烟，通过时间和烟雾浓度探测器320，烟雾量少或者达到最长吸食时间，通过闪烁指示灯和提示音通知抽烟者吸食结束，然后取出烟弹，以便下次使用。

请参考图3、图4a、图4b及图4c，在本申请的一实施例中，一种分吸加热单元 40，与所述加热装置外壳301连接，包括一装载处410及带有滤咀的一吸食部420；其中使用方法：把普通香烟，通过裁剪方式，切割成特定长度的短烟，插入分吸电气加热器300前部，与电气加热器300一同放入所述基于导体涡流发热的加热不燃烧设备30系统，然后加热、等待、吸食，所述分吸加热单元40，搭配电气加热器300，不限制抽烟者的香烟类型。

在本申请的一实施例中，吸食香烟时，把普通香烟或者专用香烟插入加热设备30，设定好香烟特定的加热温度，单击开关电源375，观察指示灯350，加热温度达到设定温度 360后，指示灯350闪烁，表示可以吸食，吸食完成后，关闭电源开关375。整个过程加电气加热器300处于恒温状态，吸食者不用等待第二次加热，如果没有吸食完，可以关闭电源 375，下一次继续吸食。

图5为本申请一实施例的加热电路图、图6为本申请一实施例的电源电路图、图7 为本申请一实施例的控制电路图及图8为本申请一实施例的温度测量电路图。请参考图3、图5、图6、图7及图8，在本申请的一实施例中，一种基于导体涡流发热的加热不燃烧设备30，包括一加热电路50、一电源电路60、一控制电路70及一温度量测电路80分别设置于所述控制单元307上。

本申请具有加热时间短，热效高，且普通烟、专用烟都可以使用，并具有电池温度探测器，当充电电池温度高于安全温度时，切断加热，以及增加了浓度探测，对出烟量精确控制，与专为盲人设计声音提醒，不用看指示灯，另外也具有二次保险装置，避免在口袋误触发启动加热，因而提升产品品质。

“在一些实施例中”及“在各种实施例中”等用语被重复地使用。所述用语通常不是指相同的实施例；但它也可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词，除非其前后文意显示出其它意思。

以上所述，仅是本申请的实施例，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以具体的实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。