气雾发生装置的制作方法

文档序号:18030201发布日期:2019-06-28 22:34阅读:303来源:国知局
气雾发生装置的制作方法

本发明涉及烟草领域,尤其涉及具有过滤结构的香烟制品,具体涉及一种气雾发生装置。



背景技术:

目前,市面上存在种类繁多的香烟制品,一般,普通的香烟包括产生复合气雾的烟丝构成的气雾发生基质以及用于滤除复合气雾中部分有害物的过滤嘴。惯用的过滤嘴一般包括两段,为了提高过滤效果,业内研发人员考虑在其中一段过滤嘴的过滤条中填充例如活性炭的高效吸附材质,如此的设置虽然能够在一定程度上更多的过滤有害物,但在提高过滤能力的同时,也会增强过滤嘴整体的吸收阻力,而且过滤能力总是与过滤材料的尺寸成正比的,将过滤嘴的尺寸设置得过长或者过粗都是不符合市场需求的。

并且额外吸阻还会导致提供抽吸的负压降低,进而使供烟草氧气流量降低,很可能会造成不充分燃烧或低氧态下的燃烧,这种情况往往会导致有害物例如一氧化碳、焦油等的产生量提升。

另外一方面,也有业内人员提供配套的过滤器具例如烟嘴,作为香烟制品的延伸,对气雾进行二次过滤。该产品的不足在于,需要额外配置,并且需要随身携带,而且,多次使用后,该种过滤器具会沾染较普通烟支更大的焦油味。同时,该产品也进一步增加抽吸阻力。

业内技术人员考虑将烟嘴类产品的过滤吸附结构移植到普通烟支中,例如中国专利(公开号cn1747664a)公开了一种透明式吸附过滤嘴香烟,对香烟的滤嘴结构进行了改进,增加了一段吸附滤嘴,并将吸附滤嘴置入了两段滤嘴条之间,由此实现焦油等有害物的过滤及有害物的可视化,然而,该产品实际的过滤效果虽然较普通过滤嘴香烟有所提升,但仍未臻完善。

需要说明的是,上述内容属于发明人的技术认知范畴,并不必然构成现有技术。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供一种气雾发生装置,包括:产生可吸入气雾的气雾发生基质,与所述气雾发生基质连接的滤嘴;

所述滤嘴包括填充过滤介质的第一吸附单元及具有气雾通道及气雾碰撞壁的第二吸附单元,所述第一吸附单元位于所述第二吸附单元的气雾出口端;其中,气雾沿气雾通道流动并碰撞于至少部分气雾碰撞壁后具有沿第二吸附单元周向的流动趋势。

在优选地实施例中,所述至少部分气雾碰撞壁阻挡于气雾流出所述气雾通道后的流动路径上,气雾碰撞所述至少部分气雾碰撞壁后沿气雾碰撞壁的两侧流动。

作为另一种实现方式,所述至少部分气雾碰撞壁阻挡于气雾流出所述气雾通道后的流动路径上,气雾碰撞所述至少部分气雾碰撞壁后沿气雾碰撞壁的一侧流动。

在优选地实施例中,所述第二吸附单元包括外壳,所述气雾碰撞壁形成于外壳的内侧;至少部分设置在外壳内部的芯体,所述芯体形成有若干气雾通道,所述芯体表面形成有与气雾通道连通的若干沟槽;所述气雾流经气雾通道后进入所述沟槽并碰撞气雾碰撞壁。

在优选地实施例中,相邻的所述沟槽之间由间隔筋间隔。

在优选地实施例中,所述沟槽的延伸方向为下列之一或结合:沿芯体轴向延伸、沿芯体周向延伸及沿以芯体中心为轴的螺旋方向延伸。

在优选地实施例中,所述沟槽及间隔筋的布置满足至少部分气雾在与气雾碰撞壁发生碰撞之后碰撞所述间隔筋的侧部。

在优选地实施例中,所述沟槽内形成有导流凸起,所述导流凸起位于所述气雾通道的出口靠近第一吸附单元的一侧。

在优选地实施例中,所述凸起的顶部与所述外壳的内壁之间形成有缝隙。

在优选地实施例中,所述芯体包括上部、下部和环部;芯体的表面形成有贯通上部表面和至少部分下部表面的槽;所述环部的内壁与所述上部的外壁形成配合并封闭所述槽贯通上部表面的部分,以形成气雾通道;所述间隔筋设置于所述下部的表面并抵接所述环部。

在优选地实施例中,还包括包裹气雾发生基质与滤嘴的外包层,所述外壳至少形成气雾碰撞壁的部分透明或基本透明;所述外包层具有位于所述气雾碰撞壁外部的可视口。

这种变向方式更利于形成(沿外部观察视角)片状的焦油沉积,如果为径向流动,则形成的焦油沉积将是类似线状的沉积,不明显。另外,如果碰撞后气雾为轴向流动则将形成不规则的乱流,控制气雾以周向的流动趋势流动,将使气雾均匀分散,利于位于下游的第一吸附单元过滤介质的充分利用,避免局部饱和。

通过控制气雾沉积,让气雾例如烟气中的有害物在透明外壳的内侧壁上的气雾碰撞壁形成片状的沉积,能够有效地降低烟气中有害物例如焦油的含量,并且,通过气雾沉积而非吸附过滤的方式降低有害物含量,基本上不会增加抽吸阻力。

气雾沉积的原理主要是让气雾规则地碰撞气雾碰撞壁,气雾中具有粘度的物质就会粘连并逐渐沉积在气雾碰撞壁,温度差异的作用会促进气雾沉积在壁结构,或者是通过控制气雾流速的变化,在气雾速度降低的同时让气雾和壁结构充分接触,也会发生沉积。

由于烟支为一次性产品,实现有害物过滤的气雾沉积区域能够去除的有害物例如焦油的含量是有限的,故而需要让全部的气雾沉积区域充分发挥作用。

经过第二吸附单元后的气雾保持均匀,因为不均匀流入第二吸附单元的气雾很难在进行有害物沉积的同时进行均流,在将第一吸附单元例如传统过滤嘴的至少部分设置在第二吸附单元的下游的情况下,也有利于传统过滤嘴结构均匀地充分发挥作用,这将有利于缩短过滤嘴的延伸长度,由此可提供给烟支的其他部分例如气雾发生基质足够的延伸长度,保证比较充足的单支烟支的气雾抽吸量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1绘示了本发明一实施例中气雾发生装置的结构示意图。

图2绘示了本发明一实施例中气雾发生装置中第二吸附单元进行剖切后示意的内部结构示意图。

图3绘示了本发明一实施例中气雾发生装置中第二吸附单元的局部剖视结构示意图。

图4绘示了本发明又一实施例中气雾发生装置中第二吸附单元的外部结构示意图。

图5绘示了本发明又一实施例中气雾发生装置中第二吸附单元中气雾及稀释空气流动路径示意图。

图6绘示了本发明再一实施例中气雾发生装置中第二吸附单元中气雾在流出滤芯的气雾通道后的流动趋势示意图。

图7绘示了本发明再一实施例中气雾发生装置中芯体的部分结构示意图。

图8绘示了本发明再一实施例中气雾发生装置中芯体的环部形状示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思,下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明,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,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外,在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系,只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在一个实施例揭示了本发明提供的气雾发生装置的一个方面的设计思路及实现方式,如图1至图3所示,气雾发生装置100,包括:

产生可吸入气雾的气雾发生基质110,与气雾发生基质110对接的滤嘴;

滤嘴包括填充过滤介质的第一吸附单元120及具有气雾沉积区域q的第二吸附单元130,其中,第二吸附单元包括透明外壳1301,至少部分气雾沉积区域位于透明外壳的部分内侧壁上。也就是说,气雾沉积p分布于透明外壳的部分内壁上。

通过控制气雾沉积,让气雾例如烟气中的有害物在透明外壳的内侧壁形成片状的沉积,能够有效地降低烟气中有害物例如焦油的含量,并且,通过气雾沉积而非吸附过滤的方式降低有害物含量,基本上不会增加抽吸阻力。

气雾沉积的原理主要是让气雾规则地碰撞气雾沉积区域例如壁结构,然后在温度差异的作用下沉积在壁结构,或者是通过控制气雾流速的变化,在气雾速度降低的同时让气雾和壁结构充分接触,以促使气雾停留在气雾沉积区域的时间增长,让气雾中具有粘性的液态颗粒发生沉积。

由此可知,温度差异对于气雾中有害物的沉积非常重要,在滤嘴中,透明外壳是位于气雾发生装置例如香烟的烟支的径向上最外侧的,散热条件最好,无疑温度也是最低的,将气雾沉积区域限定在透明外壳的内侧壁,更有利于有害物的沉积。

此外,让沉积的有害物被明显地观察到,也是有利的,故而,形成针对观察者例如烟支的抽吸者而言成片状的沉积是最适合的,一般观察的角度是垂直于烟支的轴线或者与烟支的轴线略微形成一定的夹角,无论如何,如果气雾沉积区域被限定在一个与烟支轴线垂直的平面上时,通过外部观察到的沉积图形很可能就是一条线或很窄的一条痕迹,无法获得理想的可视化效果。而设置在透明外壳的内侧壁,则将必然形成针对观察者而言,成片状的沉积图形。

结合附图,第二吸附单元130包括设置在外壳1301内部的芯体1302,芯体1302形成有气雾通道13021,气雾流经气雾通道13021后到达气雾沉积区域q。

通过在第二吸附单元设置具有气雾通道的芯体,供气雾产生后流入第二吸附单元,设置芯体结构的目的是控制气雾流动的方向和趋势,使气雾沉积的位置与和范围可控成为可能,而并非直接流入壳体后就通过前述的沉积方式沉积在透明外壳内侧壁,同时,设置内置的芯体也是有利于结构的组装的,或者说是有利于产业化量产应用的,为了配合大批量生产的需求,是期望能够尽可能降低各构成元件的结构复杂程度的,通过组装方式提供在透明外壳内部的气雾通道,较之在透明外壳本体上制作出气雾通道,显然是更简单的,能够使透明外壳本身的结构更加简单,减少模具开发成本,同样提高结构的稳定性,只要在透明外壳上形成容置芯体的空腔即可实现上述方案,显然,这样的设计能够保证透明外壳的生产具有足够高的良品率。

结合附图,芯体1302的外壁与透明外壳1301的内侧壁之间的间隙13022形成气雾通道的延伸,气雾沉积区域q形成于位于间隙13022处的透明外壳的内侧壁。

让芯体与透明外壳之间形成间隙,优选是厚度均匀的间隙,气雾从气雾通道流出后会快速地蔓延并填充到间隙中,然后在间隙处形成沉积。这是控制沉积位置和范围的便捷手段,只要控制间隙形成的范围,就可以控制气雾蔓延的范围,从而可以根据不同的设计意图简单地调整气雾沉积的可视化范围。

而且该手段的实施,主要凭借对芯体外壁的加工,可将芯体外壁加工成一部分与透明外壳的内侧壁贴合,另一部分与透明外壳的内侧壁形成间隙,这样就能实现前述控制意图。无需对透明外壳的内侧壁进行额外的加工,对于尺寸较小的结构而言,对于结构外部的加工难度要远远地低于对结构内部的加工难度,这样的设置同样是有利于产业化应用的。显然,出于气雾发生装置类产品例如香烟、低温不燃烧烟等对于便携的要求,一般产品的设计尺寸都比较小,避免对于结构内部的二次加工或者说精细加工,都是非常必要的。

结合附图,气雾通道13021具有弯转部,气雾经过弯转部前沿芯体1302轴向流动,气雾经过弯转部后沿芯体1302的径向流动或向着接近透明外壳1301的方向流动。

通过设置气雾通道的弯折,控制气雾流经气雾通道时改变流向,最终以流到透明外壳的内侧壁。结合前述的气雾沉积原理,在气雾进入时,出于减小阻力的需求使气雾沿芯体轴向也就是整个第二吸附单元的轴向流动,该轴向延伸也是与气雾从气雾发生基质产生后被抽吸到第一吸附单元和第二吸附单元的流动趋势是一致的。然后在需要形成沉积的位置,改变流动方向,在流经弯折部时由于变向导致与气雾通道的内侧壁发生撞击,也会产生一些沉积,这些沉积比较少量,因为流速基本不发生变化,形成在芯体内部的气雾通道的内侧壁也不会和气雾有足够的温度差,这些少量沉积有助于减少气雾中有害物的含量,另一方面,出于抽吸质量的稳定性需求,也不期望气雾在气雾通道中过多的沉积,首先,这部分沉积难以实现沉积的可视化,其次,如果产生过多沉积,将会影响气雾通道内气雾的流场,在进行抽吸的过程中,开始抽吸的气雾与最后抽吸的气雾可能会在口感上有一定的差异,影响用户的体验。

通过这样的方式实现使气雾沉积的区域主要分布在透明壳体的内侧壁:通过弯折部改变气雾流向,然后让气雾垂直于透明外壳的内侧壁撞击,在撞击力作用下,同时受温差影响以及气雾的流动速度在流出气雾通道后趋于平缓,在以撞击处及撞击处向外扩散的范围形成趋于式沉积。或者通过其他方向流到透明外壳的内侧壁上,例如沿与透明外壳的内侧壁相切的方向流到内侧壁上,然后沿着内侧壁流动,在温差影响下,同时流速降低,在透明外壳的内侧壁形成区域式沉积。

结合附图,间隙13022提供给气雾的流通截面不小于气雾通道13021出口处的流通截面。

为了让气雾沉积,期望气雾在流至气雾沉积区域时,流动速度降低,以较平缓的状态流动。控制流通截面是比较容易实现的方式。另外,在气雾沉积区域降低气雾流速,可延长气雾在气雾沉积区域停留的时间,一方面,提供足够的沉积时间,比较充分地降低有害物含量,另一方面,气雾在此区域停留较长时间,可以促进气雾温度的降低,也就是说,通过第二吸附单元实现一定的冷却功能,气雾的冷却对于提升抽吸口感而言也是必要的,如果在此部分发生冷却,就可以减少气雾发生装置例如香烟、加热不燃烧烟其他部分的冷却结构的长度,也有利于促进产品的小型化。

作为优选,间隙提供给气雾的流通截面的面积是气雾通道出口处的流通截面面积的2倍以上。截面的面积变化可以渐变或者阶梯变化。

结合附图,气雾通道13021满足气雾从气雾通道13021出口流出后至少部分以与透明外壳1301内侧壁垂直或近似垂直的流向碰撞气雾沉积区域q。

气雾与气雾沉积区域碰撞时,气雾流动的惯性力会发挥作用,气雾中的凝结的液滴会在惯性力的作用下碰撞在气雾沉积区域,与撞击壁呈垂直方向撞击,惯性力会发挥最大作用,这种惯性力驱动的碰撞对于气雾沉积是有利的,因为气雾中凝结的液滴一般都带有一定的粘度,通过碰撞,有较高的可能会直接粘连在发生碰撞的位置。这种垂直的碰撞方式也将驱使气雾快速逸散,无规则但整体上大致呈均态与气雾沉积区域较大范围地接触,从而在温差作用下发生沉积。

结合附图,芯体1302外侧形成有将间隙13022间隔为若干分区的直间隔筋13023,各气雾通道13021的出口位于相邻的两个直间隔筋13023之间。

针对使气雾以垂直的流向碰撞气雾沉积区域的实现方式,比较有利地的配合设置是,将形成间隙的区域进行分隔,由此间隔各个发生气雾沉积的区域,消除在气雾沉积过程中,相邻的气雾通道出口流出的气雾相互干涉和影响。同时由间隔控制气雾的逸散和沉积范围,气雾沉积的可见程度随着沉积厚度的加强而提高,控制逸散和沉积的范围,有利于在同等条件下增加气雾沉积的厚度。同时,间隔筋也可以作用支撑芯体的支撑结构,使芯体与透明外壳相对稳定,避免产品携带时因晃动导致松动。

此外,作为优选,在芯体上,在气雾通道出口与芯体接近第二吸附单元的出口一端之间形成有限位筋,限位筋的顶部贴合透明外壳或者形成缝隙。间隔筋和限位筋都沿芯体轴向延伸布置。此限位筋进一步将间隙分隔,主要起到均流的作用,限位筋形成在相邻的间隔筋之间,并且优选限位筋与两个间隔筋之间的距离一致。气雾经过沉积后呈比较紊乱的状态,通过间隔筋和限位筋的整理,可以让气雾从第二吸附单元的出口流出时状态趋于均匀,气雾流出后能够以较均匀的状态进入下游。在第一吸附单元设置在第二吸附单元下游时,这种设置则显得尤其重要,第一吸附单元中的过滤介质能够充分别利用,避免气雾进入第一吸附单元时,周向浓度均匀程度过低,导致某一部分过滤介质吸附饱和,而降低过滤吸附的效果。

在图未示的实施例中,气雾通道满足气雾从气雾通道出口流出后至少部分以与透明外壳内侧壁相切或近似相切的流向碰撞气雾沉积区域。

另外一种让气雾沉积在位于透明壳体内侧壁的气雾沉积区域的实现方式,是让气雾在流经气雾通道后,以与透明外壳内侧壁相切或近似相切的流向碰撞气雾沉积区域,这样的设置是通过气雾的惯性力和吸力作用下沿内侧壁流动,然后配合透明外壳内侧壁的圆弧形状,气雾将在流动时受离心力作用而贴近内侧壁,此时配合温差和流速调节手段,气雾将在透明外壳的内侧壁发生沉积,这种实现方式将使气雾的沉积更加均匀。

在图未示意的实施例中,芯体外侧形成有将间隙分隔为若干螺旋状通道的弧形间隔筋,各气雾通道出口位于相邻的两个弧形间隔筋之间。

针对上述让气雾以与透明外壳内侧壁相切或近似相切的流向碰撞气雾沉积区域的实现方式,优选的配合方式是在芯体的外壁与透明壳体的内侧壁之间形成配合气雾流向的螺旋通道,螺旋通道围绕芯体延伸至第二吸附单元的出口,使气雾沉积均匀地分布,并且螺旋方式的导向,让流向变化幅度更为平缓,减少大角度流向变化,从而减少气雾流动过程中的驱动力损失,减少整个第二吸附单元的吸阻。

此外,气雾发生装置100还包括包裹气雾发生基质110与滤嘴的外包层(图未示),外包层具有位于气雾沉积区域的可视口。

为了固定气雾发生基质与滤嘴,常规采用的做法是用外包层包裹气雾发生基质与滤嘴,为了确保可视效果,选择在外包层设置可视口,可视口可以是设置在外包层的开口,也可以是设置在外包层的局部的透明材料,透过可视口可以观察到透明外壳的外壳,进而观察到在气雾沉积区域形成的气雾沉积,可视口的范围可以完全覆盖气雾沉积区域所在的全部范围,也可以覆盖气雾沉积区域所在的部分范围,还可以根据需要设置可视口的形状,实现可视结果的形象化跟规范化。

在又一个实施例揭示了本发明提供的气雾发生装置的另一个方面的设计思路及实现方式,如图4至图5所示,气雾发生装置的结构与前述实施例基本一致,其包括:

产生可吸入气雾的气雾发生基质,与气雾发生基质连接的滤嘴;

滤嘴包括填充过滤介质的第一吸附单元及具有气雾沉积区域的第二吸附单元230,其中,第二吸附单元230包括:由部分外壳2301限定的气雾冷却混合通道;设置于气雾冷却混合通道的入口端的均流结构2303;气雾沉积区域设置于气雾冷却混合通道的出口端;沿气雾冷却混合通道的径向连通气雾冷却混合通道的内部与外部的至少一稀释空气入口2304。

由于烟支为一次性产品,实现有害物过滤的气雾沉积区域能够去除的有害物例如焦油的含量是有限的,故而需要让全部的气雾沉积区域充分发挥作用。在进入第二吸附单元之前,先进行均流和冷却,能够使气雾均匀地进入第二吸附单元,并且通过冷却,可使气雾更易沉积,此外,能够让稀释空气和气雾均匀地混合,提升抽吸的口感,避免有“吸入空气感”。

最后,还有利于经过第二吸附单元后的气雾保持均匀,因为不均匀流入第二吸附单元的气雾很难在进行有害物沉积的同时进行均流,在将第一吸附单元例如传统过滤嘴的至少部分设置在第二吸附单元的下游的情况下,有利于传统过滤嘴结构均匀地充分发挥作用,这将有利于缩短过滤嘴的长度,避免将烟支做得过长。

结合附图,气雾冷却混合通道为柱状。

具有沿轴向延伸的各段具有相同的截面或者截面平缓的变化。沿轴向的截面变化不超过5%。柱状优选为圆柱或者其他具有平滑曲面内壁的形状,截面基本上不变化,能够让气流在流动过程中趋于稳定,通道长度的设定可通过流场模拟结果确定,例如可通过fluent流畅模拟,确定在正常负压作用下,流场基本达到稳定的最小长度;

温度变化则通过实验室的实验数据确定,气雾冷却混合通道的延伸长度越长,则温度降低越多,进入作为过滤介质的滤芯后更充分沉积,提高降焦油含量,混合也更均匀。

在图未示意的实施例中,气雾冷却混合通道内设有均流件,均流件设置于稀释空气入口与气雾冷却混合通道的出口端之间。

出于进一步提高气雾冷却通道内气雾的均流效果,优选的实现方式是在气雾冷却通道内设置均流件,较之采用通过气雾自然流动一段距离后形成提高均匀程度而言,均流件将具有更高效的均流效果。均流件的构成方式可选设置气雾冷却通道内孔板,孔板的开孔均部,并且开孔方向与气雾冷却通道的轴向一致。或者均流件的构成方式还可以是形成在气雾冷却通道的内壁的导流板或导流筋,导流板或导流筋的延伸方向也是与气雾冷却通道的轴向一致,以此整理气雾的流场,使之趋于均匀。采用均流件可在一定程度上缩短气雾冷却通道的必要延伸长度。

上述构成方式均采用容易安装或者容易成型方式构成,以适应产业应用的需求。例如孔板塞入气雾冷却通道内,然后以形成于侧壁的支撑筋限定其沿气雾冷却通道轴向移动的趋势,导流板或导流筋则都可以一体成型的方式构成在气雾冷却通道的内壁上。设置导流板或导流筋的延伸方向与气雾冷却通道的轴向一致,只要在模具上开直槽就能够实现。此外,出于结构强度考虑,通过与气雾冷却通道一体成型的导流板或导流筋还能够增加结构的整体强度,在此结构构成中,由于导流板和导流筋的加强作用,可以允许将限定气雾冷却通道的外壳结构制作的更加轻薄。

在一些特殊的实施例中,孔板和导流板或导流筋可以结合在一起,共同设置在气雾冷却通道中。

作为优选,均流件在沿气雾冷却通道的轴向上靠近稀释空气入口,在靠近稀释空气入口的下游区域,由于稀释空气的进入,将形成明显的扰流,在此处设置均流件,一则能够促使流场均匀,二则在均流件对流场整理过程中,均流件设置的部分区域的流场实际上是出于湍流状态的,气雾与稀释空气形成湍流,将更有利于促进气雾与稀释空气充分、均匀地混合。

优选地,气雾冷却混合通道的长度为7mm-14mm。

如前述,为了保证均流效果,气雾冷却混合通道应具有足够的长度,理想的长度是应该不小于7mm,而长度过大则会增加抽吸阻力,且在整体上增加气雾发生装置例如烟支的长度,故而理想设置长度应当不大于14mm。优选长度范围是9mm-12mm,更优选地,长度可选9.5mm、10mm、10.5mm、11mm。

结合附图,均流结构2303包含若干尺寸及形状相同的孔道,孔道均布于垂直气雾冷却混合通道的轴线的平面。

在气雾冷却通道的入口设置均流结构,也就是让气雾以比较均匀的状态流入气雾冷却通道是必要的,具体实现措施就是提供均部的孔道,促使气雾流场具有均匀且方向比较一致的矢量,提供孔道结构是流场均匀化处理的常规手段之一,但应用在前述方案描述的气雾冷却通道中的有利之处在于,这种孔道的形成可以在制作限定气雾冷却通道的外壳的同时,通过一体成型的方式制作,并且直接通过简单的扣合模具就可以形成。

具体而言,均流结构为格栅或如图示意的孔板。开孔率范围优选为45%-80%。

均流结构沿气雾流通方向的厚度尺寸为0.4mm-0.8mm。

涉及均流结构的构成,可采用格栅或者孔板结构,前述开孔率与厚度尺寸的范围同样是发明人确认的比较理想的参数范围。当然,采用一定偏差的范围之外的尺寸也可以获得一定的均流效果,实质上,让气雾由单一的通道变化为经过多个均布的通道流动,就可以在一定程度上让气雾均匀程度提高。而在理想的范围内,将获得比较理想的均流效果。

此外,稀释空气入口2304至气雾冷却混合通道的入口端之间的距离与稀释空气入口2304至气雾冷却混合通道的出口端之间的距离之比为1:2~20。

为了预留充足的冷却混合长度供稀释空气与气雾进行冷却混合,优选将稀释空气入口设置得更接近气雾冷却混合通道的入口端,可通过设置前述距离之比实现上述技术意图。在前述范围内,气雾与稀释空气的均匀冷却效果都比较理想,主要体现就是抽吸口感较佳,基本上不会有“吸入空气”的口感。而且从对第二吸附单元的观察和检测,在完成烟支整支抽吸后,甚至完成每口抽吸后,气雾沉积都呈均态分布,各气雾沉积区域内的沉积量也是接近均匀的。

结合附图,稀释空气入口2304为延伸方向垂直于气雾冷却混合通道的轴向的开口。

作为一种稀释空气入口的构成方式,直接开设一个与气雾冷却混合通道的轴向垂直的开口,让稀释空气在与气雾冷却混合通道的入口端一致的距离位置处进入气雾冷却混合通道,产生的混合流场是比较规律的,更易于整理为均流流场。并且直接形成开口,通过简单的机加工方式就可以形成,可降低工艺复杂程度。

在图未示意的实施例中,稀释空气入口为多个沿气雾冷却混合通道的周向均布的进气孔。

作为一种稀释空气入口的构成方式,设置沿气雾冷却混合通道周向均部的进气孔让稀释空气沿周向均匀地进入气雾冷却混合通道中,也就是说,对稀释空气也进行均流处理,更利于气雾和稀释空气的均匀混合,并且由于均布于周向的进气孔将使通过各进气孔进入的稀释空气形成对流,抵消部分沿气雾冷却混合通道径向的流体矢量,有利于下游均流流场的形成。

如图,第二吸附单元230包括界定气雾冷却混合通道的外壳2301,至少部分设置在外壳内部的芯体2302,芯体2302形成有若干气雾通道,气雾流经气雾通道后到达气雾沉积区域;气雾通道的入口均布于气雾冷却混合通道的出口端的端面。

由于芯体封堵在外壳的一端,气雾冷却混合通道的出口端终止于芯体设置气雾通道入口的端部,气雾通过均流处理后,也是通过均布的气雾通道的入口进入,延续流场的均匀性,使上游的均流处理作用到后续的气雾沉积阶段,芯体配合外壳实现气雾沉积,上游的均流让气雾进入气雾通道之前处于大致的流场均布状态,而气雾通道入口的均布则让各入口进入气雾量大致相当。

此外,在气雾发生装置中,参照图1示意的结构,第一吸附单元至少部分设置于第二吸附单元下游,气雾通道的出口均布于第二吸附单元与第一吸附单元对接处。

气雾在第二吸附单元进行气雾沉积后进入第一吸附单元,第一吸附单元主要是通过过滤介质对气雾进行传统的吸附式净化,让气雾以均态流场进入第一吸附单元,让第一吸附单元中的过滤介质也能够被充分地用于过滤吸附。配合前述的方案,则此设置就进一步延续了流场的均匀性。由此可以支持第一吸附单元中的过滤介质以比较短的延伸长度保证理想的过滤吸附效果,部分抵消了相较于传统烟支增设第二吸附单元而增加的延伸长度。

此外,气雾发生装置还包括包裹气雾发生基质与滤嘴的外包层,外包层具有位于气雾沉积区域的可视口。

为了固定气雾发生基质与滤嘴,常规采用的做法是用外包层包裹气雾发生基质与滤嘴,为了确保可视效果,选择在外包层设置可视口,可视口可以是设置在外包层的开口,也可以是设置在外包层的局部的透明材料,透过可视口可以观察到透明外壳的外壳,进而观察到在气雾沉积区域形成的气雾沉积,可视口的范围可以完全覆盖气雾沉积区域所在的全部范围,也可以覆盖气雾沉积区域所在的部分范围,还可以根据需要设置可视口的形状,实现可视结果的形象化跟规范化。配合前述气雾均流手段,可以透过可视口观察到均匀地形成在气雾沉积区域的气雾沉积,均匀沉积保证抽吸者在各个方向都能够清楚地观察到明显地沉积,获得良好的可视化效果。

在再一个实施例揭示了本发明提供的气雾发生装置的另外一个方面的设计思路及实现方式,如图6至图8所示,气雾发生装置的结构与前述实施例基本一致,其包括:

产生可吸入气雾的气雾发生基质,与气雾发生基质连接的滤嘴;

滤嘴包括填充过滤介质的第一吸附单元及具有气雾通道及气雾碰撞壁的第二吸附单元330,第一吸附单元位于第二吸附单元330的气雾出口端;

其中,结合图6(也可以参考图5)中箭头示意,气雾沿气雾通道流动并碰撞于至少部分气雾碰撞壁后具有沿第二吸附单元周向的流动趋势。

这种变向方式更利于形成(沿外部观察视角)片状的焦油沉积,如果为径向流动,则形成的焦油沉积将是类似线状的沉积,不明显。另外,如果碰撞后气雾为轴向流动则将形成不规则的乱流,控制气雾以周向的流动趋势流动,将使气雾均匀分散,利于位于下游的第一吸附单元过滤介质的充分利用,避免局部饱和。

通过控制气雾沉积,让气雾例如烟气中的有害物在透明外壳的内侧壁上的气雾碰撞壁形成片状的沉积,能够有效地降低烟气中有害物例如焦油的含量,并且,通过气雾沉积而非吸附过滤的方式降低有害物含量,基本上不会增加抽吸阻力。

气雾沉积的原理主要是让气雾规则地碰撞气雾碰撞壁,气雾中具有粘度的物质就会粘连并逐渐沉积在气雾碰撞壁,温度差异的作用会促进气雾沉积在壁结构,或者是通过控制气雾流速的变化,在气雾速度降低的同时让气雾和壁结构充分接触,也会发生沉积。

由于烟支为一次性产品,实现有害物过滤的气雾沉积区域能够去除的有害物例如焦油的含量是有限的,故而需要让全部的气雾沉积区域充分发挥作用。

经过第二吸附单元后的气雾保持均匀,因为不均匀流入第二吸附单元的气雾很难在进行有害物沉积的同时进行均流,在将第一吸附单元例如传统过滤嘴的至少部分设置在第二吸附单元的下游的情况下,也有利于传统过滤嘴结构均匀地充分发挥作用,这将有利于缩短过滤嘴的延伸长度,由此可提供给烟支的其他部分例如气雾发生基质足够的延伸长度,保证比较充足的单支烟支的气雾抽吸量。

结合附图,至少部分气雾碰撞壁阻挡于气雾流出气雾通道后的流动路径上,气雾碰撞至少部分气雾碰撞壁后沿气雾碰撞壁的两侧流动。

比较有利地配合设置方式是让气雾碰撞发生后沿气雾碰撞壁的两侧流动,在周向上扩大气雾与气雾碰撞壁的接触范围,并且将一股气雾分为两股,发挥流场均匀化的作用。

作为另一种实现方式,在图未示的实施例中,至少部分气雾碰撞壁阻挡于气雾流出气雾通道后的流动路径上,气雾碰撞至少部分气雾碰撞壁后沿气雾碰撞壁的一侧流动。

结合附图,第二吸附单元包括外壳3301,气雾碰撞壁形成于外壳3301的内侧;至少部分设置在外壳内部的芯体3302,芯体3302由壳体一侧的开口塞入,并由形成于壳体内壁的凸起3307止动。芯体3302形成有若干气雾通道,芯体3302表面形成有与气雾通道连通的若干沟槽;气雾流经气雾通道后进入沟槽并碰撞气雾碰撞壁。

如此布置气雾碰撞壁,在发生碰撞沉积的过程中,基本上不会在气雾通道内发生气雾沉积,从而能够保证气雾通道整体上各部分的截面尺寸基本不发生变化,保证抽吸过程中每次抽吸的吸阻基本一致。也能够保证气雾的流场稳定。

并且由上述气雾通道的构成方式,通过在第二吸附单元设置具有气雾通道的芯体,供气雾产生后流入第二吸附单元,设置芯体的结构目的是控制气雾流动的方向和趋势,使气雾沉积的位置与和范围可控成为可能,而并非直接流入壳体后就通过前述的沉积方式沉积在透明外壳内侧壁,同时,设置内置的芯体也是有利于结构的组装的,或者说是有利于在产业化量产中应用的,为了配合大批量生产的需求,是期望能够尽可能降低各构成元件的结构复杂程度的,通过组装方式提供在透明外壳内部的气雾通道,较之在透明外壳本体上制作出气雾通道,显然是更简单的,能够使透明外壳本身的结构更加简单,减少模具开发成本,同样提高结构的稳定性,只要在透明外壳上形成容置芯体的空腔即可实现上述方案,显然,这样的设计能够保证透明外壳的生产具有足够高的良品率。

另外,通过沟槽结构让芯体与透明外壳之间形成间隙,优选是厚度均匀的间隙,气雾从气雾通道流出后会快速地蔓延并填充到间隙中,然后在间隙处形成沉积。这是控制沉积位置和范围的便捷手段,只要控制间隙形成的范围,就可以控制气雾蔓延的范围,从而可以根据不同的设计意图简单地调整气雾沉积的可视化范围。通过控制间隙的走向,可以控制气雾在经过碰撞发生气雾沉积后的走向,提供气雾均匀化流动的支撑结构。

而且该手段的实施,主要凭借对芯体外壁的加工,可讲芯体外壁加工成一部分与透明外壳的内侧壁贴合,另一部分具有沟槽的部分与透明外壳的内侧壁形成间隙。无需对透明外壳的内侧壁进行额外的加工,对于尺寸较小的结构而言,对于结构外部的加工难度要远远地低于对结构内部的加工难度,这样的设置同样是有利于产业化应用的。显然,出于气雾发生装置类产品例如香烟、低温不燃烧烟等对于便携的要求,一般产品的设计尺寸都比较小,避免对于结构内部的二次加工或者说精细加工,都是非常必要的。

结合附图,相邻的沟槽之间由间隔筋33023间隔。

间隔的设置让各沟槽相对独立,避免相邻的沟槽连通后,流通沟槽中的气雾流场发生对冲造成乱流,也可减少对冲造成流体动能的抵消,在一定程度上减少第二吸附单元的整体抽吸阻力。

另外,针对使气雾以垂直的流向碰撞气雾沉积区域的实现方式,将形成间隙的区域进行分隔,由此间隔各个发生气雾沉积的区域,消除在气雾沉积过程中,相邻的气雾通道出口流出的气雾相互干涉和影响。此外,由间隔控制气雾的逸散和沉积范围,气雾沉积的可见程度随着沉积厚度的加强而提高,控制逸散和沉积的范围,有利于在同等条件下增加气雾沉积的厚度。同时,间隔筋也可以作用支撑芯体的支撑结构,使芯体与透明外壳相对稳定,避免产品携带时因晃动导致松动。

可选的实现方式中,沟槽的延伸方向为下列之一或结合:沿芯体轴向延伸、沿芯体周向延伸及沿以芯体中心为轴的螺旋方向延伸。附图示意了沿芯体的周向延伸的沟槽构成方式以及沿芯体的轴向延伸的沟槽的构成方式。

沟槽根据需要控制的间隙走向,可通过不同方向的组合方式形成在芯体的表面。

结合附图,沟槽及间隔筋33023的布置满足至少部分气雾在与气雾碰撞壁发生碰撞之后碰撞间隔筋33023的侧部。

间隔筋构成的通道侧壁,提供多次撞击,增加有害物沉积,得以进一步降低有害物含量。

结合附图,沟槽内形成有导流凸起33024,导流凸起33024位于气雾通道的出口靠近第一吸附单元(图未示)的一侧。

凸起的顶部可以抵接外壳的内壁,让气雾流出气雾通道的出口后完全沿着凸起的边缘向气雾沉积区域的周向流动。

在一些实施例中,凸起的顶部与外壳的内壁之间形成有缝隙。

预定一定的缝隙,供沉积焦油流动,有利于形成更明显的片状沉积。

结合附图,芯体3302包括上部(图7中位于上方的台体)、下部(图7中位于下方的台体)和分离设置的环部3306;芯体3302的表面形成有贯通上部表面和至少部分下部表面的槽33021;环部3306的内壁与上部的外壁形成配合并封闭槽33021贯通上部表面的部分,以形成气雾通道;间隔筋33023设置于下部的表面并抵接环部3306。

此芯体的构成结构,通过组合式结构,避免了在细小结构开孔形成通道,尤其是形成具有弯转的通道的操作,给产业化应用消除了部分障碍。

此外,气雾发生装置还包括包裹气雾发生基质与滤嘴的外包层,外壳至少形成气雾碰撞壁的部分透明或基本透明;外包层具有位于气雾碰撞壁外部的可视口。

为了固定气雾发生基质与滤嘴,常规采用的做法是用外包层包裹气雾发生基质与滤嘴,为了确保可视效果,选择在外包层设置可视口,可视口可以是设置在外包层的开口,也可以是设置在外包层的局部的透明材料,透过可视口可以观察到透明外壳的外壳,进而观察到在气雾沉积区域形成的气雾沉积,可视口的范围可以完全覆盖气雾沉积区域所在的全部范围,也可以覆盖气雾沉积区域所在的部分范围,还可以根据需要设置可视口的形状,实现可视结果的形象化跟规范化。配合前述气雾均流手段,可以透过可视口观察到均匀地形成在气雾沉积区域的气雾沉积,均匀沉积保证抽吸者在各个方向都能够清楚地观察到明显地沉积,获得良好的可视化效果。

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