加热卷烟烟具用发热组件的制作方法

1.本发明属于吸烟用品技术领域，尤其涉及一种加热卷烟烟具用发热组件。


背景技术：

2.与传统的卷烟相比，加热卷烟抽吸装置(加热卷烟烟具)直接加热烟草或烟碱等发烟制品，加热温度在220-250℃间，经烘烤后，烟气逐渐挥发出来，可以减少通过传统卷烟中烟草的燃烧和热降解产生有害烟气成分。
3.加热卷烟中涉及的发热方式有中心加热、包围加热、以及中心和包围组合加热等多种加热方式，每种加热方式各有利弊。现有技术中，如上所述的3种加热体中的发热元件与发烟制品均是直接接触的，发烟制品的卷烟纸首先接受到发热元件传递的热量，由于卷烟纸本身的特性在受热烘烤过程中容易挥发酸性物质，影响抽吸口感。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种加热卷烟烟具用发热组件，以解决背景技术中发烟制品过度烘烤造成的用户抽吸体验感差的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.加热卷烟烟具用发热组件，包括用于容纳和加热发烟制品的加热腔，所述加热腔的内侧壁上均匀分布有若干个点状凸起，相邻的两个所述点状凸起之间形成有凹槽，所述凹槽中设有发热元件，所述发烟制品插入至所述加热腔中时，所述发烟制品的外壁抵靠在所述点状凸起上，并与所述发热元件之间存在间隙。
7.具体的，所述凹槽与所述发烟制品之间形成有与外界相通的气流通道，使得外界的空气在负压下能够经所述气流通道并在所述凹槽中被加热进入所述发烟制品中。
8.具体的，若干个所述点状凸起在所述内侧壁的展开面上呈矩形阵列分布；
9.所述矩形阵列包括横向列和纵向列，相邻两个所述横向列之间形成有横向凹槽，相邻两个所述纵向列之间形成有纵向凹槽；
10.所述发热元件设置在所述横向凹槽或所述纵向凹槽中。
11.具体的，所述纵向凹槽与所述加热腔的轴向方向平行，所述纵向凹槽与所述发烟制品之间形成有与外界相通的气流通道，外界的空气经所述气流通道能够进入所述发烟制品中。
12.具体的，在每条所述横向凹槽或所述纵向凹槽中均设有所述发热元件。
13.具体的，所述加热腔的外围还设有隔热元件。
14.具体的，所述加热腔具有相对的第一端和第二端；其中，所述第一端用于插入所述发烟制品，第二端封闭设置。
15.具体的，所述第一端的端部设有隔热垫片。
16.具体的，所述隔热垫片上设有与所述加热腔连通的插烟孔，所述隔热垫片上设有与所述气流通道连通的进气孔。
17.具体的，所述点状凸起的横截面大小朝向根部逐渐增大。
18.具体的，所述加热腔的侧壁内设有感温电阻。
19.加热卷烟烟具，采用上述的加热卷烟烟具用发热组件。
20.与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：在加热腔的内侧壁上均匀分布有若干个点状凸起，相邻的两个点状凸起之间形成有凹槽，凹槽中设有发热元件，发烟制品插入至加热腔中时，发烟制品的外壁抵靠在点状凸起上，并与发热元件之间存在间隙，使得发烟制品的卷烟纸与发热元件并非直接接触，避免了直接接触带来的过度烘烤及温度不均匀性问题，用于抽吸体验感好。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例提供的发热组件剖视图；
23.图2是本发明实施例提供的发热组件作状态气流走向图；
24.图3是本发明实施例提供的发热组件展开示意图；
25.图4是本发明实施例涉及的发热元件与点状凸起相对分布图；
26.图5是本发明实施例涉及的发热元件的热量流向图；
27.图6是本发明实施例提供的发热组件轴测图；
28.其中：1-发烟制品；2-加热腔；3-点状凸起；4-凹槽；5-发热元件；6-隔热元件；7-感温电阻；8-基材片一；9-基材片二；10-电极一；11-电极二；12-电极三；13-隔热垫片；14-进气孔；15-插烟孔。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.参见图1，一种加热卷烟烟具用发热组件，包括用于容纳和加热发烟制品1的加热腔2，在加热腔2的内侧壁上均匀分布有若干个点状凸起3，相邻的两个点状凸起3之间形成有凹槽4，凹槽4中设有发热元件5，点状凸起3和发热元件5共同组成了发热体，发烟制品1插入至加热腔2中时，发烟制品1的外壁抵靠在点状凸起3上，并与发热元件5之间存在间隙，不相互接触；抽吸时，将发烟制品1插入加热腔2中，发热元件5发热把发烟制品1烘烤出烟气供人抽吸。
31.其中，发烟制品1是指施加热而从发烟材料生成香味但并不造成材料燃烧的产品。本实施例中，发烟制品1采用低温烟支，包括滤嘴段和由卷烟纸包裹的发烟段，发烟段内设有烟草料或烟碱料。需要说明的是，以上仅仅为发烟制品1的一个具体实例，对于本领域技术人员来说，也可以采用其他适应于低温烟具加热的诸如烟弹等发烟制品1。
32.本实施例中，通过在加热腔2的内侧壁上设置点状凸起3，发热元件5直接设置于点状凸起3与点状凸起3之间的凹槽4处，由于点状凸起3的存在，加热腔2的内表面积增大了，使得存留的冷空气能在较短的时间内发生热量交换，因而冷空气能迅速被加热成热空气，避免了直接接触的温度不均匀性，同时也解决了直接接触产生的过度烘烤问题，用户抽吸体验感更好；此外，发热元件5设置在加热腔2的内侧且直接面对发烟制品1辐射传热，加热效率高。
33.参见图2，在一些可能实施的方案中，点状凸起3的横截面大小朝向根部逐渐增大，与发烟制品1相接触的部位面积极小，在凹槽4与发烟制品1之间形成有与外界相通的气流通道，气流通道从加热腔2的一端，延伸至加热腔2的另一端。
34.参见图5，本实施例中，当发热元件5通电工作后，其产生的热量迅速把加热腔2表面的点状凸起3加热，同时存留在点状凸起3与点状凸起3间的冷空气也被迅速加热，发热元件5产生的热量一部分传导给了点状凸起3、冷空气，另一部分传递给了发烟制品1，发烟制品1所受的热量同时来自于点状凸起3的传导热、热空气的对流传热，大部分来自于发热元件5的热传导和辐射传热。当抽吸时，冷空气受热后变成热空气进入低温烟支并从滤嘴进入口腔，由于点状凸起3的面积较小，与低温烟支接触面积也很小，因而低温烟支所受的热量主要是凹槽4的空气对流传热和辐射传热，低温烟支受热更加均匀。
35.在一些可能实施的方案中，在加热腔2的外围还套设有隔热元件6，利用隔热元件6可以阻断发热体的热量传导至烟具壳体，起着重要的隔热保护作用，隔热元件6的特点是有很高的热阻，理论上导热系数能达到0.013w/m
˙
k，以取得较好的隔热效果，可以采用玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡或真空板等。
36.可以理解的是，在实际设计中，若干个点状凸起3在内侧壁的展开面上呈矩形阵列分布，矩形阵列包括横向列和纵向列，横向列和纵向列均包括若干个均匀间隔分布的点状凸起3，相邻两个横向列之间形成有横向凹槽，相邻两个纵向列之间形成有纵向凹槽，发热元件5设置在与加热腔2的轴向方向垂直的横向凹槽中。当然，也可以将发热元件5设置在纵向凹槽中。此外，为使发烟制品1受热均匀，在每条横向凹槽中均设有发热元件5。
37.参见图2，本实施例中，当低温烟支插入至加热腔2中，低温烟支的外壁即卷烟纸与加热腔2体上的点状凸起3紧密贴合，点状凸起3与点状凸起3形成的凹槽4与低温烟支形成了气流通道，发热元件5是贯穿于点状凸起3的凹槽4，凹槽4与卷烟纸间有间隙，因而发热元件5与卷烟纸是间接接触的。当发热元件5开始加热时，点状凸起3受热后把热量传递给低温烟支，热量也同时辐射给低温烟支，同时位于凹槽4间的空气受热变成了热空气。抽吸烟支时，冷空气经过凹槽4与低温烟支形成的气流通道后变成了热空气，热空气与之前存在气流通道中的热流量一并进入低温烟支，低温烟支受热后挥发出烟气，热空气和烟气混合着穿过过滤嘴后进入人体口腔。
38.具体的，发热元件5是一种连通电后能发热的元器件，特点是方阻小、发热快、使用温度高及抗氧化能力较强，常见制作材料为钨、银、银铂等金属材料。本实施例通过在凹槽4处印刷或涂覆电阻线路直接构成发热元件5，在电阻线路外覆盖有保护釉层(图中未示出)。这样的设计方式，可以避免电阻线路直接暴露在氧化环境中，造成电阻线路氧化失效，延长发热元件5的使用寿命。当然发热元件5也可以采用发热丝或发热片。
39.参见图1，在一些可能实施的设计方案中，加热腔2具有相对的第一端和第二端；其
中，第一端用于插入发烟制品1，第二端封闭设置。这样的设计方式，使得抽吸过程中，掉落的烟草等残留物会保留在加热腔2中，而不会流向烟具的其他部位，烟具清洁时，只需要将毛刷等清洁部件从插烟口插入加热腔2中，并转动毛刷，即可实现加热腔2的清洁，清洁完毕后，通过倾倒烟具，就可以将加热腔2内的残留物从烟具中排出，烟具清洁方便。
40.此外，在加热腔2的第二端的端部上还可以设置与气流通道连通的槽体(图中未示出)，当发烟制品1插入至与加热腔2的第二端相抵触时，即表示发烟制品1插入到位，此时，外部空气可以依次经气流通道、槽体及发烟制品1的底端进入发烟制品1中，通过设置槽体用户通过较小的抽吸力即可吸到烟雾，烟具的抽吸阻力比较小。
41.需要解释说明的是，在一些设计方案中，在加热腔2的侧壁内还埋有感温电阻7，利用温度-电阻的原理测量和反馈发热元件5的温度。感温电阻7是敏感元件，需要选用tcr系数比较大的一类金属材料，典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。优选镍、镍合金、铂、铂合金、铜以及铜合金等。
42.参见图3，具体的，加热腔2的管壁包括叠合设置的基材片一8和基材片二9，感温电阻7夹设在基材片一8和基材片二9之间，在基材片二9的内表面上布满了排列规律的点状凸起3，点状凸起3的凸点与烟支接触，基材片可以采用氧化铝、玻璃、金属箔片等材质制作。
43.发热体(氧化铝基材)制作工艺如下：在氧化铝流延生胚上印刷或涂覆感温电阻7，形成感温电阻层，用于测量发热元件5的温度，在氧化铝流延生胚上印刷或涂覆发热元件5，形成发热层，用于发热；在发热元件5上覆上点状凸起3，形成凸起层，凸起层可以通过辊压等方式成形。通过热压叠层或等静压叠层将感温电阻7、发热层和凸起层形成一体。经成型、脱胶、共烧结、上釉和焊线后即可成型一个发热体组件。
44.发热体(金属基材)制作工艺如下：在基材片一8上印刷或涂覆感温电阻7，形成感温电阻层，用于测量发热元件5的温度；在感温电阻层印刷或涂覆绝缘层后印刷发热元件5，形成发热层，用于发热；在发热元件5上覆上点状凸起3，形成凸起层，凸起层可以通过辊压等方式成形。经晾干、脱胶、烧结、上釉和焊线后即可成型一个发热体组件。
45.参见图4，在基材片二9上设置了发热元件5和点状凸起3，发热元件5是设置在点状凸起3与点状凸起3间的间隙处，发热元件5设置了电极一10、电极二11和电极三12个电极，与感温电阻7共用一路电极。在发热元件5工作时，热量把点状凸起3和存留在凹槽4处的空气加热，同时把热量传导给低温烟支。
46.如图6所示，本技术还提供一种加热卷烟烟具，包括壳体和设置于壳体内的上述发热组件，在壳体内位于第一端的端部设有隔热垫片13，它能进一步阻碍热量传导至插烟口处和壳体，在隔热垫片13上设有与气流通道连通的进气孔14，让空气通过进气孔14进入气流通道，在壳体的顶部还设置了插烟孔15，低温烟支可以从插烟口插入加热腔2中，并能从插烟口中拔出。
47.上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。