加热型吸烟工具与专用的打火机的制作方法

本发明涉及一种吸烟的工具，和一种点火工具。

背景技术：

1、吸烟的危害众所周知，为了减少吸烟的危害，欧美日等国家已经在加热不燃烟上布局了至少50年。加热不燃烟针对的是烟龄较长的成年人群体，是真正的为老烟民减害，而且加热不燃烟确实降低了焦油和燃烧产生的有害物质。但几十年来，市场上销售的加热型吸烟工具虽然更新换代了无数次，依旧是没有明显的进步，依旧是几十年不变的用恒温电加热器烘烤加热发烟物，而且把吸烟工具卖得越来越贵(比有些手机还贵)，不仅如此，这些吸烟工具还非常容易坏，经常需要修理，而且几乎每天都必须保养、清洁、维护，电池效率降低后整个吸烟工具也就报废了。作为更健康的吸烟产品，这么高的使用成本、这么高的使用难度，根本不利于加热不燃烟的推广。这也是几十年来加热不燃烟在全世界推广极为缓慢的重要原因。必须降低吸烟工具的使用成本，用极低的成本做出加热不燃烟的吸烟工具，最好做到比一包烟的价格还要低，并且不需要做任何维护保养，这才能真正在全世界推动加热不燃烟这种更健康的吸烟方式的迅速普及。

2、当今最经济、最方便、最成熟的热源毫无疑问是打火机，但是将打火机运用于加热不燃烟有以下几大难题：

3、1)火焰的温度太高，明火火焰的温度高达600摄氏度，而燃气和空气预混合打火机(也就是我们俗称的防风打火机、直冲打火机)的火焰温度更是高达1000摄氏度，如何将温度降至加热不燃烟需要的200至350摄氏度左右。

4、2)如何在对火焰降温的同时，最快的对加热不燃烟进行升温烘烤。

5、3)如何保持加热不燃烟的温度恒定。

6、4)打火机的操作是凭借使用者的经验，还是有提示功能。

7、5)能否比市面所有在售的加热不燃烟工具更安全，甚至能做到在使用者吸烟时完全停止加热。

8、要想将打火机真正成功运用在加热型吸烟工具上，以上5个难点必须同时解决，这是极大的挑战，也是过去半个世纪从未解决的难题。

9、日本专利jp4090882b2公开了一种吸烟工具，其利用燃气和空气预混合打火机(也就是我们俗称的防风打火机、直冲打火机)的高温，然后吸烟时将外界空气和高温流一起直接吸入加热不燃烟内，用高温迅速烘烤加热不燃烟产生烟雾。看起来很完美，但纯粹的纸上谈兵，甚至是胡闹！这个专利完全不懂得或者不考虑燃气和空气预混合打火机的威力！燃气和空气预混合打火机产生的是1000摄氏度的超高温，并且对于燃气和空气预混合打火机来说，燃气流量的改变会指数级放大火焰热能的变化，因为根据伯努力原理，燃气必须有极大的流动速度才能吸引周围的空气过来混合，但是燃气流量的控制是打火机行业最头疼的问题，燃气流量的轻微改变都会导致燃气流速的巨大变化，喷射出的火焰流流速和热能都会有巨大的变化。而这个专利竟然选择用允许高温热流通过的有孔的挡板来吸入热能至加热不燃烟内，这简直是拿消费者的安全开玩笑，燃气和空气预混合打火机已经是高温、高速喷射燃气了，加上使用者抽吸吸引高温热流，这相当于给涡轮增压发动机再加上一个涡轮增压，火焰热能会继续大量增加，高温热流极可能会将加热不燃烟点燃，这种抽吸方法也极有可能导致使用者烫伤！另外，此专利的权利要求1中还要求吸烟管与打火机的燃烧口直接气流相通，这更是完全不考虑散热、烫伤、甚至打火机爆炸！这导致燃气和空气预混合打火机放出的超高热几乎没有其他出口，只能全部累计在吸烟管中，这非常容易引起烫伤，而且如果散热不及时，打火机内的丁烷和丙烷气体的饱和蒸气压受到高温影响会成指数级迅速增大并引发爆炸。所以，这个专利根本就是纸上谈兵。

10、美国专利pct/us02/41771公开了一种吸烟工具，其在吸烟工具中设置了一个多孔的火焰滤片，使用者需要用打火机在工具旁点燃火焰，由于烟雾产生物质不在火焰燃烧的方向上，所以使用者必须在打火机点燃时用力抽吸吸烟工具才能将火焰的部分热能吸入工具中并流经烟雾产生物质，热能对其加热产生烟雾。这个专利的本质和上面的日本专利jp4090882b2其实是一样的道理。都是需要使用者在打火机点燃时抽吸吸烟工具，然后将打火机的热能吸入吸烟工具中以加热发烟物质使其产生烟雾。和上面的日本专利jp4090882b2一样，这个专利具有危险性，连续不断的吸入打火机点燃时的火焰高温，吸得太猛容易点燃内部发烟物质，甚至有高温烫伤嘴的风险，吸得太轻可能几分钟都吸不出任何烟雾，而且加热时间和加热间隔如何掌握。打火机与吸烟工具的距离如何掌握。这些问题都导致这个吸烟工具无法真正推广使用。另外，美国专利us8505547也用了完全一样的原理，在此不再赘述。

11、中国专利cn206062123u公开了一种吸烟工具，其加热原理与以上提到的日本专利jp4090882b2一模一样，只不过增加了几个隔离仓和步进机构而已。但由于添加了步进机构，功能更复杂，体积会增大很多，所以它比日本专利jp4090882b2更迫切的需要燃气和空气预混合打火机(也就是我们俗称的防风打火机、直冲打火机)，因为燃气和空气预混合打火机只需要一个空气混合进气孔就能强行吸入足量的氧气支持燃烧，而明火打火机则需要充足的体积空间才能有足量的自然流入的空气支持燃烧。但我再次强调，燃气和空气预混合打火机的高温非常危险，特别是这个专利竟然把超高温燃烧的废气孔直接开在了外壳上，这非常容易烫伤使用者的手指。而且，这个专利还提出利用双金属片随温度变化而弯曲变形的特点来控制打火机燃气的流量，不仅是这个专利，我看到不少类似的专利提到用双金属片来控制打火机燃气的流量，但双金属片完全不适合打火机这种快速放热的工具，因为经过实际的大量测试，双金属片的响应速度很慢，大约在10秒钟以上，对于打火机来说，特别是对于燃气和空气预混合打火机来说，10秒钟已经可以将温度做很大幅度的改变。所以，双金属片一般都用于测试水温、油温这种可以慢慢检测的、比较恒定的温度，完全不适合测试或控制打火机的温度。

12、中国专利cn101626700b公开了一种吸烟工具，它也同样是用双金属片随温度变化而弯曲变形的特点来控制打火机燃气的流量，这个专利对温度的控制比中国专利cn206062123u要巧妙得多，但以上已经说过，双金属片完全不适合打火机这种快速放热的工具，因为经过实际的大量测试，双金属片的响应速度很慢，大约在10秒钟以上，对于打火机来说不适合，设计得再巧妙，用再多函数去计算，还是不适合用来控制打火机的温度，打火机放热实在太快了。其实，用调节打火机燃气的流量的方法控制吸烟工具的温度是非常不现实的，在理论和想象中可以，但是落到真实环境的实践上就很难成功，真实环境中实在太多因素会影响打火机燃气的流量。另外，这个专利用筛网过滤器托住发烟雾材料，以免发烟雾材料落入烟嘴中，这导致使用起来不方便，不如直接用卷烟过滤嘴方便。

13、美国专利us4219032公开了一种吸烟工具，其用筛网托住点燃的炭火，把发烟物质放在炭火下面，由于发烟物质不在火焰燃烧的方向上，所以使用者必须用抽吸的方式吸入炭火的高温热流，高温热流流经发烟物质后产生烟雾。以上提到的日本专利jp4090882b2、美国专利pct/us02/41771和中国专利cn101626700b其实都是完全参考、甚至部分照搬这个专利的内容。这几个专利都是要求使用者用抽吸的方式吸入高温热流，高温热流流经发烟物质后产生烟雾。使用者抽吸时大量空气的进入产生紊流，紊流非常容易将火焰带入发烟物质中将发烟物质点燃，达不到加热不燃烧的效果，而专利jp4090882b2则是用燃气和空气预混合打火机产生的高达1000摄氏度的超高温，还要再加上使用者抽吸时产生的紊流，这不仅极易点燃发烟物质，而且非常可能导致使用者的烫伤。

14、中国专利cn201320691046公开了一种吸烟工具，我查到有很多的专利都用了与此类似的原理：用打火机的火焰对着导热体加热，然后导热体对加热不燃烟的内外进行加热。这是大部分人都想到的方法，也是照抄市场上流通的所有电池加热型烟具的原理。但是，电池加热型烟具能直接从内部升温，此专利却是先将加热不燃烟穿上一层“盔甲”，然后对着这个“盔甲”加热，经过本人大量的实际测试，即使是用高达1000摄氏度的火焰对着紫铜管(极为优秀的导热金属)加热，也需要几十秒钟之后才能将加热不燃烟烘烤出烟雾，而且温度极难以把控，不仅没有发挥火焰的优势，还在加热效率和功能上彻底输给了电池加热技术。

15、打火机最大的优势是：价格低，比锂电池安全、环保，丁烷燃气的单位能量密度是锂电池的近10倍，瞬间可以爆发大量热能，无需任何维护，打火机充燃气比锂电池充电快得多，换打火机比换锂电池方便。所以，只要能充分的发挥打火机的优势，打火机就是极优秀、极便宜的燃料电池。但如何真正发挥打火机在加热型烟具中的优势，这才是最关键的难点！

16、本发明要首次提出一种全新的理论：火焰的表面张力。

技术实现思路

1、人类的历史就是火的历史，但人类对于表面张力的研究主要局限于液态、溶胶等实体物质，却从未研究过“火焰的表面张力”。

2、本发明首次提出“火焰的表面张力”这种全新的理论，并要利用这种全新的“火焰的表面张力”理论来设计出既结构简单，又真正能发挥打火机优势的加热型吸烟工具。在此，也让我们认真的对待火焰，让我们把火焰真正的当作一种实物来对待。

3、针对现有技术的缺点，本发明提供了一种加热型吸烟工具，吸烟工具中可置入发烟物，吸烟工具包含可产生火焰的打火机，位于火焰和发烟物之间的中间件，发烟物位于火焰的燃烧方向上，中间件上含有孔或缝隙联通发烟物侧和火焰侧，且孔或缝隙的宽度不大于3mm，孔或缝隙的尺寸为火焰难以穿过的尺寸，因为火焰也是有的表面张力的，这样就能将火焰的位置牢牢固定在紧挨孔或缝隙的地方，而火焰的热能却能透过这些孔或缝隙，所以只要测量出距离火焰不同位置的温度区域，就能控制好发烟物的最佳加热放置位置。本发明优先选用明火打火机，是因为明火是非常温柔的火焰，流速小，表面张力大，既能被不大于3mm宽度的孔或缝隙所阻挡，火焰的热度又能几乎完全穿透孔或缝隙，而且明火的温度只有600度，非常容易通过距离来划分适宜的温区。而且明火的热能小，更加安全，几乎不需要考虑散热问题。当然，本发明也能使用燃气和空气预混合打火机(也就是我们俗称的防风打火机、直冲打火机)，因其火焰依然是有相对较小的表面张力的。

4、用这种方法，吸烟工具根本就没有电加热型烟具那种漫长的升温过程，打火机一点燃，发烟物就开始在合适的位置、合适的温度区被迅速加热并产生烟雾，等待时间极短，而到目前为止全世界最快的电池加热吸烟工具需要等待漫长的20秒才能使加热不燃烟产生烟雾。而且由于不需要吸烟者用抽吸的方式将热能吸入发烟物中，所以使用者可以在打火机熄灭后再吸烟，吸烟时完全停止了加温，这就比市面上销售的所有电加热型烟具更加安全，因为市面上销售的所有电加热型烟具都是一直保持电加热状态的。

5、为了让发烟物一直保持恒温，本吸烟工具还提供了火机操作提示装置，使用者根据此火机操作提示装置提供的信号来间歇点燃打火机，不仅很好的保持了发烟物的恒温，而且大幅减小了散热压力。另外，本发明所提供的打火机包含火机操作提示装置的部分电路，最好是包含了为火机操作提示装置供电的电池，打火机上的部分电路与吸烟工具内部的电路通过接线端口快速连接，这样每次更换打火机时也顺便更换了为火机操作提示装置供电的电池，这样就无需担心火机操作提示装置的供电问题，除了定期更换打火机，本吸烟工具无需任何保养。本吸烟工具中的打火机包含任何形式的点火器。

6、与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

7、1、大幅降低了加热型吸烟工具的价格。

8、2、大幅降低了使用难度，既不用成天充电，也不用对吸烟工具做保养维护。

9、4、不强迫使用者每次都必须吸完整支烟，想吸几口烟就吸几口，随时可以停止吸烟并把烟留到下次吸。

10、5、使用者在吸烟时打火机可以完全熄灭，整个吸烟工具完全停止了加热，比市面上所有在售的电加热型烟具更加安全。

11、6、能加快在全球推广加热吸烟这种更健康的吸烟方式。

12、下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。