一种加热卷烟用降温段结构及加热卷烟

本技术涉及加热卷烟加工设计，具体是涉及一种加热卷烟用降温段结构及加热卷烟。

背景技术：

1、加热不燃烧(heat not burning,hnb)烟草(即加热卷烟烟草)制品作为一种通过对烟丝进行加热，使烟丝挥发产生尼古丁及香味来满足吸烟者需求的新型烟草制品。但是相比于传统卷烟，加热卷烟所产生的烟气含水量高，且烟气热量无法耗散至环境，即使相同温度的烟气到达口腔的感官温度也高于传统卷烟。因此加热卷烟的降温要求比传统卷烟更高。

2、加热卷烟通常为三段式结构，包括烟草段、降温段和过滤段，其中降温段和过滤段合称烟支滤嘴。公开号为cn 114652011 a的专利文献公开了一种加热卷烟支撑段结构，其中加热卷烟支撑段包括套管和隔离柱，套管设有沿其轴向方向贯穿的通槽；通槽包括依次连接的第一腔、安装腔和第二腔；隔离柱安装于安装腔内，隔离柱设有沿其轴向方向贯穿的多个通孔；多个通孔的径向截面面积之和小于第一腔的径向截面面积，多个通孔的径向截面面积之和小于第二腔的径向截面面积。本技术中，高温烟气从第一腔经过通孔进入第二腔的过程中，在缩颈附近会产生一个充满漩涡的低压区，烟雾气溶胶发生碰撞凝聚放热，释放能量，产生能量损失，可以对高温烟气进行降温并冷凝水蒸气，如此，可以保证用户吸食的烟雾温度适宜，提高用户的体验感。公开号为110623313b的专利文献公开了一种能够均匀预热空气且能有效降低外壁温度的加热卷烟烟具气路结构，包括内套管和外壁，所述内套管内设置有烟气发生腔，所述内套管嵌套在外壁内，所述内套管与外壁之间设置有进气通道，所述进气通道的进气口位于靠近烟气发生腔抽吸端的一侧，所述气体通道的出气口与烟气发生腔的进气端连通，所述进气通道内设置有湍流发生器。该文献采用对旋降温结构，通过形成双旋转气流，产生旋流强化了加热器器壁的降温效果，形成了温度场分布更为均匀的预热气流，该技术的应用使抽吸时烟气入口温度适宜，最大限度提升了热源利用率。

3、现阶段烟草行业主要通过对加热卷烟滤嘴降温段部分进行材料、结构设计降低烟气温度、提高烟雾量，提升抽吸体验。降温段目前烟草行业针对烟气降温主要提供了添加相变降温材料和烟支结构设计两种方式。其中，菲莫公司最早采用了无毒无害可降解的相变降温材料聚乳酸作为加热卷烟中的烟气降温材料。但由于片状聚乳酸受热后易产生收缩，使烟气流通受阻，这对抽吸舒适感将造成一定影响。与此同时，由于聚乳酸导热性较差，抽吸时烟气流速较快，聚乳酸传热效果较差，将会影响降温效果。后续也有学者提出使用peg/sic材料作为替代，提升导热率和韧性，但由于其相变温度点过低，通常需要涂覆于耐高温材料上进行应用，这毫无疑问会增加加热卷烟制造成本。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种基于折流板结构降温段结构以及带有该结构的加热卷烟，利用该降温段结构可以显著降低烟气温度，减少高温烟气对人气管的损伤并提高舒适感。

2、折流板作为一种能够改变流体流向、增大流体流程和湍流程度的结构，不仅仅能起到增加烟气在管道中流动时传热效率的作用，还能够作为加热可抽吸材料降温段的支撑部分。烟气在经过空腔时，通过折流板的作用后，增加了烟气流动的流程和湍流程度，进而提高其热交换效率。由此，折流板结构广泛用于管壳式换热器当中，使流体遵循规定路径多次横向流过管束，增加湍流程度，提高管间对流传热系数。

3、一种加热卷烟用降温段结构，设于加热卷烟烟支滤嘴内，包括：

4、支撑外筒；

5、固定在支撑外筒内壁的一个或多个折流板。

6、作为优选，所述折流板为圆缺形折流板，该折流板与支撑外筒内壁之间留有弓状折流板缺口；该折流板其余部分边缘与支撑外筒内壁密封连接。作为进一步优选，所述折流板缺口为弓状折流板缺口。带有弓状折流板缺口的圆缺形折流板，即相当于将圆形的板件沿直线(小于直径长度)去除一部分弓形圆边的结构(弓形圆边的面积一般小于整圆面积的四分之一)。固定时，圆缺形折流板剩余圆弧边缘与支撑外筒内壁密封固定，烟气仅仅通过弓状折流板缺口流通。

7、作为优选，相邻两个折流板之间的间距为5mm到10mm。

8、作为优选，折流板的厚度为0.1mm到0.3mm。

9、作为优选，折流板数目为2至4个。适当的折流板的数目不仅会增大烟气通过可抽吸材料降温段的流程，同时还能避免吸阻过大、抽吸者使用时口感不佳的问题。

10、作为优选，折流板缺口高度为支撑圆筒内径的0.1～0.6倍；进一步优选为0.25～0.5倍。作为进一步优选，所述定位筒外径为4～5mm；所述弓状折流板缺口高度为0.8mm至2.0mm。进一步优选为弓状折流板缺口高度为1.2mm至1.8mm。适当折流板缺口高度能在保证烟气通过可抽吸材料降温段时流程增大，更可以保证烟气通量满足需求，进而减少吸阻，提升抽吸口感。

11、作为优选，所述降温段结构轴向长度为10～30mm；进一步优选为15～30mm；更进一步优选为15～20mm；最为优选的长度为16～20mm。

12、作为优选，降温段结构轴向长度为滤嘴轴向长度的10～70％。适当的降温段长度将会对烟气冷却效果产生促进性影响，降低烟气进入抽吸者口中的温度，提升抽吸的口感。

13、作为优选，所述降温段结构为一体结构。即所述支撑外筒和折流板为一体结构。采用该技术方案，可以使用一次成型加工方法快速制造所述降温段结构。一方面提高了所述降温段结构的加工效率，同时也方便了折流板在加热卷烟内的组装。

14、作为优选，支撑外筒厚度小于0.6mm。进一步优选为0.3～0.5mm。

15、一种加热卷烟，包括依次设置的烟草段和滤嘴，所述中滤嘴内的降温段采用上述任一技术方案所述的降温段结构。作为优选，所述降温段结构为聚乳酸-聚己内酯折流板。

16、作为优选，所述降温段结构采用聚乳酸-聚己内酯复合材料加工而成，其中聚乳酸的含量为70～90％。

17、作为优选，所述降温段结构采用聚乳酸-聚己内酯复合材料加工而成，其中聚乳酸的含量为75～85％。作为具体的优选，所述降温段结构采用聚乳酸-聚己内酯复合材料加工而成，其中聚乳酸的含量为80％。优选的，所述中空段内仍可以填充降温材料，包括相变降温材料(如聚乳酸类相变降温材料、聚乙二醇类相变降温材料、水合盐类相变降温材料以及其他类型相变降温材料等)或者水性降温材料，由此可以提高降温效率，进一步降低进入抽吸者口中烟气的温度。

18、优选的，可抽吸材料降温段部分能够采用换热效率较高的廉价材料。

19、如本文所使用的，“醋酸纤维素”是指以醋酸作为溶剂，醋酐作为乙酰化剂，在催化剂作用下进行酯化而得到的一种热塑性树脂，是纤维素衍生物中最早进行商品化生产并且不断发展的纤维素有机酸酯。醋酸纤维素作为多孔膜材料，具有选择性高、透水量大、加工简单等特点。在烟草行业滤嘴端使用十分广泛。

20、如本文所使用的，“相变降温材料”是指相变材料会在环境温度高于相变温度或者接触物体温度高于相变温度时，会吸收热量从而进行相态转变，进而可以使环境温度或者接触物体温度降低接近至等温。所举例子中，聚乳酸类相变降温材料是指最早由菲利普莫里斯生产公司提出利用表面褶皱的聚乳酸薄片作为气雾冷却元件，将其折叠聚集形成多条纵向延伸的通道后包裹在包裹材料中形成柱状滤棒。一方面高温烟气在穿过聚乳酸聚合体时会使其达到玻璃化转变温度，聚乳酸发生玻璃化转变吸热，消耗烟气热能；另一方面烟气中的水蒸气经过聚乳酸聚合体时会在其表面凝结，使烟气被干燥，感官温度较湿润烟气低。聚乙二醇类相变降温材料是指将聚乳酸类相变降温材料结构中聚乳酸类物质换为聚乙二醇类物质。水合盐类相变降温材料是指滤棒中，常用十水硫酸钠、十水四硼酸钠、七水合硫酸亚铁、十二水合硫酸铝钾、十二水磷酸氢二钠、七水合硫酸镁、五水合硫酸铜中的一种或几种混合。

21、如本文所使用的，“水性降温材料”是指使用含有液态水的材料，通过水分蒸发降温达到冷却烟气的目的。为了防止卷烟被液态水打湿、进而导致卷烟发霉等问题，需要采取一定的手段将液态水封装在加热中；此外，有一类化学物质溶于水时会发生吸热反应，主要是铵盐和硝酸盐类物质，如硝酸铵、硝酸钠、亚硝酸钠等，可利用这一特性进一步强化加热卷烟的烟气降温。

22、本实用新型通过将折流板结构引入加热卷烟滤嘴降温段结构设计中，对折流板缺口高度、折流板间距和数量、折流板结构形式以及折流板的厚度进行设计，提高烟气在滤嘴降温段内的换热效率约18％，并通过改变滤嘴内醋酸纤维丝束及滤芯的规格以保证加热卷烟烟雾量及抽吸压降与加入折流板结构前相对一致，最终达到降低烟气进入人口的温度、提升口感的目的。