一种利用电磁感应加热的烟弹及其加热方法与电子烟与流程

本发明涉及电子烟，尤其涉及一种利用电磁感应加热的烟弹及其加热方法与电子烟。

背景技术：

1、传统的电子烟通常使用电阻式的加热器来对电子烟中的电子烟液进行雾化。这种加热方式的能源使用效率低，加热温升比较慢，不能在短时间内达到最佳温度，影响出烟速度和出烟效果。而且这类加热器的寿命比较短。

2、加热不燃烧电子烟草制品，与传统烟草制品相比，加热不燃烧电子烟草制品一方面保留了与传统烟草制品相近的抽吸感受，同时在烟气有害成分控制、测流烟气释放、烟灰污染等方面相较于传统烟草制品有显著提升，正逐渐得到消费者的认可。加热不燃烧电子烟草制品一般是通过“加热不燃烧”的方式将烟草香味传递给消费者，这种“加热不燃烧”的方式，使烟草只在较低的温度下(一般低于500℃)被加热。目前，市场上的不燃烧烟具加热方式主要有以下3种：

3、1)陶瓷片加热芯：以iqos为代表的陶瓷片加热，基体为氧化铝陶瓷，厚度约0.5mm，此种加热芯造价高、容易断裂，且对烟草的加热不均匀，对于圆形截面的烟草仅加热了一条线的范围，造成大量的浪费；

4、2)柱状针式加热芯：此种方式加热芯为圆柱状，顶部为针形锥体，该方式加热相对陶瓷片式范围更大、均匀度也更高，但由于芯体直径较粗，烟草插入阻力较大，容易把烟草插断；

5、3)发热环式加热芯：此种方式加热体为环状，烟草插在环内进行加热。热量分布以烟草圆截面中心向外逐渐升高，作用于烟支上的温度大部分处于卷烟纸的部分，这样的热量分布情况影响了加热后烟草的口感。

技术实现思路

1、本发明旨在解决以上技术问题至少其中之一，提供一种能效高、加热快、并能在短时间内达到最佳工作温度，且温度控制效果好的电磁感应加热烟弹及其加热方法。

2、本发明目的一个方面，提供了一种利用电磁感应加热的烟弹，包括沿轴向向上依次设置的发烟段、降温段、过滤段，以及控制电路板；

3、所述发烟段包括上部、下部、植物发烟颗粒和电磁感应加热器，所述电磁感应加热器包括至少两组电磁感应线圈；所述上部、下部分别位于电磁感应加热器的顶部和底部，所述发烟段的外壁设有隔热管，所述电磁感应加热器围绕隔热管设置且在隔热管的长度方向上划分为至少两组电磁感应线圈，分别为靠近上部的上电磁感应线圈、靠近下部的下电磁感应线圈以及位于中部的n个电磁感应线圈，所述位于中部的n个电磁感应线圈包括从上部至下部方向依次排列的第一电磁感应线圈、第二电磁感应线圈、……、第n电磁感应线圈，其中n取值为≥0的整数，当n＝0时所述电磁感应加热器只划分为上电磁感应线圈和下电磁感应线圈；

4、所述上部设有上温度传感器和上金属加热片，所述上温度传感器的感温面穿过上部朝向发烟段内；所述下部设有下温度传感器和下金属加热片，所述下温度传感器的感温面穿过下部朝向发烟段内；所述上温度传感器、下温度传感器用于测量发烟段内部的温度，所述上金属加热片和下金属加热片均设于发烟段的轴心位置且伸入植物发烟颗粒；

5、所述上温度传感器、下温度传感器、上电磁感应线圈、下电磁感应线圈、第一电磁感应线圈、第二电磁感应线圈、……、第n电磁感应线圈均连接控制电路板，所述控制电路板用于接收上温度传感器、下温度传感器发送的温度信号，并根据所述温度信号对上电磁感应线圈、下电磁感应线圈、第一电磁感应线圈、第二电磁感应线圈、……、第n电磁感应线圈发出控制信号使不同组电磁感应线圈各自独立地连通或断开电源；

6、所述植物发烟颗粒由植物颗粒和金属粉末混合制成，所述植物颗粒和金属粉末的体积用量比为2～10：1；所述植物颗粒由植物花叶粉末、粘结剂和香料挤压成型后烘干得到；

7、所述降温段用于对烟雾进行导流和降温，并初步过滤烟雾中的粉末物质，所述降温段上具有多个金属顺磁点，所述金属顺磁点(21)连接控制电路板(4)，所述金属顺磁点(21)的居里温度为植物颗粒发烟温度，用于控制电路板(4)识别烟弹参数而控制电磁感应加热器(14)的加热温度；所述过滤段用于过滤烟雾中的粉末物质。

8、优选地，所述上温度传感器与上部的连接处密封，所示下温度传感器与下部的连接处密封。

9、优选地，所述上部为金属盖。

10、优选地，所述金属加热片的形状为平直状、卷曲状、螺旋状或多片式结构。

11、优选地，所述金属加热片的材质为铁、镍、钼、铬、钨中的一种或多种。

12、优选地，所述植物发烟颗粒的制备方法为：

13、a、将植物花叶进行除尘和消毒，然后粉碎制成粉末，过100～300目筛；

14、b、将所得粉末与粘结剂、香料混合，挤压成型，烘干得到植物颗粒；

15、c、将所得植物颗粒与金属粉末混合均匀，即得植物发烟颗粒。

16、优选地，步骤a中所述粉碎具体为：先粗粉碎成可过30～70目筛的粉末，再细粉碎成可过100～300目筛的粉末。

17、优选地，所述植物发烟颗粒的粒径为18～100目，所述金属粉末的粒径分布为500～600微米占60～70％，800微米及以下至少占90％。

18、优选地，所述金属粉末包括氧化铁、氧化钛、氧化锰、氧化铈、氧化锆中的一种或多种。

19、优选地，所述降温段的横截面形状为齿轮状且中部具有若干通孔；所述过滤段为过滤棉。

20、本发明目的另一个方面，提供了一种利用电磁感应加热的烟弹的加热方法，包括以下步骤：

21、s1、用户吸气时，控制电路板(4)通过识别金属顺磁点(21)来确定植物颗粒发烟温度，从而确定电磁感应加热器(14)的加热温度，接着发出控制信号使电磁感应加热器(14)中的若干电磁感应线圈连通电源，在交变电流作用下产生交变磁场，所述上金属加热片(112)和下金属加热片(122)通过切割交变磁力线产生涡流从而导致发热；与此同时，所述植物发烟颗粒(13)中的金属粉末也产生涡流而发热，植物颗粒受热产生雾化；所述上温度传感器(111)、下温度传感器(121)测量发烟段的温度，并将测得的温度信号发送至控制电路板(4)；

22、s2、当所述上温度传感器(111)测量发烟段的温度超过其设定阈值时，切断靠近上部(11)的电磁感应线圈的电源，靠近上部(11)的电磁感应线圈停止工作；

23、当所述下温度传感器(121)测量发烟段的温度超过其设定阈值时，切断靠近下部(12)的电磁感应线圈的电源，靠近下部(12)的电磁感应线圈停止工作；

24、s3、当所述上温度传感器(111)测量发烟段的温度低于其设定阈值时，上电磁感应线圈(141)、下电磁感应线圈(142)连通电源，重复步骤s1至s2的加热操作。

25、优选地，步骤s2～s3中所述设定阈值为260～340℃。

26、本发明目的再一个方面，提供了一种烟具，包括以上任一项所述的一种利用电磁感应加热的烟弹。

27、本发明可取得以下有益效果至少其中之一：

28、本发明提供的烟弹及其加热方法，能效高，加热快、精度高，可以使不同品种口味的植物发烟颗粒在发烟段自动匹配电磁感应加热器，能在短时间内达到最佳工作温度，且温度控制效果好，出烟迅速，雾化质量高。

29、本发明可以更清楚准确的掌握植物发烟颗粒在不同阶段的加热温度，将电磁感应加热器设置成至少两个部分，分为多个温区进行加热，多温区可以是顺序加热，也可以是无序加热；通过在烟弹中发烟段的上部和下部设置温度传感器，各自独立地开启或关闭电磁感应加热器中的不同电磁感应线圈，以调节植物发烟颗粒在多个温区温度进行雾化，降低加热温度从而提高能效；当温度到达设定最高温度时，下电磁感应加热器也关闭，最终控制植物发烟颗粒控制在最佳雾化阶段，以保证植物发烟颗粒的全面加热雾化和阶段性可控加热，进一步提高植物发烟颗粒的雾化质量，还能提高能效。植物发烟颗粒由植物颗粒和金属粉末混合制成，金属粉末与金属加热片均参与电磁感应发热过程；用户使用时，电磁感应加热器中的电磁感应线圈在交变电流作用下产生交变磁场，金属加热片通过切割交变磁力线产生涡流从而导致发热，与此同时，植物发烟颗粒中的金属粉末也产生涡流而发热，植物颗粒受热产生雾化；金属粉末还起到传热导热的作用，将电磁感应产生的热量传递给金属粉末附近的植物颗粒，植物颗粒的受热更加均匀，有利于降低雾化温度和减少雾化时间。金属粉末与金属加热片共同作用，植物颗粒受热面积大幅增加且更加均匀，加热快速，植物颗粒受热更加充分，从而在更低的温度下更快产生烟雾，实现了快速出烟，且能效高。

30、本发明的植物颗粒可在较低温度下雾化发烟，远低于现有电磁感应加热烟弹的发烟温度，且温度可控，保证烟弹在最佳温度下使用，提高了植物颗粒的雾化质量，提升用户的体验感。此外，本发明产生的烟雾温度较低，不需要设置额外的降温段对烟雾进行降温后再供用户吸烟，可以较快速的降温，保证体验效果。