一种单侧逐层加热的加热不燃烧卷烟器具及烟支的制作方法

本发明涉及一种单侧逐层加热的加热不燃烧卷烟器具。

背景技术：

1、对于加热不燃烧卷烟，最好的加热效果是模拟真烟烟气逐口均匀释放的效果。

2、市面上现有的加热不燃烧烟卷烟有中心加热和包围加热，两种方式都有各自的优缺点，但都达不到理想效果。

3、中心加热虽然能达到烟气逐口均匀释放效果，但也有如下问题：

4、中心加热的发热体有针状和片状，针状发热体尺寸一般为φ2.0mm*14.0mm,发热体表面积一般大约为87mm2，所以针状发热体加热表面积太小，想持续不断向外释放热量，就要不断提高加热针的表面温度，表面温度太高就会使最内层烟丝烧糊，加大直经虽然可以增大加热表面积，但会使烟支插入困难；片状发热体一般尺寸为5.0mm*12.0mm*0.5mm，表面积大约130mm2，片状发热体虽然表面积相对于针状发热体有增加，但片状发热体太薄插入时容易断，也不可以设计的太厚，太厚也会使烟支插入困难。

5、不管是针状发热体还是片状发热体，插入烟支时如果烟丝是乱序，针状发热体和片状发热体端部都会推动烟丝形成一个小团，烟丝变的不均匀，加热不均匀导致抽吸体验感不好。所以中心加热的烟支烟丝不可以是乱序，也不可以有太强的韧性。要想实现烟丝有序和低韧性，目前的烟草设备和技术还有一定的困难。

6、包围加热方式相对于中心加热方式，不存在机械强度和烟丝有序无序问题，也不会有清洁和气味问题，但是包围加热因为热是由外向内传递，就会以下缺点：

7、包围加热表面积太大，一次加热的烟丝太多，第一口出烟速度比中心加热慢一倍，抽吸者需要等待较长时间才能抽到第一口烟；

8、中心加热方式在发热体刺入后，烟丝的整体密度增加，导热率增加，而包围加热烟丝密度相对于中心加热方式烟密度小，空气含量高热传导慢，所以加热速度慢；

9、包围加热的热量向内部集中式传递，整个被加热烟丝容易在短时间内形成统一的温度，烟草整体所含水分整体蒸发排出，第一口烟气温度偏高，形不成温度阶梯，达不到烟气逐口均匀释放的理想效果；

10、包围加热除向内部集中式传递热量，也同时向外部传递一部分热量，所以包围加热器具功耗较大；而且包围加热的发热体生产制造工艺复杂，生产周期长，产品成本太高。

技术实现思路

1、本发明解决现有技术的不足而提供一种能形成温度阶梯、能逐口均匀释放烟气、加快第一口出烟速度和降低功耗的单侧逐层加热的加热不燃烧卷烟器具。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、一种单侧逐层加热的加热不燃烧卷烟器具，包括支架和发热体，所述支架为一端开口一端封闭的管状结构，所述支架从开口端到封闭端依次布设有支撑段和发热段；所述支撑段内腔的横截面积比烟支的横截面积大，所述发热段内腔的横截面积比烟支的横截面积小，所述支撑段通过平滑的内壁过渡到发热段；所述发热体沿发热段单侧轴向布设；

4、由于所述发热段横截面积比烟支的横截面积小，所述支撑段到发热段之间横截面积逐渐减小，平滑过渡，这样烟支插入支架内后，发热段内腔会对烟支起到一个挤压的效果，被支架挤压后的烟支，体积减小，散热面积变小；空气含量少，热传导过程中，被空气损耗的热量减少；热传导率高，加热时间变短，减少了整个烟支加热过程中的热量损耗。另外，由于所述支架支撑段内腔的横截面积比烟支稍大，使得烟支嘴棒插入或退出支架支撑段时无明显阻力。

5、发热体布置在支架发热段的其中一个面上，此时发热段不仅起到了保温的效果，而且保证了所述发热体产生的热量按热传导路径在烟草段内单向逐层传导；离发热体越近，越先被加热，温度越高，所以形成了由高温到低温的温度阶梯，直至整个烟支烟草段达到最高温度，温度阶梯消失。由于不同烟气成分需要的温度范围不一样，本装置在加热烟支时所形成的温度阶梯保证了整个烟支不同部分同时处于不同的温度下，而不是保持单一温度，所以能最大程度地丰富烟气成分，增加抽吸者口感。

6、无论是本技术的单侧加热方式还是现有技术的包围加热方式，整个发热体工作时的实际功率大致相同，但是由于本装置发热体的加热面积更小，所以本技术中的发热体单位面积上的发热功率更大，所以发热体能够更快达到最高温度，使得本装置中的烟丝升温更快，能够更早地达到最高温度，第一口出烟更快。由于加快了第一口出烟速度，则避免了抽吸者在抽吸第一口烟时进行较长时间的等待。

7、而单侧加热的方式由于发热体布置在烟支外部，则避免了中心加热方式中发热体推动烟丝成团，使得烟丝分布不均匀以及加热不均匀，导致抽吸体验不好。

8、本实施方式中，包括壳体，所述壳体内设有上安装腔和下安装腔，所述支架安装在壳体的上安装腔内，所述壳体的下安装腔内安装有电池，所述发热体采用电磁加热材料；所述支架外侧、在发热段所在位置套装有电磁线圈，所述电磁线圈通过电路板与电池连接。采用电磁加热的方式比电阻加热的方式能耗更低。

9、本发明还包括一种单侧逐层加热的加热不燃烧卷烟器具，包括支架和发热体，所述支架为一端开口一端封闭的管状结构，所述支架从开口端到封闭端依次布设有支撑段和发热段；所述支撑段内腔的横截面积比烟支的横截面积大，所述发热段内腔的横截面积比烟支的横截面积小，所述支撑段通过平滑的内壁过渡到发热段；所述发热段相对的两侧上均轴向设置有发热体，所述发热体不同时发热。

10、在烟支直径较大时，由于远离发热体一端的烟丝可能存在炭化不充分的情况，所以本实施例中在发热段相对的两侧布置的发热体，且发热体不同时发热，在保留了单侧逐层加热优点的前提下，还能保证整个烟草段能够被充分炭化。

11、同时，由于加热一支烟的总时间也是一定的；实际工作时，通过设定每个发热体3均工作总加热时间的一半，且两个发热体3交替启动，不同时发热；通过上述控制方式，又保证了整个加热过程仍为单侧逐层加热。

12、综上所述，上述实施例在保证所有烟丝充分炭化、提高烟丝利用率的前提下，仍能实现烟气逐口均匀释放、降低能耗、加快第一口出烟速度和避免烟丝成团。

13、上述两种实施方式中，发热段内壁上、从开口端至封闭端布置有至少一条进气槽。进气槽使得支撑段处的空气能顺利经过进气槽进入支架发热段内部，使得支架发热段内部烟支烟草段内的烟草能够顺利受热炭化，最后烟气成分经由烟支内部被抽出。

14、上述两种实施方式中，所述发热段内壁上开设有安装槽，所述安装槽大小与发热体匹配，所述发热体嵌入所述安装槽内，使得发热体的外侧面与发热段内壁平齐。所述安装槽的设置，保证了发热体不会阻碍烟支的插入。

15、上述两种实施方式中，所述发热段内腔的横截面为矩形。这样烟支进入发热段后，被挤压成矩形，而且发热体无论是单侧布设还是对侧布设都更加准确和方便，形成的高温到低温的温度阶梯更加明显，而且由于每次加热的加热面积为包围加热方式的四分之一，所以发热体能够更快达到最高温度，使得本装置中的烟丝升温更快，第一口出烟更快。由于加快了第一口出烟速度，则避免了抽吸者在抽吸第一口烟时进行较长时间的等待。

16、上述两种实施方式中，所述支架为耐至少300摄氏度高温的热的不良导体。所述热的不良导体可以为peek或多孔陶瓷材料；由于支架为耐至少300摄氏度高温的热的不良导体，起到了保温效果，进一步减小了热量的损耗。

17、上述两种实施方式中，所述发热体上、沿发热段轴向布设有一个或多个发热区。一个发热区的发热体加热面积大，加热的烟丝多，产生的烟雾会更浓；而分段加热的方式中可以先后起用发热区，当第一段发热区先加热烟丝，再起用第二段时，可以使得单次加热面积更小，出烟更快。

18、上述两种实施方式中，所述支架的外侧在发热体所在位置布置有隔热层。所述发热体背侧布置的隔热层防止热源向背后传递热量，减少了热源的能量损失。

19、上述两种实施方式中，还包括有真空杯，所述真空杯内设置有与发热段大小相匹配的保温腔，所述支架插装在保温腔内。套在支架外面的所述真空杯只有一个开口，减小了整个支架的向外散发的热量损失，进一步减小了能量损失。所述支架、隔热层和真空杯结合起来，协同作用，减小热量损失，降低能耗。

20、上述两种实施方式中，包括壳体，所述壳体内设有上安装腔和下安装腔，所述支架安装在壳体的上安装腔内，所述壳体的下安装腔内安装有电池；所述支架上的发热体通过电路板与电池连接，所述发热体可采用陶瓷加热体、玻璃加热体或不锈钢发热体。由于采用了单侧加热的方式，发热体也是单侧布置的，所以相对于包围加热方式中的环形发热体，本装置中的发热体生产工艺更加简单，成本更低。

21、综上所述，本装置方案提供的一种单侧逐层加热的加热不燃烧卷烟器具综合了中心加热方式和包围加热方式的优点，避免了中心加热方式和包围加热方式的缺点；具有能形成温度阶梯、能逐口均匀释放烟气、加快第一口出烟速度和降低功耗的效果。