便携式吸烟器及其滤芯、插接式壳体的制作方法

本发明涉及吸烟器具，具体涉及便携式吸烟器及其滤芯、插接式壳体。

背景技术：

1、二手烟，亦称非自愿性吸烟、环境烟草烟雾，即在室内吸取点燃烟草时随着烟雾释放出来的物质，是一种被动吸烟方式，其也是危害最广泛、最严重的室内空气污染，是全球重大死亡原因。有研究指出，二手烟有焦油、阿摩尼亚、尼古丁、悬浮微粒、pm2.5、钋－210等超过4000种有害化学物质及数十种致癌物质。

2、在日常生活中绝大多数人不可能完全避免接触烟雾，因而成为被动吸烟者。当吸烟危害吸烟者本身健康的同时，二手烟也影响非吸烟者，因此吸烟器油然而生，通过吸烟器将烟气处理，来降低二手烟对身体及环境的危害。

3、目前，日本和韩国研制的吸烟器能将烟气过滤，其体积大，重量重，不方便携带。目前我国也研制了多种吸烟器，例如深圳市荣耀峰科技有限公司研制了多种便携式吸烟器并申请了专利，例如：一种手持吸烟器202122213931.8、一种吸烟器具202011645193.8、一种吸烟器具202023350141.6、一种带自动灭烟功能的吸烟装置202120673677.7，目前市面上的吸烟器普遍采用的技术是利用负离子发生器，负离子与带正电荷的烟雾进行电极中和使其聚集成颗粒，通过抽风单元将烟气抽到过滤盒，过滤盒吸附过滤掉烟气中的有机物，并脱色、取出异味，使香烟燃烧产生有色、有味、有害烟气变成无色、无味、减少“二手烟”的危害。上述产品经市场购置及实测，烟气实际上并没有被完全有效处理，只是被压缩成大颗粒而已，所以烟气扩散范围小，味道更少。

4、目前市场上销售的其他滤芯型过滤器，吸烟几根后所过滤层中的累计烟碱排出气味越来越大已经很难让消费者接受，市场上个别类似产品每抽几根烟需要更换滤芯来减小气味，但频繁地更换滤芯和无法消除的气味很难在市场上销售，其成本也很大。

5、因此市面上并没有一款产品能将二手烟有效处理，在大众越来越重视健康环境的情况下，根据吸烟者的需求，我们适时研制了一种便携式吸烟器。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种体积小、便于携带、过滤效果好的便携式吸烟器。

2、为实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：

3、一种便携式吸烟器，包括用于过滤烟气且内含滤芯的滤芯总成、与所述滤芯总成之间形成烟气通道的主壳体，用于插入香烟的烟支导管、用于将烟气吐入所述烟气通道的吐烟管、经所述滤芯总成过滤后将过滤后的气体排出的排气口；

4、所述滤芯总成包括滤芯单元、用于盛装所述滤芯单元的滤芯壳体，所述滤芯单元包括滤芯；

5、便携式吸烟器包括控制模块，所述控制模块包括底盖、设置在所述底盖内的风机以及为风机提供电源的电池，所述控制模块中的插接板与主壳体的外壳连接，所述控制模块上设有排气口，所述滤芯壳体的一端设有烟气通道，另一端设有出风口，风机对准所述出风口并将滤芯壳体内的风通过出风口引出排气口；

6、便携式吸烟器整体高度小于13cm，其中所述主壳体高度在11-13cm，宽度小于等于6cm；

7、更进一步，便携式吸烟器除了包括滤芯总成、主壳体、控制模块外，还包括所述顶盖，其中：

8、所述滤芯总成还包括设置在滤芯单元装入端且与滤芯壳体外周面连接的分隔板，所述分隔板的一端、所述滤芯壳体的一侧设有凸出于分隔板且用于插入香烟的烟支导管、凸出于所述分隔板且将烟支导管、所述滤芯单元装入口圈入其中的导流板，所述分隔板的另一端即滤芯壳体端设有将燃烧室与滤芯单元连通的滤芯导管；

9、进一步，所述烟支导管从分隔板的一端穿出于分隔板的另一端；

10、所述滤芯导管端的烟支导管外周面设有与分隔板固定连接的套管架，所述烟支导管与套管架之间的分隔板上设有凸出于分隔板一端的垫块，所述垫块上设有二级滤芯进气口，所述二级滤芯进气口与滤芯导管连通；

11、进一步，所述套管架的长度控制在0.5-3.5cm；

12、进一步，所述套管架周面上设有至少一个贯穿套管架管壁的燃烧室进气口ⅰ，所述导流板上设有使燃烧室进气口ⅰ与滤芯壳体一端的烟气通道连通的燃烧室进气口ⅱ；

13、进一步，所述套管架周面上套设有导流管，所述燃烧室进气口ⅰ位于导流管与分隔板之间；

14、套管内壁设有至少一条凹于套管内壁的过流通道；过流通道与燃烧室进气口ⅰ相通进一步使燃烧室依次与过流通道、燃烧室进气口ⅰ、燃烧室进气口ⅱ、大气相通；

15、所述套管架上设有使滤芯导管与二级滤芯进气口连通的通气孔，气体能通过所述二级滤芯进气口、通气孔、滤芯导管进入到滤芯单元；

16、进一步，所述燃烧室进气口ⅰ与分隔板之间的套管架外周面依次设有凸出于套管架周面呈圆环状的卡块、凹于所述套管架周面用于放置密封圈的凹槽，所述凹槽内套设有密封圈；所述凹槽与分隔板之间的套管架上设有使滤芯导管与二级滤芯进气口连通的通气孔；

17、一种滤芯，应用于烟气、空气过滤；

18、所述滤芯，至少包括一段过滤层、二段过滤层、三段过滤层中的至少一种；

19、所述一段过滤层包括有机酸过滤层、吸水树脂层、活性炭过滤层、熔喷布过滤层中的至少一种；

20、作为优选，所述有机酸过滤层、吸水树脂层、活性炭过滤层、熔喷布过滤层从上到下依次横向排列；所述吸水树脂层为吸水树脂颗粒均匀平铺于活性炭过滤层上，所述活性炭过滤层为活性炭颗粒均匀平铺于熔喷布过滤层上；

21、进一步，上述所述有机酸过滤层、吸水树脂层、活性炭过滤层均控制厚度在0.4mm-5mm，所述熔喷布过滤层厚度控制在20-40mm；

22、作为优选，所述有机酸过滤层厚度为2mm，所述吸水树脂层厚度为3mm，所述活性炭过滤层厚度为3mm，所述熔喷布过滤层厚度为30mm；

23、所述二段过滤层包括瓦楞纸层、hepa布层中的至少一种，所述瓦楞纸层与hepa布层交叉重复排列，所述瓦楞纸层中的瓦楞纸为波浪型，采用塑料材质；进一步，所述瓦楞纸层厚度控制在0.5-1mm，优选为0.8mm，所述hepa布层厚度控制在15-20mm，优选为17mm；

24、所述hepa过滤层优选为hepa13；

25、所述三段过滤层包括有机酸过滤层、吸水树脂层、过滤棉层、硅胶干燥剂过滤层、hepa过滤层、活性炭过滤层、无纺布层中的至少一种；作为优选所述有机酸过滤层、吸水树脂层、过滤棉层、硅胶干燥剂过滤层、hepa过滤层、活性炭过滤层、无纺布层从上到下依次横向排列；所述吸水树脂层为吸水树脂平铺于过滤棉层上；

26、其中，所述有机酸过滤层、吸水树脂层、过滤棉层、hepa过滤层的厚度控制在0.5mm-4mm，所述无纺布层厚度控制在0.1-0.3mm，所述硅胶干燥剂过滤层、活性炭过滤层厚度控制在10mm-20mm；

27、作为优选，所述有机酸过滤层厚度为2mm，所述吸水树脂层厚度为1.5mm，所述过滤棉层厚度为0.5mm，所述硅胶干燥剂过滤层厚度为12mm，所述hepa过滤层厚度为1mm，所述活性炭过滤层厚度为15mm，所述无纺布层厚度为0.2mm；

28、所述有机酸过滤层与硅胶干燥剂过滤层之间设有隔离层，厚度为1mm；

29、进一步，所述过滤棉层采用高密度过滤棉；

30、一种有机酸过滤层，应用于二手烟气、烟气、空气的过滤；

31、所述有机酸过滤层内包含丙二酸、丁二酸中的至少一种；

32、丙二酸、丁二酸均为市面上购得。

33、所述丁二酸包括苹果酸；其中c4h6o5为d-苹果酸，即2-羟基丁二酸；

34、进一步，丁二酸的分子质量为118.09，其中ch2cooh2的相对含量在99.5w/％及以上，熔点范围在184℃-187℃。

35、其中，丙二酸中c3h4o4的含量在99％及以上，熔点范围在135℃-137℃，相对分子质量为104.06.

36、所述有机酸过滤层的制备方法如下：

37、取所述丙二酸、丁二酸中的至少一种按比例在常温水中搅拌、溶解，取海绵均匀喷洒以上配好的有机酸溶液；

38、其中，所述丁二酸、丙二酸的比例5-15:2-7，作为优选，优选为11:5；将上述溶液搅拌溶解2小时后，均匀喷洒5mm厚40-60目海绵上，优选为40目，喷雾量按照海绵干燥后每片含酸量为0.05g基准；

39、所述滤芯壳体从分隔板端依次包括一级过滤单元、二级过滤单元，所述一级过滤单元与二级过滤单元不连通，所述滤芯导管与二级过滤单元连通且连通二级过滤单元的顶部；

40、进一步，所述一级过滤单元包括一次过滤单元及二次过滤单元，所述一次过滤单元内横向设置有一段过滤层，所述二级过滤单元的两侧为开口式且与烟气通道连通，所述二级过滤单元内纵向设有二段过滤层；所述二级过滤单元内设有三段过滤层；

41、所述控制模块还包括点烟器，一种点烟器，所述点烟器设置在底盖的外侧，且与所述凹字形部分在同一侧，所述点烟器包括电加热的陶瓷片及套设在陶瓷片外周面呈螺旋形的发热电阻丝，两根电线的一端分别连接电池的正、负极，两根电线的另一端分别连接发热电阻丝的两端，通电后所述发热电阻丝向陶瓷片传导热能进一步电陶瓷片温度升高可以点烟；

42、进一步，所述陶瓷片为“一”字形；

43、作为优选，陶瓷片为圆柱形，陶瓷片圆周面上设有螺旋凹槽，发热电阻丝嵌于凹槽内；

44、进一步，本所述点烟器接通电源后5秒及5秒内均为预热期，8秒时点火开始吸烟，进而通过控制电池为点烟器所提供的电压在2v-3v之间，电流在1.5a-2.5a之间即可实现预热后点烟。

45、所述套管一侧设有插入孔，所述点烟器通过插入孔插入套管内点燃燃烧室内的香烟；

46、所述控制模块还包括密封垫，所述密封垫设置在风机引入口与出风口之间用于提高密封性及引风效果；

47、进一步，风机启动6分钟后自动断电。

48、所述控制模块还包括限流阀，所述限流阀设置在出风口于风机之间用于对引出的风进行限流，所述限流阀可以为直径小于出风口直径的管；

49、所述控制模块上设有充电口、至少两个开关，两个开关分别用来连接并控制点烟器及风机的开关状态，插接板上设有显示灯，显示灯显示电量，进一步显示灯的数量为多个，根据电量由高到低，显示灯的显示数量会由多变少。

50、作为优选，若干个显示灯设置在2个开关之间。

51、所述控制模块还包括控制板，所述控制板电连接并控制充电池、开关、点烟器、风机；

52、进一步，所述风机可采用超薄静音微型超小鼓风机、散热风扇，其大小为

53、16.5*14.5*3.3mm；

54、所述主壳体包括与滤芯壳体端的分隔板密封连接的外壳、设置在所述外壳内部一侧与套管架外周面密封连接的套管，所述套管内作为燃烧室，所述香烟插入烟支导管、所述套管内的燃烧室内点燃后燃烧，所述滤芯壳体两侧与外壳之间的通道为烟气通道，此端的所述烟气通道连通大气，燃烧室与烟气通道不连通；

55、所述外壳采用利于散热的铝合金结构；

56、其中，所述外壳与分隔板扣接后密封连接，所述套管架与套管扣接后密封连接；

57、作为优选，所述套管为圆柱形；

58、所述外壳及套管上设有感温元件，所述点燃的香烟插入套管内后，所述香烟着火的位置的温度高，所述感温元件由于高温作用会亮起指示灯显示香烟的剩余长度；所述感温元件可以为热电偶温度传感器或热敏电阻温度传感器；所述感温元件电连接电池；

59、所述顶盖包括与导流板密封连接上盖、凸出于上盖的吐烟管，所述吐烟管上设有吐烟口，上盖、所述导流板与分隔板之间形成的烟气通道与吐烟口及大气相通；

60、进一步，所述吐烟管套设在烟气导管外周面且二者之间具有一定距离；

61、所述吐烟口上设有可拆卸连接的密封盖，将烟气吐入所述烟气通道后扣上密封盖可将烟气密封在烟气通道内并进行后续净化；

62、更进一步，所述吐烟管内周面固定有烟支导管支撑架，所述烟支导管支撑架的另一端与烟气导管卡接用于支撑、定位烟气导管的位置，作为优选，所述烟支导管支撑架为四块长条状的板；

63、作为优选，远离所述吐烟管一端的上盖呈圆弧、下倾趋势，进一步，所述导流板顶面的形状与上盖的形状相匹配并密封连接；

64、进一步，所述封盖与导流板周面连接，作为优选，优选为扣接，连接后，所述封盖将吐烟管包裹在封盖与分隔板之间，用于在本便携式吸烟器不使用情况下吐烟管与大气隔绝防治落入灰尘影响使用，所述吐烟管一侧的封盖内设有用于回收烟头的回收盒，所述回收盒与封盖固定连接，所述回收盒放入口处的封盖上设有推拉盖，通过推拉所述推拉盖可以打开、关闭封盖进一步放入、取出烟头；

65、一种插接式壳体，应用于便携式吸烟器；

66、一种插接式壳体，包括所述主壳体、滤芯总成、控制模块、顶盖、底芯；

67、所述主壳体为“p”字型，包括“p”字型所述外壳及设置在外壳内部一侧的套管，所述外壳包括方形段和凸出于方形段的凸出段，所述套管底端与凸出段底端齐平，所述凸出段相对的两个面上设有凹于外壳外面的插接处，所述方形段设有凹于外壳外面的插接处且与凸出段的插接处相连；所述套管一侧的两块外壳外面的插接处为“凸”字型；

68、所述底盖为方形，所述底盖的一端为开口式，其余面为封闭式，与开口式相对的面上所述控制模块上设有排气口，所述底盖的外周面设有包围底盖三个周面的插接板，所述插接板凸出于底盖开口端及一侧，凸出于所述底盖一侧且相对的两块插接板呈凹字形，且与“凸”字型的形状及大小相匹配，所述插接板从外壳一侧插入外壳上，此时所述凹字形插入“凸”字型内，凸出于所述底盖开口端的插接板顶端抵在方形段凹于外壳外面的插接处，此时由于所述凹字形与凸字形嵌接的限制，通过将所述插接板向排气口方向拽动不能将插接板与外壳断开连接，但反向推动所述插接板可将底盖与主壳体断开连接；

69、所述滤芯壳体的长度大于外壳中方形段的长度且小于套管长度，所述底芯为一个上下贯通的方形，所述底芯的底部抵在底盖的顶端且被插接板限制不能左右移动，所述底芯的顶端插入滤芯壳体外周面上，所述滤芯壳体从外壳顶端依次插入外壳、底芯、底盖内，此时所述滤芯壳体的三侧侧面均与底盖内的三个侧面嵌接，所述滤芯壳体其余的一个侧面与底盖之间为烟气通道，烟气通道对准排气口；

70、本发明的有益效果是：

71、一、我们首次将硅胶干燥剂用于烟气过滤，并专门研发了有机酸过滤层，结合其他过滤层，烟气能被有效的处理后再排放，经检测结构检测：净化后烟雾几乎达到零排放，难闻气味也几乎为零，做到隐蔽性吸烟，甚至做到封闭的轿车内吸烟。

72、二、我们将香烟燃烧过程产生的烟气与经人吸烟后产生的烟气分别处理：

73、1.针对经人吸烟后产生的烟气

74、通过吐烟管直接将烟气吐入分隔板、导流板与上盖之间形成的烟气通道，由于人体的吹力，则烟气依次经一次过滤单元、二次过滤单元过滤后从二次过滤单元两侧排出到滤芯壳体与外壳之间形成的烟气通道，然后从排气口排出，在此过程中，经人体吸过的烟气被人体吸收了一部分，因此其含有害物质会减少，但是经人体吸烟后吐出的烟气含湿气大，采用传统的过滤装置很快、很容易饱和后不能继续使用，采用我们所研制的过滤单元，烟气依次经过如下过程：

75、①有机酸过滤层

76、首先烟气先经过有机酸过滤层，在此过程中有机酸过滤层为针对烟碱难闻气味研发的过滤层，把烟气中难闻的烟碱转化为有机酸烟碱，且吸收有害物质，气味变的柔和清新。附带功能:高浓度有机酸有吸湿功能有助于吸附焦油和烟碱。烟雾经过以上过滤后烟雾气味变的好闻且偏带香味。

77、②吸水树脂层

78、主要吸收燃烧时形成的高水气和烟碱和尼古丁，树脂层吸收一部分水汽后，使下道干燥剂过滤层延长使用寿命。

79、③活性炭吸附层

80、活性炭过滤层主要功能为吸附异味，少量填充的活性炭滤层吸附一些焦油和烟碱后吸附性能下降，因此过滤层无法完全吸附呼出的烟雾异味，但主要作用在于：利用吸烟烟间隔的间隙30分钟-3小时慢慢吸附滤芯内异味，待下次吸烟室滤芯内异味减小到最小状态，排除气体异味大大减少。活性炭滤层要求:活性炭颗粒相对要大，填充量要少，来保证气流量。

81、硅胶干燥剂过滤层与活性炭吸附层之间设有隔离层用于隔离一定水汽不向下传递，进一步提高本产品的使用寿命及使用时间。

82、④熔喷布过滤层

83、熔喷布过滤层主要过滤烟雾中各种颗粒物有害成分，但直接采用熔喷布过滤层并不能完全有效的过滤掉气味，因此通过前期有机酸、吸水树脂、活性炭过滤后在进入本熔喷布过滤层，有害物质几乎都被过滤。然后烟气进入到下部的二级过滤单元。

84、⑤二级过滤单元

85、经上述过滤后的烟气向下进入熔喷布过滤层过滤后排出，其中瓦楞纸层起到隔离作用，使其中间有空隙，使烟气更容易进入到下层被过滤，也利于熔喷布过滤层的干燥。

86、2.香烟燃烧过程产生的烟气

87、香烟在燃烧室内燃烧，燃烧过程产生的烟气通过滤芯导管进入到二级过滤单元过滤后通过风机引出，在此过程中：

88、①有机酸过滤层

89、烟气首先被有机酸过滤层吸收、分散，利于烟气能分散到下层的各个段、各个部位。

90、有机酸过滤层把烟气中难闻的烟碱转化为有机酸烟碱，也辅助吸收部分烟碱和焦油，气味变的柔和清新，烟雾经过以上过滤后烟雾气味变的好闻且偏带香味。

91、②吸水树脂层

92、主要吸收燃烧时形成的高水气和烟碱和尼古丁，树脂层吸收一部分水汽后，使下道干燥剂过滤层延长使用寿命。

93、③过滤棉层

94、主要作用1是辅助过滤烟雾中颗粒物及烟碱焦油，2是平均分散烟气，使上下道过滤层每个部位均匀通过烟雾，3是在吸水树脂和硅胶干燥剂之间起到隔离作用。

95、④硅胶干燥剂过滤层

96、主要吸收湿气、尼古丁、烟碱，特点是填充量大，吸附量大，还能为下道hepa过滤层长期保持最佳过滤效果。

97、⑤hepa过滤层

98、为最主要的过滤层，高精密过滤层能过滤一切颗粒污染物，这道过滤层几乎完全杜绝可视烟气，过滤后做到几乎无烟气排出。

99、⑥活性炭过滤层

100、主要作用吸收气体污染，经过以上几道过滤后活性炭寿命大大延长，能吸附30-50根香烟燃烧的异味及有害气体。

101、⑦无纺布层

102、主要作用避免排气口集中在一个点排出，影响活性炭均匀吸附，本层使活性炭各个部位全面起到吸附作用。

103、因此通过本产品进行吸烟，无有害气体排出，且滤芯使用寿命长达50根左右，这是目前市面上的装置所不能达到的技术效果，平均吸烟单次成本低且效果好。

104、三、采用本插接式结构，通过主壳体中的“凸”字型与插接板的“凸”字型相匹配并插接，通过将插接板向排气口方向拽动不能将插接板与外壳断开连接，但反向推动插接板可将底盖与主壳体断开连接；滤芯壳体的长度大于外壳中方形段的长度且小于套管长度，通过将滤芯壳体从外壳顶端依次插入外壳、底芯、底盖内，此时滤芯壳体的三侧侧面均与底盖内的三个侧面嵌接，底芯的底部抵在底盖的顶端且被插接板限制不能左右移动，最后将上盖扣在导流板上即完成了本便携式吸烟器的组装，组装过程省时省力，且滤芯可以自由更换，本便携式吸烟器内部，几乎无需清理。

105、当滤芯饱和后不用清理，至更换滤芯总成即可，顶盖、主壳体、控制模块仍可继续使用，本便携式吸烟器成本低。

106、外壳采用利于散热的铝合金结构，不但方便散热且结构稳固，本装置使用时间长。

107、吸烟过程产生的烟灰在燃烧室聚集，当聚集到一定量可以在方便场合，通过扣下密封盖将烟灰倒出来在扣上密封盖即可，非常方便。

108、传统吸烟时，需要一边吸一边点，本点烟器，通过控制电压在2v-3v之间，电流在1.5a-2.5a之间即可实现预热后再点烟，无需要人吸，因此更省力，进一步本点烟器的特殊结构，因为只有一根“一”字型的电陶瓷片，因此可减少烟灰在发热电阻丝及电陶瓷片上聚集影响后期点烟效果，也便于后期烟灰的清理，通过螺旋形的发热电阻丝增大电阻进一步达到预热再点燃的效果。

109、由于设置了密封盖，可以将烟气吐入烟气通道后扣上密封盖可将烟气密封在烟气通道内并进行后续净化；

110、由于设置了封盖，封盖扣在顶盖上，因此当本便携式吸烟器不使用情况下吐烟管与大气隔绝防治落入灰尘影响使用，吐烟管一侧的封盖内设有用于回收烟头的回收盒，回收盒与封盖固定连接，回收盒放入口处的封盖上设有推拉盖，通过推拉推拉盖可以打开、关闭封盖进一步放入、取出烟头，便于烟头的收纳。

111、由于燃烧室进气口ⅰ与分隔板之间的套管架外周面依次设有凸出于套管架周面呈圆环状的卡块、凹于套管架周面用于放置密封圈的凹槽，凹槽内套设有密封圈，因此提高了密封效果，避免烟气外排，也为后期烟气的引出提供良好的条件。

112、控制模块还包括密封垫，密封垫设置在风机引入口与出风口之间用于提高密封性及引风效果；

113、控制模块还包括限流阀，限流阀设置在出风口于风机之间用于对引出的风进行限流，因此可使气体均匀的被抽走，使得过滤过程也是均匀的，避免一次性过滤大量气体给装置造成负担。

114、四、本装置体积小，其总高度大概为13cm，宽度为6cm，方便携带。

115、由于远离吐烟管一端的上盖呈圆弧、下倾趋势，不但美观且体积小。

116、五、由于设置了风机，因此便于将烟气引出，由于我们设置了电池、开关、点烟器，方便点燃香烟、控制风机，且方便控制烟气，由于设置了感温元件，因此可实时观测香烟的长度。

117、六、套管架周面上设有至少一个贯穿套管架管壁的燃烧室进气口ⅰ，导流板上设有使燃烧室进气口ⅰ与滤芯壳体一端的烟气通道连通的燃烧室进气口ⅱ，结合其长度，不但用于供氧，因此为香烟的燃烧提供更好的环境。

118、通过在套管架周面上套设导流管，导流管采用无味环保纸材质，因此吸烟时吸的是燃烧室底部的引导管引入的空气而不是直接从烟气通道引入吐入的烟气，该设计为防香烟变味结构，几乎保持香烟原有味。