CN104068472A - 一种电加热吸烟系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电加热吸烟系统及其控制方法，该吸烟系统采用接触式电加热方式直接将烟丝加热到燃点以下的特定温度，结合进气阻尼，克服了传统吸烟方式二手烟危害严重以及现有电子吸烟系统的缺陷，具有吸烟感觉逼真、体积小、结构简单和节能环保的优点。

Description

一种电加热吸烟系统及其控制方法

技术领域

本发明属于吸烟无害化领域，具体地，本发明涉及一种电加热吸烟系统及其控制方法。

背景技术

吸烟除了危害吸烟者的健康，所产生的烟雾作为“二手烟”也损害到周围人群，因烟头引起的火灾也时常发生。虽然吸烟的危害已经被社会所共知，但仍然有数量众多的吸烟者。因此除了继续进行常规的宣传和法规建设外，研究新技术，既满足吸烟者的需要，又能降低吸烟的种种危害非常重要。这也是目前烟草行业的一个研究重点。

目前的新技术中，电子吸烟器是一个重要研究方向。市场上已经有很多品牌的电子烟，但它们与真烟差别巨大，基本上属于戒烟工具，吸烟者难以接受。这类电子烟的原理是加热蒸发烟草提取物或者替代物，满足吸烟者一定程度的需求，以达到摆脱卷烟进而逐步戒烟的目的。对烟丝进行电加热吸烟器成为近些年国内外研究的热点。例如菲利普莫里斯生产公司申请了一种直接对烟丝的进行低温加热的吸烟系统(公开号CN1717186A)，采用对烟丝进行低于燃点的加热，获得与燃烧卷烟相近的烟雾，同时减少有害气体的排放。该系统以及其工作方法非常复杂，至今没有产品上市。中国专利申请CN103815546A公开了一种电加热吸烟系统及其控制方法。该专利申请克服了传统吸烟方式的危害以及现有电子吸烟系统的缺陷，但在研制中发现仍然存在以下问题：1)红外线虽然穿透性好，但向内加热的红外加热器实现较难，或是结构复杂；2)红外加热器受到污染后，加热效果较差；3)体积较大；4)使用普通卷烟的进气阻尼太小，吸烟感觉不逼真。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电加热吸烟系统，该系统克服了现有电子吸烟系统的缺陷，体积小、结构简单和节能环保，且该系统采用接触式电加热、模拟进气阻尼以及相应的工作方法，使吸烟感觉逼真。

为实现上述发明目的，本申请采用了如下的技术方案：

一种电加热吸烟系统，所述吸烟系统包括依次可拆卸连接的吸嘴1、烟杆2、控制器模块3和电源模块4；

所述吸嘴1中心设置吸气通道5；

所述烟杆2内设置接触式电加热器7，接触式电加热器7的中心设置烟丝容纳空腔6，接触式电加热器7外包裹保温套管8，所述烟丝容纳空腔6通过设置在保温套管8一端的烟丝进气孔9与阻尼进气部件10相连通，所述烟杆2内还设置热电偶11和供电接口12，所述热电偶11和供电接口12与控制器模块3相连，并分别用于测量烟丝的温度和给接触式电加热器7供电；

所述控制器模块3内部有控制电路板13和隔热层19，以及与控制电路板13相连的吸烟按钮14、通电指示灯15和加热指示灯16；

所述电源模块4内置电源，且末端设有与控制电路板13相连的开关按钮18，电源模块的外壳分两段，两段之间通过螺纹20连接。采用两段式外壳设计，可以使电源模块中装入不同的电池节数，从而通过更换电源模块外壳长度以及对应电池节数来改变加热速度。

优选地，所述阻尼进气部件10由进气通孔和进气阻尼膜组成。所述进气阻尼膜可以根据需要进行更换。

优选地，所述保温套管8由陶瓷纤维或耐火棉制成。

优选地，所述接触式电加热器7由电热丝或电热膜结合陶瓷管和弹性金属片制成。

优选地，所述吸嘴1、烟杆2、控制器模块3和电源模块4之间的可拆卸连接为依次通过螺纹连接。

优选地，所述电源模块4的外壳底部为周围凸起、中心凹陷的结构，用于将开关按钮18内置，防止误操作开关按钮18。

一种上述电加热吸烟系统的控制方法，所述方法包括：

1)按下开关按钮18则控制电路板13与电源模块4的内置电源接通，通电指示灯15闪亮，吸烟系统进入预热状态，预热完成后通电指示灯15闪亮持续点亮，进入等待吸烟状态；

2)按下吸烟按钮14，接触式电加热器7开始对烟丝加热，加热指示灯16点亮，同时控制电路板13通过热电偶11监测温度，当温度高于上限温度时，停止加热，当温度低于下限温度时，开始加热；

3)加热时间超过设定值，则停止加热并且加热指示灯16闪烁，提示吸烟者可以吸烟，加热指示灯16闪烁超过设定值，则恢复待机状态，直到吸烟按钮14再次被按下；

4)如要关闭吸烟系统，只需再按一次开关按钮18，控制电路板13具有电量检测功能，如检测到电池电量不足，则通电指示灯15持续闪烁，此时加热功能失效。

优选地，所述上限温度为320℃，下限温度为280℃，加热时间的设定值为5秒，加热指示灯16闪烁的设定值为5秒。

本发明的吸嘴1、烟杆2、控制器模块3和电源模块4四部分为模块化，可相互连接在一起形成一个整体，任意一部分损坏都可以很方便更换。

吸烟时的进气量关系到吸烟者的感受，是一个非常重要的因素。本吸烟系统采用了模拟吸气阻尼，吸气的阻尼力全部来自烟丝及进气阻尼膜，从而实现了传统吸烟相同的吸气阻尼，使吸烟者有更好的感受。

本发明采用的接触式电加热器具有易于实现、体积小、成本低、结实耐用的优点。

本发明的控制器模块3内部有控制电路板13、吸烟按钮14、通电指示灯15、加热指示灯16和和隔热层19。吸烟过程中，接触式电加热器7的温度很高，不采取良好的温度隔离，会影响控制电路和电池的工作。隔热层的作用就是有效隔离加热器向控制器模块的热传导。

本发明采用接触式电加热方式直接将烟丝加热到燃点以下的特定温度，结合进气阻尼，克服了传统吸烟方式二手烟危害严重以及现有电子吸烟系统的缺陷，具有吸烟感觉逼真、体积小、结构简单和节能环保的优点。

本发明吸烟系统工作时不会使烟雾外泄，较好的减少二手烟的危害。

附图说明

图1为本发明电加热吸烟系统的结构示意图；

附图标记：1、吸嘴；2、烟杆；3、控制器模块；4、电源模块；5、吸气通道；6、烟丝容纳空腔；7、接触式电加热器；8、保温套管；9、烟丝进气孔；10、阻尼进气部件；11、热电偶；12、供电接口；13、控制电路板；14、吸烟按钮；15、通电指示灯；16、加热指示灯；17、电源；18、开关按钮；19、隔热层；20、螺纹。

具体实施方式

为了更全面的理解本发明，并为了解本发明另外的目的和优点，现在结合相应附图和实施例对本发明进行详细的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例电加热吸烟系统的整体外形设计。

本实施例的电加热吸烟系统由吸嘴1、烟杆2、控制器模块3和电源模块4四个部分组成，四部分为模块化设计，相互之间通过螺纹连接；

所述吸嘴1中心设置吸气通道5；

所述烟杆2内设置接触式电加热器7，接触式电加热器7的中心设置烟丝容纳空腔6，接触式电加热器7外包裹保温套管8，所述烟丝容纳空腔6通过设置在保温套管8一端的烟丝进气孔9与阻尼进气部件10相连通，所述烟杆2内还设置热电偶11和供电接口12，所述热电偶11和供电接口12与控制器模块3相连，并分别用于测量烟丝的温度和给接触式电加热器7供电；

所述控制器模块3内部有控制电路板13和隔热层19，以及与控制电路板13相连的吸烟按钮14、通电指示灯15和加热指示灯16；

所述电源模块4内置电源，且末端设有与控制电路板13相连的开关按钮18，电源模块的外壳分两段，两段之间通过螺纹20连接。

本实施例中接触式电加热器7使用电热膜并嵌在陶瓷管保温棉套管8内。

本实施例中陶瓷保温套管底部有进气孔和热电偶，热电偶采用K型。

本实施吸烟系统的烟杆外壳上设置多个阻尼进气部件10，具体为进气通孔内设置进气阻尼膜，共同形成阻尼进气部件。

本实施例的吸烟按钮14、绿色的通电指示灯15和红色的加热指示灯16均设置在控制器模块的外壳上。

电源模块4参照了手电筒的设计，内部装有3节16340规格的两节锂电池，总电压7.4V，容量为1000mAh以上，底部有一开关按钮18，按一下接通电源，再按下一次切断电源。为了防止按钮因挤压被按下，电源模块4的外壳底部设计有周围突出、中间凹陷的底座。

本实施电加热吸烟系统的控制方法是：要吸烟时首先按下开关按钮18，控制器内的电路板通电，内部单片机检测输入电源，如果电源电量不够则通电指示灯15闪烁一次便退出工作状态。如电源电量充足则通电指示灯15保持亮的状态。此时吸烟系统进入预热状态，预热状态将烟丝加热到100℃，到达温度后后指示灯15持续点亮，进入等待吸烟状态。当按下吸烟按钮14，则内部单片机控制功率MOS管导通，接触式电加热器7开始对烟丝加热，红色加热指示灯16点亮。加热过程中单片机不断读取热电偶信号转换器的温度数据，当温度高于220℃则切断接触式电加热器7的电源，若低于下限温度180℃则打开接触式电加热器7进行加热。温度从第一次达到220℃计时达到5秒，则停止加热并且加热指示灯16开始闪烁，提示吸烟者可以吸烟。加热指示灯16闪烁时间超过5秒，则吸烟系统预热状态，直到吸烟按钮14第二次被按下。

吸烟效果对比试验

采用相同的烟丝，分别采用本申请的电子吸烟系统、中国专利申请CN103815546A公开的电子吸烟系统、传统的吸烟方式，选取100名试验者进行吸烟感受测试，结果如表1所示。

表1100名试验者吸烟感受

由表1可以看出，采用本申请的电子吸烟系统，由于结构中采用进气阻尼部件，使100人中有95人感觉吸烟效果逼真，而采用CN103815546A公开的电子吸烟系统，则仅有72人感觉吸烟效果逼真，因此，本申请的电子吸烟系统取得了更好的技术效果。

在同样的环境条件下，对相同烟支的不同吸烟方式的一氧化碳、苯酚、苯并芘释放量进行测定。结果如表2所示。

表2不同抽吸方式的有关成分释放量

由表2可以看出，相对于传统吸烟方式和CN103815546A公开的电子吸烟系统，本申请采用阻尼进气部件，并结合可调整的电源加热方式，能有效地减少一氧化碳、苯酚和苯并芘的释放量，减少吸烟对环境的危害。

尽管已经结合上述示例实施例对本发明做出了说明，但是显然：本领域的技术人员的仍然可以对其所用的部件做出替换、修改和变形。因此本发明的示例性实施及其变形和修改仍然落入由所附权利要求书限定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电加热吸烟系统，其特征在于，所述吸烟系统包括依次可拆卸连接的吸嘴(1)、烟杆(2)、控制器模块(3)和电源模块(4)；

所述吸嘴(1)中心设置吸气通道(5)；

所述烟杆(2)内设置接触式电加热器(7)，接触式电加热器(7)的中心设置烟丝容纳空腔(6)，接触式电加热器(7)外包裹保温套管(8)，所述烟丝容纳空腔(6)通过设置在保温套管(8)一端的烟丝进气孔(9)与阻尼进气部件(10)相连通，所述烟杆(2)内还设置热电偶(11)和供电接口(12)，所述热电偶(11)和供电接口(12)与控制器模块(3)相连，并分别用于测量烟丝的温度和给接触式电加热器(7)供电；

所述控制器模块(3)内部有控制电路板(13)和隔热层(19)，以及与控制电路板(13)相连的吸烟按钮(14)、通电指示灯(15)和加热指示灯(16)；

所述电源模块(4)内置电源，且末端设有与控制电路板(13)相连的开关按钮(18)，电源模块(4)的外壳分两段，两段之间通过螺纹(20)连接。

2.根据权利要求1所述的电加热吸烟系统，其特征在于，所述阻尼进气部件(10)由进气通孔和进气阻尼膜组成。

3.根据权利要求1所述的电加热吸烟系统，其特征在于，所述保温套管(8)由陶瓷纤维或耐火棉制成。

4.根据权利要求1所述的电加热吸烟系统，其特征在于，所述接触式电加热器(7)由电热丝或电热膜结合陶瓷管和弹性金属片制成。

5.根据权利要求1所述的电加热吸烟系统，其特征在于，所述吸嘴(1)、烟杆(2)、控制器模块(3)和电源模块(4)之间依次通过螺纹连接。

6.一种权利要求1所述电加热吸烟系统的控制方法，所述方法包括：

1)按下开关按钮(18)则控制电路板(13)与电源模块(4)的内置电源接通，通电指示灯(15)闪亮，吸烟系统进入预热状态，预热完成后通电指示灯(15)闪亮持续点亮，进入等待吸烟状态；

2)按下吸烟按钮(14)，接触式电加热器(7)开始对烟丝加热，加热指示灯(16)点亮，同时控制电路板(13)通过热电偶(11)监测温度，当温度高于上限温度时，停止加热，当温度低于下限温度时，开始加热；

3)加热时间超过设定值，则停止加热并且加热指示灯(16)闪烁，提示吸烟者可以吸烟，加热指示灯(16)闪烁超过设定值，则恢复待机状态，直到吸烟按钮(14)再次被按下；

4)如要关闭吸烟系统，只需再按一次开关按钮(18)，控制电路板(13)具有电量检测功能，如检测到电池电量不足，则通电指示灯(15)持续闪烁，此时加热功能失效。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述上限温度为320℃，下限温度为280℃，加热时间的设定值为5秒，加热指示灯(16)闪烁的设定值为5秒。