(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2021508233
(43)【公表日】20210304
(54)【発明の名称】不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置、キット及びその加熱方法
(51)【国際特許分類】
   A24F 40/46 20200101AFI20210205BHJP
   A24F 47/00 20200101ALI20210205BHJP
   A24F 40/20 20200101ALI20210205BHJP
【FI】
   !A24F40/46
   !A24F47/00
   !A24F40/20
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】18
(21)【出願番号】2019572715
(86)(22)【出願日】20190409
(85)【翻訳文提出日】20191225
(86)【国際出願番号】CN2019081910
(87)【国際公開番号】WO2020087872
(87)【国際公開日】20200507
(31)【優先権主張番号】201811301059.9
(32)【優先日】20181102
(33)【優先権主張国】CN
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】519461602
【氏名又は名称】普▲維▼思信(北京)科技有限公司
【住所又は居所】中国北京市▲東▼城区朝▲陽▼▲門▼南小街北京イン8B 812
(74)【代理人】
【識別番号】110000659
【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】金治国
【住所又は居所】中国北京市▲東▼城区朝▲陽▼▲門▼南小街北京イン8B 812
【テーマコード(参考)】
4B162
【Fターム(参考)】
4B162AA03
4B162AA22
4B162AC01
4B162AC22
4B162AC41
4B162AD06
4B162AD23
(57)【要約】
本発明は、不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置、キット及びその加熱方法を開示する。インテリジェント3D均一加熱装置は、加熱アセンブリ1及び外部の喫煙品ケーシング3を含み、喫煙品ケーシング3と加熱アセンブリ1との間に第1加熱室Aが形成され、加熱アセンブリハウジングとその内部のコンバインドヒーター13との間に第2加熱室Bが形成され、コンバインドヒーター13内の加熱シリンダー132の内部キャビティが第3加熱室Cであり、加熱シリンダー132内に先端付きの加熱ロッド131が設けられ、3つの加熱室の間の気流が連通し、加熱シリンダー及び加熱ロッドにはいずれも発熱回路が配置され、加熱アセンブリに制御回路が接続され、制御回路は2つの温度制御ループを含み、加熱シリンダーと加熱ロッドをそれぞれ加熱対象として独立して制御し、熱をインテリジェントに分配する。本発明にて提供される3D均一加熱技術は不燃性加熱式タバコに円周表面及びコア部の全方位組合せ均一加熱を提供し、これにより該当するタバコが従来のタバコの食感に近接すると同時に危害を低減させる。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置であって、
加熱アセンブリ(1)と、外嵌されている喫煙品ケーシング(3)とを含み、喫煙品ケーシング(3)は少なくとも一端が開口し、喫煙品ケーシング(3)と加熱アセンブリ(1)との間に隙間があり且つ空気が流れる、第1加熱室(A)が形成され、
加熱アセンブリ(1)は加熱アセンブリハウジングと、加熱アセンブリハウジングの内部キャビティに固定的に接続されるコンバインドヒーター(13)とを含み、加熱アセンブリハウジングは一端が閉鎖し且つ電源に接続され、他端が開口し、加熱アセンブリハウジングの内壁とコンバインドヒーター(13)の外壁との間に隙間があり且つ空気が流れる、第2加熱室(B)が形成され、
コンバインドヒーター(13)の内部に一端が開口する加熱シリンダー(132)を有し、加熱シリンダー(132)の内部は第3加熱室(C)であり、
喫煙品ケーシング(3)の一端の開口、加熱アセンブリハウジングの開口端、加熱シリンダー(132)の開口端が相互に対応してタバコ挿入通路を形成し、
加熱シリンダー(132)内に先端付きの加熱ロッド(131)が設けられ、加熱ロッド(131)の先端がタバコ挿入通路の入口に向かい、
第1加熱室(A)、第2加熱室(B)、第3加熱室(C)の間の気流は相互に連通し、各加熱室にいずれも吸気口が設けられ、且つ隣接する2つの加熱室の吸気口の位置が互い違いに設けられ、
加熱シリンダー(132)と加熱ロッド(131)にはいずれも発熱回路が配置され、加熱アセンブリ(1)は1つの制御回路に接続され、制御回路は2つの温度制御ループを含み、加熱シリンダー(132)と加熱ロッド(131)をそれぞれ加熱対象として独立して制御することを特徴とする不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置。
【請求項2】
前記3D均一加熱は加熱シリンダー(132)及び加熱ロッド(131)が不燃性加熱式タバコの円周及びコア部に対して対流熱伝達、熱伝導、熱放射という3種類の熱伝達方式を行うことを含む全方位立体均一加熱であることを特徴とする請求項1に記載の不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置。
【請求項3】
前記加熱アセンブリハウジングはスリーブ(14)、閉鎖端のベース(11)、コンバインドヒーター(13)を取り付け固定するための耐高温固定ブラケット(12)を含み、耐高温固定ブラケット(12)は締まり嵌めによりベース(11)の右端ボスに嵌着され、スリーブ(14)の一端は耐高温固定ブラケット(12)と接続され、他端にシールリング(15)が取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置。
【請求項4】
前記加熱アセンブリハウジングの外壁及び/又は内壁には熱交換シートが設けられ、前記喫煙品ケーシング(3)の内壁には熱交換シートが設けられることを特徴とする請求項1に記載の不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置。
【請求項5】
前記加熱アセンブリハウジングの閉鎖端に電極(111)が設けられることを特徴とする請求項1に記載の不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置。
【請求項6】
加熱シリンダー(132)は軸方向の断面が「H」又は「U」字状であり、加熱ロッド(131)の底部は加熱シリンダー(132)の底部と接続され、加熱シリンダー(132)の底部に温度センサ(133)が設けられ、設けられた温度センサは加熱シリンダーの温度センサ及び加熱ロッドの温度センサを含み、加熱シリンダー(132)の底部には、第3加熱室(C)の内側に少なくとも1つのボス(1321)が設けられることを特徴とする請求項1に記載の不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置。
【請求項7】
前記制御回路はマイクロプロセッサチップ制御ユニットを含み、第1ヒーター及び第2ヒーターの温度検出センサはマイクロプロセッサチップ制御ユニットの信号入力端子にそれぞれ接続され、マイクロプロセッサチップ制御ユニットは接続された2つの出力制御回路を介して第1ヒーターとしての加熱シリンダー及び第2ヒーターとしての加熱ロッドの加熱制御を独立して行うことを特徴とする請求項1に記載の不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置。
【請求項8】
不燃性加熱式タバコ用の3D均一加熱装置キットであって、請求項1〜7のいずれか一項に記載の3D均一加熱装置、ネジ接続リング(2)及びタバコロッド(4)を含み、喫煙品ケーシング(3)の両端が開口し、タバコロッド(4)が喫煙品ケーシング(3)の左ポートの外側に設けられ、ネジ接続リング(2)が加熱アセンブリ(1)の左端に係止され、加熱アセンブリ(1)がネジ接続リング(2)を介してタバコロッド(4)と接続され、タバコロッド(4)内に電池及び制御回路が設けられることを特徴とする不燃性加熱式タバコ用の3D均一加熱装置キット。
【請求項9】
請求項1に記載の3D均一加熱装置を用いてタバコを加熱する方法であって、
前記タバコ(5)を加熱シリンダー(132)内に挿入し、且つ加熱ロッド(131)をタバコ(5)のタバコセグメント(51)内に突き刺させ、タバコセグメント(51)と第3加熱室(C)の側壁及び底部との間にいずれも隙間があり、電源を入れて加熱シリンダー(132)及び加熱ロッド(131)を加熱しながら、タバコ(5)のフィルターセグメントをポンピングし、具体的な加熱ステップは、
気流は第1加熱室(A)に入り、第1加熱室(A)に流入した気流は加熱アセンブリ(1)の外表面を周回して下向きに流れ、且つ予備加熱を完了するステップs1と、
第1加熱室(A)内の予熱気流は第2加熱室(B)に入り、気流は加熱シリンダー(132)の外表面を周回して上向きに流れ、且つさらなる加熱を完了するステップs2と、
第2加熱室(B)でさらに加熱された気流は第3加熱室(C)に入り、気流はタバコセグメント(51)及び第3加熱室(C)の側壁及び底部の隙間を下向きに流れ、さらに気流を加熱するステップs3と、
タバコセグメントに対する対流加熱において、第3加熱室(C)に流入した気流はタバコセグメント(51)との間を周回して下向きに流れ、タバコセグメント(51)の底部から流入し及び側面から浸透する方式でタバコセグメント(51)に流入し、タバコセグメント(51)に対して対流加熱を完了するステップs4と、
加熱スリーブによる熱放射において、加熱シリンダー(132)は、その内部キャビティに配置されたタバコセグメント(51)の円周上で円周方向の熱放射燃焼を実行するステップs5と、
加熱ロッドによる加熱において、加熱ロッド(131)はタバコセグメント(51)のコア部に突き刺して加熱し、タバコセグメント(51)のコア部に気流が流れ、加熱ロッドはタバコセグメント(51)のコア部を加熱し、且つ伝導、放射、及び対流という3種類の熱伝達経路を備えるステップs6と、
タバコセグメント(51)を熱伝導、熱放射及び対流熱伝達の協同で加熱した後にタバコの香り物質を放出又は揮発し、気流がタバコの香り物質を巻き込んでフィルターセグメントに流れ込むことで濾過及び冷却を行い、最終的に喫煙者の口腔内に入るステップs7と、を含み、
ただし、ステップs5、s6はステップs1〜s4と並行するステップであり、前記ステップs4、s5、及びs6は協同してタバコ(5)に対する3D全方位均一加熱を完了することを特徴とする請求項1に記載の3D均一加熱装置を用いてタバコを加熱する方法。
【請求項10】
請求項1に記載の3D均一加熱装置を用いてタバコを加熱する方法であって、
加熱アセンブリハウジングの右端にシールリング(15)が設けられ、タバコ(5)とシールリング(15)との間が締り嵌めされ、タバコ(5)と喫煙品ケーシング(3)の右端開口との間に隙間があり、第1吸気口が形成され、加熱アセンブリハウジングの左端に第2吸気口が設けられ、加熱シリンダー(132)の右端とシールリング(15)との間の隙間に第3吸気口が形成され、前記タバコ(5)を右端から加熱シリンダー(132)内に挿入し、且つ加熱ロッド(131)をタバコ(5)のタバコセグメント(51)内に突き刺さし、タバコセグメント(51)と第3加熱室(C)の側壁及び底部との間にいずれも隙間があり、電源を入れて加熱シリンダー(132)及び加熱ロッド(131)を加熱しながら、タバコ(5)のフィルターセグメントをポンピングし、具体的な加熱ステップは、
気流は第1吸気口を介して第1加熱室(A)に入り、第1加熱室(A)に流入した気流は加熱アセンブリ(1)の外表面を周回して下向きに流れ、且つ予備加熱を完了するステップs1と、
第1加熱室(A)内の予熱気流は第2吸気口を介して第2加熱室(B)に入り、気流は加熱シリンダー(132)の外表面を周回して上向きに流れ、且つさらなる加熱を完了するステップs2と、
第2加熱室(B)でさらに加熱された気流は、第3吸気口を介して第3加熱室(C)に入り、タバコセグメント(51)及び第3加熱室(C)の側壁及び底部の隙間を下向きに流れ、さらに気流を加熱するステップs3と、
タバコセグメントに対する対流加熱において、第3加熱室(C)に流入した気流はタバコセグメント(51)との間を周回して下向きに流れ、タバコセグメント(51)の底部から流入し及び側面から浸透する方式でタバコセグメント(51)に流入し、タバコセグメント(51)に対して対流加熱を完了するステップs4と、
加熱スリーブによる熱放射において、加熱シリンダー(132)は、その内部キャビティに配置されたタバコセグメント(51)の円周上で円周方向の熱放射燃焼を実行するステップs5と、
加熱ロッドによる加熱において、加熱ロッド(131)はタバコセグメント(51)のコア部に突き刺して加熱し、タバコセグメント(51)のコア部に気流が流れ、加熱ロッドはタバコセグメント(51)のコア部を加熱し、且つ伝導、放射、及び対流という3種類の熱伝達経路を備えるステップs6と、
タバコセグメント(51)を熱伝導、熱放射及び対流熱伝達の協同で加熱した後にタバコの香り物質を放出又は揮発し、気流がタバコの香り物質を巻き込んでフィルターセグメントに流れ込むことで濾過及び冷却を行い、最終的に喫煙者の口腔内に入るステップs7と、を含み、
ただし、ステップs5、s6はステップs1〜s4と並行するステップであり、前記ステップs4、s5、及びs6は協同してタバコに対する3D全方位均一加熱を完了することを特徴とする請求項1に記載の3D均一加熱装置を用いてタバコを加熱する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、不燃性加熱式巻きタバコの技術分野に関し、特に、不燃性加熱式タバコに用いられる加熱ツールに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、新規なタバコ製品を加熱して燃焼させないようにした処理方式は、中国を含める世界中の大手タバコ会社によって高く重視されている。ただし、現在、通常用いられている加熱方式、加熱方法は、主に熱伝導や熱放射に焦点を当てているが、タバコ製品において熱伝導の伝導率が低いが、加熱装置及びそのハウジングが良好な伝導性能を有するので、ほとんどの熱が漏れてしまい、そして加熱装置の表面温度が高くなり、一定時間加熱した後、手持ちが困難になる。したがって、従来の加熱方法及び加熱装置は、不燃性加熱式タバコを十分且つ均一に加熱しながら、加熱装置の表面温度を低く保つ効果を維持できなかった。例えば、中国特許公開第CN103169157A号では、不燃性加熱式のタバコ装置が開示されており、加熱機構がシート状であり、シート状タバコ製品の片側しかに伝導式加熱を行うことができないので、加熱は不均一となってしまい、中国特許公告第CN102595943B号では改良されたヒーターを備えた電気加熱式の喫煙システムが開示されており、シートヒーターを採用し、シート状の電気絶縁基板上に配置された1つ以上の導電性トレースによりシートヒーターを形成し、シートヒーターが不燃性加熱式タバコに突き刺して加熱し、加熱方式も伝導や熱放射による加熱であり、局所温度が高く、加熱が不均一で、加熱効率が低いという現象がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、従来技術の欠点を解決し、熱伝導効率が低いという問題を解消するためになされたものであり、3D均一加熱技術が提案されており、本発明は、不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置及び加熱方法を提供し、コンビネーションヒーターを採用してタバコの円周面及びコア部に対して全方位組合せ均一加熱を行うとともに、流通プロセスで加熱室A、B、Cを通過した後の気流によって運ばれる大量の熱を使用してタバコに対流加熱を行い、不燃性加熱式タバコのために、熱伝導、熱放射、及び対流熱伝達が併存する効率的な全方位3D加熱環境を提供するため、タバコの加熱を十分、均一にさせ、さらに従来のタバコの食感に達するか又は近接すると同時に危害を低減させる。本発明の目的は以下の技術的解決手段によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【0004】
不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置であって、加熱アセンブリと、外嵌されている喫煙品ケーシングとを含み、喫煙品ケーシングは少なくとも一端が開口し、喫煙品ケーシングと加熱アセンブリとの間に隙間があり且つ空気が流れて、第1加熱室が形成され、加熱アセンブリは加熱アセンブリハウジングと、加熱アセンブリハウジングの内部キャビティに固定的に接続されるコンバインドヒーターとを含み、加熱アセンブリハウジングは一端が閉鎖し且つ電源に接続され、他端が開口し、加熱アセンブリハウジングの内壁とコンバインドヒーターの外壁との間に隙間があり且つ空気が流れて、第2加熱室が形成され、コンバインドヒーターの内部に一端が開口する加熱シリンダーを有し、加熱シリンダーの内部は第3加熱室であり、喫煙品ケーシングの一端の開口、加熱アセンブリハウジングの開口端、加熱シリンダーの開口端が相互に対応してタバコ挿入通路を形成し、加熱シリンダー内に先端付きの加熱ロッドが設けられ、加熱ロッドの先端がタバコ挿入通路の入口を指向し、第1加熱室、第2加熱室、第3加熱室の間の気流は相互に連通し、各加熱室にいずれも吸気口が設けられ、且つ隣接する2つの加熱室の吸気口の位置が互い違いに設けられ、加熱シリンダーと加熱ロッドにはいずれも発熱回路が配置され、加熱アセンブリに制御回路が接続され、制御回路は2つの温度制御ループを含み、加熱シリンダーと加熱ロッドをそれぞれ加熱対象として制御する。
【0005】
さらに、前記3D均一加熱は加熱シリンダー及び加熱ロッドが不燃性加熱式タバコの円周及びコア部に対して対流熱伝達、熱伝導、熱放射という3種類の熱伝達方式を行うことを含む全方位立体均一加熱である。
【0006】
さらに、前記加熱アセンブリハウジングはスリーブ、閉鎖端のベース、コンバインドヒーターを取り付け固定するための耐高温固定ブラケットを含み、耐高温固定ブラケットは締まり嵌めによりベースの右端ボスに嵌着され、スリーブの一端は耐高温固定ブラケットと接続され、他端にシールリングが取り付けられる。
【0007】
さらに、前記加熱アセンブリハウジングの外壁及び/又は内壁には熱交換シートが設けられ、前記喫煙品ケーシングの内壁には熱交換シートが設けられる。
【0008】
さらに、前記加熱アセンブリハウジングの閉鎖端に電極が設けられる。
【0009】
さらに、加熱シリンダーは軸方向の断面が「H」又は「U」字状であり、加熱ロッドの底部は加熱シリンダーの底部と接続され、加熱シリンダーの底部に温度センサが設けられ、設けられた温度センサは加熱シリンダーの温度センサ及び加熱ロッドの温度センサを含み、加熱シリンダーの底部には、第3加熱室の内側に少なくとも1つのボスが設けられる。
【0010】
さらに、前記制御回路はマイクロプロセッサチップ制御ユニットを含み、第1ヒーター及び第2ヒーターの温度検出センサはマイクロプロセッサチップ制御ユニットの信号入力端子にそれぞれ接続され、マイクロプロセッサチップ制御ユニットは接続された2つの出力制御回路を介して第1ヒーターとしての加熱シリンダー及び第2ヒーターとしての加熱ロッドの加熱制御を独立して行う。
【0011】
不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置キットであって、前記3D均一加熱装置、ネジ接続リング及びタバコロッドを含み、喫煙品ケーシングの両端が開口し、タバコロッドが喫煙品ケーシングの左ポートの外側に設けられ、ネジ接続リングが加熱アセンブリの左端に係止され、加熱アセンブリがネジ接続リングを介してタバコロッドと接続され、タバコロッド内に電池及び制御回路が設けられる。
【0012】
前記3D均一加熱装置を用いてタバコを加熱する方法であって、前記タバコを加熱シリンダー内に挿入し、且つ加熱ロッドをタバコのタバコセグメント内に突き刺させ、タバコセグメントと第3加熱室の側壁及び底部との間にいずれも隙間があり、電源を入れて加熱シリンダー及び加熱ロッドを加熱しながら、タバコのフィルターセグメントをポンピングする。具体的な加熱ステップは以下のとおりである。
s1:気流は第1加熱室に入り、第1加熱室に流入した気流は加熱アセンブリ1の外表面を周回して下向きに流れ、且つ予備加熱を完了する。
s2:第1加熱室内の予熱気流は第2加熱室に入り、気流は加熱シリンダーの外表面を周回して上向きに流れ、且つさらなる加熱を完了する。
s3:第2加熱室でさらに加熱された気流は、第3加熱室に入り、タバコセグメント及び第3加熱室の側壁及び底部の隙間を下向きに流れ、さらに気流を加熱する。
s4:タバコセグメントに対する対流加熱:第3加熱室に流入した気流はタバコセグメントとの間を周回して下向きに流れ、タバコセグメントの底部から流入し及び側面から浸透する方式でタバコセグメントに流入し、タバコセグメントに対して対流加熱を完了する。
s5:加熱スリーブによる熱放射:加熱シリンダーは、その内部キャビティに配置されたタバコセグメントの円周上で円周方向の熱放射燃焼を実行する。
s6:加熱ロッドによる加熱:加熱ロッドはタバコセグメントのコア部に突き刺して加熱し、タバコセグメントのコア部に気流が流れ、加熱ロッドはタバコセグメントのコア部を加熱し、且つ伝導、放射、及び対流という3種類の熱伝達経路を備える。
s7:タバコセグメントを熱伝導、熱放射及び対流熱伝達の協同で加熱した後にタバコの香り物質を放出又は揮発し、気流がタバコの香り物質を巻き込んでフィルターセグメントに流れ込むことで濾過及び冷却を行い、最終的に喫煙者の口腔内に入る。
ただし、ステップs5、s6はs1〜s4と並行するステップであり、前記ステップs4、s5、及びs6は協同してタバコに対する3D全方位均一加熱を完了する。
【0013】
さらに、加熱アセンブリハウジングの右端にシールリングが設けられ、タバコとシールリングとの間が締り嵌めされ、タバコと喫煙品ケーシングの右端開口との間に隙間があり、第1吸気口が形成され、加熱アセンブリハウジングの左端に第2吸気口が設けられ、加熱シリンダーの右端とシールリング15との間の隙間に第3吸気口が形成され、前記タバコを右端から加熱シリンダー内に挿入し、且つ加熱ロッドをタバコのタバコセグメント内に突き刺させ、タバコセグメントと第3加熱室の側壁及び底部との間にいずれも隙間があり、電源を入れて加熱シリンダー及び加熱ロッドを加熱しながら、タバコのフィルターセグメントをポンピングする。具体的な加熱ステップは以下のとおりである。
【0014】
s1:気流は第1吸気口を介して第1加熱室に入り、第1加熱室に流入した気流は加熱アセンブリの外表面を周回して下向きに流れ、且つ予備加熱を完了する。
s2:第1加熱室内の予熱気流は第2吸気口を介して第2加熱室に入り、気流は加熱シリンダーの外表面を周回して上向きに流れ、且つさらなる加熱を完了する。
s3:第2加熱室でさらに加熱された気流は、第3吸気口を介して第3加熱室に入り、タバコセグメント及び第3加熱室の側壁及び底部の隙間を下向きに流れ、さらに気流を加熱する。
s4:タバコセグメントに対する対流加熱:第3加熱室に流入した気流はタバコセグメントとの間を周回して下向きに流れ、タバコセグメントの底部から流入し及び側面から浸透する方式でタバコセグメントに流入し、タバコセグメントに対して対流加熱を完了する。
s5:加熱スリーブによる熱放射:加熱シリンダーは、その内部キャビティに配置されたタバコセグメントの円周上で円周方向の熱放射燃焼を実行する。
s6:加熱ロッドによる加熱:加熱ロッドはタバコセグメントのコア部に突き刺して加熱し、タバコセグメントのコア部に気流が流れ、加熱ロッドはタバコセグメントのコア部を加熱し、且つ伝導、放射、及び対流という3種類の熱伝達経路を備える。
s7:タバコセグメントを熱伝導、熱放射及び対流熱伝達の協同で加熱した後にタバコの香り物質を放出又は揮発し、気流がタバコの香り物質を巻き込んでフィルターセグメントに流れ込むことで濾過及び冷却を行い、最終的に喫煙者の口腔内に入る。
ただし、ステップs5、s6はs1〜s4と並行するステップであり、前記ステップs4、s5、及びs6は協同してタバコに対する3D全方位均一加熱を完了する。
【発明の効果】
【0015】
本発明にて提案されている3D均一加熱技術は新規な不燃性加熱式タバコに二重加熱素子による全方位組合せ均一加熱を提供でき、加熱経路は熱伝導、熱放射及び対流という3種類の熱伝達方式を含み、不燃性加熱式タバコのために十分で均一な全方位加熱環境を提供し、新規な不燃性加熱式タバコに対する全方位均一加熱を実現でき、そのため、新規な不燃性加熱式タバコが従来のタバコの食感に達するか又は近接すると同時に危害を低減させる。同時に、より重要な点は、気流の連続した流れによって加熱装置の表面温度を下げることができ、断熱材による断熱処理を回避し、また加熱された気流が気流通路を通って不燃性加熱式タバコに入って、不燃性加熱式タバコに対する対流加熱を実現する。
【0016】
説明すべきものとして、本明細書に出現する用語「タバコ」、「煙」、「タバコ製品」又は「不燃性加熱式タバコ」はいずれも同一のものであり、すなわち:新規な不燃性加熱式タバコである。
【0017】
以下、添付の図面及び具体的な実施形態を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の加熱装置とタバコとの接続を示す概略図である。
【図2】加熱アセンブリの構造及び気流流路を示す概略図である。
【図3】加熱アセンブリのベースを示す概略図である。
【図4】コンバインドヒーターの構造を示す概略図である。
【図5】スリーブの外壁に熱交換シートが設けられることを示す概略断面図である。
【図6】加熱装置キットとタバコとの接続を示す概略図である。
【図7】制御回路の接続を示す概略図である。
【図8】本発明の加熱方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0019】
図1、2、3、4に示すように、不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置は、加熱アセンブリ1と、外嵌されている喫煙品ケーシング3とを含み、喫煙品ケーシング3は少なくとも一端が開口し、喫煙品ケーシング3と加熱アセンブリ1との間に隙間があり且つ空気が流れて、第1加熱室Aが形成され、加熱アセンブリ1は加熱アセンブリハウジングと、加熱アセンブリハウジングの内部キャビティに固定的に接続されるコンバインドヒーター13とを含み、加熱アセンブリハウジングは一端が閉鎖し且つ電源に接続され、他端が開口し、加熱アセンブリハウジングの内壁とコンバインドヒーター13の外壁との間に隙間があり且つ空気が流れて、第2加熱室Bが形成され、コンバインドヒーター13の内部に一端が開口する加熱シリンダー132を有し、加熱シリンダー132の内部は第3加熱室Cであり、喫煙品ケーシング3の一端の開口、加熱アセンブリハウジングの開口端、加熱シリンダー132の開口端が相互に対応してタバコ挿入通路を形成し、加熱シリンダー132内に先端付きの加熱ロッド131が設けられ、加熱ロッド131の先端がタバコ挿入通路の入口に向かって、第1加熱室A、第2加熱室B、第3加熱室Cの間の気流は相互に連通し、各加熱室にいずれも吸気口が設けられ、且つ隣接する2つの加熱室の吸気口の位置が互い違いに設けられ、加熱シリンダー132と加熱ロッド131にはいずれも発熱回路が配置され、発熱回路は巻き付けられた発熱線、発熱フィルム、又は導電性ペースト(タングステン)を採用して加熱シリンダーの内壁又は加熱ロッドの外壁に印刷されて導電性トラックを形成し、その後、高温同時焼成方式で一体に焼結されてもよく、加熱アセンブリ1に制御回路が接続され、制御回路は2つの温度制御ループを含み、加熱シリンダー132と加熱ロッド131をそれぞれ加熱対象として制御して熱をインテリジェントに分配する。前記コンバインドヒーター13に含まれた加熱シリンダー132と加熱ロッド131はタバコ5をそれぞれ加熱してもよく、タバコ5を同時に加熱してもよい。
【0020】
図2に示すように、前記加熱アセンブリハウジングはスリーブ14、閉鎖端のベース11、コンバインドヒーター13を取り付け固定するための耐高温固定ブラケット12を含み、耐高温固定ブラケット12は締まり嵌めによりベース11の右端ボスに嵌着され、スリーブ14の一端は耐高温固定ブラケット12と接続され、他端にシールリング15が取り付けられる。
【0021】
図3に示すように、ベース11に電極111が設けられ、加熱シリンダー132、加熱ロッド131、温度センサ133及びタバコロッド14との間で電気的接続を確立するために用いられる。
【0022】
図4に示すように、加熱シリンダー132は軸方向の断面が「H」又は「U」字状であり、加熱ロッド131の底部は加熱シリンダー132の底部と接続され、加熱シリンダー132の底部に温度センサ133が設けられ、温度センサは加熱シリンダーの温度センサ及び加熱ロッドの温度センサを含み、加熱シリンダー132の底部には、タバコと加熱シリンダーの底部との間に隙間を作り、気流通路を形成するように第3加熱室Cの内側に少なくとも1つのボス1321が設けられる。
【0023】
加熱ロッド131は、円筒状又は扁平状であり、一端がテーパー状又はレピア状である。
【0024】
図7に示すように、本実施例の制御回路は給電回路、温度制御ループ及び補助回路を含み、給電回路は電池、電源回路、充電制御及び電源管理回路、制御ユニットを含み、温度制御ループは制御ユニット、出力制御回路、検出ユニット、加熱対象を含み、補助回路はスイッチ制御回路、通信モジュール、保護回路、LEDランプ、表示画面を含み、前記制御ユニットはマイクロプロセッサチップ制御ユニットであり、マスターチップ及びスレーブチップを含み、前記マスターチップとスレーブチップとの間は相互に通信可能であり、相互に協調することができ、第1ヒーター及び第2ヒーターの温度検出センサはマイクロプロセッサチップ制御ユニットの信号入力端子にそれぞれ接続され、マイクロプロセッサチップ制御ユニットは出力を制御して接続された2つの前記出力制御回路を介して制御ユニットの制御下で第1ヒーターとしての加熱シリンダー及び第2ヒーターとしての加熱ロッドの加熱を独立して行い、前記マスターチップ及びスレーブチップは出力回路をそれぞれ独立して制御して第1ヒーター及び第2ヒーターを独立して加熱し、加熱対象に熱をインテリジェントに分配する。
【0025】
本実施例において、前記検出ユニットはアナログ入力インタフェース(AI)及びデジタル入力インタフェース(DI)を有し、温度検出、気流検出を含み、前記温度検出は相互に独立した第1ヒーター円周加熱温度検出と第2ヒーターコア部加熱ロッド加熱温度検出を含む。前記通信モジュールはブルートゥース(登録商標)、ワイヤレス(wifi)、及び近距離無線通信(NFC)のいずれか1つ又は2つ以上の組み合わせを含み、前記通信モジュールは移動端末と通信接続を確立し、インテリジェント端末を介して異なる不燃性加熱式タバコによって加熱モデルを設定し、不燃性加熱式タバコに対するインテリジェント加熱を実現する。
【0026】
前記充電制御及び電源管理回路は、電池電圧、電流、温度などの情報を収集し、且つ情報を制御ユニットに送信し、制御ユニットによって現在の電池状態を推定し、且つ表示画面又はLEDランプに電池状態を出力し、充電時に充電電流、電圧などを制御する。
【0027】
前記出力制御回路は加熱対象の数に一致し、主にパワーデバイス及び補助制御回路を含み、パワーデバイスはMOSトランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)のうちのいずれかを含む。
【0028】
前記保護回路は電池過電圧、不足電圧、過電流、過温度保護及び警報、短絡保護、及び各加熱対象の加熱温度過温度保護及び警報を含む。
【0029】
前記電源回路は定電圧回路、フィルター回路を含み、制御回路の部品に安定的で、確実で、きれいな電源を提供し、制御ユニット、通信モジュール、検出ユニット、LEDランプ、表示画面への給電を含む。
【実施例2】
【0030】
図5に示すように、本実施例は実施例1の上で加熱アセンブリ1のスリーブ14に対して熱交換シートのデザインを追加する。熱交換シートはスリーブ14の軸線に垂直な断面における投影形状が矩形、正方形、台形又は「T」字状のいずれかであり、熱交換シートはスリーブ14の内壁又は外壁に均一に設けられ、スリーブ14の内壁及び外壁に熱交換シートを同時に均一に設置してもよく、熱交換面積を増大させ、気流に対する加熱効率を向上させる。本実施例において、スリーブ14の外壁に「T」型熱交換シートが設けられる。喫煙品ケーシング3の内壁には熱交換シートを設けることもできる。
【実施例3】
【0031】
図6に示すように、不燃性加熱式タバコ用のインテリジェント3D均一加熱装置キットは実施例1又は2に記載の加熱装置、ネジ接続リング2及びタバコロッド4を含み、喫煙品ケーシング3の両端が開口し、タバコロッド4が喫煙品ケーシング3の左ポートの外側に設けられ、ネジ接続リング2が加熱アセンブリ1の左端に係止され、加熱アセンブリ1がネジ接続リング2を介してタバコロッド4と接続され、タバコロッド4内に電池が設けられる。
【0032】
ネジ接続リング2はタバコロッド4及び加熱アセンブリ1に螺着されることで、加熱アセンブリ1とタバコロッド4との間で電気的接続を確立させ、喫煙品ケーシングの大開口端の左ポートは加熱アセンブリの右端から左端へ嵌着され、最終的にタバコロッドの右端と一体に係合される。
【0033】
本実施例において、ベース11に5つの電極111が設けられ、加熱シリンダー132、加熱ロッド131、温度センサ133及びタバコロッド4との間で電気的接続を確立するために用いられる。
【実施例4】
【0034】
図1、2、6、8に示すように、実施例1に記載の3D均一加熱装置を利用して不燃性加熱式タバコに対して3D全方位均一加熱を実行する。前記不燃性加熱式タバコ5はタバコセグメント51、中空フィルターセグメント52及び中実フィルターセグメント53を含み、実施例1に記載の加熱装置を用いて前記タバコ5を加熱し、前記タバコ5のタバコセグメント51に前記喫煙品ケーシングの右端開口、シールリング15を順に通して前記第3加熱室Cに挿入し、円周とコア部に対して組合せ全方位加熱を行い、タバコセグメント51と第3加熱室Cの側壁及び底部との間にいずれも隙間があり、前記全方位加熱は熱伝導、熱放射及び対流加熱を含み、加熱シリンダー132と加熱ロッド131を起動してタバコセグメント51の円周及びコア部に熱伝導、熱放射の並行加熱を行いながら、フィルターセグメントをポンピングし、外部気流は第1加熱室A及び第2加熱室Bによって予熱されて第3加熱室Cに入り、気流はタバコセグメント51を周回して流れ、且つタバコセグメント51の底部及び側面から浸透してタバコセグメント51に流入し、タバコセグメント51に対して対流加熱を行う。
【0035】
喫煙品ケーシング3の開口端の右端とタバコ5との間に形成された隙間は第1吸気口であり、外部の常温の気流は第1吸気口を介して第1加熱室Aに入り、前記スリーブ14の耐高温固定ブラケット12に近い一端の左端に第2吸気口の気流孔141が開設され、第1加熱室A内の気流は第2吸気口を介して第2加熱室Bに入り、前記加熱シリンダー132の開口端の右端とシールリング15との間の隙間に第3吸気口が形成され、第2加熱室B内の気流は第3吸気口を介して第3加熱室Cに入る。
【0036】
タバコ5と加熱アセンブリのシールリング15の中央にある円形貫通孔は締り嵌めであり、加熱アセンブリのシールリング15の貫通孔がタバコ5と密着され、気流抵抗を増大させることにより気流が図1及び図2に示す方向に沿って流れる。具体的には以下のステップを含む。
s1:気流は第1吸気口を介して第1加熱室Aに入り、第1加熱室Aに流入した気流は加熱アセンブリ1の外表面を周回して下向きに流れ、且つ予備加熱を完了する。
s2:第1加熱室A内の予熱気流は第2吸気口の気流孔141を介して第2加熱室Bに入り、気流は加熱シリンダー132の外表面を周回して上向きに流れ、且つさらなる加熱を完了する。
s3:第2加熱室Bでさらに加熱された気流は、第3吸気口を介して第3加熱室Cに入り、気流はタバコセグメント12及び第3加熱室Cの側壁及び底部の隙間を下向きに流れ、さらに気流を加熱する。
s4:タバコセグメントに対する対流加熱:第3加熱室Cに流入した気流はタバコセグメント51との間を周回して下向きに流れ、タバコセグメント51の底部から流入し及び側面から浸透する方式でタバコセグメント51に流入し、タバコセグメント51に対して対流加熱を完了する。
s5:加熱スリーブによる熱放射:加熱シリンダー132は、その内部キャビティに配置されたタバコセグメント51の円周上で円周方向の熱放射燃焼を実行する。
s6:加熱ロッドによる加熱:加熱ロッド131はタバコセグメント51のコア部に突き刺し、タバコセグメント51のコア部に気流が流れるため、加熱ロッドはタバコセグメント51のコア部を加熱し、且つ伝導、放射、及び対流という3種類の熱伝達経路を備える。
s7:タバコセグメント51を熱伝導、熱放射及び対流熱伝達の協同で加熱した後にタバコの香り物質を放出又は揮発し、気流がタバコの香り物質を巻き込んでフィルターセグメントに流れ込んで濾過及び冷却を行い、最終的に喫煙者の口腔内に入る。
ただし、ステップs5、s6はs1〜s4と並行するステップであり、ステップs4、s5、及びs6は協同してタバコ5に対する3D全方位均一加熱を完了する。
【0037】
前記タバコセグメント51の円周は気流に対する抵抗がタバコセグメント51の底部の気流に対する抵抗より大きい。
【0038】
上述した実施例は、具体的な実施形態を概略的に説明したものに過ぎず、本発明の範囲は、上述した特定の実施例に限定されるものではない。当業者であれば、上記詳細な説明に記載の本発明の異なる点について、多くの改良、変更、置換及び等価な解決手段を有し、例えば以上の実施例の加熱ロッド131のコア部又は底部に温度センサを追加する解決手段、及び上記実施例における制御ユニットにおいて単一のマイクロプロセッサを採用して加熱シリンダー及び加熱ロッドに対する独立した温度制御を実現すること、またベース11における電極数の変更など、全てのこれらの改良、変更、置換及び等価な解決手段はいずれもここに含まれる。
【符号の説明】
【0039】
1…加熱アセンブリ、11…ベース、111…電極、12…耐高温固定ブラケット、13…コンバインドヒーター、131…加熱ロッド、132…加熱シリンダー、1321…ボス、133…温度センサ、14…スリーブ、141…気流孔、15…シールリング、2…接続リング、3…喫煙品ケーシング、4…タバコロッド、5…タバコ、51…タバコセグメント、52…中空フィルターセグメント、53…中実フィルターセグメント、A…第1加熱室、B…第2加熱室、C…第3加熱室。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】