本发明专利技术公开了一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的方法及其装置，包括装置外壳，电池，电池充电模块，电路控制模块，电机，真空隔音筒，发热筒部件，摩擦筒部件，温度感应模块和LED指示灯。其中，电池为电机提供电能，电池的电能转化为电机的机械能。发热筒部件为圆柱筒结构，一端封闭，另一端开口，为烟草产品的插入端。电机轴为圆柱状，顶端与一个圆筒结构同轴固定相连，即摩擦筒部件。摩擦筒部件与发热筒部件保持紧密配合。特别的，使用一个弹簧对发热筒部件边缘突起施加一个稳定的轴向拉力，使发热筒部件与摩擦筒部件配合稳定。本发明专利技术旋转摩擦加热方法效率高，加热均匀，结构简单，经久耐用，易于维护。
【技术实现步骤摘要】
一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的方法及装置
本专利技术涉及加热不燃烧烟草
，具体涉及一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的方法及装置。
技术介绍
传统的烟草一般是通过打火机明火点燃的，然后进行抽吸行为。相关研究表明，烟草燃烧产生的烟雾存在数十种致癌物质，以及大量其它有害物质。一般来说，烟支中心部位温度可以达到800-900摄氏度，要保持香烟燃烧，中心部位温度必须在700摄氏度以上。在这种高温条件下，也是各种有害物质的生成温度。因此，为了有效降低烟支燃烧产生的焦油及其它有害物质，有人提出了采用低温烘烤的方式加热烟丝或其他发烟物质，并研发了相关的技术产品，包括加热烟具及适配的烟支，即烟弹，获得了较好的市场反响。采用低温烘烤方式典型的加热温度为300-350摄氏度，在该温度范围下烟弹不会燃烧，但是可以产生烟雾以及有效成分，比如尼古丁，同时，大幅度减少了有害物质的产生。采用低温烘烤的方式可以明显减少二手烟，产生的烟雾不含固体颗粒物，因此具有非常重要的环境保护意义，缓解抽烟者与不抽烟者之间的矛盾关系。要实现加热不燃烧烟草，关键在于寻找一种安全稳定的热源，在抽吸者的使用过程中，提供加热所需的热量。已有的相关加热技术中，主要提出的有电阻丝加热，电磁感应加热，以及化学燃料加热等等。例如，中国专利CN201180062229.2介绍了使用电加热烟草产品的加热元件，该加热元件可以直接插入烟草产品中，具有较高的热量利用效率。例如，中国专利CN201680077608.1介绍了通过利用变化磁场穿透来加热烟草产品中的加热材料，进而加热烟草产品。例如，中国专利CN201580061998.9介绍了采用可燃碳质热源的吸烟制品，利用可燃碳质热源的燃烧持续稳定提供加热吸烟制品所需的热量。另一方面，在加热元件与烟草产品的配合上主要分为两种情况，即针状或片状的内插式加热和圆筒状的外围式加热，其中，针状或片状的内插式加热具有良好的热量利用效率，基本不需要采取保温措施，但是存在烟草产品利用率低的问题，而圆筒状的外围式加热则具有较好的均匀加热效果。外围式加热方式虽然存在碳化烟纸的问题，但是随着烟草产品制造技术的发展，该问题是可以得到有效解决的。目前，市场上已有采用电阻丝加热的相关产品，比如美国的IQOS产品，韩国的LIL产品，以及日本的GLO产品等等。但是不可否认，这些产品仍然存在着较大的改进空间，比如，产品价格昂贵，维修成本高，难度大，产品需要经常维护清理等，且在使用上有一些需要注意的地方，这无疑会影响使用者的体验。为了解决这些问题，新型的加热技术及其产品亟待研发。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的问题，本专利技术提出一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的方法及其装置，能够快速高效地对烟草进行低温均匀加热，减少有害物质生成。本专利技术提出一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的装置，包括装置外壳，电池，电池充电模块，电路控制模块，电机，真空隔音筒，发热筒部件，摩擦筒部件，温度感应模块和LED指示灯。其中，电池为电机提供电能，此过程为电池的电能转化为电机的机械能。发热筒部件为圆柱筒结构，一端封闭，另一端开口，为烟草产品的插入端。电机轴为圆柱状，顶端与一个圆筒结构同轴固定相连，即摩擦筒部件。摩擦筒部件与发热筒部件保持紧密配合。特别的，使用一个弹簧对发热筒部件边缘突起施加一个稳定的轴向拉力，使发热筒部件与摩擦筒部件配合稳定。电池为电机的摩擦做功提供电能，电池充电模块实现电池的循环充电，电路控制模块可以根据温度感应模块反馈的温度信息控制电机的转速，以调整发热筒部件的温度，也可以控制LED指示灯提醒用户当前装置运行状态，真空隔音筒用于降低电机运行时的声音，发热筒部件与摩擦筒部件进行摩擦发热，并将大部分热量传递给烟草制品。在进一步的实施例中，电池为可充电电池，通过电池充电模块进行充电。在进一步的实施例中，温度感应模块可以实时监测发热筒部件表面温度，并反馈给电路控制模块，帮助控制发热筒部件在合适的温度范围，比如300-350摄氏度。在进一步的实施例中，电路控制模块根据温度感应模块反馈的温度，控制电机转动速度，使发热筒部件表面温度处于合适水平。在进一步的实施例中，电路控制模块控制LED指示灯，为抽吸者提供吸烟过程中的操作提示，比如提醒可抽吸状态，或者需要充电状态。在进一步的实施例中，发热筒部件可更换，使用者可更换不同尺寸大小的发热筒部件，匹配不同类型烟弹，或者针对同一种烟弹，更换不同规格形状的发热筒部件，以获得更好的体验感。在进一步的实施例中，发热筒部件选用导热系数高且耐磨性好的材料，优选地，选择金属或者其合金材料，比如碳化铬，高锰钢，碳化钨等，也可在摩擦表面镀耐磨涂层，比如陶瓷涂层，铬涂层，镍涂层等等，以提高发热筒部件的使用寿命。在进一步的实施例中，摩擦筒部件选用导热系数低且耐磨性好的材料，优选地，选择陶瓷材料，也可在摩擦表面镀耐磨涂层，比如陶瓷涂层，以提高电机轴的使用寿命。在进一步的实施例中，电机轴较细，减少热量通过电机轴传导损失。在进一步的实施例中，为了减少不必要的热量损失，保证足够机械强度的前提下，摩擦筒部件和发热筒部件均为薄壁结构。在进一步的实施例中，采用真空隔音筒将电机包裹，以减小电机工作中产生的噪声。在进一步的实施例中，通过电路控制模块控制电机的转动，使电机工作声音或摩擦声音或震动形成有规律的旋律，实现类似音乐播放的功能，缓解噪声带来的不适感。一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的方法，当电机工作时，摩擦筒部件与发热筒部件发生相对运动，由于存在克服摩擦力做功，因此会产生摩擦热，热量进而传导到发热筒部件的内表面，对插入的烟弹进行加热。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术提出的旋转摩擦加热方法效率高，加热均匀；(2)本专利技术提出的加热不燃烧烟草装置结构简单，经久耐用，易于维护；(3)本专利技术提出的加热不燃烧烟草装置适配性强，发热筒部件方便更换，提高用户体验。附图说明图1为某种电机转速和扭矩关系曲线图。图2为本专利技术实施例中加热不燃烧烟草装置外形结构示意图。图3为本专利技术实施例中加热不燃烧烟草装置内部结构示意图。图4为本专利技术实施例中电机与发热筒部件配合及其剖面示意图。图5为本专利技术实施例中电机与发热筒部件的另一种配合方式及其剖面示意图。图中附图标记含义为：1为装置外壳；2为电池；3为电池充电模块；4为电路控制模块；5为电机；6为真空隔音筒；7为发热筒部件；8为隔热筒；9为温度感应模块；10为电源控制按钮；11为LED指示灯；12为电池充电接口；13为摩擦筒部件；14为突起；15为弹簧；16为电机轴；17为真空隔音片。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本专利技术。电机，俗称马达，是一种依据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置，在生活应用中十分广泛。随着科学技术快速发展，出现了无刷电机，空心杯等高性能电机，电机的使用寿命和能量转换效率得到了极大提升。电机输出功率一般通过扭矩对外做功实现。电机扭矩的常用单位为N·m(牛·米)，为电机的基本参数之一，电机扭矩与电机的转速和功率有关。图1给出了某种电机的转速、功率和扭矩的关系曲线图，从图中可以看出，在电机转速达到2000r/min之前，电机输出功率随转速增大而增大，成线性关系，而扭矩不变，当电机转速达到200本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的装置，其特征在于：包括装置外壳(1)，电池(2)，电池充电模块(3)，电路控制模块(4)，电机(5)，真空隔音筒(6)，发热筒部件(7)，摩擦筒部件(13)，温度感应模块(9)和LED指示灯(11)，其中，电池(2)为电机(5)提供电能，电池(2)的电能转化为电机(5)的机械能，发热筒部件(7)为圆柱筒结构，一端封闭，另一端开口，为烟草产品的插入端，电机轴(16)为圆柱状，顶端与摩擦筒部件(13)同轴固定相连，摩擦筒部件(13)为圆筒结构，摩擦筒部件(13)与发热筒部件(7)保持紧密配合，使用一个弹簧(15)对发热筒部件(7)边缘突起施加一个稳定的轴向拉力，使发热筒部件(7)与摩擦筒部件(13)配合稳定，电池(2)为电机(5)的摩擦做功提供电能，电池充电模块(3)实现电池(2)的循环充电，电路控制模块(4)可以根据温度感应模块(9)反馈的温度信息控制电机(5)的转速，以调整发热筒部件(7)的温度，也可以控制LED指示灯(11)提醒用户当前装置运行状态，真空隔音筒(6)用于降低电机(5)运行时的声音，发热筒部件(7)与摩擦筒部件(13)进行摩擦发热，并将大部分热量传递给烟草制品。...
【技术特征摘要】
1.一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的装置，其特征在于：包括装置外壳(1)，电池(2)，电池充电模块(3)，电路控制模块(4)，电机(5)，真空隔音筒(6)，发热筒部件(7)，摩擦筒部件(13)，温度感应模块(9)和LED指示灯(11)，其中，电池(2)为电机(5)提供电能，电池(2)的电能转化为电机(5)的机械能，发热筒部件(7)为圆柱筒结构，一端封闭，另一端开口，为烟草产品的插入端，电机轴(16)为圆柱状，顶端与摩擦筒部件(13)同轴固定相连，摩擦筒部件(13)为圆筒结构，摩擦筒部件(13)与发热筒部件(7)保持紧密配合，使用一个弹簧(15)对发热筒部件(7)边缘突起施加一个稳定的轴向拉力，使发热筒部件(7)与摩擦筒部件(13)配合稳定，电池(2)为电机(5)的摩擦做功提供电能，电池充电模块(3)实现电池(2)的循环充电，电路控制模块(4)可以根据温度感应模块(9)反馈的温度信息控制电机(5)的转速，以调整发热筒部件(7)的温度，也可以控制LED指示灯(11)提醒用户当前装置运行状态，真空隔音筒(6)用于降低电机(5)运行时的声音，发热筒部件(7)与摩擦筒部件(13)进行摩擦发热，并将大部分热量传递给烟草制品。2.根据权利要求1所述的一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的装置，其特征在于：电池为可充电电池，通过电池充电模块进行充电。3.根据权利要求1所述的一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的装置，其特征在于：温度感应模块可以实时监测发热筒部件表面温度，并反馈给电路控制模块，帮助控制发热筒部件在合适的温度范围，比如300-350摄氏度。4.根据权利要求1所述的一种外围式旋转摩擦加热不燃烧烟草的装置，其特征在于：电路控制模块根据温度感应模块反馈的温度，控制电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：张和平，郑荣，程旭东，龚伦伦，陆松，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。