[發明專利]一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的方法及裝置

在審

• 申請號: 201910061544.1
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109619692A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 張和平;鄭榮;程旭東;龔倫倫;陸松
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: A24F47/00
• 分類號: A24F47/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：包括裝置外殼(1)，電池(2)，電池充電模塊(3)，電路控制模塊(4)，電機(5)，真空隔音筒(6)，發熱針部件(7)，溫度感應模塊(9)和LED指示燈(11)，其中，電池(2)為電機(5)提供電能，電池(2)的電能轉化為電機(5)的機械能，電機軸(16)為圓柱狀，發熱針部件(7)為帶底座的圓柱筒結構，一端封閉，呈針狀，為煙彈的插入端，另一端開口，并具有一個較大的薄片底座(13)，電機軸(16)插入發熱針部件(7)開口端一段距離與其同軸配合，使用一個彈簧(15)對發熱針部件(7)薄片底座(13)邊緣某處施加一個穩定軸向應力，使發熱針部件(7)與電機軸(16)保持緊密貼合，并在與軸垂直方向上有一定的壓應力；電池(2)為電機(5)的摩擦做功提供電能，電池充電模塊(3)實現電池(2)的循環充電，電路控制模塊(4)可以根據溫度感應模塊(9)反饋的溫度信息控制電機(5)的轉速，以調整發熱針部件(7)的溫度，也可以控制LED指示燈(11)提醒用戶當前裝置運行狀態，真空隔音筒(6)用于降低電機(5)運行時的聲音，發熱針部件(7)與電機軸進行摩擦發熱，并將大部分熱量傳遞給煙草制品。

2.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：電池為可充電電池，通過電池充電模塊進行充電。

3.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：溫度感應模塊可以實時監測發熱針部件表面溫度，并反饋給電路控制模塊，幫助控制發熱針部件在合適的溫度范圍，比如300-350攝氏度。

4.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：電路控制模塊根據溫度感應模塊反饋的溫度，控制電機轉動速度，使發熱針表面溫度處于合適水平。

5.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：電路控制模塊控制LED指示燈，為抽吸者提供吸煙過程中的操作提示，比如提醒可抽吸狀態，或者需要充電狀態。

6.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：發熱針部件的薄片底座上具有肋板結構，有利于在抽吸過程中氣流的流通，并且增強薄片底座的機械強度。

7.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：發熱針部件可更換，使用者可更換不同尺寸大小的發熱針部件，匹配不同類型煙彈，或者針對同一種煙彈，更換不同規格形狀的發熱針部件，以獲得更好的體驗感。

8.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：發熱針部件選用導熱系數高且耐磨性好的材料，選擇金屬或者其合金材料：碳化鉻，高錳鋼，碳化鎢，也可在摩擦表面鍍耐磨涂層：陶瓷涂層，鉻涂層，鎳涂層，以提高發熱針部件的使用壽命。

9.根據權利要求1所述的一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的裝置，其特征在于：電機軸靠近發熱針部件的一端選用導熱系數低且耐磨性好的材料，優選地，選擇陶瓷材料，也可在摩擦表面鍍耐磨涂層，比如陶瓷涂層，以提高電機軸的使用壽命；

電機軸遠離發熱針部件的一端較細，減少熱量通過電機軸傳導損失；電機軸靠近發熱針部件的一端較粗，保證與發熱針部件有較大的接觸面，形成較好的摩擦效果；

電機軸靠近發熱針部件的一端可以是中空的，降低用于加熱電機軸自身的熱量損失；

為了減少不必要的熱量損失，保證足夠機械強度的前提下，發熱針部件為薄壁結構，電機軸與發熱針部件作用的部分可以是空心的；

采用真空隔音筒將電機包裹，以減小電機工作中產生的噪聲；

通過電路控制模塊控制電機的轉動，使電機工作聲音或摩擦聲音或震動形成有規律的旋律，實現類似音樂播放的功能，緩解噪聲帶來的不適感。

10.一種內插式旋轉摩擦加熱不燃燒煙草的方法，其特征在于：該方法利用權利要求1的裝置，當電機轉動時，電機軸會在接觸部位摩擦發熱針部件，由此產生摩擦熱，熱量進而傳導到發熱針的外表面，對插入的煙彈進行加熱。