本專利涉及加熱卷煙器具,具體涉及一種把玩式加熱卷煙器具和把玩式加熱卷煙系統。
背景技術:
1、加熱卷煙作為一種新型煙草制品,通過加熱而非燃燒的方式向用戶遞送尼古丁和風味物質,近年來在市場上獲得了廣泛的認可與應用。與之配套使用的加熱卷煙器具,其核心功能是為插入其中的加熱卷煙提供精確、可控的熱能,使加熱卷煙中的氣溶膠形成基質在適宜的溫度下釋放出可供抽吸的氣溶膠,同時避免煙草發生實際燃燒,從而顯著降低高溫裂解產生的有害成分。
2、目前,市場上主流的加熱卷煙器具通常由外殼、電源單元、控制電路、加熱元件以及用于容納加熱卷煙的加熱腔構成。其基本工作流程大致如下:用戶將加熱卷煙插入器具的加熱腔內,通過按壓按鍵或通過感應等方式啟動加熱程序,加熱元件隨即通電升溫,對加熱卷煙進行加熱。經過數十秒的預熱時間后,加熱卷煙達到適宜的工作溫度,用戶即可進行抽吸。抽吸完畢后,用戶將加熱卷煙從加熱腔中拔出,器具進入待機或冷卻狀態。
3、在現有的加熱卷煙器具技術中,一個普遍存在的技術問題在于,加熱卷煙在加熱腔內通常保持靜止狀態。無論是采用針式加熱元件從內部貫穿加熱卷煙,還是采用筒狀加熱元件從外部包圍加熱卷煙,亦或是采用電磁感應加熱使感受器發熱,加熱卷煙與加熱元件之間的相對位置在加熱和抽吸的整個過程中是固定不變的。這種“靜止加熱”的模式帶來了一系列相互關聯的弊端。
4、首先,受熱均勻性難以保證。對于非接觸式的加熱方式,如電磁感應加熱或紅外輻射加熱,加熱元件或熱源往往集中在加熱腔的特定方位或特定區域。靜止不動的加熱卷煙,其靠近熱源的一側會受到更強烈、更集中的熱輻射或熱傳導,而背向熱源的一側則相對受熱較弱。這種受熱不均的現象導致加熱卷煙內部溫度場分布不均勻,部分區域溫度過高,可能產生焦糊味或釋放不利成分,而另一些區域則溫度不足,氣溶膠釋放不充分,影響抽吸的口感和體驗的一致性。
5、對于接觸式的針式加熱,雖然加熱針直接插入煙支內部,但煙支外周部分的熱量主要依靠從中心向外的熱傳導,同樣存在徑向溫度梯度,且煙支不同周向方位的散熱條件也可能存在差異。
6、其次,煙支與加熱元件容易發生粘連。由于受熱不均,加熱卷煙中靠近熱源或溫度過高的局部區域,其內部的發煙劑、香料以及煙草基質容易發生過度反應、焦化甚至碳化,生成粘稠的焦油狀殘留物。
7、這些殘留物會像膠粘劑一樣,將加熱卷煙的外周表面與加熱腔的內壁,或者將加熱卷煙的內孔表面與針式加熱元件粘接在一起。這種粘連現象在抽吸完畢后變得尤為突出,用戶往往需要施加較大的力才能將煙支從加熱器具中拔出。
8、再者,用戶的使用體驗受到負面影響。煙支難以拔出不僅增加了用戶的操作難度,還可能造成煙支的紙管破裂、煙絲散落,甚至導致煙支折斷在加熱腔內,需要借助工具才能取出,嚴重影響了抽吸的順暢性和愉悅感。同時,殘留在加熱腔或加熱元件上的焦油和煙垢也難以清理,長期積累會降低加熱效率、產生異味,并增加設備的清潔維護頻率和難度。
9、為了解決上述問題,現有技術中已有提出通過驅動加熱腔旋轉來改善受熱均勻性或輔助取煙的設計。例如,存在一種采用微型電機作為動力源,通過按鍵控制電機旋轉以帶動加熱腔轉動的技術方案。然而,這種電動旋轉方案在實際應用中暴露出新的問題:電機的旋轉會產生可感知的噪音,破壞了加熱抽吸過程的靜謐性;按鍵操控存在一定的響應延遲,操作不夠直接;此外,電機及其驅動電路增加了產品的成本、功耗和結構復雜性,降低了整體可靠性,并且這種依賴程序控制的操作模式缺乏用戶與產品之間的直接互動感,未能提供額外的使用趣味性,其功能目的主要局限于解決技術性問題本身。
10、因此,如何設計一種既能有效解決加熱卷煙受熱不均和煙支粘連問題,又能提升用戶操作體驗和產品趣味性的加熱卷煙器具,仍是本領域技術人員亟待解決的技術課題。
技術實現思路
1、本專利旨在解決現有加熱卷煙器具在使用過程中,因加熱腔或加熱卷煙無法旋轉而導致的受熱不均、煙支粘連難以拔出以及缺乏把玩互動性體驗的技術問題,本專利提供以下技術方案:
2、第一方面,提供一種把玩式加熱卷煙器具,包括:器具本體;撥動機構;加熱機構;撥動機構設置在器具本體內部并部分暴露在器具本體的外表面,加熱機構完全設置在器具本體內部,撥動機構的旋轉可以帶動加熱機構旋轉,撥動機構與加熱機構之間的傳動比為1:1~12:1。
3、進一步的,撥動機構與加熱機構的傳動方式為齒輪傳動、鏈條傳動或皮帶傳動中的一種。
4、進一步的,撥動機構和加熱機構為齒輪傳動,把玩式加熱卷煙器具還包括傳動機構,傳動機構具有單個齒輪或多個齒輪形成的多級傳動副。
5、進一步的,撥動機構和加熱機構形成平行軸齒輪結構,使得用手轉動撥動機構之后撥動機構通過齒輪傳動作用帶動加熱機構旋轉;把玩式加熱卷煙器具還包括傳動機構,傳動機構設置在撥動機構和加熱機構之間并用于將撥動機構的作用力傳動至加熱機構,撥動機構、傳動機構和加熱機構形成平行軸齒輪結構。
6、進一步的,撥動機構具有第一齒輪而加熱機構具有第二齒輪,第一齒輪和第二齒輪外嚙合;或撥動機構具有第一齒輪,加熱機構具有第二齒輪,第一齒輪和傳動機構外嚙合,傳動機構與第二齒輪外嚙合;第一齒輪為主動輪而第二齒輪為從動輪。
7、進一步的,第一齒輪、第二齒輪和傳動機構的齒面形狀為直齒、斜齒或人字齒中的一種。
8、進一步的,撥動機構還包括撥動組件,撥動組件連接第一齒輪并設置在第一齒輪的下方;撥動組件為一體成型結構或裝配成型結構;若撥動組件為裝配成型結構,撥動組件包括撥動軸承和撥輪,撥輪設置在第一齒輪的下方,撥動軸承設置在撥輪的下方。
9、進一步的,撥輪的轉軸為圓柱體、三棱柱、長方體、五棱柱、六棱柱或八棱柱中的一種;撥輪的外接圓直徑為7~10mm、10~13mm或13~16mm;撥輪轉軸的高度為7~13mm、13~19mm或19~25mm;撥動軸承的外徑小于15mm;撥動軸承的高度小于4mm;撥動軸承摩擦力矩小于0.5n·m。
10、進一步的,加熱機構還具有加熱腔,加熱腔設置在器具本體內部,第二齒輪設置在加熱腔的外壁或外壁的延長線上;把玩式加熱卷煙器具的加熱方式可以為接觸式加熱或非接觸式加熱;接觸式加熱包括針式加熱;非接觸式加熱包括電磁感應加熱、紅外輻射加熱或熱風加熱中的一種或多種。
11、第二方面,提供一種把玩式加熱卷煙系統,包括加熱卷煙和上述把玩式加熱卷煙器具。
12、本專利具有以下有益效果:
13、1、提供一種把玩式加熱卷煙器具和把玩式加熱卷煙系統,把玩式加熱卷煙系統中的把玩式加熱卷煙器具包括器具本體、撥動機構、加熱機構和傳動機構,傳動機構設置在撥動機構和加熱機構之間并用于將撥動機構的作用力傳動至加熱機構,撥動機構、傳動機構和加熱機構形成平行軸齒輪結構,撥動機構與加熱機構之間的傳動比為1:1~12:1,使得加熱卷煙加熱過程能夠手動把玩讓加熱卷煙均勻加熱,從而解決加熱卷煙受熱不均和煙支粘連問題,又提升用戶操作體驗和產品趣味性。
14、2、在本專利中,通過純機械的齒輪傳動結構,實現了用戶手動驅動加熱卷煙在加熱腔內旋轉,從而顯著提升了加熱的均勻性。具體而言,用戶只需撥動暴露于器具本體外表面的第一齒輪,其旋轉運動便會經由傳動機構減速增扭后傳遞至與加熱腔連接的第二齒輪,進而帶動整個加熱腔及腔內的加熱卷煙同步旋轉。在加熱過程中,尤其是在非接觸式加熱方式中,旋轉的加熱卷煙使其圓周方向的各個部分能夠依次經過熱源或熱輻射最強的區域,相當于對煙支的整個外周表面進行了動態、循環式的加熱,有效消除了因熱源位置固定而產生的熱點和冷點。這使得加熱卷煙內部的溫度場分布更加均勻,氣溶膠的釋放更加充分和一致,從而保證了每一口抽吸都能獲得穩定、醇和的口感,避免了因局部過熱產生的焦糊味或有害物質,同時也避免了因局部加熱不足造成的浪費。這種均勻加熱的效果對于提升加熱卷煙的整體品吸質量至關重要。
15、3、在本專利中,能夠有效防止或減輕加熱卷煙與加熱元件之間的粘連問題,使抽吸完畢后煙支的取出變得順暢省力。在針式加熱等接觸式加熱方式中,由于煙支能夠隨著加熱腔一同旋轉,內孔表面與加熱針之間的接觸點不再是固定不變的。煙支的緩慢旋轉使得加熱針與煙支內壁之間產生了一個動態的、相對運動的關系,這能夠有效破壞或抑制局部焦油殘留物的連續積累和固化粘結。即便仍有少量焦油生成,旋轉動作也會使其分布得更加分散和薄,而不會在單一位置上形成強有力的粘接點。因此,當用戶抽吸完畢需要取出煙支時,所需的拔出力顯著減小,煙支可以輕松地從加熱針上滑脫,極大地改善了使用體驗,避免了因強行拔取導致的煙支破損或煙絲掉落。對于電磁加熱等非接觸式方式,均勻加熱減少了局部過度焦化,同樣從根源上減少了粘性殘留物的生成量,使得加熱腔內部和煙支表面都能保持相對清潔。
16、4、在本專利中,創造性地將把玩功能融入加熱卷煙器具的設計中,顯著提升了產品的趣味性和用戶交互體驗。這得益于撥動機構中單向軸承的巧妙運用,當用戶沿一個方向撥動第一齒輪時,單向軸承處于鎖止狀態,能夠可靠地將扭矩傳遞給傳動機構和加熱腔,驅動其旋轉,實現均勻加熱和防粘連功能。而當用戶沿相反方向快速撥動第一齒輪時,單向軸承處于超越狀態,傳動路徑被切斷,第一齒輪會因其轉軸上的低摩擦軸承而發生順暢、持久的空轉,類似于指尖陀螺或打火機撥輪的把玩效果。這一特性使得用戶在不啟動加熱或加熱等待過程中,可以隨意反向撥動第一齒輪進行把玩,獲得機械轉動帶來的愉悅手感和聽覺反饋。這種設計將傳統加熱器具枯燥的等待加熱時間轉化為了富有樂趣的互動過程,滿足了用戶潛在的把玩需求,使產品不再僅僅是一個功能性的電子煙具,更是一件具有機械美感和娛樂屬性的精致玩物,極大地增強了產品的市場吸引力和用戶粘性。
17、5、在本專利中,采用純機械式的傳動結構,摒棄了電機、復雜的驅動電路和程序控制,帶來了結構可靠、成本可控、無噪音、零延遲等多重優勢。齒輪傳動副結構緊湊、傳動效率高、故障率極低,且無需消耗電池電量來驅動旋轉,這對于依賴電池供電的便攜式加熱器具而言尤為重要。與電動旋轉方案相比,本發明的手動機械結構在工作時靜音,不會干擾用戶抽吸時的靜謐環境。同時,用戶的撥動操作與加熱腔的旋轉之間是直接的、實時的機械耦合,沒有電子響應延遲,操作感極為直接、純粹。此外,齒輪和外殼等部件可以采用高強度、耐磨且自潤滑的工程塑料制成,不僅成本低廉,而且能夠保證長期使用的穩定性和耐用性。
18、6、在本專利中,本發明通過合理的傳動比設計和部件選型,實現了省力操作與良好把玩手感的平衡。將撥動機構與加熱機構之間的傳動比設定在1:1~12:1的范圍內,這是一個經過精心權衡的設計。較高的傳動比起到了減速增扭的作用,用戶只需用很小的力即可輕松撥動第一齒輪,而加熱腔則獲得了一個平穩、緩慢但足夠有力的旋轉,確保了煙支轉動的穩定性和均勻加熱的效果。同時,配合低摩擦力矩的撥動軸承,第一齒輪在反向空轉時能夠維持較長時間的旋轉,這種空轉特性正是實現優質把玩手感的關鍵。第一齒輪的尺寸也經過人體工程學優化,非常適合用戶使用拇指或食指進行單指撥動,操作自然、舒適。