一种燃气型空气热交换烟气发生装置

1.本实用新型涉及烟具技术领域，具体公开了一种燃气型空气热交换烟气发生装置。


背景技术：

2.加热不燃烧卷烟属于新兴烟草制品之一，相对于传统卷烟，其主要特征是烟草不需燃烧，所以烟草产生的焦油、一氧化碳等有害成分含量较低，相对于其他新型烟草制品，在使用方式和风味特性上最接近传统香烟。
3.加热装置是加热不燃烧卷烟烟具的核心装置，加热不燃烧卷烟烟具的加热装置按照加热方式的不同可分为电加热型，燃料加热型，理化反应加热型。现有的加热装置大部分采用电加热的方式，电加热具有安全稳定的优点，但采用电加热方式的加热装置中不论是采用加热棒还是加热片，无论是中心加热还是周向加热，都需要先加热发热元件，通过发热元件在将热量传递给发烟基材，所以存在传热面积小，温度不均匀，热效率不高的缺点。
4.现有烟具加热装置中燃气加热的产品主要分为固体燃料(如炭)加热和气体燃料加热两类，目前的使用燃气的烟具加热装置中燃烧产生的气体直接被吸入使用者口中，既会影响烟气口感还有健康安全问题，另外，现有的燃气加热方式不能充分利用废气热量，热效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型意在提供一种燃气型空气热交换烟气发生装置，以解决上述现有技术中存在的问题。
6.为了达到上述目的，本实用新型的基础方案为：
7.一种燃气型空气热交换烟气发生装置，包括外壳，所述外壳内设置燃气罐、预热机构和烟气发生单元，所述预热机构包括封闭的第一腔体，所述第一腔体内设置燃烧单元和换热单元，所述燃气罐位于所述第一腔体下方用于存放燃气；
8.所述燃烧单元包括与第一腔体固定连接的封闭的第二腔体，所述换热单元包括与第一腔体固定连接的封闭的第三腔体，所述第一腔体、所述第二腔体和所述第三腔体三者间留有间隙形成预热腔，所述第三腔体内设置中空螺旋管，所述中空螺旋管绕竖直设置的轴线螺旋旋绕，中空螺旋管的下端与所述预热腔连通，所述预热腔通过第一通孔与外壳外部空间连通，所述第二腔体的上部内腔与所述第三腔体的上部内腔通过第一管道连通，第二腔体的下部内腔通过第二管道与外壳外部空间连通，所述第三腔体的底部设置第三管道，所述第三管道的上端与所述第三腔体的底部内腔连通，第三管道的下端与第一腔体的外部空间连通；
9.所述烟气发生单元位于所述预热机构上方，烟气发生单元包括上端开口的第四腔体，第四腔体的上端与所述外壳的内壁密封固定连接，所述外壳上端设有与所述第四腔体的上端配合的第二通孔使所述第四腔体的内腔与所述外壳的外部空间连通，所述第二通孔
上可拆卸连接烟嘴，所述第四腔体的底板上设置第三通孔，所述中空螺旋管的上端与所述第三通孔连通；
10.所述燃气罐上设置导气管，所述导气管的下端与所述燃气罐的内腔连通，导气管的上端伸入所述第二腔体内，第二腔体内固定连接与所述导气管上端对应的点火器，所述导气管上设置用于控制导气管内气体流量大小的第一电磁阀；
11.所述外壳内设置电器室，所述电气室内设置可充电电池和与所述可充电电池电连接的控制器，外壳上设置控制所述控制器运行的控制按钮，所述点火器和所述第一电磁阀均与所述控制器电连接。
12.进一步，为使燃气在第二腔体内充分燃烧以充分释放热量，需加快排出燃气燃烧产生的废气，防止废气在第二腔体内聚集影响燃气的充分燃烧，为此，在外壳内设置抽气室，所述抽气室位于所述第一腔体的下方，外壳底部设置将所述抽气室的内腔与外壳外部空间连通的出气孔，所述第三管道的下端与抽气室的上部内腔连通，抽气室内设置电机，所述电机与第一腔体的底部固定连接，电机的输出轴上设置将所述抽气室的内部气体由所述出气孔排出抽气室的风扇，所述控制器与所述电机电连接用于控制电机运行。
13.进一步，为了使经加热的抽吸空气能对发烟材料均匀加热，所述第三通孔设置为倒锥孔，所述倒锥孔的下端与所述中空螺旋管的上端连通，经加热后的抽吸空气由中空螺旋管的上端进入所述倒锥孔时，经倒锥孔的扩散后抽吸空气均匀分布在烟丝框内对发烟材料加热。
14.进一步，为了使对发烟材料进行加热的抽吸气体的温度保持稳定，在所述第三通孔里设置温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电连接，当温度传感器检测到经过热交换的抽吸空气的温度比设定的最佳抽吸温度低时，温度传感器向控制器发送加温信号，控制器控制第一电磁阀执行相应动作使燃气罐经导气管流向第二腔体内的燃气流量加大，反之，当抽吸空气的温度过高时，控制器控制第一电磁阀动作减小进入导气管内的燃气流量。
15.进一步，为了使燃气能在第二腔体内稳定燃烧以提供稳定的加热温度，在所述导气管的上端设置使燃气由所述导气管的上端稳定释放的稳燃罩，使燃气在第二腔体内稳定燃烧。
16.进一步，为减少热量散失，在所述第四腔体的内壁设置热反射层。
17.进一步，为加快热传递提高热交换效率，所述中空螺旋管为由铜制成的组件。
18.进一步，所述烟气发生单元还包括与所述第四腔体内壁配合的烟丝框，所述烟丝框由透气网板制成，烟丝框的上端开口。设置烟丝框除了可用于盛装具有固定外形的发烟材料如烟弹外，还可用于盛装如烟丝类细碎的不具有固定外形的发烟材料，这时烟丝框可以防止如烟丝类细碎的不具有固定外形的发烟材料掉入中空螺旋管内堵塞中空螺旋管。
19.本方案的工作原理及有益效果在于：
20.取下烟嘴，将烟弹这类具有固定外形的发烟材料放入第四腔体内再装好烟嘴，按下控制按钮启动控制器，控制器控制第一电磁阀打开使燃气进入导气管，同时控制器控制点火器点火，由导气管上端溢出的燃气在点火器的点火下燃烧，外部空气由第二管道进入第二腔体内为燃烧提供氧气，燃烧产生的高温废气经第一管道进入第三腔体内腔再经由第三管道排出第一腔体外部，当使用者对烟嘴吸气时，外壳外部的空气经由第二管道进入预
热腔内对第二腔体和第三腔体的外壁降温后，再进入中空螺旋管道里，在抽吸空气经过中空螺旋管道时与流经第三腔体内的高温废气进行热交换，抽吸空气被加热温度升高，抽吸空气经过第四腔体的内腔时对发烟材料加热产生吸食烟气进入烟嘴被使用者吸食。
21.与现有技术相比本实用新型至少具有以下有益效果：
22.1.本实用新型方案的抽吸空气与燃气燃烧时产生的高温废气被分开流经两条不同的路径，经热交换后的抽吸空气对发烟材料加热产生吸食烟气，使得被使用者吸食的吸食烟气里不含有燃烧废气，可以提高烟气的纯净度以提高烟气口感，同时避免燃烧废气被使用者吸取影响健康。
23.2.本实用新型通过气体加热的方式对发烟材料加热，相对于现有技术的加热元件对发烟材料的加热方式，气体加热使得对发烟材料的加热更加均匀，加热效率更高。
24.3.本实用新型的换热单元结构设置使得抽吸空气在中空螺旋管内自下而上流动，而高温废气在螺旋管外部空间自上而下流动，这种设置方式可以让大量的高温废气包围并加热抽吸空气，抽吸空气可以被加热到较高的温度。螺旋管的设置可以增加抽吸空气的流通路径，增大换热面积，更好地进行热交换。
25.4.本实用新型的抽吸空气经过预热腔时可以对第二腔体和第三腔体的外壁降温，抽吸空气被预热，充分利用燃烧产生的热量提高热效率，同时有能效防止外筒温度过高产生握持时的烫手现象。
26.5.本实用新型设置电机加速废气排放使燃气充分燃烧，同时通过设置稳燃罩使燃气在第二腔体内稳定燃烧，设置温度传感器来保持抽吸空气的温度稳定性，使发烟材料的烟气挥发速率稳定，有利于使吸食口感保持一致。
27.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
28.图1为本实用新型一种燃气型空气热交换烟气发生装置的实施例1的结构示意图。
29.图2为本实用新型一种燃气型空气热交换烟气发生装置的实施例2的结构示意图。
具体实施方式
30.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
31.说明书附图中的附图标记包括：外壳10、第一腔体20、预热腔201、第一通孔202、第二腔体30、第一管道301、第二管道302、第三腔体40、中空螺旋管401、第三管道402、燃气罐50、导气管501、第一电磁阀502、稳燃罩503、点火器504、抽气室60、电机601、风扇602、出气孔603、第四腔体70、烟丝框701、发烟材料702、第二通孔703、第三通孔704、温度传感器705、电器室80、控制按钮801、烟嘴90。
32.实施例1
33.一种燃气型空气热交换烟气发生装置，如图1所示，包括外壳10，外壳10内设置燃气罐50、预热机构和烟气发生单元，预热机构包括封闭的第一腔体20，第一腔体20内设置燃
烧单元和换热单元，燃气罐50位于第一腔体20下方用于存放燃气。
34.燃烧单元包括与第一腔体20固定连接的封闭的第二腔体30，换热单元包括与第一腔体20固定连接的封闭的第三腔体40，第一腔体20、第二腔体30和第三腔体40三者间留有间隙形成预热腔201，第三腔体40内设置中空螺旋管401，中空螺旋管401绕竖直设置的轴线螺旋旋绕，中空螺旋管401的下端与预热腔201连通，为加快热传递提高热交换效率，中空螺旋管401为由铜制成的组件。
35.预热腔201通过第一通孔202与外壳10外部空间连通，第二腔体30的上部内腔与第三腔体40的上部内腔通过第一管道301连通，第二腔体30的下部内腔通过第二管道302与外壳10外部空间连通，第三腔体40的底部设置第三管道402，第三管道402的上端与第三腔体40的底部内腔连通，第三管道402的下端与第一腔体20的外部空间连通。
36.烟气发生单元位于预热机构上方，烟气发生单元包括上端开口的第四腔体70，第四腔体70的上端与外壳10的内壁密封固定连接，外壳10的上端设有与第四腔体70的上端配合的第二通孔703使第四腔体70的内腔与外壳10的外部空间连通，第二通孔703上可拆卸连接烟嘴90，第四腔体70的底板上设置第三通孔704，第三通孔704设置为倒锥孔，第三通孔704的下端与中空螺旋管401的上端连通，经加热后的抽吸空气由中空螺旋管401的上端进入第三通孔704时，经倒锥孔状的第三通孔704的扩散后抽吸空气均匀分散在第四腔体40内对发烟材料702加热。
37.燃气罐50上设置导气管501，导气管501的下端与燃气罐50的内腔连通，导气管501的上端伸入第二腔体30内，第二腔体30内固定连接与导气管501上端对应的点火器504，导气管501上设置用于控制导气管501内气体流量大小的第一电磁阀502。为保持燃气能在第二腔体30内稳定燃烧以提供稳定的加热温度，在导气管501的上端设置使燃气由导气管501的上端稳定释放的稳燃罩503，使燃气在第二腔体30内稳定燃烧。
38.为了使对发烟材料702进行加热的抽吸气体的温度保持稳定，在第三通孔704里固定连接温度传感器705，温度传感器705与控制器电连接，当温度传感器705检测到经过热交换的抽吸空气的温度比设定的最佳抽吸温度低时，温度传感器705向控制器发送加温信号，控制器控制第一电磁阀502执行相应动作使燃气罐50经导气管501流向第二腔体30内的燃气流量加大，反之，当抽吸空气的温度过高时，控制器控制第一电磁阀502动作减小进入导气管501内的燃气流量。
39.外壳10内设置电器室80，电器室80内设置可充电电池和与可充电电池电连接的控制器，外壳10上设置控制控制器运行的控制按钮801，点火器504和第一电磁阀502均与控制器电连接。
40.为了防止热量流失，在第一腔体20、第二腔体30、第三腔体40和第四腔体70的内壁设置保温层，优选铝箔反射膜。
41.为使燃气在第二腔体30内充分燃烧以充分释放热量，需加快排出燃气燃烧产生的废气，防止废气在第二腔体30内聚集影响燃气的充分燃烧，在外壳10内设置抽气室60，抽气室60位于第一腔体20的下方，外壳10底部设置将抽气室60的内腔与外壳10外部空间连通的出气孔603，第三管道402的下端与抽气室60的上部内腔连通，抽气室60内设置电机601，电机601与第一腔体20的底部固定连接，电机601的输出轴向下竖直设置，电机601的输出轴上固定连接将抽气室60的内部气体由出气孔603排出抽气室60的风扇602，控制器与电机601
电连接用于控制电机601运行，为了减小电机601的体积和提高电机601的效率，电机601优选采用空心杯电机。
42.实施例2
43.如图2所示，与实施例1的不同之处在于：在第四腔体70内设置有与第四腔体70的内壁配合的烟丝框701，烟丝框701由透气网板制成，烟丝框701的上端开口，设置烟丝框701除了可用于盛装如烟弹这类具有固定外形的发烟材料外，还可用于盛装如烟丝类细碎的不具有固定外形的发烟材料，这时烟丝框701可以防止如烟丝类细碎的不具有固定外形的发烟材料掉入中空螺旋管内堵塞中空螺旋管。
44.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和本实用新型的实用性。