一种加热卷烟烟支的空腔段结构及加热卷烟烟支的制作方法

1.本发明涉及新型烟草技术领域，尤其涉及一种加热卷烟烟支的空腔段结构及加热卷烟烟支。


背景技术：

2.加热卷烟作为一种新型烟草制品，它利用热源加热特制烟草而非点燃烟草以产生烟草风味气体，一般将温度加热至350℃以下，低于传统卷烟的600℃。相比传统卷烟，加热卷烟通过降低烟草产品使用时的工作温度来减少有害物质产生或释放，从而可以降低气溶胶有害化学成分和生物毒性，因此成为了烟草行业主要研究方向，但是加热卷烟却难以做到传统卷烟的高满足感和透气度。
3.现有技术中，常见的加热卷烟烟支主要由实心丝束段、冷凝降温段、中空丝束段和烟草材料段四部分组成，其中中空丝束段或冷凝降温段结构多用普通空管或柱形管，在降低气溶胶的吸阻方面作用有限。


技术实现要素：

4.针对现有技术中加热卷烟烟支的中空丝束段或冷凝降温段，在降低吸阻方面作用有限，影响消费者的抽吸体验的技术问题。本发明提供了一种加热卷烟烟支的空腔段结构，其基于伯努利原理，通过内部设置的特定结构，产生使气溶胶快速迁移的压力差，从而达到有效降低吸阻的作用，可以更好的提高消费者的抽吸体验。
5.一种加热卷烟烟支的空腔段结构，其包括空腔段本体，所述空腔段本体中设置有中空腔，所述中空腔沿第一方向贯穿所述空腔段本体设置；
6.沿所述第一方向，所述中空腔包括依次连通的第一腔体、第二腔体、第三腔体，其中，所述第二腔体的横截面面积小于所述第一腔体的横截面面积，且所述第二腔体的横截面面积小于所述第三腔体的横截面面积。
7.优选的，所述空腔段本体的内壁分别围成所述第一腔体、所述第三腔体；
8.所述空腔段本体的内壁上还设置有中空隔板，所述中空隔板的内壁围成所述第二腔体。
9.优选的，所述第一腔体、所述第二腔体、所述第三腔体均为圆柱形空腔。
10.优选的，所述第一腔体的横截面面积为s，所述第二腔体的横截面面积为s0，其中，s0/s≥20％。
11.优选的，s0/s为40％或20％。
12.优选的，所述中空隔板为中空圆形、中空多边形、中空心形中的一种。
13.优选的，所述中空隔板至少包括第一中空隔板及与所述第一中空隔板连接的第二中空隔板，所述第一中空隔板位于靠近所述第一腔体的一侧，所述第二中空隔板位于靠近所述第三腔体的一侧；
14.自所述第一腔体往所述第三腔体方向，所述第一中空隔板的内壁的横截面面积逐
渐减小。
15.优选的，所述第一中空隔板的内壁为平滑圆弧过渡结构。
16.优选的，所述中空隔板为中空硬质隔板。
17.优选的，所述第二腔体位于所述空腔段本体的中央。
18.一种加热卷烟烟支，其包括烟草段、滤棒段及如上述中任一项所述的加热卷烟烟支的空腔段结构；
19.所述加热卷烟烟支的空腔段结构设置于所述烟草段、所述滤棒段之间，且所述第一腔体与所述烟草段连接。
20.优选的，所述烟草段包括卷烟纸及包覆于所述卷烟纸中的烟草物质，所述烟草物质为片状、丝状、颗粒状、成形棒状、多孔棒状、凝胶形态中的一种，所述卷烟纸为不透气卷烟纸或可控透气度卷烟纸。
21.与现有技术相比，本发明提供的加热卷烟烟支的空腔段结构，其包括空腔段本体，所述空腔段本体中设置有中空腔，所述中空腔沿第一方向贯穿所述空腔段本体设置；沿所述第一方向，所述中空腔包括依次连通的第一腔体、第二腔体、第三腔体，其中，所述第二腔体的横截面面积小于所述第一腔体的横截面面积，且所述第二腔体的横截面面积小于所述第三腔体的横截面面积。所述加热卷烟烟支的空腔段结构中将所述第二腔体的横截面面积设置为小于所述第一腔体、所述第二腔体的横截面面积，从而当气溶胶在所述中空腔中流动时，基于伯努利原理，此种结构能够产生使气溶胶快速迁移的压力差，从而达到有效降低吸阻的作用，可以更好的提高消费者的抽吸体验。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为一种实施例提供的加热卷烟烟支的空腔段结构的剖面结构示意图；
24.图2为图1所示加热卷烟烟支的左视图；
25.图3为一种实施例提供的加热卷烟烟支的空腔段结构的剖面结构示意图；
26.图4为一种实施例提供的加热卷烟烟支的剖面结构示意图。
具体实施方式
27.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.需要说明的是，当部件被称为“固定于”、“安装于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者间接设置在另一个部件上；当一个部件与另一个部件“连接”，或一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或间接连接至另一个部件上。
29.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
32.本发明提供了一种加热卷烟烟支的空腔段结构，其包括空腔段本体，所述空腔段本体中设置有中空腔，所述中空腔沿第一方向贯穿所述空腔段本体设置；沿所述第一方向，所述中空腔包括依次连通的第一腔体、第二腔体、第三腔体，其中，所述第二腔体的横截面面积小于所述第一腔体的横截面面积，且所述第二腔体的横截面面积小于所述第三腔体的横截面面积。所述加热卷烟烟支的空腔段结构中将所述第二腔体的横截面面积设置为小于所述第一腔体、所述第二腔体的横截面面积，从而当气溶胶在所述中空腔中流动时，基于伯努利原理，此种结构能够产生使气溶胶快速迁移的压力差，从而达到有效降低吸阻的作用，可以更好的提高消费者的抽吸体验。
33.请结合参阅图1。本实施例提供了一种加热卷烟烟支的空腔段结构100，其应用于加热卷烟烟支中，用以降低加热卷烟烟支抽吸过程中的吸阻，提高消费者的抽吸体验。
34.所述加热卷烟烟支的空腔段结构100包括空腔段本体10，所述空腔段本体10中设置有中空腔20，所述中空腔20沿第一方向(在本实施例中，具体为图1所示横向)贯穿所述空腔段本体10设置。从而在抽吸加热卷烟烟支时，气溶胶能通过所述中空腔20顺利流过所述加热卷烟烟支的空腔段结构100。
35.沿所述第一方向，所述中空腔20包括依次连通第一腔体21、第二腔体22、第三腔体23。所述第二腔体22的横截面面积小于所述第一腔体21的横截面面积，且所述第二腔体22的横截面面积小于所述第三腔体23的横截面面积。其中，在本实施例中，横截面指的是以垂直于图1所示方向角度的平面去截取所述加热卷烟烟支的空腔段结构100对应部分所得的平面。
36.需要说明的是，根据实际需求，所述第二腔体22可以为不均匀腔体结构，即沿所述第一方向，所述第二腔体22中各处的横截面面积不用完全等同，例如在一种实施例中，可以为所述第二腔体22位于靠近所述第一腔体21一侧的部分横截面面积大于所述第二腔体22位于远离所述第一腔体21一侧的部分横截面面积。甚至，所述第一腔体21、所述第三腔体23也可为不均匀腔体结构。
37.而本实施例中，所述第二腔体22的横截面面积小于所述第一腔体21的横截面面积指的是，所述第二腔体22中最大的横截面面积小于所述第一腔体21中最小的横截面面积。所述第二腔体22的横截面面积小于所述第三腔体23的横截面面积指的是，所述第二腔体22
中最大的横截面面积小于所述第三腔体23中最小的横截面面积。也就是说，只需将所述第二腔体22设置为与所述第一腔体21、所述第三腔体23设置为通道粗细不相等的结构即可，其中，所述第二腔体22为细通道，而所述第一腔体21、所述第三腔体23对应为粗通道。
38.根据伯努利方程：
[0039][0040]
其中，v是气溶胶在选定点的流速；p是气溶胶的密度；p是在选定点的压力：g是重力加速度；h为高度，对于单支加热卷烟烟支而言，h为定值，可忽略不计。流速v大的地方压强p就小，反之流速小的地方压强大。在粗细不均匀的气溶胶通道中，根据连续性方程，通道细处流速大，所以通道细处压强小，通道粗处压强大，从动力学角度分析，当气溶胶沿水平加热卷烟烟支向前迁移时，其从粗处流向细处时将加速，使气溶胶加速的作用力来源于压力差。
[0041]
也就是说，当消费者抽吸时会提供较大的吸力用于吸入气溶胶，气溶胶在粗细不均匀的所述中空腔20中通过，根据连续性方程，在相同流量下，所述中空腔20的细处(即所述第二腔体22处)流速变大，所以中空腔20细处压强减小，会促进气溶胶快速向前方高气压处扩散，有利于将生成的气溶胶更加充分地流向出气端，提高消费者抽吸的顺畅度，降低吸阻。
[0042]
可以理解的是，加热卷烟作为一种新型烟草制品，由于其可以降低气溶胶有害化学成分和生物毒性，因此成为了烟草行业主要研究方向。然而，现有技术中加热卷烟却难以做到传统卷烟的高满足感和透气度。特别是加热卷烟抽吸的前几口，气溶胶量较小，需要消费者抽吸几口后才能抽吸到大量的气溶胶，极大的影响了消费者的抽吸体验，这也局限了加热卷烟的应用推广，是新型烟草制品领域一直渴望解决的问题。
[0043]
而本实施例提供的所述加热卷烟烟支的空腔段结构100能有效的降低吸阻，可以更好的提高消费者一口抽吸到的气溶胶量，提高消费者的抽吸体验。
[0044]
优选的，在一种实施例中，所述空腔段本体10的内壁11分别围成所述第一腔体21、所述第三腔体23。所述空腔段本体10的内壁11上还设置有中空隔板30，所述中空隔板30的内壁31围成所述第二腔体22。也就是说，在一种实施例中，具体是通过在所述中空段本体10中额外设置所述中空隔板30，通过所述中空隔板30来围成所述第二腔体22，这样就不需要对已有的生产线进行大规模的改进，仅需在已有的加热卷烟烟支的中空段(降温段)中设置所述中空隔板30即可，极大的降低了成本。
[0045]
优选的，在一种实施例中，所述第一腔体21、所述第二腔体22、所述第三腔体23均为圆柱形空腔。即在一种实施例中，沿所述第一方向，所述第一腔体21、所述第二腔体22、所述第三腔体23均为均匀的腔体结构，具体呈圆柱形结构。
[0046]
更优的，在一种实施例中，所述第一腔体21的中心轴线、所述第二腔体22的中心轴线、所述第三腔体23的中心轴线位于同一直线上，从而可以更好的加速各处的气溶胶的流通。
[0047]
请结合参阅图1和图2。所述第一腔体21的横截面面积为s，所述第二腔体22的横截面面积为s0，
[0048]
可以理解的是，原则上来说，所述第二腔体22面积越小，气溶胶快速向前方扩散的
速度越快，但是所述中空腔20中气溶胶基质通过所述中空隔板30时，总流量并非一直保持不变，当所述中空隔板30面积减小达到一定的值时，通过的气溶胶基质在所述中空腔20出口存在扩张段流量损失现象，反而会导致消费者抽吸的气溶胶容量减少，满足感降低。本发明对所述中空腔20中合适的面积范围进行详细研究。下表1为对不同的面积比值(s0/s)的情况下烟支前三口总粒相物含量进行测试所得结果。
[0049]
表1
[0050]
面积比总粒相物/mg感官发烟量第一口满足感80％16.91大低60％16.85大较高40％16.82大高20％16.52较大较高5％10.52小低1％3.26很小很低
[0051]
当s0/s＝40％，所述第二腔体22处气溶胶速度会随着面积的减小同比例地增大，流量几乎保持不变。
[0052]
当s0/s＝20％，所述第二腔体22处气溶胶速度会随着面积的减小同比例地增大，流量几乎保持不变。
[0053]
当s0/s＝5％，继续减小所述第二腔体22面积，所述中空腔20出口段会出现气溶胶基质分离现象，周向靠近外壁(如图2中所示z所示同心圆区域处)会存在流动损失导致流量减少。
[0054]
当s0/s＝1％，当所述第二腔体22面积减到很小时，速度不能继续增大了，而所述中空腔20出口段的激波和分离损失现象会进一步地减小气溶胶流量。
[0055]
根据测试结果可知，随着面积比的减小，烟支前三口释放的总粒相物含量逐渐减少，且面积比越小，总粒相物呈指数减小，表明不同面积比结构的烟支会影响抽吸饱满度，面积比高于20％的结构才能满足气溶胶量的输出；
[0056]
优选的，在一种实施例中，s0/s≥20％，即所述第二腔体22的横截面面积与所述第一腔体21的横截面面积比值≥20％。
[0057]
可以理解的是，面积比越高，所述第二腔体22横截面面积越大，气溶胶向前方出口扩散的速度越慢，消费者在前几口抽吸状态时无法快速获得气溶胶基质，也会影响用户的满足感。
[0058]
更优的，在一种实施例中，s0/s为40％或20％。
[0059]
优选的，所述中空隔板30可为规则或不规则形状，例如所述中空隔板30可为中空圆形、中空多边形、中空心形中的一种。
[0060]
当然，所述中空隔板30也可以由不同直径的多段腔体或不同宽度造型的隔板结构构成，但整体呈周向缩小设置，能使从所述第一腔体21吸入的气体受到一定阻挡的结构。
[0061]
请结合参阅图3。优选的，在一种实施例中，所述中空隔板30至少包括第一中空隔板32及与所述第一中空隔板32连接的第二中空隔板33，所述第一中空隔板31位于靠近所述第一腔体21的一侧，所述第二中空隔板33位于靠近所述第三腔体33的一侧。自所述第一腔体21往所述第三腔体23方向，所述第一中空隔板32的内壁的横截面面积逐渐减小。即在这
种实施例中，所述中空隔板30包括两个部分，靠近所述第一腔体21一侧的部分为横截面渐变结构，这样就能更好的避免阻挡气溶胶，让气溶胶流通更加的顺畅。
[0062]
更优的，在一种实施例中，所述第一中空隔板32的内壁为平滑圆弧过渡结构。即所述第一中空隔板32为平滑的圆弧形结构，从而所述中空隔板30靠近所述第一腔体21处能尽可能减少所述中空隔板30阻流状态。
[0063]
优选的，在一种实施例中，所述中空隔板30为中空硬质隔板。即所述中空隔板30由具有一定硬度的硬质材料制成，例如包括金属、peek(聚醚醚酮)、聚四氟乙烯、有机玻璃、醋酸纤维和纸基材料等。
[0064]
优选的，在一种实施例中，所述第二腔体22位于所述空腔段本体10的中央，从而可以进一步的降低吸阻，加速气溶胶的流通。
[0065]
请结合参阅图4。在一种实施例中还提供了一种加热卷烟烟支1000，其包括烟草段200、滤棒段300及如上述中任一项所述的加热卷烟烟支的空腔段结构100。所述加热卷烟烟支的空腔段结构100设置于所述烟草段200、所述滤棒段300之间，且所述第一腔体21与所述烟草段200连接。
[0066]
所述加热卷烟烟支1000通过外部卷接材料包裹连接在一起。所述加热卷烟烟支的空腔段结构100连接所述烟草段200和普通所述滤棒段300，为具有空腔结构的柱体，其中在空腔结构中设置有周向的所述中空隔板30结构，所述中空隔板30形成的所述第二腔体22尺寸小于所述空腔段本体10自身的空腔尺寸，使得自所述烟草段200至所述滤棒段300方向腔体结构缩小设置。
[0067]
所述卷烟段200由卷烟纸卷包各种形态的烟草原料或其他发烟基质组成，所述烟草原料可为一定配方组成的烟草物质。优选的，在一种实施例中，所述烟草段200包括卷烟纸及包覆于所述卷烟纸中的烟草物质，所述烟草物质为片状、丝状、颗粒状、成形棒状、多孔棒状、凝胶形态中的一种，所述卷烟纸为不透气卷烟纸或可控透气度卷烟纸。即所述卷烟纸为不透气材料或可控透气度材料。
[0068]
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，包括空腔段本体，所述空腔段本体中设置有中空腔，所述中空腔沿第一方向贯穿所述空腔段本体设置；沿所述第一方向，所述中空腔包括依次连通的第一腔体、第二腔体、第三腔体，其中，所述第二腔体的横截面面积小于所述第一腔体的横截面面积，且所述第二腔体的横截面面积小于所述第三腔体的横截面面积。2.根据权利要求1所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述空腔段本体的内壁分别围成所述第一腔体、所述第三腔体；所述空腔段本体的内壁上还设置有中空隔板，所述中空隔板的内壁围成所述第二腔体。3.根据权利要求2所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述第一腔体、所述第二腔体、所述第三腔体均为圆柱形空腔。4.根据权利要求3所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述第一腔体的横截面面积为s，所述第二腔体的横截面面积为s0，其中，s0/s≥20％。5.根据权利要求4所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，s0/s为40％或20％。6.根据权利要求2所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述中空隔板为中空圆形、中空多边形、中空心形中的一种。7.根据权利要求2所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述中空隔板至少包括第一中空隔板及与所述第一中空隔板连接的第二中空隔板，所述第一中空隔板位于靠近所述第一腔体的一侧，所述第二中空隔板位于靠近所述第三腔体的一侧；自所述第一腔体往所述第三腔体方向，所述第一中空隔板的内壁的横截面面积逐渐减小。8.根据权利要求7所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述第一中空隔板的内壁为平滑圆弧过渡结构。9.根据权利要求2所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述中空隔板为中空硬质隔板。10.根据权利要求1所述的加热卷烟烟支的空腔段结构，其特征在于，所述第二腔体位于所述空腔段本体的中央。11.一种加热卷烟烟支，其特征在于，包括烟草段、滤棒段及如权利要求1至10中任一项所述的加热卷烟烟支的空腔段结构；所述加热卷烟烟支的空腔段结构设置于所述烟草段、所述滤棒段之间，且所述第一腔体与所述烟草段连接。12.根据权利要求11所述的加热卷烟烟支，其特征在于，所述烟草段包括卷烟纸及包覆于所述卷烟纸中的烟草物质，所述烟草物质为片状、丝状、颗粒状、成形棒状、多孔棒状、凝胶形态中的一种，所述卷烟纸为不透气卷烟纸或可控透气度卷烟纸。

技术总结
本发明提供了一种加热卷烟烟支的空腔段结构，其包括空腔段本体，所述空腔段本体中设置有中空腔，所述中空腔沿第一方向贯穿所述空腔段本体设置；沿所述第一方向，所述中空腔包括依次连通的第一腔体、第二腔体、第三腔体，其中，所述第二腔体的横截面面积小于所述第一腔体的横截面面积，且所述第二腔体的横截面面积小于所述第三腔体的横截面面积。同时，本发明还提供了一种加热卷烟烟支。与现有技术相比，本发明提供的加热卷烟烟支的空腔段结构及加热卷烟烟支可以降低吸阻，提高消费者的抽吸体验。验。验。


技术研发人员：黄婷 刘华臣 吴聪 唐良颖 谭健 彭峥
受保护的技术使用者：湖北中烟工业有限责任公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/13