一种电磁感应线圈、电磁感应装置及卷烟加热器具的制作方法

1.本技术涉及加热不燃烧烟草技术领域，特别是涉及一种电磁感应线圈、电磁感应装置及卷烟加热器具。


背景技术：

2.电磁感应加热技术由于其加热效率较高，开始应用于低温卷烟的加热技术领域。卷烟的电磁感应加热系统是将导体材料呈螺旋缠绕在加热腔的外侧而形成电感线圈，并通过电子控制系统产生交变电流，交变电流经过线圈，由于磁滞损耗和涡流效应会在线圈内部的导体或磁性感受体内产生热量，感受体可以布置在烟支的内部或外部，利用感受体产生的热量对烟支的发烟物质进行烘烤加热，使其产生可供抽吸的气溶胶。
3.但是由于高频电流的集肤效应，电流将集中在线圈导体表面流过，而导体的中心部分几乎没有电流通过，这样等效于导线的横截面减小，电阻增大，因此，在电磁感应加热器具中，线圈会存在一定的电阻损耗，从而导致线圈自身发热，造成能量转换效率降低，同时线圈产生的热量会传导至器具外壳，使外壳温度增加，握持体验不好。
4.因此，如何减少电磁感应线圈的电阻损耗，减小线圈导体的电阻，提高电磁加热能量利用率，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本技术提供了一种电磁感应线圈、电磁感应装置及卷烟加热器具，能够减少电磁感应线圈的电阻损耗，减小感应线圈导体的电阻，提高电磁加热能量利用率。
6.本技术提供的技术方案如下：
7.一种电磁感应线圈，包括由导体形成的线圈本体，所述导体的内部设有中空部。
8.进一步的，所述导体的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的多边形。
9.进一步的，所述导体内部的中空部的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的多边形。
10.进一步的，所述导体内部的中空部的横截面的形状与所述导体的横截面的形状相同。
11.进一步的，所述线圈本体的一端的所述导体上设有进气孔，所述线圈本体的另一端的所述导体上设有出气孔，所述进气孔和所述出气孔分别与所述导体内部的中空部连通。
12.一种电磁感应装置，包括上述的电磁感应线圈以及用于为所述电磁感应线圈提供交变电流的电路或电源。
13.一种卷烟加热器具，包括上述的电磁感应线圈、用于为所述电磁感应线圈提供交变电流的电路或电源、以及用于容纳所述电磁感应线圈和所述电路或电源的壳体，所述壳
体的中部设有用于放置发烟物质的容纳腔，通电状态下所述电磁感应线圈产生感应磁场，以使至少部分位于所述电磁感应线圈内部的加热体发热，用于加热发烟物质。
14.进一步的，所述加热体设于所述容纳腔的内部，所述电磁感应线圈绕于所述壳体内，且使所述容纳腔处于所述电磁感应线圈的内部。
15.进一步的，所述线圈本体靠近烟嘴的一端的导体上设有进气孔，所述线圈本体远离所述烟嘴的一端的所述导体上设有出气孔，所述进气孔和所述出气孔分别与所述导体内部的中空部连通，且所述壳体上对应所述进气孔的地方设有进气口，所述进气孔经所述进气口与外部连通，所述出气孔连通所述容纳腔的底部。
16.进一步的，所述加热体为与所述电磁感应线圈同轴布置的柱状、管状、棒状、针状或杆状形状；
17.或者，所述加热体为沿所述电磁感应线圈的轴向方向延伸的扁平状、剑刃状、片状或条带形状。
18.进一步的，所述电磁感应线圈的外部设有磁屏蔽层。
19.本发明提供的一种电磁感应线圈、电磁感应装置及卷烟加热器具，其线圈本体的导线内部中空，由于集肤效应的存在，高频电路的电流会集中在导体的表面传导，因此导体内部中空并不会影响电流的流通，并且在横截面积相同的情况下还能够降低高频电路中集肤效应对线圈本体电阻的影响，减小等效电阻，减小线圈本体的自身发热，提高能量转换利用率，同时线圈本体采用中空的导体还能在一定程度上节约材料，减轻器具重量。
附图说明
20.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中记载的一些实施例，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。
21.图1为本技术实施例中卷烟加热器具的结构示意图；
22.图2为本技术实施例中卷烟加热器具的容纳腔剖面图。
23.附图标记：线圈本体1，中空部2，壳体3，容纳腔4，加热体5，进气口6，电源槽7。
具体实施方式
24.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。
25.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
26.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。
27.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。
28.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所能涵盖的范围内。
29.本技术实施例提供一种电磁感应线圈，包括由导体形成的线圈本体1，所述导体的内部设有中空部2。
30.本实施例提供的一种电磁感应线圈，其线圈本体1的导线的内部中空，导体内部中空部2的长度与导体的长度相等，由于集肤效应的存在，高频电路的电流会集中在导体的表面传导，因此导体内部中空并不会影响电流的流通，并且在导体的横截面积相同的情况下，还能够降低高频电路中集肤效应对线圈本体1电阻的影响，减小等效电阻，减小线圈本体1的自身发热，提高能量转换利用率，同时线圈本体1采用中空的导体还能在一定程度上节约材料，减轻器具重量。
31.优选的，所述导体的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的多边形。导体的横截面的形状具体可以是圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的正多边形的一种，本技术中所说的导体的横截面的形状指的是导体的横截面的外围形状，导体的横截面的中部是空心的。
32.具体的，所述导体内部的中空部2的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的多边形。导体内部的中空部2的横截面的形状可以是圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的正多边形的一种，方形可以是正方形或长方形。更具体的，导体的横截面的形状可以为正方形，其内部的中空部2的横截面的形状为正五边形；或者，导体的横截面的形状为三角形，其内中空部2的横截面的形状为圆形。
33.本实施例还提供一种实施方式，所述导体内部的中空部2的横截面的形状与所述导体的横截面的形状相同。具体的，导体的横截面形状呈圆形，其内部的中空部2的横截面的形状也为圆形；或者，导体的横截面形状呈方形，其内部的中空部2的横截面的形状也为方形。
34.本实施例进一步对上述技术方案进行优化，所述线圈本体1的一端的所述导体上设有进气孔，所述线圈本体1的另一端的所述导体上设有出气孔，所述进气孔和所述出气孔分别与所述导体内部的中空部2连通。
35.具体的，进气孔和出气孔设有至少一个，优选的进气孔和出气孔可设置多个，外部气体可从线圈本体1一端的进气孔进入导体内部的中空部2，然后沿线圈本体1内部螺旋流通，最后从线圈本体1的另一端的出气孔流出。外部气体温度较低，当气流从线圈本体1的导体内部的中空部2流过时，由于线圈本体1存在一定的发热，线圈本体1的热量会对内部流过的气体进行预加热，并且由于线圈本体1是螺旋缠绕的，气体在线圈本体1内部的流通路径
较长，气流的预热长度增加，既有利于对内部的气体进行预热，又有助于降低线圈本体1自身的温度。
36.本实施例还提供一种电磁感应装置，包括上述的电磁感应线圈以及用于为所述电磁感应线圈提供交变电流的电路或电源。该电磁感应装置也具有上述电磁感应线圈的有益效果，可减少电阻损耗，减小等效电阻，减小线圈本体1的自身发热，从而能有效降低能量损耗，提高电磁加热能量利用率。
37.本实施例还提供一种卷烟加热器具，如图1和图2所示，包括上述的电磁感应线圈、用于为所述电磁感应线圈提供交变电流的电路或电源、以及用于容纳所述电磁感应线圈和所述电路或电源的壳体3，所述壳体3的中部设有用于放置发烟物质的容纳腔4，通电状态下所述电磁感应线圈产生感应磁场，以使至少部分位于所述电磁感应线圈内部的加热体5发热，，用于加热发烟物质。
38.具体的，电磁感应线圈和电源或电路设于壳体3的内部，抽吸烟料或其他发烟物质时，将烟料放入容纳腔4中，烟料自身可带有加热体5，而加热器具本身不包括加热体5，带有加热体5的烟料处于电磁感应线圈的内部，通电状态下电磁感应线圈产生感应磁场，加热体5在电磁感应线圈的磁场作用下发热，加热体5发热来加热烟料。当然，加热体5可以是固定设置在壳体3内，且加热体5至少部分处于电磁感应线圈的内部，烟料放入容纳腔4后，加热体5在电磁感应线圈的磁场的作用发热，来加热容纳腔4内部的烟料。
39.其中，加热体5可由电导性或磁性材料制成，加热体5可在电磁感应线圈的磁场的作用下发热。具体的，加热体5可以是全金属的；或者，由金属与电性绝缘材料一起构成的含金属的加热结构，例如在陶瓷基体表面涂覆有金属导电材料。优选的，所述壳体3由绝缘材料制成，例如陶瓷或耐高温绝缘的高分子材料。壳体3优选采用陶瓷制成，具有良好的绝缘隔热效果。
40.本实施例中，壳体3内部远离容纳腔4的一端设有电源槽7和电路板，电源槽7内用于安装电池电源，电源槽7正极和负极分别与电路板上的控制电路电性连接，控制电路与电磁感应线圈电性连接，电池经控制电路用于给电磁感应线圈提供交变电流，当然，控制电路也可直接与外部电源电性连接，给电磁感应线圈提供交变电流。壳体3上可设置控制按钮，，控制按钮与控制电路连接，用于控制电源对电磁感应电路通电或断电。
41.本实施例对上述技术方案进行优化，所述加热体5设于所述容纳腔4的内部，所述电磁感应线圈绕于所述壳体3内，且使所述容纳腔4处于所述电磁感应线圈的内部。具体的，壳体3包括内壳和外壳，电磁感应线圈缠绕在内壳的外部，且位于内壳与外壳之间，内壳的中部设有容纳腔4，加热体5同轴设置在容纳腔4的底部。当烟料放入容纳腔4时，加热体5从底部插入烟料的中部，加热体5从中部对烟料进行加热。
42.本实施例优选的，所述线圈本体1靠近烟嘴的一端的导体上设有进气孔，所述线圈本体1远离所述烟嘴的一端的所述导体上设有出气孔，所述进气孔和所述出气孔分别与所述导体内部的中空部2连通，且所述壳体3上对应所述进气孔的地方设有进气口6，所述进气孔经所述进气口6与外部连通，所述出气孔连通所述容纳腔4的底部。
43.现有的卷烟加热器具，其气路设计一般是从外部导入的冷空气直接进入加热腔的内部，这样气流进入加热腔时，由于气流温度较低，会造成烟草内部温度和加热元件温度的突然下降，导致抽吸口感不好，并且控制系统会迅速提高功率进行温度补偿，提高加热元件
温度，这样会导致能耗提高。
44.本实施例提供的卷烟加热器具，线圈本体1靠近烟嘴的一端的导体上设有一个或多个进气孔，远离烟嘴的一端的导体上设有一个或多个出气孔，且进气孔与出气孔经导体内部的中空部2连通。抽吸者从烟嘴抽吸时，外部气体从加热器具外壳的进气口6流入导体的内部，并在导体内部的中空部2进行螺旋流通，最后从线圈本体1的出气孔流出，并进入容纳腔4底部到达烟支的端部，随着抽吸者的抽吸进入烟支，与烟料发烟物质产生的气溶胶一起进入用抽吸者的腔内，具体如图1中箭头所示。由于线圈本体1的导体存在一定的发热，当气流从导体的中空部2流通时，导体的热量会对从其内部的中空部2流过的气流进行预加热，并且由于线圈本体1是螺旋缠绕的，所以气流在导体内部的中空部2的流通路径较长，气流的预热长度增加，当气流到达线圈本体1的出气孔到达烟支的端部时，气流的温度较环境温度有明显升高，此时气流再进入烟支的内部时，对烟支内部的温度和加热体5的温度影响减小，不会造成温度的瞬时大幅下降，控制系统只需要保持输出功率稳定就能够维持烟支内部整个温度场的稳定，有利于保持抽吸口感的一致性，也有利于减小能耗。
45.并且，由于线圈本体1存在一定的电阻损耗，导致线圈本体1的自身发热，线圈本体1产生的热量会传导至加热器具的外壳，使外壳的温度升高，从而导致抽吸者握持体验不好。当外部温度较低的气流经过导体内部时，有助于降低线圈本体1自身的温度，从而有利于对线圈外部的壳体3进行降温。
46.进一步的，所述加热体5为与所述电磁感应线圈同轴布置的柱状、管状、棒状、针状或杆状形状；或者，所述加热体5为沿所述电磁感应线圈的轴向方向延伸的扁平状、剑刃状、片状或条带形状。
47.本实施例中，加热体5采用上述形状结构，既便于加热体5对容纳腔4中的烟支进行加热，又便于加热体5插入烟支中。优选的加热的端部呈尖状。
48.为了防止电磁泄漏，所述电磁感应线圈的外部设有磁屏蔽层。设置磁屏蔽层，可有效防止电磁外漏。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种电磁感应线圈，其特征在于，包括由导体形成的线圈本体，所述导体的内部设有中空部。2.根据权利要求1所述的一种电磁感应线圈，其特征在于，所述导体的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的多边形。3.根据权利要求1或2所述的一种电磁感应线圈，其特征在于，所述导体内部的中空部的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、菱形或四边以上的多边形。4.根据权利要求1或2所述的一种电磁感应线圈，其特征在于，所述导体内部的中空部的横截面的形状与所述导体的横截面的形状相同。5.根据权利要求3所述的一种电磁感应线圈，其特征在于，所述线圈本体的一端的所述导体上设有进气孔，所述线圈本体的另一端的所述导体上设有出气孔，所述进气孔和所述出气孔分别与所述导体内部的中空部连通。6.一种电磁感应装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的电磁感应线圈以及用于为所述电磁感应线圈提供交变电流的电路或电源。7.一种卷烟加热器具，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的电磁感应线圈、用于为所述电磁感应线圈提供交变电流的电路或电源、以及用于容纳所述电磁感应线圈和所述电路或电源的壳体，所述壳体的中部设有用于放置发烟物质的容纳腔，通电状态下所述电磁感应线圈产生感应磁场，以使至少部分位于所述电磁感应线圈内部的加热体发热，用于加热发烟物质。8.根据权利要求7所述的一种卷烟加热器具，其特征在于，所述加热体设于所述容纳腔的内部，所述电磁感应线圈绕于所述壳体内，且使所述容纳腔处于所述电磁感应线圈的内部。9.根据权利要求7或8所述的一种卷烟加热器具，其特征在于，所述线圈本体靠近烟嘴的一端的导体上设有进气孔，所述线圈本体远离所述烟嘴的一端的所述导体上设有出气孔，所述进气孔和所述出气孔分别与所述导体内部的中空部连通，且所述壳体上对应所述进气孔的地方设有进气口，所述进气孔经所述进气口与外部连通，所述出气孔连通所述容纳腔的底部。10.根据权利要求9所述的一种卷烟加热器具，其特征在于，所述加热体为与所述电磁感应线圈同轴布置的柱状、管状、棒状、针状或杆状形状；或者，所述加热体为沿所述电磁感应线圈的轴向方向延伸的扁平状、剑刃状、片状或条带形状。11.根据权利要求7或8所述的一种卷烟加热器具，其特征在于，所述电磁感应线圈的外部设有磁屏蔽层。

技术总结
本申请公开的一种电磁感应线圈、电磁感应装置及卷烟加热器具，包括由导体形成的线圈本体，所述导体的内部设有中空部。其线圈本体的导线内部中空，由于集肤效应的存在，高频电路的电流会集中在导体的表面传导，因此导体内部中空并不会影响电流的流通，并且在横截面积相同的情况下还能够降低高频电路中集肤效应对线圈本体电阻的影响，减小等效电阻，减小线圈本体的自身发热，提高能量转换利用率，同时线圈本体采用中空的导体还能在一定程度上节约材料，减轻器具重量。减轻器具重量。减轻器具重量。


技术研发人员：唐良颖 刘华臣 谭健 吴聪 黄婷 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：2023.06.26
技术公布日：2023/9/20