我今天想谈的是一项新技术——电磁涡流技术在加热不燃烧器具的应用,分为三个方面进行介绍,行业背景、关键技术研究和应用。

一、专利壁垒

众所周知,加热不燃烧产品的兴起源于烟草巨头菲莫国际的产品iQOS,菲莫国际在加热不燃烧领域已经建立了深厚的专利壁垒。

就在最近这两个月内,菲莫国际就电子烟的外观设计与发明两项专利权在国内开展了一系列的侵权起诉行动,目前已有多家生产加热不燃烧产品的电子烟企业被起诉。

对于国内普通电子烟企业来说,你对菲莫国际的侵权仅仅是伤害,而他给你的起诉却是致命一击。

当然、PMI也不仅仅是针对国内企业,对国际烟草巨头如:BAT、KT&G也拿起了专利武器,保护他自己的利益,阻止竞争对手在低温烟领域的发展。

当前,菲莫国际在中国布局的烟具重点专利中,主要涉及内容为结构、加热元件、弹出组件、控制系统等几个方面。

而且PMI的专利以群的方式进行布局如:主次单元的结构设计、加热元件的结构、材质、导电轨迹和测温系统等均做了详细的布局,具有严密的专利保护群。

二、电阻加热技术

现在烟具专利技术群都是围绕电阻加热技术而布局的。

目前国内相关企业也在低温烟具的多方面进行了有益的探索,如新烟宝从测温系统端、御烟从烟支端、博迪、利德从发热材料端、因味科技从技术端等等。

尽管在专利领域尚处在初期布局和散点式布局阶段,但是都取得了可喜的成绩,期待更多的企业加入。

目前市场上的低温烟具加热方式不管是中心还是周向都为电阻加热技术,这两种加热方式都有很多难题需要解决。

如:在市场上的中心加热烟具的加热元件分为片式和针式,两种发热元件都有一些共性技术难题:

  • 自动化程度低;

  • 发热面积偏小;

  • 发热均匀程度受限;

  • 发热元件易断(尤其是片式)导致售后成本增加。

如:周向加热烟具主要通过FPC、不锈钢、陶瓷等材质实现加热,这些材质加热都有不同的弱点,例如FPC耐热程度低、稳定性、一致性等有待提高。

三、涡流加热

基于以上这些问题,我们从电磁炉加热的现象中得到启发,积极探索新的加热技术——涡流加热。

涡流加热主要有电磁涡流加热、红外涡流加热、微波涡流加热等方式,今天向各位介绍的是我们研究的相对比较成熟的电磁加热技术。

在研究电磁加热技术过程中,需要解决的是行不行和能不能的问题,行不行就是从原理端看看实现的可能性,能不能就是解决实现路径的问题。

1、涡流加热原理

首先,从原理上来看,电磁涡流加热主要会经历以下过程:

  • 高速变化的高频高压电流通过感应线圈来产生变化的交变磁场

  • 然后切割交变磁力线从而在金属感应体产生涡流

  • 通过金属载流子高速无规则运动而产生热能

  • 利用热能对烟草段进行加热

  • 使用控制系统控制好温度等抽吸参数,最终达成抽吸目的

其次,在实现路径方面,经过研究发现进行产业化是可行的,涡流电磁加热相对于其他加热方式有升温快速、热能利用率高、性能稳定性好、降低生产工艺难度的优势。

2、具体研究内容

具体研究内容:我们团队主要从加热组件、隔热组件、控制系统、整体集成四个方面进行深入的研究。

加热组件我们筛选对比多种常用涡流加热材料的一系列参数,对感应圈及金属感应体的材质进行选择。综合考虑金属感应体的壁厚等多种因素对加热效果的影响,设计开发多种适配于不同加热条件下的涡流加热元件结构,包括周向、中心及复合等类型。

  • 周向加热型烟具:从外向内部进行电磁涡流加热,加热面积大,烟支烘烤较均匀,适合加热类似neo烟弹的细长型烟支。

  • 中心加热型烟具:从烟支内部向外部进行电磁涡流加热,可充分利用到加热元件所产生的热量,适合加热类似HEETS等直径较大的烟支,烟杯外围不需要考虑隔热设计,加热元件上可选择片式或针式。

  • 复合加热型烟具:结合了周向加热和中心加热的两种加热优点,烟支的烘烤更为均匀充分,且对现在市场上所有加热不燃烧卷烟烟支均可适配。

隔热组件我们需从隔热组件的耐温、尺寸、安全性及加工工艺方面的问题着力解决。

同时根据中心加热、周向加热、复合式加热的特点使用不同的隔热组件。

控制系统:控制上主要是根据逆变电路将直流电转换成交流电,进而通过振荡电路产生交变磁场,感应体在交变磁场中就会感应产生涡流,从而发热。

涡流加热中加热元件可不与控制电路直接连接,通过调节输出功率来控温,也就不存在烟液渗漏复式方案板及电池的情况。

整体集成:基于以上研究,我们以便捷、实用、美观为目标,考虑到不同消费者的需求,开展烟具的ID设计、结构设计、集成技术研究,形成多种类型电磁涡流加热系统应用于电加热烟具。

3、运用

基于我们的研究,已经完成了技术的功能样机,也欢迎大家可以进行品鉴。

4、总结

根据我们的信息,国际上有一些公司(如PMI)也在研究电磁涡流技术在低温烟具上的运用。

0到1,目前,我们团队的研发,已经实现将电磁涡流技术从理论转化到低温烟具上的过程。

1到N,希望与各位供应商合作,拓展新型材料,将这项新的加热技术应用于低温烟具上,尽快实现产业化,争取能够在全球进行首发。

N到财富,同时也欢迎经销商、代理商一起将商品推向市场,实现共同富裕。

来源:本草香弹

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作者 ab