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無煙的香味抽吸器.pdf

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無煙 香味 抽吸
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摘要
申請專利號:

CN201180037410.8

申請日:

20110728

公開號:

CN103037718B

公開日:

20140521

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A24F47/00 主分類號: A24F47/00
申請人: 日本煙草產業株式會社
發明人: 筱崎靖宏,片山和彥,秋山健,石川悅朗,山田學
地址: 日本東京都
優先權: 2010-172338
專利代理機構: 北京市柳沈律師事務所 代理人: 張祥
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201180037410.8

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種無煙的香味抽吸器,包括:作為香味發生源的煙草材料(20),和加熱器,該加熱器用于加熱煙草材料(20)以允許香味組分從所述煙草材料(20)得以釋放同時防止從煙草材料(20)產生煙氣。加熱器具有碳熱源(10)和冷卻元件(16)。碳熱源(10)和冷卻元件(16)協作地保持煙草材料(20)的加熱溫度在50到200攝氏度的溫度。

權利要求書

1.一種無煙的香味抽吸器,包括:具有嘴件的殼體,所述殼體被配置為當用戶通過所述嘴件抽吸時產生向著所述嘴件被導向通過該殼體的氣流;布置在所述殼體內部且能夠將香味組分釋放到所述氣流中的香味發生源;以及加熱器,該加熱器用于將所述香味發生源加熱保持在50到200攝氏度的加熱溫度,以允許香味組分釋放,同時防止從所述香味發生源產生煙霧,其中,所述加熱器包括:碳熱源,該碳熱源具有透氣性且附連到所述殼體的遠端,用于加熱空氣,以及不燃性的冷卻元件,該不燃性的冷卻元件具有透氣性且布置在所述殼體內部以及在所述碳熱源和所述香味發生源之間,該不燃性的冷卻元件冷卻由所述碳熱源加熱然后流向所述香味發生源的空氣,其中,所述冷卻元件具有多個穿過其形成的通孔,該通孔給所述冷卻元件提供500平方毫米或以上的熱交換面積。2.根據權利要求1所述的無煙的香味抽吸器,其中,所述冷卻元件布置成緊鄰碳熱源以與其緊密接觸,或在所述冷卻元件與所述碳熱源之間具有預定間隔。3.根據權利要求2所述的無煙的香味抽吸器,其中,所述冷卻元件包含無機物質。4.根據權利要求3所述的無煙的香味抽吸器,其中,所述無機物質占所述冷卻元件的90-95重量%。

說明書

技術領域

本發明涉及無煙的香味抽吸器,其能夠釋放香味而不產生煙霧以允許用戶抽吸和享受釋放的香味。

背景技術

吸煙物品例如香煙和雪茄是典型的香味產生產品,其將由煙葉燃燒產生的煙氣(煙霧)作為媒介以允許用戶通過味道和氣味的感知來享受煙草的香味。

同時,近年來,一直以來已經認識到吸煙物品的各種代替品,其允許用戶享受煙草的香味。吸煙物品的替代品可被粗略地分為兩種類型,非加熱類型和加熱類型。在任一類型中,煙葉沒被燃燒,因此能夠防止燃燒的煙葉的側流煙氣或者味道影響用戶周圍的人。

例如,在以下列出的專利文獻1中公開的非加熱類型的吸煙物品替代品包括設置有進氣開口和嘴件的保持器,和容納在該保持器中的可透氣的器皿。該可透氣的器皿充注有浸有煙草的香味組分的煙草材料。

通過專利文獻1的吸煙物品替代品,用戶只要通過嘴件抽吸已經穿過煙草材料的空氣,而沒有點燃煙草材料,以享受包含在空氣中的煙草香味。

吸煙物品的加熱類型的替代品,另一方面,可根據熱源的類型和熱從該熱源傳遞到煙草材料或香味發生源的方法進行更詳細地分類。

具體地說,在專利文獻2到6中公開的吸煙物品替代品使用碳熱源。該碳熱源通過利用它的燃燒熱加熱空氣,以產生用于加熱煙草材料或香味發生源的高溫氣流。在該加熱類型的吸煙物品替代品中,煙草的香味組分通過加熱煙草材料或香味發生源而被不變地汽化和釋放。

在專利文獻7和8中公開的吸煙物品替代品還使用碳熱源。在這些替代品中,由碳熱源的燃燒產生的熱被傳遞到煙草材料或香味發生源以將其加熱。

在專利文獻9到13中公開的吸煙物品替代品將液體或氣體燃料用作熱源。

具體地說,在專利文獻9的吸煙物品替代品中,液體燃料借助于催化劑進行燃燒,煙草材料或香味發生源通過由液體燃料的燃燒熱產生的高溫氣流加熱。

專利文獻10的吸煙物品替代品安裝有作為附件的微型氣體燃燒器,其用來加熱香煙。

在專利文獻10到12的吸煙物品替代品中,丁烷氣體借助于催化劑進行燃燒,由該氣體的燃燒產生的熱量被傳遞到煙草材料或香味發生源以將其加熱。

專利文獻13的吸煙物品替代品設置有散熱器,當所述替代品被氣體打火機(外部熱源)的火焰加熱時所述散熱器將熱儲存在其中。儲存在散熱器中的熱通過熱管傳遞到揮發性組分(香味發生源)以將其加熱。

在專利文獻14到17中公開的吸煙物品替代品設置有利用化學反應的熱量的熱源。具體地說,在專利文獻14和15的吸煙物品替代品中,熱源通過利用兩個化學品(例如,生石灰和水)之間的放熱反應而產生熱,以加熱煙草材料或香味發生源。在專利文獻16和17的吸煙物品替代品中,熱源通過利用金屬的氧化反應熱量而產生熱,以加熱煙草材料或香味發生源。

在專利文獻18到21中公開的吸煙物品替代品都設置有利用電能的熱源。即,熱源將電能轉化為熱能,其用來加熱煙草材料或香味發生源。

關于在專利文獻22中公開的吸煙物品替代品,要被添加到煙草材料的添加劑和用于加熱該添加劑的加熱條件從著眼于香味組分釋放效果的角度進行。

現有技術文獻

專利文獻1:JP?H02-2331Al

專利文獻2:JP?S63-35468Al

專利文獻3:JP?H06-46818Al

專利文獻4:JP?H03-45658B1

專利文獻5:JP?3012253B1

專利文獻6:JP?H02-84164Al

專利文獻7:JP?3013914B1

專利文獻8:WO?2009/22232

專利文獻9:WO?2008/113420

專利文獻10:JP?2006-504065Al

專利文獻11:WO?2007/12007

專利文獻12:WO?2009/79641

專利文獻13:JP?2008-35742Al

專利文獻14:US?4892109B1

專利文獻15:JP?H02-190171Al

專利文獻16:JP?H06-114105Al

專利文獻17:WO?2009/92862

專利文獻18:US?5144962B1

專利文獻19:US?5060671B1

專利文獻20:WO?2004/80216

專利文獻21:JP?2006-525798Al

專利文獻22:JP?S62-501050Al

發明內容

在專利文獻1的吸煙物品替代品的情況下,煙草材料沒有產生煙氣,但是從煙草材料釋放的香味組分的量較小,以使用戶不會完全滿意來源于煙草材料的香味。

在這一點上,在專利文獻2到21的吸煙物品替代品中,煙草材料或香味發生源被加熱,因而與專利文獻1的吸煙物品替代品相比,允許大量香味組分從煙草材料或釋放。因此認為用戶將能享受到相當于當吸普通的過濾嘴香煙時用戶能感受到的程度的香味。因為煙草材料或香味發生源的加熱伴隨著產生煙霧,然而,專利文獻2到21的吸煙物品替代品不是完全無煙的。

另一方面,專利文獻22的吸煙物品替代品是無煙的,同時能夠釋放增加量的香味組分。然而,在專利文獻22的吸煙物品替代品的情況下,必要的是,煙草材料中應當包含大量水。具體地說,含水量需要是每克煙草材料為0.25-7克,優選地,1-5克。

在普通的濾嘴香煙的情況下,每克煙草材料的含水量是0.1-0.15克,并且甚至在諸如snus(其為一種鼻煙)的具有比較高的含水量的鼻煙中,從防腐質量的角度看,每克煙草材料的上限含水量為0.5克或上下。鑒于此,從煙草材料的防腐質量的角度看,專利文獻22的吸煙物品替代品不適于商業實現。

除了防腐質量外,煙草材料的含水量由于煙草材料的加熱而降低。因而,當用戶反復地抽吸時,從煙草材料釋放的香味組分的量改變,其給用戶帶來不習慣的感覺。

本發明的目的是要提供一種無煙的香味抽吸器,其允許在無煙和香味增強之間進行協調,并且還能夠使每次用戶通過香味抽吸器抽吸而釋放的香味組分的量穩定。

用于解決問題的技術手段

為了實現上述目的,本發明提供了一種無煙的香味抽吸器,其包括:具有嘴件的殼體,該殼體被配置為當用戶通過嘴件抽吸時產生向著嘴件被導向穿過其中的氣流;布置在殼體內且能夠將香味組分釋放到氣流中的香味發生源;以及加熱器,用于保持將香味發生源加熱在50到200攝氏度的加熱溫度,以允許香味組分被釋放,同時防止從香味發生源產生煙霧,其中,所述加熱器包括具有透氣性且附著到殼體的遠端的碳熱源,用于加熱空氣;以及具有透氣性且布置在殼體內并且在碳熱源與香味發生源之間的不燃性的冷卻元件,用于冷卻由碳熱源加熱的空氣。

在上述的無煙的香味抽吸器中,加熱器將香味發生源的加熱溫度保持在50到200攝氏度的溫度下。因此,當用戶通過香味抽吸器抽吸時,香味發生源將香味組分釋放到向著嘴件被導向的氣流中,而不產生任何煙霧(煙氣)。香味抽吸器因此不僅是無煙的,而且能夠將香味組分送入用戶的嘴中。

優選地,冷卻元件具有多個形成在其中的通孔,這些通孔給冷卻元件提供500平方毫米或以上的熱交換區域。冷卻元件的存在用來縮短碳熱源和香味發生源之間要求的距離,從而能夠減小香味抽吸器的長度。

本發明的更詳細和更優選的結構將從以下與附圖結合來考慮的實施例和改型的描述中變得明顯。

本發明的有益技術效果

本發明的無煙的香味抽吸器允許香味組分從香味發生源有效地釋放而不會從香味發生源產生煙霧,由此香味發生源的香味組分可被充分地傳送到用戶的口中。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的無煙的香味抽吸器的縱向剖視圖;

圖2示例性示出碳熱源的端面;

圖3示例性示出碳熱源的另一端面;

圖4示例性示出碳熱源的再一端面;

圖5是根據第一實施例的改型1(1)的熱源保持器的縱向剖視圖;

圖6是根據第一實施例的改型1(2)的香味抽吸器的縱向剖視圖;

圖7是根據第二實施例的無煙的香味抽吸器的縱向剖視圖;

圖8是根據第三實施例的無煙的香味抽吸器的縱向剖視圖;

圖9是根據第三實施例的改型3(1)的香味抽吸器的縱向剖視圖;

圖10是根據第三實施例的改型3(2)的香味抽吸器的縱向剖視圖;

圖11是根據第四實施例的無煙的香味抽吸器的縱向剖視圖;

圖12示意性示出第一試驗裝置;

圖13示意性地示出第二試驗裝置;

圖14示意性地示出第三試驗裝置;

圖15是在第三試驗裝置中使用的碳熱源的端視圖;

圖16是圖15的碳熱源的透視圖;

圖17是示出使用第三試驗裝置獲得的試驗結果的圖示;

圖18示意性示出第四試驗裝置;

圖19是在第四試驗裝置中使用的冷卻元件的端視圖;

圖20是在第四試驗裝置中使用的另一冷卻元件的端視圖;

圖21是示出使用第四試驗裝置獲得的試驗結果的圖示;

圖22是示出熱交換面積和冷卻元件的出口溫度之間的關系的圖示。

具體實施方式

在圖1中示出的根據第一實施例的無煙的香味抽吸器被分類為碳燃燒+高溫氣體加熱+冷卻類型并且形狀整體上像桿。

碳熱源:

圖1的抽吸器在其遠端具有碳熱源10。在下文中,將更詳細地描述碳熱源10。

碳熱源10為圓柱形狀并且通過將高純度碳粒子、不燃性的添加劑、有機或無機粘結劑以及水的混合物模制成形而獲得。具體地說,碳熱源10具有10-99重量%的碳比率或1-120毫克/毫米的碳含量。

高純度的碳粒子例如是通過將在750攝氏度或以上的高溫下的碳在惰性氣體環境中加熱5分鐘或以上而獲得。該加熱過程去除了揮發性組分,所述揮發性組分是碳粒子中包含的雜質。結果,從碳粒子發出的氣味減小。

對于不燃性的添加劑,可使用鈉、鉀、鈣、鎂和硅的碳酸鹽或氧化物。不燃性的添加劑占碳熱源10的40-89重量%。優選地,碳酸鈣被用作不燃性的添加劑。不燃性的添加劑是任選的且可被省略掉。

有機粘結劑是藻酸鹽、CMC、EVA、PVA、PVAC和糖之一,或其中的兩個或多個的混合物,并且占碳熱源10的1-10重量%。優選的有機粘結劑是藻酸銨。

對于無機粘結劑,另一方面,可使用基于礦物的粘合劑,例如精煉的斑脫土,或基于硅石的粘合劑,例如硅膠,水玻璃和硅酸鈣。無機粘結劑占碳熱源10的5-20重量%。

無機粘結劑優于有機粘結劑,因為前者在當碳熱源10燃燒時不會排出煙氣。在使用有機粘結劑之處,碳熱源10優選通過碳化并烘焙的工藝獲得。碳化并焙烘的工藝將有機粘結劑從碳熱源10移除,因此碳熱源10在燃燒時不發出氣味。碳化并焙烘的工藝例如在JP3024703B1中進行了詳細描述。

碳熱源10具有至少一個在其軸向延伸的通孔12。圖2到4每個都示出了碳熱源1的端面的示例性的具體形狀。如圖2-4清楚所示的,相鄰的通孔12由隔壁彼此分開。在此情況下,隔壁具有0.1到0.5毫米的厚度。

熱源保持器:

碳熱源10附連到熱源保持器14的遠端。在下文中,將更詳細地描述熱源保持器14。

熱源保持器14具有耐熱性且成管狀形狀。優選地,熱源保持器14以這樣的方式保持碳熱源10以使預定長度的碳熱源10從熱源保持器14的遠端伸出。

熱源保持器14具有帶例如層狀結構的周邊壁。具體地說,周邊壁由包括粘合在一起的金屬層和紙層的單個疊層,或由多個在熱源保持器14的徑向上彼此疊置的疊層,構成。周邊壁的內表面必須由金屬層構成。金屬層由例如鋁合金形成,并且包括在周邊壁中的金屬層的總厚度優選大于或等于30微米(µm)。該紙層可從用于香煙的包裝紙,用于有過濾嘴的香煙的煙嘴紙,或例如為普通紙的其他紙材料,不燃紙和耐火紙,獲得。

金屬層具有優良的導熱性。因此,當碳熱源10燃燒因而紙層被來自碳熱源10的熱加熱時,金屬層保持紙層的加熱溫度低于紙層的燃燒溫度。由于紙層的燒焦導致的氣味發出因此可得到抑制。

替代具有前述層狀結構的周邊壁,熱源保持器14可具有由不燃性材料制成的周邊壁,或復合材料周邊壁,該復合材料周邊壁包括由前述帶層狀結構的周邊壁構成的壁部分和由不燃性材料制成的壁部分。對于不燃性材料,包括陶瓷,海泡石,玻璃和金屬的無機材料之一或該無機材料的兩個或更多的混合物可被使用。

冷卻部分:

熱源保持器14容納冷卻元件16。冷卻元件16具有透氣性和耐熱性且與碳熱源10相鄰地定位。在下文中,將更詳細地描述冷卻元件16。

冷卻元件16由例如為陶瓷,海泡石,玻璃,金屬和碳酸鈣,水合物,或吸水性聚合物的無機材料制成。具體地說,冷卻元件16具有蜂窩結構,泡沫結構或填充物結構,該填充物結構通過將小球或粒狀的或纖維的材料封裝到模制件中而獲得。更具體地說,冷卻元件16包括內部通道。這些內部通道具有500平方毫米或以上的總內表面積或熱交換面積。優選地,冷卻元件16包含90-95重量%的無機材料。

冷卻元件16替代地可具有復合結構,該復合結構包括從以上結構中選擇的兩個或更多不同結構,該不同結構可被并置以便彼此緊鄰,或在熱源保持器14的軸向上在它們之間具有間隙。冷卻元件16可包含水,芳香劑,煙草組分的萃取液體等。

材料保持器:

材料保持器18耦接到熱源保持器14的近端。材料保持器18具有耐熱性且為管狀形狀。材料保持器18由紙,金屬或合成樹脂制成,或使用前述的疊層的層狀結構形成。

煙草材料:

煙草材料20,作為香味發生源,容納在材料保持器18中。煙草材料20可以是香煙用的普通煙絲,鼻煙用的粒狀的煙草,卷煙,或模制煙草。卷煙是通過將再造煙葉片形成為卷形物而獲得的,并且其中具有通路。模制煙草通過將粒狀的煙草模制成形而形成。

煙草材料20可混合有香味形成輔助物。香味形成輔助物包含碳酸鹽,碳酸氫鹽,堿金屬和/或堿土金屬的氧化物和氫氧化物的至少一個。優選的香味顯現輔助物是碳酸鉀。煙草材料20可進一步地包含期望的一種或多種芳香劑。

具體地說,煙草材料20的長度為5到30毫米且具有10到120mmAq的拉斷抗力。在此注意到,煙草材料20具有相當于普通香煙中使用的煙絲的含水量的含水量,那就是說,10-20重量%的含水量。

在該實施例中,煙草材料20被保持在前和后封堵器22f和22r之間以保持在材料保持器18內。封堵器22f和22r的形狀像盤且具有透氣性。具體地說,封堵器22f和22r被裝入到材料保持器18的各相對端中且每個由例如為醋酸纖維和紙的過濾材料,或例如為非編織織物的膜材料,制成,或者使用具有透氣性的無機模制件形成。

嘴件:

嘴件24被連接到材料保持器18的后端。嘴件24包括管狀過濾器保持器26。過濾器保持器26由紙或合成樹脂制成并且具有形成嘴件的后端。

過濾器28容納在過濾器保持器26中。過濾器28為實心圓柱體形式并且由醋酸纖維,紙等制成。醋酸纖維和紙具有不容易吸收煙草材料20的香味組分的特性。過濾器28可具有至少一個軸向延伸通過其中的通孔。進一步地,過濾器28可以是各種過濾材料的組合,例如用于香煙的雙過濾器等。

為了使用第一實施例的香味抽吸器,用戶首先點燃香味抽吸器的碳熱源10,然后通過保持在他/她的嘴中的嘴件24抽吸。該抽吸產生從香味抽吸器的外部穿過碳熱源10的通孔12、熱源保持器14中的冷卻元件16、前封堵器22f、煙草材料20、后封堵器22r、過濾器28和嘴件24到用戶口腔中的氣流。

當穿過碳熱源10中的通孔12時,氣流由碳熱源10的燃燒熱加熱。因此,剛剛離開碳熱源10的氣流形成高溫氣流。

高溫氣流在穿過冷卻元件16時在某種程度上被冷卻,因而變為被加熱的氣流。被加熱的氣流在當穿過煙草材料20時加熱煙草材料20,但是煙草材料20由被加熱的氣流加熱不會導致煙草材料20的燃燒或從煙草材料20中產生煙霧(煙氣)。

具體地說,煙草材料20的加熱溫度保持在50到200攝氏度的溫度范圍內。該溫度范圍高于使用香味抽吸器的環境溫度(具體地,5到35攝氏度),但充分低于碳熱源10的加熱溫度。即,冷卻元件16具有減少從碳熱源10傳遞到煙草材料20的熱量的功能。

在煙草材料20的加熱溫度保持在以上溫度范圍內之處,在煙草材料20中包含的液體,例如水,不會被霧化,煙草材料20的香味組分令人滿意地釋放到穿過煙草材料20的被加熱的氣流中。此外,前述的香味顯現輔助物促進了香味組分從煙草材料20釋放到被加熱的氣流中;另一方面,由嘴件24的過濾器28吸收的香味組分的量較小。

因此,香味抽吸器允許包含大量煙草材料20的香味組分的被加熱的氣流被傳送到用戶的口腔中而沒有產生煙霧,以便用戶可充分地享受煙草材料20的香味。

當碳熱源10燃燒時,從碳熱源10產生的煙氣如上所述地最小化,因此,碳熱源10也未構成煙霧(煙氣)源。

在此使用的術語“無煙的”意味著,在使用期間,由香味抽吸器產生的煙霧具有1.0×105顆粒子/立法厘米或更小的濃度。具有這樣的濃度的煙霧基本上是看不見的且由于周圍環境空氣的影響,該濃度實際上是不可測量的。

煙草材料20的含水量相當于普通香煙中包含的煙絲的含水量。因此,雖然煙草材料20被加熱到落入前述溫度范圍內的溫度且它的含水量因此變化,但是用戶每口煙抽吸的被加熱的氣流中的香味組分的量幾乎是恒定的。從而,用戶可可靠地且穩定地享受煙草材料20的香味,即使他/她反復地抽煙。

在不同于煙草特有的香味組分的一種或多種芳香劑被包含在煙草材料20中時,用戶當然可同時享受一種或多種芳香劑。

在如上所述的第一實施例中,熱源保持器14,材料保持器18和過濾器保持器26構成香味抽吸器的殼體。在這些彼此連接的保持器14,18和26中,至少兩個保持器可形成為一件式的主體,或相鄰的保持器可通過煙嘴紙或等同物在之前被彼此連接。進一步地,保持器可被可拆分地彼此連接。

本發明不限于前述的第一實施例且能以各種方式進行改變。

在下文中,將按照順序描述各種改型和其他實施例。在以下描述中,同一附圖標記用來表示具有與以上早已解釋的構件或部分的功能相同的功能的構件或部分,這樣的構件和部分的描述為了簡潔起見被省略。以下描述集中在不同之處。

圖5示出了第一實施例的香味抽吸器的改型1(1)。在改型1(1)中,這可從圖5清楚看到,隔熱件30布置在碳熱源10和熱源保持器14之間。隔熱件30為管狀形狀,且由諸如無機纖維的無機材料制成,或者使用例如無機模制件形成。

隔熱件30減少了從碳熱源10到熱源保持器14的傳熱并防止由于熱源保持器14的燒焦產生煙氣。而且,隔熱件30可被如此布置以便圍繞碳熱源10的整個外部周邊。在該情況下,煙氣,如果由于碳熱源10的燃燒產生少量,被分散在隔熱件30內且不會變得可見。

圖6示出了第一實施例的無煙的香味抽吸器的改型1(2)。在改型1(2)中,香味抽吸器具有多個形成在熱源保持器14、材料保持器18和過濾器保持器26中的至少一個的進氣孔32。進氣孔32位于碳熱源10的下游且以一定間隔布置在相應保持器的圓周方向。具體地說,在圖6示出的改型1(2)中,進氣孔32形成在熱源保持器14、材料保持器18和過濾器保持器26的每個中。

當用戶通過圖6的香味抽吸器的嘴件24抽吸時,外部空氣通過進氣孔32流入到相應的保持器中。該空氣的流入減小了前述的高溫氣流或被加熱的氣流的流速,因而引入的空氣與高溫氣流或被加熱的氣流混合,從而降低了高溫氣流或被加熱的氣流的溫度。也就是說,穿過進氣孔32引入的空氣增加了冷卻元件16的冷卻作用并且在保持煙草材料20的加熱溫度在前述的溫度范圍內方面是非常有效的。

圖7示出了根據第二實施例的無煙的香味抽吸器。具體地說,圖7的香味抽吸器被分類為碳燃燒+高溫氣體/熱傳導加熱+冷卻類型。

第二實施例的香味抽吸器設置有熱傳導保持器50。熱傳導保持器50不僅充當熱源保持器14和材料保持器18,而且具有將碳熱源10的熱傳遞到煙草材料20的功能。因此,熱傳導保持器50是由高熱傳導材料制成。

在第二實施例中,甚至當將被加熱的氣流從碳熱源10到煙草材料20的供給被停止在用戶的一次抽煙和下次抽煙之間時,熱傳導保持器50允許熱從碳熱源10傳遞到煙草材料20。因而,甚至在用戶的一次抽煙和下次抽煙之間的期間內,煙草材料20被連續加熱以發出具有濃的味道和芳香的香味組分。

圖8示出了根據第三實施例的無煙的香味抽吸器。該香味抽吸器被分類為碳燃燒+熱傳導加熱類型。

第三實施例的香味抽吸器也設置有熱傳導保持器50,但是使用不燃性的元件52,代替冷卻元件16和前封堵器22f。

不燃性的元件52具有不透氣性和耐熱性。具體地說,不燃性的元件52由無機纖維或無機模制件的填充物構成,如圖8清楚所示的,介于碳熱源10和傳熱保持器50內的煙草材料20之間。

因為不燃性的元件52是不透氣的,因此熱傳導保持器50具有多個形成在其外部周邊中的進氣孔32。

在第三實施例的香味抽吸器中,由碳熱源10的燃燒產生的熱僅通過熱傳導保持器50被傳遞到煙草材料20,煙草材料20僅通過如此傳遞的熱被加熱到前述的溫度范圍內。也就是說,熱傳導保持器50執行類似于前述的冷卻元件16的功能的功能。在該情況下,用戶不太可能抽吸由碳熱源10的燃燒產生的燃燒氣體。

在第三實施例中,碳熱源10不必具有透氣性。在使用的碳熱源是不透氣之處,不燃性的元件52可具有透氣性。因而,在第三實施例的情況下,僅碳熱源10或不燃性的元件52必需是不透氣的,以便防止燃燒氣體流入到煙草材料20中。

而且,在碳熱源10為透氣性之處,碳熱源10優選地具有圓形截面,如圖2或3所示。與圖4所示的碳熱源10相比,圖2或3所示的碳熱源10相對于熱傳導保持器50的內周表面具有大的有效傳熱面積。

圖9示出了第三實施例的香味抽吸器的改型3(1)。在改型3(1)中,香味抽吸器設置有熱傳導桿54,代替熱傳導保持器50。熱傳導桿54在碳熱源10、不燃性的元件52和煙草材料20的中心延伸過它們并且具有從碳熱源10伸出的外端和設置成與后封堵器22r接觸的內端。因此,在改型3(1)的情況下,碳熱源10、不燃性的元件52和煙草材料部分20每個都是管狀或環狀形狀。

熱傳導桿54由具有高熱傳導性的金屬,例如鋁合金,制成,并且是實心構件或至少一端封閉的中空構件。與實心熱傳導桿相比,中空的熱傳導桿54具有較小的熱容量因此能夠將熱從碳熱源10令人滿意和快速地傳遞到煙草材料20。熱傳導桿54在此情況下可具有1到5毫米的外徑,并且煙草材料部分20的長度可以為5到50毫米。

圖10示出了第三實施例的香味抽吸器的改型3(2)。在改型3(2)中,熱傳導管56布置在中空的碳熱源10內并與其共軸。熱傳導管56充當材料保持器18和熱傳導桿54。

具體地說,熱傳導管56具有位于碳熱源10的遠端面的進氣開口,前封堵器22f配合到熱傳導管56的遠端部分中。5毫米或以上的間隙被提供在前封堵器22f和進氣開口之間。該間隙用來當碳熱源10被點燃時可靠地防止煙草材料20燃燒。

碳熱源10由外面的隔熱件58圍繞。外面的隔熱件58為薄管的形式并且具有透氣性,也就是說,是可呼吸氣的。外面的隔熱件58用來減少來自碳熱源10的熱輻射,從而能夠保持用于維持碳熱源10的燃燒所需要的熱量,因而在確保碳熱源10的燃燒維持方面是非常有效的。

在熱傳導管56具有這樣高的熱傳導率以使煙草材料20可能被加熱到前述的溫度范圍之上的溫度的情況下,為薄管(未示出)的形式的隔熱件布置在碳熱源10和熱傳導管56之間,和/或在熱傳導管56和煙草材料20之間。熱傳導管56具有3到8毫米的外徑和2到7毫米的內徑。

圖11示出了根據第四實施例的無煙的香味抽吸器。該香味抽吸器被分類為碳燃燒+空氣加熱類型。在第四實施例中,碳熱源10具有形成在其中心中的進氣孔60。進氣孔60軸向地穿過碳熱源10。

進一步地,碳熱源10具有蓋住進氣孔60的整個內表面的耐熱涂層62。耐熱涂層62可由粘土,或金屬氧化物例如氧化鐵,礬土,二氧化鈦,硅石,硅石-礬土,氧化鋯和沸石,或者粘土和前述的金屬氧化物的兩個或多個的混合物,制成。

進一步地,不燃性的元件52具有形成在其中心且連接到進氣孔60的通孔64。這從圖11清楚地看到,不燃性的元件52具有圍繞碳熱源10的后端部分的延伸部。在此情況下,不燃性的元件52還充當熱源保持器14。在圖11中,附圖標記L1表示從不燃性的元件52伸出的碳熱源10的伸出長度,附圖標記L2表示與碳熱源10重疊的不燃性的元件52的重疊長度(延伸部的長度)。

通過第四實施例的香味抽吸器,當用戶在點燃碳熱源10之后通過嘴件24抽吸時,氣體通過碳熱源10的進氣孔60和不燃性的元件52的通孔64流入煙草材料20,并且空氣在穿過碳熱源10的過程中被加熱到前述的溫度范圍內的溫度。因而,該實施例的香味抽吸器同樣允許煙草材料20的香味組分被充分地傳送到用戶的口腔中而沒有產生煙霧。

如將從以上清楚看到的,本發明的無煙的香味抽吸器要求在使用抽吸器時煙草材料20被加熱到50攝氏度到200攝氏度的溫度。為了證實,準備了圖12所示的第一試驗裝置。

第一試驗裝置設置有容納煙草材料20的耐熱管100,圍繞該管100且能夠加熱該管100即煙草材料20到22攝氏度或50攝氏度的加熱器102。經受該試驗的煙草材料20包含230毫克由白肋(Burley)煙葉制成的煙草粒子和14毫克碳酸鉀。煙草粒子具有的粒子直徑為0.5到l.18毫米。

第一試驗裝置進一步地設置有吸入源104,其通過空氣采樣器(impinger)106被連接到管100。吸入源104被配置為穿過空氣采樣器106以55毫升/2秒的流速(相當于抽一口煙)從管100吸入空氣或氣體。

對于被加熱到22攝氏度的煙草材料20,吸入氣體被吸入到吸入源104同時允許在空氣采樣器106中產生氣泡以便包含在抽吸氣體中的煙草材料的香味組分(尼古丁)可被收集在空氣采樣器106中。從而,發現收集到的香味組分的量為0.7微克/一口煙(µg/puff)。

進一步地,對于被加熱到50攝氏度的煙草材料20,香味組分以相同的方式被收集到空氣采樣器106中,發現收集的香味組分的量為9.0微克/一口煙。

上述兩個試驗結果顯示,當煙草材料20被加熱到50攝氏度的溫度時,釋放的香味組分的量比當煙草材料20被加熱到20攝氏度時大一個數量級。這證明煙草材料20需要被加熱到50攝氏度或更高以便將足夠量的香味組分傳送到用戶口中。

圖13示出了第二試驗裝置。第二試驗裝置設置有容納煙草材料20的耐熱管108。經受該試驗的煙草材料20包含35毫克由白肋煙葉制成的煙草粒子,煙草粒子的粒子直徑為0.5到1.18毫米。

管108通過透明的殼體110和質量流速控制器112被連接到吸入泵114,其能夠以1650毫升/分鐘的流速從管108吸入空氣。

借助于吸入泵114以前述流速抽吸空氣被重復進行,同時逐漸升高流入管108中的空氣的溫度,結果,確認在透明的殼體110內沒有觀察到煙霧(煙氣)只要空氣的溫度,也就是說,煙草材料20的溫度為200攝氏度或更小。這確保只要煙草材料20的加熱溫度保持在200攝氏度或更低,煙草材料20就不產生煙氣。

進一步地,在本發明的無煙的香味抽吸器中,冷卻元件16需要具有500平方毫米的熱交換區域,如上所述。為了證實,準備了圖14所示的第三試驗裝置。

第三試驗裝置設置有由耐熱紙制成的管116。該管116具有附連到其遠端的中空的圓柱形的碳熱源10a。經受該試驗的碳熱源10a通過擠壓模制獲得并且包含80重量%的活性炭,15重量%的碳酸鈣,和5重量%的羧甲基纖維素(CMC)。具體地說,如圖15和16所示,碳熱源10a具有3毫米的內徑,6.8毫米的外徑,10毫米的長度。

管116的近端被連接到吸入源(未示出),吸入源被配置為以30秒的間隔以55毫升/2秒的流速(對應于抽一口煙)從管116抽吸空氣。進一步地,管116具有五個附連到其上的溫度傳感器(未示出)。溫度傳感器分別距離碳熱源10a的距離為5毫米,10毫米,15毫米,20毫米和50毫米,并且每個能夠測量管116中的溫度。

當借助于吸入源的空氣吸入被重復而碳熱源10被點燃時,管116中的溫度被各個溫度傳感器測量。測量結果示于圖17中。

如從圖17清楚看到的,管116中的溫度示出了隨著距離碳熱源10a的距離的增加而降低的趨勢,為了使管116中的溫度降低到200攝氏度或更小,需要距離碳熱源10a的距離為50毫米或以上。

換句話說,在第三試驗裝置未包括冷卻元件16的情況下,需要在碳熱源10a和煙草材料20之間確保50毫米或以上的距離以便將煙草材料20的加熱溫度限制到不高于200攝氏度的溫度,在該溫度下和低于該溫度,可避免煙草材料20產生煙氣(煙霧)。

因而,在無煙的香味抽吸器未包括冷卻元件16之處,需要在碳熱源10a和煙草材料20之間設置50毫米或以上的距離。然而,這樣的香味抽吸器是非常長的且是不實用的。

圖18示出了為了檢驗冷卻元件16的功能而準備的第四試驗裝置。與第三試驗裝置相比,第四試驗裝置包括冷卻元件16,其具有通氣性以及耐熱性且布置在管116內與碳熱源10a相鄰的位置。溫度傳感器僅布置在冷卻元件16的出口端(下游端)以測量在冷卻元件16出口處管116中的溫度。

為了用于第四試驗裝置,準備了多件圓柱形的冷卻元件16a和16b,分別示出在圖19和20中。冷卻元件16a和16b每個都是通過擠壓模制獲得的且包含95重量%的碳酸鈣和5重量%的羧甲基纖維素(CMC)。

冷卻元件16a和16b的外徑相同(6.5毫米)但是它們的內部通道的開口面積不同。具體地說,冷卻元件16a具有17.2平方毫米的開口面積,其例如由每個都具有正方形(0.57毫米×0.57毫米)橫截面的52個通孔獲得。在此情況下,所有通孔的內周長的總長度是120毫米。

另一方面,冷卻元件16b具有24.1平方毫米的開口面積,其例如由每個都具有正方形(1.23毫米×1.23毫米)橫截面的21個通孔獲得。在該情況下,所有通孔的內周長的總長度為90.9毫米。

因為冷卻元件16a和16b的熱交換面積每個由以下給出:內周長×長度,準備了具有不同長度的冷卻元件16a和16b。

通過在第四試驗裝置中設置的一個冷卻元件16a,抽吸試驗以和使用第三試驗裝置執行的方式相同的方式進行,該抽吸試驗相對于具有不同長度的所有冷卻元件16a被重復。同樣地,具有不同長度的每個冷卻元件16b經受該抽吸試驗。

圖21和22示出試驗結果。如圖21清楚看到的,長度越長,冷卻元件16的出口溫度變得越低,而不管被試驗的冷卻元件為冷卻元件16a還是冷卻元件16b。

關于冷卻元件16a和16b的熱交換面積,試驗結果顯示,需要500平方毫米的熱交換面積以便保持冷卻元件16的出口溫度,也就是說,煙草材料20的加熱溫度,在200攝氏度或以下。在冷卻元件16a的情況下,500.4平方毫米(等于120毫米×4.17毫米)或以上的熱交換面積可得以確保,如果冷卻元件16a具有4.17毫米或以上的長度。在冷卻元件16b的情況下,另一方面,500.5平方毫米(=91毫米×5.5毫米)或以上的熱交換面積可得以確保,如果冷卻元件16b具有5.5毫米或以上的長度。

因而,通過在無煙的香味抽吸器中包括冷卻元件16a或16b,可以顯著地縮短在碳熱源10和煙草材料20之間需要的距離(冷卻元件16a或16b的長度),以便無煙的香味抽吸器的總長可減小為實用的水平。

位于碳熱源10和煙草材料20之間的冷卻元件16a或16b不必設置成與碳熱源10或煙草材料20直接接觸。預定空間可設置在碳熱源10和冷卻元件16a或16b之間,或冷卻元件16a或16b和煙草材料20之間。

冷卻元件16a或16b的存在使得不必將外部空氣引入到煙草材料20的上游側,也就是說,引入到碳熱源10和煙草材料20之間的區域中,以便將煙草材料20的加熱溫度保持在不高于200攝氏度的溫度,以及還防止碳熱源10的點燃性能由于外部空氣的流入而惡化。具體地說,外部空氣的引入導致當點燃碳熱源10時穿過碳熱源10的外部空氣的量的減小,從而惡化了碳熱源10的點燃性能。

本發明不限于如上所述的實施例和改型且可以各種其他方式改變。

例如,香味發生源不限于前述的煙草材料且可以是承載在纖維素或等同物的基底材料上的液體或固態芳香劑,而不是煙草材料的香味組分。而且,本發明的香味抽吸器可通過將前述實施例和改型中的元件與通常已知的裝置選擇性地結合而實施,其沒有背離本發明的目的。

附圖標記說明

10碳熱源

12通孔(流動路徑)

14熱源保持器(殼體)

16冷卻元件

18材料保持器

20煙草材料(香味發生源)

24嘴件

28過濾器

30隔熱件

32進氣孔(流動路徑)

50熱傳導保持器(殼體)

52不燃性的元件

54熱傳導桿

56熱傳導管

60進氣孔(流動路徑)

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