吸烟制品和吸烟系统
1.本技术是申请日为2017年5月19日、申请号为201780030996.2的中国专利发明申请“吸烟制品和吸烟系统”的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的制品，涉及用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备，并且涉及包括该制品和该设备的套件。


背景技术：

3.诸如香烟、雪茄等制品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来提供这些制品的替代物。此类产品的示例是所谓的“加热不燃烧”产品，也称为烟草加热产品或烟草加热设备，其通过加热但不燃烧材料来释放化合物。该材料可以是例如烟草或其它非烟草产品或组合，诸如共混混合物，其可以含有或不含有尼古丁。


技术实现要素：

4.根据本发明的第一方面，提供了一种吸烟制品，与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用，该制品包括：可抽吸材料主体；以及组件，该组件包括：长度在20mm到30mm之间的冷却段，用于冷却可抽吸材料的挥发的至少一种成分；邻近于冷却段的过滤段，用于过滤可抽吸材料的挥发的至少一种成分；以及邻近于过滤段的烟嘴端段，用于被接收在用户的嘴部中；其中，冷却段位于可抽吸材料主体与过滤段之间。
5.在示例性实施例中，冷却段包括中空管。根据本发明的第二方面，提供了一种系统，该系统包括：加热设备，布置成加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发；以及吸烟制品，用于插入到加热设备中，其中；加热设备包括：壳体，该壳体在第一端处具有第一开口，吸烟制品可通过该第一开口插入到加热设备中；以及至少一个加热装置，布置在壳体内，以用于在使用时加热吸烟制品的可抽吸材料。
附图说明
6.现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，附图中：
7.图1示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的制品的示例的局部剖视图；
8.图2示出了图1的制品的透视图；
9.图3示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的制品的示例的局部剖视图；
10.图4示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一
起使用的制品的示例的透视图；
11.图5示出了插入到吸烟设备中的制品的示例的透视图；
12.图6示出了插入到吸烟设备中的制品的示例的局部剖视图；以及
13.图7示出了插入到吸烟设备中的制品的示例的透视图。
具体实施方式
14.如本文所使用的，术语“可抽吸材料”包括提供在加热时通常成气溶胶形式的挥发性成分的材料。“可抽吸材料”可以是含非烟草的材料或含烟草的材料。“可抽吸材料”可以包括例如烟草本身、烟草衍生物、膨胀烟草、复原烟草、烟草提取物、均质化烟草或烟草替代物中的一种或多种。可抽吸材料可以是研磨烟草、切丝烟草、挤压烟草、凝胶或附聚物的形式。“可抽吸材料”还可以包括其它非烟草产品，根据产品的不同，其可能含有或者可能不含有尼古丁。
15.如本文所使用的，“聚酰亚胺”是指包含酰亚胺单体或基本上由酰亚胺单体形成的任何聚合物，并且可以是饱和的或不饱和的。聚酰亚胺可以是疏水的。
16.如本文所使用的，术语“香味剂”和“调味剂”是指在当地法规允许的情况下可用于在成人消费者的产品中产生期望的味道或香味的材料。它们可包括提取物(例如甘草、八仙花、日本白皮木兰叶、洋甘菊、胡芦巴、丁香、薄荷醇、日本薄荷、八角、肉桂、草药(herb)、冬青、樱桃、浆果、桃、苹果、杜林标酒、波本威士忌、苏格兰威士忌、威士忌、留兰香、胡椒薄荷、薰衣草、小豆蔻、芹菜、苦香木、肉豆蔻、檀香木、佛手柑、天竺葵、蜂蜜香精、玫瑰油、香草、柠檬油、橙油、桂皮、葛缕子、干邑、茉莉、依兰、鼠尾草、小茴香、甘椒、生姜、茴芹、香菜、咖啡或来自薄荷属的任何物种的薄荷油)、香味增强剂、苦味受体位点阻断剂、感觉受体位点激活剂或刺激剂、糖和/或糖替代物(例如三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾、阿斯巴甜、糖精、甜蜜素、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇或甘露醇)以及其他添加剂诸如木炭、叶绿素、矿物质、植物药或口气清新剂。它们可以是人造、合成或天然的成分或它们的共混物。它们可以包含天然或等同天然的合成香料。它们可以是任何合适的形式，例如油、液体、粉末或凝胶。
17.如本文所使用的，“环形”是指成环形状或成环的形式。“环形”本身并不意味着圆形。在一些实施例中，本文描述为“环形”的元件实际上可以是圆形的，但是在其它实施例中，该元件可以是“环形”的而不是圆形的，诸如椭圆形或多边形。
18.参照图1和图2，示出了根据本发明实施例的吸烟制品101的示例的局部剖视图和透视图。制品101适于与具有电源和加热器的设备一起使用。该实施例的制品101特别适合于与图5至图7所示的设备1一起使用，如下所述。在使用中，制品101可以在设备1的插入点20处可移除地插入到图5所示的设备中。
19.一个示例的制品101为基本上圆柱形杆的形式，其包括可抽吸材料103的主体以及杆形式的过滤组件105。过滤组件105包括三个区段，即，冷却段107、过滤段109和烟嘴端段111。制品101具有：第一端113，也称为烟嘴端或近端；以及第二端115，也称为远端。可抽吸材料103的主体朝向制品101的远端115定位。在一个示例中，冷却段107位于可抽吸材料103的主体附近且在可抽吸材料103的主体与过滤段109之间，使得冷却段107与可抽吸材料103和过滤段103成邻接关系。在其它示例中，在可抽吸材料103的主体与冷却段107之间以及在可抽吸材料103的主体与过滤段109之间可能存在分离。过滤段109位于冷却段107与烟嘴端
段111之间。烟嘴端段111邻近过滤段109朝向制品101的近端113定位。在一个示例中，过滤段109与烟嘴端段111成邻接关系。在一个实施例中，过滤组件105的总长度在37mm到45mm之间，更优选地，过滤组件105的总长度为41mm。
20.在一个实施例中，可抽吸材料103的主体包括烟草。然而，在其它相应的实施例中，可抽吸材料103的主体可以由烟草构成，可以基本上完全由烟草构成，可以包括烟草和除烟草之外的可抽吸材料，可以包括除烟草之外的可抽吸材料，或者可以不含烟草。可抽吸材料可以包括气溶胶形成剂，诸如甘油。
21.在一个示例中，可抽吸材料103的主体的长度在34mm到50mm之间，更优选地，可抽吸材料103的主体的长度在38mm到46mm之间，再更优选地，可抽吸材料103的主体的长度为42mm。
22.在一个示例中，制品101的总长度在71mm到95mm之间，更优选地，制品101的总长度在79mm到87mm之间，再更优选地，制品101的总长度为83mm。
23.可抽吸材料103的主体的轴向端在制品101的远端115处可见。然而，在其它实施例中，制品101的远端115可以包括覆盖可抽吸材料103的主体的轴向端的端部构件(未示出)。
24.可抽吸材料103的主体通过环形接装纸(未示出)连接到过滤组件105，该环形接装纸基本上围绕过滤组件105的周界定位以包围过滤组件105，并且部分地沿可抽吸材料103的主体的长度延伸。在一个示例中，接装纸由58gsm标准接装原纸制成。在一个示例中，接装纸的长度在42mm到50mm之间，且更优选地，接装纸的长度为46mm。
25.在一个示例中，冷却段107是环形管，并且位于冷却段内的气隙周围并限定冷却段内的气隙。该气隙为从可抽吸材料103的主体产生的加热的挥发成分流动提供腔室。冷却段107是中空的，以提供用于气溶胶积聚的腔室，而该腔室的刚性足以承受在制造期间以及当制品101在插入到设备1中期间使用时可能产生的轴向压缩力和弯矩。在一个示例中，冷却段107的壁的厚度约为0.29mm。
26.冷却段107在可抽吸材料103与过滤段109之间提供物理位移。由冷却段107提供的物理位移在冷却段107的整个长度上提供热梯度。在一个示例中，冷却段107被配置成在进入冷却段107的第一端的加热的挥发成分与离开冷却段107的第二端的加热的挥发成分之间提供至少40摄氏度的温差。在一个示例中，冷却段107被配置成在进入冷却段107的第一端的加热的挥发成分与离开冷却段107的第二端的加热的挥发成分之间提供至少60摄氏度的温差。当可抽吸材料103由设备1的加热装置加热时，冷却元件107的长度上的这种温差保护温度敏感的过滤段109免受可抽吸材料103的高温影响。如果未在过滤段109和可抽吸材料103的主体以及设备1的加热元件之间提供物理位移，则温度敏感的过滤段109在使用中可能损坏，因此它不会有效地执行其所需的功能。
27.在一个示例中，冷却段107的长度至少为15mm。在一个示例中，冷却段107的长度在20mm到30mm之间，更具体地在23mm到27mm之间，更具体地在25mm到27mm之间，并且更具体地为25mm。
28.冷却段107由纸制成，这意味着它由在邻近于设备1的加热装置使用时不产生有关的化合物(例如有毒化合物)的材料构成。在一个示例中，冷却段107由螺旋缠绕的纸管制造，该纸管提供中空的内腔，同时保持机械刚性。螺旋缠绕的纸管能够满足高速制造工艺对管长度、外径、圆度和直线度的严格尺寸精度要求。
29.在另一示例中，冷却段107是由硬塞包裹件或接装纸制成的凹部。硬塞包裹件或接装纸被制造成具有足以承受在制造期间以及当制品101在插入到设备1中期间使用时可能产生的轴向压缩力和弯矩的刚度。
30.对于冷却段107的每个示例，冷却段的尺寸精度足以满足高速制造工艺的尺寸精度要求。
31.过滤段109可以由足以从来自可抽吸材料的加热的挥发成分中去除一种或多种挥发性化合物的任何过滤材料形成。在一个示例中，过滤段109由一乙酸酯材料制成，诸如醋酸纤维素。过滤段109从加热的挥发成分中提供冷却和刺激减少，而不会将加热的挥发成分的量耗尽到用户不满意的水平。
32.过滤段109的醋酸纤维素丝束材料的密度控制过滤段109上的压降，这进而控制制品1的拉伸阻力。因此，过滤段109的材料的选择对于控制制品101的拉伸阻力是重要的。另外，过滤段在制品101中执行过滤功能。
33.在一个示例中，过滤段109由8y15级过滤丝束材料制成，其对加热的挥发材料提供过滤效果，同时还减小由加热的挥发材料产生的冷凝气溶胶液滴的尺寸，从而将加热的挥发材料的刺激性和喉部影响降低到令人满意的水平。
34.过滤段109的存在通过对离开冷却段107的加热的挥发成分提供进一步的冷却来提供隔热效果。这种进一步的冷却效果降低了用户嘴唇在过滤段109的表面上的接触温度。
35.一种或多种香料可以以将调味液体直接注入到过滤段109中的形式或者通过将一种或多种调味的易碎胶囊或其它香料载体嵌入或布置在过滤段109的醋酸纤维素丝束内，加入到过滤段109。
36.在一个示例中，过滤段109的长度在6mm到10mm之间，更优选地为8mm。
37.烟嘴端段111是环形管，并且位于烟嘴端段111内的气隙周围并限定烟嘴端段内的气隙。该气隙为从过滤段109流动的加热的挥发成分提供腔室。烟嘴端段111是中空的，以提供用于气溶胶积聚的腔室，而该腔室的刚性足以承受在制造期间以及当制品在插入到设备1中期间使用时可能产生的轴向压缩力和弯矩。在一个示例中，烟嘴端段111的壁的厚度约为0.29mm。
38.在一个示例中，烟嘴端段111的长度在6mm到10mm之间，更优选地为8mm。在一个示例中，烟嘴端段的厚度为0.29mm。
39.烟嘴端段111可以由螺旋缠绕的纸管制造，该纸管提供中空的内腔，同时保持临界机械刚度。螺旋缠绕的纸管能够满足高速制造工艺对管长度、外径、圆度和直线度的严格尺寸精度要求。
40.烟嘴端段111提供防止积聚在过滤段109的出口处的任何液体冷凝物与用户直接接触的功能。
41.应当理解，在一个示例中，烟嘴端段111和冷却段107可以由单个管形成，并且过滤段109位于将烟嘴端段111与冷却段107分开的管内。
42.参照图3和图4，示出了根据本发明实施例的制品301的示例的局部剖视图和透视图。图3和图4中所示的参考符号等同于图1和图2中所示的参考符号，但增加了200。
43.在图3和图4所示的制品301的示例中，通风区域317设置在制品301中，以使空气能够从制品301的外部流入到制品301的内部中。在一个示例中，通风区域317采取通过制品
301的外层形成的一个或多个通风孔317的形式。通风孔可以位于冷却段307中以帮助冷却制品301。在一个示例中，通风区域317包括一排或多排孔，并且优选地，每排孔在基本垂直于制品301的纵向轴线的截面中围绕制品301周向地布置。
44.在一个示例中，存在一排至四排的通风孔，以提供制品301的通风。每排通风孔可以具有12至36个通风孔317。通风孔317的直径可以例如在100μm到500μm之间。在一个示例中，多排通风孔317之间的轴向间距在0.25mm到0.75mm之间，更优选地，多排通风孔317之间的轴向间距为0.5mm。
45.在一个示例中，通风孔317具有均匀的尺寸。在另一示例中，通风孔317的尺寸改变。通风孔可以使用任何合适的技术来制造，例如以下技术中的一种或多种：激光技术、冷却段307的机械穿孔或冷却段307在形成于制品301之前的预穿孔。通风孔317定位成向制品301提供有效的冷却。
46.在一个示例中，多排通风孔317位于与制品的近端313相距至少11mm处，更优选地，通风孔位于与制品301的近端313相距17mm到20mm之间。通风孔317的位置被定位成使得当使用制品301时用户不堵塞通风孔317。
47.有利的是，当制品301完全插入设备1中时，在与制品301的近端313相距17mm到20mm之间的位置处设置多排通风孔使得通风孔317能够位于设备1的外部，如图6和图7所示。通过将通风孔定位在设备的外部，未加热的空气能够通过通风孔从设备1外部进入制品301，以帮助冷却制品301。
48.冷却段307的长度使得当制品301完全插入到设备1中时，冷却段307将部分地插入到设备1中。冷却段307的长度提供了在设备1的加热装置与热敏过滤装置309之间提供物理间隙的第一功能，以及当制品301完全插入到设备1中时使得通风孔317能够位于冷却段中同时也位于设备1外部的第二功能。如从图6和图7中可以看出，冷却元件307的大部分位于设备1内。然而，冷却元件307的一部分延伸出设备1。通风孔317所在的位置正是位于冷却元件307的延伸出设备1的该部分中。
49.现在更详细地参考图5至图7，示出了布置成加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发(通常形成可吸入的气溶胶)的设备1的示例。设备1是通过加热但不燃烧可抽吸材料来释放化合物的加热设备1。
50.第一端3在本文中有时称为设备1的烟嘴端或近端3，并且第二端5在本文中有时称为设备1的远端5。设备1具有开/关按钮7，以允许设备1作为整体根据用户的需要接通和断开。
51.设备1包括用于定位和保护设备1的各种内部部件的壳体9。在所示的示例中，壳体9包括包围设备1的周边的一体式套筒11，该一体式套筒由总体上限定设备1的“顶部”的顶板17和总体上限定设备1的“底部”的底板19来加盖。在另一示例中，除了顶板17和底板19之外，壳体还包括前板、后板和一对相对的侧板。
52.顶板17和/或底板19可以可移除地固定到一体式套筒11，以允许容易地接近设备1的内部，或者可以“永久地”固定到一体式套筒11，例如以阻止用户接近设备1的内部。在一个示例中，板17和19由塑料材料(包括例如通过注塑成型形成的玻纤填充尼龙)制成，并且一体式套筒11由铝制成，尽管也可以使用其它材料和其它制造工艺。
53.设备1的顶板17在设备1的烟嘴端3处具有开口20，在使用中，包括可抽吸材料的制
品101、301可以通过该开口由用户插入到设备1中以及从设备1中移除。
54.壳体9中定位或固定有加热装置23、控制电路25和电源27。在该示例中，加热装置23、控制电路25和电源27横向相邻(即，当从端部观察时相邻)，其中，控制电路25总体上位于加热装置23与电源27之间，尽管其它位置也是可能的。
55.控制电路25可以包括控制器，诸如微处理器装置，该控制器被配置和布置成控制可消耗制品101、301中的可抽吸材料的加热，如下面进一步讨论的。
56.电源27可以是例如电池，该电池可以是可充电电池或不可充电电池。合适的电池的示例包括例如锂离子电池、镍电池(诸如镍镉电池)、碱性电池等。电池27电耦接到加热装置23，以在需要时并在控制电路25的控制下提供电力，以加热制品中的可抽吸材料(如所讨论的，以使可抽吸材料挥发而不导致可抽吸材料燃烧)。
57.将电源27定位成横向邻近于加热装置23的优点在于，可以使用物理上较大的电源25，而不导致设备1整体过长。如将理解的，通常，物理上较大的电源25具有较高的容量(即，可以供应的总电能通常以安培小时等来测量)，并因此设备1的电池寿命可以更长。
58.在一个示例中，加热装置23总体上为中空的圆柱形管的形式，其具有中空的内部加热室29，包括可抽吸材料的制品101、301插入到该中空的内部加热室中以用于在使用中进行加热。加热装置23的不同布置是可能的。例如，加热装置23可以包括单个加热元件，或者可以由沿加热装置23的纵向轴线对准的多个加热元件形成。该加热元件或每个加热元件可以是环形的或管状的，或者围绕其周界至少为部分环形的或部分管状的。在一个示例中，该加热元件或每个加热元件可以是薄膜加热器。在另一示例中，该加热元件或每个加热元件可以由陶瓷材料制成。合适的陶瓷材料的示例包括氧化铝和氮化铝以及氮化硅陶瓷，它们可以被层压和烧结。其它加热装置也是可能的，包括例如通过发射红外辐射加热的感应加热红外加热器元件，或者由例如电阻式电绕组形成的电阻式加热元件。
59.在一个特定示例中，加热装置23由不锈钢支撑管支撑，并且包括聚酰亚胺加热元件。加热装置23的尺寸设定成使得当制品101、301插入到设备1中时，制品101、301的可抽吸材料103、303的主体的基本上全部插入到加热装置23中。
60.该加热元件或每个加热元件可以布置成使得可抽吸材料的选定区域可以被独立加热，例如根据需要依次(随着时间的推移)或一起(同时)加热。
61.在该示例中，加热装置23沿其长度的至少一部分被热绝缘体31包围。绝缘体31有助于减少从加热装置23传递到设备1外部的热量。这有助于降低加热装置23的功率需求，因为这通常减少热损失。绝缘体31还有助于在加热装置23的操作期间保持设备1的外部冷却。在一个示例中，绝缘体31可以是在套筒的两个壁之间提供低压区域的双壁套筒。也就是说，绝缘体31可以是例如“真空”管，即，已经至少部分抽空的管，以便通过传导和/或对流使热传递最小化。除了双壁套筒之外或代替双壁套筒，绝缘体31的其它布置也是可能的，包括使用隔热材料，包括例如合适的泡沫型材料。
62.壳体9还可以包括用于支撑所有内部部件的各种内部支撑结构37，以及加热装置23。
63.设备1还包括围绕开口20延伸并从开口20突出到壳体9内部中的轴环33，以及位于轴环33与真空套筒31的一端之间的大致管状的腔室35。腔室35还包括冷却结构35f，在该示例中，该冷却结构包括沿腔室35的外表面间隔开的多个散热片35f，并且每个散热片围绕腔
室35的外表面周向地布置。当制品101、301在腔室35的长度的至少一部分上插入设备1中时，在腔室35与该制品之间存在气隙36。气隙36在冷却段307的至少一部分上围绕制品101、301的周界的全部。
64.轴环33包括多个脊状件60，这些脊状件围绕开口20的周边周向地布置并突出到开口20中。脊状件60占据开口20内的空间，使得开口20在脊状件60的位置处的开口跨度小于开口20在没有脊状件60的位置处的开口跨度。脊状件60被配置成与插入到设备中的制品101、301接合，以帮助将制品101、301固定在设备1内。由相邻的成对的脊状件60和制品101、301限定的敞开空间(图中未示出)形成围绕制品101、301的外部的通风路径。这些通风路径1允许已从制品101、301逸出的热蒸汽离开设备1，并且允许冷却空气在气隙36中围绕制品101、301流入到设备1中。
65.在操作中，制品101、301可移除地插入到设备1的插入点20中，如图5至图7所示。特别参照图6，在一个示例中，朝向制品101、301的远端115、315定位的可抽吸材料103、303的主体被完全接收在设备1的加热装置23内。制品101、301的近端113、313从设备1延伸并用作用户的衔嘴组件。
66.在操作中，加热装置23将加热可消耗制品101、301以使可抽吸材料的至少一种成分从可抽吸材料103、303的主体中挥发。
67.来自可抽吸材料103、303的主体的加热的挥发成分的主要流动路径是轴向地通过制品101、301，通过冷却段107、307内部的腔室，通过过滤段109、309，通过烟嘴端段111、313到达用户。在一个示例中，从可抽吸材料主体产生的加热的挥发成分的温度在60℃到250℃之间，这可能高于用户可接受的吸入温度。当加热的挥发成分行进通过冷却段107、307时，加热的挥发成分将冷却并且一些挥发成分将凝结在冷却段107、307的内表面上。
68.在图3和图4所示的制品301的示例中，冷空气将能够经由形成在冷却段307中的通风孔317进入冷却段307。该冷空气将与加热的挥发成分混合，以为加热的挥发成分提供额外的冷却。
69.当制品317在使用中被设备1加热时，通风增强了从该制品中产生可见的加热的挥发成分。通过冷却加热的挥发成分的过程使得加热的挥发成分可见，这样使得加热的挥发成分发生过饱和。加热的挥发成分随后经历液滴形成，也就是所谓的成核现象，并且最终，加热的挥发成分的气溶胶颗粒的尺寸通过加热的挥发成分的进一步冷凝并通过从加热的挥发成分凝结新形成的液滴而增加。
70.在一个实施例中，冷空气与加热的挥发成分和冷空气之和的比率(称为通风比率)至少为15％。15％的通风比率使得加热的挥发成分能够通过上述方法可见。加热的挥发成分的可见性使得用户能够识别挥发成分已经产生，并且增加了吸烟经历的感官体验。
71.在另一示例中，通风比率在50％到85％之间，以为加热的挥发成分提供额外的冷却。
72.为了解决各种问题并推进本领域，本公开的全部内容以图示和示例的方式示出了各种实施例，在这些实施例中可以实施所要求保护的发明，并且这些实施例提供了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备一起使用的优良制品。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性示例，而不是穷尽性和/或排他性的。它们的出现仅是为了帮助理解和教导所要求保护的和以其它方式公开的特征。应当理解，本公开的优点、实施
例、示例、功能、特征、结构和/或其它方面不应被认为是对权利要求所限定的本公开的限制或对权利要求等同物的限制，并且可以使用其它实施例，并且可以在不背离本公开的范围和/或精神的情况下进行修改。各种实施例可以适当地包括所公开的元件、部件、特征、部分、步骤、设备等的各种组合或者由其构成或实质上由其构成。本公开可以包括目前未要求保护但将来可能要求保护的其它发明。