吸烟制品、吸烟系统以及用于产生气溶胶的方法与流程

本公开总体上涉及一种吸烟制品，尤其涉及一种用于产生气溶胶以供吸烟制品的使用者吸入的吸烟制品。本公开的实施例还涉及吸烟系统和使用该吸烟系统产生气溶胶的方法。

背景技术：

将气溶胶产生材料加热而不是燃烧来产生供吸入的气溶胶的装置近年来受到了欢迎。这种装置可以使用多种不同途径中的一种途径来为气溶胶产生材料提供热量。

一种这样的途径是提供吸烟制品，该吸烟制品利用可燃热源和气溶胶产生材料(例如烟草)，该气溶胶产生材料定位在可燃热源附近并且在其下游。当可燃热源被点燃时，热量从点燃的可燃热源传递至气溶胶产生材料，从而导致其释放挥发性化合物。当释放的挥发性化合物被夹带在流过吸烟制品的空气中时，这些挥发性化合物冷却并且冷凝以形成可以被吸烟制品的使用者吸入的气溶胶。

本公开的实施例力图提供一种使用者吸引力增强的改进型吸烟制品。

技术实现要素：

根据本公开的第一方面，提供了一种吸烟制品，该吸烟制品包括：

气溶胶产生材料；

可燃热源，该可燃热源用于加热该气溶胶产生材料；

其中，该可燃热源包括可燃材料和感应加热感受器，该感应加热感受器用于加热并且由此点燃该可燃材料。

热量从可燃热源、更具体地从已点燃的可燃材料传递至气溶胶产生材料，以加热该气溶胶产生材料。气溶胶产生材料被加热而不燃烧，以使气溶胶产生材料的至少一种成分挥发，并且由此产生供吸烟制品的使用者吸入的气溶胶。

在通常意义上，蒸气是在低于其临界温度的温度下为气相的物质，这意味着在不降低温度的情况下该蒸气可以通过增加其压力而冷凝成液体，而气溶胶是微细固体颗粒或液滴在空气或另一种气体中的悬浮物。然而，应注意的是，术语‘气溶胶’和‘蒸气’在本说明书中可以互换使用，尤其是关于所产生的供使用者吸入的可吸入介质的形式而言。

感应加热感受器可以在存在时变电磁场时被加热，并且提供了一种安全、有效且方便的方式来点燃可燃材料，而无需使用外部点燃源(例如传统的打火机)。

感应加热的感受器可以包括但不限于铝、铁、镍、不锈钢及其合金(例如镍铬或镍铜合金)中的一种或多种。

可燃热源和气溶胶产生材料可以基本上轴向地对齐。可燃热源和气溶胶产生材料可以彼此抵接。

可燃材料可以包括任何合适的可燃燃料材料，包括但不限于碳、铝、镁、碳化物、氮化物及其混合物。理想地，可燃材料具有高的热量产生能力，并且产生非常少量的不完全燃烧副产物，并且为可燃热源提供足够的机械强度。在优选的实施例中，可燃材料是碳基的并且可以主要包括碳。

该感应加热感受器可以包括分布在该可燃材料内的多个感受器材料颗粒。感受器颗粒材料的使用利于制造吸烟制品。

这些感受器材料颗粒可以基本上均匀地分布在该可燃材料内。从而确保可燃材料的均匀加热，并因此确保点燃和燃烧。

这些感受器材料颗粒的浓度可以在该可燃材料内沿该制品的纵向方向变化。这允许控制燃烧过程，并且因此允许控制气溶胶产生材料的加热，以确保产生具有最佳特性的气溶胶。

在一个实施例中，感受器材料颗粒的浓度可以朝下游方向增加并且可以在紧邻气溶胶产生材料处达到其最高浓度。因此，可燃热源的下游端处的可燃材料可以在上游端处的可燃材料之前被点燃。通过这种布置，气溶胶生成材料可以在经加热的感受器点燃可燃材料不久之后，在较早的时间点被加热到高温。因此，可以快速地产生适合于使用者吸入的气溶胶，从而确保吸烟制品可被使用者尽快获得。

在另一实施例中，感受器材料颗粒的浓度可以朝下游方向降低，并且可以在上游端处在最远离气溶胶产生材料的区域中达到其最高浓度。因此，可燃热源的上游端处的可燃材料可以在下游端处的可燃材料之前被点燃。通过这种布置，气溶胶产生材料可以在较晚的时间点被加热到高温，并且可以在由经加热的感受器最初点燃可燃材料之后被加热到较低的温度。这确保了在整个完整的吸烟过程的持续时间中产生恒定量的气溶胶，特别是因为随着吸烟过程的进行，气溶胶产生材料的成分被消耗掉，并且需要更大的热量输入到气溶胶产生材料，以确保产生恒定量的气溶胶。如果输入到气溶胶产生材料中的热量在整个吸烟过程的持续时间中是恒定的，则将理解的是，在吸烟过程的后期将经历所产生的气溶胶减少。

该感应加热感受器可以包括管状构件，该管状构件的纵向轴线可以与该制品的纵向轴线基本上对齐。通过这种布置，确保了可燃材料、并且因此确保了气溶胶产生材料的有效加热。

该可燃材料可以定位在该管状构件的内部并且围绕该管状构件的外部。这确保了从管状构件(即感受器)到可燃材料的最佳热量传递，并且因此确保了可燃材料的最佳加热。

管状构件和可燃热源可以各自具有某一轴向长度。

在一个实施例中，管状构件的轴向长度和可燃热源的轴向长度可以基本相等。换句话说，管状构件和可燃热源的轴向端部可以在制品的纵向方向上基本上轴向地对齐。多个可燃热源可以通过在预定位置处切割连续长形杆而容易地大量生产，该连续的长形杆包括连续的管状构件和定位在连续管状构件的内部并且围绕连续管状构件的外部的可燃材料。

在另一实施例中，管状构件的轴向长度可以小于可燃热源的轴向长度。换句话说，管状构件和可燃热源的轴向端部可以在制品的纵向方向上并非基本上轴向地对齐。通过这种布置，管状构件被可燃材料完全封装，从而使从管状构件(即感受器)到可燃材料的热量传递最大化。

该可燃材料可以仅围绕该管状构件的外部定位。通过这种布置，管状构件可以提供气流通道，管状构件的壁将该气流通道与围绕该管状感受器外部定位的可燃材料隔离。这可以有利地减少由于可燃材料的燃烧而产生的燃烧副产物(例如二氧化碳和一氧化碳)的量，这些燃烧副产物被夹带在流过气流通道并且到达吸烟制品的吸嘴的空气中。

吸烟制品可以进一步包括一个或多个感应加热部件，例如金属部件。在优选的实施例中，除了感应加热感受器之外，没有感应加热部件在该制品的纵向方向上与该可燃材料重叠。通过这种布置，即使在存在时变电磁场式加热该一个或多个感应加热部件，也仅由于可燃热源的感应加热感受器的加热而提供了可燃材料的加热和点燃。

可燃材料可以包括多个孔隙。这些孔隙允许环境空气流入可燃材料，从而促进可燃材料的点燃和燃烧，但是理想地并不允许空气流过可燃热源到达使用者。

吸烟制品可以包括在气溶胶产生材料下游的腔室。腔室有利地允许经加热的空气和经加热的空气中的挥发成分冷却和冷凝以形成具有最佳特性的气雾剂以供使用者吸入。吸烟制品可以包括限定腔室的圆柱形本体。

吸烟制品可以包括在气溶胶产生材料下游的吸嘴。吸嘴可以在腔室的下游。吸嘴可以包括透气性塞子，该透气性塞子例如包括醋酸纤维素纤维。

该气溶胶产生材料可以是任何类型的固体或半固体材料。气溶胶产生固体的示例性类型包括微粒、球粒、粉末、碎片、线、颗粒、凝胶、条带、散叶、切碎的填料、多孔材料、泡沫材料或片材。气溶胶产生材料可以包括植物衍生材料，并且特别地，气溶胶产生材料可以包括烟草。

气溶胶产生材料可以包括气溶胶形成剂。气溶胶形成剂的示例包括多元醇及其混合物，例如丙三醇或丙二醇。典型地，气溶胶产生材料可以包括在大约5％与大约50％(基于干重)之间的气溶胶形成剂含量。在一些实施例中，气溶胶产生材料可以包括大约15％(基于干重)的气溶胶形成剂含量。

在加热时，气溶胶产生材料可以释放挥发性化合物。挥发性化合物可以包括尼古丁或比如烟草香料等风味化合物。

根据本公开的第二方面，提供了一种吸烟系统，该吸烟系统包括：

如上定义的吸烟制品；以及

用于点燃该可燃材料的点燃器，该点燃器包括用于感应加热该感受器的感应线圈。

点燃器为使用者提供了一种方便的方式来加热感应加热感受器，并且因此点燃可燃材料。可燃材料的加热不是依赖于使用者的，因此是可重复的，因为它是通过感应加热感受器以受控方式进行的，而不是由使用者通过外部点燃源(例如传统打火机)进行的。这提供了改进的气溶胶产生，并且提供了点燃可燃材料的安全、有效且方便的方式。

感应线圈可以是螺旋的，并且可以限定用于容纳吸烟制品或吸烟制品的至少一部分的腔体。当将该吸烟制品定位在该腔体中时，该感应线圈可以基本上围绕整个感受器。感应加热感受器以最佳方式被加热，从而确保可燃材料的最佳加热，并且由此确保可燃材料的点燃。

相对于感应线圈的位置，吸烟制品的位置可以由该腔体确定。这允许感受器与感应线圈之间的位置关系得以优化，从而提供了感应线圈产生的电磁场与感受器的最佳耦合，从而提供了感受器的最佳加热。

该点燃器可以包括空气供应机构，该空气供应机构被配置成向该可燃材料供应空气。空气供应机构可以包括风扇，并且可以在腔体的端部处包括气流通道，以将空气引导至可燃材料。空气供应机构可以帮助促进可燃材料的点燃和燃烧。

根据本公开的第三方面，提供了一种用于产生气溶胶的方法，该方法包括：

提供如上定义的吸烟系统；

将该可燃热源定位在该感应线圈附近，使得该感应加热感受器与该感应线圈产生的电磁场耦合并且被该电磁场加热；以及

保持该可燃热源的位置，直到该可燃材料被经加热的该感受器点燃，使得由已点燃的该可燃材料产生的热量加热该气溶胶产生材料以产生气溶胶。

在通过经加热的感受器点燃可燃材料之后，该方法可以包括从其靠近感应线圈的位置移除可燃热源，例如以终止由感应线圈产生的电磁场对感应加热感受器的加热。在移除可燃热源之后，已点燃的可燃材料继续燃烧，并且因此加热气溶胶产生材料以产生气溶胶。

该方法提供了使用根据本公开的吸烟系统产生气溶胶的简单且有效的方法。

附图说明

图1是吸烟制品的第一实施例的图解纵向截面图；

图2至图6是与图1所展示的吸烟制品的第一实施例一起使用的可燃热源的示例的图解截面图；

图7是吸烟制品的第二实施例的图解纵向截面图；

图8至图11是与图7所展示的吸烟制品的第二实施例一起使用的可燃热源的示例的图解截面图；以及

图12至图15图解性地展示了吸烟系统以及使用该吸烟系统产生气溶胶的方法。

具体实施方式

现在将仅通过举例方式并且参考附图来描述本公开的实施例。

首先参考图1，示出了吸烟制品1的第一实施例，该吸烟制品包括气溶胶产生材料10和可燃热源12，该可燃热源布置成当燃烧时加热气溶胶产生材料10。制品1是长形且基本上圆柱形的。如图1中的箭头图解地示出的，从左到右穿过制品1的气流从制品1的上游端6到下游端8。气溶胶产生材料10位于可燃热源12的下游并且与其抵接。

吸烟制品1包括端部开口的圆柱形本体14，该圆柱形本体限定了长形的腔室16、并且典型地由纸板或厚纸形成。吸烟制品1在下游端8处包括吸嘴18，该吸嘴与圆柱形本体14相抵地同轴对齐。吸嘴18包括透气性塞子，该透气性塞子例如包括醋酸纤维素纤维。圆柱形本体14和吸嘴18二者都被外部包装材料20(典型地包括接装纸)从外包裹。吸烟制品1进一步包括端部开口的圆柱形衬里22(例如包括铝和/或纸)，该圆柱形衬里沿着圆柱形本体14的内部的一部分延伸而不与可燃热源12重叠。

气溶胶产生材料10包括烟草材料微粒，这些烟草材料微粒定位在杯形件24形式的储器中，该杯形件定位在吸烟制品1的上游端6处。可燃热源12具有小于杯形件24的开口端26的直径，并且因此延伸到开口端26中以将气溶胶产生材料10固位在其中。杯形件24包括具有空气通道30的封闭端28，这些空气通道允许空气流入腔室16中。

可燃热源12典型地是多孔碳基热源。可燃热源12是圆柱形的，并且在所展示的第一实施例中包括纵向延伸穿过可燃热源12的中央气流通道21。可燃热源12包括碳基可燃材料32和感应加热感受器34(图2至图6)，该感应加热感受器用于加热并且由此点燃可燃材料32。感应加热感受器34以及因此可燃热源12可以采取各种形式，如现在将参考图2至图6描述的。

可燃热源12的第一示例在图2中示出。在该第一示例中，感受器34包括多个感受器材料颗粒36，这些颗粒均匀地分布在整个可燃材料32中。

可燃热源12的第二示例在图3中示出。在该第二示例中，感受器34也包括多个感受器材料颗粒36，这些颗粒分布在整个可燃材料32中。然而，与第一示例相反，颗粒材料36的浓度在可燃材料32内沿吸烟制品1的纵向方向变化，从而允许控制燃烧过程，并且由此控制气溶胶产生材料10的加热。在所展示的示例中，将看到的是，颗粒材料36的浓度朝下游方向增加并且在紧邻气溶胶产生材料10处达到其最高浓度。通过这种布置，在可燃热源12的下游端处的可燃材料32趋于在上游端处的可燃材料32之前被点燃，其结果是气溶胶产生材料10在较早的时间点被加热至高温。在另一示例中(未示出)，颗粒材料36的浓度可以朝下游方向降低，并且可以在制品1的上游端6处在最远离气溶胶产生材料10的区域中达到其最高浓度。通过这种布置，在上游端处的可燃材料32趋于在下游端处的可燃材料32之前被点燃，其结果是气溶胶产生材料10在较晚的时间点被加热至高温。

可燃热源12的第三示例在图4中示出。在该第三示例中，感应加热感受器34包括管状感受器38，该管状感受器的纵向轴线与吸烟制品1的纵向轴线基本上对齐。可燃材料32定位在管状感受器38的内部并且围绕管状感受器38的外部。管状感受器38和可燃热源12也具有相同的轴向长度，并且布置成使得它们对应的端部轴向对齐。

可燃热源12的第四示例在图5中示出。除了管状感受器38的轴向长度小于可燃热源12的轴向长度，使得它们对应的端部并不轴向对齐之外，第四示例与以上参考图4描述的第三示例相似。

可燃热源12的第五示例在图6中示出。在该第五示例中，感应加热感受器34也包括管状感受器38，该管状感受器的纵向轴线与吸烟制品1的纵向轴线基本上对齐。管状感受器38的内部提供了气流通道21，因此可以看出的是，可燃材料32仅围绕管状感受器38的外部定位。通过这种布置，将理解的是，管状感受器38的壁将流过气流通道21的空气与围绕该管状感受器外部定位的可燃材料32隔离。

现在参考图7，示出了以上参考图1描述的吸烟制品1类似的吸烟制品2的第二实施例，并且其中，使用对应的附图标记指代对应的元件。

在吸烟制品2中，可燃热源12不包括气流通道，而是包括多孔可燃碳基材料的固体或连续塞子。吸烟制品2包括空气入口40，这些空气入口允许空气流过圆柱形本体14和圆柱形衬里22。另外，杯形件24在其圆柱形表面中包括空气通道42，以允许来自空气入口40的空气以上文参考图1描述的方式，在流过空气通道30并且进入腔室16之前流过气溶胶产生材料10。通过吸烟物品2从上游端6到下游端8的气流也由图7中的箭头图解性地示出。

为了与吸烟制品2一起使用，感应加热感受器34并且因此可燃热源12可以采取各种形式，如现在将参考图8至图11描述的。

可燃热源12的第六示例在图8中示出。在该第六示例中，感受器34包括多个感受器材料颗粒36，这些颗粒均匀地分布在整个可燃材料32中。

可燃热源12的第七示例在图9中示出。在该第七示例中，感受器34也包括多个感受器材料颗粒36，这些颗粒分布在整个可燃材料32中。在该第七示例中，颗粒材料36的浓度在可燃材料32内沿吸烟制品2的纵向方向变化，从而允许控制燃烧过程，并且由此控制气溶胶产生材料10的加热。在所展示的示例中，将看到的是，颗粒材料36的浓度朝下游方向增加并且在紧邻气溶胶产生材料10处达到其最高浓度。如以上参考图3所解释的，通过这种布置，在可燃热源12的下游端处的可燃材料32趋于在上游端处的可燃材料32之前被点燃，其结果是气溶胶产生材料10在较早的时间点被加热至高温。替代性地，颗粒材料36的浓度可以朝下游方向降低，并且可以在制品2的上游端6处在最远离气溶胶产生材料10的区域中达到其最高浓度。通过这种布置，在上游端处的可燃材料32趋于在下游端处的可燃材料32之前被点燃，其结果是气溶胶产生材料10在较晚的时间点被加热至高温。

可燃热源12的第八示例在图10中示出。在该第八示例中，感应加热感受器34包括管状感受器38，该管状感受器的纵向轴线与吸烟制品2的纵向轴线基本上对齐。可燃材料32定位在管状感受器38的内部并且围绕管状感受器38的外部。管状感受器38和可燃热源12也具有相同的轴向长度，并且布置成使得它们对应的端部轴向对齐。

可燃热源12的第九示例在图11中示出。除了管状感受器38的轴向长度小于可燃热源12的轴向长度，使得它们对应的端部并不轴向对齐之外，第九示例与以上参考图10描述的第八示例相似。

现在参考图12至图15，示出了用于产生气溶胶以供使用者吸入的吸烟系统50。吸烟系统50包括与图2所展示的可燃热源12的第一示例结合的图1所展示的吸烟制品1。然而，将理解的是，吸烟制品1可以与图3至图6所展示的可燃热源12的任何其他示例结合使用，或者将理解的是，吸烟系统50可以替代性地包括与图8至图11中所展示的任何可燃热源示例结合的图7所展示的吸烟制品2。

吸烟系统50还包括用于点燃可燃材料32的点燃器52。点燃器52包括螺旋感应线圈54，该螺旋感应线圈限定了用于容纳吸烟制品1的上游端6的腔体56。

在使用中，如图13所示，使用者将吸烟制品1的上游端6定位在腔体56中，然后例如通过使用者手动地或通过检测吸烟制品1在腔体56中的位置而自动地启用点燃器52。点燃器52包括控制器和电源(未示出)。控制器除其他电子部件外尤其包括逆变器，该逆变器被布置成将来自电源的直流转换成用于感应线圈54的交变高频电流。本领域普通技术人员应理解的是，当感应线圈54被通以交变高频电流时，产生交变且时变的电磁场。这与感受器颗粒材料36耦合并且在感受器颗粒材料36中产生涡流和/或磁滞损耗，从而导致该感受器颗粒材料发热，如图14中的修改后的剖面线图解地表示的。然后例如通过传导、辐射和对流将热量从感受器颗粒材料36传递至可燃材料32，从而使可燃材料32点燃并且燃烧。在燃烧开始之后，将吸烟制品1的上游端从腔体56中移除，如图15所示。在从腔体56中移除吸烟物品1之后，感受器颗粒材料36不再被感应线圈54产生的时变电磁场加热，但是可燃材料32继续燃烧。

为了促进可燃材料32的点燃和初始燃烧，点燃器52可以包括空气供应机构(未示出)，该空气供应机构例如包括风扇和在腔体56的上游端处的气流通道，以在可燃材料32被感受器颗粒材料36加热时将空气引导至该可燃材料。

来自已点燃的可燃材料32的热量被传递至气溶胶产生材料10，因此，气溶胶产生材料10被加热而没有燃烧。以这种方式对气溶胶产生材料10的加热使气溶胶产生材料10的一种或多种成分挥发。当使用者将其唇部与吸嘴18接合并且通过吸烟制品1抽吸空气时，空气流过中央气流通道21，在该中央气流通道中空气被从可燃材料32传递的热量加热。然后，经加热的空气流过气溶胶产生材料10，从而导致气溶胶产生材料10的进一步加热，并且因此使气溶胶产生材料10的一种或多种成分进一步挥发。气溶胶产生材料10的挥发成分被流过吸烟制品1的空气夹带，并且经加热的空气和所夹带的挥发成分朝下游方向流入腔室16，在该腔室中它们冷却并且冷凝以形成供使用者通过吸嘴18吸入的气溶胶。

虽然在前述段落中已经描述了示例性实施例，但是应当理解，在不背离所附权利要求的范围的情况下可以对这些实施例做出各种修改。因此，权利要求的广度和范围不应当局限于以上描述的示例性实施例。

除非本文另外指出或上下文明显矛盾，否则本公开涵盖了上述特征的所有可能变体的任何组合。

除非上下文另外清楚地要求，否则遍及说明书和权利要求书，词语“包括”、“包含”等应以包含而非排他或穷尽的意义来解释；也就是说，以“包括但不限于”的意义来解释。

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