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非燃烧加热型吸烟物品的制作方法

2021-01-07 14:01:28|241|起点商标网
非燃烧加热型吸烟物品的制作方法

本发明涉及非燃烧加热型吸烟物品。



背景技术:

提出有各种利用从电加热器产生的热量来加热香味源(香味发生源)、从而能够不伴随香味源的燃烧和热分解地抽吸香味的非燃烧加热型吸烟物品(例如,参照专利文献1、2等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特表2009-502136号公报

专利文献2:(日本)特表2017-501805号公报

专利文献3:国际公开第2013/120565号



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

现有的非燃烧加热型吸烟物品采用了如下结构,向收纳香味源的香味源收纳部内通气通过使从壳体的通气孔取入内部的吸入空气,而将香味成分输送到吸烟者的口腔内。根据这样使香味源收纳部通气的结构(以下称为“收纳部通气结构”),有通过吸入空气促进香味成分的蒸发能够将香味成分容易地输送到烟嘴的吸口孔这样的优点,另一方面,通过使吸入空气在由于加热器的加热而成为非常高温的香味源收纳部内通气,供给口腔内的烟温度有可能变得过高。

另外,上述收纳部通气结构由于在空气通过香味收纳部时促进香味成分的蒸发,因此具有香味源中的香味成分的减少速度变大,在反复吸烟(抽吸)中烟量、香味的浓度急剧减少的可能性。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供关于非燃烧加热型吸烟物品的技术,烟温度不过度上升,且每次抽吸中输送的香味成分量稳定。

用于解决上述课题的本发明的非燃烧加热型吸烟物品具有:烟嘴,其具有吸口孔;香味源收纳部,其收纳香味源,具有将该香味源蒸发的蒸气成分放出的蒸气放出口;加热器,其用于对所述香味源加热而使之蒸发;腔部,其将所述蒸气放出口和所述吸口孔连通,用于暂时储存所述香味源蒸发的蒸气成分;空气取入孔,其将所述腔部的内外连通;所述蒸气放出口仅相对于所述腔部开放,在抽吸时,滞留在所述腔部的所述蒸气成分与从所述空气取入孔流入所述腔部的取入空气混合并被输送到所述吸口孔。通过采用上述结构,能够提供与烟温度不过度上升,且每次抽吸输送的香味成分量稳定的非燃烧加热型吸烟物品相关的技术。另外,在本发明中,腔部是指形成在蒸气放出口与吸口孔之间的中空空间,包括形成在烟嘴内的流路。

另外,本发明的非燃烧加热型吸烟物品也可以是从所述空气取入孔通过所述腔部流入所述香味源收纳部内的空气量相对于从该空气取入孔流入的总空气量为25%以下。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,所述香味源也可以包含烟丝和气溶胶基材。

另外,本发明的非燃烧加热型吸烟物品也可以具备向所述加热器供给电力的电源部,所述电源部在从规定的通电开始条件成立到规定的通电结束条件成立为止的通电期间一直向所述加热器供给电力。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,所述加热器也可以具有对所述香味源收容部的侧面加热的发热体。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,吸烟时的所述香味源的蒸气成分的温度也可以在60℃以下。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,所述腔部的容积也可以在2.1ml以上且20ml以下。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,也可以构成为,所述腔部的容积在7.9ml以上且20ml以下,并且,从所述蒸气放出口到所述空气取入孔的长度相对于从所述蒸气放出口到吸口孔的长度的比率(空气取入孔的开孔高度比率)在63%以上且90%以下。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,也可以不在所述腔部配置用于冷却所述香味源的蒸气成分的冷却部件。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,所述空气吸口孔的直径也可以在0.2mm以上且0.8mm以下。

另外,在本发明的非燃烧加热型吸烟物品中,也可以在所述腔部设置多个所述空气取入孔。

发明效果

根据本发明,能够提供烟温度不过度上升且每次抽吸输送的香味成分量稳定的与非燃烧加热型吸烟物品相关的技术。

附图说明

图1是实施方式1的非燃烧加热型吸烟物品的概略图;

图2a是实施方式1的非燃烧加热型吸烟物品的概略图;

图2b是实施方式1的非燃烧加热型吸烟物品的概略图;

图3是说明实施方式1的香味源收纳盒的图;

图4a是表示实施例1的设备的概略结构的图;

图4b是概念性地表示实施例1的设备中的取入空气的流动的图;

图5a是表示比较例1的设备的概略结构的图;

图5b是概念性地表示比较例1的设备中的取入空气的流动的图;

图6是表示烟温度上升抑制效果的验证试验条件和香味源规格的一览的图;

图7是表示比较例1的烟温度记录的测定结果的图;

图8是表示实施例1的烟温度记录的测定结果的图;

图9是表示在相对于实施例1和比较例1的吸烟试验时由吸烟机抽吸的气溶胶和蒸气中包含的全粒子状物质量的图;

图10是表示实施例1~12及比较例1的规格一览的图;

图11是表示实施例2~4的设备的概略结构的图;

图12是表示相对于实施例1~4实施了吸烟试验时的tpm量的测定结果的图;

图13是表示相对于实施例1、2、5实施了吸烟试验时的tpm量的测定结果的图;

图14是表示相对于实施例1、3、6实施了吸烟试验时的tpm量的测定结果的图;

图15是表示相对于实施例1、4、7、8实施了吸烟试验时的tpm量的测定结果的图;

图16是表示实施例2的设备中的取入空气的流体路线的图;

图17是说明变形例的非燃烧加热型吸烟物品的空气取入孔的图。

具体实施方式

在此,基于附图说明本发明的非燃烧加热型吸烟物品的实施方式。本实施方式中记载的构成要素的尺寸、材质、形状、其相对配置等,只要没有特别特定的记载,就不是将发明的技术范围限定于此的意思。

<实施方式1>

图1、图2a及图2b是实施方式1的非燃烧加热型吸烟物品1的概略图。图1是非燃烧加热型吸烟物品1的侧视图。图2a是非燃烧加热型吸烟物品1的内部结构图。图2b是图2a中的a-a向视剖视图。非燃烧加热型吸烟物品1是具有棒形形状的小型便携式吸烟设备。非燃烧加热型吸烟物品1具有相互拆装自如的第一壳体110和第二壳体120。第一壳体110是有底圆柱状的壳体,在第二壳体120的前端侧形成有烟嘴20。第一壳体110和第二壳体120通过螺钉方式、弹性锁紧方式等公知的连接方式拆装自如。在本说明书中,术语“壳体”是指容纳非燃烧加热型吸烟物品1的各种部件的壳体,例如也可以称为“壳”、“外壳”等。另外,将第一壳体110和第二壳体120合在一起简称为壳体100。图2a和图2b所示的标记cl是向非燃烧加热型吸烟物品1(壳体100)的长度轴向延伸的中心轴。

以下,将非燃烧加热型吸烟物品1中设有烟嘴20的一方定义为“上端”,将相反侧定义为“下端”。烟嘴20具有吸口孔200。在吸烟时,能够叼着烟嘴20并通过吸口孔200吸烟。

标记100a表示非燃烧加热型吸烟物品1的后端。在壳体100的内部收纳有电源部2、香味源收纳盒3(香味源收纳部)、加热器4、电子控制部5等。加热器4是电加热式的加热器,例如具有由陶瓷等构成的发热体41。电源部2是用于向加热器4供给电力的电池,例如也可以是锂离子二次电池等充电式电池。电子控制部5是用于控制各种电子部件的计算机,例如控制自电源部2相对于加热器4的电力供给。电子控制部5可以是例如具有安装处理器、存储器等的电路基板(未图示)的微处理器。

图1所示的标记6是电源开关。电源开关6例如是按钮式的开关,通过按下电源开关6,切换接通和断开。电源开关6经由电气配线与电子控制部5连接,电子控制部5检测电源开关6的接通、断开的各状态。电子控制部5在检测到电源开关6被接通操作时,使电源部2开始向加热器4通电。然后,电子控制部5检测到电源开关6被断开操作时,电源部2停止向加热器4通电。加热器4通过来自电源部2的电力供给而被通电,从而使发热体41发热。

图3是说明实施方式1的香味源收纳盒3的图。香味源收纳盒3包括耐热容器31和在该耐热容器31内收纳的香味源(香味发生源)32。耐热容器31是具有杯形状的金属制容器,具有圆形的平坦底面31a和从平坦底面31a立起设置的侧面31b。另外,在耐热电容器31的侧面31b的上端侧形成有作为开口端的蒸气放出口31c。香味源32只要是加热后散发香味的材料则没有特别限定,在本实施方式中例如是将烟丝、气溶胶基材以及香料揉合后凝固而成的。如图3所示,本实施方式中的香味源收纳盒3以在耐热容器31的侧面31b的内侧紧贴香味源32的状态将香味源32收纳在耐热容器31内。但是,耐热容器31内的香味源32的收纳方式不特别限定。另外,在本实施方式中,气溶胶基材是通过加热而生成气溶胶的液体,例如也可以是丙二醇溶液。

如图2a所示,在壳体100内的电源部2的前部设有用于配置香味源收纳盒3的中空部7,在该中空部7配置香味源收纳盒3。香味源收纳盒3向中空部7的设置方法没有特别限定。另外,香味源收纳盒3以蒸气放出口31c与烟嘴20的吸口孔200对置的方式设置在中空部7。

如图2a所示,在香味源收纳盒3的蒸气放出口31c与烟嘴20的吸口孔200之间形成腔部8。腔部8是具有一定容积的中空部。腔部8是用于将蒸气放出口31c和吸口孔200连通,香味源32通过来自加热器4的发热体41的加热而蒸发时暂时储存从蒸气放出口31c放出的蒸气成分(香味成分)的储存空间。在本实施方式中,香味源收纳盒3的蒸气放出口31c仅相对于腔部8开放。另外,本实施方式中的腔部8包括第一腔部8a和第二腔部8b。第一腔部8a是设置在烟嘴20上的中空状的储存空间,面向吸口孔200。第二腔部8b是形成在第二壳体120的上端侧的空心状的储存空间,面向蒸气放出口31c。在本实施方式中,第一腔部8a和第二腔部8b具有圆柱形状,第二腔部8b比第一腔部8a更大径,但是其形状不特别限定。另外,构成腔部8的第一腔部8a和第二腔部8b的比例不特别限定,例如也可以是第一腔部8a和第二腔部8b中的任一个的容积(体积)实质上为零。例如,在后述的实施例1中,腔部8实质上仅由第一腔部8a形成,则第二腔部8b的容积(体积)实质上为零。

如图1及图2a、图2b所示,在第二壳体120中设有将腔部8的内外连通的空气取入孔9。在本实施方式中,在第二壳体120设有两个空气取入孔9。两个空气取入孔9设置在非燃烧加热型吸烟物品1的长度方向(轴向)上彼此相等的高度。另外,如图2b所示,两个空气取入孔9设置在以非燃烧加热型吸烟物品1的中心轴cl为中心在周向上相差180°的位置,形成为相互对置的配置关系。也就是说,两个空气取入孔9以非燃烧加热型吸烟物品1的中心轴cl为中心配置在彼此中心对称的位置上。

如上构成的非燃烧加热型吸烟物品1中,当电子控制部5检测到电源开关6被吸烟者接通操作时,电子控制部5向电源部2发送控制信号,开始向加热器4通电。其结果是,发热体41发热,香味源收纳盒3的耐热容器31被加热。由此,由于收纳在耐热容器31内的香味源32被加热,散发出包含香味源32蒸发后的香味成分的蒸气(以下称为“香味蒸气”)。通过香味源32蒸发而生成的香味蒸气从香味源收纳盒3中的耐热容器31的蒸气放出口31c流入腔部8,并暂时存储在腔部8中。

如上所述,在腔部8内存储有香味蒸气的状态下,吸烟者叼着烟嘴20并进行抽吸时,通过将腔部8的内外连通的各空气取入孔9将外部的空气取入腔部8。这样,在抽吸时通过各空气取入孔9流入腔部8的空气与滞留在腔部8中的香味蒸气混合而形成气溶胶,该气溶胶被输送到烟嘴20的吸口孔200,通过该吸口孔200供给到吸烟者的口腔内。

根据本实施方式的非燃烧加热型吸烟物品1,具备腔部8和将腔部8的内外连通的空气取入孔9,所述腔部8将香味源收纳盒3中的蒸气放出口31c和烟嘴20的吸口孔200连通,用于暂时存储香味源32蒸发而生成的香味蒸气,并且使香味源收纳盒3的蒸气放出口31c仅相对于腔部8开放,因此,通过空气取入孔9而取入腔部8内的空气不通过香味源收纳盒3的耐热容器31内而与储存在腔部8中的香味蒸气混合,向烟嘴20的吸口孔200输送。即,通过采用不使从空气取入孔9流入腔部8内的空气(以下也称为“取入空气”)通过因发热体41的加热而变得非常高温的耐热容器31内的结构(以下称为“加热部非通气结构”),能够抑制从空气取入孔9流入腔部8内的空气被置于高温中而温度过度上升的情况。由此,能够抑制输送到口腔内的烟温度过高。另外,由于这里所说的烟中混合有气溶胶和蒸气,所以可以将本说明书中的“烟”特定为混合有“气溶胶”和“蒸气”的混合气。

另外,如上所述,通过采用不使上述那样地从空气取入孔9取入到腔8内的空气在耐热容器31内通气的加热部非通气结构,能够抑制在由加热器4的发热体41加热时,过度地促进在耐热容器31内收纳的香味源32的蒸发的情况。由此,能够防止香味源32中的香味成分的减少速度过大,在吸烟者反复抽吸(抽吸)的过程中,能够抑制烟量和香味的浓度急速减少。综上所述,根据本实施方式中的非燃烧加热型吸烟物品1,烟温度(气溶胶和蒸气的混合气温度)不过度上升,并且能够使每次抽吸输送的香味成分量稳定。

另外,根据本实施方式中的非燃烧加热型吸烟物品1,腔部8具有能够对从收纳在耐热容器31内的香味源32蒸发的香味蒸气进行适当储存的容积,因此采用使从空气取入孔9取入腔部8内的空气不在耐热容器31内通气的非通气结构的同时,能够适度促进香味源32的蒸发,充分确保烟量。

另外,在本实施方式中,电子控制部5控制电源部2,使得在从电源部2向加热器4通电时,耐热电容器31(或耐热电容器31内的环境温度)处于150℃~250℃的范围。例如,电子控制部5能够通过公知的温度反馈控制,控制从电源部2向加热器4的通电,以使耐热电容器31(或耐热电容器31内的环境温度)维持在150℃~250℃的范围。此时,也可以使用温度传感器监视耐热容器31的侧面31b的温度或耐热容器31内的环境温度。通过使耐热容器31或耐热容器31内的环境温度维持在上述适当范围内,能够在抑制香味源32(烟丝)烧焦的同时使香味源32适当雾化。

另外,本实施方式中的非燃烧加热型吸烟物品1在腔部8设有两个空气取入孔9,这两个空气取入孔9在以非燃烧加热型吸烟物品1的中心轴cl为中心彼此中心对称的位置即在周方向上相差180°的位置对置配置。这样,通过将一组空气取入孔9以中心轴cl为中心设置在对称位置,取入空气在腔部8的横截面中央碰撞,通过该碰撞能够使朝向下方(香味源收纳盒3方向)的取入空气的线速度比空气取入孔的数量为一个的情况低。其结果,相对于从空气取入孔9流入腔部8的取入空气的总空气量,能够减少作为通过腔部8侵入香味源收纳盒3内的空气量的比例的空气流入率。

另外,本实施方式中的非燃烧加热型吸烟物品1优选空气取入孔9的数量较多。空气取入孔9的数量越多,在将吸烟者的抽吸量假设为恒定的条件下,从每一个空气取入孔9流入腔部8的空气量变少,故而从空气取入孔9流入腔部8的取入空气的线速度减慢。其结果,从空气取入孔9流入腔部8的取入空气难以侵入香味源收纳盒3中。由此,能够更加合适地提供烟温度不过度上升且每次抽吸时输送的香味成分量稳定的非燃烧加热型吸烟物品1。

另外,非燃烧加热型吸烟物品1以吸烟者接通操作电源6为契机,电子控制部5向电源部2发送控制信号,开始向加热器4通电,并且以电源6被断开操作为契机,电子控制部5向电源部2发送控制信号,结束从电源部2向加热部4的通电。在上述情况下,通过进行电源开关6的接通操作,通电开始条件成立,通过进行电源开关6的断开操作,通电结束条件成立,并且,在通电开始条件成立到通电结束条件成立为止的通电期间,一直持续从电源部2向加热器4供给电力。在这样的一直加热类型的非燃烧加热型吸烟物品1中,由于在通电期间在香味源收纳盒3内总是发生香味源32的雾化,所以对于抽吸在香味源收纳盒3生成的香味蒸气流入腔部8后在腔部8暂时储存的香味蒸气特别有用。

另外,在本实施方式中的非燃烧加热型吸烟物品1中,加热器4采用了具有对香味源收纳盒3的侧面加热的发热体41且在腔部8未配置加热器4的结构,因此具有能够将滞留在腔部8中的气溶胶即香味吸气冷却的优点。另外,在非燃烧加热型吸烟物品1中,在腔部8没有特别设置用于冷却香味源32的蒸气成分的冷却部件。非燃烧加热型吸烟物品1通过采用上述加热部非通气结构,能够抑制香味蒸气的温度过度升高,因此不需要在腔部8设置冷却部件,能够以更低的成本制造吸烟设备。

以下,对本实施方式的非燃烧加热型吸烟物品1所实现的各种效果进行验证。

<烟温度上升抑制效果的验证>

关于本实施方式的非燃烧加热型吸烟物品1,为了验证采用使取入空气不在耐热容器31内通气的加热部非通气结构的烟温度上升抑制效果,与采用使取入空气在耐热容器31内通气的加热部通气结构的比较例1比较吸入时烟温度。

图4a是表示实施例1的设备的概略结构的图。图4b是概念性地表示实施例1的设备中的取入空气的流动的图。图5a是表示比较例1的设备的概略结构的图。图5b是概念性地表示比较例1的设备中的取入空气的流动的图。

图4a和图4b所示的实施例1是模仿本实施方式的非燃烧加热型吸烟物品1的加热部非通气型设备,使用底面未形成通气用孔的香味源收纳盒3,在烟嘴20中到香味源收纳盒3的上部开口端(蒸气放出口)31c距离7mm的高度设置两处孔径0.5mmφ的空气取入孔9。在实施例1中,从蒸气放出口31c到所述空气取入孔9的长度与从蒸气放出口31c到吸口孔200(第一腔部8a的上端)的长度的比率(以下称为“空气取入孔的开孔高度比率”)为20%。在实施例1中,从香味源收纳盒3的上部开口端(蒸气放出口)31c到空气取入孔9的流路中的腔部8(第一腔部8a)的容积(体积)为0.4ml。另外,实施例1中,腔部8实质上仅由第一腔部8a(烟嘴20的内部空间)构成,第二腔部8b的容积(体积)实质上为零。另一方面,图5a和图5b所示的比较例1形成为在香味源收纳盒3的底部形成有直径2mm的通气用孔的加热部通气型设备,并且在烟嘴20上未形成有空气取入孔9这一点上与实施例1不同。另外,从香味源收纳盒3的容积减去由香味源(烟丝和气溶胶基材的混合物)32占据的体积后的腔部的容积在实施例1和比较例1中均为0.3ml。

图6表示烟温度上升抑制效果的验证试验条件和香味源规格的一览。对如上构成的实施例1和比较例1的各设备,使用吸烟机(borgwaldt,rm-26)进行了吸烟试验。吸烟试验中的吸烟流量为55ml/2秒,吸烟间隔为30秒。在吸烟试验时的各设备的温度控制中,使用了台式温度控制单元(株式会社chino公司制造型号:sy2111-30)和k热电偶。在香味收纳盒3内的香味源(烟丝)32的表面以接触的方式设置k热电偶,设定升温曲线,以使加热器在120秒内达到目标温度范围(200℃),在达到目标温度范围后,通过实时测定香味源(烟丝)32的温度,进行了pid控制。

另外,在进行吸烟试验时,将硅胶管连接到实施例1及比较例1的各设备,将热电偶插入到距烟嘴20的前端30mm的位置,通过测定温度记录,测定由吸烟机抽吸的烟气(包含气溶胶及蒸气的混合气)的温度。图7是表示比较例1的烟温度记录的测定结果的图。图8是表示实施例1的烟温度记录的测定结果的图。在采用了加热部通气结构的比较例1中,在第一次抽吸时烟温度达到100℃,在第五次抽吸以后约为60℃,成为恒定。另一方面,在采用了加热部非通气结构的实施例1中,第一次抽吸的最高温度在50℃以下,在第五次抽吸以后也稳定地维持在30℃附近。综上所述,与采用加热部通气结构的比较例1相比,采用加热部非通气结构的实施例1能够抑制烟温度的上升。另外,根据实施例1能够确认,在不另外设置用于冷却烟气的烟气冷却机构的情况下,能够将吸烟时的烟温度维持在常温附近的温度范围内。

<香味成分输送倾向的评价>

在进行了上述的吸烟试验时,在实施例1和比较例1中的每一个中,测定了由吸烟机抽吸的气溶胶和蒸气中包含的全粒子状物质(tpm:totalparticulatematter)的量。图9是表示在对实施例1和比较例1的吸烟试验时由吸烟机抽吸的气溶胶和蒸气中包含的全粒子状物质量的图。纵轴表示全粒子状物质(tpm)量,横轴表示抽吸次数。

另外,使用吸烟机实施全粒子状物质量的测定。在规定的吸烟条件下(吸烟容量为55ml/2秒,吸烟间隔为30秒),将30抽吸量以两个抽吸间隔收集到电桥过滤器(cf),通过称量附着在电桥过滤器上的气溶胶状物质的重量增加量来定量全粒子状物质量。关于初期的抽吸(到约10抽吸),与采用了加热部非通气结构的实施例1相比,采用了加热部通气结构的比较例1具有全粒子状物质量相对更多的倾向,另一方面,在第十次抽吸之后,其倾向逆转,与比较例1相比,实施例1具有全粒子状物质量更多的倾向。

对于采用了加热部通气结构的比较例1,特别是在存在丰富的气溶胶溶液的吸烟初期,由于在通过吸烟机抽吸的2秒内,取入空气通过由加热器4加热的香味源的表面,故而促进香味成分的蒸发。与此相对,在采用了加热部非通气结构的实施例1中,由于取入空气不通过由加热器4加热的香味源32的表面,故而认为在由吸烟器抽吸时,滞留在腔部的蒸气主要被抽吸。其结果是,自香味源32的蒸发采用加热部通气结构的比较例1不被过度促进,香味源32的香味成分的减少速度适度减小。即,与采用了加热部通气结构的比较例1相比,采用了加热部非通气结构的实施例1能够稳定地输送香味成分。

在此,若将吸烟时的气溶胶及蒸气中所含的全粒子状物质(tpm)量的减少率(以下称“tpm减少率”)由以下公式定义,则与采用了加热部通气结构的比较例1中的tpm减少率为0.91相比,采用了加热部非通气结构的实实施例1的tpm减少率为0.61。这里,tpm减少率小表示从第一次抽吸到第十次抽吸为止的成分输送量减少(稳定)。如上所述,加热部非通气结构(实施例1)比加热部通气结构(比较例1)的tpm减少率小,所以加热部非通气

接着,对相对于实施例1变更了腔部8的容积(体积)、空气取入孔9的开孔位置、开孔数、开孔径等的实施例2~12进行说明。图10表示实施例1~12及比较例1的规格一览。图10还一并表示了与实施例1~12及比较例1相关的空气流入率rpod、与实施例1~8及比较例1相关的烟温度及tpm减少率。空气流入量率rpod的详细情况将在后面说明。另外,图10中的“开孔位置(mm)”是指从香味源收纳盒3的上部开口端(蒸气放出口)31c到空气取入孔9的间隔尺寸。另外,图10中的“开孔高度比率(%)”是指“空气取入孔的开孔高度比率”,如上所述,是与从蒸气放出口31c到空气取入孔9的长度与从蒸气放出口31c到吸口孔200(第一腔部8a的上端)的长度的比率。另外,关于实施例1~8、11、12,两个空气取入孔9以设备的中心轴为中心在周方向上相差180°的位置对置配置。另外,在实施例9中,四个空气取入孔9以设备的中心轴为中心配置在周向上相差90°的位置。

在此,实施例2~12与实施例1相同,采用了加热部非通气结构。实施例2~4相对于实施例1作为参数变更腔部8的容积。图11表示实施例2~4的设备的概略结构。实施例1中的腔部8的容积(第一腔部8a和第二腔部的容积的合计)为0.4ml,而实施例2~4中的腔部8的容积(第一腔部8a和第二腔部的容积的合计)分别为2.1ml、3.5ml、7.9ml。另外,实施例2~4中的香味源收纳盒3与图4a中说明的实施例1中的香味源收纳盒3相同。

图12是表示对实施例1~4实施了吸烟试验时的全粒子状物质(tpm)量的测定结果的图。如图12所示可知,与实施例1相比,增加了腔部的容积的实施例2~4中,气溶胶和蒸气中包含的全粒子状物质(tpm)量比实施例1增加。这是因为,通过充分确保了腔部8的容积,在吸烟间隔30秒内,腔部8内的蒸气分压不会过度变高,能够抑制香味源收纳盒3内收纳的香味源32的香味成分的蒸发被阻碍。也就是说,如实施例2~4所示,通过充分确保腔部8的容积,即使香味成分的蒸发进行,也能够抑制腔部8内的蒸气分压变得过高,通过顺畅地促进来自香味源收纳盒3内收纳的香味源32的香味成分的蒸发,能够增加味道成分的输送量。另外,关于吸烟试验时的香味成分的输送量,由于在实施例2~4的相互间没有发现统计有意差,所以将一定容积(例如腔部8的容积为2.1ml)以上的腔部8设置在香味源收纳盒3的上部,可以说能够与腔部8的容积无关地充分确保香味成分的输送量。但是,在吸烟设备的规格上,腔部8过大的结构作为小型吸烟设备是不现实的,因此腔部8的容积优选为20ml以下。

接着,说明作为参数变更空气取入孔9的开孔位置、开孔数、开孔直径时的影响。图13是表示对实施例1、2、5实施了吸烟试验时的全粒子状物质(tpm)量的测定结果的图。图14是表示对实施例1、3、6实施了吸烟试验时的全粒子状物质(tpm)量的测定结果的图。图15是表示对实施例1、4、7、8实施了吸烟试验时的全粒子状物质(tpm)量的测定结果的图。

如图15所示,在腔部8的容积为7.9ml且空气取入孔9的开孔位置为43mm(相当于“空气取入孔的开孔高度比率”为63%的位置)的实施例8中,大致到第十五次抽吸为止能够维持足够量的成分输送量。这被认为是,通过使空气取入孔9的位置远离香味源收纳盒3,抑制了在腔部8蓄积的香味成分的蒸气的抽吸量。因此,将腔部8的容积设为7.9ml以上且在空气取入孔9的开孔高度比率为63%以上的位置设置空气取入孔9的结构可以说相比于不设置腔部8的结构使香味成分的蒸发量增加并且使成分输送量稳定化,因此优选。

<流体分析>

接着,比较各实施例及比较例1中的向香味源收纳盒3内的空气流入率rpod。空气流入率rpod是在利用吸烟机吸烟的2秒内通过腔部8侵入到香味源收纳盒3内的空气量相对于从空气取入孔9流入腔部的取入空气的全空气量的比率,通过流体分析而算出。另外,作为算出空气流入率rpod时的温度条件,以将香味源收纳盒3(耐热容器31)的壁面和盒内部的空间部设为500开尔文、将其他空间设为300开尔文的初始条件实施了流体分析。流体分析使用fluentversion18.0(ansys),在吸烟流量为55ml/2秒的指示配置下进行了分析。另外,向香味源收纳盒3内的空气流入率rpod(%)用以下公式算出。

在此,vpod是在由吸烟机吸烟的2秒内侵入到香味源收纳盒3内部的空气体积,vinhalation是吸烟容量,设为55ml的恒定值。另外,在本流体分析中,由于同时计量进入(流入)香味源收纳盒3内的空气和从香味源收纳盒3流出的空气,根据其值算出进入香味源收纳盒3内的空气的体积,所以在计算空气流入率rpod时,将实际值乘以0.5。分析结果如图10所示。实施例1的空气流入率rpod为0.15%,能够确认空气几乎没有侵入香味源收纳盒3内。

如图10所示,在实施例2~4中,与其他实施例相比,空气流入率rpod高出10%以上。这是由于从配置在腔部8的对置位置的两个空气取入孔9流入的取入空气在腔部8内碰撞而生成的向下方的气流,使取入空气侵入香味源收纳盒3内。作为示例,图16表示了实施例2的设备中的取入空气的流体路线。

另一方面,在空气取入孔9的开孔位置远离香味源收纳盒3的实施例5~8中,取得了如下结构,通过取入空气在腔部8的中心部碰撞而生成的向下方的气流不到达香味源收纳盒3,空气流入率rpod在1%以下。另外,关于空气取入孔9的开孔数,在四个空气取入孔9以吸烟设备的中心轴cl为中心在周向上各相差90°的位置配置的实施例9的空气流入率rpod,发现与空气取入孔9的开孔数为两个的实施例1相同。

在此,如果比较仅空气取入孔9的开孔数不同的实施例1和实施例10的空气流入率rpod,则空气取入孔9为1个的实施例10(rpod:12.4%)的空气流入率rpod比空气取入孔9为两个的实施例1(rpod:0.15%)高。这是因为,与空气取入孔9为2个的实施例1相比,空气取入孔9为1个的实施例10,在抽吸(抽吸)时通过空气取入孔9从外部流入腔部8内的空气的线速度变快,另外,在空气取入孔9为1个的实施例10中,从空气取入孔9流入的空气与碰撞与空气取入孔9对置的腔部8的内壁面,容易产生向下方即香味源收纳盒3方向的气流。另外,在抽吸(抽吸)时通过空气取入孔9从外部流入腔部8内的空气的线速度在实施例1为146.2m/秒,而在实施例10为257.9m/秒。如上所述,在采用加热部非通气结构的实施例中,可以说优选在腔部8设置多个空气取入孔9。

进而,在使空气取入孔9的开孔直径(直径)变化时,开孔直径为0.2mm的实施例11中的取入空气的线速度相对于开孔直径为0.8mm的实施例12约为8倍,显著形成向香味源收纳盒3方向的气流,因此,实施例11的空气流入率rpod变高,但由于rpod自身在1%以下,所以能够确认开口直径的影响较小。

另外,根据上述验证结果,在采用在配置于香味源收纳盒3方向的后段的腔部8设置空气取入孔9的加热部非通气结构的各实施例中,如果空气流入率rpod为25%以下,则可认为具有足够的加热部非通气结构的特征,更优选空气流入率rpod在15%以下,更优选空气流入率rpod在1%以下。另外,腔部8的容积(第一腔部8a和第二腔部8b的容积的合计)优选为2.1ml以上,更优选为7.9ml以上。另外,作为在腔部8设置空气取入孔9的高度,开孔位置越高,即空气取入孔9的开孔高度比率(从蒸气放出口31c到空气取入孔9的长度相对于从蒸气放出口31c到吸口孔200的长度的比率)越大越好,空气取入孔9的开孔高度比率优选在63%以上。鉴于作为吸烟器具的使用,必须设置人能够用嘴叼住的长度的烟嘴,另外,如果将空气取入孔9设置在口腔内包含的位置,则不能流入空气,因此认为空气取入孔9的开孔高度比率在90%以下是妥当的范围。另外,空气取入孔9的开孔直径(直径)作为优选范围可示例0.2mm以上且0.8mm以下。

另外,如图10所示,比较例1中的烟温度超过100℃,而实施例1~12中的烟温度维持在60℃以下。这样,由于吸烟时的香味源32的蒸气成分的温度为60℃以下,所以能够供给对吸烟者来说容易吸烟的温度范围的气溶胶。

另外,本实施方式中的非燃烧加热型吸烟物品1中的空气取入孔9设定在空气流入腔部8内时的流入方向(空气取入孔9的轴线方向)与中心轴cl正交的方向上,但如图17所示的变形例那样,在空气流入腔部8内时的流入方向(空气取入孔9的轴线方向)也可以相对于中心轴cl倾斜,以朝向烟嘴20的吸口孔200侧。由此,从空气取入孔9流入腔部8的取入空气更难向香味源收纳盒3内侵入,因此能够更适当地实现烟温度的上升抑制和香味成分的稳定供给。

附图标记说明

1:非燃烧加热型吸烟物品

2:电源部

3:香味源收纳盒

4:加热器

5:电子控制部

6:电源开关

7:中空部

8:腔部

9:空气取入孔

20:烟嘴

31:耐热容器

32:香味源

41:发热体

100:壳体

200:吸口孔

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