吸入装置及其加热结构的制作方法

专利名称：吸入装置及其加热结构的制作方法
技术领域：
及
背景技术：
本发明涉及一种在吸入装置中用于控制性地吸入一种空气与至少一 种添加剂的吸入混合物的加热结构，该结构中设有一个燃料储存室，它已 充入或可以充入一种加热后易燃的固体或液体燃料，和一个燃料在其中燃 烧的燃烧室，该燃烧室通过一个燃烧室壁与外界气密密封。本发明还涉及 一种用于控制性地吸入一种空气与至少一种添加剂的吸入混合物的吸入 装置，它设有一个装置口， 一个带有空气入口的吸入混合发生器和一个用 于燃烧一种燃料，并加热空气及/或添加剂及/或吸入的混合物的加热结 构，上述吸入混合发生器与装置口直接相连或通过一个导管相连。
现有的公知技术中已经包括了一些普通的吸入装置。这些吸入装置主 要用于代替普通的烟草使用方式，包括香烟或其它烟草制品。此外它们尤 其用于辅助戒烟。下面介绍一些普通的引燃空气或添加剂的加热结构。
US 5， 099， 861 A、 US 4， 969， 476 A和EP 0472367 Al公开的吸入装置， 其热能是由无火焰的炽热煤成分提供的，过程中产生的燃烧气体也会被使 用者吸入。DE 2704218 Al公开了应用一种热源，如一个打火机的火焰来 加热一种加热成分。US 6， 164， 287 A和JP 2000 236 865 A公开的吸入装 置是燃烧一种气态燃料。DE 19854009 Al公开的一种吸入装置是在一个密 封的燃烧室内燃烧一种加热成分，优选丙烷气体。US 6,532,965 Bl公开 的吸入装置是在一个燃烧室内燃烧乙醇。US 6， 598， 607 B2和US 5， 944， 025 A公开的吸入装置中通过一种催化反应无火焰地燃烧乙醇。
上述现有技术的缺点是这些公知的吸入装置的使用明显不同于 一 个 吸烟者使用普通香烟的方式，这些吸入装置中，火焰不能在燃烧室中高效 稳定地燃烧，并且/或者要求复杂的技术方法才能达到稳定地燃烧。
目的和方案
本发明的目的是进一步改进普通的加热结构和吸入装置，使它们结构简单，功能稳定。
如本发明所述，通过一种具有权利要求1所述特征的普通加热结构即 可达到上述要求。
燃料被运送到上述加热结构中的燃烧室中，或直接储存在燃烧室中， 在那里燃烧并产生一个火焰。较优选的加热结构被设计成在点火后，不---定需要外界提供能量来维持火焰的燃烧。 一个吸入混合发生器中产生的热 量被传送到加热结构，用来形成一种被吸入的浮质。在空气进入一个吸入 混合装置之前即点燃该空气，及/或直接点燃吸入的添加剂，从而产生需 要使用的热量。
加热结构的大小不能超过一根香烟太多，否则加热结构就不能组装到 一个吸入装置中了，优选的加热结构其三维中，要有二维均小于ll腿。
燃烧室要为火焰提供一个直径至少为5mm的自由漫延区，优选的直径 至少为7,。优选的燃烧室为圆柱形，其直径至少为7ram，长度至少为7rnm。
燃烧室留有间隔，这样在加热结构准备使用时火焰能够出来。燃烧室 壁将燃烧室与外界环境分隔开来，因为外界环境中的氧可以成为燃烧源。 一个连&吸入混合发生器或燃料储存室的壁不是燃烧室壁的一部分。
微孔的具体外边长度是由设有微孔的燃烧室壁部分决定的。微孔优选 基本均匀地分布在整个燃烧室壁上。如果整个燃烧室壁上的外边长度密度 不同，那么这里规定的相对于一部分燃烧室壁的具体外边长度密度是，其 中80%的微孔设置于相对最高的外边长度密度区域内。
微孔可以设置成如类矩阵的规则排列，或是不规则排列，只要能够保 证穿过燃烧室的氧能持续供应给火焰，从而使整个使用过程中保持火焰的 燃烧即可。在一个优选的实施例中，微孔可以设置成字母的形式，这样就 不用再印刷商标及类似物。
由于孔都很小，这样就能保护火焰不受外界空气流动的影响，从而使 整个燃烧过程稳定。即使乱过大风，这些孔的边缘也会在燃烧室壁中产生 漩涡从而减缓穿过的空气。因此，根据动力学原理，按照减少燃烧室壁上 的流动标准来确定这些孔的外边长度。在相同的孔区，每个表面上更高的 外边长度将会最大程度地减少燃烧室壁上的流动。风较大吋，流动的空气可能会吹灭火焰，从而减少燃烧室内的火焰。较之大孔，具有高外边长度 密度的微孔能使火焰稳定地燃烧。
在本发明中，微孔的外边长度应理解为燃烧室壁与微孔之间的过渡 区，长度的大小是由一个光学分辨率来决定的，其中最大的分辨为5微米。 当微孔垂直设置于壁的延伸方向时，例如使用一种编织物时，所使用的整 个过滤器的细度将会决定这些孔的外边长度。决定这些外边长度的最大外 边长度是根据它是否能适于穿过相应的微孔而确定的。
可以设置一根毛细管或压力管来向燃烧室输送燃料。该毛细管或压力 管较优选地被设计为具有一个或多个以下特征。所述的毛细管是--种玻璃 纤维绳，它通过毛细作用力将所携带的液体燃料输送到燃烧室。整个毛细
管或其主要部分的软化温度应该超过800。 C，优选地超过IOOO。 C，这样 毛细管可以设计地很薄，使其中的火焰耗氧量较低。这种毛细管中还可以 包括熔凝石英。为了避免输送过程中的燃料损失，毛细管本身可以是燃料 储存室，这样毛细管中就有一个燃料储存部分，该部分优选为可折叠的， 以便节约空间。可以设置多个与燃烧室伺距离不同的毛细管，这样即使其 中一个毛细管灭了，火焰也还是能持续燃烧，或者给多个火焰设置一个较 强的热量发生器，它能强有力地给火焰供氧。
在本发明优选的实施例中，在燃烧室中所设计的供能成分中至少有一 种是很细的发热成分，它能在火焰中发热。该发热成分显示了加热结构的 一个工作状态，更优选的是该发热成分使燃料无火焰地燃烧。该发热成分 较优选是一根铬镍丝。
在一个圆柱形吸入装置中，上述那些微孔被优选地设置在燃烧室的一 个侧向套壁上。微孔区较优选地设置在套壁中，并沿着吸入装置延伸的方 向延伸5-20mm。
外边长度密度即微孔在每个面上的外边总长度。每个单独孔的外边长 度确定后，就可以确定外边长度密度，从而可以确定整个孔的总数以及每 个面上孔的总数了。
如果外边长度的密度超过120鹏/cm2，尤其是200mm/cm2，将有利于这
些微孔控制空气的流入情况以保护火焰的燃烧。所述的外边长度密度优选
7超过400mm/cm2，尤其是超过800ram/cm2。外边总长度应该至少为140mm， 尤其是超过210mm。外边总长度优选超过350mra，尤其优选超过1400mm。
经证实， 一个尤其优选的设置是，外边总长度为140mm，而外边长度 密度为80ram/cm2。而更优选的设置是，外边总长度超过210mm，而外边长 度密度超过120mm/cm2，例如外边总长度为350mm，而外边长度密度为 200mm/cm2;或外边总长度为700mm，而外边长度密度为400ram/cm2;或外 边总长度为1400mrn，而外边长度密度为800mm/cm2。进一步优选的设置是 更大的外边总长度和更高的外边长度密度。在本发明中，较优选一个微孔 的两个相对边缘的距离至少为1.4mm，从而防止火焰穿过微孔。微孔的形 状可以多种。圆形和方形微孔较易制备。其它如细长形，线形或弯曲的微 孔都是可以的。
在本发明进一步的改进中，微孔的平均孔面面积至少为1.5mm2，优选 至少为lram2，进一步优选至少为0. 5mm2。进一步地，优选的单个孔面面积 超过0.0002腿2，尤其优选的是超过0. 0004mm2 。这样的孔面面积便于供 氧，并避免不利的较大风力冲击到燃烧室。
燃烧室壁上的微孔面积优选占设置了微孔的燃烧室壁部分面积的 10%-50%，尤其优选20%-45%。
在本发明更进一步的改进中，至少有一部分的燃烧室壁是由一种金属 纤维或一种金属编织物构成的。经证实，较优选的金属纤维或编织物的网 格数量为150-635，网格大小为0. 02-0. 08誦，线规为0. 019-0. 05mm。
本发明也可以选择性地优选燃烧室壁由具有微孔的金属箔构成的。其 中的微孔可以是由一种机械的或一种蚀刻的方法制成。
在尤其优选的实施例中，构成壁的材料很薄，而且/或者导热性相对 较低。这样燃烧过程中产生的热量就不会被壁带走，而是主要专一地用于 燃烧。从而使燃烧室中的燃烧更简易。使用一种金属纤维或一种金属箔作 为构成壁的材料，例如从铬镍钢中选择，这些材料的单位面积的重量应该 低于300gmms/m2 。
在本发明更进-步的设计中，燃烧室仅在至少，并且优选一个点火口 的区域与外界相通。这里的相通应理解为在加热结构被燃烧后，-一个燃烧火焰能穿过，并仅能穿过点火口。点火口的整个表面积至少为2mm2，并且 其中至少有90%是与外界相通的，从而在燃烧室与外界环境之间形成一个 相通的通道。点火口较优选被设计成一个宽度至少为lmm的长槽。在一个 较优选的实例中，点火口被设置在燃烧室的一个侧壁上。点火口也可以选 择性地被设置在与一个吸入装置相连的加热结构的远端。较优选前后或相 互偏移地设置点火口 ，这样至少在空气进入燃烧室时就能发生偏转。
尤其适合的燃料是一种乙醇和水的混合物，因为乙醇被容易点燃，并 能够完全充分的燃烧，而且它没有毒性。但是也可以使用其它燃料，如果 能够将空气抽出到燃烧室相隔离的区域，那么也可以使用有毒的燃料。除 了乙醇以外，使用乙醛，酮类，酯类，含有1-4个碳原子的n-烷烃，含有 5-20个碳原子的n-垸烃，含有4-20个碳原子的支链烷烃或环烷烃也是很 合适的。
在本发明更进一步的改进中，使用的是一种粘度至少有10，000mPa，s 的凝胶体存在形式的液体燃料。燃烧室中的火焰可以加热这种沸点高于燃 料沸点的燃料凝胶体的表面。燃料凝胶体的表面被蒸发干燥，这样能够持 续地用于燃烧。燃料凝胶体更便于使用，并且可以直接放置于燃烧室中， 从而可以不用设置毛细管。可以加入增加粘度的添加剂，如聚丙烯酸或纤 维素，使低粘度燃料达到要求的粘度。
在本发明更进一步的改进中，燃料储存室是被一块气密档板构件密封 的，在加热时该气密档板发生移动。这样能够防止燃料在燃烧前已经发生 流动。吸入装置在点燃火焰的过程中，该档板可以在加热时发生移动。被 处理过的纸，蜡，锡箔或塑料箔都可以作为构成该档板的材料。
选择性地，燃料储存室是被一块气密档板构件密封的，当在燃料储存 室上人工施加一个压力时档板被移动或打开，较优选的是从两边向加热结 构的燃料储存室上施加压力将档板移动或打开。这样一块气密档板以一块 箔，或其它稳定的形状被设置在一个燃烧室的出口。当形状为这个优选例 时，使用者可以使用较轻的压力就可以将加热结构送入到一个使用状态。
尤其优选的是燃料储存室的外壁发生强烈的弹性变形，并且通过一块 气密箔与外界封闭，这样通过弹性变性稍稍伸长。壁的连接变形和气密箔的连接变形使气密箔以最大撕裂强度打开。当停止施加变形压力时，燃料 储存室回到它的原始形状，并使原料可以通过打开的气密箔。
在本发明更进一步的改进中，燃料储存室是可拆除地，并且/或者能 够替换地连接到加热结构上的。这样就使燃料储存室可以被替换或转换 的，从而使加热结构的组件，尤其是燃烧室可以反复使用。
本发明还涉及一种普通的吸入装置，其中的加热结构是按上述类型设 置的。
使用者能够将空气吸进装置口，其中装置口可以被设计成一个空心管 或一个过滤器，然后空气就被导入吸入混合发生器并在里面与至少一种添 加剂混合。混合后的混合物接着被使用者吸入。
在燃烧室中加热后的高温空气与添加剂，或加热后的高温添加剂发生 混合。这样所吸入的空气与添加剂就形成了一种可吸入的浮质。同时，热 量也使一种储存了上述添加剂的载体结构分离出添加剂。此外，热量还会 使添加剂和/或载体结构发生一个化学改性。
由于燃烧室中产生的热量用于，优选直接用于吸入混合发生器和/或 所吸入的空气，因此燃烧室中的火焰就可以直接加热吸入混合发生器和/ 或上述空气，或直接穿过导热材料。为了防止燃烧室中的火焰与上述空气 一起被直接吸入所述的吸入混合发生器，可以与吸入混合发生器相逆地设 置一个火焰档板，例如由一种金属箔材料制成的档板。
在与流过的空气混合之前，添加剂优选己经储存在吸入混合发生器中 设置的一种添加剂储存室里面。添加剂较优选地储存在一种有相互分隔的 空格的添加剂储存室中。添加剂优选地储存在一种多孔的载体物质中；活
性炭、氧化铝、碳酸钙、硅藻土、纤维素或烟草物质都尤其适于作为上述 载体物质。添加剂也可以较便利地储存在植物的一部分中，尤其是那些可 以天然产生添加剂的植物部分。尤其较便利地是具有尼古丁的烟草或具有 活性物质的药草。通过至少部分装入添加剂或与之相连， 一根香烟或烟草 结构就能形成一种添加剂储存室。较优选前后地设置多个具有若干种添加 剂的吸入混合发生器，更多的热敏感添加剂被设置于空气流动通道的后面。燃烧室较优选地设置在吸入装置的里面，这样就可以从外面看见火 焰。从而可以较优选地，仅使用那些点燃香烟的普通方法，如火柴或打火 机就可以从外面点燃火焰。
组成吸入装置的构件较优选地被设置在一个具有普通外壁的相同框 架内。如果上述框架与普通的烟草制品，如香烟的形状相近似，则比较方 便。在优选的实施例中，至少有一部分外壁的材料是或几乎是不可燃的， 例如预先处理过的纸，金属，陶器或瓷器。
本发明所述的吸入装置主要用于替代那些通过燃烧烟草，释放出活性 成分及添加剂的普通烟草制品。在本发明所述的一种吸入装置中，所述的 添加剂可以选择性地选择那些不会引起疾病，尤其是不会引起癌症的添加 剂或烟草制品。尤其是将那些混合了活性成分尼古丁和芳香物质的添加剂 作为一种香烟替代品。油，烟草植物提取物，天然及具有天然特征的芳香 物质可以优选便利地作为香料形成添加剂。此外，也可以优选无味，产烟 成分，如多元醇，尤其是丙二醇或丙三醇，来仿制普通的香烟。也可以使 用普通的烟草，通过避免这些烟草的燃烧来彻底降低它们的有害性。
除了作为普通烟草制品的替代品，本发明也可以有其它的作用，例如 当添加剂具有药效时可以应用应用在药物方面。例如可以包括止痛剂和镇 静剂。
在本发明的一个进一步的改进中，所述的吸入装置四周的外壁在加热 时会分解，或构成外壁的一种物质或一种混合物会在加热时变脆。并且优 选燃烧壁在使用过程中可以替换，而在此过程中，外壁逐渐发生分解。此 外优选在分解时不产生燃烧热。使用时，外壁的分解与一种普通香烟的燃 烧过程相似。因为香烟的使用者可以逐步从吸入装置上敲掉那些灰辉。
在一个实例中，外壁可以包括被处理的纸张，该纸张的一面或双面被 涂有一种不燃物质，如硅酸钠。纸的处理方法可以是边加热边进行缓慢氧 化。因此外壁将慢慢变软，并在一定时间后落下或掉下。在另一个可能的 例子中，外壁的材料可以是三水合铝，羟甲基纤维素，硼酸钠，木桨和丙
三醇。DE 4336160 Al和US 4， 019， 520 Al中明确提及了这种类型的材料。 该外壁也可以是具有一个热塑料物质形成的核和一个不燃物质形成的壳。这样一种结构类似于一根香烟，在核加热软化后，灰烬可以被敲掉。在该 创意中，所述的热塑料是--种塑料，如一种聚乙烯形成的非纺织而成的纺 织品。所述的外壳可以是硅酸钠或碳酸钙半水合物。所述的外壁也可以是 由那些在加热时，为无机盐，无水无机盐及/或二氧化碳的物质中的一种
所形成。US 3, 356， 094，尤其是第4页，第46ff行公开的物质比较适合。 尤其是作为盐的七水硫酸镁，三水碳酸镁，其它碳酸镁，重碳酸钾或硫酸 钙。可以在壁上设置浅槽，从而选择性地影响外壁的分解。
在一个进一步的改进中，外壁具有多个耐热壁部分，例如金属，陶器 或瓷器，这些耐热壁部分连接在一起，其中优选以一种无毒的，如聚乙烯 的方式连接。也可以使用一种纸张类的包裹层来连接这些壁部分，该包裹 层被处理过，从而可以缓慢地闷烧，并且同时使壁部分逐节脱落。
在一个进一步的改进中，加热结构被设计为一种既可以单独使用，又 可以与吸入混合发生器可拆除地连接的装置。由于吸入混合发生器，或者 尤其是与装置口和一种添加剂储存室均相连的吸入混合发生器是可以被 替换的，因此加热结构也可以反复使用。装置口，吸入混合发生器和添加 剂储存室构件也可以优选由一种可商用的具有烟嘴的香烟或已经被填充 烟草的烟草结构来连接在一起，香烟或烟草结构中组装有加热结构，这样 被吸过香烟或烟草结构的空气就可以被加热结构中的燃烧室里的火焰所 加热。这种加热结构优选连接在香烟或烟草结构的远端，该端是远离用户 的。
这样将加热结构和这种烟草制品组合在一起，是为了让加热结构给烟 草制品提供热量，从而将活性成分及/或香料从烟草中分离出来。燃烧室 中产生的热量通过对流或热传导给烟草供热，并将其加热到150-400°C。 因此，无需点燃烟草制品，添加剂也能够从烟草中被释放出来。使用者就 能够继续使用他所熟悉的烟草制品，而这种烟草制品在整个过程中的有害 率已经大为减少。
当附件被优选地设计成完全或大部分地装入填充了烟草的香烟部分 时，该加热结构可以用于一种普通的香烟。甚至还可以将装置口设置成附 件的一个部分，这样就仅能用于烟草香烟。在本发明进一步的改进中，加热结构也可以设置在一根导管的空气入口处。
在吸入装置的一个进一步的改进中， 一个添加剂储存室是与吸入混合 发生器相独立地设置的，这样该添加剂存储室就可以替换或被填充。这种 添加剂存储器的可替换性使得某一构件可以使用多次，诸如框架，加热结 构及/或装置口。该添加剂存储室可以用一种简单的方法放在吸入装置上 或插入吸入装置中。
在本发明的一个进一步的改进中，吸入装置设有一个本身可伸长的结 构，优选是一种圆柱结构，装置口设置在吸入装置的近端，而加热结构设 置在远端区域。这种吸入装置的形状特别可以设计成类似香烟或雪茄的形 状，从而形成一个优秀的香烟替代品。
在本发明的一个进一步的改进中，吸入装置中设有一个多元醇储存 室，其中所储存的多元醇被加热结构加热，并被输送到一种浮质中。


本发明的权利要求及下述优选的实施例，在附图的辅助下进一步说明 本发明的优点和特征。这些实施例仅用于解释本发明，而不能限制本发明 的保护范围。
图la-lc是本发明第一实施例所述的吸入装置在未剖开和剖开时的工 作状态图，
图2a-2c是本发明的第二实施例所述的吸入装置在未剖开和剖开时的 工作状态图，
图3a-3c是本发明的第三实施例所述的吸入装置在未剖开和剖开时的 工作状态图，
图4a-4c是本发明的第四实施例所述的吸入装置在未剖幵和剖开时的 工作状态图，
图5a-5c是各种未组装的燃烧室壁。
具体实施例方式
在发明内容中，近端通常的意思是构件朝向使用者的那端，而远端是远离使用者的那端。在不同的典型实施例中，那些功能相近的构件，其附 图标记的末两位数相同。
图la-lc图示了本发明吸入装置10的第一实施例。吸入装置10为圆 柱体形状，并且在其远端的外壁20上设有多个微孔24用于作为燃烧室壁 22。壁20的远端表面上设有一个口26。
图lb图示了吸入装置10的内部结构。 一个加热结构50设置在吸入 装置10的远端。该加热结构有一个储存液态燃料的燃料储存室52。 一根 毛细管54从燃料储存室52 —直延伸到一个燃烧室56中，该燃烧室设置 在吸入装置的远端，并且四周设有燃烧室壁22。毛细管54被设置成类似 一根螺杆状。外壁20的内侧总共设有三个吸入混合发生器70，它们都分 布在圆周上，并且每一个都是本身从吸入装置的远端向近端的方向轴向延 伸。吸入混合发生器70被设计成中空的导管，其中里面插入了作为一个 火焰挡板的空气入口 72玻璃纤维塞74。添加剂76被储存在一种多孔载体 里，该载体是在管状的吸入混合发生器70中。吸入混合发生器70的近端 上设有一个与三个吸入混合发生器70开口均相连的均质室80。吸入装置 10的近端上设有一个装置口 82，装置口内插有一个与外壁20横截面完全 一致的过滤器。
图lc说明了吸入装置10的工作方法。类似一根香烟一样，吸入装置 的近端被放入嘴中。然后吸入装置10的远端被一个燃烧的外来火源，如 打火机或火柴所点燃。这样也就点燃了由燃料储存室52供应燃料，如一 种乙醇的毛细管54。从而在燃烧室56中产生一个火焰。使用者能够将空 气吸过装置口 82，吸入吸入混合发生器70。吸入的空气流过储存在多孔 载体中的添加剂76。结果经过加热，添加剂76发散到流过的空气中，并 与空气混合形成一种吸入混合物。这种吸入混合物被吸入并穿过均质室80 和装置口 82。
在燃烧室56区域内的外壁20上设有多个微孔24，这些微孔使火焰高 度稳定地燃烧。在风等不利因素的影响下，火焰也能在吸入装置的端面区 域内形成一种层流火焰。而风或吸入装置10快速运动等情况下在远端引 起的--个巨大空气流将会干扰层流火焰的燃烧。这时火焰将会被吸回到燃烧室56的一个背面区域56a，从而更好地保护火焰不受风的影响，而微孔 24依然能确保空气的供应。
上述图示说明的吸入装置10显示了较一种普通香烟而言，对使用者 更健康的明显优点。因为使用者使用一种普通的香烟，吸入了不必要的多 种添加剂，尤其是这些添加剂通过烟草的燃烧被释放出来，而图示的吸入 装置10仅吸入了那些燃烧后产物不会致癌的添加剂76。而且本发明选择 的添加剂76也能产生和香烟中的尼古丁类似的香味和作用。
使用上述吸入装置并不会与吸烟有什么不同。和--根香烟一样，吸入 装置的远端也可以被点燃，接着吸入装置会持续燃烧，直到添加剂76烧 完或产生的火焰熄灭。不过也可以简便地限制燃料储存室52中燃料的数 量，使燃烧与添加剂76几乎同时用完。
图2a-2c显示了本发明吸入装置的一个第二实施例。该吸入装置110 有多处与图l所示的实施例相似。如果下面没有特别指出，它们的工作方 法就是相同的。
吸入装置110设有一个外壁120，其前端作为燃烧室壁122。该外壁 120内设有一个燃料储存室152， 一个燃烧室156和一个吸入混合发生器 170。
其中吸入混合发生器170和燃料储存室152的设置与图1所示的实施 例不同。当吸入混合发生器170占据了吸入装置110背面区域的整个截面， 该截面就在吸入混合发生器170的中心被分成了两个半圆截面， 一个由燃 料储存室152形成，而另一个由吸入混合发生器170形成。这种简单的设 计具有节省制造成本的优点。在所示的实施例中，吸入混合发生器170设 有一个外壁。由于吸入装置上设有这样的外壁，因此可以额外再设置一个 壁。在这个实施例中，吸入混合发生器170相对较大，从而可以装入大量 的香料，烟草或类似物。
燃烧室156也有较大改变。在图2a-2c所示的实施例中，吸入装置的 外壁120上，几乎都是设有多个微孔124的部分122。在吸入装置110远 端的外壁120上设有圆形缺口 126c组成。因此燃烧室156就通过口 126与外界间接相通。这 种设计允许使用者用打火机或火柴在吸入装置110上吸 -下，就可以点燃 燃烧室中的火焰。因此缺口 126c必须很窄，事实上流入的空气必须发生 转向，而不是从外面直接地进入火焰区，这样就可以即使在一阵狂风的影 响下，燃烧室中的火焰也不会熄灭。
燃烧室156内设有多个石英玻璃的毛细管154a， 154b，其中图中只显 示了很长的内部毛细管154a和很短的外部毛细管154b。每个毛细管都包 括直径为12. 5微米的熔凝石英丝，每个毛细管中大约加工有100-200根 石英丝。直径为50-100微米的光纤也适于使用。在图2b所示的未点燃的 情形下，这些毛细管的周围包有一层保护箔，用于防止燃料从燃烧室中溢 出。在一个图中未示的实施例中，没有设置毛细管。相应地，燃料是一个 类似凝胶体的状态。
打火机或火柴靠近吸入装置110，在口 126的缺口 126c区点燃吸入装 置。打火机或火柴的火焰和被吸入的空气一起，被吸入较长的毛细管154a 里，点燃该较长毛细管154a。由于毛细管，尤其是细毛细管154a， 154b 们使用的材料是熔凝石英，所以它们的熔点很高。这样可以产生较小的火 焰，因此消耗的氧气量也较小。
在工作中，大部分的火焰都是在较长毛细管154a的前端燃烧，因为 这里的氧气供应最充足。但是一旦使用者用力吸装置口 182，被吸入燃烧 室的空气将会穿过那些微孔124到达一个被增加的伸长处。这使得火焰沿 毛细管154a的近端方向在毛细管154a中漫延。从而点燃短的毛细管154b， 并可能点燃其它以同样方式设置的毛细管。然后向空气中产生的热量将会 增加，因此即使使用者大力地吸，燃烧室中的火焰也能产生足够的热量。
图3a-3c —起图示了一个第三实施例。所示的吸入装置210为圆柱形， 并有一个由外壁220确定了形状的套。它的近端通过设置一个杯状的铬镍 弹簧钢的燃烧储存室252与外界密封，该燃料储存室中储存了一种具有凝 胶体般密度的燃料258，并且该燃料储存室的开口朝向一个燃烧室256的 方向。在吸入装置210开始使用之前，燃料储存室252开口的那边被一个 构件260密封，如图3所示，并且该构件是由一种低弹性的材料，如-一种
16燃烧室256的周围有很多微孔224，这些微孔是设置在外壁220的燃 烧室壁部分222上。在一边额外地设置一个点火口 226，它总共有四个细 长孔，之间仅设置了很窄的网格。燃烧室256的近端连接了一个吸入混合 发生器270，其中填充了一种烟草和烟草提取物的混合物275，并且它在 燃烧室及使用者的那边设有带入孔272或其它图中未示的出孔的壁271， 从而与外界密封。
当使用吸入装置210时， 一开始燃烧储存室252的外面稍微受到压力。 结果它发生弹性变形，同时构件260由于弹性较低而打开。这样燃料258 就可以进入燃烧室那边，如图3c所示。然后类似凝胶体的燃料258被口 226附近的火焰从外面点燃，燃烧室256里就产生了一个火焰，燃料258 向这个火焰供能。由于燃料室256是密封的，所以这个火焰非常稳定地燃 烧。氧气穿过微孔224持续稳定地提供给该火焰，而不会有一阵狂风或其 它类似的情况发生将该火焰吹灭。
使用者在装置口 282处吸气，然后吸入的空气被加热到25CTC以上， 并从燃烧室256流进吸入混合发生器270中。接着，热空气流过混合物275， 并与随后被使用者吸入的添加剂混合。整个吸烟过程的长短是受燃料258 的量和混合物275中添加剂的量所限制的。
图4a-4c所示的实施例与图3a-3c所示的实施例大部分相同。仅有的 区别是吸入混合发生器370。在图4a-4c所示的实施例中，该吸入混合发 生器是由一个商用香烟390构成的，并被推入吸入装置310的外套320内。 在该实施例中，吸入装置的核内仅有一个加热结构350。
图5a-5c显示了各种未组装的燃烧室壁。这些燃烧室壁既可以作为上 述或其它吸入装置中的-一个单独构件使用，也可以作为较大外壁的一部分 使用，其中较大的外壁只使用了其中一部分作为一个燃烧室壁。图中所示 的条状的壁部分，每一个宽7删，长25mm。它们最终形成了一个长7ram， 直径约为8mm的圆柱形燃烧室。该燃料室壁的整个表面积为1. 75cm2。
在图5a所示的实施例中，其表面上总共设有75个圆形微孔，其中每 一个的外边长度约为2mm。因此它们的外边总长度为140mji。它们在该表
17面上的外边长度约为800mm/cra2。这些微孔的数量是由最小的外边长度决 定的。
图5b所示的实施例中总共有1093个孔，其中每一个的外边长度为 lmm。因此外边长度总共约为1093mm，而该表面上的外边长度约为 625mm/cm2。
图5c所示的实施例中总共约有150个线形孔，其中每一个的外边长 度约为9mm。因此外边长度总共约为1350mra，而该表面上的外边长度约为 700咖/cm、
图5b和5c所示的实施例为尤其优选的实施例。
权利要求
1. 在吸入装置中用于控制性地吸入一种空气与至少一种添加剂的吸入混合物的加热结构，设有-一个燃料储存室(52；152；252)，它能够被充入或已经被充入一种加热后易燃的固体或液体燃料(258)，和-一个用于燃料(258)燃烧的燃烧室(56；156；256)，它四周主要通过一个燃烧室壁(22；122；222)与外界密封，其特征在于-燃烧室(56；156；256)被设计用于产生一个火焰，并且-至少有一部分燃烧室壁(22；122；222)上设有微孔(24；124；224)，微孔(24；124；224)被设计成这样-微孔(24；124；224)的外边总长度至少有140mm，并且-微孔(24；124；224)在燃烧室壁(22；122；222)的每个面上的外边总长度平均至少有80mm/cm2。
2. 如权利要求1所述的加热结构，其特征在于大多数微孔(24; 124:224) 是被设置在一个外壁(20; 120; 220; 320)上，该外壁侧向设置于吸入装置的 主要延伸方向上。
3. 如权利要求1或2所述的加热结构，其特征在于—微孔(24;124;224)的外边总长度至少有700mm，并且-微孔(24; 124:224)在燃烧室壁(22; 122:222)的每个面上的外边总长度平均至少有400mm/cm2。
4. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于微孔 (24; 124;224)的平均孔面面积至少为1. 5mm2。
5. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于由于微孔 (24; 124;224)的面积占燃烧室壁(22; 122:222)上设有微孔(24; 124:224) 的部分面积的10%-50%，因此燃烧室壁(22;122;222)有一个区域是与外界 连通的。
6. 如上述任--一个权利要求所述的加热结构，其特征在于至少有一部分 的燃烧室壁(22; 122:222)是由金属纤维或金属编织的金属丝构成的。
7. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于至少有一部分的燃烧室壁(22; 122; 222)是由具有微孔(24; 124; 224)的金属箔构成的。
8. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于燃烧室 (56; 156; 256)只在一个点火口 (26; 126; 236)的区域与外界相通。
9. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于燃烧(258)至 少部分包括下述物质中的一种或多种乙醇，乙醛，酮类，酯类，含有l-4 个碳原子的n-烷烃，含有5-20个碳原子的n-烷烃，含有4-20个碳原子 的支链烷烃或环烷烃。
10. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于燃烧(258) 存在的形式为一种粘度至少有10， 000mPa，s的凝胶体。
11. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于燃料储存室 (152)是被一块气密档板构件密封的，在加热时该气密档板发生移动。
12. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于燃料储存室 (252)是被一块气密档板构件(260)密封的，当在燃料储存室上人工施加一个压力时，档板被移动或打开，较优选的是从两边向吸入装置的燃料储 存室区域上施加压力将档板移动或打开。
13. 如上述任一一个权利要求所述的加热结构，其特征在于燃料储存室 (252)是可拆除的连接在加热结构上。
14. 用于控制性地吸入一种空气与至少一种添加剂的吸入混合物的吸入装 置(10;110;210:310)，设有——个装置口(82;182;282)，— 一个带有空气入口 (72; 272)的吸入混合发生器(70; 170; 270; 370)，_ 一个用于燃烧一种燃料(258)，并加热空气及/或添加剂及/或吸入的混合物的加热结构(50:350)，-上述吸入混合发生器(70; 170;270; 370)与装置口 (82; 182:282)直接相 连或通过一个导管相连，此外 其特征在于-所述的加热结构(50;350)是根据权利要求1-13中任一 -寸所述进行 设计的。
15. 如权利要求14所述的吸入装置，其特征在于吸入装置的四周设有外 壁，外壁在热量的影响下会分解，或者构成外壁的那种物质或那种物质组 合物在热量的影响下会变脆。
16. 如权利要求14或15所述的吸入装置，其特征在于外壁具有多个耐热 壁部分，这些耐热壁部分通过一个连接构件连接在一起。
17. 如权利要求14-16中任一所述的吸入装置，其特征在于所述的加热结 构(350)被设计为一种既可以单独使用，也可以与吸入混合发生器(370) 可拆除式连接的装置。
18. 如权利要求14-17中任一所述的吸入装置，其特征在于其中还有一个 与所设置的吸入混合发生器相分离的添加剂储存室，这样便于替换所述的 添加剂储存室或向添加剂储存室中加料。
19. 如权利要求14-18中任一所述的吸入装置，其特征在于吸入装置 (10; 110; 210; 310)设有一个自身延伸的结构，装置口 (82; 128; 282)被设置 在吸入装置的近端，而加热结构(50; 350)被设置在吸入装置的远端区域。
20. 如权利要求14-19中任一所述的吸入装置，其特征在于还有一个多元 醇储存室，其中所储存的多元醇被加热结构加热，并被输送到一种浮质中。
全文摘要
本发明涉及一种在吸入装置中用于控制性地吸入一种空气与至少一种添加剂的吸入混合物的加热结构，该结构中设有一个燃料储存室(252)，它已充入或可以充入一种加热后易燃的固体或液体燃料(258)，和一个燃料(258)在其中燃烧的燃烧室(256)，该燃烧室通过一个燃烧室壁(222)与外界气密密封。本发明还涉及一种具有上述一种加热结构的吸入装置(210)。如本发明所述，燃烧室(256)被设计用于产生一个火焰，此外燃烧室壁(222)至少设有一些微孔(224)；这些微孔(224)的外边总长度至少有140mm，而这些微孔(224)在燃烧室壁(222)的每个面上的外边总长度平均至少有80mm/cm²。本申请可以用作香烟的替代品或戒烟的辅助品。
文档编号A24F47/00GK101522063SQ200780034135
公开日2009年9月2日 申请日期2007年10月4日 优先权日2006年10月6日
发明者弗雷德里奇·斯勒 申请人:弗雷德里奇·斯勒