CN101657116A - 无烟的香烟替代品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使有效成分和/或芳香成分挥发，以释放出可吸入的气雾的方法，其中使优选地与过剩空气燃烧的可燃气体的燃烧后气体部分地或全部地在一定条件下与周围空气混合，并引导该燃烧后气体经过有效成分和/或芳香成分的堆存处，而且其中通过燃烧后气体的份额和在一定条件下通过这种燃烧后气体与周围空气的混合比例可以选择所希望的温度。本发明还涉及一种实施该方法的装置，其具有香烟或雪茄的形状和外形尺寸，用来释放出可吸入的气雾，该装置包括：包含有效成分和/或芳香成分堆存处(32)的嘴部部件(3)，以及加热杆(2)，该加热杆具有：壳体外套，该壳体外套具有一个或多个空气进口以及一个或多个在嘴部部件侧的热空气出口；充气阀(21)用于给气罐(22)充可燃气体、优选为丙烷－丁烷气；调节阀(24)用于使气体受控地从气罐(22)里释放至燃烧器(25)；以及材料交换器(26)用于通过借助于燃烧器(25)而产生的热的燃烧后气体来加热空气，其中嘴部部件(3)与加热杆(2)可拆卸地连接，并借助于通过使用者在嘴部部件(3)处的抽吸所产生的负压和/或空气流对调节阀(24)进行控制。本发明还涉及用于这种装置的加气站。

Description

无烟的香烟替代品
技术领域
本发明总体上涉及用于无烟地吸入尼古丁和添加料的一种方法和一种装置。
背景技术
在抽吸传统的香烟时，使烟草燃烧并吸入在这种燃烧时所产生的烟(主流烟)，或者将该烟释放至周围环境(副流烟)。
主流烟对于消费者健康的损害负有主要责任，但使消费者得到了所希望的享受。副流烟对于被动吸烟者的健康的损害负有主要责任，这是被动吸烟者和香烟消费者都不希望的。
在香烟的烟雾中已证实有超过4800种不同的物质，其中大约有70种证明是致癌的。
然而迄今为止对于香烟来说还没有受到日益严峻的竞争。大多数已知的产品都是真正的尼古丁-替代物，并且不是考虑作为享用产品，而是作为戒瘾产品。
相反，致力于作为香烟的可替代品而又不含有其不利方面的已知产品通常具有大大限制吸烟者接受认可的缺点。
通常对于这些产品来说，它们并不利用烟草的燃烧热，而是利用其它的能源用来释放(烟雾)气体，由此，副流烟的主要来源很大程度上消失。
已知了以加热电阻、感应加热器或者超声波雾化器的形式的装置，其基质借助于电能被挥发，但该装置具有以下缺点：该装置由于其大小尺寸或者其重量必须拿在手里；该装置的生产制造很贵；和/或由于其(重金属)成分使该装置难于符合环境要求地清楚掉。
也考虑过这样的产品，该产品的能量从可燃的、含有碳的固体中，如纤维素泡沫、木炭等获得。其缺点一般为：即使有害物的量比在传统的香烟或(小)雪茄中更少，而且原理上也更少地受其作用，但还是产生了副流烟。
发明内容
本发明的目的在于，对于使用者来说，尽可能完全地模仿正常香烟的烟雾特性。为此必须研发出一种方法和一种基于此方法的装置。装置在手里以及在嘴里时的触摸感觉在香烟或(小)雪茄的尺寸大小和重量方面应该是很相似的。装置的操作性和费用与传统的香烟或(小)雪茄的消费不应有太大的区别。
该目的根据本发明通过一种方法来实现，该方法用于使有效成分和/或芳香成分挥发以释放出可吸入的气雾，其中使优选地基本上与过剩空气燃烧的可燃气体的燃烧后气体部分地或全部地在一定条件下与周围空气混合，并引导该燃烧后气体经过有效成分和/或芳香成分的堆存处，而且其中通过燃烧后气体的份额和在一定条件下通过这种燃烧后气体与周围空气的混合比例可以选择所希望的温度。
一种这样的方法，优选地用于吸入尼古丁-芳香剂混合物，这可以通过一种空气和气体的清洁的燃烧来实现，也就是说，废气中包含了氮气、在健康方面是无害的二氧化碳、水，以及在一定条件下还有剩余氮气，并且因此可以无害地被吸入。一种这样的方法与过去方法相比的优点在于，热量仅经过换热器传给空气，因此根据此原理用于实施该方法的装置可以用很小的外形尺寸来实现，同时还保证较高的效率和较低的制造成本。
在另一个设计方案中，通过调节可燃气体的流量来调整燃烧后气体的份额，或者说这种燃烧后气体与周围空气的混合比例，其中优选地借助于通过抽吸而产生的负压和/或空气流来调节可燃气体的流量。
所述的方法用一种根据本发明的装置来实施，以便尽可能完全地模仿香烟的烟雾特性，该装置包括：
△包含有效成分和/或芳香成分堆存处(32)的嘴部部件(3)，嘴部部件的形状和外形尺寸优选地类似于包括香烟或小雪茄的税签的过滤嘴，
△加热杆(2)用来提供热的废气，加热杆的形状和外形尺寸优选地类似于香烟或(小)雪茄的烟草卷条，该加热杆包括：
-壳体外套(20)，具有一个或多个空气进口以及一个或多个在嘴部部件侧的热空气出口；
-充气阀(21)，用于给微型气罐(22)充可燃气体，优选为丙烷气或丁烷气；
-调节阀(24)，用于使气体受控地从微型气罐(22)里释放至燃烧器，例如预混燃烧器(25)用于使可燃气体优选地主要与过剩空气燃烧；以及
-材料交换器(26)，用于通过借助于预混燃烧器(25)而产生的热来加热空气，其中嘴部部件(3)与加热杆(2)的形状和外形尺寸类似于香烟或雪茄，用于释放出可吸入的气雾，嘴部部件与加热杆可拆卸地连接，气雾并借助于通过使用者在嘴部部件(3)上的抽吸所产生的负压和/或空气流来通过调节阀(24)控制燃烧器(25)。
在此，燃烧器(25)的废气部分地或完全地与周围空气混合，并引导经过嘴部部件(3)，以便通过这样所产生的热空气使处于有效成分和/或芳香成分堆存处(32)里的物质蒸发，例如，以便能够将其作为气雾吸入。
一种这样的方法和一种基于此方法的装置的优点是多种多样的。首先不会由于复合材料，如烟草的燃烧而受烟雾的困扰，其次由于可燃气体的格外清洁的燃烧，不会产生所谓的副流烟，因而局外人不受被动吸烟的伤害。第三，由于与传统的香烟相反，可以有目的地来选择有效成分和/或芳香成分及其数量，因此它的吸入从健康上来说比之于正常的香烟大大降低了令人忧虑的程度，并且因此可以有目的地排除致癌(致癌物质)的后果。换句话说，因为没有进行传统意义上的燃烧，因此可以实现受控的气雾的成分，不会使局外人受到困扰。
这种对于使用者的可接受性来说具有决定性作用的优点通过有效成分和/或芳香成分的挥发(形成一种可吸入的气雾)，只是通过来自材料交换器的加热的空气来达到，也就是说不必通过与能源的直接接触来加热堆存处或使其完全燃烧。可吸入气雾根据本发明在原理上是一种由固态的和/或液态的悬浮粒子和空气组成的混合物。对于可吸入的气雾来说优选是指一种雾气，也就是说一种主要由液态的悬浮粒子和空气组成的混合物，优选在最大程度上没有精细粉尘。
已知的方法都基于电能源来生成气雾，与之相反，根据本发明的方法和基于此方法的装置不需要大功率的蓄电池，这就可以实现较低的生产成本，并且排污的问题大大减少。
另外，可燃气体，也就是说例如所谓的打火机气体，优选为丙烷-和/或丁烷气体，作为能源是本发明的另一个优点，这是因为这样可以将良好的热值和优良的环境相容性结合起来。此外这种能源的选择允许使用已存在的基础设施和经验，这大大降低了制造成本。
除此之外，组合起来的装置部件加热杆(2)和嘴部部件(3)的形状和外形尺寸能够实现与传统的香烟非常类似的使用。在此，“香烟或雪茄的形状和外形尺寸”这种表述意味着：组合起来的装置部件加热杆(2)和嘴部部件(3)具有原则上为圆柱体的形状，并具有在大约6至大约14mm之间，优选在大约8至11mm之间的直径，以及大约50至大约150mm，优选在大约75至大约105mm之间的长度。此外，由于其重量与已知的装置相比很小，帮助了使用者进行简单的操纵，因此该装置也可以没有问题地叼在嘴里，而不必总是将其拿在手里。
为了模仿传统香烟或(小)雪茄的烟雾特性而绝对必要的加热杆(2)的小的外形尺寸只要通过如下措施就可以实现：在加热杆(2)中的微型气罐(22)的容积被限制于一个消费单元，并取消用于在加热杆(2)中的预混燃烧器(25)的点火功能。根据本发明的目的来说，加热杆(2)的所必需的可重复使用性由此来确保：加气站(1)具有用液化气给加热杆(2)重新充气和点燃加热杆(2)的功能，这样使装置配套完善。
用于操纵香烟的共同有利处附带地还通过如下方法得以加强：通过使用者在装置上的抽吸并同时使背对于嘴部部件的一侧对着一个在正常情况下由加气站提供的火焰(可替换地然而也可以例如应用传统的打火机或者也可以应用火柴)来点燃(也就是说开始燃烧，或者说开始有烟雾)根据本发明的装置。
与已知的产品相反，并不需要手动开关来起动能源，并且通过将可燃气体选择作为能源，由于其高的热值，因此对于传统香烟的消费持续时间来说，气罐中所充的气量是足够的。在消耗掉气罐中的气量之后，燃烧器自动熄灭，这就阻止了：使用者忘记关闭该装置并因此用于确保安全。在每次继续消费之前，必须使加热杆又在加气站中充气。
这种很类似于香烟点火的程序可以通过调节阀(24)来实现，一旦使用者在装置的嘴部部件(2)上进行抽吸，调节阀就释放出足够的气体用来在预混燃烧器(25)上进行点燃。
调节阀(24)可以借助于通过使用者的抽吸而产生的负压和/或空气流来控制。在此，该阀包括调节体，以及用于产生复位力(241)的装置，其中调节体具有第一最小敞开的状态和第二敞开状态，其中调节体借助于所产生的负压和/或空气流可以克服复位力从第一最小敞开状态转移到第二敞开状态，并且这样选择用于产生复位力的装置，即该用于产生复位力的装置可以使调节体复位到第一最小敞开的状态。
这种阀的优点在于：例如在调节可燃气体时，可以至少有二种基本的运行类型：工作火焰(敞开)和引燃火焰(最小敞开)。
除此之外，一旦使用者在装置内部制造出足够的负压和/或空气流，那么由此就使调节体进入敞开状态，并且气体就可以逸出。并同时通过使用者将气体点燃，那么在燃烧器里就进行燃烧。
在原理上，通过空气流由此来实现调节：在调节体上布置有流动障碍，这种障碍位于空气通道之内，并因此借助于由抽吸而产生的空气流来操纵。当由于抽吸而产生的在阀体前和后的压差被用来调整该阀体时，就实现了通过负压来进行调节。两种调节的可能性当然可以组合起来。例如流量在15至20ml/s之间，典型地大约为17.5ml/s就可以认为有足够的空气流。对应的负压例如在50至500mbar之间，优选在100至200mbar之间。
为了能够调节流量，通过抽吸，在打开阀门时使一种用于产生复位力(241)的装置、例如弹簧张紧。
若使用者停止抽吸嘴部部件，那么通过该复位力就使调节体复位。
因此，在这里所谓的“最小敞开”或者对应的表述“最小流量”或“最小流体断面”可以理解为一种状态，在该状态下小量的气体经过，这种量正好足够使火焰在一个后接的燃烧器里不熄灭。由此产生的运行状态，也称引燃火焰，可以使使用者进行多次抽吸，而不必每次都重新将燃烧器点火，但又消耗尽可能少的气体，这有利于实现更紧凑的结构，如联系根据本发明的装置所显示的那样。
优选地，调节体在第二敞开状态下开启流体断面，可以取决于负压和/或空气流，在最小敞开状态直至完全敞开状态之间可变化地控制该流体端面，因而实现了：可以取决于使用者的抽吸力或者说其抽烟习惯进行更精细的调节。
在该装置的另一个设计方案中，该装置还包括在微型气罐(22)与调节阀(24)之间的主阀(23)，该主阀通过嘴部部件(3)与加热杆(2)的连接而打开，并通过嘴部部件(3)的分离而重新关闭。因而确保了：只要装置未做好准备，也就是说只要嘴部部件没有安装到加热杆上，就不会有气体排出。
在另一个设计方案中，调节器(24)在加热杆(2)和嘴部部件(3)分离之后可能处于另一个第三关闭状态，该状态在重新插上嘴部部件时还保持着，直到负压和/或空气流作用于调节体上为止，当超过最小值时，这取决于大小，负压和/或空气流就使该调节体转移到最小敞开的、敞开的或者在最小敞开和敞开之间的状态。
通过该第三关闭状态，可以将配有新的嘴部部件(3)并充过气的加热杆(2)保持着或例如抓在手里，一直到需要开始产生烟雾，也就是说一直到点燃加热杆的所希望的时刻，而气体不会排出。
加热杆(2)的预混燃烧器(25)优选是一种液化气-预混燃烧器，也就是说，可燃混合物在喷嘴出口之前就已经形成，因此确保了液化气体的完全燃烧。例如Neinen-，Ikari-，阵列-或催化剂燃烧器都属于这种燃烧器，并且部分地由防风打火机和小型手动气体钎焊装置得知。
与传统香烟在使用时的类似性还可以由此来完善：一旦使用者在嘴部部件上进行抽吸，就在背对于嘴部部件的那一侧上出现发热或闷烧。这例如利用布置在火焰或火焰前部里的金属格栅来实现。在每次在装置上进行抽吸时，就通过较大的和较热的工作火焰使格栅发热。在此，格栅应该是耐高温的，也就是说不会在火焰里所达到的温度的情况下烧毁，这种格栅例如可由钨或钨合金制成。
在作为催化剂燃烧器的燃烧器(25)的一个优选的设计方案中，发热格栅在一定条件下同时就是用于一种催化剂，例如像铂或钯的载体。
因为在运行时局部可能达到很高的温度，可能合理的是设计一种过热保护，例如双金属调节器。这种双金属调节器可以这样地设计，即该双金属调节器通过在过热时的膨胀关闭调节阀，并断开向燃烧器的输气。这例如可以由此实现：该双金属调节器通过其膨胀允许调节阀处于一种附加的(第四)状态，在该状态中调节阀被关闭；或者该双金属调节器将调节阀推回至第三状态。两者都可以由此来实现：用于产生复位力(241)的装置、例如弹簧这样受到作用影响，例如通过回弹行程的推移，从而其能够使阀返回至第四个关闭的，或可替换地，返回至其第三个关闭的位置上。
根据本发明，用来使在堆存处所包含的物质进行挥发而所需要的空气的加热通过一个所谓的材料交换器(26)来进行。因为吸入空气的温度升高例如必需要在至少180℃左右，以便吸入空气在离开堆存处时还具有100℃的温度，加热杆(2)优选包含材料交换器(26)，在该材料交换器中，可燃气体燃烧所产生的废气至少部分地被利用作为热空气，其中为了调节所需要的温度还可以混合新鲜空气。因此可以使例如3％至100％，优选为5％至50％的废气进入到热空气流里。
由于根据本发明的装置的紧凑的外形尺寸，该装置优选这样地设计，从而有一个或多个通向一个或多个热空气出口的热空气通道(27)同轴地布置在加热杆(2)的气罐(21)周围。这些热空气通道(27)将加热的空气从材料交换器(25)引向热空气出口，在那里，在装上嘴部部件的情况下，将热空气通过腔室或者堆存处(32)的腔室而引向使用者的嘴部，以便使位于其中的有效成分和芳香成分挥发。
在享用烟品时，优选地激发起味觉神经并刺激尼古丁受体。因此在一个优选的实施例中，该装置在有效成分和/或芳香成分堆存处(32)里包含作为有效成分的尼古丁和在一定条件下包含芳香成分，以及必要时包含其它添加剂和辅料，如刺激剂，例如辣椒素；稳定剂，例如丙二醇；挥发介质，例如乙醇，等等。
在具有多种内部材料的堆存处(32)的情况下，例如由于不同的所需要的蒸发能量，可能有利的或者必需的是：一种或多种有效成分，一定条件下芳香成分，以及必要时其它添加剂和辅料在几个腔室里单独地存在和/或混合地存在。腔室在外形尺寸和形状方面可以有不同的特性，以便实现各种成分的所需要的定量配料，例如通过改变流体断面和/或堆存材料等。
因为上述气体，如丙烷-和/或丁烷气，在化学计量的燃烧的情况下，也就是说具有λ空气值(空气比值)≥1，完全反应成二氧化碳(CO2)和水(H2O)，因此燃烧废气从健康的角度来看是清洁的。尽管如此它也可能出现在一种基本上利用过剩空气来工作的燃烧中，特别是在负荷循环反应中，该λ空气值有时候小于1，也就是说，燃烧是部分不完全的，这在实践中在一种材料交换器的情况下，也就是说，如果将一部分废气通过与周围空气的混合直接用来加热，就可能在呼吸空气里有少量的一氧化碳(CO)。
因此在该装置的另一个实施例中，在材料交换器(26)之后接装有一氧化碳-氧化催化剂，例如霍加拉特(Hopkalit-)催化剂，从而将可能是少量的一氧化碳转化成无害的二氧化碳(CO2)。
本发明的另一个方面是提出一种加气站(1)，用于使根据本发明的装置的加热杆(2)进行可以重新去除的连接和充气，该装置包含储气罐(11)，其容积达到加热杆(2)的微型气罐(22)的容积的多倍，例如至少100倍，优选为至少200倍的容积；以及形状-和/或力配合地和气密地可以与加热杆的充气阀(21)连接的放气阀(17)。
该装置可以让使用者在取下嘴部部件(3)之后(或插上之前)给可以重新使用的加热杆(2)充上可燃气体。如果没有加气站(1)，就不可能完全实现本发明的任务，这任务还包括：根据本发明的装置的操纵和成本与传统的香烟或(小)雪茄的消费不得有大的区别。
加气站(1)优选地不仅用于对加热杆(2)充气，而且也用于在不使用时保存它。因此在另一个设计形式中，加气站(1)还包括用来保存加热杆的装置，该装置包括：至少部分地包住充气阀(17)的保存袋(18)，用于容纳加热杆(2)的嘴部部件侧的部分；以及可转移的顶盖(19)，该顶盖在关闭位置上覆盖住加热杆(2)的相反侧。因为该顶盖(19)在一定条件下还覆盖住加热杆(2)的热的尖端，因此它优选设计成热保护罩，例如由一种耐高温的且优选为隔热的材料制成，以便使用者可以将装有加热杆(2)的加气站(1)立即无危险地例如插入在保存袋里。
在另一个设计方案中，加气站(1)附带包含点火装置(163)，例如压电点火器，利用该点火装置可以点燃由加热杆(2)和嘴部部件(3)组成的装置。
在另一个优选的设计方案中，加气站(1)除了这种点火装置(163)之外还包括燃烧器阀(162)和燃烧器(164)，例如一种扩散燃烧器、一种局部预混燃烧器或者优选为一种预混燃烧器，其中燃烧器阀(162)、点火装置(163)和燃烧器(164)在一种这样的情况下就是一个整套的打火机，它首先用于给装置(加热杆)点火，其次，与加热杆(2)无关地，可以如同一种传统的打火机那样来使用。
加热杆的微型气罐(22)由于所提供的结构空间很少，因此在每次消费之前必须完全地充上液化气，该液化气必须处于至少90％，优选为100％的液态，以便能够在要求的消费时间里使燃烧器(25)工作。加气站(1)应该，优选地处于所必需的简单操纵的原因，在没有使用者的指导的情况下，在装入保存袋(18)里之后给加热杆(2)充上液化气。
为了实现该目的，当连接并开放了加气站(1)和加热杆(2)的充气阀(17，21)时，在加气站一侧一直到差不多完全排空加气站(1)的储气罐(11)持续地总是加有一个压力，该压力超过用于使液化气液化所需的蒸气压力。因此确保了：与加气站(1)的空间位置无关地保证了给加热杆(2)充上液化气。
该目的通过一个具有储气罐(11)的加气站(1)来实现，该储气罐通过沿着调整行程轴向可运动的活塞(12)分成填充有惰性气体、优选为氮气的第一腔室(13)，和填充有可燃气体、优选为丙烷气或丁烷气的第二腔室(14)，其中在填充有惰性气体的第一腔室(13)里的压力在活塞(12)的整个调整行程上都足以使气体在填充有可燃气体的腔室(14)里保持为液态。
如果液化气腔室(14)空了，那就意味着：压缩气体腔室(13)占据了储气罐(11)里的全部空间，并且如果为液化气腔室(14)例如采用了丁烷，则压缩气体中的压力例如为3巴。如果为液化气腔室(14)充丁烷，那么丁烷总是为液态，并且通过活塞(12)使压缩气体腔室(13)里的气体压缩。在所述实施例中，如果液化气腔室(14)在充气之后现在接收了85％的储气罐容积，那么系统的总压力大约为21巴。
为了防止储气罐(11)受到不允许的压力的作用，就如它们例如在直接的太阳照射下在机动车里可能出现的那样，充有惰性气体的腔室(13)通过过压阀(131)与周围环境相连。因为在过压时可燃的液化气不会排出，因此并不存在爆炸危险。
液化气腔室(14)通过减压器(15)与放气阀(17)相连，并在加气站(1)的一个设计方案中与集成的打火机(16)，有可能与接入在中间的节流阀(161)，与燃烧器阀(162)连接。
减压器(15)这样设计，使得出口压力足以使液化气在位于其后的系统里保持为液态。因此在加热杆(2)每次充气时确保了：该加热杆一方面总是完全地充有液化气，另一方面加热杆(2)和燃烧器阀(162)都被保护以防止过高压力，该过高压力正如在储气罐(11)里当液化气腔室(14)没有完全排空时出现的那样。
尽管加气站(1)可以设计成一次性产品，但如果它还包括充气阀(141)用于给储气罐(11)充气，那么有利的是，该充气阀允许在储气罐排空之后重新给加气站加气并继续应用它。
本发明当然也涉及各个单个的部件，也就是说可以重复使用的加热杆(2)、一次性嘴部部件(3)，以及适配的加气站(1)。优选地，本发明也涉及一套工具，包括加气站和加热杆，如上面所述的那样，必要时具有多个嘴部部件。
只有当应用了所有三个部件时，才可以显示为一种完成了本发明的任务的装置，该任务是对烟雾特性进行尽可能完全的模仿。
以下有利的性能可以通过所介绍的装置来实现：
△香烟的外观(带有嘴部部件的加热杆)；
△尼古丁排放在主流烟里，如同在香烟中那样；
△口味经历，如同抽香烟那样；
△在口腔和咽部处的轻微的呛人或刺激感，如抽吸香烟那样；
△操纵类似于香烟；
△制造成本低，因此加气站和加热杆的售价低，优选为VK＜10欧元；
△相比于传统的香烟来说，在副流烟中有害物质的减少至少达50％，优选至少达95％(废弃：只是废气+水和CO2)
△相比于传统的香烟来说，在主流烟中有害物质的减少至少达20％，优选至少达50％，根据内容物的选择甚至达到90％(废气(+空气)+例如尼古丁和芳香剂)
△有目的地排除了可能存在的损害健康的物质，例如致癌物，以及可以有目的地定量配制内容物并使排放在许可的界限值之下。
附图说明
以下根据附图对本发明的设计方案加以说明。
图1以流程图形式示意性地示出了该方法。平行四边形表示了参与该方法的材料，矩形表示了该方法的分过程。细箭头表示了通过液化气的运动学而引起的流动，粗箭头表示了通过抽吸引起的空气流。虚线表示了负压和/或空气流对于液化器流量的影响。
图2示意性地示出了该装置组成部件：加气站1，加热杆2和嘴部部件3。
a)示出了装入在加气站1里的加热杆2。充气阀17和21是打开的，由此给加热杆2加液化气。
b)示出了嘴部部件通过卡口插接连接件27和31的连接而拧紧在加热杆2上，由此使加热杆2的主阀23打开。
图3是该装置组成部件的简图，并且表示了：相互拧紧的加热杆2和嘴部部件3如何借助于加气站1来点燃。
图4示出了三个属于该装置的部件的透视图，部件是加气站1，加热杆2和嘴部部件3，以及具有嘴部部件3的盒体。
图5示出了拧紧了嘴部部件3的加热杆2的透视剖面图。
图6示出了一个实施例的透视图：a)具有敞开的顶盖19的加气站1的和从加气站1里取出的加热杆2；b)嘴部部件3，在拧到加热杆2上去之前；和c)带有插上的嘴部部件3的加热杆2在通过加气站1进行点火时。
图7示出了a)具有热空气进入孔30、单腔室堆料处32和气雾流出孔33的嘴部部件3；以及b)具有多腔室堆料处32的嘴部部件3。
本发明的其它细节和优点可以从下述根据附图对本发明的可能的实施例的详细说明中得出。
具体实施方式
1.加气站1的设计方案(见图1和2)
加气站1原理上用于充气，必要时也用于保存和点燃加热杆2。利用(装入的)加热杆，加气站构成了产品的可运输的硬件。在一个优选的设计方案中，加气站是扩展的打火机，其可以装上根据本发明的加热杆2并给其充气。
1.1加气站的设计方案T1
在第一种设计方案中，加气站1只用于给加热杆2补充气，并且因此只是由储气罐11和放气阀17组成，储气罐11具有充气阀141以用于对加气站重新充气，而放气阀17用于对加热杆2补充液化气。优选地，加热杆2可以为了保管而在不使用时保存在加气站1里。为了点燃加热杆2必须或是在加热杆里放置点火器(在加热杆中所占位置加大了)，或者应用附带的打火机。
1.2具有点火器的一种加气站的设计方案T2
如设计方案T1那样，然而具有附加的集成的点火机构163用于点燃加热杆2。与设计方案T1相比然而不需要附带的打火机(不加大在加热杆中或者在消费者口袋中所占位置，)。
1.3具有打火机的一种加气站的设计方案T3
如设计方案T1那样，然而具有附加的集成的打火机16用来点燃加热杆2。因此加气站1也可以用作为通常的打火机，这对于所有除了想抽无烟的香烟之外也还想抽传统的香烟或小雪茄的客户来说是有利的。
1.3.1加气站设计方案T3的详细情况(见图1和2)
1.3.1.1储气罐
储气罐11是加气站1中结构尺寸最大的构件并且是无烟香烟的整个系统中的能源。用商业通用的打火机气体可以重新为液化气罐11充气。
△集成于加气站1里的打火机16，
△在加热杆槽18里的加热杆2，如果在装入加热杆2时压下多功能顶盖19，或者说顶盖关闭了的话。
储气罐11通过轴向可运动的，气密的活塞12分成氮气腔室13和丁烷腔室14。如果丁烷腔室14空了，那么氮气腔室13和活塞12就占据了在储气罐11里的整个结构空间。在这种状态下，氮气腔室13里的压力刚好超过丁烷的蒸气压力，也就是超过了用于使丁烷在室温时液化所需的压力。若给丁烷腔室14充料，那么通过这在氮气腔室13里的压力的作用而变为液态的和不可压缩的丁烷使活塞12运动，因而丁烷腔室14变大，而氮气腔室13变小。两个腔室里的压力通过氮气的压缩而升高，并因此在丁烷腔室14的每个充注状态时都高于丁烷的蒸气压力，因此丁烷腔室14总是用液态丁烷充至100％。
为使储气罐11针对可能引起其破坏的压力而保证安全，氮气室13通过一个过压阀131与周围环境相连接。如果储气罐11里的压力超过一个许可值，那么阀打开，并且氮气流出至周围环境，直至液化气罐11里的压力又低于许可的最高值为止。通过这种布置一方面阻止了：储气罐爆炸并且有可能伤人，另一方面阻止了丁烷可能无意中排出。
丁烷腔室14通过减压器15与集成的打火机16和加热杆充气阀17连接。减压器15的设计应使加热杆2总是以压力充注，该压力使丁烷保持于液态，因此保证了加热杆2中微型气罐22的最大充注。减压器15的出口压力正好超过丁烷的蒸气压力，而且集成在里面的打火机16和放气阀17防止了对于这些构件过高的压力，就象其在储气罐11里差不多超出了加气站1的整个使用周期那样。
1.3.1.2集成在里面的打火机
集成在里面的打火机16例如是一个具有压电点火的预混燃烧器，正如在商业通用的防风打火机中已知的那样。打火机16用于使加热杆2点火。另外它也可以用作为通常的打火机。
1.3.1.3多动能顶盖
加气站1的顶盖19通过其成型和动力学优选如此来设计，使它完成器件不同的功能：给加热杆充气，使加热杆锁住，提供用于加热杆燃烧器的热保护罩和接通过打火机。原则上多功能顶盖的所有功能可以通过在各不相同方案中的几个构件来实现、然而“多功能顶盖”的解决方案由于功能的高度集成而优选是最完美的，而且也许是成本最有利的方案。
因此这里所有四种功能都要由顶盖来承担。
功能1：给加热杆2充气：在关闭状态下，顶盖19围住加热杆2的尖端，因而将加热杆2压入在其接收槽18里，从而将接收槽底部的加气站1的阀门17气密地压在加热杆2的进气阀21上。通过压紧使两个阀门打开，并由加气站1给加热杆2一直充气，直至加气站1和加热杆2之间的压力得到平衡，或者使顶盖18打开。压力平衡优选伴有咝咝作声的噪声。若噪声停止，那么加热杆就充完气。
功能2：锁定加热杆2：如此设计顶盖19的运动机构，使它连通或者不带有装入的加热杆2，通过充气位置的过压，取决于以前的状态，而卡紧住或者脱开。用装入的加热杆2通过顶盖19的过压给加热杆2充气。
功能3：用于燃烧器的热保护罩：顶盖19的设置应使它在使用之后的加热杆2的近端(燃烧器尖端)之上可以移动和/或翻转。它形成一个热保护罩，这热保护罩在顶盖关闭时避免了与加热杆2的燃烧器顶尖发生接触。另外它在共导热性能方面如此设计，从而一方面使燃烧器顶尖能尽可能快的冷却，另一方面在顶盖外侧不会出现对人不舒服的温度。
功能4：接通打火机：在完全打开状态下通过多功能顶盖19的过压使集成在加气站1里的打火机动作，也就是说，使进气自由接通并使打火机16的点火器163实现运动。
1.3.1.4加热杆接地槽
加热杆2的接地槽18优选如此的设计，以至于加热杆2只是用其嘴部部件侧的端部，而没有套插上嘴部部件3，就可以被推入。
1.3.1.5排气阀
在槽18的底部有加气站1的放气阀17，它例如通过多动能顶盖18的过压或关闭，在装入有加热杆2的情况下与该加热杆气密地连接。排气阀17优选地如此设计，因此通过低压而自动地打开加热杆2的进气阀21，从而气体可以从加气站1流入加热杆2。
2.加热杆(见图1，2，3)
对于以下的加热杆设计方案未设计通常都是：它们借助于液化气的燃烧来加热空气用于形成一种富含尼古丁和香气的气雾。加热杆2的尺寸不应该明显地超过通常香烟(无过滤嘴)的尺寸。
在燃烧器25后是材料交换器26。也就是周围空气与热的空气混合。混合比例以及因此在材料交换器出口处的吸入空气温度取决于材料交换器26的设计(流入横断面的比例：材料交换器废气进口262与材料交换器空气进口261)
2.1优选的加热杆的方案细节情况
2.1.1外套
加热杆2的外套20可以由一个或几个圆柱形零件组成。外套20的外面使加热杆2具有香烟状外观，并形成用于消费者的把持面。它是加热杆2的主要部件载体。在微型气罐22的高度上，外套20里面如此成型，以至于一方面在外套20和微型气罐22之间形成热空气通道，另一方面微型气罐22可以轴向在其中移动。在嘴部部件端的微型气罐22在其轴向运动中通过外套20有一个止挡。在微型气罐22的接管220中设有孔221，它一方面可以实现进入到加气站17的加热杆充气阀里，一直到加热杆21的放气阀，并且另一方面形成一个流动通道。径向围绕这孔221环状设有小的空气流动孔222，这些孔使得围绕微型气罐222布置的热空气通道27与接管220里的孔221连接。在外套20的嘴部部件侧的外表面上设有密封201，该密封在嘴部部件3拧到微型气罐28的插卡连接上时阻止了外来空气的流入，因此在拧上或插上的嘴部部件3上进行抽吸时使空气强制经过加热杆2。
外套20是部件载体，并优选是用于以下其它组件和构件的功能对：
a.调节阀24，                b.燃烧器25
2.1.2微型气罐
微型气罐22是用于加热杆2中燃烧器25的能源并如此来确定尺寸，从而使其中所存的液化气足够用于一个嘴部部件3的消费。嘴部部件消费的时间长短应尽可能接近一根香烟消费的时间，也就是说根据习惯为3-5分钟。在其嘴部部件侧端部设有加热杆放气阀21用于通过加气站1给加热杆2加气。该端部例如是形成一个与嘴部部件3插卡连接的重启接管220。微型气罐22轴向可活动地设置于加热杆2里，因此在拧上/插上嘴部部件3时使气罐22向着嘴部部件3运动。在为微型气罐22的燃烧器侧端上设有主阀23，必要时有一个接于中间的减压器。主阀23原理上相当于打火机的一个通常的放气阀。与打火机相反，但是阀门并不通过气罐的固定和阀门喷嘴的抽出，而是通过阀门喷嘴的制动和气罐22的拉出来操纵。也就是说若将一个嘴部部件3拧在加热杆2上，那么主阀23开通，使气体从气罐22输向调节阀24。在气罐22和外套20的嘴部部件侧端部之间可以附加设有一个小的弹簧元件223，如果在去除嘴部部件时，主阀23并没有足够的力来使气罐22复位并使之关闭的话。
2.1.3调节阀(见图2，3和5)
调节阀24取决于在外套20里的吸入空气的流动情况来控制气体和燃烧器25的空气输入。它轴向可活动地布置在微型气罐22的主阀23和燃烧器25之间的喷嘴的中间部分上。调节阀24在外面与外套20形成一个窄的间隙。在径向方向上，调节阀24例如在里侧设置有小的凹槽用来调节气流。
在外套20和调节阀24之间的间隙如此设计，从而调节阀24例如起到空气流中调节阀的作用。根据阀24前面和后面的压力差或者将其拉向嘴部部件3，或者压离开嘴部部件。调节阀24可以占有两个具有以下特征的至关重要的位置：
-引燃火焰：调节阀24的调节体位于备用位置，因而正好使那么多的气通过，从而使燃烧器25里的火焰不熄灭。
-工作火焰：调节阀24的调节体从备用位置通过在嘴部部件3上的抽吸而在嘴部部件的方向上实现了运动，并放出足够的气体用于燃烧器25，因此充足的燃烧气体就放出，用来加热吸入空气。若使调节体从备用位置起在嘴部部件3的方向上运动，那么它就压缩一个弹簧241。弹簧241如此地设计，因此如果嘴部部件上没有抽吸，其就将阀门24的调节体压至备用位置上。
由于阀门24上的孔有不同的集合特征，燃烧器的特性曲线组是不同的。
2.1.4燃烧器
燃烧器25优选是一种液化气预混燃烧器，也就是说，由气体和经过空气入口252的空气所组成的可燃混合气在混合腔室251里的喷嘴出口之前就已形成，因此保证了液化气的充分燃烧。属于这种燃烧器的例如有Nainen-，Ikari-，阵列或催化剂燃烧器，并且部分地由防风打火机和手动气体钎焊装置得知。
典型的Nainen-燃烧器在喷嘴出口之上大约0.5cm处有一个环形孔，该孔具有所谓的反应格栅，该格栅通过点燃火焰加热并使经过的气体始终重新点燃。耐能燃烧器在反应格栅之上形成一种楔状的，短的，不发光的主色火焰，此火焰底部的直径等于环形孔。
为了改善在控制火焰和工作火焰之间的周期交替性能也可以应用一种三维的反应格栅。
另外，燃烧器25选择地设有一种过热保护，例如一种双金属调节器，它例如通过膨胀控制调节器的止挡并因此在过热时使调节阀24关闭。
2.1.5材料交换器
材料交换器26通过材料交换器的废气进口262将废气从燃烧器25传送至吸入空气。
材料交换器26如此设计，从而在嘴部部件3上抽吸，使废气与周围空气如此地混合，从而使产生的混合具有合适的温度以用于使混合物从嘴部部件2排出。流经加热杆2的温度损失必须一起加以考虑。
3.软件
所有在一次性使用之后必须更换的构件和材料都称为软件。软件由嘴部部件3和其中设置于一个堆存处32里的混合物组成。
3.1嘴部部件(图2、3、4、5、6和7)
嘴部部件3的大小大致相当于一个香烟过滤嘴，但与此不同，它没有过滤功能。与一种过滤嘴不同的是，嘴部部件从吸入空气里不应吸出什么物质，而是给吸入空气添加入材料。嘴部部件3的所有部分都优选地100％由生物可降解材料组成。
3.1.1外套
嘴部部件3的单件的或多件组成的外套是用于消费者的抓握面和与消费者的嘴的接触面。它优选是圆柱形的、气体和液体密封的空心体，其两端有孔。加热杆侧端部如此成型，使吸入空气可以无干扰地从加热杆2的热空气出口221，经过热空气入口30流入嘴部部件3，而且通过将嘴部部件3拧到加热杆2上产生一种气密的连接。
3.1.2堆存处
堆存处32原则上与外壳同轴地布置在外壳之内，并用来堆存有效成分和/或芳香成分混合物，这混合物也称作为Blend。堆存处材料与混合物的亲和性必须如此地高，从而在具有较高温度的储存条件时差不多没有什么混合物从堆存处排出。当经过嘴部部件的吸入空气(热空气)达到工作温度时，堆存处32然而必须将混合物在要求的范围里释放，并作为气雾流出孔33由使用者获得。
嘴部部件3里的堆存处32在需要时也可以由几个腔室组成(见图7b)。
为了考虑到例如芳香成分和尼古丁的蒸发温度的不同，可能必需要将它们放置在分开的堆存处32里，这些堆存处具备不同的流体断面和不同性能的堆存处材料(热容量，与装入的混合物的亲和性等等)。
通过在嘴部部件3和加热杆2之间的例如插卡连接的一个卡锁位置，可以使嘴部部件3的通流孔和加热杆2的热空气出口221进入正确的位置。
3.1.3嘴部部件的封闭
处于卫生原因和耐久性及可存储性的原因，也可将嘴部部件3封装起来。嘴部部件的封装例如可以由两个小的气体和液体密封的薄膜组成，将薄膜粘住在嘴部部件的正面上并在使用前去除。为去除简单薄膜可以附带设有一个小的连片。
3.2有效成分和/或芳香成分材料混合物
混合物是烟雾模拟物中的主要成份，因为它含有所有希望的兴奋剂，这些兴奋剂通过充足的温度被释放。可能的内容物分来成以下组。
有效成分首先由尼古丁及其衍生物组成，尽管同样也或者可替换地可以使用其它的兴奋剂，例如咖啡因和/磺酸。混合物中有效成分的量可以很简单地在制造时配制，并且例如可以以含有比该香烟或小雪茄较少的尼古丁，但在达到工作温度时如同一根香烟相同的量就释放。此外可以添加维生素和矿物质。
3.2芳香成分和味觉材料
味觉材料主要是芳香成分，它们根据芳香成分规定得到准许。例如糖也可以作为味觉材料添加。
3.2.3刺激材料
刺激材料用来模仿吸烟室里吸烟时产生的“呛烟”。这里例如可以应用辣椒素(在生活用品中产生辛辣)和/或其它刺激材料，量以无害为准。
挥发介质
挥发介质如乙醇、水、多元醇或类似物可以添加以用于改善混合物的蒸发。
稳定剂
为了提高存储能力和阻止在混合物的组成成分之间产生不希望的反应，也可以应用不同的稳定剂。
其它添加料
可以应用其它的添加料，只要它们所用的量对消费者的健康无害。
表1：参考标号表
  标号   一般名称   专用名称
  1   加气站   加气站
  10   壳体外套
  11   储气罐
  12   活塞
  13   第一腔室   氮气腔室，压缩气体腔室
  131   过压阀
  14   第二腔室   丁烷腔室，液化气腔室
  141   充气阀   丁烷腔室充气阀
  15   减压器
  16   燃烧器   打火机
  161   节流阀   打火机节流阀
  162   燃烧器阀   打火机燃烧器阀
  163   点火装置   点火器
  17   放出阀   加热杆充气阀T
  18   保存袋   接收器
  19   顶盖
  2   加热杆   加热杆
  20   外套   壳体外套
  201   密封
  21   充气阀   加热杆充气阀H
  22   气罐   微型气罐
  220   充气接管
  221   孔   热空气出口
  222   空气流动口
  223   微型气罐复位弹簧
  23   主阀
  24   调节阀   调节体
  241   产生复位力的装置   调节装置复位弹簧
  25   燃烧器   预混燃烧器
  251   混合腔室
  252   混合腔室空气入口
  26   材料交换器
  261   材料交换器空气入口
 262   材料交换器废气入口
 27   热空气通道
 28   连接器  插卡连接器H
 3   嘴部部件  嘴部部件
 30   热空气进入口
 31   连接器  插卡连接器M
 32   有效成分和芳香成分堆放处
 33   气雾流出口

Claims (19)

1.一种使有效成分和/或芳香成分挥发，以释放出可吸入的气雾的方法，其中使优选地与过剩空气燃烧的可燃气体的燃烧后气体部分地或全部地在一定条件下与周围空气混合，并引导所述燃烧后气体经过有效成分和/或芳香成分的堆存处，而且其中通过所述燃烧后气体的份额和在一定条件下通过所述燃烧后气体与周围空气的混合比例可以选择所希望的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过调节可燃气体的流量来调整所述燃烧后气体的所述份额，或者说所述燃烧后气体与周围空气的所述混合比例。
3.根据权利要求2所述的方法，其中借助于通过抽吸而产生的负压和/或空气流来调节可燃气体的流量。
4.一种用于实施根据权利要求1至3中的一项所述的方法的装置，所述装置包括有：
△包含有效成分和/或芳香成分堆存处(32)的嘴部部件(3)，
△加热杆(2)，包括：
-壳体外套(20)，具有一个或多个空气进口以及一个或多个在所述嘴部部件侧的热空气出口；
-充气阀(21)，用于给气罐(22)充可燃气体，优选为丙烷气或丁烷气；
-调节阀(24)，用于使所述气体受控地从所述气罐(22)里释放至燃烧器(25)；以及
-材料交换器(26)，用于通过借助于所述燃烧器(25)而产生的热来加热空气，其中所述嘴部部件(3)与所述加热杆(2)的形状和外形尺寸对应于香烟或雪茄，用于释放出可吸入的气雾，所述嘴部部件与所述加热杆可拆卸地连接，并借助于通过在所述嘴部部件(3)上的抽吸所产生的负压和/或空气流来控制所述调节阀(24)。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述调节阀(24)包括调节体，以及用于产生复位力(241)的装置，其中所述调节体(24)具有第一最小敞开的，以及第二敞开的状态，而且其中所述调节体借助于所产生的负压和/或空气流可以克服复位力从所述第一最小敞开状态转移到所述第二敞开状态，并且这样选择所述用于产生复位力的装置，即所述用于产生复位力的装置可以使所述调节体复位到所述第一最小敞开的状态。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述调节体(24)在所述第二敞开状态下开启流体断面，可以取决于负压和/或空气流，在最小敞开状态直至完全敞开状态之间可变化地控制所述流体断面。
7.根据权利要求4至6中的一项所述的装置，还包括在所述气罐(22)与所述调节阀(24)之间的主阀(23)，所述主阀通过所述嘴部部件(3)与所述加热杆(2)的连接而打开，并通过所述嘴部部件(3)的分离而重新关闭。
8.根据权利要求4至7中的一项所述的装置，其中一个或多个通向一个或多个所述热空气出口的热空气通道(27)同轴地设置于所述气罐(22)周围。
9.根据权利要求4至8中的一项所述的装置，其中所述有效成分和/或芳香成分堆存处(32)包含作为有效成分的尼古丁和在必要时包含芳香成分，以及必要时包含其它添加料和辅料，如刺激剂、稳定剂、挥发介质等等。
10.根据权利要求9所述的装置，其中一种或多种有效成分，必要时一种或多种芳香成分，以及必要时其它添加料和辅料在多个腔室里单独地放置和/或进行了混合。
11.根据权利要求4至10中的一项所述的装置，其中采用了所述材料交换器(26)并在所述材料交换器(26)后面加入了一氧化碳-氧化催化剂，例如霍加拉特催化剂。
12.根据权利要求4至11中的一项所述的装置，还包括：
△加气站(1)，用于对所述加热杆(2)进行可重新取下的连接和充气，所述加气站包括：
-储气罐(11)，所述储气罐的容积为所述加热杆(2)的所述气罐(22)的容积的多倍；以及
-可以形状配合地和/或力配合地与所述加热杆(2)的所述充气阀(21)连接的放气阀(17)。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述加气站(1)具有用于保存所述加热杆(2)的装置，所述用于保存的装置包括：至少部分地包住所述放气阀(17)的保存袋(18)，用于容纳所述加热杆(2)的嘴部部件侧的部分；以及可转移的顶盖(19)，所述顶盖在关闭位置上覆盖住所述加热杆(2)的相反侧。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其中所述加气站(1)附带地包含点火装置(163)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其中所述加气站(1)还包括燃烧器阀(162)和燃烧器(16)。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其中所述加气站(1)还包括充气阀(141)，用于给所述储气罐(11)充气。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的装置，其中所述加气站(1)包括储气罐(11)，所述储气罐通过沿着调整行程轴向可运动的活塞(12)分成填充有惰性气体、优选为氮气的第一腔室(13)，和填充有可燃气体、优选为丙烷气或丁烷气的第二腔室(14)，其中在填充有惰性气体的所述第一腔室(13)里的压力在所述活塞(12)的整个所述调整行程上都足以使气体在填充有可燃气体的所述腔室里保持为液态。
18.根据权利要求17所述的装置，所述装置的填充有惰性气体的所述腔室(13)通过过压阀(131)与周围环境相连。
19.根据权利要求17或18所述的装置，所述装置的填充有可燃液态气体的所述腔室(14)通过减压器(15)与放气阀(17)和燃烧器阀(162)连接。
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