CN105765379A - 用于吸烟机器的空气管理系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于吸烟机器的烟灰盘(15)，该吸烟机器用于对吸烟制品(10)进行吸烟。所述烟灰盘包括在烟灰盘下方用于将气流引导越过吸烟制品的定向翅片(5)。这可以允许气流的方向(24、26、28)限制于已明确限定的路径，并且允许气流中的湍流减少。

Description

用于吸烟机器的空气管理系统
本发明涉及用于管理吸烟机器内的空气的流动的技术。
可以利用称为吸烟机器的装置对雪茄、香烟和小雪茄(一般称为吸烟制品)所产生的烟的成分进行分析。吸烟机器通常包括至少一个用于保持吸烟制品的保持器和用于当吸烟制品燃烧时以控制的方式吸取空气通过吸烟制品的抽吸装置。从吸烟制品吸取的烟称为主流烟，并且收集用于进一步分析。在抽吸之间产生的烟称为侧流烟，并且通常利用空气抽取系统传送远离香烟。可以提供烟灰盘，以当吸烟制品燃烧时收集由吸烟制品产生的烟灰。
通过分析主流烟的成分而获得的结果可以在表征吸烟制品时使用，或由调节器用来确定烟组分的生成量以及确定吸烟制品是否在每种组分的预定的最高限度之下。由于吸烟制品在吸烟的过程中被破坏，所以必要的是，充分地且可重复地控制吸烟的过程，以确保可以在品牌之间并且对照标准来进行有意义的比较。因此，通过设计和结构的国际标准、诸如ISO3308：2012(国际标准化组织标准“常规分析卷烟吸烟机-定义和标准条件)部分地定义所使用的机器。吸烟机器设计的一个特征是在吸烟期间在吸烟制品上方的气流的控制，并且通常需要此具有一特定大小。
在常用类型的要进行吸烟的制品以直线的方式并排放置(线性吸烟机器)的吸烟机器中，气流的方向意图沿着吸烟制品的吸烟部分。然而，实际上，气流可以相对于吸烟制品的轴线成一角度。该角度可以在各制品之间不同，取决于吸烟的制品的管路内的位置和用来去除烟的抽取系统。此外，已知的吸烟机器可以在气流中引入一些湍流。这些效果可能对吸烟过程的均匀性以及来自吸烟制品的产量的绝对大小有影响。
之前的在控制吸烟制品上方的空气流动方面的尝试包括在吸烟制品上方提供扩散板(通常称为Burgess板)并且利用可变控制的空气抽取。然而，在机器之间以及在个别的机器内仍存在一些气流的不均匀。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于吸烟机器的烟灰盘，该吸烟机器用于对吸烟制品进行吸烟，所述烟灰盘包括用于将气流引导越过所述吸烟制品的定向翅片。
通过为烟灰盘提供用于引导气流的定向翅片，本发明可以提供以下优点，即吸烟机器中的气流的方向可以限制为已明确限定的路径，并且/或者可以减少气流中的湍流。这可以改善吸烟过程的均匀性，并且有助于将测量中的差异限制于吸烟制品的结构中的差异。
优选地，定向翅片(配合烟灰盘)布置为沿着吸烟制品的轴线引导空气的流动。此通过减少气流的角度分量(即，相对于吸烟制品的轴线成一角度的分量)和/或湍流，可以有助于确保吸烟过程中的均匀性。为了帮助实现此，定向翅片可以基本上平行于吸烟制品的轴线延伸。
通常，通过烟灰盘下方的空隙并且从吸烟制品前面的空间将空气吸取到吸烟机器中。因此，定向翅片可以至少部分地位于烟灰盘下方和/或至少部分地位于烟灰盘的前边缘上。这可以帮助绕烟灰盘引导气流。例如，定向翅片可以为从烟灰盘的底部突出的突出部或附到烟灰盘的底部的附属物。优选地，定向翅片的形式是在烟灰盘下方延伸的凸部。
优选地，烟灰盘具有主体，该主体限定用于收集烟灰的容器，该容器诸如是通道或碗状物。应认识到，容器的底表面应当是连续的，以便防止烟灰掉落。
优选地，烟灰盘位于吸烟位置下方，以便收集从吸烟制品掉落的烟灰。烟灰盘可以是可移除的，以便允许丢弃收集的烟灰。
为了支承定向翅片和/或帮助引导气流，烟灰盘可以包括在烟灰盘主体的下方并向后延伸的下构件。在这种情况下，定向翅片可以至少部分地位于下构件上。
定向翅片的宽度可以随着远离烟灰盘而减小。例如，定向翅片可以是楔形的。这可以有助于确保翅片在引导气流时稳定且有效。
优选地，定向翅片与烟灰盘形成光滑表面。这连同翅片的定向特性一起可以有助于最小化气流中的湍流。
定向翅片可以包括翅片主体、进入翅片内的锥形导引件和/或从翅片出来的锥形导引件。锥形导引件可以有助于确保空气的平顺流过该翅片，并且因此有助于减少湍流。
优选地，定向翅片位于吸烟位置的任一侧。因此，在使用中，可以在吸烟机器中正在进行吸烟的吸烟制品的下方且任一侧存在定向翅片。这可以有助于减少气流的角度分量和/或湍流。
优选地，烟灰盘布置为引导来自烟灰盘下方的气流围绕烟灰盘的唇部并且引导到吸烟制品。优选地，烟灰盘的唇部是弧形的。这可以帮助空气绕烟灰盘平顺过渡。
已经发现，在常规吸烟机器中，可以通过烟灰盘下方的空隙(不限于此)将湍流引入气流。在本发明的优选实施例中，提供了用于使气流绕烟灰盘的底部转向的导气罩。这可以允许空气绕烟灰盘的底部平顺地流动，由此最小化湍流并且改善吸烟过程的均匀性。
在烟灰盘包括下构件的情况下，所述下构件可以具有一表面，所述表面为导气罩的表面的连续。
吸烟机器可以布置为对多个吸烟制品进行吸烟，并且因此烟灰盘可以布置为收集来自多个吸烟制品的烟灰。例如，烟灰盘可以具有细长的形式，所述细长的形式允许烟灰盘收集来自并排放置在线性吸烟机器中的多个吸烟制品的烟灰。烟灰盘可以包括多个用于将气流引导越过吸烟制品的定向翅片。定向翅片优选沿着烟灰盘的前边缘规律地间隔开。例如，定向翅片可以位于每个吸烟位置之间并且位于每个端部处。
根据本发明的另一方面，提供了包含呈上述形式中的任一种形式的烟灰盘的吸烟机器。吸烟机器优选布置为收集主流烟。优选地，该机器进一步包括空气抽取系统和用于保持每个吸烟制品的保持器。
如上所述，定向翅片可以便利地为从烟灰盘的底部突出的突出部或附到烟灰盘的底部的附属物。然而，翅片与烟灰盘分开也将会是可能的。因此，根据本发明的另一方面，提供了一种用于对多个吸烟制品进行吸烟的吸烟机器，所述机器包括用于保持吸烟制品的多个保持器、空气抽取系统和用于将气流引导越过吸烟制品的多个定向翅片。
优选地，定向翅片位于每个吸烟位置之间。定向翅片也可以位于最后的吸烟位置与吸烟机器的外壁之间。
吸烟机器可以进一步包括用于捕获来自吸烟制品的烟灰的烟灰盘。定向翅片可以形成烟灰盘的部分，或它们可以独立提供，或两者的组合。例如，定向翅片可以是独立构件的部分，或它们可以附接到吸烟机器的壁，或附接到导气罩。
常规吸烟机器具有多个用于从吸烟区域抽取空气的管道。已经发现，通过提供本发明的定向翅片，能够消除这些管道并且提供具有单个抽取源的开放管道布置。这可以允许空气抽取系统得以简化，由此降低成本。因此，空气抽取系统可以包括具有单个抽取源的开放管道布置。在这种情况下，可以提供平衡缓冲板以平衡在吸烟制品上方的空气的流动。
吸烟机器可以包括烟灰盘和用于使气流绕烟灰盘的底部转向的导气罩。导气罩可以减少气流中的湍流量。
导气罩可以独立于定向翅片而设置。因此，根据本发明的另一方面，提供了一种用于对多个吸烟制品进行吸烟的吸烟机器，所述机器包括用于保持吸烟制品的多个保持器、空气抽取系统、用于捕获来自吸烟制品的烟灰的烟灰盘和用于使气流绕烟灰盘的底部转向的导气罩。
在上述布置中的任一种中，吸烟机器可以进一步包括用于吸取空气通过吸烟制品的抽吸装置，以便对吸烟制品进行吸烟。
还可以提供对应的方法，并且因此，根据本发明的另一方面，提供了一种在对吸烟制品进行吸烟时管理吸烟机器中的气流的方法，该方法包括利用定向翅片沿着吸烟制品的轴线引导气流。
优选地，气流从烟灰盘下方被引导，围绕烟灰盘的唇部并且被引导到吸烟制品。
定向翅片可以形成烟灰盘的部分。该方法可以进一步包括，利用导气罩来引导烟灰盘下方的气流。
可以为本发明的一个方面的各特征可以具有其它方面中的任一个。装置特征中的任一个可以提供作为方法特征，并且方法特征中的任一个可以提供作为装置特征。
现在将参考附图纯粹以示例的方式描述本发明的优选特征，其中：
图1示出了典型吸烟机器的立体图；
图2是通过图1的吸烟机器的一部分的剖视图；
图3是通过根据本发明的实施例的吸烟机器的一部分的剖视图；
图4示出了根据本发明的实施例的具有定向翅片的烟灰盘的一部分的立体图；
图5示出了通过图4的烟灰盘的剖视图；
图6是图3的吸烟机器的一部分的前视图；以及
图7示出了通过吸烟机器的典型气流。
图1示出了典型线性吸烟机器的立体图。该机器包括多个保持器2，每个保持器2保持香烟或其它吸烟制品(有时称为“烟杆”)。当吸烟制品燃烧时，抽吸机构以控制的方式吸取空气通过吸烟制品。称为Burgess板或草板(strawplate)的穿孔薄板设置在吸烟制品上方。穿孔薄板与管道7连通，所述管道7又连接到抽取管道11和抽取风扇12。在操作中，风扇12吸取空气以及任何有害气体或称为侧流烟的燃烧产物通过管道7、11并且远离吸烟制品。提供了挡板14，所述挡板14限制气流并且降低抽取条件。当需要接近吸烟制品的入口时，通常移除该挡板。吸烟区域由罩壳9或其它外壳包围，以确保抽取空气通过管道7，并且不存在交叉气流。烟灰盘15位于吸烟制品下方。烟灰盘具有细长的形式，其中凹槽或一系列碗状部在吸烟位置下方用于收集来自吸烟制品的烟灰。
当对吸烟制品进行吸烟时，气流的大小对燃烧过程有影响，并且气流的方向也可以影响烟成分、诸如一氧化碳(CO)和通常称为“焦油”的无烟干燥颗粒物质(NFDPM)的生成量。此外，吸烟制品经历燃烧的区域内的湍流可以改变所测量的吸烟制品的产生，并且因此是不期望的。
在诸如图1所示的线性吸烟机器中，气流的方向意为沿着吸烟制品的吸烟部分，并且在后面在烟杆的未吸烟部分的上方朝向上。然而，实际上，气流可以相对于吸烟制品的轴线成一角度。该角度在各烟杆之间不是一致的，取决于所吸烟的烟杆的管路内的位置和用来去除烟气的精确的抽取系统。烟气倾向于朝向烟抽取管道被倾斜地抽吸。此外，在吸烟制品的外壳的边缘处，存在这样的边缘影响，即,其中，空气在表面附近改变速度并且在机器的边缘处对那些烟杆引起湍流。
在图1中，朝向抽取管道7的气流的角度分量由箭头20示出。在挡板14与烟灰盘15之间的气流的限制点处存在一些湍流，如通过箭头18示出的。靠近吸烟罩壳9的边缘的吸烟制品遭受额外的湍流，如通过箭头21指示的。
湍流不限制于机器边缘，并且湍流可以沿着所抽吸的一排样品发生。此会由于进气区域的开放特性而加剧，进气区域通常在使用期间由操作者或其它人跨越，此会在气流中引起涡流并且因此在抽烟期间以及在称为“自由燃烧状态”的机械吸烟的、两次抽烟部分之间引入一定程度的燃烧的不均匀性、闷烧和热解(pyrolysis)。
从烟灰盘(通过标准定义的装置)下方的死空间部分地吸取用于吸烟所消耗的空气，并且当空气在烟灰盘的唇部附近移动时，随着空气加速，会引入一些额外的湍流。
通过利用诸如Drager管等烟气生成器将烟气以受控流且缓和流的方式释放到空气流中或通过细孔喷嘴蒸发丙二醇可以显现该空气流的方向和该空气流的均匀性。流动方向和稳定性的记录可以利用商用的视频记录装置来进行。
图2是通过图1的吸烟机器的一部分的剖视图，其示出了通过机器的典型气流。参考图2，将空气吸取到烟灰盘15下方的区域中，如通过箭头19示出的。由于形成的空间16下方的空隙的特性，空气遭受搅动17，并且因此在离开空隙之前倾向于为湍流。空气然后移动跨过烟灰盘15的唇部并且跨过吸烟制品直到抽取系统7。在挡板14与烟灰盘15之间的气流的限制点处存在一些湍流。此会由于朝向抽取口的角度流动分量(参见图1)而导致加剧。
图3是通过根据本发明的实施例的吸烟机器的一部分的剖视图。参考图3，香烟或其它吸烟制品保持在保持器2中，所述保持器可以与常规吸烟机器中的相同。在该香烟的上面是Burgess板3，该Burgess板3位于管道7中的，所述管道7又连接到抽取管道11和抽取风扇12。Burgess板是保持在两个垂直表面之间并且设计为使气流变直的水平穿孔板。位于吸烟制品10下方的是呈一角度形式的烟灰盘15。
图3的烟灰盘15包括多个定向翅片5，所述定向翅片5形成空气控制机构的基础。翅片5是位于烟灰盘15的底部上的薄的突出部或附属物。翅片形成烟灰盘的返回边缘的光滑表面，其轮廓辅助空气从烟灰盘下方到吸烟制品上方的平顺过渡。翅片的尺寸和形状可以针对不同的烟杆间距、气流大小和吸烟机器的不同几何形状而进行优化。
在图3的布置中，弧形导气罩4设置在烟灰盘下方。导气罩4设计为控制越过定向翅片5的空气的流动。导气罩4将进入吸烟机器的下部的空气引导在烟灰盘周围以及各翅片5之间。相比于图2所示的常规布置，导气罩4因此减少气流中的湍流。
图4示出了根据本发明的实施例的具有定向翅片5的烟灰盘15的一部分的立体图。参考图4，烟灰盘包括烟灰盘表面30、烟灰收集通道32、带有弧形唇部40的前边缘34和底部边缘36。在该实施例中，烟灰盘还包括下构件38，所述下构件38在烟灰盘的主体的下方向后延伸，形成为一轮廓，该轮廓是导气罩4的轮廓的连续。下构件38提供对翅片5的支承，并且有助于引导来自烟灰盘下方的气流。在图5中示出了通过图4的烟灰盘的剖视图。
参考图4和图5，定向翅片5从烟灰盘下方突出，从前边缘34延伸，经过烟灰盘的底部36和下构件38。在该示例中，翅片5占据大约90°的空间的扇区。翅片在形式上为楔形，其宽度随着远离烟灰盘而减小。
在图4和图5的布置中，翅片5包括翅片主体50，该翅片主体50具有进入该翅片内的锥形导引件52和从翅片出来的锥形导引件54。锥形导引件52、54有助于确保空气平顺流过该翅片，并且因此有助于减少湍流。实际上，任何毛边或锋利边缘都可以去除，使得翅片的表面和烟灰盘的底侧光滑。
图6是吸烟机器的一部分的前视图，其示出了翅片的位置。参考图6，提供了多个保持器2用于保持吸烟制品10。各翅片5沿着烟灰盘15的前边缘规律地间隔开。定向翅片5位于每个吸烟端口位置之间，其中最后的翅片位于最后的吸烟制品与吸烟机器外壳9的外壁之间。
在图3至图6的布置中，导气罩4和定向翅片5引导来自吸烟区域前部的气流，并且将无过多湍流的空气引导在吸烟制品上方并引入烟气抽取管道7。翅片5沿着吸烟制品的轴线引导气流，因此减少或消除气流的角度分量。因此，气流的方向和强度对抽取管道11的相对位置和强度更不敏感。定向翅片5还有助于消除吸烟机器外壳的边缘影响。
已经发现，翅片5使气流的方向对多管道抽取系统的空气抽取的定位和相对强度更不敏感。此可以允许多管道抽取系统由具有单个抽取源和平衡缓冲板的单开口管道布置来代替。
定向翅片5和导气罩4可以由任何合适的刚性或半刚性材料、诸如成型的耐热塑料制成。
图7是通过图3至图6的吸烟机器的一部分的剖视图，示出了通过机器的典型气流。参考图7，将空气吸取到烟灰盘15下方的区域，如通过箭头22指示的。空气然后由导气罩4绕烟灰盘的底部转向，如通过箭头24指示的。导气罩4提供了用于气流的平顺路径，并且最小化任何湍流。空气然后移动跨过烟灰盘5的唇部并且跨过吸烟制品，如通过箭头26指示的。烟灰盘15的底侧上的定向翅片5帮助空气从烟灰盘下方平顺过渡到吸烟制品上方，因此最小化湍流。此外，定向翅片5最小化朝向抽取口的气流的任何角度分量。因此，提供了跨过吸烟制品的受控的、受引导的且平静的气流。然后如通过箭头28指示的，将空气抽取通过通风口7，并且安全地排到大气或收集起来用于分析。
为了便于通达并且为了维护和清洁的目的，可以下降并移除整个烟灰盘和空气引导机构。
为了进一步限制并且控制气流，在设计中存在限制流动并且降低抽取需求的挡板14。当需要用于吸烟制品入口时，通常移除该挡板。
在所描述的系统中，保留通达吸烟制品的入口，其是对于吸烟机器的任何具体实施来说都需要的特征，因为当其它吸烟制品正在燃烧并且被抽吸时，装载、卸载、照明、终止和烟蒂移除操作可能都需要进行。
上述实施例提供了吸烟机器内的气流管理，其目的是产生跨过吸烟制品的受控的、受引导的且平静的气流。
在所示的示例中，定向翅片配合导气罩来使用，所述导气罩向翅片提供具有较少湍流的空气。然而，可以在不添加导气罩的情况利用定向翅片，其最终在湍流和流动方面有所改善，尽管改善程度较小。同样，导气罩可以在没有定向翅片的情况下用来减少吸烟机器中的湍流。
尽管对其中吸烟制品以成行且并排的方式放置的线性吸烟机器进行了描述，但是定向翅片和/或导气罩可以应用于其它吸烟机器几何形状，诸如但不限于这样系统，即，吸烟制品以环形或圆形的方式部署并且移动到抽吸装置，吸烟制品从环的中心面向外或向内面向环的中心。

Claims (33)

1.一种用于吸烟机器的烟灰盘，所述吸烟机器用于对吸烟制品进行吸烟，所述烟灰盘包括用于将气流引导越过所述吸烟制品的定向翅片。
2.根据权利要求1所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片布置为沿所述吸烟制品的轴线导引空气的流动。
3.根据权利要求1或2所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片至少部分地位于所述烟灰盘下方。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片的形式为在所述烟灰盘下方延伸的凸部。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述烟灰盘具有主体，所述主体限定用于收集烟灰的容器。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述烟灰盘包括在所述烟灰盘的主体的下方并向后延伸的下构件，并且所述定向翅片至少部分地位于所述下构件上。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片的宽度随着远离所述烟灰盘而减小。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片与所述烟灰盘形成光滑表面。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片布置为减少所述气流中的湍流。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片包括翅片主体、进入所述翅片内的锥形导引件和/或从所述翅片出来的锥形导引件。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，定向翅片位于吸烟位置的任一侧。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述烟灰盘布置为引导来自所述烟灰盘下方的气流围绕所述烟灰盘的唇部并且引导到所述吸烟制品。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，进一步包括用于使气流绕所述烟灰盘的底部转向的导气罩。
14.根据权利要求13所述的烟灰盘，其特征在于，所述烟灰盘包括下构件，所述下构件具有一表面，所述表面是所述导气罩的表面的连续。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，所述烟灰盘布置为在多个吸烟制品的情况下起作用。
16.根据权利要求15所述的烟灰盘，其特征在于，所述烟灰盘包括多个用于将气流引导越过所述吸烟制品的定向翅片。
17.根据权利要求16所述的烟灰盘，其特征在于，所述定向翅片沿着所述烟灰盘的前边缘规律地间隔开。
18.一种吸烟机器，包括根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘。
19.根据权利要求18所述的吸烟机器，其特征在于，所述机器进一步包括空气抽取系统和用于保持吸烟制品的保持器。
20.一种用于对多个吸烟制品进行吸烟的吸烟机器，所述机器包括用于保持所述吸烟制品的多个保持器、空气抽取系统和用于将气流引导越过所述吸烟制品的多个定向翅片。
21.根据权利要求20所述的吸烟机器，其特征在于，定向翅片位于每个吸烟位置之间。
22.根据权利要求20或21所述的吸烟机器，其特征在于，定向翅片位于最后的吸烟位置与所述吸烟机器的外壁之间。
23.根据权利要求20至22中的任一项所述的吸烟机器，其特征在于，进一步包括位于所述吸烟制品下方的烟灰盘。
24.根据权利要求23所述的吸烟机器，其特征在于，所述定向翅片形成所述烟灰盘的部分。
25.根据权利要求19至24中的任一项所述的吸烟机器，其特征在于，所述空气抽取系统包括具有单个抽取源的开放管道布置。
26.根据权利要求25所述的吸烟机器，其特征在于，进一步包括布置为平衡在所述吸烟制品上方的空气流动的平衡缓冲板。
27.根据权利要求18至26中的任一项所述的吸烟机器，其特征在于，所述机器包括烟灰盘和用于使气流绕所述烟灰盘的底部转向的导气罩。
28.一种用于对多个吸烟制品进行吸烟的吸烟机器，所述机器包括用于保持所述吸烟制品的多个保持器、空气抽取系统、用于捕获来自所述吸烟制品的烟灰的烟灰盘和用于使气流绕所述烟灰盘的底部转向的导气罩。
29.根据权利要求18至28中的任一项所述的吸烟机器，其特征在于，进一步包括用于吸取空气通过所述吸烟制品的抽吸装置。
30.一种在对吸烟制品进行吸烟时管理吸烟机器中的气流的方法，所述方法包括利用定向翅片沿着所述吸烟制品的轴线引导气流。
31.根据前述权利要求中的任一项所述的烟灰盘，其特征在于，气流从烟灰盘下方被引导，围绕所述烟灰盘的唇部并且被引导到所述吸烟制品。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述定向翅片形成所述烟灰盘的部分。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其特征在于，进一步包括，利用导气罩引导所述烟灰盘下方的气流。
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