CN1216903A - 用于控制侧流烟雾的吸烟者的手持装置 - Google Patents

Abstract

一种在手持香烟烟雾过滤装置中使用的香烟燃烧组件,用于过滤在该组件中燃烧的香烟所散发出来的侧流烟雾,该组件包括:1)一个用于燃烧香烟的封闭的长形燃烧室,该燃烧室的下壁部分至少具有一个能透过空气的部分,以便让空气进入上述燃烧室;2)一个在上述燃烧室一端的香烟夹持器,用于在上述燃烧室内夹持一根香烟,该香烟的燃烧端与燃烧室内壁的表面隔开距离;以及3)一个在上述香烟夹持器这一端的上方的侧流烟雾出口。

Description

用于控制侧流烟雾的吸烟者的手持装置

本发明涉及一种用于控制侧流烟雾和吸烟时散发的吐出的烟雾的吸烟者的手持装置。

吸烟时散发的香烟烟雾通常称为次生香烟烟雾，有些人认为它是有害的。吸烟者考虑到这些人，必须采取步骤，避免在次生烟雾不受欢迎的地方吸烟。此外，在某些辖区已经采取了限制措施，以保证在规定的区域内不产生次生烟雾。这种限制包括指定“无烟”区和使用强大的室内通风装置等，以便最大限度地减少次生烟雾。因此，非常需要一种吸烟者的装置，这种装置能让吸烟者享受到吸烟的乐趣，而不会产生次生烟雾，也不会影响认为次生烟雾有害的人。

在吸烟的过程中次生烟雾会通过很多的途径产生出来。次生烟雾主要包括侧流烟雾，这种侧流烟雾是在两次抽吸中间由燃烧的香烟所产生的。产生侧流烟雾的其他来源还有从吸烟者的嘴里泄漏出来的主流烟雾和喷出来的烟雾。已经对减少或者消除次生烟雾形成的结构设计提出了各种各样的方案。这些现有的建议解决了香烟烟雾的主要来源，即侧流烟雾和吐出的烟雾，以及某种程度的主流烟雾的泄漏物。各种现有技术都尽力设法把次生烟雾捕获在某种容器内，或者在释放到环境中去之前对它进行过滤。这种现有装置的例子有美国专利4,198,992；4,200,114；4,637,407；4,790,332；4,899,766；4,993,435；5,148,845；5,160,518；5,497,791；5,495,859；以及1993年4月27日公开的日本专利申请平3-177280。

其中的一些装置采用了带有过滤装置的风扇或者容器装置，以便在次生烟雾散布到环境中之前捕获次生烟雾。通常，风扇装置是用来捕获次生烟雾的主要成分的，即侧流烟雾。这种风扇装置用于从香烟的燃烧端向着离开香烟顶端的方向抽吸侧流烟雾。在上述美国专利4,637,407；4,899,766；5,048,545和5,497,791中描述了这种装置。虽然这些美国专利所提出来的装置在消除侧流烟雾方面获得了不同程度的成功，但是，其中的4,899,766和5,048,545不是手持的，即，整个装置过于庞大，无法带在身边。其中的4,637,407和5,497,791是手持的，但是由于设计上紧凑的特性，使得它在达到侧流烟雾的过滤方面有很大的局限。5,497,791在这方面的效果很好，但是却在达到侧流烟雾的过滤方面存在着某些设计上的局限，例如，在过滤装置中会积聚热量，以及由于每次对着香烟抽吸时燃烧的烟灰所造成的对侧流烟雾流动的瞬时的阻力。

因此，本发明的一个方面的目的是提供一种手持香烟烟雾过滤装置的燃烧室，用于以非常有效的方式过滤侧流烟雾，同时还具有在吸烟过程中香烟烟雾向着香烟的顶端作正向流动，以及香烟的热量自然上升的优点。本发明的另一方面的目的是提供一种过滤器结构，它能够在侧流烟雾通过过滤器装置之前自动冷却侧流烟雾。按照这种结构的一个方面，可以用一条压力通风道把燃烧室连接在侧流烟雾过滤器上。这种结构的另一个目的是提供一种侧流烟雾的过滤装置，它能够避免把香烟灰积聚在过滤装置内。

按照本发明的一个方面，一种用于过滤香烟在香烟燃烧室中燃烧时散发出来的侧流烟雾，在手持香烟烟雾过滤装置中使用的香烟燃烧组件包括：

1)一个用于燃烧香烟的封闭的长形燃烧室，该燃烧室的一个下壁部分至少有一个能透过空气的部分，以便让空气浸入上述燃烧室；

2)一个在上述燃烧室一端的香烟夹持器，用于把一支香烟夹持在上述燃烧室中，并且香烟的燃烧端与燃烧室的内壁表面隔开距离；

3)一个在上述香烟夹持器上方的端部的侧流烟雾出口。

按照本发明的另一个方面，提供了一种组合体，在该组合体中有一个香烟燃烧组件，一个侧流烟雾过滤装置，和一条连接上述香烟燃烧组件与上述过滤装置的压力通风道，上述组合体还包括：

1)一个具有用于接受一根点着的香烟的开口端的长形燃烧室，该燃烧室的一个下壁部分至少有一个能透过空气的部分，以便让空气进入上述燃烧室；

2)一条与上述燃烧室的开口端连通的压力通风道；

3)一个穿过上述压力通风道，以便把一根点着的香烟支承在上述燃烧室中的香烟夹持器；

4)上述压力通风道有一个与上述燃烧室连通的侧流烟雾的进口，还有一个与上述进口隔开距离的侧流烟雾的出口；

5)上述侧流烟雾过滤装置与上述压力通风道出口连通。

按照本发明的又一个方面，提供了一种用于把一个香烟燃烧室连接在一个侧流烟雾过滤装置上的压力通风道，该压力通风道包括：

1)一个长形的盒子；

2)一个穿过上述盒子的香烟夹持器；

3)一个在上述香烟夹持器上方，并且在上述盒子的一道内壁中的侧流烟雾进口；

4)一个与上述进口隔开距离并且在上述内壁中的侧流烟雾出口；

5)用于把上述燃烧室连接在上述内壁上，以便用燃烧室的内部密封上述进口的装置；

6)用于把过滤装置连接在上述内壁上，并用上述过滤装置密封上述出口的装置；以及

7)把上述压力通风道连接在一个手持香烟烟雾过滤组件上的装置。

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。附图中：

图1是一个吸烟装置在端盖去掉后的顶视图；

图2是图1中的吸烟装置的侧视图；

图3是图1中的吸烟装置的端视图；

图4是上述装置的底视图；

图5是上述装置的后视图；

图6是压力通风道的后视图；

图7是压力通风道的顶视图；

图8是沿图7中的A-A线的断面图；

图9是沿图7中的B-B线的断面图；

图10是沿图1中的AA线的断面图；

图11是沿图1中的BB线的断面图；

图12是沿图1中的EE线的断面图；

图13是沿图1中的CC线的断面图；

图14是沿图1中的DD线的断面图；

图15是上述侧流燃烧室的过滤装置的顶视图；

图16是上述燃烧室的过滤装置的压力通风道的后视图；

图17是图10中的压力通风道内部的前视图；

图18是上述燃烧室过滤装置的过滤器在前部的侧视图；

图19是沿图17中的AA线的断面图；

图20是沿图15中的BB线的断面图；

图21是沿图15中的CC线的断面图；

图22是燃烧室衬垫的侧视图；

图23是燃烧室衬垫的底视图；

图24是燃烧室衬垫的端视图；

图25是沿图24中的AA线的断面图；

图26是沿图22中的BB线的断面图；

图27表示一个具有端盖的燃烧室的衬垫的可替换的实施例；

图28表示装配在上述衬垫上的端盖；

图29是燃烧管子的盖的端视图；

图30是燃烧室、压力通风道和侧流烟雾过滤器的组合体的另一个实施例的部分剖开的顶视图；

图31是沿图30中的AA线的断面图；

图32是通过上述燃烧室衬垫、压力通风道和带有香烟夹持器的一个实施例的侧流烟雾过滤器的断面图；以及

图33是通过上述压力通风道的断面图，表示连接过滤器与压力通风道的一个可替换的实施例。

为了便于讨论本发明的各种实施例，下面确定了一些定义：

吐出的烟雾是指吸烟者在吸烟时喷出来的香烟烟雾。

气体成分是指香烟烟雾中除固体粒子成分以外的成分。

低压降是指材料足够疏松，能让气流通过，在通过这种材料时的压力降非常小，以使风扇的尺寸，所需要的动力，排气的压力都在吸烟者的手持的附件的性能范围内。为了使设计最优化，压降最好小于10mm水柱左右。

显微纤维是指平均直径在10微米左右或更小的纤维。

最小气流阻力是指过滤器的材料之类对于通过它的空气只造成很小的压力降。

非渗透的是指材料不让某种指定的成分通过该材料。例如，如果材料对于烟雾粒子是非渗透的，那么烟雾粒子就被阻挡住不能通过该材料，然而，例如空气，却能继续流过这种材料。

粒子成分是指香烟烟雾中可见的和不可见的以粒子形式存在的成分，通常其尺寸小于1微米，正常情况下其尺寸在0.1到0.6微米左右的范围内。

可渗透的是指这种材料有足够的能让空气流过的敞开的孔、通道之类。

侧流烟雾是指从一支点着的香烟上升起来的香烟的烟雾。

基本上全部是指的从香烟的烟雾中所除掉的粒子成分或气体成分，因此，基本上不留下在嗅觉上类似香烟烟雾的可见的粒子成分或气体成分。

适当的形成显微纤维的成分包括任何能够形成显微纤维的材料，并且当接触到香烟的烟雾时，仍保持它的结构和功能特性。

管子或管状的是指一种空心的长形物品，它具有任何所要求的横断面形状的侧壁，例如圆形、矩形、方形、三角形、椭圆形、多边形(五边或者更多的边)等等。

按照本发明的香烟烟雾过滤装置的大小必须是能够手持的，以便于吸烟者使用这种装置。这种装置必须是便携式的，这样吸烟者才能随时随地拿在手中，能在其他人认为次生香烟烟雾是有害的场合吸烟。在制造手持大小的香烟烟雾过滤装置时，最主要的设计要求应该放在处理要过滤的大量次生烟雾，和该组件内部的温度上，以便为吸烟者在抽吸香烟时提供正常的感觉，以及在吸进烟雾和吐出烟雾时的正常的体验和香味。本发明的烟雾过滤装置就具有这种特征，同时还能够装入各种长度的被吸的香烟，包括普遍受到欢迎的100mm的香烟。这种装置还有效地处理了从燃烧的香烟散发出来的侧流烟雾，使得烟雾冷却，并且还延长了过滤器的寿命，避免了正在燃烧的香烟上的烟灰对过滤器的妨碍。这种装置上还可以装入点燃香烟的打火器，而不会增大这种手持香烟烟雾过滤装置的整体尺寸。可以用一个“按下并保持”按钮来使一个元件燃烧，从而点燃香烟。这种内装的打火器可以安装在可调整的托架上，以便能用于不同长度的香烟。按照本发明的一个令人欣赏的方面，上述手持装置的底脚大约只有在加拿大销售的25支香烟的包装盒的大小。因此，这种装置很容易就能装在口袋里或小包里，而不会给吸烟者造成任何显著的不方便。

图1中所示的香烟烟雾过滤装置是用来过滤燃烧着的香烟所散发的侧流烟雾，和吸烟者所吐出来的烟雾的。这种装置10有一个主体部分12，在它的区段14中设有一个香烟燃烧组件，该组件包括一个燃烧室和一个过滤装置，以便去除侧流烟雾，而在区段16中有去除吐出来的烟雾的过滤器。当一根香烟插入装置10时，香烟的带过滤嘴的这一端伸出在装置10外面，使得吸烟者能够抽这根香烟。在该装置上还设有一个管口20，它能够旋转180°，以便吸烟者能够很容易地把嘴对准管口20，把气吐到该装置中，以便对吐出的烟雾进行过滤。还设置了一条压力通风道22，在本实施例中它的作用是关闭燃烧室的敞开端，而把侧流烟雾从燃烧室输送到侧流烟雾过滤器中，在说明下面的附图时，就会逐渐弄清楚这个问题。在压力通风道中设置了一个适当的香烟夹持器24，用于把香烟定位和支承在燃烧室内。压力通风道22和香烟夹持器24可以从该装置上卸下来，以便于更换燃烧室中的衬垫和侧流烟雾过滤器。同样，呼气过滤器的夹持器26也可以从装置上和管口20一起拆卸下来，以便更换呼气过滤器。为从燃烧室中抽吸侧流烟雾用的风扇供应电力的电池装在该装置的里面，并且在该装置上设置了一个盖子28，这个盖子也可以拆卸下来，以便更换电池。在主体部分12上，在燃烧室的上方设置了适当的通风口30，以便能让外部的空气在上升时通过燃烧室中的衬垫，进行额外的冷却。上述风扇通过一个排气格栅32把经过过滤的空气排出去。在主体部分12中还设置了一个排气格栅34，经过过滤的排出的空气流过该格栅。当把管口20向内转动时，一个端盖36就可以盖在用标号38表示的该装置的端部上，用摩擦配合盖在肩部40上，盖住压力通风道22和管口20。当端盖36盖好时，就呈现出流畅而雅致的外观。

如图2和图3所示，主体部分呈台阶状，有一个较厚的区段14和一个较薄的区段16。较厚的区段14中容纳燃烧室和侧流烟雾过滤器，而较薄的区段16则容纳排气过滤器。图3中较详细地表示了香烟夹持器24。该香烟夹持器包括一个圆环42，上面带有隔开距离向内的凸起44。这些向内的凸起44形成了一个由点所组成的圆圈，其直径稍小于香烟的直径。这些凸起44方便了香烟插入香烟夹持器内，只要稍微在它的圆周的各点上对香烟施加压力，就能让香烟插入夹持器24内，同时，使得香烟定位在燃烧室中。通常，香烟夹持器在凸起44之间有空隙46，该空隙沿纵向在香烟的轴线48的方向上延伸。这样就能借助于风扇的动力把空气抽进压力通风道22内，从而对位于夹持器24中的香烟的过滤嘴18起到冷却的效果。也如图2所示，上述管口20具有带有开口52的倾斜的区段50，为吸烟者把他们的嘴搁在管口20上把气吐入装置10中提供必要的舒适程度。

图4表示在装置10下面的空气进口的通风装置54，用于从装置10的下面把空气供入燃烧室区段的底部。通风装置54由许多沿装置10的纵向延伸的窄缝56组成。这些窄缝的形状可以与形成用于排气过滤器的通风装置34的窄槽58相同。该装置的整体形状示于图4，其中的端盖36正好已经盖上。开关60装在该装置10的下面，很容易接触到。在该装置的底部还有一个安装电池充电插头的开口62。

图5中的底视图表示具有横跨底部的单个窄缝64的格栅32，经过过滤的侧流烟雾用一台位于风扇室内在格栅32后面的风扇排出来。

图10中的断面表示上述燃烧室的侧视图，该燃烧室的横断面稍呈长圆形，即，它的宽度要比它的高度窄得多，这一点在说明后面的附图时将会明了。燃烧组件具有主体部分12的外壳64，在其中设有上部格栅30的横向延伸的窄缝66。该外壳还有沿主体部分12的底部设置的窄缝56。空气沿着箭头57的方向通过窄缝56由风扇吸入。

装置10的底端68如本图和图2中所示，呈弧形。呈弧形的目的是保证吸烟者在把装置10放在桌子上时，不能用它的端部立在上面。通常，这种装置应该以它的底部靠在支承面上。这样就能保证该装置不会倾倒，而倾倒会使装置中的部件损坏或破裂，同时，还能保证当有一根点燃的香烟留在装置内而无人注意时，该装置保持着较好的方位。这种方位能使燃烧室中积聚的热量减到最少，这一点在说明图15-21时将要详细叙述。

具有外壳64的燃烧组件区段14还有一个位于外壳内部的内壳65。该内壳65形成了燃烧室。通常，压力通风道22固定在内壳65的敞开端，能够卸下来。在说明图12时将会明白，内壳65在它的下壁或底部有窄缝，一边让通过窄缝56的空气进入燃烧室。按照图30和31所描述的实施例，燃烧室的壳体65也可以永久性地固定在压力通风道22上。

按照本发明的一个优选实施例，在燃烧室65的内部设有衬垫70。衬垫70有一道用合适的耐热材料制成的壁72，这一道壁能够透过空气流，但不能透过香烟灰。燃烧室65也可以有选择地包括一个用于内壳65的另一个敞开端的端盖74。在图27中将要说明，如果燃烧室65安装在装置的外壳64或压力通风道22上，那么燃烧室也可以是永久地封闭的。燃烧室的衬垫70既可以用摩擦配合安装在压力通风道22的一个适当的领圈上，也可以对压力通风道22密封，此时的衬垫有一个敞开的远端71。本发明的这些特点将在图22-29中更详细地描述。

香烟夹持器24可以用压配合安装在压力通风道22中，此时的压力通风道22是一个盒形的构件，将在图6和7中更详细地描述。应该理解，如果燃烧室65具有自己的端壁，那么香烟夹持器就可以穿过去安装在燃烧室端壁的孔内。香烟夹持器24有一个带有向内凸出的凸脊42的主体部分74，以便轻轻地把香烟76挤住在它的周围，从而把香烟以使它水平延伸的方式支承在燃烧室的空间78内。香烟夹持器24还有一个双金属环80，它在香烟夹持器24的外部有一块横向延伸的盖片82。当燃烧的香烟灰到达这个双金属环80时，盖片82便向下运动，向吸烟者指出香烟的端头。

压力通风道82有一个开口86，当侧流烟雾从燃烧着的烟灰84向侧流烟雾过滤器(在图11中以标号88表示)流动时，就要通过这个开口86。侧流烟雾过滤器通常是一个管状的过滤器92，有一个封闭的端部90。过滤器92有一个环形部分93，它的作用是基本上消除所有流过压力通风道94和通过侧流烟雾过滤器88的进口96的侧流烟雾。按照本发明的一个优选实施例，过滤器92的结构可以和申请人在美国专利5,495,859中所描述的一样。环形过滤器构件92有一层或多层用显微纤维材料98制成的内层，用于去除侧流烟雾中包括固体颗粒和悬浮微粒在内的颗粒成分。形成这种显微纤维的方法已经在申请人的加拿大专利1,057,924中描述过了。用这种纤维形成适当的一层的方法公开在加拿大专利1,278,659和1,311,889中。环形过滤器构件92的外层包括一层或多层活性碳100，用以吸收烟雾中没有被内过滤层98所捕获的气体成分。上述外层100也可以用其他的材料，诸如沸石等制成，如美国专利3,327,718中所述，或者，还加上触媒剂，用以进一步处理气体成分。这种活性碳可以利用多孔的网之类把它做成一层。最佳的外层过滤构件是用一层或者多层薄膜或活性碳纤维制成的，这种纤维有很多来源，例如，日本名古屋的二村化学工业公司就供应这种纤维。已经查明，这种显微纤维与活性碳纤维的最佳组合能制成效果非常好的过滤构件，几乎能除掉香烟76燃烧成香烟灰84时所产生的全部侧流烟雾。还可以在多层活性碳纤维材料之间加入多层粉末状或其他形状的其他类型的烟雾处理剂。此外，根据活性碳纤维材料的吸收特性，还可以在活性碳纤维材料中加入各种处理剂，在排入大气之前再处理一下烟雾。这种处理剂包括柠檬酸、清醒剂等等，其处理的效果与使用活性碳、沸石、触媒剂和细小的纤维的烟雾过滤器的效果是不同的。

侧流烟雾过滤器88设置在主体部分12的壳体64内。过滤构件的外围可以固定或连接在压力通风道22上，或者是能以图15-21所描述的方式拆卸下来的。压力通风道22可以用压合的方式装配在分叉的叉子102上，而叉子102是装置10的顶端的一部分。关于压力通风道是如何以可拆卸的方式安装在烟雾过滤装置顶端上的，将在图13和15中对叉子102进行详细描述。在装置10的排气端安装了一台用电池供电的风扇104。这台风扇使空气通过窄缝56沿着箭头57的方向，再通过在燃烧室壳体65中的窄缝和多孔的衬垫壁72吸进来，向燃烧的烟灰84供应必要的空气，使它进行燃烧，同时也通过开口86从燃烧室中除掉所产生的侧流烟雾。然后，风扇104通过压力通风道24，再通过进口96把侧流烟雾吸进过滤器88。风扇104有一台电动机106，该电动机用适当的支承臂108支承在该装置内。风扇电动机106驱动叶片110以足够的速度旋转，使它有足够的吸力把所有的侧流烟雾从燃烧室78通过过滤器构件吸进来，并且把经过过滤的空气通过格栅32排出去。由于过滤器88的效率很高，所以基本上所有的侧流烟雾都从气流中除掉了，结果，通过格栅32排出去的空气就不含有任何香烟烟雾所特有的气味。在吸烟的过程中在燃烧室65内会产生热量。因此，燃烧室组件的外壳64最好与燃烧室壳体65隔开距离，以保证外壳的温度对于吸烟者来说不是太热。应该理解，进入窄缝56中的空气将流过燃烧室壳体65，并通过上部的窄缝66流出去。借助于增大燃烧室组件的外壳64与燃烧室壳体65之间的距离，就会有足够的气流流进来，使得外壳64保持可以接受的舒适的温度。

本发明把燃烧室、压力通风道和侧流烟雾过滤装置综合在一起，具有若干特别显著的意想不到的优点。而香烟则仍与在正常状态下抽吸时一样，具有所希望的风味、香味和温度。借助于对包围香烟的空气流的引导，所有渗透过香烟纸的气流都集中起来成为一股通过压力通风道的开口86的侧流烟雾的气流。当香烟烟雾的气流通过压力通风道时，在它进入侧流烟雾过滤器88之前就冷却下来了，从而大大增加了侧流烟雾过滤器的效率。当烟灰从香烟的燃烧端84掉落下来时，它就留在燃烧室内的衬垫72上。虽然衬垫72对于气流来说具有很好的渗透性，但是它的能透过的孔非常小，香烟灰是透不过去的。由于阻碍了烟灰进入过滤构件88，所以过滤的效率大大地提高了，延长了它的寿命，减少了吸了许多根香烟之后更换过滤器构件的次数。

被认为对于烟雾的冷却起作用的另一个方面是能让空气进入香烟夹持器24中的开口46内，并且沿着香烟的顶端18向内通过双金属环80流动，然后立刻向上，流过压力通风道的开口86。风扇104的抽力和开口46的尺寸保证了气流沿着香烟向着双金属环80流动，从而防止了任何香烟的烟雾通过夹持器24绕着香烟顶端逸出来。

对于紧凑的手持香烟烟雾过滤装置来说，设置一条压力通风道，它使得能够安装香烟夹持器，并且能把香烟烟雾输送到侧流烟雾过滤器去，是最有利的措施。图6和7中所示的压力通风道22是带有内部腔室94的盒形构件。该盒形构件有一道前壁112，一道内壁114和一圈周围壁116。在外壁112上有开口118。在腔室94中设置了一圈整体的领圈120，该领圈从外壁延伸到内壁114。然后，安装香烟夹持器，让它穿过开口118，并用压配合装在领圈120上，固定住香烟夹持器。在内壁114上有两个孔122，这两个孔紧配合在设在装置10的主体部分前端的叉形的叉子102上。这样就使得界面114紧靠在主体的前端，保证香烟烟雾不会从压力通风道22的界面114与主体12的前面之间逸出去。

在压力通风道22的界面114上有有一个孔124，它能让流过开口86和压力通风道的腔室94的烟雾流入过滤器构件的进口96。开口86最好设有一块筛子或者其他适当的网126，以防止万一装置10翻转过来时烟灰落入压力通风道22内。但是，应该理解，即使有一些烟灰落入腔室94内，也不是什么大问题，所以，如果觉得这样做好，也可以让开口86敞开着。内壁114有一个长圆形的肩部128，该肩部紧密地装配在燃烧室衬垫70的外端上。因此，内壁114还有一个靠近开口124的肩部130，该肩部是圆形的，而过滤器构件88的外部就紧密地装入该肩部中。这种配合将在说明图15-29中的各种燃烧室和过滤装置时更详细地进行描述。

图12的断面表示燃烧室壳体65与内衬垫70和过滤构件88在压力通风道22上的配合。燃烧室壳体65的位置在壳体64内部形成的腔室132内，用一块内隔板134隔开。燃烧室壳体65的底部上的窄缝198在把内部衬垫70切掉一部分之后显示了出来。过滤构件88位于空腔136内，该空腔在隔板134与隔板138之间形成。压力通风道22在安装到位后用叉形的叉子102固定。风扇腔室144在它的壁142上有一个风扇进口的开口140。电池装在腔室146内，更换电池时要把端盖28拆下来。当使用重新充电的电池时，可将充电的插头148穿过孔62，插入充电电路150中，该电路由电气控制板152来控制。如图13所示，腔室146在隔板138和154之间形成。在隔板154旁边的是排出烟雾的过滤构件和它的通风道54。

如图13所示，在腔室146内装了夹持在电池套158中的电池156。在电池腔室146的下方是底壁160，该底壁支承着电路板152和开关60。充电电路150与电路板152上的适当的电线连接，该电路板152可以控制电池152的充电，或者电池的充电也可以通过一个外部元件来控制，该元件通过适当的电线162连接在充电插头148上。端盖28上有一个负极端子164，该端子通过一个联结端子166与电路板152连接。电池的正极与上述负极端子168连接，而负极端子又与电路板152连接，于是，风扇104的电源就通过通过开关60的开或关来控制。电路板152还有一条控制电路，用于使风扇104保持恒定的速度。风扇的速度可以根据装置温度的变化而改变，例如，无论装置是在室内用还是在室外用，吸烟过程所产生的热量都会使装置升温。由于风扇的速度决定了空气通过该装置的流速，因此，最好使风扇保持恒定的速度以保证该装置始终处在最佳的状态，能将侧流烟雾从燃烧室中完全清除掉，并且保证侧流烟雾都完全通过侧流烟雾过滤器88。

如图14所示，管口20借助于连接器26内的附件与一个呼气过滤器构件170连接。该过滤器构件170的作用与申请人的美国专利5,495,859中的相同。呼气过滤器构件170包括用于除掉基本上所有呼气中的烟雾的适当的过滤器介质，因此，当气体通过格栅54排出时，几乎闻不到任何香烟烟雾的味道。呼气过滤器构件170装在腔室172内，该腔室由壳体64和内隔板154所形成。

下面，参照图15-29描述燃烧室壳体和衬垫，侧流烟雾过滤器和压力通风道的结构和它们之间的关系。燃烧室衬垫70可以用各种不同的方式装在压力通风道22上，或者是用能很容易地把燃烧室衬垫从压力通风道上拆下来的方式，或者是用永久地安装在压力通风道内壁114上的方式。在图15所示的实施例中，燃烧室衬垫的壁74紧密地压合在外肩部128内。当需要永久地把衬垫固定在压力通风道中时，可以把衬垫壁在敞开端的周边174粘结或用其他方式固定在肩部128上。如图16所示，燃烧室衬垫70沿着它的下面有一条纵向延伸的肋条176，这根肋条靠在燃烧室壳体65的内部，把燃烧管的衬垫支承在燃烧室底部的上方。这样，就保证了燃烧室衬垫的下面178向上与窄缝198隔开距离，以便能让空气易于浸入燃烧室衬垫下方的空间内。下面，结合图20更详细地描述用来除掉侧流烟雾的空气的流动。燃烧室壳体的长圆形的横断面有利于在香烟的上方提供较大的空间。因此，香烟夹持器24的位置就设在压力通风道22的下部，以便把香烟的位置定在燃烧室的下部。在图18所示的特定的实施例中，横断面形状与壳体65的相同的燃烧室衬垫，其高度可以侧流烟雾过滤器的直径一样。

按照本发明，由于把燃烧室和对侧流烟雾进行过滤的过滤器室分开，燃烧室的长度可以大大增加，使得很容易装上不同尺寸的香烟，包括长度达100mm的香烟。最好，燃烧室壳体的端部74是封闭的，这样就能防止烟灰掉到衬垫外面，落入壳体65的内部，从而可能会通过窄缝56掉到装置的外面来。如果衬垫端部74是永久密封的，那么燃烧室衬垫70通常是能从压力通风道22的肩部128上拆卸下来，以便能不时地倒掉燃烧室衬垫里面的烟灰。一般吸一包香烟，燃烧室衬垫中的烟灰要倒2-3次。通常，过滤器58用适当的过滤材料制成，它的寿命可达到一包到两包香烟，在此之后就需要更换。

如图19所示，燃烧室衬垫70和过滤器88的肩部安装在上面的肩部是对准而且齐平的，以便如图10和11所示，紧紧地靠住前面180，并从而密封住由肩部128和130靠住该装置的前面180而形成的压力通风道的内表面。上述岔开的叉子102保证了压力通风道仍然靠住该装置的前面，这样所有从燃烧的香烟产生的需要过滤的侧流烟雾就能从燃烧室流入侧流烟雾过滤器。

如图10、11和12所示，风扇104工作时的速度要能通过窄缝56和198把足够的空气沿着箭头57的方向抽吸进来，以便能为燃烧的香烟76提供足够的气流，把所有的侧流烟雾通过开口86带进压力通风道22内。如图20所示，燃烧室衬垫70对于空气的透过性能是很好的，能让空气很容易地沿箭头182的方向穿过衬垫。空气很容易地向上穿过衬垫的整个下部区域178，保证了为香烟燃烧着的烟灰提供足够的燃烧用的空气，并且从香烟中把沿箭头184方向上升的侧流烟雾都带走。当燃烧着的香烟缓慢地燃烧时，沿箭头182方向透过衬垫的空气便沿箭头188的方向流过香烟，特别是在燃烧的烟灰84的范围内，把侧流烟雾带走。侧流烟雾是沿着香烟向箭头188的方向被带走的，这个方向与吸烟者在香烟的端头18上抽吸时主烟雾的流动方向相同。当烟雾接近压力通风道22时，它便积聚在一起，并且沿着箭头190的方向流动，通过开口86流入压力通风道腔室94内。与此同时，通过开口46进入香烟夹持器周围的空气流过双金属圈88，再向上沿着箭头192的方向通过开口86。燃烧室的长圆形形状在燃烧的烟灰84的上方提供了足够的空间，能让热量和烟雾一起上升，并且被带进朝向压力通风道22的正常的吸烟方向，188。由于只在燃烧室壳体65的底部设置了窄缝198，所以全部侧流烟雾都沿着衬垫70流向压力通风道22。一般认为，向正常的吸烟方向188带走侧流烟雾和热量更加类似于在正常的吸烟过程中蒸汽之类要通过香烟76的香烟纸上升的情形。上述蒸汽都立刻沿着箭头186和190的方向进入压力通风道腔室194而被排除干净。这样就避免了在燃烧的烟灰84的范围内进行抽吸动作时必须把通过香烟纸升上来的蒸汽抽掉。当吸烟者在香烟上抽吸时，燃烧的烟灰84的温度迅速上升散发大量的热量。把通过香烟纸升起来的蒸汽抽掉，并使它通过燃烧的烟灰区域需要相当高的风扇转速，并且当蒸汽通过燃烧着的烟灰84时会把这些蒸汽加热。而把空气向上抽，通过在燃烧的烟灰上方的燃烧室衬垫，然后沿着香烟向正常的吸烟方向188抽吸，就能够为香烟的燃烧形成更加自然的环境，使得香烟的香味、滋味和燃烧性能都处在最优化的状态。

当空气和侧流烟雾一起流入压力通风道腔室94，并且继续流向侧流烟雾过滤器88的进口96时，上述压力通风道的腔室94就在烟雾进入侧流烟雾过滤器之前起了冷却烟雾的作用。此外，由于在燃烧室内的香烟上方有相当大的空间，并且沿着燃烧室衬垫的整个底部，空气的流量很大，所以侧流烟雾自然比较冷。在压力通风道22中的额外的冷却为侧流烟雾过滤器88提供了最佳效率，因为在通过装置的通风道32排气之前过滤器冷却了侧流烟雾。由于燃烧室的横断面形状是长圆形的，所以被吸入的烟雾的温度和在完全敞开的环境中吸烟时所吸入的烟雾的正常温度一样。

从以上对燃烧室衬垫的说明中可以理了解，衬垫的作用是使得在整支香烟上产生空气的气流，同时，使烟灰保持在燃烧的香烟上。上述燃烧室壳体不一定要有衬垫，而是应该有一张网屏盖住窄缝198，以防止烟灰掉到燃烧室外面去，这样就可以不要衬垫了。无论是为窄缝56还是为衬垫70设置网屏，都需要一定程度的压力降来扩散，或者在某种程度上限制流入燃烧室的空气流量。这种压力降也使热空气向外的流量减少到最少，特别是当吸烟者抽吸香烟时。当抽吸香烟时，燃烧着的烟灰的温度可以达到200-300℃。这种温度的突然升高可能会造成侧流烟雾瞬时的向外流动。但是，由于有了燃烧室衬垫70，造成了足够大的压力降，就能够防止侧流烟雾向外流出燃烧室。同时，应该理解，电路板152上可以增加一个风扇速度控制器，当它检测到抽吸香烟时，能使风扇的瞬时速度提高，超越正常的速度。这种附加的控制器能够避免每一次抽吸后侧流烟雾的逸出。

图22、23和24中所示的燃烧室壳体65具有长圆形的断面，如图24所示，壳体在其底部有一条向内凸出的肋条194。此外，在壳体的下部区域196中形成了许多沿纵向延伸的窄缝198。这些窄缝能让气流向上流入燃烧室的空间78中，把侧流烟雾带走。壳体65有壁部200，该壁部可以用耐火塑料或者其他合适的材料制成，例如陶瓷，陶瓷可以以纤维的形式制成纸状材料。通常，衬垫70设置在壳体65内。这种衬垫是一层炭素纸的构件，具有足够的穿透性，能让气流以最小的压力降通过这层衬垫材料，然而却同时留住烟灰。炭素纸的配方使得它在香烟普通的抽烟温度下不会烧焦或燃烧。

燃烧室壳体65如果是永久性地固定在压力通风道上，它要有一个能拆卸的端盖202，该端盖用摩擦配合安装在燃烧室的内部204中。如图29所示，端盖202有一个肩部206，该肩部的厚度与燃烧室衬垫的材料200相符。端盖202在它的底部有一个容纳肋条194的缺口，能以图29所示的方式紧密地配合在燃烧室壳体65中，暂时封闭燃烧室壳体的端部。这样就能把压力通风道从过滤装置的前面卸下来，很容易地从装置10中拆走。当要倒掉燃烧室78中的烟灰时，把端盖202拆掉，然后从衬垫的敞开端倒掉烟灰，再装上端盖，就可以把整个燃烧室、压力通风道和过滤器重新插入装置10中。在装置的前面的外壳64上有能接受燃烧室壳体65和侧流烟雾过滤器的开口，以便于燃烧室和过滤装置的装入和拆卸，以及把压力通风道用压配合装在岔开的叉子102上。

图30表示燃烧室的另一个实施例。燃烧室壳体210用做成薄片状的陶瓷纤维材料制成，并且类似于带纹理的纸。该燃烧室壳体的形状与图10中的燃烧室壳体65的相同。燃烧室壳体210的端部212或者固定在压力通风道22上，或者以与燃烧室壳体65同样的方式可松开地装在压力通风道22的表面上。如图31所示，燃烧室壳体210有一块只盖住底部216的衬垫214。衬垫214可以用炭素纤维材料或其他适当的材料制成，以便能让向上流过燃烧室壳体中的窄缝218的空气扩散，并同时把烟灰留在燃烧室220内。应该理解，衬垫214只要盖住窄缝218并且以某种方式固定在燃烧室壳体的内部，就可以保证烟灰不会从窄缝218掉出去。还应该理解，燃烧室壳体用的陶瓷纤维材料可以在它的下部216处具有更大的空隙，来代替窄缝218。在这种结构中，衬垫214就不需要了，因为陶瓷显微燃烧室底部的增大了的空隙足以形成所要求的空气通道，同时又不会让烟灰掉出去。在另一种燃烧室的实施例中，这种陶瓷燃烧室有一块盖片部分224把衬垫214与窄缝218隔开，以保证空气既能向下流过衬垫24，又能够通过它向上扩散，为燃烧着的香烟供应必需的空气。

图32表示香烟夹持器的另一个实施例。这种香烟夹持器226有两个同轴线的圆环228和230。在压力通风道中设有孔232，孔232上有与图3中所示的相同的向内凸出的肋条234。肋条234把外环228夹持在压力通风道内，并且在相邻的一对肋条234之间形成一个空隙236，以便能让空气沿着香烟夹持器226与侧流空气混合后流入压力通风道22。香烟夹持器226还有一个用纤维材料，最好是炭素纤维材料制成的内环230。这种炭素显微材料能很好地吸收从香烟中散发出来，而且可能沉积在夹持器226上的雾化的或冷凝的水汽。这种材料优于图10中的金属环80，因为金属环有使香烟的成分沉积在环上的倾向，因而在香烟从装置中抽出来时会污染香烟。而且，如果香烟燃烧到这个环上时，沉积的成分可能转化，影响香烟最后一口的风味。而圆环230中的炭素纤维材料就能避免这个问题。

外环228可用适当的材料，例如陶瓷、防火纸张等等制成。最好的外环228的材料是陶瓷纤维的纸张。外环228有足够的柔性，在肋条234轻微的挤压下能让环226在压力通风道的孔232内移位。外环228是耐火的，以防止香烟燃烧的余烬接近环226时把它点着。此外，环226的尺寸可以做成当燃烧的余烬接近这个环时把香烟熄灭，以保证香烟不会烧到环26的外部去。

香烟夹持器236的另一个实施例中的内环230用活性碳材料制成，这个环包括一个外环形体部分242，该环形体部分上有一个孔238，它以前导部分240容纳香烟。孔238内有肋条，当香烟插入内环230时，肋条便能轻轻地压住香烟。活性碳材料的柔性使得它能适应香烟的各种不同的直径。

把内壁244连接在侧流烟雾过滤器88上的装置示于图33。这种连接装置有一个带有螺纹248的环形的肩部246。侧流烟雾过滤器88有一个带有螺纹肩部252的端盖250，螺纹252与螺纹248啮合，把侧流烟雾过滤器88连接在压力通风道22上。当需要更换侧流烟雾过滤器时，只要很简单地把螺纹拧开，再拧上一个新的过滤器就可以了。带有螺纹的主体部分250可以留在组件上，而换上的新的过滤器用摩擦配合装在环圈254上。

应该理解，压力通风道22也可以用适当的能进行生物降解的材料制成。这种材料可以是塑料或者是其他纤维构件，例如陶瓷纤维的纸。当燃烧室壳体、压力通风道和烟雾过滤器做成一个整体组件，以便当过滤器的使用寿命完了而扔掉时，这种用生物降解的材料制成的产品就不会污染环境。当压力通风道用陶瓷类的纸张制成时，纸的表面可以进行抛光，以增强压力通风道在装置上的整体美观程度。

根据以上所述的燃烧室的各种实施例来看，可以这样理解，即，简单的燃烧室可以是只带有窄缝的壳体构件，配备适当的通风装置，其所起的作用如图10和30中的实施例相同。或者，该装置的外壳体64可以设计成能完成燃烧室壳体的作用。或者，在优选的实施例中有一个带有内燃烧室壳体和一层衬垫的外壳，这样它就具有了本发明的全部优点了。此时，燃烧室壳体最好用陶瓷纸张制成，并且里面衬一层只盖住燃烧室内的窄缝的活性碳纤维带。

具有燃烧室、压力通风道和侧流烟雾过滤器都互相连通的装置10，在达到所希望的把所有的侧流烟雾都去除掉的目的方面具有许多优点。燃烧室的长圆形的断面能让香烟的热量自然上升，而且由于能引导聚集了侧流烟雾之后的空气向着与主流烟雾同一个方向流动，从而使得香烟能以自然的方式燃烧。为了去除侧流烟雾，需要使空气的速度和流量都小一些，特别是当吸烟者在抽吸香烟时要避免由于燃烧的焰心所造成的瞬时的倒流。此外，衬垫或燃烧室本身设计成能形成很小的压力降，以阻止在每一次抽吸终了时过多的烟雾流倒流出燃烧室。燃烧室和/或燃烧室衬垫底部的开口能让空气很容易地流入燃烧室，以便香烟进行自由燃烧和去除侧流烟雾。优选的衬垫一般是活性碳，用于使燃烧室保持清洁，并且同时为侧流烟雾中的香烟的烟雾成分提供最初的吸附作用。在把衬垫安装在压力通风道方面有许多可供选择的方式，此时，衬垫在长度上延伸得长一些，以容纳较长的香烟，而且还能把香烟的打火器装在燃烧室内。烟灰都留在衬垫上，而衬垫能借助于把压力通风道拉出装置的前端很容易地拆卸下来。与过滤器分离而用压力通风道连接起来的燃烧室衬垫，为烟雾过滤装置提供了许多可供选择的方案，其中包括非常有利的在压力通风道中对侧流烟雾的冷却作用。使侧流烟雾的温度在进入过滤器之前降下来，大大提高了侧流烟雾过滤器的效率。

还应该理解，对于这种装置的电子器件还可以进行程序设计或进行改进，使之具有另外的特点。电路板152可以做成能跟踪并显示电池在充电时的状态。此外，每当这种组件开动或关闭时，可以对电池的电能进行5秒钟的显示。电池的充电可以使用一种由适当的保护电路支持的负斜率接近法。此外，如果电池的温升超过允许的限度，此装置便能中止电池的充电。为了延长电池的寿命，电路板152可以设计成只在电池的容量少于50％时才容许电池进行充电。只有在特殊的情况下，使用者按下一个特定的按纽，才能越过这个限度。上面已经讨论过关于风扇的速度问题，电路板152可以设计成用数字电路来驱动风扇，并且能精确地控制风扇的速度。

虽然以上详细地描述的本发明的优选实施例，但应该理解，本技术领域的技术人员能在不脱离本发明的构思的前提下，对本发明作出各种变化。

Claims (14)

1．一种用于过滤香烟在香烟燃烧室中燃烧时散发出来的侧流烟雾，在手持香烟烟雾过滤装置中使用的香烟燃烧组件，它包括：

1)一个用于燃烧香烟的封闭的长形燃烧室，该燃烧室的一个下壁部分至少有一个能透过空气的部分，以便让空气浸入上述燃烧室；

2)一个在上述燃烧室一端的香烟夹持器，用于把一支香烟夹持在上述燃烧室中，并且香烟的燃烧端与燃烧室的内壁表面隔开距离；

3)一个在上述香烟夹持器上方的端部的侧流烟雾出口。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述香烟夹持器把一支燃烧着的香烟定位在上述下壁部分的附近，并且在上述空气进口通风道的上方，使得燃烧着的香烟上方的空间大于其下方的空间。

3．如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述燃烧室在上述下部具有空气进口通风道。

4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，上述燃烧室在其内部有一层衬垫。

5．如权利要求1所述的装置，其特征在于，一条压力通风道封闭了上述燃烧室的敞开端，并且上述香烟夹持器穿过上述压力通风道，上述压力通风道与上述侧流烟雾的出口连通。

6．如权利要求5所述的装置，其特征在于，上述香烟夹持器有一个空气进口装置，以便让空气进入上述燃烧室的固定在上述夹持器上的香烟周围，

7．如权利要求5所述的装置，其特征在于，上述压力通风道具有以能松开的方式连接在上述燃烧室的敞开端上的装置。

8．一种组合体，在该组合体中有一个香烟燃烧组件，一个侧流烟雾过滤装置，和一条连接上述香烟燃烧组件与上述过滤装置的压力通风道，上述组合体还包括：

1)一个具有用于接受一根点着的香烟的开口端的长形燃烧室，该燃烧室的一个下壁部分至少有一个能透过空气的部分，以便让空气进入上述燃烧室；

2)一条与上述燃烧室的开口端连通的压力通风道；

3)一个穿过上述压力通风道，以便把一根点着的香烟支承在上述燃烧室中的香烟夹持器；

4)上述压力通风道有一个与上述燃烧室连通的侧流烟雾的进口，还有一个与上述进口隔开距离的侧流烟雾的出口；

5)上述侧流烟雾过滤装置与上述压力通风道出口连通。

9．一种手持式侧流烟雾过滤器组件，它包括上述权利要求8中的组合体，上述手持组件具有一台从上述燃烧室中抽吸侧流烟雾的风扇，使侧流烟雾通过上述压力通风道和上述过滤器，上述压力通风道在烟雾进入上述过滤器之前冷却该侧流烟雾。

10．如权利要求8所述的组合体，其特征在于，上述过滤装置是管状的，在其敞开端有一个进口，该敞开端与上述压力通风道的出口连通。

11．如权利要求10所述的组合体，其特征在于，上述管状过滤装置用螺纹连接在上述压力通风道上。

12．一种用于把一个香烟燃烧室连接在一个侧流烟雾过滤装置上的压力通风道，该压力通风道包括：

1)一个长形的盒子；

2)一个穿过上述盒子的香烟夹持器；

3)一个在上述香烟夹持器上方，并且在上述盒子的一道内壁中的侧流烟雾进口；

4)一个与上述进口隔开距离并且在上述内壁中的侧流烟雾出口；

5)用于把上述燃烧室连接在上述内壁上，以便用燃烧室的内部密封上述进口的装置；

6)用于把过滤装置连接在上述内壁上，并用上述过滤装置密封上述出口的装置；以及

7)把上述压力通风道连接在一个手持香烟烟雾过滤组件上的装置。

13．如权利要求12所述的压力通风道，其特征在于，上述进口有一块网屏，用于阻挡烟灰进入上述压力通风道。

14．如权利要求12所述的压力通风道，其特征在于，上述用于连接过滤装置的装置是带螺纹的。

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