DE19854007A1 - System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols - Google Patents
System zur Bereitstellung eines inhalierbaren AerosolsInfo
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Abstract
Ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols weist eine Inhaliervorrichtung (10) und eine Substratportion (1) auf. Die Inhaliervorrichtung (10) hat ein Gehäuse (12), das zur Aufnahme der Substratportion (1) eingerichtet ist, eine Blitzlampenhalterung (20), die dazu eingerichtet ist, eine vorzugsweise an einem Träger (34) angeordnete Anzahl von auf chemischer Reaktion basierenden Blitzlampen (32) zum Erwärmen der in das Gehäuse (12) eingesetzten Substratportion (1) zu halten, und eine Zündeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, von der Blitzlampenhalterung (20) gehaltene Blitzlampen (32) zu zünden. Die Substratportion (1) ist zum Einsetzen in die Inhaliervorrichtung (10) eingerichtet und enthält innerhalb einer Umhüllung, die eine Lufteintrittsöffnung (4) und eine Aerosolaustrittsöffnung (5) aufweist, aerosolbildendes Material (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Bereitstellung eines inha
lierbaren Aerosols sowie Komponenten eines derartigen Systems.
Dieses System ist insbesondere als Rauchartikel zur Bereitstel
lung von Rauchaerosol für Raucher geeignet.
Beim Abrauchen konventioneller Cigaretten wird der größte Teil
des Tabaks nicht während der Züge, sondern in den Zugpausen
verbrannt. Dies führt zur Bildung des sogenannten Nebenstromrau
ches, der von Nichtrauchern oft als belästigend empfunden wird.
Zur Überwindung dieses Problems sind zahlreiche neue Raucharti
kel vorgeschlagen worden. Ein gemeinsames Prinzip solcher Ent
wicklungen ist, daß nicht die Verbrennungswärme des Tabaks,
sondern andere Energiequellen zur Freisetzung des Rauchaerosols
genutzt werden. Hierdurch wird die Entstehung von Nebenstrom
rauch weitgehend vermieden. Häufig kommen in den vorgeschlagenen
Rauchartikeln zur Aerosolbildung statt Tabak Ersatzmaterialien
wie spezielle Folientabake oder mit Aromasubstanzen beaufschlag
te Trägermaterialien zur Anwendung.
So werden in den US-Patenten 5 060 666, 5 067 499 und 5 099 861
cigarettenähnliche Rauchartikel beschrieben, bei denen die Wär
meenergie eines glimmenden Kohleelements auf aerosolbildendes
Material übertragen wird, das neben Tabak oder Tabakextrakten
Aromen und einen Aerosolbildner wie Glycerin enthält. Dabei
werden die Verbrennungsgase des Heizelements mit dem Rauchaero
sol inhaliert, was zu einer erhöhten Aufnahme von Kohlenmonoxid
durch den Raucher führt.
Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen mittels elektri
scher Energie eine Substratportion erwärmt wird, um Rauchaerosol
freizusetzen. Eine derartige Vorrichtung, die in der Hand gehal
ten werden muß und wegen ihrer Größe und ihres Gewichts nicht im
Mund tragbar ist, ist in dem US-Patent 4 141 369 beschrieben.
Weitere cigarettenähnliche Rauchartikel, in denen spezielle
Tabakaromensubstrate mittels Batteriestrom elektrisch beheizt
werden und dabei ein inhalierbares Aerosol ergeben, sind in den
US-Patenten 5 095 921, 5 179 666 und 5 269 327 offenbart. Eine
Cigarette für ein elektrisch beheiztes Rauchsystem zeigt das US-
Patent 5 499 636. Alle diese Vorrichtungen sind jedoch relativ
schwer und unhandlich.
Eine weitere elektrisch betriebene Rauchvorrichtung ist in der
WO 98/17130 beschrieben. Bei einer Ausführungsform umgibt eine
ringförmige Anordnung von Laserdioden die Substratportion. Die
Laserdioden werden nacheinander für kurze Zeit eingeschaltet, um
die Substratportion lokal zu erwärmen und dadurch Aerosol frei
zusetzen. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine zentrale
Lasereinrichtung vorgesehen, deren Strahlung mit Hilfe eines
Lichtleitsystems nacheinander auf in Umfangsrichtung angeordnete
Zonen der Substratportion gelenkt wird. Diese Rauchvorrichtung
ist relativ aufwendig konstruiert, und die zum Bereitstellen der
elektrischen Heizenergie erforderliche Batterie bedingt ein
relativ hohes Gewicht.
Aus dem US-Patent 4 474 181 sind Rauchvorrichtungen bekannt, bei
denen Nikotin und tabaksimulierende Substanzen indirekt, z. B.
über brennbare Celluloseschäume, erwärmt und inhaliert werden.
Die WO 97/48294 zeigt ein System zur Bereitstellung eines inha
lierbaren Aerosols, bei dem ein Energieträger hoher Energiedich
te zum Einsatz kommt, ohne daß sich dabei Abgase mit dem zu
inhalierenden Aerosol mischen. Bei diesem System befinden sich
in einem in der Hand zu haltenden Gehäuse ein Brenner und ein
Heizmitteltank, der ein Heizmittel zum Betreiben des Brenners
enthält. Die aufsteigenden, heißen Verbrennungsgase strömen
durch einen Wärmetauscher, mit dem Luft erwärmt wird, die an
schließend durch eine Substratportion gezogen wird und dabei die
Substratportion aufheizt, so daß Rauchaerosol freigesetzt wird.
Dieses System ist jedoch relativ aufwendig konstruiert und un
handlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein leichtes, handliches und un
kompliziertes System zur Bereitstellung eines inhalierbaren
Aerosols zu schaffen, das eine wiederverwendbare Inhaliervor
richtung enthält und insbesondere als Rauchartikel dienen kann,
der einen ähnlichen Geschmackseindruck wie herkömmliche Ciga
retten bietet, bei dessen Gebrauch jedoch zwischen den Zügen
kein Nebenstromrauch erzeugt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des
Anspruchs 1, das eine Inhaliervorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 22 und eine Substratportion mit den Merkmalen des
Anspruchs 26 aufweist und eine Blitzeinrichtung mit den Merkma
len des Anspruchs 24 und ein Mundstück mit den Merkmalen des
Anspruchs 30 aufweisen kann. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße System zur Bereitstellung eines inhalier
baren Aerosols weist eine Inhaliervorrichtung mit einem Gehäuse
auf, das zur Aufnahme einer Substratportion eingerichtet ist.
Die Inhaliervorrichtung hat ferner eine Blitzlampenhalterung,
die dazu eingerichtet ist, eine vorzugsweise an einem Träger
angeordnete Anzahl von auf chemischer Reaktion basierenden
Blitzlampen zum Erwärmen einer in das Gehäuse eingesetzten Sub
stratportion zu halten. Eine Zündeinrichtung ist dazu eingerich
tet, von der Blitzlampenhalterung gehaltene Blitzlampen zu zün
den. Das System enthält ferner eine Substratportion, die zum
Einsetzen in die Inhaliervorrichtung eingerichtet ist und die
innerhalb einer Umhüllung, die eine Lufteintrittsöffnung und
eine Aerosolaustrittsöffnung aufweist, aerosolbildendes Material
enthält.
Zum Erwärmen der Substratportion und damit zum Freisetzen des
Aerosols dienen Blitzlampen, die über eine chemische Reaktion
arbeiten. Unter einer "Blitzlampe" ist hier ganz allgemein eine
Einrichtung zu verstehen, bei der in einem geschlossenen Gehäuse
durch chemische Reaktion Energie freigesetzt wird. Dieser Be
griff ist also nicht auf Einrichtungen beschränkt, bei denen die
Energie in Form von sichtbarem Licht austritt (wie z. B. bei
einer Blitzlichtlampe, in der Magnesium verbrannt wird), sondern
erfaßt auch Einrichtungen, die Strahlung in anderen Wellenlän
genbereichen abgeben, wobei es auch denkbar ist, die Substrat
portion durch Kontakt mit dem Gehäuse einer jeweiligen Blitzlam
pe zu erwärmen. Mit den Blitzlampen stehen Energiespeicher mit
hoher Energiedichte zur Verfügung, so daß das erfindungsgemäße
System leicht und handlich konstruiert werden kann. Zum Zünden
einer Blitzlampe bedarf es keiner komplizierten Zündeinrichtung,
was den Aufbau der Inhaliervorrichtung weiter vereinfacht. Da
bei einer auf einer chemischen Reaktion basierenden Blitzlampe
die Reaktionsprodukte innerhalb des Blitzlampengehäuses verblei
ben, können sie sich nicht mit dem aus der Substratportion aus
tretenden Aerosol mischen, so daß es nicht zu unerwünschten Ge
schmacksbeeinträchtigungen kommt. Die Verwendung mehrerer Blitz
lampen eröffnet die Möglichkeit, verschiedene Bereiche der Sub
stratportion nacheinander zu erwärmen, so daß dem Benutzer bei
jedem Zug ein Aerosol zur Verfügung steht, dessen Geschmack sich
allenfalls geringfügig von dem bei den anderen Zügen unterschei
det.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das
System eine Blitzeinrichtung mit einer Anzahl von auf chemischer
Reaktion basierenden Blitzlampen auf, die an einem gemeinsamen
Träger angeordnet sind (und zwar vorzugsweise in ringförmiger
Konfiguration) und dazu eingerichtet sind, nach ihrer jeweiligen
Zündung Strahlung und/oder Wärme in Richtung auf die Substrat
portion zu abzugeben. Wenn die Blitzlampen in der bevorzugten
ringförmigen Konfiguration angeordnet sind, sind die Blitzlampen
dazu eingerichtet, nach ihrer jeweiligen Zündung Strahlung und/
oder Wärme in Richtung auf die Zentralachse der ringförmigen
Konfiguration zu abzugeben, da sich im Betriebszustand in diesem
Bereich die Substratportion befindet. Dabei kann die Blitzein
richtung ein ringförmiges Gehäuse aufweisen, an dessen Außen
fläche zu den einzelnen Blitzlampen führende Kontakte angeordnet
sind und dessen Innenfläche im Betriebszustand die Substratpor
tion umgibt. Vorzugsweise ist die Innenfläche des ringförmigen
Gehäuses der Blitzeinrichtung konisch geformt, so daß die Sub
stratportion dort einsetzbar, aber nicht durchschiebbar ist. Die
Wandung an der Innenfläche des ringförmigen Gehäuses der Blitz
einrichtung kann aus gut wärmeleitendem Material bestehen, wäh
rend vorzugsweise das ringförmige Gehäuse der Blitzeinrichtung
jeweils zwischen zwei benachbarten Blitzlampen eine Trennwand
aus schlecht wärmeleitendem Material aufweist. Bei Verwendung
einer derartigen Blitzeinrichtung wird die Substratportion nach
einander an verschiedenen in Umfangsrichtung verteilten Stellen
erwärmt. Die konische Ausgestaltung der Innenfläche des ringför
migen Gehäuses garantiert einen guten Wärmekontakt zu einer
eingesetzten Substratportion. Die Trennwände innerhalb des ring
förmigen Gehäuses der Blitzeinrichtung sorgen dafür, daß nach
dem Zünden einer Blitzlampe die Wärmeentwicklung im wesentlichen
auf das Segment der Blitzeinrichtung beschränkt bleibt, das die
gezündete Blitzlampe aufweist, so daß die eingesetzte Substrat
portion nur lokal erwärmt wird, wie gewünscht.
Bei anderen Ausgestaltungen der Blitzlampen ist es denkbar, daß
kein direkter Kontakt zu der Substratportion besteht, sondern
daß die Substratportion durch beim Zünden einer Blitzlampe ent
stehende Strahlung erwärmt wird.
Vorzugsweise können die Blitzlampen leicht ausgewechselt werden,
wenn sie verbraucht sind. Bei der erwähnten Blitzeinrichtung mit
dem ringförmgen Gehäuse ist dies auf besonders einfache Weise
möglich, wenn die Blitzlampenhalterung der Inhaliervorrichtung
eine Führung aufweist, in die das ringförmige Gehäuse der Blitz
einrichtung einsetzbar ist. Dabei hat die Blitzlampenhalterung
der Inhaliervorrichtung auf die Kontakte der Blitzeinrichtung
abgestimmte Gegenkontake, die mit der Zündeinrichtung verbunden
sind.
Die Zündeinrichtung der Inhaliervorrichtung kann einen Akkumula
tor oder eine Batterie aufweisen. Bei Verwendung von Blitzlam
pen, die auf einer chemischen Reaktion basieren, ist zum Zünden
nur eine geringe Energie erforderlich, so daß in diesem Falle
der Akkumulator oder die Batterie klein sein und problemlos
trotz handlicher Bauweise in dem Gehäuse der Inhaliervorrichtung
untergebracht werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Zündeinrichtung
der Inhaliervorrichtung eine elektronische Steuerung und einen
damit verbundenen Drucksensor auf, die dazu eingerichtet sind,
nacheinander jeweils eine Blitzlampe zu zünden, wenn ein Unter
druck durch Ziehen an der Aerosolaustrittsöffnung der Substrat
portion entsteht. Hierbei sorgt die Zündeinrichtung automatisch
dafür, daß bei jedem von dem Benutzer des Systems auf die Sub
stratportion ausgeübten Zug eine Blitzlampe zündet, so daß je
weils ein unverbrauchter Bereich der Substratportion erwärmt
wird, um frisches Aerosol freizusetzen. Bei einer alternativen
Ausgestaltung kann zum Beispiel ein Handschalter vorgesehen
sein, der bei Betätigung eine Blitzlampe zündet. Daß bei der
nächsten Betätigung des Handschalters eine andere Blitzlampe
angesprochen wird, kann zum Beispiel durch eine mechanische
Umstellung der Verbindung zwischen der Stromquelle der Zündein
richtung und den jeweiligen Gegenkontakten der Blitzlampenhalte
rung erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Zündeinrichtung der Inhaliervorrichtung
dazu eingerichtet, bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenz
temperatur innerhalb des Gehäuses der Inhaliervorrichtung zu
blockieren. Mit dieser Maßnahme läßt sich eine Überhitzung der
Inhaliervorrichtung zuverlässig vermeiden, falls der Benutzer
die Zündeinrichtung zu oft hintereinander auslösen will.
Die Substratportion hat vorzugsweise eine zylindrische Form,
wobei die Umhüllung als Zylindermantel angeordnet ist und die
Stirnseiten des Zylinders als Lufteintrittsöffnung und als Aero
solaustrittsöffnung eingerichtet sind. Dabei ist die Umhüllung
vorzugsweise niedrigporös bis luftundurchlässig, um einen Neben
stromrauch zu vermeiden; sie kann auch eine metallische Folie
aufweisen, vorzugsweise eine Aluminiumfolie. Das aerosolbildende
Material der Substratportion kann ein weitgehend inertes Träger
material oder Tabakmaterial und zusätzliche Zuschlagstoffe auf
weisen. Vorzugsweise enthält das Material einen höheren Anteil
an Polyolen, die als Aerosolbildner dienen.
Ferner kann das System ein Mundstück aufweisen, das separat mit
der Inhaliervorrichtung verbindbar ist (also unabhängig von der
Substratportion benutzt werden kann) oder mit der Substratpor
tion verbunden ist (also eine Einheit mit der Substratportion
bildet) und im Betriebszustand mit der Aerosolaustrittsöffnung
der Substratportion in Verbindung steht. Vorzugsweise ist das
Mundstück als Filtermundstück ausgebildet, wobei als Filtermate
rial zum Beispiel Celluloseacetat, Papier, Myria, Polypropylen
oder Kombinationen derartiger Materialien mit einer ein- oder
mehrlagigen Papierumhüllung zum Einsatz kommen. Das Mundstück
kann außerdem ein im wesentlichen hohlzylindrisches Abstands
element aufweisen, das im Betriebszustand zwischen der Aerosol
austrittsöffnung der Substratportion und dem Filtermaterial des
Mundstücks angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Substratportion, die mit
einem Filtermundstück eine Einheit bildet,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausfüh
rungsform einer Inhaliervorrichtung, in die eine Blitz
einrichtung und eine Substratportion eingesetzt sind,
und
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch die Blitzeinrich
tung aus Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine Substratportion 1 gezeigt, die in einer als
Rauchgerät dienenden Inhaliervorrichtung eingesetzt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform der Substratportion 1 befindet sich
aerosolbildendes Material 2 innerhalb einer zylindrischen Umhül
lung 3. Die Umhüllung 3 läßt die Stirnseiten des Zylinders frei,
so daß dort eine Lufteintrittsöffnung 4 und eine Aerosolaus
trittsöffnung 5 ausgebildet sind.
Das aerosolbildende Material 2 kann z. B. geschnittenen Blatta
bak, geschnittene Tabakrippen, rekonstituierten Tabak oder ein
mit Aromasubstanzen behandeltes Trägermaterial aufweisen. Der
Einsatz von Blatt- und Rippenschnitt kann auch in expandierter
Form erfolgen. Als Trägermaterialien für Aromastoffe können
sowohl organische Materialien wie z. B. Papier oder Cellulosefa
sern, als auch anorganische Materialien wie z. B. Silicagel zur
Anwendung kommen. Auch beliebige Mischungen der genannten Kom
ponenten sind einsetzbar. In den Ansprüchen sind zahlreiche
Komponenten und Bestandteile für das aerosolbildende Material
genannt, so daß zahlreiche Varianten denkbar sind.
Um die Aerosolbildung zu verstärken, enthält das aerosolbildende
Material 2 vorzugsweise einen hohen Anteil eines Polyols oder
mehrerer Polyole, z. B. Glycerin und/oder Propylenglykol, z. B.
beim Einsatz von weitgehend inerten Trägermaterialien wie Alumi
niumoxid, Silicagel, Aktivkohle, Cellulosefasern, Ligningranu
lat, Zeolithen, Tonerden oder Meerschaum oder Kombinationen
davon im Bereich von 10 Gew.-% bis 50 Gew.-% oder sogar bis 60
Gew.-%. Beim Einsatz von Tabakmaterialien beträgt der bevorzugte
Anteil der Polyole 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%. Eine andere Möglich
keit, die Aerosolbildung zu verstärken, ist der Einsatz der
aerosolbildenden Materialien mit einer Feuchte, die deutlich
über der Gleichgewichtsfeuchte liegt; so kann z. B. Tabak, dessen
Gleichgewichtsfeuchte ca. 10% bis 12% beträgt, mit einer Feuchte
von 20% verwendet werden. In diesem Fall ist durch eine geeigne
te Verpackung dafür zu sorgen, daß bis zum Gebrauch kein Feuch
teverlust auftritt.
Die Umhüllung 3 kann aus Papier, Kunststoffolie oder Metallfolie
bestehen. Auch eine mehrlagige Umhüllung aus den genannten Kom
ponenten ist verwendbar. Bevorzugt wird jedoch eine einlagige
Umhüllung aus Papier oder metallkaschiertem Papier. Besonders
vorteilhaft ist niedrigporöses oder nahezu luftundurchlässiges
Cigarettenpapier, das vorzugsweise einen hohen Anteil an minera
lischen Zuschlagstoffen hat. Dies gewährleistet, daß beim Erwär
men und Abrauchen der Substratportion praktisch kein Nebenstrom
rauch auftritt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Substratportion 1
mit einem Mundstück 6 verbunden, wie in Fig. 1 dargestellt. Die
Herstellung einer solchen Einheit ist dem Fachmann aus der Fer
tigung von Filtercigaretten vertraut. Zum Beispiel kann die
Umhüllung 3 mit Hilfe eines Mundstückbelagpapiers mit dem Mund
stück 6 verbunden werden.
Für die Konstruktion des Mundstücks 6 sind prinzipiell alle dem
Fachmann aus der Cigarettenindustrie bekannten Prinzipien an
wendbar. Im einfachsten Fall besteht das Mundstück aus einer
hohlen Papier- oder Kartonrolle. Bevorzugt wird jedoch die Aus
führung als Filtermundstück. In diesem Fall ist ein Filtermate
rial wie Celluloseacetat, Polypropylen oder Papier mit einer
ein- oder mehrlagigen Umhüllung versehen. Auch eine den bekann
ten Mehrfachfiltern entsprechende Konstruktion kann verwendet
werden, bei der in axialer Richtung mehrere Segmente mit unter
schiedlichen Eigenschaften hintereinander angeordnet und durch
eine äußere Umhüllung verbunden sind. In diesem Fall können ein
oder mehrere Segmente mit axialen Bohrungen versehen sein. Bei
allen genannten Konstruktionen besteht weiterhin die Möglichkeit
des Einsatzes einer zonenperforierten Umhüllung oder einer nach
träglichen Perforation der Umhüllung zum Beispiel mit Hilfe
eines Laserstrahls. Hierdurch kann bei den Zügen der Rauch durch
Hinzufügen von Außenluft verdünnt werden. Bei der in der Fig. 1
dargestellten Ausführungsform befindet sich zwischen dem aero
solbildenden Material 2 und dem als Filter ausgestalteten Mund
stück 6 eine hohle Papphülse, die als Abstandselement 7 dient.
Im folgenden sind zwei weitere Beispiele für Ausgestaltungen der
Substratportion 1 beschrieben.
Eine American-Blend-Tabakmischung mit einem Gehalt von 30% Bur
ley-Tabak, 40% expandiertem Virginia-Tabak, 20% nichtexpandier
tem Virginia-Tabak und 10% Orient-Tabak wurde konditioniert und
mit 12 Gew.-% eines wäßrigen Casings mit einem Glyceringehalt
von 80 Gew.-% besprüht. Anschließend wurde der Tabak mit 0,8 mm
Schnittbreite geschnitten und auf eine Feuchte von 12% abge
trocknet. 180 kg dieses Schnittabaks wurden mit 20 kg expandier
tem Rippenschnitt vermischt. Aus dieser Mischung wurde auf einer
Cigarettenstrangmaschine ein Endlosstrang mit einem Durchmesser
von 8 mm und einer Stopfdichte von 200 mg/ml hergestellt. Als
Umhüllungsmaterial kam ein auf der Außenseite aluminiumkaschier
tes, luftundurchlässiges Papier zum Einsatz. Der Endlosstrang
wurde in Einzelportionen von 50 mm Länge geschnitten, und diese
wurden in bekannter Weise durch ein Mundstückbelagpapier mit
einem Acetatfilterstöpsel verbunden.
Ein nach bekannten Verfahren hergestellter Papierfolientabak mit
einem Gehalt an Propylenglykol von 12 Gew.-% wurde mit einer
Schnittbreite von 0,8 mm geschnitten, wie in Beispiel 1 einer
Cigarettenstrangmaschine zugeführt und in dieser mit einem Ciga
rettenpapier umhüllt, wobei das Cigarettenpapier eine Luftdurch
lässigkeit von 5 CU aufwies. Durch Ablängen des Endlosstranges
(10 mm Durchmesser) erhielt man Substratportionen mit einer je
weiligen Länge von 30 mm; die Stopfdichte betrug 240 mg/ml. Über
ein Mundstückbelagpapier wurden die Substratportionen jeweils
mit einem hohlzylindrischen Spacerelement in Form einer Papp
hülse und einem daran anschließenden Acetatfilterstöpsel ver
bunden.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung,
wie eine Substratportion 1 in eine als Rauchgerät dienende Inha
liervorrichtung 10 eingesetzt ist.
Die Inhaliervorrichtung 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem Gehäu
sekörper 14 und einem Gehäusedeckel 16 auf. Der Gehäusedeckel 16
kann von dem Gehäusekörper 14 abgenommen werden, um das Innere
des Gehäuses 12 zugänglich zu machen. Zur Sicherung des Gehäuse
deckels 16 an dem Gehäusekörper 14 dient zum Beispiel ein
Schraubgewinde oder ein Bajonettverschluß (in Fig. 2 nicht
dargestellt). Nach außen geht von dem Gehäusedeckel 16 ein kur
zer Rohransatz 17 aus, dessen Innendurchmesser auf den Außen
durchmesser der Substratportion 1 abgestimmt ist und der zum
Führen und Halten der Substratportion 1 eingerichtet ist. An der
dem Gehäusedeckel 16 gegenüberliegenden Seite des Gehäusekör
pers 14 befindet sich eine Luftöffnung 18, durch die Außenluft
in das Innere des Gehäuses 12 und durch die Lufteintrittsöff
nung 4 der Substratportion 1 in das aerosolbildende Material 2
eintreten kann.
Das Gehäuse 12 ist in Fig. 2 sehr schematisch dargestellt.
Vorzugsweise hat es eine Design, das gut in der Hand liegt, wenn
das Mundstück 6 der Substratportion 1 zum Mund des Benutzers
geführt wird. Vorteilhafte Maße für das Gehäuse 12 sind zum
Beispiel 25 mm × 55 mm × 95 mm oder 20 mm × 40 mm × 85 mm. Als
Material für das Gehäuse 12 eignen sich insbesondere Materialien
mit schlechter Wärmeleitung.
Im Inneren des Gehäuses 12 ist am Gehäusegrundkörper 14 eine
Blitzlampenhalterung 20 befestigt. Die Blitzlampenhalterung 20
weist im Ausführungsbeispiel ein im wesentlichen zylindrisches
Führungsrohr 22 mit einem endseitigen ringförmigen Anschlag 24
auf. Von der Innenfläche des Führungsrohres 22 ragen federnde
Gegenkontakte 26, deren Positionen auf Kontakte einer Blitzein
richtung (siehe unten) abgestimmt sind. Die Gegenkontakte 26
sind im Inneren des Gehäuses 12 über elektrische Verbindungs
leitungen, die in Fig. 2 nicht dargestellt sind, mit einer
Zündeinrichtung verbunden.
Die Blitzlampenhalterung 20 trägt eine im Ausführungsbeispiel
als Einheit ausgebildete Blitzeinrichtung 30, die in Fig. 3
auch in einer schematischen Querschnittansicht gezeigt ist. Die
Blitzeinrichtung 30 weist eine Anzahl von Blitzlampen 32 auf,
und zwar im Ausführungsbeispiel 8 Stück. Die äußere Begrenzung
der Blitzeinrichtung 30 bildet ein ringförmiges Gehäuse 34, das
eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 36 und eine ko
nische Innenfläche 38 hat, siehe Fig. 2. Die Form der Innen
fläche 38 ist so auf die Maße der Substratportion 1 abgestimmt,
daß die Substratportion 1 in den Innenbereich des ringförmigen
Gehäuses 34 eingesetzt werden kann, aber nicht durchschiebbar
ist, siehe Fig. 2. Dadurch wird gewährleistet, daß die Sub
stratportion 1 eng an der Innenfläche 38 anliegt, so daß ein
guter Wärmekontakt zwischen der Innenfläche 38 und der Substrat
portion 1 zustande kommt.
An der Außenfläche 36 des ringförmigen Gehäuses 34 sind zu den
einzelnen Blitzlampen 32 führende Kontakte 40 angeordnet, deren
Positionen auf die der Gegenkontakte 26 der Blitzlampenhalterung
20 abgestimmt sind. Für jede Blitzlampe 32 führen zwei Kontak
te 40 zu den Enden eines Zünddrahtes 42. Zwischen zwei benach
barten Blitzlampen 32, also zwischen zwei benachbarten Zünddräh
ten 42, befindet sich jeweils eine Trennwand 44, die sich von
der Wandung des ringförmigen Gehäuses 34 mit der Innenfläche 38
bis zu der Wandung mit der Außenfläche 36 erstreckt.
Durch die Trennwände 44 werden also einzelne Abteilungen 45
definiert, die die Blitzlampen 32 bilden. In jeder Abteilung 45
befindet sich ein Zünddraht 42. Ferner ist jede Abteilung 45 mit
einem Gemisch reaktionsfähiger Chemikalien gefüllt, wie dem
Fachmann auf dem Gebiet der Blitzlampentechnologie geläufig ist.
Wenn ein Zünddraht 42 durch Anlegen einer Spannung an die be
treffenden Kontakte 40 zum Glühen gebracht wird, findet eine
schnell ablaufende exotherme chemische Reaktion statt. Die Reak
tionspartner müssen so gewählt sein, daß sich der Druck inner
halb der Abteilung 45 nicht wesentlich verändert, um eine Ex
plosionsgefahr auszuschließen.
Das Material der die Innenfläche 38 definierenden Wandung des
ringförmigen Gehäuses 34 hat im Ausführungsbeispiel eine hohe
Wärmeleitfähigkeit, während die übrigen Teile des ringförmigen
Gehäuses 34, also die Trennwände 44 und die die Außenfläche 36
definierende Wandung, aus Material mit geringer Wärmeleitfähig
keit bestehen. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß beim
Zünden einer Blitzlampe 32 im wesentlichen nur das Segment der
Innenfläche 38 heiß wird und seine Wärme auf die eingesetzte
Substratportion 1 überträgt, das sich bei der gezündeten Blitz
lampe 32 befindet. Wenn die Blitzlampen 32 nacheinander gezündet
werden, können also in Umfangsrichtung verschiedene Bereiche der
Substratportion 1 nacheinander erwärmt werden, um aus dem aero
solbildenden Material 2 Aerosol freizusetzen.
Um die als Einheit ausgebildete Blitzeinrichtung 30 in das Ge
häuse 12 einzusetzen, wird der Gehäusedeckel 16 von dem Gehäuse
körper 14 abgenommen. Die Blitzeinrichtung 30 kann dann bis zum
Anschlag 24 in das Führungsrohr 22 eingesetzt werden. Um in
Umfangsrichtung eine genaue Positionierung zu ermöglichen, die
nen Führungsvorsprünge 46 (siehe Fig. 3), die in in der Fig. 2
nicht dargestellte Führungsnuten an dem Führungsrohr 22 eingrei
fen. Nachdem der Gehäusedeckel 16 wieder an dem Gehäusekörper 14
befestigt ist, kann eine Substratportion 1 durch den Rohr
ansatz 17 in das Gehäuse 12 eingeschoben werden, bis sie in
festem wärmeleitenden Kontakt zu dem ringförmigen Gehäuse 34 der
Blitzeinrichtung 30 liegt, wie in Fig. 2 gezeigt.
Die Komponenten der Zündeinrichtung der Inhaliervorrichtung 10
sind der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 nicht dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel dient als Stromquelle ein wiederauflad
barer Akkumulator. Das jeweilige Paar von Gegenkontakten 26, das
den Kontakten 40 einer vorgewählten Blitzlampe 32 zugeordnet
ist, wird über eine elektronische Steuerung angewählt. Mit der
elektronischen Steuerung ist ein Drucksensor verbunden. Wenn der
Benutzer über das Mundstück 6 an der Aerosolaustrittsöffnung 5
der Substratportion 1 zieht, entsteht im Innenraum des Gehäu
ses 12 ein Unterdruck, der von dem Drucksensor an die elektroni
sche Steuerung gemeldet wird. Daraufhin wird die vorgewählte
Blitzlampe 32 durch Anlegen einer Spannung an die zugeordneten
Gegenkontakte 26 gezündet. Die elektronische Steuerung wählt
anschließend die in Umfangsrichtung nächste, noch unverbrauchte
Blitzlampe 32 als vorgewählte Blitzlampe aus. Wenn das nächste
Mal ein Unterdruck im Gehäuse 12 entsteht, wenn also der Benut
zer erneut am Mundstück 6 zieht, wird auch diese Blitzlampe 32
gezündet, usw.
Im Ausführungsbeispiel ist innerhalb des Gehäuses 12 ein Tempe
ratursensor angeordnet (in Fig. 2 nicht dargestellt), der mit
der elektronischen Steuerung verbunden ist. Sobald die Tempera
tur im Gehäuse 12 eine vorgegebene Grenztemperatur überschrei
tet, blockiert die elektronische Steuerung weitere Zündvorgänge,
um ein Überhitzen der Inhaliervorrichtung 10 zu vermeiden. Erst
wenn der Temperatursensor eine Temperatur an die elektronische
Steuerung meldet, die unterhalb der Grenztemperatur liegt, wird
die Blockade aufgehoben.
Die Benutzung des Systems ist durch die vorangegangene Beschrei
bung bereits klar geworden: Zunächst setzt der Benutzer eine
neue Blitzeinrichtung 30 und eine frische Substratportion 1 in
die Inhaliervorrichtung 10 ein. Danach kann er durch Ziehen am
Mundstück 6 der Substratportion 1 die Zündung einer Blitzlam
pe 32 auslösen. Wenn er später erneut zieht, wird die nächste
Blitzlampe 32 gezündet, usw. Dabei können zwischen den einzelnen
Zügen beliebig lange Pausen eingelegt werden. Nachdem alle
Blitzlampen 32 gezündet worden sind, sind die Blitzeinrich
tung 30 und die Substratportion 1 verbraucht und werden aus der
Inhaliervorrichtung 10 entfernt.
Claims (31)
1. System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols, mit
- 1. einer Inhaliervorrichtung (10) mit einem Gehäuse (12), das zur Aufnahme einer Substratportion (1) eingerichtet ist, mit einer Blitzlampenhalterung (20), die dazu eingerichtet ist, eine vorzugsweise an einem Träger (34) angeordnete Anzahl von auf chemischer Reaktion basierenden Blitzlampen (32) zum Erwärmen einer in das Gehäuse (12) eingesetzten Substratpor tion (1) zu halten, und mit einer Zündeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, von der Blitzlampenhalterung (20) gehalte ne Blitzlampen (32) zu zünden, und
- 2. einer Substratportion (1), die zum Einsetzen in die Inha liervorrichtung (10) eingerichtet ist und die innerhalb einer Umhüllung (3), die eine Lufteintrittsöffnung (4) und eine Aerosolaustrittsöffnung (5) aufweist, aerosolbildendes Material (2) enthält.
2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mundstück
(6), das separat mit der Inhaliervorrichtung (10) verbindbar
ist oder mit der Substratportion (1) verbunden ist und im
Betriebszustand mit der Aerosolaustrittsöffnung (5) der Sub
stratportion (1) in Verbindung steht.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine
Blitzeinrichtung (30) mit einer Anzahl von auf chemischer
Reaktion basierenden Blitzlampen (32), die an einem gemein
samen Träger (34) angeordnet sind, vorzugsweise in ringför
miger Konfiguration, und die dazu eingerichtet sind, nach
ihrer jeweiligen Zündung Strahlung und/oder Wärme in Rich
tung auf die Substratportion zu abzugeben.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Blitzeinrichtung (30) ein ringförmiges Gehäuse (34) auf
weist, an dessen Außenfläche (36) zu den einzelnen Blitzlam
pen (32) führende Kontakte (40) angeordnet sind und dessen
Innenfläche (38) im Betriebszustand die Substratportion (1)
umgibt.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Innenfläche (38) des ringförmigen Gehäuses (34) der Blitz
einrichtung (30) konisch geformt ist, so daß die Substrat
portion (1) dort einsetzbar, aber nicht durchschiebbar ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wandung an der Innenfläche (38) des ringförmigen Gehäuses
(34) der Blitzeinrichtung (30) aus gut wärmeleitendem Mate
rial besteht.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
ringförmige Gehäuse (34) der Blitzeinrichtung (30) jeweils
zwischen zwei benachbarten Blitzlampen (32) eine Trennwand
(44) aus schlecht wärmeleitendem Material aufweist.
8. System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Blitzlampenhalterung (20) der Inhaliervor
richtung (10) auf die Kontakte (40) der Blitzeinrichtung
(30) abgestimmte Gegenkontakte (26) aufweist, die mit der
Zündeinrichtung verbunden sind.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Blitzlampenhalterung (20) der Inhaliervorrichtung (10) eine
Führung (22) aufweist, in die das ringförmige Gehäuse (34)
der Blitzeinrichtung (30) einsetzbar ist.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zündeinrichtung der Inhaliervorrich
tung (10) einen Akkumulator oder eine Batterie aufweist.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zündeinrichtung der Inhaliervorrich
tung (10) eine elektronische Steuerung und einen damit ver
bundenen Drucksensor aufweist, die dazu eingerichtet sind,
nacheinander jeweils eine Blitzlampe (32) zu zünden, wenn
ein Unterdruck durch Ziehen an der Aerosolaustrittsöffnung
(5) der Substratportion (1) entsteht.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zündeinrichtung der Inhaliervorrich
tung (10) dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten einer
vorgegebenen Grenztemperatur innerhalb des Gehäuses (12) der
Inhaliervorrichtung (10) zu blockieren.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Substratportion (1) eine zylindrische Form
mit einer Länge von 10 mm bis 100 mm, vorzugsweise von 15 mm
bis 60 mm, und einem Durchmesser von 4 mm bis 12 mm, vor
zugsweise von 5 mm bis 10 mm, hat, wobei die Umhüllung (3)
als Zylindermantel angeordnet ist und die Stirnseiten des
Zylinders als Lufteintrittsöffnung (4) und als Aerosolaus
trittsöffnung (5) eingerichtet sind.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß das aerosolbildende Material (2) der Substrat
portion (1) Schnittabak, geschnittene Tabakrippen, Folienta
bakschnitt und/oder ein extrudiertes Tabakmaterial aufweist.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß das aerosolbildende Material (2) der Substrat
portion (1) ein mit Aromasubstanzen beaufschlagtes Trägerma
terial, vorzugsweise Aluminiumoxid, Silicagel, Aktivkohle,
Cellulosefasern, Ligningranulat, Zeolithe, Tonerden oder
Meerschaum oder Kombinationen davon, aufweist.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das aerosolbildende Material (2) der Substrat
portion (1) ein verdampfbares Polyol, vorzugsweise Glycerin
oder Propylenglykol, zu einem Anteil von 5 Gew.-% bis 50
Gew.-%, vorzugsweise von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, enthält.
17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umhüllung (3) der Substratportion (1)
niedrigporöses oder nahezu luftundurchlässiges Cigaretten
papier aufweist, das vorzugsweise einen hohen Anteil an
mineralischen Zuschlagstoffen hat.
18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umhüllung (3) der Substratportion (1) eine
metallische Folie, vorzugsweise eine Aluminiumfolie, auf
weist.
19. System nach einem der Ansprüche 2 bis 18 in Verbindung mit
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (6)
eine Länge von 10 mm bis 50 mm und einen Durchmesser von 4
mm bis 12 mm aufweist.
20. System nach einem der Ansprüche 2 bis 19 in Verbindung mit
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (6)
als Filtermundstück ausgebildet ist, wobei das Filtermateri
al vorzugsweise Celluloseacetat, Papier, Myria und/oder
Polypropylen mit einer ein- oder mehrlagigen Papierumhüllung
aufweist.
21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das
Mundstück (6) ein im wesentlichen hohlzylindrisches Ab
standselement (7) aufweist, das im Betriebszustand zwischen
der Aerosolaustrittsöffnung (5) der Substratportion (1) und
dem Filtermaterial des Mundstücks (6) angeordnet ist.
22. Inhaliervorrichtung mit einem Gehäuse (12), das zur Aufnahme
einer Substratportion (1) eingerichtet ist, mit einer Blitz
lampenhalterung (20), die dazu eingerichtet ist, eine vor
zugsweise an einem Träger (34) angeordnete Anzahl von auf
chemischer Reaktion basierenden Blitzlampen (32) zum Erwär
men einer in das Gehäuse (12) eingesetzten Substratportion
(1) zu halten, und mit einer Zündeinrichtung, die dazu ein
gerichtet ist, von der Blitzlampenhalterung (20) gehaltene
Blitzlampen (32) zu zünden.
23. Inhaliervorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch
Merkmale der Inhaliervorrichtung (10) aus einem der Ansprü
che 8 bis 12.
24. Blitzeinrichtung, die zur Verwendung mit einer Inhaliervor
richtung (10) nach Anspruch 22 oder 23 eingerichtet ist, mit
einer Anzahl von auf chemischer Reaktion basierenden Blitz
lampen (32), die an einem gemeinsamen Träger (34) angeordnet
sind, vorzugsweise in ringförmiger Konfiguration, und die
dazu eingerichtet sind, nach ihrer jeweiligen Zündung Strah
lung und/oder Wärme in Richtung auf die Substratportion zu
abzugeben.
25. Blitzeinrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch
Merkmale der Blitzeinrichtung (30) aus einem der Ansprüche
4 bis 7.
26. Substratportion, die zum Einsetzen in eine Inhaliervorrich
tung (10) nach Anspruch 22 oder 23 eingerichtet ist und die
innerhalb einer Umhüllung (3), die eine Lufteintrittsöffnung
(4) und eine Aerosolaustrittsöffnung (5) aufweist, aerosol
bildendes Material (2) enthält.
27. Substratportion nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch Merk
male der Substratportion (1) aus einem der Ansprüche 13 bis
18.
28. Substratportion nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet
durch ein Mundstück (6), das mit der Substratportion (1)
verbunden ist und mit der Aerosolaustrittsöffnung (5) der
Substratportion (1) in Verbindung steht.
29. Substratportion nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mundstück (6) Merkmale aus einem der Ansprüche 19
bis 21 aufweist.
30. Mundstück, das zur Verwendung mit einer Inhaliervorrich
tung (10) nach Anspruch 22 oder 23 eingerichtet ist, separat
mit der Inhaliervorrichtung (10) verbindbar ist und im Be
triebszustand mit der Aerosolaustrittsöffnung der Substrat
portion in Verbindung steht.
31. Mundstück nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch Merkmale
des Mundstücks aus einem der Ansprüche 19 bis 21.
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