JP2006519355A - 電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置の流れ分配器 - Google Patents

Abstract

紙巻きたばこを加熱するための電気エネルギー源を有する電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置用のヒーター器具が、内壁の外周面から内面まで延びる、内壁を貫いた少なくとも１つの開口を有する内壁又はバレルと、前記少なくとも１つの開口内に位置決めされ、且つ前記内面から内方に延びる少なくとも１つの流れ分配要素と、を含む。流れ分配要素は前記ヒーター器具の内部と連通した複数の孔を備えている。

Description

本発明は、電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置に使用されるヒーターに関する。

以前に知られた在来の火をつけた紙巻きたばこは、たばこの燃焼の結果として使用者にフレーバー及び香気を供給する。ひとかたまりの燃焼性物質、主としてたばこは、吹かす間８００℃を超える、在来の紙巻きたばこの典型的な燃焼温度で加えられる加熱の結果として酸化される。

火をつけた端切り紙巻きたばこは、それらと関連したいくつかの欠点を有している。取り分け、吹かす間のいぶしの間中、非喫煙者にとっては不快である副流煙の発生である。また、一旦火をつけたら、火をつけた端切り紙巻きたばこは、完全に消費され又は捨てられなければならない。火をつけた端切り紙巻きたばこに再び火をつけることは、可能であるが、通常は、フレーバー、味及び臭いに関係した本来的な理由のために魅力的でない予想である。

電気式ライター、及びライターと協同するようになった特別に設計された紙巻きたばこを含む電気喫煙装置は、米国特許第５，５９１，３６８号、同第５，８７８，７５２号、同第５，０９３，８９４号、同第５，２２５，４９８号、同第５，０６０，６７１号、同第５，０９５，９２１号、同第５，３８８，５９４号、及び５，４９９，６３６号を含むいくつかの共通に譲渡された米国特許に開示されており、その各々をここに援用する。

米国特許第５，８７８，７５２号のライターの実施形態では、図１及び２に示すように、喫煙装置２１は、円筒形紙巻きたばこ２３と、再使用可能な手持ちライター２５と、を含む。紙巻きたばこ２３は、ライター２５の前端２９のオリフィス２７に差し込まれ、そして該オリフィスから取り出されるようになっている。紙巻きたばこ２３は、１又はそれ以上の吹かしサイクルの後処分される。ライター２５は、好ましくは、紙巻きたばこ２３よりも大きい数の吹かしサイクルの後処分される。ライター２５は、ハウジング３１を含み、且つ前部分３３及び後部分３５を有する。紙巻きたばこ２３を加熱するためのヒーターエレメント１２０にエネルギーを供給するための電源３７が、ライター２５の後部分３５内に配置されるのが好ましい。後部分３５は、好ましくは、電源３７の交換を容易にするために例えば、ねじで又はスナップ嵌め構成部品で容易に開閉されるように成っている。前部分３３は、好ましくは、後部分３５内の電源３７と電気接続されているし、ヒーターエレメント及び回路を収容する。ハウジング３１は、好ましくは、喫煙者の手の中に心地よく合うようになっており、且つ現時点で好ましい実施形態では、ほぼ１０．７cm×３．８cm×１．５cmの全体寸法を有する。電源３７は、紙巻きたばこ２３を加熱するに取って十分な電力を提供するように寸法決めされている。電源３７は、好ましくは、交換可能でかつ充電可能であり、そして、コンデンサー、又はもっと好ましくは、バッテリーのようなデバイスを含むのがよい。紙巻きたばこ２３を加熱するための、そして好ましくは、紙巻きたばこをライター２５に対して適所に保持するための実質的に円筒形のヒーター器具及び電源３７からヒーター器具３９の紙巻きたばこヒーターエレメント１２０へ所定量のエネルギーを供給するための電気制御回路が、ライターの前部分３３内に配置される。

複数の金属ヒーター１２０が、紙巻きたばこのたばこロッド部分を滑動自在に受け入れる形体に配置される。この様な喫煙装置の多くの利点のうちの１つは、多くの紙巻きたばこついてライターの再利用性である。米国特許第５，８７８，７５２号に開示され且つ図１及び２に示すヒーター器具では、紙巻きたばこは、図２の右側のテーパ開口から、紙巻きたばこを受け入れるための開口端を有するリング形キャップ、円筒形空気流通スリーブ８７、外スリーブ８４、ヒーターブレード１２０を含むヒーターアッセンブリー及び導電性ピン又はリード線１０４Ａ，１０４Ｂによって構成された紙巻きたばこヒーター器具の実質的に円筒形空間の中へ差し込まれる。スペーサー４９は、ヒーターブレード１２０が紙巻きたばこの外円周にぴったり嵌まる状態に配置されるように紙巻きたばこを紙巻きたばこヒーター器具内の所望位置に停止させる。米国特許第５，８７８，７５２号に開示されたヒーター器具は、ヒーターブレード１２０が紙巻きたばこに接触する点に達するために、空気が軸線方向に流れることができる空気流通スリーブ８７を示している。空気を引き入れて差し込まれた紙巻きたばこと接触させるために隙間１２５、１２６、１３０が設けられている。

本発明による実施形態は、全体のエーロゾルの放出の増加をもたらす、電気喫煙装置のヒーターブレードへの空気流分配の望ましい改良を提供する。

米国特許第５，８７８，７５２号に開示されたヒーターの変形では、空気流チャネルスリーブ８７を除去することができ、空気をスリーブ２００の半径方向の孔を通ってヒーターブレードに差し向けることができる。空気は、ライター２５のハウジング３１の開口を通過した後スリーブ２００の外側に達することができる。図１には示されていないけれども、かかる開口は、典型的には、ライター２５の前部分３３のハウジング３１を貫いて設けられる。ヒーターブレードを取り囲むスリーブを貫いて設けられた側孔がヒーターの限定された領域にわたって空気流のチャネリングを生じさせることが分かっている。ヒーターブレード及び紙巻きたばこへの制限された空気流で、紙巻きたばこの熱分解も制限され、発生したエーロゾルに生成された全体の粒状物質が制限される。従って、ヒーターブレードへの空気流を制限することにより、ヒーターは、喫煙者に所望のフレーバー及び香気を供給するための十分なエーロゾルを生じさせない。

本発明の実施形態による紙巻きたばこを加熱するための電気エネルギー源を有する喫煙装置用のヒーター器具は、内壁を有し、該内壁は、内壁の外周面から内面まで延びる、内壁を貫いた少なくとも１つの開口を有する。ヒーター器具は、前記少なくとも１つの開口内に位置決めされ、且つ内面から内方に延びる少なくとも１つの流れ分配要素を有する。少なくとも１つの流れ分配要素は、前記ヒーター器具の内部と連通している複数の孔を有する。複数のヒーターエレメントは、内壁内で前記ヒーター器具の内部に配列され、ヒーター器具の内部に差し込まれた紙巻きたばこの外円周にぴったりと嵌まる。前記流れ要素からヒーター器具の内部への孔は、各流れ分配要素の中心軸線から半径方向外方に延び、空気が、前記流れ分配要素から前記孔を通って異なる方向に差し向けられるとき、空気流がヒーター器具内で確実に混合されるようにする。

改良された空気流を有する電気喫煙装置のヒーター器具を以下に記載する。電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置は、全体がここに援用される米国特許第５，３８８，５９４号及び同第５，８７８，７５２号にもっと詳細に記載されている。上記の米国特許に記載されている電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置に使用されるヒーター器具は、本出願の図１及び２に示されている。特別に設計された紙巻きたばこは、ヒーター器具３９の前端のオリフィス２７かに差し込み、そしてそこから取り出されるようになっている。ヒーター器具３９は、好ましくは、実質的に円筒形であり、紙巻きたばこを、ヒーター器具を支持する電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置に対して適所に保持する。電気制御回路も、電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置内に設けられ、図２に示すように、電源から紙巻きたばこヒーターエレメント１２０に所定量のエネルギーを供給する。ほぼ円形のターミナル端ハブ１１０が、紙巻きたばこヒーター器具３９の内部に配置されるように固定され、例えば、溶接され、例えば、図２に示すようにスペーサー４９に固定される。

ヒーター器具３９は、図２に示すように、ハブ１１０から延びるように支持された複数の半径方向に間隔を隔てたヒーターブレード１２０を含む。ヒーターブレード１２０は、制御回路（図示せず）の制御の下に電源によって個々に電圧が加えられる。

ヒーターエレメント１２０は、たばこのフレーバーを放出するためたばこを加熱するための適当なヒーターエレメントからなる。例えば、加熱装置は、上記の特許に開示されている抵抗加熱装置及び誘導加熱装置のいずれかからなる。

紙巻きたばこは、ヒーター器具３９のオリフィス２７に、そして紙巻きたばこを受け入れるための開口端を有するリング形キャップ８３によって構成された、ヒーター器具３９の実質的に円筒形空間の中へ差し込まれる。図１に示す軸線方向空気通路を除いて図１に示すような円筒形スリーブ８７は、本発明による実施形態では最早設けられていない。ヒーター器具３９は、また好ましくは、ライター２５の外ハウジング３１をも形成する外面又はバレルを含み、ヒーター装置は、ヒーターブレード１２０と、ヒーター装置のヒーターエレメントのための共通のリード線として役立つ電気伝導ピン又は共通のリード線１０４Ａ、１０４Ｂと、ターミナル端ハブ１１０を固定するスペーサー４９と、を含む。本発明の実施形態によるヒーター器具は、図５に示すように、ヒーターブレード１２０を同心的に取り囲む内円筒形スリーブ又はバレル２００を有し、ヒーターブレード１２０は、開口を備え、図５Ａにもっと明瞭に示す流れ分配要素２０は、これらの開口に挿入される。図６に示すように、内バレル又はスリーブ２００は、外バレル又はスリーブ３００によって同心的に取り囲まれ、外バレル又はスリーブも、好ましくは、内バレル又はスリーブ２００の開口からほぼ半径方向外方に位置した開口３０２及び３０４を備える。外バレル又はスリーブ３００は、好ましくは、ライター２５の外側又は図１に示すハウジング３１を形成する。

差し込まれた紙巻きたばこに対して主として横方向または半径方向の空気流が、紙巻きたばこヒーターブレードから半径方向内方に向かうもっと望ましいエーロゾル空気になることが分かった。図５、５Ａ及び６に、内バレル２００の側孔に差し込んで示し、且つ図３Ａ、３Ｂに示す流れ分配要素２０は、内バレル２００に入る空気流を内バレル２００内のヒーターブレードに均等に分布させるようにするのを助ける。

図３Ａ及び３Ｂに示すように、流れ分配要素２０は、実質的に中空の閉鎖端付円筒体であり、その壁２０ｃには、円筒体の閉鎖端の近くに４つの孔が設けられている。孔３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、流れ分配要素２０の閉鎖端２０ａの近くで流れ分配要素の壁２０ｃに置かれ、そして流れ分配要素の円周の周りに均等に分配される。図３Ｂに示す実施形態では、孔は９０度離れて置かれているが、他の変形形態が可能であり、発明の範囲内に含まれる。

図５及び５Ａに示すように、２つの流れ分配要素は、互いに１８０度間隔を隔てて、内バレル又はスリーブの側壁から突出し、且つヒーター器具の内部に向かって半径方向内方に延びる。孔３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｅは、流れ分配要素２０の中を流れる空気がヒーター器具３９の内側にもっと均一に分配されるように、内スリーブ２００の内部に位置決めされる。図３Ｂに示す孔は、空気を流れ分配要素２０から内スリーブ２００の内部へ流出するとき、空気を４つの異なる方向に強制的に導かせる。

外バレル又はスリーブ３００は、好ましくは内スリーブ２００を同心的に取り囲む、ライターの外ハウジングを形成し、且つ内スリーブ２００の流れ分配要素２０の位置から半径方向外方に位置決めされるのが好ましい開口３０２、３０４を備える。外バレル３００の外側の周囲空気は、喫煙者がヒーター器具３９内に差し込まれた紙巻きたばこを吸うとき、開口３０２、３０４に入り、そして流れ分配要素２０に差し向けられる。外バレル又はスリーブ３００は、好ましくは、開口３０２、３０４が外側の周囲空気に通じるように、ヒーター器具３９を収容するライターの外ハウジングを形成する。

流れ分配要素２０を通過することによって分配された後ヒーターブレード１２０の周りの空間に流入する空気によって引き起こされる改良空気流により、ヒーターブレード１２０内に挿入された紙巻きたばこの加熱によって引き起こされるエーロゾルの全供給量が増大する。ヒーターブレード１２０に近接して紙巻きたばこの加熱によって引き起こされる全体の粒状物質の供給量の改良を測定したところ、ヒーターブレード１２０への且つヒーターブレードの周りのより良い空気流分布のために流れ分配要素２０の利点を含まないヒーター器具３９によって供給される全粒状物質よりも約１０％大きくなっていた。

多くの修正、置換、及び改良が、本文に及び特許請求の範囲に記載の如き本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者に明らかである。特に、流れ分配要素の孔の数は４つに限定されず、孔を分配要素の周りに９０度以外の円周位置に分配させてもよい。加えて、２つの流れ分配要素２０が、内スリーブ２００の壁に互いに略１８０に示されているが、流れ分配要素の数ばかりでなく、内スリーブ又はバレル２００の壁に設ける位置も変えてもよい。

本発明を上述の例示態様と関連して説明したけれども、多くの変形、修正及び変更が当該技術の当業者に明らかであろう。従って、本発明の例示態様を発明の精神及び範囲から逸脱することなくなし得る。

電気式ライターの斜視図である。 内バレル又はスリーブによって取り囲まれたヒーター器具及び関連したヒーターエレメントの横断面図である。 本発明の実施形態による流れ分配要素の横断面図である。 本発明の実施形態による流れ分配要素の図３Ａの矢印Ａ−Ａの方向における断面図である。 電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置におけるヒーターのためのものであって、空気流をヒーターに与える２つの側孔を有する内バレル又はスリーブを示す。 側孔を通して配置された本発明の実施形態による２つの流れ分配要素を含むように修正された図２の内バレルを示す。 その拡大図である。 本発明の実施形態による流れ分配要素を有する、ヒーターのための内バレル及び流れ分配要素から半径方向外方に配置された開口を有する外バレルの側横断面図である。

Claims (18)

1. 電気的喫煙装置のヒーター器具であって、
   内壁を有し、該内壁は、内壁の外周面から内面まで延びる、内壁を貫いた少なくとも１つの開口を有し、
   前記少なくとも１つの開口内に位置決めされ、且つ前記内面から内方に延び、前記ヒーター器具の内部と連通した複数の孔を有する少なくとも１つの流れ分配要素と、
   前記内壁内で前記ヒーター器具の内部に配列された複数のヒーターエレメントと、を有するヒーター器具。
2. 前記内壁は、円筒形であり、前記流れ分配要素のうちの２つは、互いに略１８０度隔てて前記内壁を貫いて延びる、請求項１によるヒーター器具。
3. 前記流れ分配要素の各々は、前記ヒーター器具の中心軸線とほぼ垂直である軸線に沿って前記ヒーター器具の内部へ延び、前記流れ分配要素の各々の前記孔は、前記流れ分配要素の各々の前記軸線から半径方向外方に延びる、請求項２によるヒーター器具。
4. 前記流れ分配要素の各々は、流れ分配要素の軸線から半径方向外方に延びる４つの孔を有する、請求項３によるヒーター器具。
5. 各流れ分配要素の前記孔のうちの２つは、ヒーター器具の中心軸線とほぼ平行な方向に延び、各流れ分配要素の前記孔のうちの２つは、ヒーター器具の中心軸線とほぼ垂直な方向に延びる、請求項４によるヒーター器具。
6. 前記内壁の周りに外壁を更に含む、請求項１によるヒーター器具。
7. 前記外壁は、少なくとも１つの貫通孔を備える、請求項６によるヒーター器具。
8. 外壁は、内壁の周りのほぼ円筒形の壁であり、前記少なくとも１つの貫通孔は、前記少なくとも１つの流れ分配要素からほぼ半径方向外方に設けられる、請求項８によるヒーター器具。
9. 空気流は、前記外壁の前記貫通孔の各々を通過して、前記流れ分配要素の前記孔を通して前記ヒーターエレメントに分配させるべく前記流れ分配要素の各々に入る、請求項８によるヒーター器具。
10. 前記内壁は、円筒形であり、前記流れ分配要素のうちの２つは、互いに略１８０度隔てて前記内壁を貫いて延びる、請求項９によるヒーター器具。
11. 前記流れ分配要素の各々は、前記ヒーター器具の中心軸線とほぼ垂直である軸線に沿って前記ヒーター器具の内部へ延び、前記流れ分配要素の各々の前記孔は、前記流れ分配要素の各々の前記軸線から半径方向外方に延びる、請求項１０によるヒーター器具。
12. 前記流れ分配要素の各々は、流れ分配要素の軸線から半径方向外方に延びる４つの孔を有する、請求項１１によるヒーター器具。
13. 各流れ分配要素の前記孔のうちの２つは、ヒーター器具の中心軸線とほぼ平行な方向に延び、各流れ分配要素の前記孔のうちの２つは、ヒーター器具の中心軸線とほぼ垂直な方向に延びる、請求項１２によるヒーター器具。
14. 電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置の作動方法であって、
    ヒーターブレードと紙巻きたばことの間に作動空間を確立し、
    空気が紙巻きたばこを通して吸われるとき、空気流を挿入された紙巻きたばこに対して異なる方向に流れさせることによって空気流を前記ヒーターブレードに隣接して差し向け、
    電気加熱式紙巻きたばこ喫煙装置においてヒーターブレードと紙巻きたばことの間に作動接触を確立し、
    空気流を、作動接触した紙巻きたばこに隣接した位置で複数の方向に差し向ける、前記方法。
15. 空気流は、ヒーター器具内のヒーターブレードの周りの空間と連通した孔を有する少なくとも１つの流れ分配要素に通される、請求項１４による方法。
16. 前記少なくとも１つの空気流れ分配要素の孔は空気流を少なくとも反対方向に差し向ける、請求項１５による方法。
17. 孔は、空気流を４つの異なる方向に差し向ける、請求項１６による方法。
18. ライターと、紙巻きたばこと、を有し、前記ライターが請求項１−１３のいずれか１項によるヒーター器具を含む、喫煙装置。

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