JP2024517125A - 熱伝達アセンブリ - Google Patents

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ポリゲリーノス,パナギオティス
マリアロス,イオアニス
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Abstract

燃焼することなくシガレットなどのエアロゾル発生媒体を加熱するための熱伝達アセンブリ。熱伝達アセンブリは、吸熱部と、熱調節部と、熱拡散部と、を備える。吸熱部は、第1の温度範囲において、近接する熱源から熱エネルギーを吸収するように構成される。吸熱部は、熱調節部に熱的に連結され、熱調節部は、熱拡散部に熱的に連結される。熱調節部は、熱源から放出された熱エネルギーを吸収し、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部に熱エネルギーを提供するように構成され、第1の温度範囲の最低温度は、第2の温度範囲の最高温度よりも高い。熱調節部は、少なくとも1つの相変化材料を含む。【選択図】図3

Description

(優先権の主張)
本出願は、2021年4月26日に出願された欧州特許出願第21170455.6号からの優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
以下の開示に記載される実施形態は、加熱非燃焼型シガレットなどのエアロゾル発生物質を加熱するための熱伝達アセンブリに関する。エアロゾル発生物質からエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生デバイス、ライターアセンブリ、及び関連する部品のキット、並びに方法が示される。
従来のシガレットは、加工されたタバコロッドと、マウスピースフィルタとを備える、管状チッピングペーパーを含む。シガレットを吸うために、マウスピースフィルタの反対側のシガレットの末端に、シガレットライターを使用して点火する。タバコロッドが燃焼すると、蒸気が放出され、マウスピースフィルタを介してユーザによって吸入される。従来のシガレットは、ますます、例えば、エアロゾル発生物質とマウスピースフィルタとを備えるシガレットが、電気ヒータによって、活性成分が吸入のためにエアロゾル発生物質からの蒸発するのを可能にするのに十分に高く、かつエアロゾル発生物質の燃焼を回避するのに十分に低い温度まで加熱される「加熱非燃焼型」の概念を使用したシガレットに置き換えられつつある。このようにして、「加熱非燃焼型」の喫煙溶液又はシガレットのユーザは、タバコ燃焼に関連する不健康な気体生成物の吸入を伴わずに、又は少なくとも低減しつつ、同等の喫煙体験を享受することができる。
しかしながら、加熱非燃焼型の喫煙溶液の性能は、改善される可能性がある。
第1の態様によれば、燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するための熱伝達アセンブリが提供される。熱伝達アセンブリは、吸熱部と、熱調節部と、熱拡散部と、を備える。吸熱部は、第1の温度範囲において、近接する熱源から熱エネルギーを吸収するように構成される。
吸熱部は、熱調節部に熱的に連結され、熱調節部は、熱拡散部に熱的に連結される。
熱調節部は、熱源から放出された熱エネルギーを吸収し、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部に熱エネルギーを提供するように構成される。第1の温度範囲の最低温度は、第2の温度範囲の最高温度よりも高い。熱調節部は、少なくとも1つの相変化材料を含む。
加熱式シガレットなどの加熱非燃焼型薬草(タバコ)製品のためのデバイスの一態様は、例えば、炎(例えば、シガレットライターの炎)によって発生する熱エネルギーを使用する。このことは、本明細書に使用される加熱非燃焼型デバイスとともにこれまで使用されてきた電子機器及びかさばる電池を必要としないことを意味する。
これにより、加熱非燃焼型デバイスを持ち歩き、それが充電されるのを待つという不便さがなくなる。加熱非燃焼型デバイスを処分するときが来たら、電子部品が存在しないため、処分が容易である。さらに、シガレットライターは、典型的な電池よりも多くの熱を提供することができ、したがって、本明細書の態様による加熱非燃焼型デバイスは、より長い寿命を有し得る。本明細書で論じられる態様による加熱非燃焼型デバイスは、大きな充電式電池アセンブリを備える加熱非燃焼型デバイス電子シガレットと比較して、計量であり、より小さな空間エンベロープを有する。さらに、本明細書で論じられる態様による加熱非燃焼型デバイスは、例えばシガレットライターなどの炎源に基づいていくつかの異なるフォームファクタに成形することができる。また、このような電気部品を省略することにより、コスト効率の良い加熱非燃焼型デバイスを提供することができる。
第2の態様によれば、エアロゾル発生物品に含まれるエアロゾル発生物質からエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生デバイスが提供される。エアロゾルは、エアロゾル発生物質を燃焼させるのではなく加熱させることによって発生する。エアロゾル発生デバイスは、炎源を受け入れるように構成された第1のレセプタクルと、第1の態様による熱伝達アセンブリと、エアロゾル発生物品を受け入れるように構成された第2のレセプタクルと、を備える。使用中に、第1のレセプタクルに隣接するか、又は含まれる炎源(例えば、炎)が、熱エネルギーを発生させ、熱伝達アセンブリの吸熱部に熱エネルギーを伝達するためにユーザによって動作可能であるように構成される。第2のレセプタクルは、エアロゾル発生物品を受け入れるように構成され、熱伝達アセンブリは、熱源からの熱エネルギーが、エアロゾル発生物質を備えるエアロゾル発生デバイスの一部に伝達するように構成され、その結果、エアロゾル発生物質が、燃焼することなくユーザに蒸気を放出する。
効果は、第1の態様による熱伝達アセンブリの利点が、加熱非燃焼型シガレットを使用するシガレット代替物として提供される一体化されたユーザフレンドリーな物品内で実現され得ることである。1つの代替例では、エアロゾル発生デバイスの熱源は、従来のシガレットライターなどに交換可能である。これに加えて、又はこれに代えて、エアロゾル発生デバイスの熱源は、エアロゾル発生デバイスのケーシングに永久的に一体化されてもよいが、ある例は、シガレットライターの原理に従って操作されてもよい。
第3の態様によれば、第1の炎源及び第2の炎源を備える、加熱非燃焼型ライターアセンブリが提供される。ライターアセンブリの遠位端は、第1の熱源の第1の点火機構を備える。ライターの近位端は、第2の熱源と、第2の点火機構と、を備える。ライターアセンブリの近位端は、第2の熱源から熱を吸収するように構成された第1のレセプタクルをさらに備えていてもよい。ライターは、第1の態様又はその実施形態の熱伝達アセンブリをさらに備える。ライターは、エアロゾル発生物品を受け入れるように構成された第2のレセプタクルをさらに備える。
使用中に、第2の熱源は、第2の熱源の第2の点火機構を介してユーザによって動作可能であり、それによって熱エネルギーを発生させ、熱伝達アセンブリの吸熱部に熱エネルギーを伝達するように構成される。これに加えて、又はこれに代えて、第2のレセプタクルは、エアロゾル発生物品を収容し、熱伝達アセンブリは、第2の熱源からの熱エネルギーが、エアロゾル発生物質を備えるエアロゾル発生デバイスの一部に伝達するように構成され、その結果、エアロゾル発生物質が、燃焼することなくユーザに蒸気を放出する。
効果は、第1の態様による熱伝達アセンブリの利点が、シガレットライターに似たユニットで実現可能であることであり、ユーザに、従来の燃焼方法に従ってシガレットを喫煙するか、又は燃焼せずに加熱非燃焼型シガレットを加熱するかの選択を与える。
第4の態様によれば、燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するためのライターアセンブリが提供される。ライターアセンブリは、炎源と、吸熱部と、熱拡散部と、加熱可能な製品受容部と、熱制御部と、熱調節部とを備える。吸熱部は、使用中に炎源によって放出された熱を吸収するように構成される。熱拡散部は、使用中に、炎源から加熱可能な製品受容部への熱伝達を可能にするために、吸熱部及び加熱可能な製品受容部に熱的に連結している。
熱制御部は、炎源及び/又は吸熱部に作動可能に連結している。熱制御部は、炎源及び/又は吸熱部に、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部に熱エネルギーを提供させるように構成され、第1の温度範囲の最低温度は、第2の温度範囲の最高温度よりも高い。熱調節部は、少なくとも1つの相変化材料を含む。
第6の態様によれば、第1の態様によるエアロゾル発生デバイスを使用して、燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するための方法が提供される。この方法は、
-エアロゾル発生デバイスの第1のレセプタクルにライターを挿入することと、
-エアロゾル発生物品をエアロゾル発生デバイスの第2のレセプタクルに挿入することと、
-炎源が、第1の温度で熱エネルギーを放出し、これがエアロゾル発生デバイスの熱伝達アセンブリの吸熱部によって吸収されるように、ライターの点火機構を動作させ、ライターの点火機構が、所定の時間間隔で動作することと、
-熱エネルギーを、少なくとも1つの相変化材料を含む熱調節部を使用して、第1の温度から第2の温度まで、また、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部に伝導する熱エネルギーまで調節することであって、第1の温度範囲の最低温度が、第2の温度範囲の最高温度よりも高い、調節することと、
-熱拡散部を介してエアロゾル発生デバイスの第2のレセプタクルにおいて、熱をエアロゾル発生物品に分配することと、を含む。
本開示によれば、「近位」という用語は、使用中に、加熱非燃焼型シガレットを収容するエアロゾル発生デバイスなどの実質的に長手方向の本体の末端を指す。換言すれば、「近位」という用語は、使用時にユーザの顔に最も近いエアロゾル発生デバイスの末端を指す。したがって、以下の適用において、「遠位」という用語は、使用中に「近位」部分よりもユーザの顔からさらに遠い、エアロゾル発生デバイスなどの実質的に長手方向の本体の末端を指す。
本開示によれば、「熱的に連結された」という用語は、第1の要素に近接する熱源によって発生した熱が、熱的な連結を介して第2の要素に広がることができることを意味する。熱的な連結は、発生した熱を制御可能な方法で方向付けるか、又は経路付けることができるという特性を有する。この用語は、熱伝導、熱対流、及び放射を含む。例えば、2つの要素間の熱的な連結は、第1の例では、2つの要素を接続する良好な熱伝導率を有する金属構成要素によって提供されてもよい。金属構成要素の形状は、熱の流れの方向が制御されることを可能にする。第2の例では、空気で満たされた管は、炎から吸収要素への加熱空気の対流を可能にすることができる。吸収要素は、第3の例では、そのような炎からの放射熱を吸収することができる。
本開示によれば、「熱伝導接触」という用語は、アセンブリの2つの部材が物理的に接触しており、それらの間で比較的効率的な程度の熱伝達も可能にする特性を指す。例えば、2つの当接する銅部材は、2つの銅部材間の熱流が効率的であるので、熱伝導接触していると考えられるだろう。しかしながら、ガラス部材に当接する銅部材は、銅の熱伝導率(典型的には約400W/mK)と比較してガラスの熱伝導率が低い(典型的には1W/mK)ために、物理的に接触しているが熱伝導接触していないと考えられる。換言すれば、「熱伝導接触」という用語は、少なくとも2つの区別可能な部材が物理的に接触しており、それぞれが比較的高い熱伝導率を有する材料から作製されるか、又はそれを含むことを意味する。
したがって、本明細書は、熱がガスライターによって提供される加熱非燃焼型デバイスの設計によって、電気的に加熱された供給源を使用せずに、加熱式タバコの喫煙を可能にする。そのような喫煙デバイスは、熱源としてガスライターによって生成する炎を使用して、必要なときに熱エネルギーをゆっくりと放出する貯蔵剤(例えば相変化材料)にエネルギーを貯蔵するか、又はエアロゾル発生物質に直接的に炎が発生させた熱の一部分のみを伝達することができる。
本明細書に記載される態様及び実施形態によるさらなる考慮事項は、デバイス内で圧縮ガス又は燃料又は他の燃料(イソブタンなど)を使用するライター様炎の生成である。エアロゾル発生デバイス内にスライドさせるか、又はエアロゾル発生デバイス上に追加することができる「既製のライター」を熱源として使用することができる。さらに、エアロゾル発生デバイスは、再充填可能な燃料コンパートメント又は予め充填された燃料コンパートメントを有する埋め込みライター機構を備えてもよい。
エアロゾル発生デバイスを通る空気の流れは、炎が点火され、エアロゾル発生デバイスの本体の内部に維持され、その外部構造を加熱することなく、ユーザがエアロゾル発生デバイスを手で保持したり、デバイスをポケットに入れたり、又はデバイスをバッグに入れたりするときにユーザを保護するように提供される。
エアロゾル発生デバイスは、伝導性加熱要素、又は熱エネルギーを貯蔵し、放出する相変化材料などの貯蔵要素によって制御された方式で、炎によって発生した熱エネルギーをタバコへと伝達するのを可能にする。伝導性加熱要素又は貯蔵要素に貯蔵された熱エネルギーは、熱伝導性要素を使用して、タバコの周囲又はタバコの内部でタバコを加熱するために適用され得る。その結果、エアロゾル発生物質の複数回の加熱及び喫煙サイクルは、後に熱エネルギーに変換される電池に貯蔵された電気エネルギーではなく、炎を用いて達成することができる。
結果として、本明細書は、電子機器又は電池を必要とすることなく、炎を使用して燃焼することなく消費可能なシガレットを加熱することができる加熱式タバコのためのエアロゾル発生デバイスを提供する。空気の流れのための配置、及びその加熱非燃焼型デバイスの内部での炎の制御又は安全な展開が可能にされる。熱の貯蔵及び炎からエアロゾル発生物質、例えばタバコ製品への熱伝達のための配置、並びに喫煙持続時間のためのタバコ製品への熱の均一な分布のための配置が記載される。
他の特徴は、本開示の一部を形成する添付図面から明らかになるであろう。図面は、本開示をさらに説明し、当業者が本開示を実施することを可能にすることを意図する。しかしながら、図面は非限定的な例として意図される。異なる図中の共通の参照番号は、類似又は同様の特徴を示す。
第1の態様による加熱非燃焼型アセンブリのシステム図を概略的に示す。 エアロゾル発生物品が挿入されたエアロゾル発生デバイスを概略的に示す。 エアロゾル発生物品のないエアロゾル発生デバイスを概略的に示す。 エアロゾル発生デバイスを、主要な部品を示す透視図で概略的に示す。 主軸に沿った断面切断によるエアロゾル発生デバイスの内部配置を概略的に示す。 エアロゾル発生デバイスの内部配置の側面図を概略的に示す。 代替的な熱拡散部と、代替的な熱調節部と、を備え、PCM材料の部分的な熱バイパスを有する、エアロゾル発生デバイスの内部配置の側面図を概略的に示す。 気体流路を備えるエアロゾル発生デバイスの一部の内部配置の側面図を概略的に示す。 エアロゾル発生物品が挿入されていない、加熱非燃焼型ライターアセンブリの第1の例の等角図を概略的に示す。 エアロゾル発生物品が挿入されていない、加熱非燃焼型ライターアセンブリの第1の例の側面図を概略的に示す。 エアロゾル発生物品が挿入されている、加熱非燃焼型ライターアセンブリの第2の例の等角図を概略的に示す。 エアロゾル発生物品が挿入されている、加熱非燃焼型ライターアセンブリの第2の例の側面図を概略的に示す。 図8a及び図8bで紹介された加熱非燃焼型ライターアセンブリの遠位端と近位端との間の長手方向軸に沿った切断側面図を概略的に示す。 第6の態様による方法を概略的に示す。
従来の「加熱非燃焼型」デバイス(又は加熱式タバコデバイス)は、背景技術のセクションで論じたように、エアロゾル発生物品中のタバコなどの熱的に活性化されるエアロゾル発生物質を燃焼させるのではなく、加熱する。「加熱非燃焼型」デバイスによって発生した蒸気は、より少ない有害化合物を含有し、健康を意識する消費者にとって魅力的である。このような製品中のタバコは、World Health Organisation in the publication「Heated Tobacco Products,a Brief」,WHO,2020の定義によれば、「ニコチン及び他の化学物質を含有する放出物を生成するために、点火に達することなく加熱される」。
典型的には、エアロゾル発生物質は、従来のシガレットに似たロッドの形態で提供される。ロッドは、電気式の「加熱非燃焼型」ハンドセット上のレセプタクルに挿入される。ロッドがレセプタクル内に挿入されると、エアロゾル発生物質を備えるロッドの活性部分は、加熱コイル、及び/又はロッド内に挿入可能なブレードなどの金属製の細長い構造と密に接触する。加熱コイルへ電気エネルギーを加えると、エアロゾル発生物質が、加熱コイル及び/又は金属製の細長い構造体によって加熱される。蒸気は、エアロゾル発生物質から放出され、ユーザからの吸入動作によって、ロッドの残りの部分を通って引き出され得る。
しかしながら、従来の加熱非燃焼型デバイスは、電気エネルギーを、タバコを加熱するために使用され得る熱エネルギーに変換するために、精巧な制御電子機器及び大きな電池を必要とする。たとえそうであっても、加熱非燃焼型デバイスにおける電気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率は、非効率的である。電池及び電子デバイスの処分は、そのような電子デバイス内に含まれる物質が特別な処分手順を必要とするので、複雑である。従来の電気式の加熱非燃焼型デバイスは、ユーザが持ち歩く必要がある、かさばって重い構成要素を備えている。従来の電気式の加熱非燃焼型デバイスは、補助充電ケーブルによる電気再充電を必要とする。これは不便であり、時間がかかる。
いくつかの加熱非燃焼型製品は、液体を加熱して蒸気放出を生じさせ、これが例えばユーザの吸入によって、タバコ(薬草)プラグを通して吸い込まれ、タバコプラグから風味及びニコチンを吸収してもよい。いくつかの加熱非燃焼型製品は、ばらタバコを加熱する通気チャンバを備える。さらに他の加熱非燃焼型製品は、通常のシガレットと同様のサイズ及び形状を有し、電気的に加熱され得るガラス繊維で包まれたカーボンチップを備える。
典型的には、加熱非燃焼型デバイスは、エアロゾル発生物質を350℃(662°F)まで加熱する。この温度は、従来のシガレットを燃焼させるのに必要な温度よりもはるかに低い。従来のシガレットは、約900℃(1652°F)の温度でタバコを燃焼させる。しかしながら、タバコ葉を350℃まで加熱しても、非常に低い効率で大量の電気エネルギーを消費する可能性がある(例えば、使用される電池の内部抵抗のため)。
シガレットライター、例えばBIC J26の「Maxi」(商標)などのブタンライターは、加圧液体ブタンを含む。トリガー要素を押すと、ブタンがノズルから細い気体流で放出される。実質的に同時に、点火スパークは、鋼鉄に対してフリントを打つように構成されたストライキングホイールを使用して、又は圧電結晶の圧縮によって提供され得る。ブタンの細い流れが点火され、炎の先端に近接して測定する場合、約2000℃(3600°F)で燃焼する。
ブタンライターは、炎を支えるのに必要な量の液体ブタンしか使用せず、したがって燃料消費が効率的であるので、ブタンシガレットライターは魅力的な特性を有する。さらに、シガレットライターは、例えば一緒に超音波溶接された単純なプラスチック部品から製造される。点火前にブタンが放出されるように構成されたノズルは、典型的には、所定の発熱量の安定した炎を可能にするベンチュリノズルの形態である。リザーバからブタンを放出し、スパークホイールを作動させる機構は、制御電子機器よりもかなり単純である。したがって、シガレットライターは、燃焼することなくエアロゾル発生物質を加熱するために利用することができる、単純で制御可能で効率的な熱源を提供する。
したがって、本明細書は、燃焼せずに物質を加熱するためにエアロゾル発生デバイスに組み込まれ得る熱伝達アセンブリ10を提供することを提案する。熱伝達アセンブリ10は、熱源12から熱を吸収するように構成されている。例えば、熱伝達アセンブリ10は、シガレットライター又はシガーライターから熱を吸収するように構成される。熱伝達アセンブリ10は、エアロゾル発生物質が燃焼することなく加熱され得る温度範囲で炎源から吸収された熱エネルギーを放出するように構成される。
したがって、タバコなどのエアロゾル発生物質を「燃焼させずに加熱する」ためのエアロゾル発生デバイスは、著しく簡略化され、例えば、制御電子機器又は電池を必要としない。
熱伝達アセンブリ10は、相変化材料(phase change material、PCM)35を含んでいてもよい。PCMは、1つの相から別の相への変化(典型的には融解及び凍結)のプロセス中に熱エネルギーを貯蔵し、放出する。PCMが凍結すると、融解潜熱又は結晶化エネルギーの形態でエネルギーを放出する。PCMが融解すると、PCMが固体から液体に変化する際に、等しい量のエネルギーが直接の環境から吸収される。PCMのこの特性は、熱エネルギー貯蔵、熱障壁、又は熱遅延要素が提供されることを可能にする。
極低温範囲から数百℃までの温度で凍結し、融解する多数の異なるPCM材料が特定され、開発されている。したがって、本明細書は、例えば、PCMを使用して、裸の炎(シガレットライターブタンの炎など)の高温をより低い温度に変換し、例えば、裸の炎によって放出されたエネルギーを貯蔵し、裸の炎が存在するよりも長い期間にわたってエネルギーを放出する熱バッファを提供することを提案する。
本明細書はさらに、そのような熱伝達アセンブリを、加熱非燃焼型の原理で機能するエアロゾル発生デバイスに適用することを提案する。特に、一体化された加熱非燃焼型デバイス、従来のシガレットライターを使用して再充填することができる加熱非燃焼型デバイス、又は従来のシガレットライターの末端にクリップ留めするためのデバイスが、本明細書で提案される。したがって、本明細書は、第1の態様及びその実施形態に従って、加熱非燃焼型の原理に従って機能する様々な異なるエアロゾル発生デバイス8に適用され得る熱伝達アセンブリ10の詳細を説明する。第2及び第3の態様並びにそれらの実施形態は、第1の態様の熱伝達アセンブリ10がその中に組み込まれた特定の加熱非燃焼型喫煙物品に関する。
第1の態様によれば、燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するための熱伝達アセンブリ10が提供される。熱伝達アセンブリは、吸熱部30と、熱調節部32と、熱拡散部34と、を備える。吸熱部30は、第1の温度範囲において、近接する熱源から熱エネルギーを吸収するように構成される。吸熱部30は、熱調節部32に熱的に連結され、熱調節部32は、熱拡散部34に熱的に連結される。熱調節部32は、熱源から放出された熱エネルギーを吸収し、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部34に熱エネルギーを提供するように構成され、第1の温度範囲の最低温度は、第2の温度範囲の最高温度よりも高く、熱調節部32は、少なくとも1つの相変化材料35を含む。
図1は、第1の態様による加熱非燃焼型アセンブリのシステム図を概略的に示す。
吸熱部30、熱調節部32、及び熱拡散部34を通る熱の流れの方向は、矢印を用いて概略的に示されている。ある実施形態では、熱伝達アセンブリ10は、例えば熱源12を備えるエアロゾル発生デバイス8に組み込まれてもよい。ある例では、熱源12は、炎源である。ある例では、炎源は、燃料前駆体の触媒燃焼を介して炎を発生させる。
熱源12は、例えば、燃料リザーバ14、燃料弁16、燃料ノズル18、及び点火部20を備えていてもよい。ある実施形態では、熱源12は、ブタンシガレットライターである。他の実施形態では、熱伝達アセンブリ10の吸熱部30は、火のついたマッチなどの別の炎源から熱エネルギーを吸収するように構成される。ある例では、熱源12は、350℃を超えて燃焼させることができるライターのような炎を発生させることができる。ある例では、炎は、層流である(ガスシガレットライターによって生成されるような)。別の例では、炎は、点火前に圧縮気体燃料を予め混合するジェット又はターボ炎に似ている(ターボガスライターに類似している)。吸熱部30、熱調節部32、及び熱拡散部34の間の熱経路は、もっぱら熱伝導によるものであってもよい。これに代えて、吸熱部30、熱調節部32、及び熱拡散部34の間の熱経路は、熱対流及び/又は熱放射の成分を含むこともできる。
ある実施形態では、空洞を形成する吸熱部の内周の第2の部分は、熱拡散部に熱的に連結される吸熱部の外周の第2の部分に熱を伝導することができる熱伝導性部分である。
ある実施形態では、吸熱部30は、断熱材31を含む。断熱材31は、熱源12からの熱エネルギーが、吸熱部30からユーザが保持している加熱非燃焼型アセンブリ8の部品に伝導され、対流されるか、又は放射されるのを防止する。ある例では、吸熱部30は、熱源12によって生成された炎を実質的に取り囲むことができる空洞又はチャンバを備える。ある例では、空洞又はチャンバは、吸熱部中の炎を育てるための周囲気体流の供給を可能にする少なくとも1つの入口を備える。ある例では、空洞又はチャンバは、空洞から環境への排気煙及び/又は過剰な熱の通気を可能にする少なくとも1つの出口を備える。
ある実施形態では、熱源は、電気熱源ではない。
ある実施形態では、吸熱部30は、使用中に、熱源12によって生成された炎を実質的に取り囲み、炎源から熱エネルギーを伝導するように構成された空洞を備える。
ある実施形態では、吸熱部30は、空洞の内側から熱調節部32の表面へと熱を伝達することができる熱伝導性部分136aをさらに備える。
ある実施形態では、空洞を形成する吸熱部30は、使用中に、吸熱部30の対応する外周への熱伝導に対して絶縁するように構成された絶縁部分162を有する内周を備える。
ある実施形態では、空洞又はチャンバの外側本体が、ユーザの皮膚が耐えることができる温度範囲に留まることを確実にするために、吸熱部30の外周は、断熱材の一部分によって実質的に取り囲まれていてもよい。
ある例では、ケーシング部材102a~dの外周、吸熱部30、熱調節部32、及び熱拡散部34の温度は、人間の皮膚に直接接触するのに安全な温度、例えば、40℃を超えない。ある例では、ケーシング部材102a~dの外周は、使用中にユーザが触れることを避けるべきであるケーシング部材102a~dの外側表面上の領域をユーザに警告する警告マーカー又はラベル(図示せず)を備えている。
ある実施形態では、吸熱部30は、高温で変形又は溶融しない耐火性材料を含む。ある実施形態では、内周の第1の部分は、アルミナ、中実ガラス、ガラス繊維、シリカ、Kapton(商標)、セルロース、ミネラルウール、ポリスチレン、マイカ系絶縁体、及び/又は炭素を含む。
ある実施形態では、熱調節部32は、吸熱部30を介して熱源12からエネルギーを吸収し、異なる温度で熱拡散部34を介してエネルギーを放出することができる相変化材料35を含む。ある例では、熱調節部は、異なる時間に熱を放出する。
ある実施形態では、熱調節部32は、相変化材料35を密封可能に閉じ込める、レセプタクル、例えば、密封された剛性又は半剛性の容器を備える。レセプタクルは、相変化材料35をケーシング部材102a~dの内部の残りの部分から隔離する。相変化材料35は、加熱されて液相になると、ケーシング部材102a~dの所望の部分に隔離される。ある実施形態では、相変化材料35を収容するためのレセプタクルは、少なくとも部分的に、ケーシング部材102a~dと一体的に形成される。
したがって、熱調節部32は、ある例では、熱遅延要素及び/又は熱調節要素として機能し得る。他の材料及び構造は、相変化材料35を含まずに、及び/又は相変化材料35に加えて、熱遅延要素及び/又は熱調節要素として機能することができる。
例えば、熱調節部は、吸熱部30を熱拡散部34に熱的に連結する複数の放散ベーンを備える長手方向に成形された金属要素から構成されてもよい。この例では、熱が吸熱部30に加えられると、複数の放散ベーンからの熱放散が、熱拡散部34における熱増加率を低下させる。
吸熱部30と熱調節部32とは、吸熱部30によって吸収された熱が熱調節部32に流れることができるように接続されている。ある実施形態では、吸熱部30は、熱調節部32と物理的に接触しているか、又は当接している。ある実施形態では、吸熱部30、及び熱調節部32の少なくとも一部分は、同じ材料から一体的に形成されてもよい。例えば、熱調節部32は、相変化材料35を含有する密封体を備えてもよい。ある実施形態では、相変化材料35を含有するように構成された密封体は、吸熱部30、及び/又は熱拡散部34と一体的に形成されてもよい。
熱拡散部34は、熱調節部32に貯蔵された熱を、加熱非燃焼型消費製品が収容され得るレセプタクルに伝達することを可能にするために、熱伝達材料37を含み得る。
ある実施形態では、内周及び外周の第2の部分は、熱調節部、熱調節部の一部分、又は熱調節部を備える密封体に伝導接触する熱伝導性要素を備える。
ある実施形態では、吸熱部30は、吸熱部によって提供される空洞内に延び、使用中に、炎と吸熱部の内周との間の熱エネルギー伝達の効率を改善するためように構成された、少なくとも1つの熱伝導性突出部又はベーンを備える。
ある実施形態では、吸熱部によって画定される空洞は、熱伝達アセンブリの長手方向に垂直な平面において、実質的に円筒形又は卵型の断面を有し、円筒形又は卵型の断面の直径又は主軸は、5mm~30mmの範囲に含まれる。
ある実施形態では、吸熱部は、熱伝達アセンブリの長手方向に沿って5mm~50mmの範囲の長さを有する。
ある実施形態では、熱調節部は、少なくとも1つの相変化材料を含有する密封体を備え、密封体の第1の部分は、吸熱部と熱伝導接触しており、密封体の第2の部分は、熱拡散部と熱伝導接触している。
ある実施形態では、熱調節部は、それぞれ、少なくとも第1及び第2の相変化材料、又は少なくとも第1及び第2の相変化材料を含む少なくとも第1及び第2の密封体を含み、第1の相変化材料は、第2の相変化材料とは異なる相転移温度を有する。
ある実施形態では、少なくとも1つの相変化材料は、塩水和物、バロカロリック(barocaloric)材料、メカノカロリック(mechanocaloric)材料、メグネトカロリック(magnetocaloric)材料、パラフィン、酢酸ナトリウム、ナフタレン、ワックス、ポリエチレンオキシド、金属、金属塩、共晶塩の混合物、グラウバー塩、又は合金から選択される。
使用され得る他の相変化材料は、例えば、ナトリウム及びカリウムの硝酸塩、水酸化物、炭酸塩、バナジウム酸塩、モリブデン酸塩、及び/又は金属合金である。
ある例では、相変化材料は、KNO及びKCl(融点307℃)、KNO及びKCO(融点325℃)、KNO及びLiOH(融点330℃)、KCl及びMnCl(融点417℃)、CaCl及びLiCl(融点475℃)などの溶融塩二成分系であってもよい。例として、相変化材料は、溶融塩三成分系であってもよい。
ある実施形態では、熱調節部34は、特定の閾値(例えば、350℃)までの温度を受け入れ、残りの熱を環境に廃棄することができるように、高い熱伝導率を有するヒートシンク又は熱交換器である。ある例では、熱調節部は、アルミニウム、銅、又は包まれた液体である。
ある実施形態では、第1の温度範囲は、ライターなどの炎源の温度範囲を含み、第2の温度範囲は、加熱非燃焼型シガレットのエアロゾル源のエアロゾル化温度を含む。
ある実施形態では、第1の温度範囲は、1000℃よりも高く、第2の温度範囲は、120℃未満である。
ある実施形態では、第1の温度範囲は、900℃よりも高く、第2の温度範囲は、400℃未満である。
ある実施形態では、第1の温度範囲は、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、又は1100℃のうちの1つよりも高い。
ある実施形態では、第2の温度範囲は、1000℃、950℃、900℃、850℃、800℃、750℃、700℃、650℃、600℃、550℃、500℃、450℃、425℃、400℃、375℃、350℃、325℃、300℃、275℃、又は250℃のうちの1つ未満である。
ある実施形態では、熱調節部は、熱調節部に含まれる少なくとも1つの相変化材料35を通るバイパス137(熱バイパス)を介して、熱の一部を吸熱部30、130、230から熱拡散部34、134、234へと熱伝導するようにさらに構成される。
ある実施形態では、熱拡散部34は、熱伝導性ロッド、スパイク、又はブレードを備える。
ある実施形態では、熱伝導性ロッド、スパイク、又はブレードは、使用中に、熱拡散部内に挿入された加熱非燃焼型シガレット内に、加熱非燃焼型シガレットの長手方向軸に沿って2mm~50mmだけ突出するように構成される。
ある実施形態では、熱拡散部34は、その中の1つ以上の揮発性化合物のエアロゾル化を可能にするように加熱非燃焼型シガレットに熱を伝達するように構成される。
ある実施形態では、熱拡散部34は、熱調節部32と熱的に接触する少なくとも1つの細長い熱伝導性部材を備える。細長い熱伝導性部材は、加熱非燃焼型シガレットを熱拡散部34に挿入すると、加熱非燃焼型シガレット内に留まるように構成される。そのような構成の効果は、熱が、例えば、チッピングペーパーを通って放射又は伝導する必要なく、エアロゾル発生物品110の内部部分に含まれるエアロゾル発生物質材料、又は別の気体放出及び熱活性化物質に直接的に運ばれ得ることである。
ある実施形態では、熱拡散部34は、使用中に加熱非燃焼型シガレットを受け入れ、及び/又は物理的に支持するように構成された熱伝導性レセプタクル(例えば、管)を備えていてもよく、熱伝導性レセプタクルは、熱調節部32と熱的に接触している。
ある実施形態では、熱伝導性レセプタクル及び/又は熱伝導性部材は、ステンレス鋼、銅、熱伝導性ペースト、ニッケル、アルミニウム、クロム、スズ、鉄などを含む金属合金を含む。
ここで、熱伝達要素10を備えるエアロゾル発生デバイス100の特定の実施態様について論じる。
第2の態様によれば、エアロゾル発生物品110に含まれるエアロゾル発生物質からエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生デバイス100が提供される。エアロゾルは、エアロゾル発生物質を燃焼させるのではなく加熱させることによって発生する。エアロゾル発生デバイスは、熱源を受け入れるように構成された第1のレセプタクル146aを備える。
第2の態様では、第1の態様又はその実施形態による熱伝達アセンブリ10、及びエアロゾル発生物品110を受け入れるように構成された第2のレセプタクル140aが提供される。
使用中に、第1のレセプタクル146aに隣接するか、又は含まれる熱源12は、熱エネルギーを発生させ、熱伝達アセンブリ10の吸熱部に熱エネルギーを伝達するためにユーザによって動作可能であるように構成される。第2のレセプタクル140aは、エアロゾル発生物品を受け入れるように構成され、熱伝達アセンブリ10は、熱源からの熱エネルギーが、エアロゾル発生物質を備えるエアロゾル発生デバイスの一部に伝達するように構成され、その結果、エアロゾル発生物質が、燃焼することなくユーザに蒸気を放出する。
図2aは、エアロゾル発生物品110が挿入されたエアロゾル発生デバイス100を概略的に示す。エアロゾル発生デバイス100は、エアロゾル発生デバイス100の遠位端104と近位端106との間に分布したケーシング部材102a~dを備える。本明細書では、近位端106は、ユーザがエアロゾル発生物品110を中に挿入するエアロゾル発生デバイス100の末端である。遠位端104は、エアロゾル発生デバイス100の主長手方向軸に沿って近位端106から最も離れたエアロゾル発生デバイス100の末端である。換言すれば、遠位端104は、使用中にエアロゾル発生デバイス100のユーザの顔から最も離れたエアロゾル発生デバイス100の末端である。
図2aに示されるエアロゾル発生デバイス100は、第1の態様による熱伝達アセンブリ10を収容する(閉じ込める)ように構成されたケーシング部材102a~dを備える。ある例では、熱拡散部34(図示せず)は、ケーシングの近位端106により近く、吸熱部30(図示せず)は、ケーシングの遠位端104により近い。したがって、ケーシングの遠位端104は、例えば、入口空気が吸熱部30に供給されることを可能にする空気開口部分10を備える。図示されるように、ケーシング部材102a~dは、遠位ケーシング部分102a、アクチュエータケーシング部分102b、中央ケーシング部分102c、及び近位ケーシング部分102dに分割される。
この例では、遠位ケーシング部分102a及び近位ケーシング部分102dは、審美的及び/又は人間工学的効果のためにテーパを備える。ある例では、アクチュエーティングケーシング部分102bは、ユーザが熱源をオン及びオフに切り替えることを可能にするアクチュエータを備える。
図2aには、近位ケーシング部分102dに設けられた長手方向レセプタクルに挿入されたエアロゾル発生物品100の部分図も示されている。ある例では、ケーシング102の1つ以上の部分が一体的に形成される。ある例では、ケーシング102全体が一体的に形成される。ある例では、遠位ケーシング部分102a及びアクチュエータケーシング部分102bは、シガレットライターなどの熱源12をケーシング102の内側に配置することができるように、それぞれの部分の接続及び分離を可能にする嵌合面を備える。この例では、嵌合面は、相補的なねじ山又は戻り止めである。ある例では、遠位ケーシング部分102a及びアクチュエータケーシング部分102bは、「スナップ嵌め」又は単回使用接続を有し、その結果、シガレットライターなどの熱源12をエアロゾル発生デバイス100の内側に永久的に取り付けることができる。
図2bは、エアロゾル発生物品110のないエアロゾル発生デバイス100を概略的に示す。
図3は、エアロゾル発生デバイス100を、主要な構成要素の配置を示す透視図で概略的に示す。
エアロゾル発生デバイス100の炎源部分146に含まれる燃料リザーバ114は、ルーメン123を介して液体ブタンを燃料ノズル118に移すように構成される。ノズル118は、伝熱アセンブリ10の吸熱部30として機能する燃焼チャンバ130に近接して配置される。燃料アクチュエータ120は、燃料リザーバ114からの燃料の放出、及びノズル118に近接する炎点火部の動作を制御する。
ノズル118の長手方向反対側で、燃焼チャンバ130は、相変化材料35を含む熱調節部32に当接する。別の実施形態では、熱調節部32は、相変化材料35を含む必要はない。この例では、吸熱部30を形成する空洞は、ケーシング102内の炎119aを包含する空洞の境界の例を透明に描くために、点線を使用して図3に示されている。熱拡散部34は存在するが、ケーシング102の近位端のレセプタクル内に挿入されたエアロゾル発生物品110によって覆い隠されているため、図3では見えない。
使用中に、ユーザは、エアロゾル発生物品110が熱伝達アセンブリ10の熱拡散部34に当接するか、それによって取り囲まれるか、又はそれと熱的に接触するように、エアロゾル発生物品110をケーシング102の近位端106でレセプタクル内に挿入する。熱拡散部は、エアロゾル化可能な物質を含むエアロゾル発生物品を加熱することが可能な多くの異なる物理的形態で提供されてもよく、そのいくつかは後で説明される。
図4は、主軸に沿った断面切断によるエアロゾル発生デバイス100の別の実施形態の内部配置を概略的に示す。この実施形態は、近位端106に管状熱拡散部133を備えるため、図3の実施形態とは異なる。管状熱拡散部133は、熱拡散部として機能し得る。管状熱拡散部133は、熱調節部132に熱的に連結される。したがって、管状熱拡散部133は、一体型熱拡散部134の代替又は追加であってもよい。エアロゾル発生物品110と破壊的に、又は相対的に相互作用するブレードなどの1つ以上の細長い要素ではなく、管状熱拡散部133は、エアロゾル発生物品110がその中に挿入される燃焼チャンバ130を形成する。
換言すれば、管状熱拡散部133は、エアロゾル発生物品の外部表面からエアロゾル発生物品110を加熱する包囲構成要素である。この効果は、エアロゾル発生物品110のより大きな表面積が管状熱拡散部133からの熱にさらされるため、エアロゾル発生物品110の周囲及び内側に、熱がより均一に分配されることである。
図4に示されるエアロゾル発生デバイス100のさらなる実施形態の残りの要素は、図3の実施形態に関連して説明したものと実質的に同様である。
図5は、エアロゾル発生デバイス100の内部配置の側面図を概略的に示す。
エアロゾル発生デバイス100の近位端106からエアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に沿ってエアロゾル発生デバイス100の遠位端104まで画定されるエアロゾル発生デバイス100の主要な要素がここで紹介される。
エアロゾル発生デバイス100は、全体として、円筒形の断面を有していてもよい。ある実施形態では、円筒形の近位端106及び/又は遠位端104は、例えば人間工学的な利便性のために、エアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に向かって部分的にテーパ状になっていてもよい。別の例では、エアロゾル発生デバイス100は、三角形、四角形、五角形、六角形などの断面を有していてもよい。エアロゾル発生デバイス100は、長方形又は台形の断面を有してもよい。エアロゾル発生デバイス100は、エアロゾル発生デバイス100の長手方向軸が遠位端104から近位端106まで横断するにつれて変化する可変断面を備えていてもよい。例えば、ユーザの指による把持を改善するために、エアロゾル発生デバイス100の外部断面の一部又は全部にわたって波状パターンが設けられてもよい。
エアロゾル発生デバイスの寸法は上限があり、例えば、平均的な人間の手が快適に保持することができる最大寸法によって制約を受ける。エアロゾル発生デバイス100の寸法は下限があり、例えば、典型的なエアロゾル発生物品110及び/又はライターなどの典型的な炎源の寸法によって制約を受ける。
ある例では、例示的なエアロゾル発生デバイス110の寸法は、長手方向軸に沿って実質的に一定の直径を有する円筒形である。例示的なエアロゾル発生デバイス110の直径は、従来のシガレットと同等であり、約7mm~9mmである。例示的なエアロゾル発生デバイス110の長さは、従来のシガレットと同等であり、70~110mmの長さである。
もちろん、例示的なエアロゾル発生デバイス110の寸法及び形状は多くの形態をとることができ、先に引用した数字は例である。
エアロゾル発生デバイス100の遠位端104から始まり、炎源部分146は、炎源を収容することができる第1のレセプタクル146aを備える。炎源は、ケーシング102の特定のサイズ及び設計考慮事項並びに炎源の性質に応じて、遠位ケーシング部分102a及び/又はアクチュエータケーシング部分102b内に保持されてもよい。
ある例では、炎源は、BIC J26の「Maxi」(商標)などの汎用ライターであってもよいが、一般的なライターが示されている。BIC J26の「Maxi」(商標)の外側寸法エンベロープは、80mm×25mm×15mmであり、重量は20~30グラムである。もちろん、炎源は、任意の他の種類のライター又は炎源であってもよい。ある例では、炎源は、ケーシング102の第1のレセプタクル146a内に収容された燃料リザーバ114を備える。ある例では、炎源は、一般的なライターに似ているが、ケーシング102と一体的に形成される。
ある例(図示せず)では、ケーシング102は、ケーシング102を複数の別個の部品に分離することを可能にするユーザが動作可能なジョイントを備えてもよい。例えば、ケーシング102は、遠位ケーシング部分102a及びアクチュエータケーシング部分102bを備える第1の分離可能部分に分割されてもよい。第2の分離可能部分は、中心ケーシング部分102c及び近位ケーシング部分102dを備えてもよい。第1及び第2の分離可能部分は、例えば、ペンのように回して外すことができる。分離されると、取り外し可能なライターが、第1の分離可能部分において交換されてもよい。
図示した例では、炎源部分146は、加圧ライニングによって取り囲まれた燃料リザーバ114から構成された一体型炎源を備える。ルーメン123は、燃料リザーバ114の内側から、実質的に遠位端104から近位端106まで延びる軸の長手方向に沿って延び、ノズル118で終端する。
ある例では、燃料ノズル118は、使用中の炎の特性を改善するように特別に成形される。例えば、ノズルは、ベンチュリノズルであってもよい。燃料アクチュエータ120は、アクチュエータケーシング部分102bの壁に配置され、燃料リザーバ114からノズル118への燃料流を制御することができる弁(図示せず)に作動可能に連結される。点火手段150も、燃料アクチュエータ120に作動可能に連結される。これにより、点火インパルスがノズル118の近傍で放出されることを可能にする。例えば、点火手段150は、スパーキングホイールであってもよく、その結果、燃料アクチュエータ120がユーザによって押し下げられたときに、ノズル118の近傍でスパークが省略され、燃料リザーバ114からノズル118へ通過する燃料に点火する。点火スパークを提供するために圧電要素を使用することもできる。
エアロゾル発生デバイス100の燃焼チャンバ部分144は、その遠位に位置する末端にノズル118を備える。燃焼チャンバ部分144の近位に位置する末端は、エアロゾル発生デバイス100の熱管理部分142に当接する。
燃焼チャンバ部分144のかなりの割合が、燃焼チャンバ130(空洞)を備える。燃焼チャンバは、裸の炎が中で燃焼するための環境を提供することによって吸熱部30として機能する。燃焼チャンバ130は、熱エネルギーを熱調節部132に向かわせる。燃焼チャンバは、熱がケーシング部材102a~dに伝導又は放射することを防止する(ケーシングを加熱することは、ユーザを傷つける可能性がある)。燃焼チャンバ130は、燃焼チャンバ部分144の遠位壁によって画定される。
図5の例では、燃焼チャンバ部分144の遠位壁は、ノズル118を備えるが、ノズル118は、燃焼チャンバ部分144内の他の位置から燃焼チャンバ130内に排出されてもよいことを理解されたい。燃焼チャンバ130は、燃焼チャンバ部分144の近位壁によってさらに画定されてもよい。燃焼チャンバ部分144の近位壁の少なくとも一部分は、吸熱部136の第1の部分136aを備える。換言すれば、吸熱部136の第1の部分136aは、ノズル118から放出された燃料によって供給される炎の点火によって燃焼チャンバ130の内側に放出された熱エネルギーを吸収するように配置されている。
当業者であれば、前述の段落で説明した特注の炎源部146の設計を、ケーシング102の適切な成形品又は切り抜きの中に保持される汎用シガレットライターに置き換えてもよいことを理解するであろう。さらに、当業者であれば、燃焼チャンバ130内に燃料を放出するためのノズル118の使用は例示的なものであり、ウィックなどの燃料分配手段が燃焼チャンバ130内で炎を維持することもできることを理解するであろう。
明確にするために図5には示されていないが、燃焼チャンバ130は、空気供給経路及び/又は排気経路を備える。ある実施形態では、空気供給経路及び/又は排気経路は、少なくとも図7に示される第1の気体流路129a及び第2の気体流路129bであってもよい。
例では、エアロゾル発生デバイス100の遠位端104は、空気開口部分108を備える。空気開口部分108は、外部の気体に対して実質的に透過性である。空気開口部分108は、第1気体流路129a及び第2気体流路129bの1つ以上に外部空気を供給し得る。次に、第1気体流路129a及び第2気体流路129bは、ノズル118の近傍で燃焼チャンバ130の内側で十分な大きさの炎が点火され、燃焼することを可能にする速度で外部気体を燃焼チャンバ130に供給し得る。排気気体は、気体流路129a、129bのうちの1つを通って、又は燃焼チャンバ130(図示せず)から他の開口部を介して除去してもよい。
燃焼チャンバ130は、より明るい炎によって放出される高温に対して実質的に耐性がある燃焼チャンバを形成するように構成された包囲壁を備えてもよい。例えば、シェル119は、アルミナ(セラミック)、パイレックスガラス、鋼などから構成され得る。シェル119は、例えば管状であってもよい。シェル119の機能は、熱がエアロゾル発生デバイスのケーシング部材102a~dに横方向に伝導されるのを防止すること、又は少なくとも燃焼チャンバ130からの伝導度を大幅に低減することである。
上述したように、エアロゾル発生デバイス100の近位端106に最も近い燃焼チャンバ130(炎チャンバ)の末端は、吸熱部136の第1の部分136aから形成される。例えば、吸熱部の第1の部分136aは、管状シェル119に当接する金属などの良好な熱伝導特性を有する材料を含んでもよい。
ある例(図示せず)では、吸熱部の第1の部分136aは、燃焼チャンバ130中の炎から吸熱部136内への熱伝導速度を改善するために、燃焼チャンバ130内に1つ以上の突出部又はベーンを備えてもよい。例えば、突出部の例は、ケーシング部材102a~dの長手方向軸の周りに同心円状に配置された、直径が減少する燃焼チャンバ130の内側の複数の管である。複数の管は、吸熱部136に熱的に接続されてもよい。複数の管は、燃焼チャンバ130中の炎から熱を吸収することができる吸熱部136aの第1の部分の表面積を増加させることができる。
換言すれば、燃焼チャンバ130は、その近位端に、使用中に炎から熱を吸収するように構成されたヒートシンクを備える。
エアロゾル生成デバイス100の熱管理部分142には、熱調節部132が設けられている。熱調節部132は、熱伝導経路を介して燃焼チャンバ130及び熱拡散部134と熱的に接触している。熱調節部132の部分163は、吸熱部の第1の部分136aと熱的に接触している。
熱調節部132は、燃焼チャンバ130中の炎から放出された熱エネルギーを吸収し、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲で熱エネルギーを(例えば、熱伝導によって)一体型熱拡散部134に提供するように構成され、第1の温度範囲の最低温度は、第2の温度範囲の最高温度よりも高く、熱調節部は、少なくとも1つの相変化材料35を含む。
実施形態では、熱調節部132は、相変化材料35を含んでもよい。
したがって、熱調節部132は、燃焼チャンバ130における熱吸収の温度範囲及び/又は時間と比較して、一体型熱拡散部134からの熱放射の温度範囲及び/又は時間を変化させる(シフトさせる)。
ある実施形態では、熱調節部132は、例えば、ケーシング部材102a~dの長手方向軸と整列した金属(円筒形キャニスタなど)から形成された密閉容器である。密封容器は、少なくとも1つの相変化材料35を密封可能に閉じ込め、その結果、相変化材料35が液相にあるとき、相変化材料35は容器から漏出しない。ある例では、密封されたキャニスタの近位に位置する外面は、燃焼チャンバ130の壁を提供する第1の部分136aである。ある例では、密閉容器の近位に位置する外面は、燃焼チャンバの遠位に位置する壁(図示せず)を形成する別の部材に熱的に接続される。
例では、熱調節部132の遠位に位置する外面は、一体型熱拡散部134の近位に位置する部分に当接するか、隣接するか、又は一体的に形成される。ある例では、熱調節部132の遠位に位置する外面は、一体型熱拡散部134への熱経路を提供する。
他の実施形態(図示せず)では、熱調節部132は、一体型熱拡散部を有する吸熱部の第1の部分136aと一体的に形成された、又はそれらに直接的に接続する熱伝導性部分(金属ロッドなど)を備えてもよい。この場合、熱調節は、相変化材料35を含む熱調節要素(例えば、密封容器)によって提供される。
熱調節要素は、吸熱部の第1の部分136aを一体型熱拡散部と接続する熱伝導性部分の一部をトロイドの様式で完全に閉じ込めてもよい。これに加えて、又はこれに代えて、熱調節要素は、吸熱部の第1の部分136aを一体型熱拡散部と接続する熱伝導性部分と平行に延びてもよい。このような構成は、燃焼チャンバ130中の炎からの熱が一体型熱拡散部134により直接的に伝導されるという効果を提供する。換言すれば、これにより、一体型熱拡散部134がより迅速に、かつより高い温度まで(しかしエアロゾル発生物品に含まれるエアロゾル発生物質を燃焼させることなく)加熱することを可能にし、これは特定の用途において有効な場合がある。熱調節機能は、一体型熱拡散部に含まれる相変化材料によって提供される。
図5は、エアロゾル発生デバイス100の加熱可能な製品レセプタクル140が、エアロゾル発生デバイス100を受け入れることが可能な燃焼チャンバ130の形態で加熱可能な製品受容部141を形成するように構成されることをさらに示す。ある例では、エアロゾル発生デバイス100は、従来のシガレットに似た細い管状要素であるが、加熱非燃焼型機能に適合されている。一体型熱拡散部134は、エアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に沿って延びる。一体型熱拡散部134は、加熱可能な製品レセプタクルの内部長さの100%、50%、25%、10%、又は5%を延びるように構成されてもよい。
図5に示されるように、一体型熱拡散部134は、この例では、細長いブレード要素である。換言すれば、一体型熱拡散部は、エアロゾル発生デバイス100の長手方向寸法における細長い熱拡散部の長さよりもはるかに小さい高さ(エアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に垂直な寸法)を有する、平坦で実質的に長方形の要素であってもよい。
例として、一体型熱拡散部134は、エアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に垂直な4mmの高さ、エアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に沿った30mmの長さ、及び4.75mmの厚さを有する鋼鉄製リーフであってもよい。ある実施形態では、一体型熱拡散部134は、その近位点に向かって尖った末端を備える。ある実施形態では、一体型熱拡散部134は、加熱可能な製品受容部141の近位端に近づくにつれて高さが減少する。ある実施形態では、一体型熱拡散部134は、ピンなどの実質的に円筒形断面の構成要素である。ある実施形態では、加熱可能な製品受容部141は、複数の細長い熱拡散部を備える。ある実施形態では、一体型熱拡散部134は、ナイフブレードに似ている。ある実施形態では、一体型熱拡散部134は、実質的に平坦である。ある実施形態では、一体型熱拡散部134は、1つ以上の圧着部分を備える。そのような圧着部分は、エアロゾル発生物品110が加熱可能な製品受容部141に挿入されるときに、エアロゾル発生物品110との間のより良好な接触を可能にする。
ある実施形態では、一体型熱拡散部134は、プラグ部分134aを備える。プラグ部分134aは、ある実施形態では、一体型熱拡散部134と一体的に形成されてもよく、同じ材料で形成されてもよい。この場合、プラグ部分134aは、加熱可能な製品受容部141中に配置されたときにエアロゾル発生物品110の末端に向かってより均一に熱を放射するように機能する。
ある実施形態では、プラグ部分134aは、一体型熱拡散部134とは異なる材料であってもよい。例えば、プラグ部分134aは、絶縁部分又はリングを備えていてもよい。絶縁部分又はリングは、Kapton(商標)、Delrin(商標)、セラミック、又は耐熱性プラスチックから形成され、熱エネルギーが一体型熱拡散部134から離れてケーシング部材102d内に伝導するのを防止することができる。
エアロゾル発生デバイス100の遠位端104に最も近い一体型熱拡散部134の部分は、熱調節部132の第2の部分136bと熱的に接触している。例えば、熱調節部132は、相変化材料35の密封された部分である。
使用中に、ユーザは、エアロゾル発生物品110の長手方向軸をケーシング部材102a~dエアロゾル発生デバイス100の長手方向軸と整列させ、加熱可能な製品受容部141に入るようにエアロゾル発生物品110を押すことによって、エアロゾル発生物品110を加熱可能な製品受容部141の内側に配置する。
加熱可能な製品受容部141は、例えば、エアロゾル発生物品が挿入されたときに摩擦嵌めを提供するような寸法であってもよく、その結果、エアロゾル発生デバイスが動き回っても、エアロゾル発生物品が加熱可能な製品受容部141から偶発的に外れない。エアロゾル発生デバイス100の図5の図示された例では、エアロゾル発生物品が一体型熱拡散部と接触すると、図示された細長いブレードがエアロゾル発生物品110の内側の蒸気発生材料と破壊的に、又は圧縮的に接触するため、ユーザは抵抗に遭遇し得る。
前述の操作が行われると、エアロゾル発生物品110は、喫煙の準備が整う。次に、ユーザは、燃料アクチュエータ120を動作させる。ある例では、燃料アクチュエータ120は、弁(図示せず)を開き、燃料リザーバ114内の燃料がルーメン123に沿ってノズル118に向かって流れることを可能にする。燃料アクチュエータ120の動作は、同時に点火手段(スパーク発生器又はスパーキングホイールなど)を動作させて、ノズル118の近傍で燃料に点火する。この時点で、炎が点火され、燃焼チャンバ130内に閉じ込められる。炎先端より上の炎の温度は、例えば、2000℃~4000℃の範囲である。
炎からの熱エネルギーは、吸熱部136の第1の部分136aに伝導、放射、又は対流され、熱調節部132に伝導される。熱調節部132は、最初は固相である相変化材料35を含む。燃焼チャンバ130中の炎から吸収された熱エネルギーの積算量が増加するにつれて、相変化材料35の温度は、例えば液相に相変化する点まで上昇する。このプロセス、又は吸熱部の第1の部分136aにおける熱エネルギーの吸収の温度及び/又は時間と比較して、吸熱部136の第2の部分136bからの熱エネルギーの放出の温度及び/又は時間を変換する。
熱エネルギーは、その後、熱拡散部134に沿って伝導し、蒸気発生材料を含むエアロゾル発生物品の一部に放出される(図5には図示せず)。したがって、蒸気発生材料の熱は、加熱による蒸発を可能にするが燃焼しない温度範囲まで上昇する。ある例では、蒸気発生材料の熱は、350℃~450℃に上昇する。
この時点で、ユーザは、1回以上の吸煙でエアロゾル発生物品を吸い、エアロゾル発生物品からの蒸気を口の中に吸い込むことができる。ユーザが喫煙を終了すると、エアロゾル発生物品は、加熱可能な製品受容部141から引き出される。
次に、さらなる変形例について説明する。
図6は、代替的な熱拡散部と、代替的な熱調節部と、を備え、PCM材料の部分的な熱バイパスを有する、エアロゾル発生デバイスの内部配置の側面図を概略的に示す。図6における図5の参照番号と同様の参照番号は、上述したとおりであり、さらに説明はしない。図6のエアロゾル発生デバイスは、管状熱拡散部133の形態の代替的な一体型熱拡散部を備える。これにより、エアロゾル発生物品(図示せず)がその外側表面から加熱されることを可能にし、挿入時にエアロゾル発生物品の破壊的変化を必要としない。ある実施形態では、管状熱拡散部133を、エアロゾル発生物品を外側及び内側から同時に加熱することを可能にするために、上述のような一体型熱拡散部134(例えば、細長いブレード)と組み合わせてもよい。
図6のエアロゾル発生デバイスは、中央熱バイパス部材137を備える相変化材料132(35)のカラー形状又はトロイド形状のカプセルを備える密封本体136から形成された熱調節部32を備える。ある例では、熱バイパス部材137は、相変化材料35の一部を通って流れない、吸熱部30と熱拡散部34との間のエアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に沿った直接的な熱伝導経路を可能にする。この場合、中央熱バイパス部材137の熱伝達特性は、隣接する相変化材料によって調整されるが、相変化材料35によって完全に制御されるわけではない。この実施形態による相変化材料35は、熱バイパス部材137を完全に取り囲むカラーである必要はなく、熱バイパス部材137を部分的に取り囲むか、又はそれに沿って位置し、それと熱的に接触している相変化材料を含有する密封体であってもよい。
ある実施形態では、エアロゾル発生デバイスは、第2のレセプタクルを備える近位端と第1のレセプタクルを備える遠位端との間で、ケーシング部材102a~d内に長手方向に配置される。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、エアロゾル発生デバイスの遠位端の炎源として交換可能な炎源を収容するように構成される。
この実施形態によれば、エアロゾル発生デバイス100は、一体型炎生成部を組み込んでいない。代わりに、図5に示される要素118、150、120、123、114、及び115は、使用前に第1のレセプタクル146aに取り外し可能に挿入される代用可能なシガレットライターによって提供される。
図7は、空気流路を備えるエアロゾル発生デバイスの一部の内部配置の側面図を概略的に示す。第1の気体流路129a及び第2の気体流路129bは、ケーシング部材102a~dの遠位端104にある空気開口部分108と燃焼チャンバ130との間に設けられる。第1の気体流路129a及び第2の気体流路129bは、エアロゾル発生デバイスの周囲の外部環境と燃焼チャンバとの間の気体接続を提供する。ある例では、第1及び第2の気体流路は相互に排他的であり、気体の混合を許容しない。ある例では、第1及び第2の気体流路129a、bは、炎源部分146の長さに沿って部分的に接続される。このようにして、周囲空気を燃焼チャンバ130に供給することができ、排気気体を燃焼チャンバ130から除去することができる。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、炎源の少なくとも炎放出ノズル118及び点火機構120がエアロゾル発生デバイス100の長手方向軸に対して所定の回転オフセットで挿入されるように、エアロゾル発生デバイス100の遠位端104への炎源の挿入及びそこからの取り外しを可能にする内部線形成形又は形態を備える。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、使用中にユーザによる操作のために炎源の点火アクチュエータ120を露出させる開口部又は切欠き部を備える。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、炎源がエアロゾル発生デバイスの遠位端104に作動可能に配置されたときに、ケーシング部材102a~dの点火ボタンの動作が炎源の対応する点火動作を引き起こすように、機械的リレー機構に作動可能に接続された点火ボタンを備える。
ある実施形態では、炎源の作動位置に対応するケーシング部材102a~dの部分は、使用中に炎源を収容するケーシング部材の対応する長さに実質的に沿って延在する長手方向の透明又は半透明の窓を備え、したがって、ユーザが炎源に含まれる流体の残量を監視することを可能にする。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dの遠位端104の一部は、炎源をケーシング部材の遠位端に固定することを可能にするために、例えばヒンジ式ドアとして構成された炎源保持部材、又はケーシング部材102a~dの対応する内部雌ねじに合うように構成されたねじ付きプラグを備える。
ある実施形態では、炎源は、ケーシング部材102a~d内に永久的に密封される。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、オペレータが燃料アクチュエータ120及び/又は点火手段150を押してケーシング部材102a~dの内側に炎を発生させることを可能にする開口部を備える。これに代えて、実施形態では、ケーシング部材は、押しボタンなどの機構を備え、この機構は、ケーシング部材102a~dを介して燃料アクチュエータ120及び/又は点火手段150にオペレータ動作インパルスを伝達して、機構の動作時にケーシング部材の内側に炎を発生させる。
ある実施形態では、炎源は、ライター、又はシガレットライターである。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、例えば、ケーシング部材の内部雌ねじ山又は戻り止め配置などの永久的又は半永久的接合固定具を使用して接合された分離可能な近位部分及び遠位部分を備える。ある実施形態では、ケーシング部材102a~dの近位部分及び遠位部分は、炎源(シガレットライターなど)の交換を可能にするために(例えば、ねじを緩めることによって)分離されてもよい。
ある実施形態では、近位部分は、第1の態様のエアロゾル発生物品100a、b、熱調節部32、及び熱拡散部34を受け入れるように構成された第2のレセプタクルを備え、遠位部分は、第1の態様の吸熱部10、及び第1のレセプタクルを備える。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、使用中に気体がケーシング部材102a~dから熱伝達アセンブリ10の吸熱部30内に流れることを可能にする少なくとも1つの気体流路129をさらに備える。
ある実施形態では、少なくとも1つの気体流路129は、空気がケーシング部材102a~dの外側から熱伝達アセンブリ10の吸熱部30の空洞内に流れることを可能にする。少なくとも1つの気体流路129は、ケーシング部材の遠位端104に吸気口を有し、吸熱部の空洞に通気する、長手方向に位置する通路又は空洞として配置される。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dの近位の分離可能部分は、使用中にエアロゾル発生デバイス100が第2のレセプタクル中に配置されているときに、近位の分離可能部分の外側からエアロゾル発生デバイス100の下流末端への空気流を可能にする1つ以上の気体流路129を備える。
ある実施形態では、ケーシング部材102a~dは、少なくとも1つのサーモクロミック要素を備え、少なくとも1つのサーモクロミック要素は、少なくとも1つのサーモクロミック要素が第1の温度にさらされたときに第1の色を表示するように構成され、少なくとも1つのサーモクロミック要素が第2の温度にさらされたときに第2の色を表示するように構成される。ある実施形態では、少なくとも1つのサーモクロミック要素は、熱調節部132及び/又は吸熱部130の内部に対応するケーシング部材102a~dの外部部分に配置される。
ある実施形態では、第2のレセプタクルは、約4ミリメートル~約14ミリメートル、例えば約6ミリメートル~約8ミリメートルの外径を有するエアロゾル発生物品を収容するように構成される。
ある実施形態では、第2のレセプタクルは、約25ミリメートル~約120ミリメートルの全長を有するエアロゾル発生物品を収容するように構成される。エアロゾル発生物品は、30mm~55mmの全長を有し得る。
第3の態様によれば、加熱非燃焼型ライターアセンブリ200aが提供される。ライターは、第1の炎源218a及び第2の炎源218b(燃料リザーバ214を炎点火空洞230に接続するノズルなど)を備える。ライターの遠位端204aは、第1の炎源218aの第1の点火機構223を備え、ライターの近位端206は、第2の炎源218bと、第2の点火機構220と、を備える。ライターの近位端は、第2の炎源218bを収容するように構成された空洞229をさらに備える。ライターアセンブリ200aは、第1の態様又はその実施形態による吸熱部230、熱調節部232、及び熱拡散部234を備える熱伝達アセンブリをさらに備える。ライターアセンブリ200aは、エアロゾル発生物品を受け入れるように構成された第2のレセプタクル241を備える。
使用中に、第2の炎源218bは、第2の炎源218bの第2の点火機構220を介してユーザによって動作可能であり、それによって熱エネルギーを発生させ、熱伝達アセンブリの吸熱部230に熱エネルギーを伝達するように構成される。使用中に、第2のレセプタクル241は、エアロゾル発生物品を収容し、吸熱部230、熱調節部232、及び熱拡散部234を備える熱伝達アセンブリは、第2の炎源からの熱エネルギーが、エアロゾル発生物質を備えるエアロゾル発生デバイスの一部に伝達するように構成され、その結果、エアロゾル発生物質が、燃焼することなくユーザに蒸気を放出する。
第3の態様によれば、第1の態様の熱伝達アセンブリ10は、シガレットライターと組み合わせて使用することができる。このことは、シガレットライターを加熱非燃焼型喫煙付属品に変換することを容易にする。これに加えて、又はこれに代えて、シガレットライターは、製造の最終ステップとして取り付けられた熱伝達アセンブリ10を有してもよく、熱伝達アセンブリ10は、シガレットライターから取り外すことができないように一体的に形成される。シガレットライターには、熱伝達アセンブリ10を備えるエンドキャップが設けられていてもよい。これに加えて、又はこれに代えて、2つのバーナーを有するシガレットライターが提供されてもよく、熱伝達アセンブリ10を備えるケーシング部材211が、バーナーを有するシガレットライターの一方の末端に永久的又は半永久的に取り付けられることを可能にする。
図8aは、エアロゾル発生物品が挿入されていない、第3の態様による加熱非燃焼型ライターアセンブリ200aの第1の例の等角図を概略的に示す。この例によれば、ライターアセンブリ200aは、2つの炎源を備える。ライターアセンブリ200aの遠位端204は、第1の点火機構223によって動作される点火部221によって点火される第1の炎源218aを備える。ライターアセンブリ200aの近位端206は、第2の炎源(図8aでは見えない)と、第1の態様による熱伝達アセンブリ10と、を内部に備えるケーシング部材211を備える。したがって、ライターアセンブリ200aのこの第1の例は、両端型のシガレットライターと考えることができる。ライターアセンブリ200aの遠位端204にある第1の炎源218aは、従来のシガレットライターである。ケーシング部材211内に含まれる第2の炎源及び熱伝達アセンブリ10は、上記の第1及び第2の態様による加熱非燃焼型喫煙アセンブリとして作動する。
この配置の効果は、ユーザが、同じライターアセンブリ200aを使用して、従来のシガレットに点火するか否か、又は加熱非燃焼型シガレットを吸うか否かを選択することができることである。したがって、第3の態様による加熱非燃焼型ライターアセンブリ200aの第1の例は、遠位端204に1つ、近位端206に1つの2つの炎発生要素を有するシガレットライターの改変された設計を必要とする。
図8bは、エアロゾル発生物品が挿入されていない、第3の態様による加熱非燃焼型ライターアセンブリ200aの第1の例の側面図を概略的に示す。ライターアセンブリ200aは、従来のシガレットライターと同様に、その遠位端204に第1の炎源218a及び第1の点火機構223を備える。第1の点火機構223が動作されると、シガレットを燃焼させるのに適した炎が炎源221から放出される。ライターアセンブリ200aの近位端206において、ケーシング部材211は、第2の点火機構220(図8bでは見えない)を備え、これがユーザによって動作されると、ケーシング部材211内に含まれるか又はケーシング部材211によって覆われた第2の炎源が、ケーシング部材211内に含まれる熱伝達アセンブリ10の吸熱部30を加熱する。ユーザは、加熱非燃焼型操作のために、エアロゾル発生物品(シガレットの番号を参照)をライターアセンブリ200aの近位端206のレセプタクルに挿入してもよい。
ライターアセンブリ200aは、図10においてさらに説明される。
図9aは、エアロゾル発生物品が挿入されている、エアロゾル発生デバイス200b(加熱非燃焼型ライターアセンブリ)の第2の例の等角図を概略的に示す。エアロゾル発生デバイス200bの第2の例によれば、1つの炎源(図示せず)を有する従来のシガレットライター201に、第1の態様による熱伝達アセンブリ10を備えるケーシング部材211が追加される。ケーシング部材211は、従来のシガレットライター201の従来の点火部に機能的に取り付けられた点火機構223を備える。エアロゾル発生デバイス200bのこの第2の例では、熱伝達アセンブリ10を備えるケーシング部材211は、従来のシガレットライター201に後付けすることができる別個の製品として販売されてもよい。ケーシング部材211は、BIC J26の「Maxi」(商標)などの従来のシガレットライター201の機能末端に永久的に取り付けるための「スナップ嵌め」接続又は接着接続を含むことができる。これにより、従来のシガレットライター201を、加熱非燃焼型操作に永久的に変換することが可能になる。あるいは、ケーシング部材211は、従来のシガレットライター211から取り外し可能に構成される。
図9bは、加熱非燃焼型エアロゾル発生物品110がエアロゾル発生デバイス200bの近位端206にあるレセプタクルに挿入された、エアロゾル発生デバイス200bの第2の例の側面図を概略的に示す。
図10は、図8a及び図8bで紹介されたライターアセンブリ200aの遠位端204と近位端206との間の長手方向軸に沿った切断側面図を概略的に示す。
近位端206から開始して、ライターアセンブリ200aは、加熱非燃焼型エアロゾル発生物品のための加熱可能な製品レセプタクル240と、熱管理部分242と、燃焼チャンバ部分244と、リザーバ部分246と、従来のシガレットを点火するためのライター部分250と、を備える。
リザーバ部分246及びライター部分250は、遠位端204において従来のシガレットライターに似ている。例えば、ライターアセンブリ200aの遠位端204は、第1の点火機構223と、第1の炎源218aに近接する第1の炎源218aとを備える。ウィンドガードは、点火された炎が強い風によって消されることから保護するために、第1の炎源218aを取り囲んでいてもよい。第1の炎源218a(例えば、図示のようにノズル)は、第1のルーメン227aを介して燃料リザーバ214に流体接続されている。例えば、燃料リザーバ214は、加圧液体ブタンを収容し得る。
従来のシガレットライターとは対照的に、リザーバ部分246は、燃料リザーバ214を第2の炎源218b(例えば、図示のように、ノズル)に流体接続するように構成された第2のルーメン227bを備える。ある実施形態では、リザーバ分割部225は、リザーバ214の遠位端と近位端との間に提供され、リザーバ214を、第1のルーメン227aを備える第1の領域と、第2のルーメン227bを備える第2の領域とに部分的又は完全に分割する。
燃焼チャンバ部分244、熱管理部分242、及び加熱可能な製品レセプタクル240は、同じケーシング部材211内に含まれてもよい。ケーシング部材211は、例えば、燃焼チャンバ部分244、熱管理部分242、予備ケーシング部材211上に支持された加熱可能な製品レセプタクル240の追加の部品が追加された、射出成形された耐熱性プラスチックDelrin(商標)又は樹脂物品であってもよい。
第2の炎源218bは、第2の点火機構220のユーザによる動作時に炎を発生させる。明確にするために、図10は点火機構のいくつかの要素を図示していないが、点火機構は、例えば、燃料が第2のルーメン227bから燃焼チャンバ230内に流れることを可能にするように構成された弁部材を備えてもよい。点火部材は、第2の炎源218bに近接して炎を点火することが可能なスパークを提供するように構成されたスパーキング要素をさらに備えてもよい。もちろん、圧電点火機構又はその他の点火機構を用いてもよい。
ケーシング部材211は、熱管理部分内に熱調節部232をさらに備えてもよい。熱調節部232は、ある実施形態では、相変化材料35を含む。ケーシング部材211は、熱拡散部234を備える加熱可能な製品受容部(第2のレセプタクル)241をさらに備える。ある実施形態では、熱拡散部234は、細長い金属ブレードであってもよい。ある実施形態では、熱拡散部234は、管状熱拡散部であってもよい。吸熱部230、熱調節部232、及び熱拡散部234は、第1の態様(熱伝達アセンブリ10)の吸熱部30、熱調節部32、及び熱拡散部34、又は第2の態様(エアロゾル発生デバイス100a、b)の燃焼チャンバ130、熱調節部132、若しくは一体型熱拡散部134と類似の役割を果たす。したがって、第1及び第2の態様に関連して上記で提供された操作のすべての変形形態及び説明は、加熱非燃焼型ライターアセンブリ200aの吸熱部230、熱調節部232、及び熱拡散部234にも適用される。
例では、第2の点火機構220が動作され、第2の炎源218bに近接して炎を点火するとき、吸熱部(空洞)23は、炎を閉じ込め、炎から熱を吸収する。熱経路は、吸熱部230と、熱調節部232と、熱拡散部234との間に存在する。熱調節部232に含まれる相変化材料35は、第1の温度範囲で、吸熱部230から放出された熱エネルギーを吸収し、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部234に熱エネルギーを伝導するように構成され、第1の温度範囲の最低温度は、第2の温度範囲の最高温度よりも高く、熱調節部は、少なくとも1つの相変化材料35を含む。
ある実施形態では、熱調節部232はまた、熱が熱調節部232に貯蔵された時間に対して、熱が熱拡散部234から放出される時間を遅延させる時間遅延要素として機能してもよい。この効果は、ユーザが、第2の点火機構220を使用して所定の時間(例えば、10秒間、又は30秒間)炎を点火することによって、ライターアセンブリ200aの加熱非燃焼型機能を準備することができることである。ある実施形態では、ユーザが見ることができ、吸熱部230に熱的に連結されたサーモクロミック要素は、色を変化させることによって、炎を使用した加熱をいつ停止するかに関するフィードバックを提供する。熱調節部232を準備した後、ユーザは、エアロゾル発生物品を加熱可能な製品受容部240に挿入する。次いで、熱調節部232は、その相変化材料35に貯蔵された熱を、熱拡散部234を介して放出する。
ある例では、ライターアセンブリは、既存のライターへのアドオン(ケーシング部材211に含まれるクリップ留め要素など)の形態であってもよい。この場合、装置はライターを組み込んでいないが、代わりに既存のシガレットライターへの嵌合手段を提供する。
図10は、遠位端204に第1の点火機構223を有し、近位端206に第2の点火機構220を有するライターアセンブリ200aを示しているが、点火機構の配置は異なっていてもよい。ある例では、2つの点火機構は、ライターアセンブリの遠位端と近位端との間のライターの面に並べて配置することができる。
第4の態様によれば、第1の態様によるエアロゾル発生デバイスと、エアロゾル発生デバイスの第1のレセプタクル内に収容可能なライターと、エアロゾル発生デバイスの第2のレセプタクル内に収容可能な1つ以上のエアロゾル発生物品と、を備える部品のキットが提供される。
第5の態様によれば、燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するためのライターアセンブリ200aであって、第2の炎源218bと、吸熱部230と、熱拡散部234と、加熱可能な製品受容部241と、熱調節部224とを備える、ライターアセンブリ200aが提供される。吸熱部230は、使用中に第2の炎源218bによって放出された熱を吸収するように構成される。熱拡散部234は、使用中に、第2の炎源218bから加熱可能な製品受容部241への熱伝達を可能にするために、吸熱部230及び加熱可能な製品受容部241に熱的に連結している。
熱制御部224は、第2の炎源218b及び/又は吸熱部230に作動可能に連結している。熱制御部224は、第2の炎源218b及び/又は吸熱部230に、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部234に熱エネルギーを提供させるように構成され、第1の温度範囲の最低温度は、第2の温度範囲の最高温度よりも高い。
図10にも、第5の実施形態によるライターアセンブリ200aの一例が示されているが、点線で概略的に表された熱制御部221が必要とされ、吸熱部230を熱拡散部に熱的に連結する相変化材料35が必要とされない点が異なる。
ある例では、熱制御部224は、第2の点火機構220に作動可能に接続される。第2の点火機構220及び/又は熱拡散部234は、サーモスタット(図示せず)を備えてもよい。熱制御部224は、熱拡散部234に基づいて第2の点火機構を調整するように構成される。例えば、熱制御部224は、「加熱非燃焼型」操作に適切な熱拡散部234上の温度を調整するために、気体供給を制御することによって、炎の張力及び持続時間を調整することができる。
ある実施形態では、熱制御部224は、熱拡散部234と熱伝導状態にあり、エアロゾル発生媒体の炎源218b(例えば、ノズル)の閉鎖に機械的に接続された熱的に活性な板ばね(バイメタルストリップなど)として提供されてもよい。燃焼中に熱拡散部234の温度が上昇して第1の温度範囲の最高温度に近づくにつれて、熱調節部224は、バイメタルストリップの移動に従って第2の炎源218bを低減又は消火する。あるいは、熱制御部224は、第2の点火機構220と第2の炎源218bとの間の可変気体流連結部(図示せず)として提供されてもよい。
第6の態様によれば、第1の態様によるエアロゾル発生デバイスを使用して、燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するための方法300が提供される。
図11は、第6の態様による方法を概略的に示す。この方法は、
-エアロゾル発生デバイスの第1のレセプタクルにライターを挿入すること302と、
-エアロゾル発生物品をエアロゾル発生デバイスの第2のレセプタクルに挿入すること304と、
-炎源が、第1の温度で熱エネルギーを放出し、これがエアロゾル発生デバイスの熱伝達アセンブリの吸熱部によって吸収されるように、ライターの点火機構を動作させること306であって、ライターの点火機構が、所定の時間間隔で動作する、動作させることと、
-熱エネルギーを、少なくとも1つの相変化材料を含む熱調節部を使用して、第1の温度から第2の温度まで、また、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、熱拡散部に伝導する熱エネルギーまで調節すること308であって、第1の温度範囲の最低温度が、第2の温度範囲の最高温度よりも高い、調節することと、
-熱拡散部を介してエアロゾル発生デバイスの第2のレセプタクルにおいて、熱をエアロゾル発生物品に分配すること310と、を含む。
ある例として、使用中に、ユーザは、エアロゾル発生デバイス100a、bの加熱可能な製品レセプタクル140、240上に加熱非燃焼型消費製品を取り付ける。ユーザは、エアロゾル発生デバイス100a、bの燃料弁及び点火部を作動させるボタン120、220を押してもよい。次に、燃料が第2の炎源218b(図示の例では、燃料ノズル)から放出され、炎がエアロゾル発生デバイス100a、bの燃焼チャンバ130、230の内側に発生する。ある実施形態では、炎は、少なくとも第1の気体流路129a及び/又は第2の気体流路129bを介して供給される気体によって効率的に燃焼する。炎によって生成された熱エネルギーは、相変化材料によって例えば350℃まで下げるように制御される。制御された熱は、熱分配経路を通って、エアロゾル発生デバイス100a、bの加熱可能な製品レセプタクル140、240内の加熱非燃焼型消費製品へと伝達される。したがって、加熱非燃焼型消費製品は、約350℃まで温められ、例えば、加熱によって蒸気を放出するが、燃焼しない。ユーザは、この蒸気を消費することができる。喫煙セッションの終わりに、ユーザは、消費された加熱非燃焼型製品を取り付け、それを処分する。その後、エアロゾル発生デバイス100a、bは、再び使用準備が行われるか、又は貯蔵される準備が行われる。
前述の明細書では、完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細が説明される。しかしながら、本開示を実施するために特定の詳細を採用する必要がないことは、当業者には明らかであろう。他の例では、本開示を不明瞭にすることを避けるために、周知の材料又は方法は詳細に説明されていない。
「一実施形態」、「ある実施形態」、「一例」又は「ある例」、「一態様」又は「ある態様」への前述の明細書全体への言及は、実施形態又は例に関連して記載された特定の特徴、構造又は特性が、本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書中の様々な箇所における「一実施形態では」、「ある実施形態では」、「一例」又は「ある例」、「一態様」又は「ある態様」という表現は、必ずしもすべてが同じ実施形態又は例を指すとは限らない。
さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ以上の実施形態又は例において、任意の好適な組み合わせ及び/又は部分的な組み合わせで組み合わせることができる。
参照番号
8 加熱非燃焼型アセンブリ
10 熱伝達アセンブリ
12 炎源
14 燃料リザーバ
16 燃料弁
18 燃料ノズル
20 点火部
22 空気循環
24 加熱非燃焼型消費製品
30 吸熱部(燃焼チャンバ)
31 断熱材
32 熱調節部
33 換気口
34 熱拡散部
35 相変化材料
37 熱伝達材料
100 エアロゾル発生デバイス
102 ケーシング部材
102a (...)遠位ケーシング部分
102b (...)アクチュエータケーシング部分
102c (...)中央ケーシング部分
102d (...)近位ケーシング部分
104 遠位端
106 近位端
108 空気開口部分
110 エアロゾル発生物品
114 燃料リザーバ
115 加圧ライニング
118 ノズル
118a 炎(例)
119 シェル
120 燃料アクチュエータ
123 ルーメン
129a 第1の気体流路
129b 第2の気体流路
130 燃焼チャンバ
131a 第1のガス入口
131b 第2のガス入口
132 熱調節部
133 管状熱拡散部
134 一体型熱拡散部
134a プラグ部分
136 密封体
136a (...)~の第1の部分
136b (...)~の第2の部分
137 熱PCMバイパス
140 加熱可能な製品レセプタクル
141 加熱可能な製品受容部(第2のレセプタクル)
142 熱管理部分
144 燃焼チャンバ部分
146 炎源部分
146a 第1のレセプタクル
150 点火手段
162 空洞の内周の絶縁部分
163 燃焼チャンバと接触する吸熱部の部分
200a、b ライターアセンブリ
201 ライター
202 ケーシング部材
204 遠位端
206 近位端
210 エアロゾル発生物品
211 ケーシング部材
212 リザーバケーシング
214 燃料リザーバ
218a 第1の炎源(ノズル)
218b 第2の炎源(ノズル)
219 ウィンドガード
220 第2の点火機構
221 点火部
223 第1の点火機構
224 (任意選択的な)熱調節部
225 リザーバ分割部
227a 第1のルーメン
227b 第2のルーメン
229 空洞
230 吸熱部
232 熱調節部
234 熱拡散部
237 吸熱部壁
240 加熱可能な製品レセプタクル
241 加熱可能な製品受容部(第2のレセプタクル)
242 熱管理部分
244 燃焼チャンバ部分
246 リザーバ部分
250 ライター部分
300 方法
302 ライターを挿入する
304 エアロゾル発生物品を挿入する
306 点火機構を動作させる
308 熱エネルギーを調節する
310 熱を分配する

Claims (16)

  1. 燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するための熱伝達アセンブリ(10)であって、前記熱伝達アセンブリが、
    -吸熱部(30、130、230)と、
    -熱調節部(32、132、232)と、
    -熱拡散部(34、133、134、234)と、を備え、
    前記吸熱部(30、130、230)が、第1の温度範囲において、近接する熱源(12)から熱エネルギーを吸収するように構成され、
    前記吸熱部(30、130、230)が、前記熱調節部(32、132、232)に熱的に連結され、前記熱調節部(32、132、232)が、前記熱拡散部(34、133、134、234)に熱的に連結され、
    前記熱調節部(32、132、232)が、前記熱源から放出された前記熱エネルギーを吸収し、前記第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、前記熱拡散部(34、133、134、234)に熱エネルギーを提供するように構成され、前記第1の温度範囲の最低温度が、前記第2の温度範囲の最高温度よりも高く、前記熱調節部(32、132、232)が、少なくとも1つの相変化材料(35)を含む、熱伝達アセンブリ(10)。
  2. 前記熱源(12)が、使用中に、炎を発生させるように構成され、前記吸熱部(30、130、230)の少なくとも一部が、使用中に、前記炎によって放出された熱を吸収するように構成される、請求項1に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  3. 前記吸熱部(30、130、230)が、使用中に、前記熱源(12)によって生成された炎を実質的に取り囲み、炎源から前記熱拡散部(34、133、134、234)に向かって熱エネルギーを伝導するように構成された空洞を備える、請求項1又は2に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  4. 前記空洞を形成する前記吸熱部(30、130、230)が、使用中に、前記吸熱部(30、130、230)の対応する外周への熱伝導に対して絶縁するように構成された絶縁部分(162)を有する内周を備える、請求項3に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  5. 前記吸熱部(30、130、230)が、前記空洞の内側から前記熱調節部(32、132、232)の表面へと熱を伝達することができる熱伝導性部分(136a)をさらに備える、請求項4に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  6. 前記熱調節部(32、132、232)が、前記少なくとも1つの相変化材料(35)を含有する密封体(136)を備え、前記密封体の第1の部分(136a)が、前記吸熱部と熱伝導接触しており、前記密封体の第2の部分(136b)が、前記熱拡散部(34、134、234)と熱伝導接触している、請求項1~5のいずれか一項に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  7. 前記熱調節部(32、132、232)が、前記熱調節部に含まれる前記少なくとも1つの相変化材料(35)を通るバイパス(137)を介して、前記熱の一部を前記吸熱部(30、130、230)から前記熱拡散部(34、134、234)へと熱伝導するようにさらに構成される、請求項1~5のいずれか一項に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  8. 前記熱拡散部(34、134、234)が、その中の1つ以上の揮発性化合物のエアロゾル化を可能にするように加熱非燃焼型シガレットに熱を伝達するように構成される、請求項1~7のいずれか一項に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  9. 前記熱拡散部(34、134、234)が、前記熱調節部(32、132、232)に熱的に連結された少なくとも1つの細長い熱伝導性部材(134)を備え、前記細長い熱伝導性部材(134)が、加熱非燃焼型シガレットを前記熱拡散部(34、134、234)に挿入すると、前記加熱非燃焼型シガレット内に留まるように構成される、請求項1~8のいずれか一項に記載の熱伝達アセンブリ(10)。
  10. エアロゾル発生物品(110、210)に含まれるエアロゾル発生物質からエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生デバイス(100、200a、200b)であって、前記エアロゾルが、前記エアロゾル発生物質を燃焼させるのではなく加熱させることによって発生し、前記エアロゾル発生デバイスが、
    -炎源(12)を受け入れるように構成された第1のレセプタクル(146a)と、
    -請求項1~9のいずれか一項に記載の熱伝達アセンブリ(10)と、
    -エアロゾル発生物品(110、210)を受け入れるように構成された第2のレセプタクル(141、241)と、を備え、
    使用中に、前記第1のレセプタクル(146a)に隣接するか、又は含まれる前記炎源(12)が、熱エネルギーを発生させ、前記熱伝達アセンブリ(10)の前記吸熱部に前記熱エネルギーを伝達するためにユーザによって動作可能であるように構成され、
    前記第2のレセプタクル(141、241)が、エアロゾル発生物品(110、211)を受け入れるように構成され、前記熱伝達アセンブリが、前記炎源(12)からの熱エネルギーが、前記エアロゾル発生物質を備える前記エアロゾル発生デバイス(110、211)の一部に伝達するように構成され、その結果、前記エアロゾル発生物質が、燃焼することなくユーザに蒸気を放出する、エアロゾル発生デバイス(100、200a、200b)。
  11. 前記エアロゾル発生デバイス(110、210)が、前記第2のレセプタクル(141、241)を備える近位端(106、206)と前記第1のレセプタクル(146a)を備える遠位端(104、204)との間のケーシング部材(102a~d、202)内に長手方向に配置される、請求項10に記載のエアロゾル発生デバイス(100、200a、200b)。
  12. 前記ケーシング部材(102、202)が、前記エアロゾル発生デバイス(110、210)の前記遠位端(104、204)に交換可能な炎源を収容する、請求項11に記載のエアロゾル発生デバイス(100、200a、200b)。
  13. 第1の炎源(218a)及び第2の炎源(218b)を備える、加熱非燃焼型ライターアセンブリ(200a)であって、
    前記ライターアセンブリの遠位端(204a)が、前記第1の炎源(218a)の第1の点火機構(223)を備え、前記ライターの近位端(206)が、第2の炎源(218b)と、第2の点火機構(220)と、を備え、
    前記ライターアセンブリの前記近位端が、
    -前記第2の炎源(218b)から熱を吸収するように構成された第1のレセプタクル(230)と、
    -請求項1~10のいずれか一項に記載の熱伝達アセンブリ(232、234)と、
    -エアロゾル発生物品を受け入れるように構成された第2のレセプタクル(241)と、をさらに備え、
    使用中に、前記第2の炎源が、第2の炎源(218b)の第2の点火機構(220)を介してユーザによって動作可能であり、それによって熱エネルギーを発生させ、前記熱伝達アセンブリの前記吸熱部(232)に前記熱エネルギーを伝達するように構成され、
    使用中に、前記第2のレセプタクル(241)が、エアロゾル発生物品を収容し、前記熱伝達アセンブリ(232、234)が、前記第2の炎源からの熱エネルギーを、前記エアロゾル発生物質を備える前記エアロゾル発生デバイスの一部に伝達するように構成され、その結果、前記エアロゾル発生物質が、燃焼することなくユーザに蒸気を放出する、加熱非燃焼型ライターアセンブリ(200a)。
  14. 部品のキットであって、
    -請求項10に記載のエアロゾル発生デバイス(200a、200b)と、
    -前記エアロゾル発生デバイスの前記第1のレセプタクル内に収容可能なライターと、
    -前記エアロゾル発生デバイスの前記第2のレセプタクル中に収容可能な1つ以上のエアロゾル発生物品(110、210)と、を備える、キット。
  15. 燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するためのライターアセンブリ(200a)であって、
    -炎源(218b)と、
    -吸熱部(230)と、
    -熱拡散部(234)と、
    -加熱可能な製品受容部(241)と、
    -熱制御部(224)と、
    -熱調節部(232)と、を備え、
    前記吸熱部(230)が、使用中に前記炎源(218b)によって放出された熱を吸収するように構成され、
    前記熱拡散部(234)が、使用中に、前記炎源(218b)から前記加熱可能な製品受容部(241)への熱伝達を可能にするために、前記吸熱部(230)及び前記加熱可能な製品受容部(241)に熱的に連結しており、
    前記熱制御部(224)が、前記炎源(218b)及び/又は前記吸熱部(230)に作動可能に連結しており、前記熱制御部(224)が、前記炎源(218b)及び/又は前記吸熱部(230)に、前記第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、前記熱拡散部(234)に熱エネルギーを提供させるように構成され、前記第1の温度範囲の最低温度が、前記第2の温度範囲の最高温度よりも高く、前記熱調節部(232)が、少なくとも1つの相変化材料(35)を含む、ライターアセンブリ(200a)。
  16. 請求項10~12のいずれか一項に記載のエアロゾル発生デバイスを使用して、燃焼することなくエアロゾル発生媒体を加熱するための方法300であって、
    -前記エアロゾル発生デバイスの前記第1のレセプタクルにライターを挿入すること302と、
    -エアロゾル発生物品を前記エアロゾル発生デバイスの前記第2のレセプタクルに挿入すること304と、
    -炎源が、第1の温度で熱エネルギーを放出し、これが前記エアロゾル発生デバイスの前記熱伝達アセンブリの前記吸熱部によって吸収されるように、前記ライターの点火機構を動作させること306であって、前記ライターの前記点火機構が、所定の時間間隔で動作する、動作させることと、
    -前記熱エネルギーを、少なくとも1つの相変化材料を含む前記熱調節部を使用して、前記第1の温度から第2の温度まで、また、第1の温度範囲とは異なる第2の温度範囲において、前記熱拡散部に伝導する熱エネルギーまで調節すること308であって、前記第1の温度範囲の最低温度が、前記第2の温度範囲の最高温度よりも高い、調節することと、
    -前記熱拡散部を介して前記エアロゾル発生デバイスの第2のレセプタクルにおいて、熱を前記エアロゾル発生物品に分配すること310と、を含む、方法300。
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