带有连续烟草味料输送带的电烟具和用于其的烟味带盒的制作方法

专利名称：带有连续烟草味料输送带的电烟具和用于其的烟味带盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及电烟具，更具体地，涉及电烟具和用于电烟具的烟草味料介质。
在共同转让的美国专利第5，060，671号和5，095，921号中公开了一种电烟具，这些专利在此全部被引作对比文献。在这种电烟具中，烟草味料媒体的味产生部分，诸如烟草或烟草衍生物质，得到电加热以释放烟草味物质。当该物质被加热时，吸烟者在该装置的嘴或下游端通过吸气而吸入加热元件内或周围的空气，从而接收到烟草味物质。
上述专利公布了若干可能的加热器配置，其中许多是用制成所需形状的碳合成材料制成的。例如，一种配置包括多个叶片的径向阵列，这些叶片在中心被连接在一起，并且它们的外边缘可单独与一个电源相连地相互分开。通过把烟草味料介质沉积在各个叶片上并分别加热这些叶片，就能向吸烟者提供预定数目的烟草味物质分立部分。其他的配置包括各种直线和管形，它们被进一步分割以提供若干离散的加热区域。或者，也可采用半导体加热器，诸如在共同未决和共同转让的、1992年9月11日递交的美国专利申请第07/943，505号中所描述的；该专利在此全文被引作对比文件。其他的加热器配置被公开在共同未决的、一起被转让的、于1992年9月11日递交并在这里全文被引作对比文件的美国专利申请第07/943，504号中。
还提出过一些其他的配置。例如，可以提供加热器材料的分立指形棒或叶片的各种阵列，每个叶片提供一次抽吸。然而适当的加热器材料，诸如在上述专利第5，060，671号中所描述的那些，一般都不够强，不能在没有使片断裂的危险的情况下被设置在这种片结构中。
如上述专利第5，060，671号所描述的，这种加热元件最好是可随意使用和可更换的。因而，它们的生产成本应该比较低。另外，应有一种把烟草味料介质方便地加到加热元件上方法，从而使加热元件的每一次启动向吸烟者提供一部分或一“口”烟草味料物质，同时防止对任何一部分的烟草味料介质的再加热。
另外，以上所描述的这种可更换加热器/味料单元只含有有限数目的单独加料的烟草味料介质部分，因而只能向吸烟者提供有限数目的部分或几次抽吸的烟草味料物质。例如，上述类型的加热器/味料单元可提供八或十次抽吸，这很象一支传统香烟。这要求吸烟者在使用电烟具的一天中持续地改变加热器/味料单元。每次改变加热器/味料单元时，都会对电烟具的永久部分上的触头产生磨损。另外，每一个用过的加热器/味料单元都增加了所要丢弃的材料量。
本发明旨在提供一种克服或缓解前述缺陷的改进的装置。
根据本发明，提供了一种在电烟具中使用的烟草味料介质输送系统，该电烟具包括电源；电加热装置，用于以热力学上靠近方式对烟草味料介质进行加热；以及控制装置，用于将所述电源的电能提供给所述电加热装置，以便从烟草味料介质上产生烟草味物质输送给吸烟者。该输送系统包括一条沿其有烟草味料介质的输送带；用于支撑热力学上靠近电加热装置的一段输送带的装置；以及用于推送输送带行进经过支撑装置，以将所述烟草味料介质提供给所述电加热装置的装置。
本发明还提供一种电烟具，用于从输送带上产生烟草味物质，沿该输送带具有烟草味料介质。所述电烟具包括电源；电加热装置；用于支撑热力学上靠近所述电加热器的一段输送带的装置；用于推送所述输送带行进经过所述支撑装置而将所述烟草味料介质呈现给所述电加热装置的装置；还有控制装置，用于将所述电源的电能提供给所述电加热装置，以从所述烟草味料介质中产生烟草味物质并输送给吸烟者。
本发明进一步提供一种在电烟具中使用的加热部件，该电烟具包括电源、烟草味料介质、以及一个用于开关来自所述电源的电能的控制器。加热部件包括一个蛇型导体，至少与控制器或电源之一相电连接，从而控制器能够将电能从电源转换到蛇型导体，以对后者进行加热；用以将蛇型导体定位于垫靠近烟草味料介质，当蛇型导体被加热时，从烟草味料介质中产生烟草味料物质。
本发明的实施例具有如下优点能够提供一种电烟具，其中烟草味料介质被包含在大体连续的烟草味料输送带中。
还具有的进一步优点是，这种电烟具提供有可更换的味料或加热器/味料单元，能够提供相对多的味料部分，降低对烟具的永久部分的磨损，减少清除的材料体积，并增加吸烟者的便利。
本发明的实施例也具有这样的优点，即能够为这种电烟具提供可更换的味料或加热器/味料单元，它能被方便地以较低的成本制作。
根据本发明的一个较佳实施例，提供了一种电烟具，它带有电源、包含烟草味料介质的长输送带、用于加热与其热邻近的烟草味料介质的电加热装置、用于确定吸烟者何时利用烟具抽吸的抽吸检测装置、以及响应于抽吸检测装置用以将来自电源的电能量加到电加热装置上从而从烟草味料介质产生供给吸烟者的烟草味物质的控制装置。还提供了一种烟味带盒，它包括一个外壳和一个基本上不可燃烧的、位于外壳之中的长烟草味料输送带。该烟草味料输送带具有沿着它的烟草味料介质。该盒还具有用于支撑位于电加热装置附近的一段烟草味料输送带的装置和用于推进烟草味料输送带通过该支撑装置以将烟草味料介质提供给电加热装置的装置。
以下将结合附图仅以实例的形式描述本发明的实施例；在附图中

图1是根据本发明的电烟具的第一较佳实施例的分解立体图；图2是沿图1中2-2线取的、图1的电烟具的永久部分的截面图；图3是沿着图1中3-3线取的图1的烟具的烟味带盒的正视图；图4是沿着图1中4-4线的图1的烟具的烟味带盒的截面图；图5是图1-4的电烟具的立体图；图6是根据本发明的电烟具的第二较佳实施例的永久部分的横截面图，它与图2类似；图7是根据本发明的电烟具的第二较佳实施例的烟味带盒的截面图，它与图4类似；图8是根据本发明的电烟具的第三最佳实施例的立体图；图9是沿着图8中9-9线取的图8的电烟具的永久部分的截面图；图10是沿着图9中10-10线取的图8和9的电烟具的永久部分的截面图；图10A是图8-10的电烟具的加热器组件的放大的正视图；图10B是沿着图10A中10B-10B线取的图10A的加热器组件的侧视图；图11是沿着图8中11-11线取的图8-10的电烟具的烟味带盒的正视图；图12是根据本发明的电烟具的第四较佳实施例的立体图；图13是图12的电烟具的分解立体图；图14是沿着图13中14-14线取的图12和13中电烟具的烟味带盒的横截面图；图15是根据本发明的电烟具的第五实施例的立体图；图16是沿着图15中16-16线取的图15的电烟具的部分截面图；图17是沿着图15中17-17线取的图15和16的电烟具的部分截面图；图18是图15-17的电烟具的第一替换实施例的截面图；图19是图15-17的电烟具的第二替换实施例的截面图；图20是图15-17的电烟具的第三替换实施例的截面图；图21是根据本发明的烟草味料输送带的第一较佳实施例的平面图；图22是沿着图21中22-22线取的图21的烟草味料输送带的横截面图；图23与图22相类似，是图21和22的烟草味料输送带的第一替换实施例的截面图24与图22类似，是图21和22的烟草味料输送带的第二替换实施例的截面图；图25与图22类似，是图21和22的烟草味料输送带的第三替换实施例的截面图；图26与图22类似，是图21和22的烟草味料输送带的第四替换实施例的截面图；图27与图22类似，是图21和22的烟草味料输送带的第五替换实施例的截面图；图28是图21和22的烟草味料输送带的第六替换实施例的部分平面图；以及图29是根据本发明的烟草味料输送带的第二较佳实施例的平面图。
Ⅰ.本发明的原理本发明通过提供一种大体连续的味料输送带，提供了一种用于“全天”使用的电烟具；所述味料输送带最好是在一个盒中，且后者容纳有较大数目的烟草味料介质部分。结果，吸烟者不需要频繁更换该盒-例如每天不超过一次-这意味着第一，该烟具的使用对吸烟者来说更为方便；第二，对烟具的永久部分的接口部件的磨损和损坏更小；第三，减少了对用过盒的丢弃量，因而浪费较小。
这些结果最好是通过在用适当材料制成的输送基带上提供烟草味料介质而实现的；所述适当材料最好是基本上不可燃的材料，当然也可采用由烟草片带制成的没有输送基带的输送带。还提供有适当的装置，用以推进输送带通过一个加热器。较好的输送基带材料是碳纤维垫，它可以是编织的，也可以是非纺织的，诸如在一共同未决、共同转让、并在此被整个引作为对比文件的美国专利申请第07/943，747号(1992年9月11天递交)中所描述的。一种更特别的较佳输送基带材料与在第07/943，747号申请中所述的类似，但可以使所有碳纤维的取向基本上与输送带的长度方向相平行，以使沿该方向的张力强度达到最大。在另一较佳实施例中，输送带可由烟草味料介质本身制成，后者最好利用碳纤维来加强，且该碳纤维最好是连续的。这种连续纤维加强的输送带，可通过采用一种为重组烟草产品制造方面的熟练技术人员所熟知的造纸式工艺，将输送带浇制成连续的烟草片带的而制成，而在其上浇制了烟草片带的表面上铺有连续的碳纤维丝。
另外，该烟草味料输送带，不论是否包括一输送基带，都可在小于输送带的整个宽度的范围内，用由加强材料制成的纵向带来增强。适当的增强材料包括纸、金属箔、以及箔/纸叠层，正如在下面将更详细讨论的那样。
在一个较佳实施例中，烟味带盒类似于微型磁带收录机中所用的带盒，其中输送带被绕在一个供给轴上并与一个卷取轴相连；在消费过程中，该卷取轴转动而推动输送带行进。在该实施例的一种形式中，加热器安装在盒内。例如，加热器可被安装在通常安装微型带盒的压板的位置处。在带盒外侧的电触头可与在烟具的永久部分中的触头相配合，以向加热器提供电力。在该实施例的另一种形式中，加热器装在烟具的永久部分中，且带盒带有一个开口，加热器伸入到该开口中以达到输送带的附近并对其进行加热。
在带盒中最好设置有一个气流通道，以便抽入空气使之经过加热器。更好地，带盒设有一个为吸烟者所用的烟嘴，后者与该通道相连并且当带盒被插入烟具时从烟具中伸出。在一个最佳实施例中，烟嘴是可缩回的，从而使得带盒能在烟嘴缩回的状态得到包装和销售。更好地，不论该烟嘴能够缩回与否，它都包含一个过滤器，且后者最好是可更换的。一种可以采用的过滤器，是传统的、象在传统香烟中所用的乙酸纤维素过滤塞。这种塞可被包裹在过滤嘴烟纸中，以给出熟悉而悦人的外形。
该输送带可携带烟草味料介质的连续层，在这种情况下，行进装置最好在抽吸之间使输送带行进足够远的距离，从而使已经被加热过的烟草味料介质不再受到加热。在输送带是浇制的烟草带时，更应该是这种情况。或者，输送带可携带独立的烟草味料介质部分，后者彼此相隔得足够远，而彼此相互热隔离，从而当一个部分被加热时，相邻的部分不被加热，且其结果，在使用中没有一个部分被重复加热。在这种替换形式中，输送带应以足够的精度行进，从而使各个部分在加热器运行时相对于加热器处于适当的位置，以从该部分产生烟草味物质。
该烟具的“永久”部分可以具有与传统的香烟包装相同的尺寸和形状，并带有用于接收烟味带盒的腔体。在该腔体中有上述的用于向加热器提供电力的触头以及用于与供给轴和卷取轴的轮毂相配合以使烟草味料输送带行进的主动轮。当烟味带盒处于腔体中且其烟嘴伸出时，该电烟具可具有传统的香烟包装在一根香烟从打开的一角伸出时的熟悉外形。
腔体可位于永久部分的端部，且带盒可以滑入腔体端侧，而且带有适当的有用于在插入带盒时缩回主动轮的装置，如盒式磁带收录机领域中的技术人员所众所周知的那样。例如，带盒在被插入时，可致动一个杠杆，后者将主动轮移向一边，或释放该主动轮并使它们能被推向一边。或者，如在盒式磁带收录机的另一种熟知的设置中，在永久部分的侧面可提供一个门，以使带盒能被直接装载到主动轮上。
也可以在与传统微型带盒不同的配置中提供一个带盒。类似地，可以提供单卷烟草味料输送带。在此情况下，在行进的输送带经过加热器之后，它随后可退出永久部分的外壳以被吸烟者撕下并丢弃，或者它可被送到一个废物接收器中，而吸烟者可定期对该接收器进行清除。
在永久部分中还可具有电源(例如适当的一个或多个电池)、控制电路和上述引入的美国专利第5，060，671和5，095，921号中描述的抽吸检测器。用于本发明的烟具中的这些部件的更具体的最佳实施例，可以是在共同未决且一同转让的美国专利申请第07/943，504号中的部件；该申请是1992年9月11日递交的，并在此被整个地引为对比文件。
该永久部分还可包含用于精确地驱动主动轮的适当的马达。可以以小的增量精确地行进的步进马达，对于要求位置的精确控制的应用中，诸如计算机磁盘驱动器的定位，是众所周知的。或者，可采用带有适当减速齿轮的普通直流马达。上述的控制电路，除了在检测到吸烟者的抽吸时点着加热器之外，还向马达送出一个信号，以在各个部分被加热之后使输送带行进，以为下一次抽吸作准备。而在加热之前，该输送带则可在检测到抽吸时行进，但这不是最好的，因为输送带行进所需要的时间会造成提供烟草味物质上的延迟，而这是吸烟者不能接受的。控制电路最好还通过例如检测马达无法使输送带进一步行进，来检测烟味带盒何时被用完，并最好还通过适当的显示器向吸烟者表示输送带上剩下的部分的数目或表示带盒已经用完，如在上述专利和申请中所描述的那样。
或者，输送带可用由吸烟者手动致动的机械连接来行进。例如，可设置一个扳机，当它被完全压下或释放时，使输送带行进一段精确的距离。
输送带所必须行进的量，是输送带材料的导热率的函数。输送带的导热率越高，加热器每次工作时输送带被加热的相邻区域就越大。输送带必须行进足够地远，以使任何烟草味料介质部分都不会受到重复加热。否则，对以前已经被无意加热过的部分的再加热所产生的不希望物质，会引起不正常的味道。因此，根据加热器的尺寸，输送带最好行进在大约4mm至大约10mm之间，且这是行进马达所必须行进的距离。当提供了单独的味料部分时，这些味料部分必须相隔足够远，以使它们彼此热隔离-即，当一个特定部分正被加热时，相邻的部分不会无意地被加热。此时输送带必须行进的距离是输送带上烟草味料介质部分之间的间隔的函数。因而，各部分最好与相邻部分相隔在约1mm至约4mm之间，且这是行进马达所必须行进的距离。
当输送带行进时，必须注意不要让供给卷轴空转，那会造成过多的输送带供给量，或者使输送带不能具有与加热器保持良好热接触所需要的足够的张力。为了防止这种空转，并保证良好的热接触，可提供一个具有适当的传统结构的制动器，它作用在供给卷轴主动轮上(在此情况下该制动器需处于烟具的永久部分中)或作用在供给卷轴本身上(在此情况下制动器位于带盒中)。如果制动器是位于带盒中，则它在每次更换带盒时得到更换，这降低了制动器故障的可能性。然而，该制动器最好是在永久部分中，以避免在每一个带盒中设置一个新的制动装置的成本和复杂性。
一种适当的加热器最好用上述专利申请第07/943，504号或共同未决共同转让的美国专利申请第07/931，997和07/932，224号(两者都是1992年8月19日递交的且都在此被全文引作对比文件)中所描述的碳质材料制成。在另一较佳实施例中，可将一种硅半导体材料，诸如在共同未决且共同转让的专利申请第07/943，505号(1992年9月11日递交且在此被全文引作对比文件)中描述的材料，用于加热器。一种更特别的最佳实施例是蛇形的金属加热器。较好的加热器材料是(1)由约75%的镍、约16%的铬、约4.5%的铝、约3%的铁、以及微量的钇组成的合金，诸如由在Indiana的Kokomo的Haynes International公司以HASTELLOY或HAYNES214为商标销售的；(2)由约51%的镍、约24%的铬、约14%的钨、约5%的钴、约3%的铁、以及约2%的钼组成的合金，诸如由Haynes International公司以商标HAYNES230销售的；或者(3)由约80%的镍和约20%的铬组成的合金，诸如由New Jersey的Harrison的Driver-Harris Co.公司，以商标NICHROME销售的。
虽然这些加热器材料中的一些对于用在上述的、要求没有叶片断裂危险的叶片加热器装置中可能太脆了，但这里所考虑的类型的单个加热器可得到足够的支撑，从而可大体防止这种危险。更重要地，该加热器可在两端得到支撑，这与仅在一端得到支撑的叶片是不同的。
作为装在带盒的加热器的一个替换形式，该加热器可被装在烟具的永久部分中，在带盒中设置有适当的结构以保证输送带和加热器之间的良好接触。这样做的优点，在于加热器可与电源直接通过导线连接，而不是通过使可能带有不需要的接触电阻的触头相配合而进行连接。然而，如果采用永久的加热器，则最好采取措施，以把加热器与所产生的烟草味物质隔离开来。否则，在烟具的使用寿命-如果电源是可更换或可再充电的则该寿命是很长的-中，加热器会由于烟草味物质的凝聚而失效。在加热器上产生的烟草味物质覆层会降低加热器的热传送能力，并且还可能由于该覆层的再加热而产生异味。相反，如果加热器与带盒一起被更换，就能基本避免或减小这种效果。
加热器最好应达到约400℃至500℃的温度。上述的所有加热器材料都能达到这个温度范围。然而，应注意周围的材料是否能承受这样的温度。上述的碳纤维垫可承受这样的温度。在选择制作带盒外壳的材料(通常是塑料的)时，也必须考虑到这些温度，或者必须在加热器和外壳之间提供适当的隔离。
一旦选定了正确的材料，就能以较低的成本和众所周知的磁带盒制造技术，方便地制成带盒。基本上所有要作的，是用输送带材料来取代传统的记录磁带，并用加热器取代压垫。还可能希望对输送带的路径进行调节，以缓和烟草味料输送带的转弯，因为烟草味料输送带可能太脆而难以进行那样的转弯，特别是在被加热之后。
Ⅱ.最佳实施例在图1-5部分中显示了根据本发明的电烟具的第一实施例。电烟具10包括永久部分11和烟味带盒12。永久部分11具有用于接受带盒12的腔体13。永久部分11还有电池或电源20、控制电路21、抽吸检测器22、以及马达23，所有这些都是如上所述的。在腔体13中，永久部分11还具有一对用于向带盒12中的加热器提供电力的触头24(一个在图2中显示，另一个在腔体13的相对的壁上，后者在图2中被切去了)，以及一对主动轮25；后者可是诸如传统的磁带驱动主动轮，其一个或两者在26与马达23相机械连接。(如果两个主动轮25都与马达23相连，则马达23可起上述的制动器的作用。)如上所述，本领域中的技术可提供适当的机械设置以使主动轮25在带盒12被插入腔体13中时缩回，或提供一个门(未显示)以插入带盒12。
电源20、电路21、检测器22、马达23和触头24用适当的导体27连接。
如上所述，带盒12具有与传统的收录磁带微型带盒大体相同的外形，它具有供给卷轴40和卷取轴41，其每一个均具有用于与主动轮25相配合的传统轮毂42。然而，与收录磁带不同，供给卷轴40携带上述的输送带43-其上携带有烟草味料介质部分44-通过加热器45。加热器45在两端得到凸缘46(未显示)的支撑，在带盒12的每一个大的壁上有一个凸缘。在带盒12的外侧上的触头30与腔体13中的触头24相配合。
带盒12还带有从一端延伸的烟嘴31。烟嘴31最好是可缩回的，轨46引导着它并防止它被插入带盒12中太多以至不能延伸。为了便于包装和运输，带盒12是在烟嘴31缩回的情况下被运输的。烟嘴31还带有过滤器32，诸如传统的乙酸纤维素香烟过滤器。
烟嘴31与带盒12中的空气流通道47相流体连通。空气流通道47借助壁48而与带盒12内部的其余部分基本隔离，只有在加热器45的上方壁48打开。当带盒12被插入腔体13中时，空气流开口49在空气流通道47和抽吸检测器22之间进行连通，而空气流开口400在空气流通道47和空气管28之间进行连通；空气管28在屏网50处与外部空气相连。
输送带43，借助供给卷轴40的适当制动器(如上所述)，并借助引导部件401，而与加热器45保持适当的接触；引导部件401保证输送带43的路线是这样的，使它始终与加热器45相接触。输送带43得到适当的装载，从而使部分44位于输送带43与加热器45相背离的一侧并进入通道47。
当吸烟者抽吸烟嘴31时，抽吸检测器22检测到抽吸并使控制电路21将加热器45激活预定的时间，使烟草味物质从味料部分44与来自管28的外界空气一起进入吸烟者所吸的通道47，并通过过滤器32而进入到吸烟者的嘴中。在加热器45在预定时间结束时被关闭时，控制电路21启动马达23以推送输送带43行进。
烟具10可具有适当的显示器(例如在部分11上)，以通知吸烟者加热器45的状态、在抽吸之间可能提供的锁定时间、以及剩下的部分44的数目(或已经到达输送带43的端部)，所有这些都是如上述专利或申请中所述的。
如上所述，带盒12可被装有一定长度的输送带43，后者上带有足够一整天使用或更多的味料部分44。在所有部分44被用掉之前，过滤器32可能饱和或由于其他原因而不能使用。因此，过滤器32可以做成可更换的，从而使它能够比带盒12更频繁地被吸烟者所更换。
“永久”部分11可被再次使用，直到电源20被用尽，并可被丢弃。或者，电源20可以是可拆下和可更换的，或是可再充电的(在烟具之内或之外)，所有这些都如上述专利和申请中所述的那样，其中部分11基本上可是真正永久的。
在图6和7中部分地显示了本发明的第二最佳实施例，其余的部分与图1-5的实施例相同。在此实施例中，永久部分60具有电源20、电路21和检测器22，以及空气管28，与在第一实施例中一样。然而，腔体61与腔体13不同，因为在该腔体中安装的是加热器62。加热器62最好装在一个弹簧63上，以便与带盒70的输送带71有良好的接触。腔体61还具有控制触头64，用于与带盒70的控制触头72相配合。
带盒70带有空气通道47和带有过滤器32的烟嘴31，如上所述。然而，在此实施例中，马达73处于带盒中，并通过配合控制触头64、72而得到控制。进一步地，限定通道47的壁74与壁48不同，具有用于使输送带71通过的两个开口，从而使输送带71能被送入通道47中以与加热器62相接触并随后被从通道47中被送出到卷取轴41。引导部件75提供了适当的输送带输送路径，从而保证了加热器62和输送带71之间的良好接触。最后，在此实施例中，输送带71得到适当装载，从而使味料部分76面向内，而背离外部加热器62并进入通道47。
图6和7的实施例的运行在功能上与图1至5的实施例的运行相同。在进一步的实施例(未显示)中，加热器可象在第二实施例中那样处于腔体之中，而马达则象在第一实施例中那样位于永久部分中，或者马达可象在第二实施例中那样处于带盒中，而加热器也象在第一实施例中那样处于带盒中。
图8-11所示的第三最佳实施例80的不同之处主要是在带盒110的结构。带盒110比带盒12更接近传统的收录磁带盒，其上加有一个烟嘴延伸部分111。另外，在带盒110的侧面切出了一个加热器操纵口112。可在门81(所示的是处于关闭位置)之下操纵的烟具80的腔体90的形状，适于容纳修改之后的带盒110。与烟具10和60相同，烟具80具有位于腔体90中的主动轮25以及空气通道28和开口50，以便能吸入外部空气。
烟具80的加热器91是用任何具有适当电阻的适当导体制成的蛇形金属加热器。一种较好的材料是上述的由商标HAYNES214和HASTELLOY表示的镍-铬-铝-铁-钇合金。也可使用上述的由商标Haynes230和NICHROME表示的其他镍-铬合金。另外，也可以采用铂-铑合金。
与电源20和控制电路21相连的导线27，最好借助激光焊接，而与加热器91的相应端102、103相连。端102、103附在一个绝缘基底104上，引线27就通过基底104，而加热器91与基底104大体垂直。基底104又附在一个陶瓷支撑部分105上。基底104最好是诸如英国的Imperial Chemical Industries公司所销售的聚醚醚酮(polyetheretherketone)(PEEK)聚合物。陶瓷支撑部分105最好由氧化锆、氧化铝或二氧化钛制成。与基底104和支撑部分105垂直附着的还有一个陶瓷夹块92，后者最好用与支撑部分105相同的材料制成。夹块92在顶部和底部支撑着加热器91，但夹块92的中央区域93最好被压成凹陷，以尽量减小至夹块92的热传导损耗。在区域93中，夹块92的表面106覆有金层107，以把加热器91辐射来的热反射回输送带43。
开口112位于与烟嘴的延伸部分111中的空气通道115的端部直接相邻的位置处，以使吸烟者能在烟草味物质一在加热器91产生之后就将其吸入。一个过滤塞32被可更换地插入到烟嘴的延伸部分111中。而在烟具10中，基本上所有的过滤塞32都装在在烟嘴31的内部，在烟具80中大多数过滤塞32是可见的。因此，可能希望将塞32包在具有令人愉快的外形的适当包梢纸中，诸如用于某些传统香烟上的熟悉的“软木”包梢纸。
在烟嘴的延伸部分111的侧面的一个口116在通道115和腔体90中的底部上的相应的口94之间进行连通，而口94又与在腔90的底部之下的抽吸检测器100(与抽吸检测器22相类似)相连通。马达101(与马达23相类似)也位于腔体90的底部之下，用于驱动烟具80的主动轮25。
其直径最好在约0.024英寸(约0.609mm)和约0.032英寸(约0.813mm)之间的收缩管117，为吸烟者提供了约10英寸(约254mm)水柱和约0.4英寸(约10mm)水柱之间且最好是在约6英寸(约153mm)水柱和约4英寸(约100mm)水柱之间的压降或抗抽吸力(RTD)。在加热器91和口116之间设置管117，使得压力检测功能与带盒110的本体相分离，并消除了封闭带盒110中的许多开口以保持适当的压降的必要。
如图12-14所示的第四最佳实施例，具有传统香烟的外形，虽然它可能具有较大的直径和长度。在此实施例中，烟具120具有永久部分130和烟味带盒131。永久部分130是基本上空心的筒，它包含包括在上述永久部分11中的所有功能部件，但被包装成筒形。永久部分130具有一个用于插入带盒131的腔体132和一个与空气管28类似的空气管(未显示)，后者在屏网134处的外部空气和在带盒131的开口400处的带盒131的空气流通道47之间进行连通。腔体132除了形状以外，与上述的腔体13相似，并类似地具有用于通过在带盒131的外部的触头135(未显示)对带盒131中的加热器140进行启动的触头24(在图12至14中未显示)以及用于与带盒131的轮毂133相啮合的主动轮25(在图12-14中未显示)。实际上，虽然被显示为筒形的，带盒131和腔体132都可以是矩形的。
带盒131包括在带盒12中的一卷带有烟草味料介质的输送带43。然而，为了在更小的带盒131包装中容纳足够的输送带，带盒12的卷轴在带盒131中由一对细长带141、142所取代，这使得能在不过度增加带盒131的直径的情况下，将输送带展开到带盒131的长度上去。各个供给带141和卷取带142的一端经过相应的一个轮毂133，而各个带141、142的另一端经过相应的一个辊143。带盒131最好还具有一个最好是可更换的、位于烟嘴144中的过滤器31。如所示，带盒131不象带盒12的烟嘴31那样有用于使烟嘴144缩回的空间；然而，可在与带盒131类似类型的适当带盒中，提供可缩回的烟嘴144。
虽然在上述四个实施例的每一个中，输送带都是用电来行进的，但输送带也可以通过手动致动的机械连接来行进。在图15-20中显示了采用这种连接的第五最佳实施例。
烟具150在形状上与烟具80相似，只是其中可插入过滤塞32的烟嘴151处于一端的中央而不是在一个角上。设置了一个门152，用于装载烟草味料输送带160。一个行进杠杆153在槽口154中运行，并被偏置(未显示)到如图15-20所示的位置。
当杠杆153被移到槽口154的另一端时，输送带160按照如下方式被从卷轴161提供而通过加热器91。输送带160在引导器164和大体正方形的驱动部件162、163之间被提供，且通过部件162、163的逆时针转动(如从图15-20看到的)和辊165的顺时针转动而行进。当部件162、163处于所示的位置时，输送带160与加热器91相接触或距离很近，以得到良好的热传递。然而，当部件162、163从所示的位置转45°时，可见角166、167将使输送带160处于接近引导器164的上轨迹168之处并脱离加热器91。因而，当输送带160行进时，它不与加热器91摩擦。这减少了加热器91的故障，并减小了输送带160意外断裂的可能性；而如果输送带160与加热器91摩擦，就可能会发生这种断裂，特别是在输送带160由于加热而被削弱之后。
部件163、164和辊165的行进，是借助如图17所示的装置实现的，后者由杠杆153进行致动。当杠杆153被压下时，它将支撑销171的臂170推向齿轮173的棘轮齿172，使齿轮173顺时针转动。齿轮173使齿轮174、175分别被联接在与部件163、164的共同轴上并逆时针转动，从而使部件163、164转动。同时，齿轮175使齿轮176顺时针转动，从而使辊165顺时针转动。变速比得到适当的设定，从而使部件163、164正好转90°，且部件163、164的尺寸得到适当的选择，以使90°的转动使输送带160行进所希望的距离。当该周期完成时，杠杆153被释放，它在弹簧的偏置(未显示)下回到其原来的位置。在杠杆153返回其位置时，销171在不使齿轮173转动的情况下在棘轮齿172上返回。
图18-20显示了烟具150的三个替换实施例，它们都采用了图15-17所示的手动行进系统。在图18所示的第一个实施例180中，电源和控制电路155位于外壳181的底部。烟草味料输送带160被提供在一个供给卷轴182上并由一个卷取轴183卷取。两个卷轴182、183可以是单独的卷轴，或者可以是带盒184的一部分。可以设置适当的装置(未显示)，以使吸烟者能把输送带160在部件162、163的周围和这些部件和引导器164之间穿过。或者，特别是如果设置了带盒184，部件162、163、164可被设置成带盒184的一部分，而带盒184将具有开口(未显示)，烟具180中的轴通过这些开口与部件162、163、164相啮合。卷轴182、183(可能还有部件162、163、164)都将通过门152而被更换。
在烟具150的第二替换实施例190中，输送带160也被设置在卷轴182上，但没有卷取轴。而输送带160用过的一端191被引导到带盒181的槽口192中，在那里它退出。伸出的端部191可随后被吸烟者撕下并丢弃掉。
在烟具150的第三替换实施例200中，输送带160仍然被设置在卷轴182上，且仍然没有卷取轴。这里，输送带160用过的端部201被引导到带盒181中的接收器202，在那里它累积起来。接收器202在引导器203(可设置一个以上的引导器203)上运行，并可由吸烟者利用把手204拆下以定期进行清除。
虽然在所示的各个实施例中，电源都是内装的电池(它可以是可更换或可再充电的)，但它也可以是一个电容器。在这种情况下，可在烟具的表面上提供充电触头。如果电源是可再充电但是不可拆下的电池，也可设置这种触头。最后，该烟具的电源可以是用于与外部电源相连的连接线路。该连接线路可包括适当的整流或滤波装置。
在图22-28中，显示了本发明的味输送带的第一最佳实施例，其中烟草味料介质被沿着输送带210连续地设置。如图22所示，输送带210可由烟草味料介质220本身制成，该介质用在诸如重组烟草产品的制造中所众所周知的方法而被制成长的片形。根据输送带通过烟具的通路的配置，和所预期的摩擦量，这样的替换形式在某些应用中已经足够了。如果配置使得未受到支撑的输送带可能会断裂，特别是在加热之后输送带被削弱时，则可采用图23所示的替换实施例。如图23所示，输送带230由烟草味料介质220和支撑层231叠置而成。支撑层231可以是如上所述的编织或非编织碳纤维垫，这种碳纤维可以是可从Tennessee州Rockwood的Akzo Fortafil，Inc.公司，(Illinois州Chicago的Akzo America Inc.公司，的一个子公司)获得的一英寸长的切割碳纤维FORTAFIL3C。层231也可以是任何其他适当的材料(例如适当处理过的纸)，这种材料增大层220的强度并能承受对层220的加热温度而不产生异味。
除了支撑层231之外，可能还需要额外的支撑。如图24所示，输送带240还包括加强条带241。条带241可以是纸、金属箔、或者箔/纸叠置的，且仅被设置在输送带240的一部分边缘之上以避免干扰加热器和输送带之间的热传递。如图25所示，可通过与条带241相似的第二加强条251来提供进一步的支撑。如果采用了两个加强条带241、251，输送带250可以略微更宽一些，以为加热器提供足够的不受阻碍的区域252。
在另一替换形式中，条带241或条带241、251的组合可能足以支撑连续的烟草味料介质220，且在图26和27中显示了两个这样的替换形式260、270。
作为味料输送带的第一实施例的最后一个替换形式280，连续的碳纤维281在其以上述方式的制造过程中可被嵌在层220中。适当的连续碳纤维可以是Delawae的Wilmington的Hercules Corporation提供的IM6碳纤维。
在图29中显示了根据本发明的味料输送带的第二实施例290。在此实施例中，烟草味料介质220的各个部分291被淀积在运载输送带292上。图23-25所示的任何一种替换结构均可被用于该实施例中。如上所述，该实施例在输送带的输送方面比第一实施例要求更高的精度，以使部分291与加热器对准。然而，根据各种输送带材料的相对导热率，两个实施例都必须在抽吸之间行进近似相同的距离，就象上面所述的那样，以防止对烟草味料介质的再加热，从而避免异味的产生。
这样，提供了一种电烟具和用于它的可更换的味料或加热器/味料单元，该烟具可提供较大数目的味料部分，它可降低烟具的永久部分上的磨损，它可减小丢弃的材料量，且它可增加吸烟者的便利。还提供了一种用于电烟具的可更换的味料或加热器/味料单元；该单元象包括它的烟具一样，能以较低的成本方便地制作。本领域中的技术人员应该理解，本发明能以不同于上述实施例的方式进行实施，而上述的实施例只是为了说明而不是限定的目的而提出的，而且本发明只受所附权利要求书的限制。
权利要求
1.用于一种电烟具的烟草味料介质提供系统，上述电烟具包括电源、用于加热在热力学上位于其附近的烟草味料介质的电加热装置、和控制装置，后者用于把来自所述电源的电能量加到所述电加热装置上以从所述烟草味料介质中产生提供给所述吸烟者的烟草味物质，所述提供系统包括一个输送带(43)，它具有沿着它的烟草味料介质(44)；用于支撑在热力学上与所述电加热装置相邻近的一段所述输送带的装置(46)；以及用于推动所述输送带经过所述支撑装置以将所述烟草味料介质提供给所述电加热装置的行进装置(40，41)。
2.一种电烟具，用于从沿其带有烟草味料介质的输送带上产生烟草味物质，该电烟具包括一个电源；电加热装置；用于支撑在热力学上与所述电加热装置相邻近的一段所述输送带的装置；用于推动所述输送带经过所述支撑装置以将所述烟草味料介质提供给所述电加热装置的行进装置；以及控制装置，用于把来自所述电源的电能量加到所述电加热装置上以从所述烟草味料介质中产生提供给所述吸烟者的烟草味物质。
3.根据权利要求1或2的电烟具或系统，其中所述行进装置还包括用于在向所述电加热装置提供之前保持所述输送带源的装置，以及用于在向所述电加热装置提供并被其所加热之后保持所述输送带的用过部分的装置。
4.根据权利要求3的电烟具或系统，其中所述输送带源保持装置还包括一个供给卷轴，所述用过部分保持装置还包括一个卷取轴，而所述行进装置进一步包括行进装置接合装置，用于与烟具中的控制装置相接合，以使至少卷取轴和供给卷轴之一转动。
5.根据权利要求4的电烟具或系统，进一步包括当所述接合装置使所述卷取轴转动并且所述输送带行进时，通过迟滞所述供给卷轴的转动来保持所述输送带上之张力的装置。
6.根据权利要求4或5的电烟具或系统，其中所述行进装置接合装置还包括一个位于卷取轴上的轮毂，用于容纳来自烟具的主轴。
7.根据权利要求4、5或6的装置或系统，其中所述行进装置包括用于转动所述卷取轴的装置；所述行进装置接合装置包括用于引起该用于转动的装置转动的装置。
8.根据权利要求7的电烟具或系统，其中所述用于转动的装置是电操作的，用于引起该转动装置转动的装置还包括转动装置接触装置，用于向该转动装置提供电能。
9.根据权利要求3的电烟具或系统，其中输送带保持装置包括一个供给卷轴，用过部分保持装置包括一个卷取轴，行进装置包括用于转动该卷取轴的装置，该转动装置被机械地致动并且包括一个能够在第一和第二部分之间运动的杠杆；和一个在操作上与该卷取轴相连接的棘轮；以及当所述杠杆从第一位置运动到第二位置时，该杠杆引起棘轮转动；当所述杠杆从第二位置返回到第一位置时，该棘轮保持不动。
10.根据权利要求9的电烟具或系统，其中所述行进装置也转动所述供给卷轴。
11.根据权利要求9或10的电烟具或系统，其中所述行进装置在推送所述输送带行进时使所述输送带向离开所述加热器的方向运动。
12.根据权利要求11的电烟具或系统，其中所述行进装置在完成推送所述输送带行进时使所述输送带返回朝向所述加热器运动。
13.根据权利要求12的电烟具或系统，其中所述行进装置包括一对大体为矩形的行进部件，该行进部件在操作上与所述棘轮相连接并且当所述杠杆从所述第一位置向所述第二位置移动时一起转动；其中当所述杠杆处于所述第一位置时，所述矩形行进装置停靠在这样一个位置，在该位置一个所述矩形行进装置的一个边与所述加热器和另一个所述矩形行进装置的一个相应边一起限定出一条第一条线，所述输送带沿着所述这两个边停靠并邻近所述加热器；并且其中当所述杠杆从所述第一位置向所述第二位置移动时，所述矩形行进部件的相应的角限定出一条第二条线，后者向远离所述第一条线的方向运动并随后朝向所述第一条线运动，所述输送带沿着所述第二条线停靠并在行进时保持与所述加热器相脱离。
14.根据权利要求1或2的电烟具或系统，进一步包括一个用于套装所述输送带的可取下的带盒。
15.根据权利要求14的电烟具或系统，其中电加热器装置位于该带盒内，且所述带盒进一步包括电加热器触头装置，用于将电加热装置与电源连接起来。
16.根据权利要求14的电烟具，进一步包括用于容纳所述可取下的带盒的装置。
17.根据权利要求16的电烟具，其中所述用于容纳所述可取下的带盒的装置包括一个位于电烟具内的容纳腔，其大小和形状与所述可取下的带盒相对应，以及一个位于该容纳腔内的用于在所述输送带行进装置和所述控制装置之间进行接合的装置。
18.根据权利要求17的电烟具，其中所述输送带行进接合装置是电装置。
19.根据权利要求17的电烟具，其中所述输送带行进接合装置是机械装置。
20.根据权利要求1或2的电烟具或系统，进一步包括气流通道装置，由吸烟者通过其吸入的空气能够流过与电加热器相邻的输送带之上，用以向吸烟者供送烟草味物质。
21.根据权利要求21的电烟具或系统，进一步包括与所述气流通道装置相液体联通的烟嘴装置，吸烟者通过所述烟嘴装置抽吸携带有烟草味物质的空气。
22.根据权利要求22的电烟具或系统，其中所述烟嘴装置包括用于过滤所述携带有所述烟草味物质的空气的过滤装置。
23.根据权利要求23的电烟具或系统，其中所述过滤装置包括乙酸纤维素过滤塞。
24.根据权利要求23的电烟具或系统，其中所述过滤装置是可更换的。
25.根据权利要求23的电烟具或系统，其中所述烟嘴装置是可缩回的。
26.根据权利要求21至26的任一电烟具或系统，其中所述气流通道包括用于保持对抽吸的阻力的装置。
27.根据权利要求27的电烟具或系统，其中所述用于保持对抽吸的阻力的装置位于所述加热器的下游。
28.根据权利要求27的电烟具或系统，其中所述用于保持对抽吸的阻力的装置包括所述气流通道的一个收缩部分。
29.根据权利要求27的电烟具或系统，其中所述用于保持对抽吸的阻力的装置把对抽吸的阻力保持在约0.4英寸(约10mm)水柱和约10英寸(约254mm)水柱之间。
30.根据权利要求30的电烟具或系统，其中所述用于保持对抽吸的阻力的装置把对抽吸的阻力保持在约4英寸(约100mm)水柱和约6英寸(约153mm)水柱之间。
31.根据前述任一项权利要求的电烟具或系统，其中所述电加热装置包括一种耐碳质材料。
32.根据权利要求1-31中任一项的电烟具或系统，其中所述电加热装置包括一种半导体材料。
33.根据权利要求33的电烟具或系统，其中所述半导体材料包括硅。
34.根据前述任一项权利要求的电烟具或系统，其中所述电加热装置包括一个陶瓷基底。
35.根据权利要求35的电烟具或系统，其中所述陶瓷基底包括氧化锆。
36.根据权利要求35的电烟具或系统，其中所述陶瓷基底包括氧化铝。
37.根据前述任一项权利要求的电烟具或系统，其中所述输送带进一步包括用于所述烟草味料介质的支撑层。
38.根据权利要求38的电烟具或系统，其中所述烟草味料介质沿着所述输送带大体连续地分布。
39.根据权利要求38的电烟具或系统，其中所述烟草味料介质沿着所述输送带以各个部分相分开的方式分布。
40.根据权利要求40的电烟具或系统，其中所述行进装置如此推送所述输送带行进，使得所述各个部分与所述电加热装置相对准。
41.根据权利要求38的电烟具或系统，其中所述支撑层基本上是不可燃烧的。
42.根据权利要求42的电烟具或系统，其中所述支撑层包括一个碳纤维垫。
43.根据权利要求43的电烟具或系统，其中所述碳纤维垫包括非编织碳纤维。
44.根据权利要求43的电烟具或系统，其中所述碳纤维垫包括编织的碳纤维。
45.根据前述任一项权利要求的电烟具或系统，其中所述输送带包括一个加强层。
46.根据权利要求46的电烟具或系统，其中所述加强层包括一个其宽度小于所述输送带的宽度的条带。
47.根据权利要求47的电烟具或系统，其中所述条带沿着所述输送带的边缘附着。
48.根据权利要求47的电烟具或系统，其中所述加强层包括两条所述条带。
49.根据权利要求49的电烟具或系统，其中每一所述条带都沿着所述输送带的边缘附着。
50.根据权利要求46-50的任一项的电烟具或系统，其中所述加强层包括纸。
51.根据权利要求46-50的任一项的电烟具或系统，其中所述加强层包括金属箔。
52.根据权利要求46至50中任一项的电烟具或系统，其中所述加强层包括纸和金属箔的叠层。
53.根据权利要求1或2的电烟具或系统，其中所述行进装置包括用于在向所述电加热器提供且被其加热之后退出所述输送带的用过部分的装置。
54.根据权利要求1或2的电烟具或系统，进一步包括一个用于在向所述电加热装置提供且被其加热之后接收所述输送带的用过部分的接收器。
55.根据权利要求55的电烟具或系统，进一步包括用于从所述烟具上拆下所述接收器的装置。
56.根据权利要求3的电烟具或系统，其中所述输送带源保持装置包括一个供送带，而所述用过部分保持装置包括一个卷取带，所述行进装置进一步包括用于使所述供送带转动的装置。
57.根据权利要求2的电烟具，进一步包括一个电源罩、支撑装置，行进装置和控制装置。
58.根据权利要求58的电烟具，其中所述电源罩是圆柱形的。
59.根据前述任一项权利要求的电烟具或系统，进一步包括抽吸检测器装置，用于检测任何抽烟者在抽吸烟具，所述控制装置响应于所述抽吸检测器装置。
60.一种用于一种电烟具中的加热元件，该电烟具具有一个电源、一种烟草味料介质、和用于开关来自所述电源的电能的控制器，该加热元件包括一个蛇形导体，该导体至少与所述控制器和所述电源之一相连接，从而使所述控制器将电能从所述电源切换至所述蛇形导体以对其进行加热；以及用于将所述蛇形导体在热力学上定位在所述烟草味料介质附近以便当所述蛇形导体被加热时从所述烟草味料介质中产生烟草味物质的装置。
61.根据权利要求61的加热元件，其中所述蛇形导体包括一种金属合金。
62.根据权利要求1的电烟具或系统，其中所述电加热装置包括一种金属合金。
63.根据权利要求62或63的电烟具、系统或加热元件，其中所述金属合金包括镍和铬。
64.根据权利要求64的电烟具、系统或加热元件，其中所述金属合金包括约80%的镍和约20%的铬。
65.根据权利要求64的电烟具、系统或加热元件，其中所述金属合金进一步包括铝、铁和钇。
66.根据权利要求66的电烟具、系统或加热元件，其中所述金属合金包括约75%的镍、约16%的铬、约4.5%的铝、约3%的铁、和微量的钇。
67.根据权利要求64的电烟具、系统或加热元件，其中所述金属合金进一步包括钨、钴、铁和钼。
68.根据权利要求68的电烟具、系统或加热元件，其中所述金属合金包括约51%的镍、约24%的铬、约14%的钨、约5%的钴、约3%的铁和约2%的钼。
69.根据权利要求61的加热元件，其中所述用于定位的装置进一步包括一个与所述蛇形导体大体垂直的绝缘基底，所述蛇形导体具有大体垂直地延伸通过所述绝缘基底的端部。
70.根据权利要求70的加热元件，其中所述绝缘基底包括一种聚合物。
71.根据权利要求71的加热元件，其中所述聚合物是聚醚醚酮(PEEK)。
72.根据权利要求70的加热元件，其中所述用于定位的装置进一步包括邻近于并大体平行于所述绝缘基底的陶瓷支撑部分，所述蛇形导体的所述端部也延伸通过所述陶瓷支撑部分。
73.根据权利要求73的加热元件，其中所述陶瓷支撑部分包括从由以下材料组成的组中选出的一种陶瓷材料氧化锆，氧化铝，二氧化钛，以及它们的组合物。
74.根据权利要求73的加热元件，其中所述用于定位的装置进一步包括一个陶瓷夹块，该夹块大体垂直地从所述绝缘基底延伸出来并邻近于且大体平行于所述蛇形导体，以支撑所述蛇形导体。
75.根据权利要求75的加热元件，其中所述陶瓷夹块包括从由以下材料组成的组中选出的一种陶瓷材料氧化锆，氧化铝，二氧化钛，以及它们的组合物。
76.根据权利要求75的加热元件，其中所述夹块具有一条邻近于所述绝缘基底的第一边、一条远离所述绝缘基底的第二边、和一个在所述第一和第二边之间的凹陷区域；并且所述蛇形导体受到所述第一和第二边的支撑并且在所述凹陷区域中不与所述夹块相接触，从而使从所述蛇形导体至所述夹块的热传导被降到最低。
77.根据权利要求77的加热元件，其中所述夹块在所述凹陷区域中的一个表面受到反射化处理以反射所述蛇形导体产生的热。
78.根据权利要求78的加热元件，其中所述反射化表面覆有反射性金属。
79.根据权利要求79的加热元件，其中所述反射金属是金。
全文摘要
提供了一种电烟具，其中烟草味料介质被一个连续输送带携带而经过一个加热器。该输送带最好是基本上不可燃烧的，并带有连续的或者各部分相分离的烟草味料介质。还提供了一种用于这种电烟具的烟味带盒。该带盒的形状与传统的收录机微型磁带带盒相似，但用输送带取代了磁带。该带盒还可包括加热器，而输送带对准位置地通过该加热器以加热各个烟草味料介质部分。
文档编号A24F47/00GK1102964SQ9410903
公开日1995年5月31日 申请日期1994年8月10日 优先权日1993年8月10日
发明者玛丽·艾伦·康茨, 小威利·G·霍克, 肯尼斯·S·霍顿, 小·A·克里夫顿·莉莉, 彼德·J·利普威茨, 詹姆斯·L·米拉克, F·莫菲·斯普林克尔, 詹姆斯·M·华盛顿, 苏珊·E·雷恩 申请人:菲利普莫里斯生产公司