(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール式喫煙システムであって、
実質的に環状のカルーセルを含むカルーセルモジュールと、喫煙物品を受けるための複数の喫煙物品ポートと、複数の分析ポートとを備え、前記カルーセルが内部表面および前記内部表面から半径方向に間隔をおいた外側表面を持ち、そこで複数の同一寸法のエアロゾルフローチャネルが前記カルーセルを通して画定可能であり、各エアロゾルフローチャネルが前記カルーセルの前記内部表面に位置する喫煙物品ポートと前記カルーセルの前記外側表面に位置する分析ポートとの間を前記カルーセルを通して半径方向に延び、また
少なくとも一つのエアロゾル分析モジュールが前記カルーセルの前記外側表面から半径方向に外向きに位置し、喫煙物品ポートに接続されている喫煙物品により発生するエアロゾルの分析のための分析ポートに結合可能である、システム。
【請求項２】
第一の分析ポートに結合可能な第一のエアロゾル分析モジュールであって、前記第一の分析ポートが第一のエアロゾルフローチャネルを介して第一の喫煙物品ポートと関連付けられているものと、
第二の分析ポートに結合可能な第二のエアロゾル分析モジュールであって、前記第二の分析ポートが第二のエアロゾルフローチャネルを介して第二の喫煙物品ポートと関連付けられているものとを備え、
ここで前記第一の喫煙物品ポートと前記第一の分析モジュールとの間のエアロゾルフロー経路が、前記第二の喫煙物品ポートと前記第二の分析モジュールとの間のエアロゾルフロー経路と同じ長さである、請求項1に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項３】
複数のエアロゾル分析モジュールを備え、前記複数のエアロゾル分析モジュールのそれぞれが前記複数の分析ポートの分析ポートに結合可能であり、前記複数の分析ポートのそれぞれと結合されたエアロゾル分析モジュールとの間のエアロゾルフロー経路が実質的に同一寸法である、請求項1または2に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項４】
リニアまたはロータリーのいずれの喫煙モードでも動作ができ、リニアおよびロータリーの両方の喫煙モードで動作する時にエアロゾルフロー経路が同一の長さである、請求項1、2、または3に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項５】
少なくとも2つの異なるタイプのエアロゾル分析を実施するための少なくとも2つの異なるタイプのエアロゾル分析モジュールを備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項６】
前記カルーセルの前記内部表面が、喫煙物品ポートに結合されている間に喫煙物品の喫煙によって発生する二次的なエアロゾルが第一の領域内に保持されるように、前記カルーセルの前記外側表面から密封されている第一の領域内に位置する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項７】
前記第一の領域内に保持される二次的なエアロゾルが、分析対象の二次的なエアロゾル分析モジュールに移動される、請求項6に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項８】
前記カルーセルが、第一のリングおよび第二のリングを備え、
前記第一のリングが前記カルーセルの前記内部表面を画定し、かつ前記第一のリングの前記内部表面および外側表面の間を前記第一のリングを通して半径方向に延びる複数のチャネルを有し、ならびに前記第二のリングが前記カルーセルの前記外側表面を画定し、かつ前記第二のリングの内部表面と前記外側表面の間を前記第二のリングを通して半径方向に延びる複数のチャネルを有し、前記第一のリングを通して画定される前記複数のチャネルが、前記第二のリングを通して画定される前記複数のチャネルと重なりあう関係で配置されて前記エアロゾルフローチャネルを画定することができる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項９】
前記第一のリングおよび前記第二のリングがどちらも、前記カルーセルの前記内部表面に位置する各喫煙物品ポートが前記カルーセルの前記外側表面に位置する対応する分析ポートと関連付けられるように静止したものである、請求項8に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項１０】
前記第一のリングが、前記カルーセルの前記内部表面に位置する各喫煙物品ポートが前記カルーセルの前記外側表面に位置する前記複数の分析ポートのいずれかに関連付けられうるように、前記第二のリングに対して回転可能である、請求項8に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項１１】
変速機モジュール、マガジンモジュール、製品ローダーモジュール、製品点火モジュール、製品イジェクターモジュール、廃棄物回収モジュール、ユーティリティ供給モジュール、副流モジュール、構成モジュール、データベース モジュール、データ転送モジュール、自動化モジュール、GUIモジュール、機械安全モジュール、ピックアンドプレース モジュール、装置取扱いモジュール、ポンプモジュール、および希釈モジュールを含めたリストから選択される、少なくとも一つのモジュールをさらに備えた、請求項1〜10のいずれか1項に記載のモジュール式喫煙システム。
【請求項１２】
喫煙物品により発生するエアロゾルを分析する方法であって、
喫煙機械内の環状カルーセルの内部表面上に位置する喫煙物品ポート内の前記喫煙物品のマウスピース端を前記喫煙物品が前記カルーセルから半径方向内側に延びるように位置付けする工程と、
前記喫煙物品により発生するエアロゾルを前記カルーセルを貫いて画定された半径方向に延びるチャネルを通して引き出し、前記カルーセルの外側表面上に位置する第一の分析モジュールに送る工程と、前記カルーセルの前記内部表面を前記カルーセルの前記外側表面に対して回転させる工程と、
前記喫煙物品により発生するエアロゾルを前記カルーセルを貫いて画定された半径方向に延びるチャネルを通して引き出し、前記カルーセルの前記外側表面上に位置する第二の分析モジュールに送る工程とを含み、前記第二の分析モジュールが前記第一の分析モジュールとは異なる分析を実施する、方法。
【請求項１３】
請求項10に記載の装置で実施される時の、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
複数の喫煙物品によって発生するエアロゾルを同時に分析する方法であって、喫煙機械内の環状カルーセルの内部表面上にある複数の喫煙物品ポートのうちどれか一つ内の前記複数の喫煙物品のそれぞれのマウスピース端を、複数の喫煙物品のそれぞれが前記カルーセルから半径方向内側に延びるように位置決めする工程と、
前記複数の喫煙物品のそれぞれによって発生するエアロゾルをエアロゾルフロー経路に沿って引き出し、前記カルーセルの外側表面に位置する対応する複数の分析モジュールのうちどれか一つに送る工程であって、前記エアロゾルフロー経路が前記複数の喫煙物品のそれぞれとその同一寸法の対応する分析モジュールとの間にある工程とを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、喫煙機械に、さらに具体的には複数ポート喫煙機械に、ならびに複数の喫煙物品により発生したエアロゾルを分析する方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
制御された喫煙条件下で複数の紙巻たばこまたはその他の喫煙物品により発生するたばこの煙の成分の回収および分析のための複数ポート喫煙機械は、当該技術分野において公知である。使用時使用する、紙巻たばこの口側の端は、機械の喫煙ポートに接続されたホルダー内に配置され、空気は一つ以上の機械駆動式のガスシリンジまたはポンプを使用して規則正しい間隔で火のついた紙巻たばこを通して吸い込まれる。紙巻たばこを通して吸い込まれる主流のたばこの煙の粒子および気相の成分は、例えば、ガラス繊維（Cambridge）フィルター、インピンジャーおよびガス捕集袋などの一つ以上の捕獲システムを使用して回収された後、分析されて、例えばタール、ニコチンおよび一酸化炭素の収量が決定される。
【０００３】
リニア喫煙機械およびロータリー喫煙機械といった、2つの一般的なタイプの複数ポート喫煙機械が公知である。
【０００４】
リニア喫煙機械では、例えば、Borgwaldt KC（ドイツ、ハンブルク）から入手可能なLM450リニア喫煙機械では、各喫煙ポートは、その喫煙ポートに接続されたホルダー内に配置された紙巻たばこを通して空気を引き込む別個のシリンジまたはポンプに結合される。使用時、主流煙は、各紙巻たばこを通して同時に引き込まれ、別個に収集される。すなわち主流煙は、喫煙ポート毎に個別に収集される。
【０００５】
ロータリー喫煙機械では、例えば、Borgwaldt KC（ドイツ、ハンブルク）から入手可能なRM200Aロータリー喫煙機械では、喫煙ポートは、単一の静止シリンジまたはポンプに対して回転するヘッドに取り付けられ、これが、さらに喫煙ポートに接続されたホルダー内に配置された紙巻たばこを通して空気を引き込む。使用時、それぞれの紙巻たばこを通して連続的に引き込まれる主流煙が、蓄積的に回収される。
【０００６】
1回の使用で回収される多数の喫煙物品からの蓄積的な主流煙サンプルを許容することで、ロータリー喫煙機械は有利にも短時間内に確固とした煙マトリクスを発生する。
【０００７】
燃焼して煙を形成するのではなく、たばこ材料が加熱されて消費者によって吸い込まれるエアロゾルを形成する多くの喫煙物品が、当該技術分野で提案されてきた。公知の一つのタイプの加熱式喫煙物品では、エアロゾルは、可燃性燃料要素または熱源から、熱源の内部、周囲、または下流に位置しうる物理的に分離されたたばこ材料に熱を移動することにより生成される。別のタイプの加熱式喫煙物品では、たばこ材料は一つ以上の電気発熱体により加熱されてエアロゾルを生成する。
【０００８】
異なるタイプの喫煙物品からの煙の回収および分析ができ、ならびに異なるタイプの分析が実施できる喫煙機械を提供することが望ましい。「リニア」モード、すなわちエアロゾルが喫煙物品毎に回収されるモード、ならびに「ロータリー」モード、すなわちエアロゾルを複数の喫煙物品について蓄積的に回収でき、また各喫煙物品とトラップまたはアナライザーとの間でのエアロゾル経路の長さが同一であるモードという両方のモードで作動できる喫煙機械を提供することがさらに望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
最初の態様では、実質的に環状のカルーセルを含むカルーセルモジュール、喫煙物品を受けるための複数の喫煙物品ポート、および複数の分析ポートを備えたモジュール式喫煙システムが提供されており、カルーセルは内部表面および内部表面から半径方向に間隔をおいた外側表面を持ち、その内部で複数の同一寸法のエアロゾルフローチャネルがカルーセルを通して画定可能であり、各エアロゾルフローチャネルは、カルーセルの内部表面に位置する喫煙物品ポートとカルーセルの外側表面に位置する分析ポートとの間にカルーセルを通して半径方向に延び、また少なくとも一つのエアロゾル分析モジュールは、カルーセルの外側表面から半径方向に外向きに位置し、喫煙物品ポートに接続されている喫煙物品により発生するエアロゾルの分析用の分析ポートに結合可能である。
【００１０】
モジュール式喫煙システムは、エアロゾル分析モジュールを、カルーセルモジュールから分離可能なモジュールとして形成できるという利点がある。これにより、異なる分析モジュールを分析ポートに結合できるようになり、また保守および較正用に取り外せるようになる。カルーセルの外側表面に分析ポート（単一または複数）を提供することにより、分析モジュールまたはモジュールは、作動中およびシステムのセットアップ中のどちらでも簡単にアクセスが可能である。また、複数の分析モジュールのための十分なスペースがある。
【００１１】
この文脈で、「環状カルーセル」という用語は、円形断面を持つカルーセルには限定されず、正多角形断面など任意の断面を持つものとしうる。
【００１２】
喫煙物品は、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出することができるエアロゾル形成基質を含む任意の物品としうる。喫煙物品は、不燃性の喫煙物品でも、燃焼性の喫煙物品でもよい。不燃性の喫煙物品は、例えば、エアロゾル形成基質を加熱することにより、または化学反応により、またはエアロゾル形成基質の機械的な刺激により、エアロゾル形成基質を燃焼することなしに揮発性化合物を放出する。燃焼性喫煙物品は、例えば、従来式の紙巻たばこでの場合の通り、エアロゾル形成基質の直接的な燃焼によりエアロゾルを放出する。この文脈で、エアロゾルは、固体粒子または液体小滴の分散、またはガス内での固体粒子および液体小滴の組み合わせを意味する。エアロゾルは、可視でも不可視でもよい。エアロゾルは、室温で通常は液体または固体の物質の蒸気、ならびに固体粒子または液体小滴または固体粒子および液体小滴の組み合わせを含みうる。
【００１３】
有利なことに、モジュール式喫煙システムはさらに、第一の分析ポートに結合可能な第一のエアロゾル分析モジュールであって、第一の分析ポートが第一のエアロゾルフローチャネルを介して第一の喫煙物品ポートと関連付けられているものと、第二の分析ポートに結合可能な第二のエアロゾル分析モジュールであって、第二の分析ポートが第二のエアロゾルフローチャネルを介して第二の喫煙物品ポートと関連付けられているものとを含み、ここで、第一の喫煙物品ポートと第一の分析モジュールとの間のエアロゾルフロー経路は、第二の喫煙物品ポートと第二の分析モジュールとの間のエアロゾルフロー経路と同じ長さである。
【００１４】
モジュール式喫煙システムはさらに、複数のエアロゾル分析モジュールを備えうるが、複数のエアロゾル分析モジュールのそれぞれは分析ポートに結合可能であり、複数のエアロゾル分析ポートのそれぞれと結合された分析ポートとの間のエアロゾルフロー経路は実質的に同一寸法である。
【００１５】
各喫煙モジュールまでのフロー経路の長さを同一にすることで、異なる喫煙物品ポートで実施された分析の結果を、結果に何らかの調整をする必要なしに有効に比較できる。
【００１６】
有利なことに、モジュール式喫煙システムは、リニアおよびロータリーの両方の喫煙モードで動作する時にエアロゾルフロー経路が同一の長さである、リニアまたはロータリーのいずれの喫煙モードでも動作ができる。これにより、異なる喫煙モードから得られた分析結果を有効に比較しうるという利点が提供される。この文脈で、「リニア」モードはエアロゾルが喫煙物品ポート毎に分析されるモードであり、「ロータリー」モードはエアロゾルが複数の喫煙物品ポートについて蓄積的に回収されるモードである。
【００１７】
モジュール式喫煙システムは、少なくとも2つの異なるタイプのエアロゾル分析を実施するための少なくとも2つの異なるタイプのエアロゾル分析モジュール分析モジュールを備えうる。現時点では、喫煙物品の完全な特徴付けおよび評価をするには、いくつかの異なるタイプの分析を実施しなければならない。異なる分析モジュールを使用できるモジュール式システムを提供することで、初期投資、保守およびユーザー教育という点での複数の喫煙機械の必要性に関連付けられたコストが低減される。また、異なる分析モジュールを使用できるモジュール式システムを提供することで、異なるタイプの喫煙物品のための特定のユーザー要件を満たす柔軟性が得られる。
【００１８】
いくつかの異なるタイプの分析モジュールが使用できる。エアロゾル内の関心の成分によって、必要とされるモジュールまたはモジュールの組み合わせが決定される。また、特定のエアロゾル成分を、またはエアロゾル全体としての属性を測定するための異なる技術および装置が、当該技術分野において公知である。以下は、単独または組み合わせで使用可能な分析モジュールの例である。ただし、要求に応じてその他の分析モジュールを使用しうる。
−自動フィルター抽出付きまたは無しの、手動式または自動式の全粒子状物質（TPM）決定用の分析モジュール、
−全煙分析用の分析モジュール（例えば、コールドトラップ）、
−液体を通してエアロゾルを気泡にするインピンジャー、および／または
−一つ以上の特定の成分（一酸化炭素など）用の吸入毎のオンライン分析モジュール。
【００１９】
カルーセルの内部表面は、喫煙物品ポートに結合されている間に喫煙物品の喫煙によって発生する二次的なエアロゾルが第一の領域内に保持されるように、カルーセルの外側表面から密封されている第一の領域内に位置しうる。これにより、一部ユーザーにとって好ましい動作環境が提供されうる。さらには、第一の領域内に保持される二次的なエアロゾルは、分析される二次的なエアロゾル分析モジュールに転送されうる。
【００２０】
カルーセルは、第一のリングおよび第二のリングを備えうるが、第一のリングはカルーセルの内部表面を画定し、かつ第一のリングの内部表面および外側表面の間を第一のリングを通して半径方向に延びる複数のチャネルを有し、ならびに外側リングはカルーセルの外側表面を画定し、かつ第二のリングの内部表面と外側表面の間を第二のリングを通して半径方向に延びる複数のチャネルを有し、第一のリングを通して画定される複数のチャネルは、第二のリングを通して画定される複数のチャネルと重なり合う関係で配置されて、エアロゾルフローチャネルを画定することができる。
【００２１】
第一のリングおよび第二のリングはどちらも、カルーセルの内部表面に位置する各喫煙物品ポートがカルーセルの外側表面に位置する対応する分析ポートと関連付けられるように、静止したものとしうる。
【００２２】
別の方法として、第一のリングは、カルーセルの内部表面に位置する各喫煙物品ポートをカルーセルの外側表面に位置する複数の分析ポートのどれかと関連付けうるように、第二のリングに対して回転可能なものとしうる。
【００２３】
モジュール式喫煙システムは、互換性のあるモジュールとして、カルーセルおよび分析モジュールに加えて提供される、当該技術分野において公知でありうる追加的な構成要素をさらに備えうる。例えば、システムは、変速機モジュール、マガジンモジュール、製品ローダーモジュール、製品点火モジュール、製品イジェクターモジュール、廃棄物回収モジュール、ユーティリティ供給モジュール、副流モジュール、構成モジュール、データベース モジュール、データ転送モジュール、自動化モジュール、GUIモジュール、機械安全モジュール、ピックアンドプレースモジュール、装置取扱いモジュール、ポンプモジュール、および希釈モジュールのうち一つ以上を備えうる。各モジュールは、用途パラメータの範囲および組に合わせてセットアップおよび較正される。いったん望ましいモジュールが組み立てられると、喫煙システムは、統合テスト前に定義・設定された各モジュールのすべてのパラメータについて統合テストを実施しうる（このモジュールが使用される場合には、構成モジュールによって定義されたパラメータを除く）。
【００２４】
モジュール式喫煙システムは、エアロゾルを分析ポートを通して引き出し、分析モジュール内に送る吸込み手段を備えうる。吸込み手段は分析モジュールの一部として提供してもよく、別個のモジュールとして提供してもよい。吸込み手段はガスシリンジまたはポンプとしうる。
【００２５】
第二の態様では、喫煙物品により発生するエアロゾルを分析する方法が提供されているが、本方法は、喫煙機械内の環状カルーセルの内部表面上に位置する喫煙物品ポート内の喫煙物品のマウスピース端を喫煙物品がカルーセルから半径方向内側に延びるように位置決めする工程と、喫煙物品により発生するエアロゾルをカルーセルを貫いて画定された半径方向に延びるチャネルを通して引き出し、カルーセルの外側表面上に位置する第一の分析モジュール内に送る工程と、カルーセルの内部表面をカルーセルの外側表面に対して回転させる工程と、喫煙物品により発生するエアロゾルをカルーセルを貫いて画定された半径方向に延びるチャネルを通して引き出し、カルーセルの外側表面上に位置する第二の分析モジュール内に送る工程であって、その第二の分析モジュールが第一の分析モジュールとは異なる分析を実施する工程とを含む。
【００２６】
本方法は第一の態様による装置で実施しうる。
【００２７】
第三の態様では、複数の喫煙物品によって発生するエアロゾルを同時に分析する方法が提供されており、本方法は、喫煙機械内の環状カルーセルの内部表面上にある複数の喫煙物品ポートのうちどれか一つ内の複数の喫煙物品のそれぞれのマウスピース端を、複数の喫煙物品のそれぞれがカルーセルから半径方向に内向きに延びるように位置決めをする工程と、複数の喫煙物品のそれぞれによって発生するエアロゾルをエアロゾルフロー経路に沿って引き出し、カルーセルの外側表面に位置する対応する複数の分析モジュールのうちどれか一つに送る工程であって、エアロゾルフロー経路が複数の喫煙物品のそれぞれとその同一寸法の対応する分析モジュールとの間にある工程とを含む。
【００２８】
分析モジュールは、互いに同一なものでも、互いに異なるものでもよい。
【００２９】
一つの態様に関連して説明した特徴は、本発明の他の態様に適用されうることは明らかである。
【００３０】
具体的な発明の実施形態について、一例としてであるが、ここで図を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図1は、モジュール式喫煙システム用の複数ポートカルーセルモジュールの概略透視図である。
【図２】図2は、カルーセルモジュールの部分を形成する2つの同心円状のリングを示す、図1のカルーセルモジュールの概略透視図である。
【図３】図3は、カルーセルモジュールの一部分を貫いて画定されるエアロゾルフローチャネルを示す断面図である。
【図４】図4は、カルーセルモジュールに結合された2つの分析モデルを図示した、図1のカルーセルの断面図である。
【図５】図5は、複数の分析モジュールに結合されたカルーセルモジュールを示すモジュール式喫煙機械の一部分の概略平面図である。
【図６】図6は、カルーセルモジュールおよび電気的に動作する喫煙装置を保持するための保持モジュールを図示した、モジュール式喫煙機械の一部分の断面図である。
【図７】図7は、モジュール式喫煙システムの動作中に二次喫煙の煙を回収するための密封された内部領域を持つカルーセルモジュールを示す、モジュール式喫煙システムの一部分の断面図である。
【図８】図8は、カルーセルモジュールを備えるモジュール式喫煙システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図1は、モジュール式喫煙システムのためのカルーセルモジュール10を図示したものである。カルーセルモジュール10は、網目のある2つの同心円状のリング、内側リング12および外側リング14を含む。内側リングは内部表面13を画定し、外側リングはその内部表面13から半径方向に間隔をおいた外側表面15を画定する。複数の喫煙物品ポート20は内部表面13に位置する。複数の分析ポート30は外側表面15に配置される。カルーセルのサイズに応じて任意の数の分析ポートを提供しうるが、8〜24個のポートが適正な数であることが判明している。それぞれの喫煙物品ポート20は、動作時に、喫煙物品40により発生する主流煙が喫煙物品ポート20内に引き込まれるように、喫煙物品40を受けることができる。
【００３３】
図2および図3は、カルーセルモジュール10のさらなる詳細を図示したものである。図2では、外側リング14は内側リング12から分離して示されている。半径方向に延びるチャネル51は、内部表面13と内側リング18の外側表面との間を、内側リング12を通って延びる。同様に、半径方向に延びるチャネル52は、外側リング19の内部表面と外側表面15の間を、外側リングを通って延びる。カルーセルモジュールが組み立てられた時、内側リング18の外側表面および外側リング19の内部表面は、内側リングが外側リングに対して回転可能なように摺動係合するように配列されている。内側リング51を通して画定される半径方向に延びるチャネルは、外側リング52を通り半径方向に延びるチャネルと重なりうるように配置され、それにより、カルーセルモジュール10の内側および外側の両方のリングを通り半径方向に延びるエアロゾルフローチャネル55を形成する。完全に組み立てられた時、エアロゾルフローチャネル55は、喫煙物品ポート20内に受けられる喫煙物品40によって発生するエアロゾルがエアロゾルフローチャネル55を通して引き込まれ、分析ポート30に結合された分析モジュール100内に送られることができるように、喫煙物品ポート20と分析ポート30の間をカルーセルモジュール10を通して半径方向に延びる。
【００３４】
エアロゾルフローチャネル55の断面図が、図3に提供されている。この図で、喫煙物品ポート20が喫煙物品40のマウスピースの端41を受ける寸法であることがわかる。喫煙物品ポート20は、喫煙物品40の周りを封着するためのラビリンスシールを備えうる。喫煙物品40により発生するエアロゾルは、カルーセルモジュールを貫いて画定されるエアロゾルフローチャネル55を通して引き込まれ、分析モジュール内、または分析ポート30に接続または結合されたその他の任意のモジュール内に送り込まれる。
【００３５】
喫煙物品は、従来型の紙巻たばこ、またはその他のエアロゾル発生手段（加熱式紙巻たばこなど）としうる。
【００３６】
本明細書で説明したモジュール式喫煙システムの利点は、喫煙物品40と分析モジュール100、110の間の任意のエアロゾルフロー経路が最小の長さとなり、またその他のエアロゾルフロー経路と実質的に同一の寸法であるように、複数のエアロゾル分析モジュールをシステム内に同時に配列できることである。
【００３７】
エアロゾル分析モジュール分析モジュールは、それが喫煙物品を通過して出た後、短い距離内でエアロゾルを受けるために、喫煙機械内で喫煙物品のできるだけ近くに配置することが望ましい場合がある。喫煙物品から吸い込まれるエアロゾル（煙など）は、長いまたは回旋状のエアロゾルフロー経路を通過した場合には変質することがある。従って、エアロゾル発生装置（喫煙物品など）からある距離に位置する分析機械を使用して正確な結果を得ることが困難である。標準的な喫煙機械では、喫煙物品ポートはカルーセルの外部表面上に配列され、エアロゾルを一つ以上の分析ユニットに移動させるためのポートは、喫煙物品ポートの半径方向内側に配置される。こうして、分析ユニットには余裕が与えられておらず、喫煙物品により発生するエアロゾルはすべて、それぞれの分析ユニットに移される必要がある。
【００３８】
複数の分析モジュール100、110をカルーセルモジュールの周辺部に配列することにより、喫煙物品ポートと分析モジュール100、110の間のエアロゾルフロー経路はどれも同一寸法であることを確保できる。図4は、第一の分析モジュール100および第二の分析モジュール110に接続された時の上述のカルーセルモジュールを示す。第一および第二の分析モジュールは、喫煙物品40により発生するエアロゾルの異なる側面を分析する。カルーセルモジュール10の外側に半径方向に配置されたそれぞれの分析モジュールの配列により、各分析モジュールへのエアロゾルフロー経路は実質的に同一寸法とすることができる。さらには、システムの組立・分解中、システムの動作中のどちらの場合でも、各分析モジュールにアクセスする十分なスペースがある。
【００３９】
内側リング12は、静止している外側リング14に対して回転できるようにする位置合わせ手段を含む。内側リング12を貫いて画定されるチャネル51は、静止した外側リング14を貫いて画定されるチャネル52と順次的に整列させうる。このように、任意の単一の喫煙物品40は、各分析モジュールが異なる分析ポート30に結合されている複数の分析モジュールによって分析されうる。また、複数の喫煙物品は、単一の分析モジュールによって分析しうるが、これは回転モードの動作に相当する。
【００４０】
図5は、複数の分析モジュールに結合されたカルーセルモジュールの平面図を示すものである。図5に示す実施形態で、複数の喫煙物品のそれぞれは、分析モジュールにより同時に分析されうる。分析モジュールはそれぞれ同じタイプの分析を行ってもよく、各分析モジュールは喫煙物品により発生したエアロゾルの異なる側面を分析してもよい。システムは、各分析モジュールが個別の喫煙物品を分析するように構成されたリニアモードで、または各分析モジュールが複数の喫煙物品から回収したエアロゾルを順次回転させて分析モジュールと整列させて分析するよう構成された回転モードで動作しうる。
【００４１】
ステッパーモーターまたはサーボモーターなどの適切な任意の回転駆動装置を供給しうる（図示せず）、また適切な任意の制御装置およびギア機構を使用して、内側および外側のリング12、14の正しい整列を確保しうる。
【００４２】
従来的な紙巻たばこの形態の喫煙物品、または一体型の可燃性熱源を持つ加熱式紙巻たばこは、喫煙物品ポートに挿入された時に、都合よくそれ自体が保持されうる。よって、こうした喫煙物品は、それぞれの口側端が喫煙物品ポート内に受けられた時に全体的に保持される。その他のタイプの喫煙物品、例えば電気加熱式の喫煙物品または電気的に動作するエアロゾル発生物品は、追加的な保持手段を必要とすることがあり、これは保持モジュールによって提供されうる。
【００４３】
図6は、装置の口側端が、上述の通りカルーセルモジュールの喫煙物品ポートに受けられることができるように、喫煙装置161を所定の場所に保持するための環状の保持体165を持つ保持モジュール160をさらに備えるモジュール式喫煙システムの実施形態を図示したものである。
【００４４】
喫煙物品による主流煙発生器の分析は上述した通りであるが、喫煙過程で喫煙物品から発生する二次的な煙または副流煙も分析されることが望ましいことがある。従来式の喫煙機械では、喫煙機械内で発煙させた喫煙物品から発生した副流煙を正確に回収することが困難である。図7に図示した通り、潜在的に有利な発明の実施形態は、副流煙を効率良く回収できるようにしうる。
【００４５】
カルーセルモジュールの静止した外側リング14から延びる壁200は、カルーセルモジュールの回転可能な内側リング12を取り囲む密封領域210を囲む。カルーセルモジュール内に受けられる喫煙物品は内側リング12から半径方向に内向きに延び、そのためモジュール式喫煙機械の動作中に密封領域210内に含まれる。この内部領域を密封することにより、喫煙機械の動作中に喫煙物品により発生するいくらかの副流煙を副流モジュールを使用して抽出し、抽出されたいくらかの副流煙を、例えばさらなる分析モジュール250内で分析することができる。こうして、本明細書で説明したモジュール式喫煙システムは、複数の喫煙物品によって発生する主流煙と副流煙の両方を同時に分析できるものとしうる。オペレータから内部領域を密封することも、一部ユーザーにとって好ましい動作環境を提供しうる。
【００４６】
喫煙システムのさらなる構成要素を提供して、システムの動作を完全に自動化しうる。これらの構成要素は、さらなるモジュールとして提供されうる。図8は、様々な組み合わせで使用されうる、考えられるさらなるモジュールを示す概略図である。
【００４７】
カルーセル10は変速機モジュール150によって回転される。変速機モジュールは、内側リング12を回転させるステッパーモーターまたはサーボモーターとしうる。変速機モジュールは、自動化モジュール410によって制御される。自動化モジュールには、プログラマブルロジックコントローラまたはマイクロプロセッサ実行ソフトウェアが含まれる。別の制御モジュールは、システムの自動構成を実施するためにマイクロプロセッサ上で実行されるソフトウェアを含む構成モジュールである。
【００４８】
分析モジュール100、110は、カルーセルの外側にあるその他のモジュールと一緒に表示されている。ポンプモジュール120は、喫煙物品を通して空気を引き出すために使用される。ポンプモジュールは、単一のピストンを備えていてもよく、または連続的な喫煙を実現するために二つのピストンを備えていてもよい。ポンプモジュールは、望ましい吸入プロファイルを提供するために、自動化モジュールにより制御される。希釈モジュール130は、標的の濃度を実現するためにエアロゾルの連続フローを希釈するために使用される。希釈は単一のステップまたは複数のステップで実現されうる。廃棄モジュール140は、分析用廃棄物を回収する。
【００４９】
カルーセルの内側には、使用されうる複数のさらなるモジュールがある。これらのモジュールは、自動化モジュール410によっても制御される。点火モジュール320は、点火プロトコルに従い喫煙物品を点火する。点火は、喫煙物品がカルーセル上にある時に実施されてもよく、または喫煙物品がカルーセルに装填される前に実施されてもよい。喫煙物品のタイプに応じて、異なる点火方法を使用しうる。ローダーモジュール310は、喫煙物品をカルーセル上に装填する。喫煙物品は、紙巻たばこ、または電子喫煙装置、または紙巻たばこを備えた喫煙装置としうる。ピックアンドプレースモジュール300は、喫煙物品を製品取扱いモジュールまたは点火モジュールからローダーモジュール310に移動させる。再利用可能な喫煙物品では、ピックアンドプレースモジュール300は、喫煙物品を使用後に装置取扱いモジュールに戻すこともできる。装置取扱いモジュール360は、カルーセルから離れた喫煙装置を取り扱うもので、電池の充電、装置の検証、および再充填などの動作を実行しうる。イジェクターモジュール330は、排出条件が満たされているかを検証してから、喫煙物品を排出する。装置取扱いモジュールがシステムに含まれている場合には、イジェクターモジュールは装置から紙巻たばこを排出しうる。そうでなければ、イジェクターユニットは喫煙物品を直接的に喫煙ポートから排出しうる。副流モジュール340は、喫煙物品のまわりの気流を制御し、副流煙を排出させる。マガジンモジュール370は、1回の喫煙について限定回数の喫煙物品を含む。1回の喫煙は、細胞または動物の急性、慢性または亜慢性の暴露が可能な、1本の喫煙物品の喫煙から、1日当たり最高数時間にわたる喫煙までが考えられる。マガジンモジュールは、1回の喫煙の持続時間に見合った容量を提供することで、これをサポートする。マガジンモジュールは、システムの要求に応じて喫煙物品を放出する。
【００５０】
廃棄モジュール350は、喫煙物品から灰を回収し、また使用済みの喫煙物品吸い殻を回収して廃棄物容器に入れる。
【００５１】
グラフィカルユーザーインターフェース（GUI）モジュール440は、ユーザーがシステムの制御や構成、およびデータの表示をできるように提供される。GUIモジュールは、ユーザーアクセスパスワードの入力を要求することもある。
【００５２】
データモジュールは、喫煙機械データを記録・転送するために提供される。データベースモジュール510は、分析モジュールから、およびその他のモジュールの動作から得られたデータを獲得する。データ転送モジュール520は、獲得したデータまたは獲得したデータの一部分を外部データベースに自動的に転送するために提供されうる。
【００５３】
ユーティリティ供給モジュールを含めることもできる。ユーティリティ供給モジュールは、ユーティリティ供給のための配給網との中心的な接続を含み、供給されるユーティリティを調節する。例えば、圧縮空気では、これは、配給網に接続するクイックコネクタ、圧力を正確に設定・維持するための圧力調整器、および複数の接続点を持つ配給ラインを備えた接続チューブである。圧縮空気を必要とする各モジュールは、モジュールがシステム上に取り付けられている場合に、供給ユニットに接続されるクイックコネクタを備えたチューブを持つ。
【００５４】
安全性モジュールも使用しうる。安全性モジュールは、オペレータが危険に晒されることがないようにするために、認定済みセーフティリレーの他、例えば、光バリアまたは磁気接触器を含む。安全性モジュールは、機械の動態または電源がオペレータに影響を及ぼす可能性がある前に、確実に機械が停止するようにする。安全性モジュールには、例えば、Siemens AG, Industry Automation Control Components and Systems Engineering（Postfach 23 55, 90713 Fuerth、GERMANY）製のSIRIUS 3SK1セーフティリレーが含まれる。
【００５５】
上述の例示的な実施形態は例証するが限定はしない。上記で考察した例示的な実施形態に照らすことにより、上記の例示的な実施形態と一貫したその他の実施形態は今や当業者には明らかとなろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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