本发明涉及会产生类似于烟草烟雾的卷烟型吸烟制品，而且该烟雾仅含有极少量的不完全燃烧物或高温热解产物。 多年以来，特别是最近20至30年内已经提出、推荐过许多吸烟制品。
烟草代用品由各种各样处理过或未处理过的植物材料，例如玉米杆、按树叶、莴苣叶、玉蜀黍叶、玉米须、苜蓿和诸如此类材料制成。许多专利都提出用改变纤维素材料性质的方法，例如氧化、热处理或外加某些物质等方法改变纤维素的性质来制成烟草的代用品。在雷诺等人的美国4，079，742号专利中可以找到烟草代用品最完全的目录之一。尽管多方面的努力，但是所推荐的产品中没有一个可以作为令人满意的烟草代用品。
许多吸烟制品都是以烟雾或蒸汽的发生为基础地。这些产品有一些号称可以产生烟雾或蒸汽而不用热源。美国雷专利4，284，089号就是一个例子。可是，这些制品的烟雾或蒸汽都不能很好地模拟烟草的烟雾。
有些提出的产生烟雾的吸烟制品是采用热或燃料源产生烟雾的。这些提出的制品中最早的一种是西格尔在美国专利2，907，686中描述的那种。西格尔建议一种含有吸收性碳燃料的卷烟代用品，用的是2.5英寸（63.5毫米）的炭棒，它可以燃烧以产生热气并且有一种香味剂包含在燃料内。该香味剂可以随着热气的产生而蒸发出来。此外，西格尔还建议使用分开的载体，例如陶土来携带香味剂。还建议一种烟雾形成剂，例如丙三醇可以和香味剂混合。为了有不渗透的外层和迫使热气和香味剂流向使用者嘴里，西格尔建议卷烟代用品可以用浓缩糖溶液涂敷。一般认为，西格尔制品的燃料中香味和/或烟雾形成剂的存在，会引起大量那些媒剂的热降解和伴随而生的走味。此外，一般认为，他的制品会产生大量含有上述令人讨厌的热解产物的侧流烟雾。
另一种吸烟制品是由埃利斯等人在美国专利3，258，015号中提出的。埃利斯等人推荐了一种具有外圆柱燃料的吸烟制品，该燃料具有良好的焖火特性，用的是切细的烟草或重制烟草，外圆柱燃料围绕一容纳烟草、重制烟草或其它尼古丁源和水汽的金属管。一般认为，在抽烟时，燃烧的燃料会将尼古丁材料加热，引起尼古丁、蒸汽以及包括水蒸汽在内的烟雾发生物质的释放。而且提议把各种蒸发的材料与进入管的开口端的已加热的空气混合。这种制品的主要缺点是当烟草材料被消耗时，金属管极端突出。这种推荐的吸烟制品另一显著缺点是有大量烟草的热解产物、大量烟草的侧流烟雾、灰及金属管中尼古丁源材料的高温分解的存在。
在美国专利3，356，094号中，埃利斯等人对他们的原设计方案进行了修改以避免在使用时金属管的突出。所谓的改进设计利用了由例如某种无机盐或环氧树脂粘结的陶瓷材料制成的管子，这种管子在加热时变脆。当吸烟者从制品的端部清除烟灰时，这种管子是可以卸下来的。尽管这种制品的外观与通常的卷烟极为类似，但是迄今为止，市场上没有看到有这种商品出售。
在美国专利3，738，374号中，伯内特建议利用碳或石墨纤维、编织物或布与氧化剂结合作为代用卷烟填料。香味或香气放在有过滤嘴的烟嘴端里，过滤嘴可以用，也可不用。
博伊德等人的美国专利3，943，941号和4，044，777号，英国专利1，431，045号都建议混合或浸渍能够蒸馏或升华成烟雾气流的挥发性的固体或液体的纤维碳燃料，以便当燃料燃炼时产生“烟雾”供吸入之用。专利中所列举的发生剂是多元醇，例如丙二醇、丙三醇、1，3丁二醇及丙三酯，例如甘油三酯酸酯。尽管博伊德等人希望挥发性物质蒸馏时无化学变化，但是，一般认为这些物质同燃料的混合会引起大量挥发物的热分解和大量走味。在埃雷特斯曼等人的美国专利4，286，604号和哈特威克等人的美国专利4，326，544号中提出了类似的产品。
在美国专利4，340，072中博尔特等人推荐了一种具有带中心空气通道的燃料棒和容纳烟雾形成剂的烟嘴。燃料棒是一种重制烟草和/或烟草代用品模压或挤压件，专利还推荐了利用烟草、烟草代用料和碳的混合物或者羧基甲基纤维素钠（SCMC）和碳的混合物。烟雾形成剂建议用尼古丁源材料。或含有甘油三酯酸或苯甲酸苄酯中的香味剂的细粒或微囊。当使用该产品燃炼时，空气流入空气通道，在那里与来自燃烧棒的燃烧气体混合。还据说，这些物质形成烟雾和/或转变成主流烟雾。一般认为，部分由于燃料棒较长，尤其是在刚开始吸的时候，博尔特等人的制品会产生烟雾不足的情况。此外，采用微粒或微囊会削弱烟雾的释放，因为破裂壁材料需要热量。但是，总的烟雾释放取决于使用大量烟草或烟草代用物，这样就会产生相当大量的高温分解产物和侧流烟雾。这种特性在这种类型的吸烟制品中是不符合要求的。
摩西在美国专利3，516，417号中提出了一种用烟草燃料的吸烟制品。这种制品除了摩西建议用双密度烟草块代替博尔特等人的细粒或微囊香料之外，基本上与博尔特等人的制品相同。（参阅图4或摩西参考文献第四栏17-35行）。类似的以烟草作燃料的制品见兰齐洛蒂等人的美国专利4，347，855号和伯内特等人的美国专利4，391，285号。赫恩等人的欧洲专利申请117，355号描述了类似的吸烟制品，这种制品具有其中有轴向通道的热解木质纤维的热源。可以预料，这些制品会遇到许多和博尔德等人的制品相同的问题。
在美国专利4，474，191号中，斯坦纳阐述了含有空气吸入通道的“吸烟装置”，除了装置的点火期间外，此装置通过防火壁与燃烧室完全隔离。为了帮助装置的点火，斯坦纳推荐在燃炼室和空气吸入通道之间提供容许空气短暂、临时性地通过的机构。斯坦纳的导热壁也起尼古丁和其它挥发或可升华的、模似烟叶的物质的沉淀区的作用。在一个实施方案中（图9和10），斯坦纳装置有一个坚固的、传热的外壳。所提到的用作外壳的有效材料包括陶瓷、石墨和金属等等。在另一实施方案中，斯坦纳设想用某种以开口盒结构的纯净的纤维素与活性炭混合的制品代替烟草燃料源。当这种材料用带香味的物质浸渍后，据称可以发出没有烟雾的、烟草似的芳香。
上述类型的制品没有一种获得商业上的成功，一般认为没有一种曾经广泛上市过。市场上没有这样的吸烟制品相信是出于多种原因，其中包括刚开始抽吸以及产品使用寿命期间烟雾产生不足，味道差，由于烟雾形成物和/或香味剂的热降解而走味，大量的热解产物和侧流烟雾的存在以及制品的外形不雅等等。
最近，在欧洲专利申请174，645号中，桑萨鲍格等人描述了具有燃料元件-一般是碳素燃料元件-与含有烟雾形成物质的基质有传导性热交换关系的吸烟制品。这种吸烟制品被认为能够提供普通吸烟的好处和优点，而不放出大量的不完全燃烧产物和热解产物，而且没有与上述吸烟制品类似的缺陷。但是，在桑萨鲍格等人提出的各种实施方案中，例如欧洲专利174，645号中的图3，接触燃料元件的空气和由燃烧的燃料元件产生的燃烧气体通常被抽吸过制品而传递到使用者嘴里。
据人们所知迄今为止还没有出现能够提供上述桑萨鲍格的欧洲专利中所推荐的有普通抽烟那样的好处和优点，不释放大量不完全燃烧和热解产物，但其中用于烟雾形成的空气又能被阻止不与燃料元件直接接触的吸烟制品。
本发明涉及一种吸烟制品，在这种吸烟制品使用期限的开始和在它的整个使用寿命期间都能产生大量烟雾，而没有烟雾形成物的热降解和不存在大量燃烧产物和侧流烟雾。本发明的最佳制品能给使用者提供吸烟的感觉和好处而不必燃烧烟草。本发明的制品在抽吸期间能使燃烧气体减至最小，甚至能阻止燃烧气体进入使用者嘴里。
本发明涉及卷烟型烟雾释放制品，该制品具有一热源、一包括至少一种烟雾形成物质的、分离的烟雾发生机构和一供烟雾产生用的外周空气进入的机构。另外，通常还具有一阻档机构，它既与热源和烟雾发生机构分开但又与它们邻近。阻挡机构能阻止燃烧气体直接通过制品，并且能使烟雾形成中所用的气华不与热源接触。
更具体地说，本发明涉及卷烟型吸烟制品，它通常带有外周空气机构的外构件，一热源和一包含在外构件内但又和外构件分离的烟雾发生机构。烟雾形成物质和热源分开;至少烟雾形成机构的一部分通常与热源处于传导性热交换关系状态。通常，烟雾发生机构包含在热传导容器内。一般，上述制品还包括一烟嘴口。
一个好的方面是，当空气在制品内时，制品安置得实质上排除烟雾产生用的空气和热源之间的接触。例如，一阻挡机构可处于靠近热源的位置，而外构件、烟雾发生机构和阻挡机构可安排得基本上排除来自热源的气体直接通过制品（例如，在外构件内）及与烟雾形成物质接触。
在使用中，使用者点燃热源而产生热量。热量被传导或以其它方式传送到烟雾发生机构使烟雾发生机构的烟雾物质挥发。当使用者在制品的烟嘴上抽吸时，象抽吸普通卷烟那样，空气进入制品的外周，在通过、经过或靠近热传导构件时被加热，并且经过烟雾发生机构，使烟雾形成物质挥发。然后，加热的空气和挥发的烟雾形成物质被抽吸入使用的嘴里，类似于普通烟的烟雾。
有利的是，热传导容器容纳或封入含有一种或多种烟雾形成物质的基质或载体。最好，热传导容器用金属或陶瓷导体制造;而基质或载体是与热源成传导热交换关系的热稳定材料。最好，热传导容器在它的燃料元件端是封闭或密封的并接触热源或者被埋入热源中以便有效地把热源产生的热量传导或传递到烟雾形成物质之中。
最好，热源是例如象由可燃含碳物质压制或挤压的含碳燃料元件那样的燃料元件。燃料元件可含有粘结剂和燃烧添加剂以改善其点燃性。最好的含碳燃料元件产生极少的热分解或不完全燃烧产物，很少或没有可见的侧流烟雾和最少的烟灰。有利之点是，燃料元件长度约5毫米到约30毫米。好的含碳燃料元件还具有高的热容量。最好，热传导容器安置在很靠近和稍微超出燃料元件的最远的点燃端。
燃料元件最好从制品的一个末端（例如，点燃端沿着热传导容器的纵向部分延伸。最好，燃料元件有一传导容器可以放入的中心空腔或通道。这样的结构可以使热传导容器处于与燃料元件接触、接近或紧靠的位置以便在使用制品时，在燃料元件和导热容器之间提供热传导关系。这样，传导到容器的热量和烟雾的产生都达到最大。由于烟雾形成物质和燃料元件分离，它所处的温度比产生热量的燃料元件处为低，因此，降低了烟雾形成物质的热降解的可能性。热传导容器最好以套管的形式，它包括（ⅰ）一个呈管形的外构件，在制品内纵长延伸，具有与燃料元件接触的封闭端和一离开燃料元件的开口以收容许空气进入;和（ⅱ）一导热内容器，它是一个室或管状的构件，至少一部分在外管内并与外管接触，并至少有一部分外管在其间形成至少一空气通道。内容器至少形成一空气通道。最好，通过制品外构件中的孔进入的、抽吸引起的汽流通过管子的开口端进入导热容器。抽吸入管的空气被引导到在内容器内或者在与内容器相套接的非传导管内的烟雾形成物质接触，然后，通过内容器或非传导容器的开口端流向使用者的口中。通过在燃料元件和烟雾发生机构之间以及外周空气开孔和制品接嘴之间区域中的阻挡（密封）机构可以保证外部空气流过导热套管。
燃料元件和烟雾形成物质之间的这种封密机构使抽吸过外构件外周的孔的空气得以与燃料元件接触的机会减至最小。安置在外周空气通道（开孔）和制品的接嘴之间、导热容器的接嘴附近位置的空气密封机构将保证所需数量的抽吸空气通过烟雾发生机构，而不直接进入使用者的口中。
或者，管子形式的导热容器有一由燃料元件所包围的封闭端及一在朝着制品口端的区域并与燃料元件离开的开口端。烟雾形成物质由位于管内的基质或载体所携带。基质或载体与燃料元件处于热交换关系（状态）。最好由抽吸通过制品外构件的外周部分的孔的气流，通过从孔延伸入管内的管状构件所提供的通道进入导热容器。通过燃料元件和烟雾发生机构之间设置的空气密封机构保证外周空气流过导热容器从而使吸入其内的空气接触燃料元件的可能性减至最小。
在另一实施方案中，管子形式的导热容器含有一埋置在燃料元件内的封闭端，而开口端靠近制品的烟嘴端。烟雾形成物质由在管内所安放的基质或载体所携带。该管与燃料元件处在热交换关系（状态）。最好抽吸过外构件的外周部分孔的气流（例如，通过一个可透过空气的外构件），经由导热容器中的外周孔进入导热容器。气流流入导热容器由安放在紧靠燃料元件以及靠近导热容器的端口的空气密封机构加以保证。
本发明的制品通常有一个接嘴（烟嘴），该接嘴在烟雾释放机构导热容器的开口或释放端后面延伸。接嘴可以由外构件本身延伸而形成，从而可以提供一连在一起的内在的接嘴。或者，用另一种方法，热源、外构件和烟雾发生机构可制成一次性使用的管子，用活络接嘴代替，没有固有的接嘴而是与分开的接嘴连用）。在这样的实施方案中，在外构件和接嘴之间、由胶粘带那样的裹绕物构成的密封机构可按照要求保证空气经过孔流入制品。在其它的实施方案中，分开的接嘴可以是一次性使用的或多次使用的。
如果需要的话，一绝热部件（例如，绝热外套）可以至少把热源和/或导热容器的一部分裹绕起来以便减少辐射热损失。最好，把绝热部件安置在导热容器和分离的外构件之间。
本发明的最佳实施方案能在FTC吸烟条件下吸烟时，所喷出的头三口烟中，能至少放出0.6毫克的烟雾，此数据是测量其总湿润颗粒物质（WTPM）而得的。[FTC吸烟条件由抽吸二秒钟（总体积35毫升）后冒烟焖烧58秒钟组成]。本发明的更佳实施方案能在头三口抽烟中，喷出1.5毫克以上的烟雾，最佳状态可在FTC吸烟条件下抽烟时，头三口烟喷出3毫克以上烟雾。此外，本发明的较佳实施方案在FTC吸烟条件下，在至少六次抽吸，最佳方案则至少十次，平均每次抽吸可放出0.8毫克总湿润颗粒物质。
本发明的烟雾释放制品也能够提供化学上简单的烟雾，这种烟雾主要由空气，烟雾形成物和任何你所喜欢的香味剂或其它你所想要的挥发物质组成。这种烟雾根据艾米斯（Ames）试验艾米斯等人，Mut Res 31：347-364（1957）：纳加斯（Nagals）等人，Mut Res 42：335（1977））没有发现有明显的诱变活性。在使用时，本发明的较好的制品所放出的一氧化碳极低，较好的制品在使用寿命期间放出总的一氧化碳小于2毫克，好的放出总的CO小于1毫克，最好的基本上不放出一氧化碳。
本文中所指“烟雾”，在本申请案中定义为含有蒸汽、气体和微粒等等，包括可见和不可见的两方面，特别是那些被使用者直接感觉到“卷烟烟雾似的”组成部份，此烟雾是由热源（例如，燃烧的燃料元件）的热量作用在容纳于烟雾发生机构内的物质或制品的其他部分所产生的。在这一定义下“烟雾”这一术语还包含挥发性香味剂和/或药理或生理活性剂，不考虑它们是否产生可见的烟雾。
这里所使用的，“传导热交换关系”这一术语是指烟雾发生机构和热源的结构安排，在这种安排下在整个热源的热产生期间，热量从热量发生的热源通过传导传递到烟雾发生机构。传导热交换关系可以通过使烟雾发生机构与热源接触和紧靠热源的热量发生（例、燃烧的）部份而获得。
本发明所使用的“碳素”这个术语意味着主要含有碳。
本文所使用的，“绝热构件”这个术语适用于所有主要起绝热作用的材料。这些材料在使用期间最好不燃烧。绝热体也可以是缓慢燃烧的各种碳材料和诸如此类材料;以及在使用期间熔融的材料，例如低温级的玻璃纤维材料。适宜的绝热体具有不到大约0.05克/卡/（秒）（厘米2）（℃/cm），最好小于大约0.02，最佳小于0.005的导热系数。参见哈克赫的（Hackh′s）化学词典（1969年第4版）34页和兰格的（Lange′s）化学手册（1973年第11版）10，272-274。
本发明的制品将结合附图和本发明的详细说明十分详尽地描述如下：
图1到图8是本发明的各种实施方案的纵向断面视图;
图1A是图1的实施方案沿着图1的1-1线所作的断面视图;
图5A是图5实施方案的一部分，图中示出了冠状热传导构件和热传导管一部分;透视图;
图5B是图5的实施方案沿着图5的5-5线所作的断面视图;
图6A是图6的实施方案沿着图6的6-6线所作的断面视图。
图1到图8所示的本发明实施方案，每一个都示出了一细长的棒形卷烟型烟雾释放制品10。例如，实施方案每个都包括一具有细长或通常为管形的外构件14，一以可燃的燃料元件18形式的热源和带有烟雾形成物质或各种物质的基质22。外构件14并构成制品10的烟嘴部份24（如图1和图8所示），因而形成一外容器。或者，烟嘴部分24可以是一种分开的构件（如图2至7所示）。
如图1至6所示，烟雾形成物质与燃料元件18有着传导热交换关系，这是热传导套管26和燃料元件相互接触的结果，导热套管并且携带着基质22，该基质22带有烟雾形成物质。如图7和图8所示，烟雾形成物质被容纳在一个基本上不传导热的管形构件27内。不导热管27安放成使一端朝着制品10的口端，而另一端和热传导套管26对接。
制品10还包括至少一个象在外构件14中的外周孔28，以便为导热套管26内提供空气源。外周孔设置的位置使所吸入的空气通过沿着制品的长度部位进入制品而不是通过制品的两端。
参看图1和2燃料元件18最好具有大约5毫米到30毫米的长度，而导热套管26有两部分。套管26的第一部分是一细长管32，该管具有一伸入燃料元件并与燃料元件接触的封闭端33以供传导热的传递以及一开口端34供气流进入之用。套管26的第二部分是一延伸入细长管32的管形部件36，36容纳基质22，为形成和/或传递烟雾剂到制品的口端24提供一个部位，并且有一开口端37以便把烟雾输送到使用者。通常，如图1A所示，管形部件36是与管32接触的，以便使管形部件36与燃料元件18有传导热交换关系。
一般，细长管32的外径在从大约2～8毫米的范围内;而其长度范围从大约10～80毫米。管形部件36的外径小于细长管的内径，范围从大约1～7毫米;而它的长度在大约10～85毫米的范围内。最好，管形部件36伸入细长管32内达到细长管长度的95%左右的距离。
最好，长管32的封闭端33由燃料元件所包围或延伸相当大的长度入燃料元件（例如，燃料元件长度的大约10%～100%），尤其当燃料元件开始点火时和在头几次吸烟期间使细长管32可由燃料元件很快加热。如图1图和图2所示，细长管32具有一延展成扁平的热接收元件部分或称“指”33部分朝着燃料元件18的点火端延伸。如需要的话，（如图1所示）管32的扁平“指”33可以延伸到燃料元件的点火端之外（例如，直到离燃料元件的点火点以外大约5毫米），以便在燃料元件的最初点燃后热量能够很快地传导到烟雾形成物质。
细长管32的前端或封闭端33可以有各种各样的形状。例如，前面部位可以是圆形的、卷曲的、扁平的、机加工成具有许多传导“手指”的或诸如此类的形状。最好，细长管32构造得使由燃烧着的燃料元件所产生的气体不流过封闭端并不进入细长管的内部区域。例如，可以用焊料或其它的密封剂严密地封住细长管的卷曲端。在最佳的实施方案中，实际上所有进入细长管的空气（也就是抽吸烟嘴部位24时）都是通过细长管32和管形部件36之间的空间的。
如图1A所示，细长管向内卷曲，特别是朝着它的端口。例如，为了有助于定位和支承内管36，通常细长管32轴向地在圆周表面的三点处卷曲。卷曲也有助于细长管32同导热管36的接触，使它们之间以及燃料元件18和热传导管36之间产生传导热交换关系。细长管的卷曲形成波瓣形，从而提供几个中空区域，形成在细长管32和管36之间的空间区42、43和44。
空气密封47机构安置在燃料元件18的端口处，在细长管32和外构件之间14之间延伸，以提供空气不能透过的阻挡部份，该阻挡部分使从燃烧着的燃料元件的燃烧气体直接进入制品的其它部分的达到最低程度并防止燃烧气体与用以产生烟雾的、从外周引入的空气混合。空气密封47可以用金属、陶瓷、从佐治亚州，奥古斯塔，达特柯（Darrtco）制造有限公司可购到的Zydar高温塑料、高温硅酮橡胶密封剂或其它这样的材料制成。空气密封可以用摩擦配合、粘结剂或者是它这样的手段固定在适当的位置。空气密封47和燃料元件分开。这里的所谓“分开”意味着密封既不是燃料元件的一部分，也不是由燃料元件提供;但密封可以和燃料元件邻接。
空气密封48在结构上可以类似于空气密封47，位于管36的近端口并在烟嘴部分24的内部区域和管36的外部区域之间形成密封结构。空气密封48提供的密封，其使外部所引入的空气绕过烟雾形成物质而进入制品的减至最小程度。因此，空气密封48可以保证所需要的数量的外部引入空气被用于烟雾形成。
孔28位于外构件14外圆周上，空气密封47和空气密封48之间的部位。因而，进入制品的外周的空气从纵向地与燃料元件隔开的区域中进入（也就是减少，甚至防止吸入的空气与燃料元件的接触），而且这种吸入空气能够容易地通过管32的开口端34进入套管26。孔的尺寸和数目可以变化以供给所需抽吸入特性。
在图1所示的实施方案中，燃料元件18具有外周绝热构件49，例如绝热纤维的外套（例如，玻璃纤维）。绝热部件最好是一种具有厚度至少为0.5毫米的多孔、不燃烧的物质。绝热部件能减少辐射热损失，也可以有助于保持以及将来自燃料元件的热量传向烟雾发生机构和可以减少燃料的可能的起火特性。
如果需要的话，在两个气封47和48之间的区域，至少一部分传导套管26可以由圆周延伸的绝热件50（例如，玻璃纤维）所围裹或围绕。此绝热件最好是一种不燃烧的可透过空气的材料，它有助于减少热传导容器26的辐射热损失和有助于使外构件14在温度上低于传导套管26。绝热件50应该具有足够的透气率以避免阻碍外周气流。
如果需要的话，尤其从美学考虑，例如乙酸纤维素或聚丙烯过滤纸等低效过滤嘴51可以安放在接近制品的末端烟嘴口的接嘴内。
外构件14可以由卷烟包裹纸、卡纸、衬箔纸、乙酸纤维素/塑料或诸如此类材料制成。烟嘴部分或接嘴24可以由如卡纸、衬箔纸、乙酸纤维素/塑料等等材料制成。如图1所示，外构件14也构成制品的烟嘴。或者，采用另一种方法，如图2所示，烟嘴部分24可以是用适当的连接机构（例如，绕气密性粘胶带54）连接在构件14上的另外的（分离的）接嘴。摩擦配合或其它连通起来的机构也可以使用。
在使用时，先释放热量（如点燃热源）并将所产生的热量以传导方式通过管32和管36传递到包含在基质中的烟雾形成物质22。在抽吸制品的烟嘴时，空气通过外周孔28进入制品，流到管32和管36之间的空间42、43和44，并当空气向制品的燃料端扩散时被加热。在达到燃料端处管36的末端后，加热的空气进入经加热的管36。然后，经过管36的加热空气接触基质22所含有的烟雾形成物质使那些物质挥发而形成烟雾，和/或带走挥发的物质。于是，这烟雾被抽吸过制品10的烟嘴而吸入使用者的口里。
参看图3和4，燃料元件18最好具有5至30毫米左右的长度，而热传导容器26具有一般细长管或套管的形状。
最好，细长管具有一个嵌入燃料元件的封闭端，以便保证传导热量的传递和一个开口34端以容许烟雾传递到制品的烟嘴部分24。一般细长管的最外直径范围在2至8毫米左右;而其长度在10至80毫米左右的范围内。就上述实施方案而论，细长管的封闭端最好由燃料元件包围住。上述实施方案中细长管26的封闭端（或前端）可以具有各种各样形状。最好细长管26做得使燃烧着的燃料元件所产生的气体不通过封闭端进入细长管的内部区域。例如，为了保证形成气密封，细长管的封闭端可以有一部分延伸成扁平的热接受件或“手指”形55，该“手指”向后弯曲和卷曲封闭。最好，扁平的手指55伸展到燃料元件18的最远的末端（即，靠近最远的点火端）。按照上文所述，空气密封47紧靠燃料元件18。第二个气密封48从细长管26的外部区域延伸到邻近管26的开口端并在细长管和外构件14之间形成密封。
对于图3所示的实施方案，基质22是无数作为烟雾形成物质载体的颗粒。对于图4所示的实施方案，基质22以细眼金属网绕制或折叠成圆柱形的形式，该圆柱形基质作为烟雾形成物质的载体。
如果需要的话，气密封47和48之间至少一部分细长管26可以用外周透气性绝热件50围绕或包裹。
接嘴24包括一诸如透气包装纸那样的外包裹65，围绕在一个诸如增塑的乙酸纤维素管的弹性管68上。在弹性管68内，装入一由E.Idupont de Nemours有限公司提供的、市场上可买得到的Kapton第二弹性耐热管70。第二弹性管70邻接（如图3和图4所示）或者最好搭接管26的开口端，使得流出该管子开口端的烟雾能够容易地穿过接嘴而进入使用者的口里。当烟雾从细长管26流向管中时，为了减至最少或消灭烟雾的泄漏，第二弹性管70最好搭接细长管的一部分。接嘴（烟嘴）24通过象不透气的胶粘带54那样的合适的连接机构连接到外构件14上。
外构件14有一系列圆周孔28，或者具有一个诸如用透气性材料制造的可透过空气的区域。如图3所示，整个制品可以用外绕的包裹71，例如卷烟纸等等包裹。外绕的包封（包裹）可以是透气性的，以便让空气进入外构件的各孔之中。或者采用另一种方法，外包裹可以具有至少一个孔72。最好孔72与孔28成一直线（对齐），从而当抽吸时容许空气进入制品。此外，如图3所示，为了使它具有普通卷烟的外观，制品可以朝着制品的烟嘴方向设置外绕的顶端覆盖材料73。
细长管26在其圆周部位含有一系列孔80。为了起到通气孔的作用，最好（如图4中的实施例所示）在接近细长管的前部设置的一个孔82作为通气孔。通气孔可以比较容易地传递细长管的烟雾形式的烟雾形成物质。
如里需要的话，如图4所示，一系列孔82或通气孔可以直接安置在燃料元件和气封47的后面以便通过外构件14的各个孔83在焖烧期间，产生少量的侧流烟雾。这样的侧流烟雾将为使用者提供可以辨别制品是否能形成烟雾的简便手段（例如，燃料元件是否正在产生热量和/或细长管26是否含有足够的烟雾形成物质在抽吸期间产生烟雾）。
当使用时，先开始释放热量（例如，热源被点燃）并使产生的热量以热传导方式经过细长管26传递到基质22所带有的烟雾形成物质22。在抽吸制品的烟嘴期间，空气经过一系列的孔28或经过外构件14的透气性的外层材料进到制品和空气并通过其中的孔80流入细长管26。进入细长管26的空气接触被加热的烟雾形成物质以形成烟雾和/或带走被挥发的物质。然后，这股烟雾通过抽吸经过制品的烟嘴而进入使用者的口里。
参看图5，燃料元件18最好具有5毫米左右到30毫米左右的长度，而热传导容器26具有普通管子的形状。最好，管子具有一封闭端，该端与燃料元件邻接或最好嵌入燃料元件以提供传导热传递，以及一开口端使烟雾能传递到吸烟制品的烟嘴。管子可以具有前述实施方案那样的大小和形状。最好，管子包括一收集热的冠状部件85，以“手指状”形式突向燃料元件18的点火端，用以在早期和中期抽吸时把传导热量传送到用作烟雾形成的烟雾形成物质去。气密封47可以按前述的方式安放。接嘴24用不透气性材料制成。
如图5A所示，冠状部件85的一部分（图中示出一部分）迭盖交搭朝向容器26的封闭端的热传导容器26的一部分。冠状部件85包括4条分开的热传导件或“手指”86、87、88和89，这些“手指”从冠状部件的管状部分90伸展到相应于制品点火端远端的顶端。
外周孔28具有一诸如从孔接出并经套管26的开口端34延伸的管子之类的空气传递机构。最好管子91伸入管子26相当一段距离，例如直到管子26长度的95%左右。
管子91最好是耐热的，可以用金属、陶瓷、高温聚合物或塑料或其它材料制造。管子的外径一般在从0.5毫米到3毫米左右的范围内。管子91在孔处设置一用粘结材料93形成的气密封以防止漏气。
如图5B所示，空心管子91伸入管子26。管子26中容纳基质22，基质22中携带有烟雾形成物质。基质22与管26处于传导热交换状态。
在使用时，先开始释放热量（例如，热源被点燃）使产生的热量传递到热传导管，热传导管加热由基质22所携带的烟雾成物质。在抽吸制品的烟嘴时，空气经外周孔28流入管子91。经过管子91朝向燃料元件的空气然后进行入热传导管26。空气在靠近制品的燃料元件的管端离开管子而和由管26内的基质22所携带的烟雾形成物质接触使那些物质挥发而形成烟雾和/或带走挥发物。然后，这种烟雾经抽吸过制品的烟嘴而进入使用者的口里。
参看图6和6A，燃料元件18有三个部分即部份18A，18B和18C（见图6A），元件18最好具有30毫米或30毫米以下的长度。如图6A所示，细长的热传导容器或热传导管32具有一封闭端33，一开口端34和一通常呈三角形的横截面形状。热传导管的封闭端一直伸展到十分靠近燃料元件的点火端的最远端;燃料元件沿着热传导管的长度延伸。管32伸展过燃料元件的端口。热传导管可由铝箔或其它热导材料构成。气密封47设置于燃料元件的附近，在管32和外构件14之间，朝向燃料元件的端口。最好外构件14是卷烟包裹纸或者诸如此类的纸。管36可以由如铝箔等的热传导材料所制成，该管36延伸入管32并通过摩擦接触固定在位置上。管36伸入热传导管达到热传导管长度的95%的距离。携带有烟雾形成物质的基质22容纳在管36中。管36与接嘴24相连通。该接嘴具有一形成气密封的向外延伸部份96和一管子部分97，后者具有接近于制品的外径。一般，接嘴搭接管36的后端并通过磨擦配合固定在位置上。
因为管36是热传导性的并且能达到相当高的温度，接嘴24最好由陶瓷等非传导性的耐热材料构成。最好整个制品用包裹材料包裹。在包裹上具有孔72，以便把在外接件的烟嘴延伸部和接嘴之间的空气进入区暴露在外。这样，在抽吸制品的烟嘴时，空气进入孔72和空气进入区28。被吸入的空气流过管32和管36之间的气域42、43和44（见图6A）而进入管36。经过管36的空气接触能烟雾形成物质以形成烟雾和/或携带所挥发的物质并进入制品的烟嘴送向使用者。
参看图7和图8，燃料元件的18最好具有5毫米左右至30毫毫米左右的长度，且热传导套管26具有两个部分。套管的第一部分是一具有一封闭端33的细长管32，该细长管的封闭端33伸入并和燃料元件接触以保证传导性热传递;以及一开口端34使气流能进入。套管的第二部分是一热传导管形的构件36，与一非传导性，例如管27套接。非传导管27包含基质22，基质22则携带有烟雾形成物质。基质最好是一种碳纤维材料。
进入热传导管32的开口端34的空气可以流入管子并被加热，再经过传导管36，在管36中空气也被加热，最后进入非传导管27，从而，形成烟雾并传递到制品的烟嘴。通常，传导管36与管32接触（如前面所述）以便使传导管同燃料元件处于传导热交换关系。
一般，管32的外径在2毫米左右到8毫米左右的范围内，而其长度范围为10毫米至80毫米左右。管36的外径比管32的内径小，在1毫米至7毫米左右的范围内;而它的长度则在10毫米至85毫米左右的范围内。管36伸入管32的距离达到管32内部长度的95%左右。热传导套管26的总长度取决于多种因素，但是，一般总足够大到可以保证在制品的使用期间可以加热经过的空气。一般情况，热传导套管的总长度在10毫米至110毫米的范围内。
管32的封闭端最好由燃料元件所围绕或伸入燃料元件相当大的距离，以便该管能被热源迅速加热，特别是当燃料元件开始点火及最初几次抽吸的时候。如图7和8所示，管32有一部分以扁平热接收元件或“手指”33向燃料元件18的点火端延伸。如果需要的话（如图8所示），管32的扁平“手指”实际上可伸过燃料元件的点火端，以便在初始点燃时点火机构以及燃料元件的热量能很快地传导到热传导套管的其余的部分。管32前端或封闭端可以有各种形状。最好，管32安放得由燃烧的燃料元件所产生的气体不经过它的封闭端以及进入管的内部区域。在最佳的实施方案中，实际上整个进入管的空气（即在抽吸烟嘴区域24期间）都是经过管32和热传导管36之间的空域的。热传导套管的横截面与图1A所示的类似。
非传导管27和热传导管36套接。所谓套接是指抽吸入管23和热传导管36的空气流经非传导管并进入制品的烟嘴部位。套接或气流连通的方式可以多种多样的。例如，热传导管36和非传导管27可以端和端相接并由耐热密封固定在适当位置，或者，非传导管以交叠搭接关系插进靠近传导管端部的部位并以摩擦配合方式固定在适当位置。非传导管27自传导管36的口端延伸的距离可以变化，一般伸入距离为10毫米至80毫米。
气密封47安置在燃料元件的口端，以便在管32和外构件14之间形成密封。气密封48安置在靠近非传导管27的最末端以确保进入制品的空气能被用于烟雾的形成。
对于最好的实施方案，至少套管26和非传导管27的一部分用在圆周上延伸的绝热件50加以包裹。绝热件50最好是象玻璃纤维那样的非燃料材料，这种材料有助于减少热传导套管26的辐射热损失，并且有助于维持外构件14的温度低于传导套管26的温度。
在使用中，燃料元件先开始释放热量（例如，热源被点燃）使产生的热量以传导方式传递到传导套管26。于是，套管26内的空气被加热。在抽吸吸烟制品的烟嘴时，空气经过外周孔28进入制品;流入管32和管36之间的气域42、43和44并被加热。套管26内的空气经过管32流向制品的燃料端。然后，空气流入热传导管36。被加热的空气从加热传导管流入非传导管并由此接触由基质所携带的烟雾形成物质以使那些物质挥发而形成烟雾。被加热的空气和烟雾形成物质的接触（例如，烟雾形成物质的对流加热）导致烟雾形成，然后该烟雾吸过制品的烟嘴和进入使用者口里。
对于各种实施方案而言，最佳热源是一种可燃的燃料元件。这种最佳燃料元件是相当短的，且热区（即，燃烧的火焰锥区）是紧靠或与热传导套管接触。这种结构尤其当使用热传导管时，使热量传递到烟雾发生机构以及使烟雾的产生达到最大。由于最好的含碳燃料元件的尺寸较小及其燃烧特性，只要抽几次，燃料元件的大部分长度就可以开始燃烧。因而，邻近烟雾发生机构的燃料元件部分很快变成热的，从而大大地增加传递到烟雾发生机构的热量，尤其在早期和中期抽吸期间。因为最好的燃料元件是短的，所以没有一段不燃烧的燃料部分起散热的作用。另外，任选的绝热材料可以把热量限制，引导和集中到制品的中心，从而增加传递到烟雾发生机构的热量。
烟雾形成物质与燃料元件是分开的，因此所处的温度比燃烧的火焰锥中心的温度为低。因此烟雾形成物的热分解的可能性和伴随而来的走味被减至最小。对于大多数实施例而言，烟雾形成物质和燃料元件的分开在抽吸期间导致烟雾形成，但在焖烧期间产生最小的烟雾。另外，由于采用碳素燃料元件和分离的烟雾发生机构以及所抽吸的空气与燃烧着的燃料元件的接触极小，阻止了绝大部分的燃烧产物达到使用者从而可以避免不需要的可见侧流烟雾的产生。此外，由于在内部容器，管子或热传导管内的烟雾形成的物质不和燃料元件接触，避免了烟雾形成物质向燃料元件的移动。
最佳实施方案、短的碳素燃料元件、热传导管和任选的绝热件每一个都与烟雾形成物质相配合，使产品在每次抽吸中都能产生大量的烟雾。
一般来说，在实施本发明中采用的燃料元件长度小于30毫米。通常，燃料元件长度大约10毫米至25毫米。合乎要求的燃料元件长度小于15毫米。比较好的燃料元件的直径是大约10毫米以下，最好大约8毫米。尽管实际上没有临界值，但通常碳素燃料元件的密度按例如水银置换（排代）法测量大于0.7克/立方厘米。在大多数情况下，最好是高密度材料，因为高密度材料有助于保证燃料元件燃烧的时间和普通卷焖的燃烧时间相仿和保证燃烧元件产生足够的能量以产生需要数量的烟雾。
本文中采用的燃料元件是由粉末烟草、重组（复制）烟草或烟草代用物质，例如，改性纤维素材料或预热解烟草和诸如此类的材料压制或挤压而成。合适的材料包括在兰齐洛蒂等人的美国专利4，347，855号，迈阿诺等人的美国专利3，931，824号和博斯威克等人的美国专利3，885，574和4，008，723号以及在西蒂格中烟草代用品，诺伊斯数据公司（1976）中所描述的那些，其它的适合可燃材料也可以应用。只要它们的燃烧时间可以和普通卷烟的燃烧时间相仿并产生足够热量供烟雾发生机构从烟雾形成物质产生所需要的烟雾就可以。
比较好的燃料元件通常包括可燃的碳燃料，例如由木材、棉花、人造纤维、烟草、椰子壳、纸和诸如此类物质的纤维素材料经热分解或者碳化而得的碳材料。在大多数情况下，可燃碳是合乎需要的，由于它能产生高的热量，而且只产生微量的不完全燃烧产物。最好，燃料元件的碳含量按重量计约20至40%或更大些。
在实施本发明中使用的最佳燃料元件大多数是碳素燃料元件（也就是以碳为主的燃料元件）。碳素燃料元件的碳含量最好按重量计至少在65%左右，最好至少在80%或更多（按重量计）。高碳含量的燃料元件之所以可取是由于这种燃料只产生微量的热分解和不完全燃烧产物，很少或没有可见侧流烟雾以及只有微量的烟灰和具有高的热容量。但是，较低碳含量的燃料元件（例如按重量计50%到65%左右）也是有用的，特别是使用不燃烧的惰性填料的时候更是如此。
在大多数状况，碳素燃料元件含有添加剂并且可以用普通香烟点火器点燃。这种类型燃料的燃烧性能通常可以从温度大约400～1000℃之间，在惰性气体或在真空下被热解的纤维素质中获得。热解的时间不是关键的，只要热解物质的中心温度至少在几分钟内能，例如大约15分钟内达到上面所说的温度范围就可以。使用在很多小时内逐渐地增加温度的缓慢热解据说可以产生较均匀的材料和较高的碳得率。然后，冷却被热解的物质。研磨成粉末且在进一步加工前在温度大约650～750℃之间惰性气流中加热以除去挥发物。
最好碳素燃料是由碳和粘结剂的碳块通过常规的模压或挤压技术模压、压制或挤压而成的、适合作为燃料元件的活性碳包括PCB-G，该活性碳可以从宾夕法尼亚州匹斯堡市卡尔冈（Calon）碳公司购得，而适合作燃料元件用的非活性碳包括PXC，该非性碳也可以从卡尔冈碳公司购得。热解的棉花、热解的纸例如可以从田纳西州Memphis的Buckeye纤维素公司购得的大草原加拿大牛皮纸（Grand Prairice Canadian Kraft），也是适合压力成形和/或挤压成形的碳材料。
可以用于制备燃料元件的粘结剂在技术上是众所周知的。最好的粘结剂是羧基甲基纤维素纳（SCMC），该粘结剂可以单独使用，或者与象氯化钠、润滑土、蛭石、碳酸钙和诸如此类的材料合用。其它有用的粘结剂包括树胶，例如瓜耳胶，及其它的纤维衍生物，例如甲基纤维素和碳甲基纤维素。
所使用的粘结剂的数量是可以变化的，但是不能太多，务必使该粘结剂所产生的不希望有的燃烧产物尽量的少。在另一方面，要有足够的粘结剂，以便在使用期间能够使燃料元件不会松散。因此，使用的粘结剂取决于燃料元件中碳的粘性。
一般来说，挤压或模压碳素燃料可以由大约50～99，较好大约80～95，最佳85～92%重量的碳素材料，与大约1-50，较好5～20，最佳8-15%重量的粘结剂和足够量的水混合制备，以便做成一种具有粘性面团状稠度的糊料。然后，这种面团糊料用合适的模子或标准压头或活塞型机模压或挤压成所要求的形状。燃料元件然后最好在95℃左右烘干，以便使湿含量减少到按重量计大约2～7%。
最好，在本发明中使用的燃料元件中含有一种或一种以上的添加剂以提高或改良燃料元件的燃烧特性。例如可以在碳素燃料元件中加入氧化剂或类似物，以便使燃料元件可以用卷烟打火机点燃。具体地说，象硝酸钾、硝酸钠、碳酸钾、锆或诸如此类的物质可以用作燃烧添加剂以改善碳素燃料元件的点火性能。燃料元件中燃烧添加剂数量是可以变化的，通常在燃料元件总重量的大约2%～15%，最好大约5%～10%的范围内。
如果需要的话，在燃料元件中可以应用按燃料元件的总重量计达到5%的氯化钠等添加剂。氯化钠添加剂能够改善燃料的焖火特性和作为一种灼热阻燃延迟剂。或者可以用粘土那样的添加剂（例如，花岗石、蛇纹石和高岭土）改善燃料元件的物理性能。
用于实施本发明的烟雾形成物质是和热源分开的。本文中的“分开”一词意味着装有烟雾形成或发生材料的基质或载体和热源不混合在一起，或者说不是热源的一部分。如前所述，这种安排能减少或消除烟雾形成物质的热降解和侧流烟雾。虽然烟雾发生机构不是热源的一部分，烟雾发生机构最好和热源处于热传导状态关系，最好由安置在热源和携带或含有烟雾形成物质的基质之间的热传导套管提供热传导关系。
比较可取的方法，烟雾发生机构包括一种或一种以上携带有一种或多种烟雾形成物质的热稳定材料。在这里所使用的热稳定材料，是一种能够经得住燃料附近的高温，（例如，大约400℃～600℃）而不分解或燃烧的材料。虽然，不是最佳的，其它的烟雾发生机构，例如热可分裂的微囊或固体烟雾形成物也是有用的，只要这种烟雾发生机构能够释放足够的烟雾形成蒸汽可以满意地模似烟草烟雾就可以。另外，也可以加一些烟草作为烟雾发生机构一部分。
能够用作烟雾形成物质的基质或载体的热稳定材料是熟悉本技术领域的人员所周知的。有用的基质是多孔性的、能够在不使用时保持烟雾形成物质，而在经燃料元件加热后能够释放形成烟雾蒸汽的基质。
有用的热稳定材料包括热稳定吸附性碳，例如多孔等级碳、石墨、活性或非活性的碳、碳纤维、碳丝以及诸如此类物质。其它合适的材料包括陶瓷、玻璃、铝小片（铝颗粒）、矾土、蛭石那样的无机固体和象膨润土之类的粘土。合适的碳基质材料包括象从联合碳化物公司可以购得的PC-25和PG60那样的多孔碳，以及可以从卡尔岗（Calgon）公司购得的SGL碳。合适的矾土基质的一个例子是可以从W，R，Grace公司的Davidson化学部购得的SMR-14-1896，它是在使用前经高温，例如在1000℃以上温度下烧结，清洗和烘干的。一个最好的碳纤维基质的例子之一是可以从纽约州纽约市，美国基诺尔（Kynol）有限公司购得的基诺尔目录CFY-OZOY-3号碳纤维素基质。
合适的颗粒基质也可是由碳、烟草或碳和烟草的混合物，使用日本Fujiv Paudal KK所制造的机器用一步法加工成致密的颗粒，并以“Marumerizer”的商标品称下出售的颗粒基质。这种装置在德国专利1，294，351，美国专利3，277，520号（现重行颁布的号码是27214），以及日本特许公开说明书8684号/1967中作了描述。
用于本发明的烟雾形成物质各种材料，在由燃烧着的燃料元件加热后的烟雾发生机构的温度下，要能够形成烟雾的烟雾形成物质。这样的物质最好由碳、氢和氧组成、但它们也可以含有其它材料。烟雾形成物质可以是固体、半固体或者液体的形式。这些物质和/或各物质的混合物的沸点一般最高可达500℃左右。具有这特点的物质包括多元醇，例如丙二醇和丙二醇，以及单元、二元脂肪族酯或多元羧酸，例如硬酯酸甲酸、十二酸二甲酯、十四酸二甲酯以及其它材料。
最好烟雾形成物质是多元醇或多元醇混合物。特别好的烟雾形成物质是丙三醇、丙二醇、二缩三乙二醇、碳酸丙烯（Propylent Carbonate）或它的混合物。
烟雾形成物质可以散布在烟雾形成机构上面或烟雾形成机构里面使它在浓度上足以掺入或涂覆在基质、载体或容器上。例如，烟雾形成物质能够使用全浓度或者做成稀溶液，用浸渍、喷射、静电沉积、蒸气沉积或类似的技术。固体烟雾生成物质可以同基质掺合并均匀地散布。
虽然烟雾形成物质加料量随载体和烟雾形成物质的不同而不同，但是液体烟雾形成物质数量一般可以从20毫克左右到120毫克不等，，一般是从大约35毫克到大约85毫克不等，最好从45毫克左右到65毫克左右不等。携带在烟雾发生机构上的烟雾形成物质该尽量多地以湿润总颗粒（WTPM）传给使用者。比较可取的是烟雾发生机构上携带的烟雾形成物质2%（重量）以上，较好是15%（重量）以上，而最好是20%（重量）以上，按总湿润物质颗粒（WTPM）传给使用者。烟雾形成物质也可以包括一种或多种挥发性的香味剂，例如薄荷醇、香草醛，人工（人造）咖啡、烟草粒（例如加一次烟草）、尼古丁、咖啡因、酒（饮料）或其他可以给烟雾以香味的香味剂。烟雾形成物质可以是任何其它需要的挥发性固体或液体材料。或者，用另一种方法，这些任选的香味剂可以放置在烟雾发生机构和烟嘴之间，例如放置在从吸烟制品的烟雾发生机构到烟嘴的通道内的另外的基质或小室内。
这里所揭示的制品可以用作或者以修改后用作输送药物的制品，用作传送麻黄碱、二羟苯基异丙氨乙醇、特普他林那样药理上挥发性或生理上活性物质或诸如此类的物质。
一般，导热容器是金属制的（例如，铝、钢、黄铜、不锈钢或类似物）材料或具有所需要的热传导陶瓷材料。导热容器可延伸过燃料元件的点火端。在通常情况下，导热容器只延伸到燃料元件点火端的附近以避任何对燃料元件的点火的干扰。但导热元件又足够靠近点火端以便在点火以及早期或中期抽吸期间产生热传递。
最好，导热容器包含烟雾形成物质，或者，用另一种方法，尤其在采用颗粒基质或半液体的烟雾形成物质的实施方案中，可以采用另外分开传导容器部分。传导容器除了起烟雾形成物质的容器作用和作为燃料元件和烟雾形成机构之间的阻挡部分之外，传导容器还可以改善对烟雾形成物质的热分布和有助于防止烟雾形成物质迁移到制品的其它部分之中。通过改变空气传输到容器和烟雾形成到释放制品接嘴的通道或开孔的数量、大小和/或位置，容器还提供了有助于为控制通过制品的压力降机构。
在实施本发明中所采用的绝热部件最好由一层或多层绝热材料构成多孔、有弹性的外套。这种外套厚度一般至少0.5毫米，最好厚度为1毫米而更好的厚度从大约1.5毫米至2.0毫米。最好外套延伸到整个燃料元件一半以上。更好的是，外套延伸燃料元件的整个外圆周以及全部或一部分导热套管。但是，管子的绝热可以由管和外构件之间的空域来提供。
本发明可以应用绝热部件通常包括由玻璃、矾土、硅石、玻璃状材料、矿棉、碳、硅、硼、有机聚合物、纤维素等制成的无机或有机纤维和这些材料的混合物。形成织物或其它形状的非纤维的绝热材料，例如硅石气凝胶、珍珠岩、玻璃和诸如此类物质也可以加以使用。最好的绝热材料在使用期间应该能融熔和具有低于大约650℃软化温度。好的绝热材料还应该在使用中不燃烧。但是，缓慢燃烧的碳或类似材料也可以应用。这些材料主要起绝热外套作用，保持由燃烧着的燃料生成的热量并把相当大部分传导到烟雾形成机构。因为紧靠燃烧着的燃料元件的绝热外套变成热的，它也可向烟雾发生机构传导一些热量。
用作燃料元件的最好绝热材料包括陶瓷纤维，例如玻璃纤维。两种合适玻璃纤维可从纽约特洛伊的曼宁纸品公司购得，商品是曼宁（Manniglas）1000和曼宁1200。最好的玻璃纤维材料具有低的软化点，（例如，利用ASTM测试方法C338-73，低于大约650℃）。最好的玻璃纤维包括俄亥俄州，托莱多的欧文斯-康宁生产的实验材料，商品牌号是6432和6437，它的软化点大约在640℃左右并在使用中融熔。
在本发明的实施方案中，燃料和烟雾发生机构的组合安装到接嘴上，接嘴是金属箔衬纸或乙酸纤维素/塑料管，接嘴也可以分开，就象通常的卷烟烟嘴那样的形式。接嘴中有一引导蒸发的烟雾形成物质进入使用者口里的通道。由于它有一定的长度，接嘴还使热火焰锥保持远离使用者的口部和手指和在达到使用者前提供足够形成和冷却热的烟雾的时间。
合适的接嘴应该对于烟雾形成物质是惰性的，可以有一个水和液体不渗透的内层，凝聚或过滤所产生的烟雾损失应该最小并应该能够经得住所受到的温度。最好的接嘴包括醋酸纤维管，该管起到弹性外构件的作用并有助于制品的口端部分模仿普通卷烟的触感。在有些状况下，卡纸管可以构成合适的接嘴。其它合适的接嘴对一般技术上熟练的那些人来讲是很明显的。
本发明的制品中使用的接嘴可以有一个任选的“过滤”嘴，用来使制品具有普通过滤嘴卷烟的外貌。这样的过滤嘴包括低效醋酸纤维过滤嘴;或者由聚丙烯制成的空心或带有阻挡物的塑料过滤嘴，或者由松散的条片或落纤那样的聚丙烯纤维制成的过滤嘴。这样的过滤层不会影响烟雾的释放。
制品的全长或其任一部分可以用卷烟纸包裹。包裹制品的燃料元件端的包裹纸在燃料元件燃烧期间应该没有明火。另外，纸应该具有可控焖烧特性并应该产生灰色的、卷烟似的烟灰。如果需要的话，在燃料元件后面的纸可以用象硅酸钠那样的燃烧抑制剂加以处理。
在使用绝热外套的那些实施方案中，纸在远离装外套的燃料元件处燃烧，因为流到燃料源的空气不受限制，所以达到最大的热量传递。但是，纸也可以设计得当暴露于燃烧着的燃料元件的热量中时，全部或部分地保持不受影响。这样的纸可以限止空气流动到燃烧的燃料元件，因而有助于控制燃料元件燃烧的温度和热量到烟雾发生机构的传递。
为了不被通过制品的径向（即外界）空气稀释从而使烟雾放出量增至最大，一种非多孔纸可以用作外构件和/或作为一种外包裹纸。如果需要的话，非多孔纸可以从烟雾发生机构延展到烟嘴端。在烟纸技术中熟知的这些纸和这些纸的组合可被用来产生各种功能作用。合适的纸包括由北卡罗来纳州，Pisgast.Forest Ecusta制造的Ecusta 01788和649烟块包裹纸和由Kimberly-Clark公司以KC-63-5、P878-5、P878-16-2和780-63-5牌号所出售的纸。
外部空气由外构件中的一个或一个以上孔或孔道供给制品。孔的数量、大小和位置可以改变，这是一个选择的问题。为了使制品具有和普通卷烟的抽吸不相上下的性能，一般孔都能提供足够的外部空气。
为了进一步描述本发明将提供以下实例，但是本发明的范围不应被这些实例所限制。除非另有说明以外，全部成分和百分率都是按重量计的。
实例1
一种基本上如图2所示的吸烟制品按照下列工艺过程制造。
A.烟雾释放机构的制备
制作或制备一根具有长度55毫米，外径2.0毫米和内径1.8毫米铝管。一根具有长度35毫米，外径4.5毫米和内径4.4的第二根铝管，把这种管子拔过模子，形成一三叶瓣形（如图1A所示的容器或套管。第二管的一端有5毫米长是压扁封闭的。55毫米的铝管用大约100毫克烟雾形成物质加以填满。
基质是一种高表面积矾土（表面积280m2/克），可以从W，R Gace & Co购得，牌号为SMR-14-1896。矾土具有粒度从-8至+14（美国）。矾土在大约1400℃以上均热温度下烧结保温1小时，然后冷却，水洗并烘干。
基质和烟雾形成物质的混合物由77.47%的上述矾土，7.5%喷雾干燥烟熏（烟道熟化）烟草萃取液、13%甘油，0.32%乙酰丙酸和1.45%的可以从瑞士Geneva of Firmenich获得的T-69-22香味和0.26%葡糖五乙酸盐酯混合构成。
这个实例所用的烟叶萃取液制备如下：烟熏过的烟草研磨成中等粉剂和以每加仑水大约1～1.5磅烟叶的浓度在不锈钢槽内用水提取。提取是在室温下进行的，提取时利用机械搅拌大约1～3小时。对混合料加以离心过滤除去悬浮的固体，然后含水的提取物通过连续地把水溶液抽送到常规的喷雾干燥器，例如Anhydro Size NO.1，在进入温度大约215°～230℃下喷雾干燥，在干燥器的出口收集干燥的粉末物质。出口的温度从大约82℃到90℃不等。
为了使基质保持在管内，容纳烟雾形成物质的基质的55毫米铝管各端稍加弯曲。把此铝管从上述套管的开口端插入大约25毫米的长度。套管的三叶瓣形的结构用以通过紧密的摩擦配合起固定铝管在合适位置的作用。这样制成的套管全长大约65毫米。
B.燃料源的制备
硬木浆在550℃，氮气氛下碳化2小时，接着随炉温的下降冷却2小时。
另外，在上述条件下碳化爪硅木棉。用90份经碳化的爪硅木棉和10份羧基甲基纤维基素钠（商品名称Hercules 7 HF）的混合物，在室温下与足够的水混合形成具有大约80%湿含量的稠糊。燃料源由25克经碳化的硬木浆，12.58克经碳化的爪哇木棉和羧基甲基纤维素钠的混合物，3.95克的上述羧基甲基纤维素钠，2.8克锆和足够数量的水所构成的稠糊制成。
用于制备碳燃料的压模包括两个相同的金属块，模块雾一侧切出一条凹槽以便当两模子合在一起后，形成一圆柱形通道。各个凹槽衬以铝箔。铝箔的作用是防止碳糊粘附到金属压模上。
在压模内涂敷含碳的糊。在一个压模中，金属烟雾释放机构放在糊的中心。沿着管的外周的各环状垫圈把管子保持在碳糊内的中心导热管的压扁端延伸到压模的一端。然后，两个填满糊的压模卡夹在一起，在100℃下保温8小时烘干碳糊。当把压模打开时，取出铝箔。圆柱形燃料元件直径大约是8毫米，长度大约12毫米。
C.制品的装配
在燃料元件后面（也就是，邻近燃料元件朝着燃料元件的端口的位置用高温硅酮橡胶密封剂涂覆层构成密封。硅酮橡胶可从纽约的沃特福德通用电器公司购得，商品名称是RVT硅酮橡胶粘结密封剂、RTV 106高温密封剂。密封层形成环绕导热管并沿着燃料元件的背面纵向延伸大约1毫米厚的环。
一管形构件沿导热管壁插入并紧抵密封层。该管子有8毫米的外径和足以和导热管紧密配合的内径。管长度为25毫米。管子由一张欧文斯-康宁玻璃公司6437玻璃纤维形成，并被包在以Kimberly-Clark P850-192-2纸的形式的外绕构件中。此玻璃纤维为烟雾释放机构和外构件提供了间隔（关系）。外构件紧抵着密封层的紧密配合提供了基本上不透气的密封层或阻挡层使外构件内的空气基本上不能进入燃料元件接触。具体地说，阻止外构件内的空气与燃料元件接触的阻挡物是导热管的密闭端以及密封层提供的。
接嘴是由具有长度30毫米，外径8毫米，内径7毫米的卡纸管构成的。卡纸管包围金属烟雾释放机构并紧紧抵住前述的外构件端口。接嘴用基本上不透气的粘胶固定到制品的其余部分，该粘胶带绕在外构件和卡纸管两部分之上。
在距烟雾释放机构的最末端大约15～5毫米的区域中的金属烟雾释放机构和接嘴之间的区域用前述的硅酮橡胶密封层加以密封的。
用作烟雾形成的空气源设置在外构件外周部位大约距外构件端口20毫米处。空气源是4个穿过外部包裹纸的圆周上的孔（玻璃纤维纸是透气的）。孔都是圆的，直径大约0.5毫米。
制品使用标准FTC吸烟条件试验设备进行试验，每30秒钟一次，，作持续2秒钟的50毫升抽吸。这样测试的制品在10次抽吸所产生的烟雾中，无可检测到的一氧化碳，含37毫克总湿润颗粒物质和644微克的尼古丁。
实例2
一基本上如图3所示的吸烟制品根据下列工艺过程制造。
烟雾释放机构制备如下。
提供一根具有长度55毫米，外径4.5毫米和内径4.4毫米的铝管。管的一端密封并有5毫米长的密封端向后弯曲，从而形成一端密封，一端开口的传热管，开口部分伸展45毫米长，密封端5毫米长。
传热管用大约200毫克的烟雾形成物质和基质填满。基质如实例1所述的高表面积矾土，烟雾形成材料包括如实例1所示示的材料。为了把基质保持在传热管内，传热管的开口端稍稍弯曲。
燃料源的构形如实例1所述。圆柱形的燃料元件直径大约8毫米，长度大约10毫米，传热管的密封末端延伸到点火端末端。
如实例1所述在燃料元件附近形成一密封层。
一管形绝热构件沿传热管（传热导管）外周插入直达密封层。此管形绝热构件外径为8毫米和足以紧密套在传热管上的内径。管长40毫米，由实例1所述的材料制成。
利用前述硅酮橡胶密封剂向着管形构件的端口形成一密封层，密封层环绕传热管四周和沿管形构件的背面（也就是端口面）形成一具有纵向延伸厚度为1毫米的环。这样，就形成了所谓的“第一部分”
烟接嘴由醋酸纤维素做成，该管具有长度30毫米，外径8毫米和内径4.5毫米左右。此管可由美国Filtona公司购得，商品牌号为SCS-1。醋酸纤维素管用外包裹纸包裹。包裹纸可从Ecusta公司购得，商品牌号为646。一个30毫米长，4.5毫米外径和4.4毫米内径的聚酰亚胺内管插入醋酸纤维管。内管可由E.I.dupont de Nemours公司购得，商品名称为Kapton。
一10毫米长的过滤件安置在杆的烟嘴端。过滤部件是低效醋酸纤维过滤落纤材料。聚酰亚胺烟嘴与前述第一部分处于端对端的邻接关系。具体地说，传热管的端口和内管的最前端邻接以便在传热管中产生的烟雾可通过内管流到使用者口里。
第一部分和烟嘴部分由基本上不透气的粘胶带连接起来，该粘胶带绕在第一部分和烟嘴的外表面部分。
在外构件和外周部位提供一用作烟雾形成的空气源。在一实施方案中，各具有直径大约0.8毫米的两个孔穿过距传热管的最后端约10毫米的外包裹纸传热管。
在另一实施方案中，两个类似的孔穿过在燃料元件后大约5毫米部位的外包裹纸和传热管，而不是在传热管的后端。
制品在实例1所说的吸烟条件下抽吸，在10次抽吸中，每次都产生烟雾，释放大约1毫克左右的一氧化碳。
实例3
吸烟制品是按实例2所述工艺过程制成的。但是，本实施方案包括在外构件上以5个孔的形式设置的用作烟雾形成的空气源。一个有直径0.5毫米的孔穿过燃料元件后大约5毫米的外包裹纸和传热管。四个具有直径0.8毫米的孔在距容器的最后端5毫米左右，分布在圆周上并相互隔开一定距离。
制品在实例1所描述的吸烟条件下抽烟。制品在10次抽吸中产生烟雾33毫克总湿润颗粒物质（WTPM），无可检测到的一氧化碳及309微克的尼古丁。
实例4
一种基本上如图4所示的吸烟制品是按下列工艺过程制造的。
一烟雾释放机构按如下的制作过程制作和实例2所述相同，一传热管是由铝管构成的。一120目铝筛网卷成管状圆柱并插入传热。筛网被切断后延伸到容器的后端（也就是端口）。铝筛网长50毫米，宽2毫米）。
传热管装载大约100毫克烟雾形成物质。烟雾形成物质是一种混合物，具有50%喷雾干燥含5.17%左右尼古丁的烤烟萃取液和50%的甘油。传热导管的端口稍微向后卷曲。
制品的其余部分是利用如实例1所述的材料和工艺技术制造的。
当在如实例1所述的条件下吸烟时，此实施方案的吸烟制品产生大约1毫克的一氧化碳。
实例5
一种基本上如图5所示的吸烟制品是按下列工艺过程制造的。
烟雾释放机构的制造如下。一具有长度15毫米，外径4.5毫米和内径4.4毫米的铝管，通过在管的一端切制4个1毫米宽、6毫米长的狭槽形成冠状形。这样制成的管具有四个延伸的手指并用实例1所描述的碳糊填满。
制作具有长度30毫米，外径4.4毫米和内径4.3毫米的一端封闭的细长铝管。该铝管的前面的封闭端被弄平使前表面垂直于管子的纵轴。前述管以摩擦配合装此细长铝管的封闭端上，重叠5毫米，使冠状的手指与细长铝管离开。其外形如图5A所示。
以实例1所描述的方式，一具有长度15毫米和直径8毫米的圆柱形燃料源安装在传热管上，冠状管的手指延伸到最前端即点火端。
传热管由大约340毫克的烟雾形成物质和基质填满。如实施例1所述基质是高表积的矾土。烟雾形成物质包括实例1所述的物质。为了把基质保持在内，传热管的开口端或端口稍微卷曲。
如实例1所述，一密封层设置在燃料元件后面。
在密封层后和紧抵密封层环绕传热管插入管形外构件和绝热部件。管的外径为8毫米和足以容许和传热管有紧密配合的内径。管长24毫米，由如实例1所述的材料制成。
一具有长度大约40毫米，外径1.4毫米和内径0.5毫米的柔软的醋酸纤维管插入传热管直到离封闭端的距离大约3毫米。
烟嘴是长度25毫米，外径8毫米和内径7毫米的卡纸管，以与外构件端对端邻接的关系安置及并通过外绕的不透空气的胶粘带和外构件粘牢。
一直径1.4毫米的孔在距制品口端的最末端大约15毫米处钻入接嘴烟嘴。醋酯纤维管延伸入此孔。一密封层置于孔和醋酸纤维管的外部之间。
制品在实例1所述的条件下抽烟，在10次抽吸中都产生烟雾，约30毫克总湿润颗粒物质（WTPM）1毫克一氧化碳和1000微克的尼古丁。
实例6
一种基本上如图5所示的吸烟制品是按实例5所示工艺过程制造的。但是，一较高密度的碳化材料放入具有冠状形的管中，而一种较低温度碳化材料安装在传热管上。用这样一种方法制成的制品具有两种不同区域的燃料元件，两区域各有不同的燃烧性质。
较高密度材料的制备如下。在550℃及氮气氛下硬木浆碳化2小时，接着随着炉温下降，冷却2小时。由25克经碳化的木浆，3.9克羧基甲基纤维素钠和水构成一种稠的糊浆。
软低密度材料制备如下。爪硅木棉在上述条件下碳化。由2.5克硬木碳、16.5克碳化爪硅木棉、5.9克羧基甲基纤维素钠、5.5克锆和水构成一种稠糊浆。
制品在实例1所述吸烟条件下抽烟，产生25.5毫克总湿润颗粒物质和小于1毫克的一氧化碳。
实例7
一种基本上如图6所示的吸烟制品按照实例4所述的工艺过程制成。但是基质用的铝颗粒。
这样铝颗粒由把正方形（3毫米×3毫米）铝箔折成象手风琴那样的形状而成。用作基质的重量大约200毫克。烟雾形成物质如实例1所述的物质。大约200毫克的烟雾形成物质加到基质中和在真空下熟化。
制品在实例1所述的吸烟条件下抽烟，产生27毫克总湿润颗粒物质，有大约1毫克的一氧化碳。
实例8
一种基本上如图7所示的吸烟制品按照下列工艺过程制作。
A.烟雾释放机构的制备
制作一根具有长度30毫升，外径2.0毫米和内径1.8毫米的铝管。为了形成三叶瓣形，一根具有35毫米长度、4.5毫米外径和4.4毫米内径的第二根铝管通过拔过模子做成具有三叶瓣形的传热管。第二管的一端沿其长度5毫米距离上是压扁封闭的。30毫米长的第一管装上34毫米长度，4.5毫米外径和4.4毫米内径的聚酰亚胺管。聚酰亚胺管可由E.I.dupont de Nemours公司购得，商品名称为Kapton。30毫米第一管在一端装上聚酰亚胺管，并使聚酰亚胺管插进铝管的一端通过摩擦配合使两者紧密地连接在一起。为了达到摩擦配合的目的，聚酰亚胺管纵向伸入铝管大约5毫米的距离。
基质是碳纤维丝，可从纽约州纽约市，美国基诺尔有限公司购得，基诺尔商品目录码为CFY-020Y-3。丝被截成60毫米长度，从而提供约80毫克的基质。碳纤维丝塞入聚酰亚胺管并通过摩擦配合固定在适当位置。丝伸进管内大约20毫米，与铝管的端口离开5毫米，与聚酰亚胺管的开口端离开5毫米。
烟雾形成物质是一种62%甘油、31%丙二醇和7%尼古丁的混合物。大约100毫克的烟雾形成物加到上述的基质中。
第一管插入上述传热管大约25毫米的距离。传热管形成三叶瓣形。结构的目的是通过紧密摩擦配合起到固定第一管在适当位置的作用。这样构成的金属套管的全长大约70毫米。
B.燃料元件制备
硬木浆在550℃氮气氛下碳化2小时，然后随着炉温下降冷却2小时。另外，在同样条件下碳化爪哇木棉。90份爪哇木棉和10份羧基甲基纤维素钠（商品名称Heicules 7 HF）的干燥混合物在室温下与足够的水混合制成具有大约80%湿含量的稠糊。燃料源是由25克碳化硬木浆、12.58克碳化爪哇木棉和羧基甲基纤维素钠干燥混合物、3.95克前述羧基甲基纤维素钠，2.8克锆和足量的水混合而成的稠糊。
用于制备碳燃料的压模包括在一侧上开槽的两个相同的金属模块，以便在两个模块合在一起时形成一圆柱形的通道。各槽衬以铝箔。铝箔用来防止碳糊沾粘在金属压模上。
含碳的糊涂覆在压模里。在一个压模中，金属烟雾释放机构被放在糊的中心。沿着管的外周的环形垫圈卡住在碳糊中心的管子。容器的压扁端伸展到压模的一端。然后两个填满糊的压模夹在一起，碳糊在100℃下烘干8小时。当把压模打开后，移去铝箔。形成的圆柱形燃料元件直径大约8毫米，长度大约12毫米。
C.制品的装配
在燃料元件后面的一密封层是通过高温硅酮橡胶密封剂的涂敷层形成的。硅酮橡胶可从纽约沃特福德通用电器公司购得，商品名称为RTV硅酮橡胶粘结密封剂、RTV106高温密封剂。密封层形成一围绕传热管和沿着燃料元件的背面大约1毫米纵向延伸厚度的环。在密封层后并紧靠密封层围绕传热管插入一管形绝热部件。此管具有8毫米外径和足以容许紧密配合到容器上的外径。管的长度是25毫米。管由一片欧文斯玻璃公司6437号玻璃纤维制成，其周围由以Kimberly Clark 公司P850-192-2纸形式的外构件包裹。外构件相对密封层的邻接和紧密配合提供了基本上不透空气的密封层使在外构件内的空气不能和燃料元件接触。
烟嘴接嘴是由30毫米长度、8毫米外径和7毫米内径的卡纸管构成的。卡纸管围住金属的烟雾释放机构并邻接上述外构件的后端。接嘴由基本上不透空气的胶粘带固定到吸烟制品的其余部分上，该胶粘带包住构件和卡纸管两部份。
在距离烟雾释放的最末端大约15～5毫米的区域中，在聚酰亚胺管和接嘴之间的部位，采用上述的硅酮橡胶密封剂加以密封。
用作烟雾形成的空气源设置在大约距绝热部件和外构件的最后端20毫米处的外构件的圆周部位。空气源是通过外包裹纸并在其圆周上的4个孔形成的（玻璃纤维纸是透气的）。4个孔都是圆形的，直径约0.5毫米。
制品在实例1所描述的条件下抽烟，进行12次抽吸，每次抽吸都释放烟雾。在试验中释放出1，563微克尼古丁和28.25毫克总湿润颗粒物质。