ОДНОРАЗОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ СИГАРЕТА

Полезная модель относится к области курительных принадлежностей, а именно к электронным сигаретам, и может быть применена в качестве устройства для парения и помощи при борьбе с никотиновой зависимостью.
e-cigarette
Из общедоступного уровня техники в обозначенной области известно, что электронная сигарета (англ. ) — электронное устройство, создающее высокодисперсный пар (аэрозоль), предназначенный для ингаляции (вдыхания). Может использоваться как в качестве средства доставки никотина (ЭСДН), так и для вдыхания ароматизированного пара (аэрозоля) без никотина. Пар создаётся за счёт испарения специально подготовленной жидкости с поверхности нагревательного элемента и внешне похож на табачный дым…Основными элементами которого являются мундштук, литиевая батарея и атомайзер, включающий нагревательный элемент, картридж или резервуар со специальной жидкостью-наполнителем («ВикипедиЯ Свободная энциклопедия»//Электронная сигарета)//[электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Электронная_сигарета (дата доступа 20.12.2021).
В качестве расходного материала для получения пара в электронных сигаретах используется специальные жидкость, или, как ее еще называют, E-liquid, а также Е-жидкость. Для доставки никотина в организм пользователя Е-жидкость преобразуется из жидкого агрегатного состояния за счет быстрого нагрева и превращается при этом в пар. При затяжке пользователь вдыхает этот пар, в состав которого входит никотин и ароматизатор. При выдохе пар очень сильно напоминает дым обычной сигареты. Жидкость для электронных сигарет состоит из базы (смеси глицерина и пропиленгликоля), ароматизаторов и никотина. При этом пользователь может самостоятельно выбирать крепость никотина и процентное соотношение смеси глицерина и пропиленгликоля, что, в свою очередь, позволяет пользователю легче адаптироваться при переходе от обычных сигарет к электронным, а в дальнейшем плавно уменьшая концентрацию никотина отказаться от вредной привычки.
Таким образом, переход от курения классических сигарет со сжиганием табака на электронные позволяет курильщику постепенно снижать степень никотиновой зависимости и в дальнейшем, четко следуя рекомендациям и постепенно снижая крепость жидкости, отказаться от вредной привычки (сайт русской службы BBCNEWS//Ученые: электронные сигареты помогают бросить курить//[электронный ресурс] URL: https://www.bbc.com/russian/science/2013/09/130909_e-cigarettes_patches (дата доступа 20.12.2021 г.).
Таким образом, электронные сигареты применяются как альтернатива классическим табачным сигаретам для уменьшения табачно-никотиновой зависимости и в целом вреда для здоровья курильщика.
Электронные сигареты по кратности использования делятся на одноразовые и многоразовые. Их принципиальное отличие заключается в том, что многоразовые электронные сигареты оборудованы, во-первых, аккумулятором, как правило литиевым, с возможностью его многократной подзарядки с разъемом для подключения к сети, во-вторых, резервуаром с курительной жидкостью с возможностью его дозаправки или замены всего картриджа. Все это делает возможным использовать одну электронную сигарету длительное время. Одноразовые же электронные сигареты содержат аккумулятор, как правило щелочные батарейки, без возможности его подзарядки, а вместо сменного резервуара с курительной жидкостью в картридже содержится накопитель (из хлопка и иных материалов), пропитанный этой курительной жидкость, который быстро расходуется. В результате работы одной одноразовой электронной сигареты хватает как правило максимум на 500 затяжек, то есть на один-два дня в зависимости от интенсивности ее использования (сайт ТехноЛев//Какие электронные сигареты бывают//[электронный ресурс] URL: https://tehnolev.ru/tsifrovaya-tehnika/veyp/kakie-elektronnye-sigarety-byvayut.html (дата доступа 03.12.2021); сайт PIXSELL// Одноразовая э-сигарета – реальный способ бросить курить//[электронный ресурс] URL: https://www.pixsell.ru/blog/odnorazovaya-e-sigareta-realnyj-sposob-brosit-kurit (дата доступа 21.12.2021)).  В качестве основного преимущества одноразовых электронных сигарет выделяют их более низкую, по сравнению с многоразовыми аналогами, стоимость, и простоту использования.
Более низкая стоимость одноразовых электронных сигарет обусловлена, в первую очередь, простотой их конструкции и использованием более дешёвой не подзаряжаемой батареи. Конструкция любой одноразовой электронной сигареты подразумевает наличие корпуса, батареи, средства включения/выключения сигарета (механическая кнопка или датчик затяжки) и электронного испарителя (атомайзера), состоящего из нагревательного элемента (койла), фитиля, трубки подачи пара и емкости с расположенным в нём накопителем, пропитанным курительной жидкостью (сайт RED Vape Hookah//Одноразовые электронные сигареты без никотина//[электронный ресурс] URL: https://redvape.ru/articles/odnorazovye-elektronnye-sigarety-bez-nikotina/ (дата доступа 21.12.2021); сайт SHERLOCK сеть табачных магазинов// Одноразовые электронные сигареты. Особенности и преимущества//[электронный ресурс] URL: https://sherlocktabak.ru/odnorazovye-sigarety/odnorazovye-elektronnye-sigarety-osobennosti-i-preimushhestva/#wd-60373a4d2d6f1 (дата доступа 21.12.2021)).
Запатентованные конструкции одноразовых электронных сигарет предполагают для увеличения их функциональности также включение в конструкцию устройства различных иных элементов: вибромотор, микроконтроллер, блок сихронизации, блок подсчёта и преобразования энергии (иностранные патенты на изобретения №№ CN110623310A, CN109430947A, даты приоритета 18.10.2019, 11.01.2019), держатель модуля управления, модуль управления с управляющей микросхемой, рассеиватель света от светодиода (российские патенты на полезные модели № 121706 (дата приоритета 10.08.2012 г.), № 122254 (дата приоритета 28.08.2012 г.), № 124120 (дата приоритета 03.09.2012), чип, винт, штырь, металлическая пленка, кремниевая подложка, металлическая токопроводящая дорожка, алюминиевый штамп и др. (российский патент на изобретение № 2747302 (дата приоритета 08.08.2019).
В качестве основного недостатка представленных решений можно выделить отсутствие в них способов охлаждения горячего пара, поступающего вместе с потоком втягиваемого пользователем электронной сигареты воздуха. Дело в том, что образующийся в результате работы электронного испарителя (атомайзера) горячий пар поступает вместе с потоком втягиваемого воздуха напрямую пользователю. Данный пар при этом содержит в том числе крупные горячие капли курительной смеси. Попадая на губы, нёбо, язык, горло, данные капли могут вызвать раздражение и даже ожог, что делает процесс парения для пользователя неприятным и болезненным.
Для решения данной проблемы в уровне техники в настоящее время предусмотрены различные технические решения систем охлаждения поступающего к курильщику потока воздуха, содержащего пары курительной смеси, в том числе с помощью использования теплообменника, который охлаждает воздух перед его затягиванием через мундштук (российский патент на изобретение № 2647773), создания посредством наличия дополнительного впускного отверстия дополнительного потока воздуха, не проходящего через нагревательный элемент и смешивающегося с потоком воздуха, содержащего горячий пар, для его охлаждения (российский патент на изобретение № 2643422), применения специальной вставки с адсорбентом, располагаемой на пути воздушного потока (иностранный патент на полезную модель № CN112568490A),  создания вихревого эффекта потока воздуха с горячим паром посредством наличия нескольких вентиляционных отверстий по диаметру корпуса сигареты (российский патент на изобретение № 2616556) и др. решения.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков принято техническое решение по российскому патенту на изобретение № 2627002 «ЭЛЕКТРОННОЕ КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ» (дата приоритета 31.01.2013, дата публикации 02.08.2017, Патентообладатель ОЛТРИА КЛАЙЕНТ СЕРВИСИЗ ИНК. (US)). Данным решением предусмотрено электронное курительное изделие, которое содержит сменный картридж (или первую секцию) и устройство многократного использования (или вторую секцию), которые соединяются между собой. В общем случае вторая секция содержит датчик затяжки, реагирующий на всасывание воздуха во вторую секцию через входное отверстие, расположенное возле свободного конца или наконечника сигареты, батарейку и схему управления. Одноразовая первая секция содержит область для подачи жидкости и нагреватель, превращающий жидкость, всасываемую фитилем из области, в аэрозоль. Первая секция содержит наружную трубку (или корпус), протяженную в продольном направлении, и внутреннюю трубку (или дымоход), расположенную коаксиально внутри наружной трубки. В расположенный со стороны входа конец  внутренней трубки вставлена уплотнительная выходная прокладка. Предпочтительно, в концевую часть внутренней трубки вставлена передняя часть расположенной ниже по потоку уплотнительной прокладки.  Пространство, образованное между входной прокладкой, выходной прокладкой, наружной трубкой и внутренней трубкой, ограничивает область для подачи жидкости. Предпочтительно материал для хранения жидкости представляет собой волокнистый материал, содержащий хлопок, полиэтилен, полиэстер, вискозу или их сочетание. Вкладыш мундштука содержит вставку механического преобразователя аэрозоля, расположенную ниже по потоку прокладки и содержащую три удлиненных выходных отверстия, простирающихся по окружности вокруг периметра открытой торцевой поверхности вставки механического преобразователя аэрозоля, и лицевую поверхность, расположенную выше по потоку открытой торцевой поверхности и на расстоянии от указанного центрального отверстия, при этом лицевая поверхность и указанное центральное отверстие расположены так, что по меньшей мере часть потока пара, проходя через указанное центральное отверстие, ударяется в лицевую поверхность и меняет свою характеристику. Как вариант, лицевая поверхность вставки может быть пористой, чтобы она имела возможность сбора частиц посредством адсорбции и/или абсорбции, и вместо или в дополнение к этому может быть вогнутой по направлению потока или против него для того, чтобы регулировать характеристики механического преобразователя аэрозоля. Технический результат заключается в снижении раздражения горла.
В качестве недостатка прототипа можно выделить недостаточную эффективность реализации заявленного технического результата - снижения раздражения горла. Конструкция прототипа предусматривает разбивание потока воздуха с горячим паром о поверхность вставки и разбивание тем самым относительно больших капелек аэрозоля, а также впитывание капелек аэрозоля адсорбирующей поверхностью вставки. Однако поток воздуха с горячим паром при этом проходит через внутреннюю трубку (дымоход) и все отверстия вставки прямо и на скорости непосредственно пользователю. То есть собственно охлаждение потока воздуха осуществляется недостаточно, поток воздуха с паром просто не успевает охладиться, что может привести к поступлению пользователю недостаточно остывшего, горячего потока воздуха с паром и вызвать тем самым у него неприятные ощущения в процессе парения.
Целью настоящей полезной модели является устранение вышеуказанного недостатка прототипа, а именно значительное охлаждение образующегося в результате работы устройства потока воздуха с паром до комфортной для пользователя температуры перед его поступлением непосредственно пользователю.
Поставленная цель достигается тем, что конструкция предлагаемой одноразовой электронной сигареты предусматривает наличие фильтра, двух отверстий для выхода пара в мундштуке и выполнение силиконового уплотнителя, прилегающего к фильтру, в форме конической наклонной плоскости.
Соответственно, технический результат заявляемого технического решения «Одноразовая электронная сигарета» состоит в следующем.
В предлагаемой полезной модели обеспечивается предварительное значительное охлаждение образующегося в результате работы устройства потока паровоздушной смеси до комфортной для пользователя температуры перед его поступлением непосредственно пользователю. При этом данное охлаждение достигается тем, что образующийся в результате работы раскалённой спирали нагрева горячий пар вместе с потоком воздуха за счёт наличия двух отверстий в мундштуке, внутренняя поверхность которого между ними выступает разделителем потоком воздуха, и выполнения силиконового уплотнителя, прилегающего к фильтру, в форме конической наклонной плоскости, разбивается на несколько потоков паровоздушной смеси, которые завихряются по нескольким круговым орбитам, вследствие чего, за счет центробежных сил, крупные капли горячего пара в потоках воздуха отбрасываются на фильтр и впитываются им, что совокупности со смешением потоков с воздухом и другими потоками приводит к снижению температуры поступающего непосредственно пользователю потока воздуха с паром до комфортной для пользователя температуры. Также заявляемая полезная модель в целом расширяет арсенал технических решений одноразовых электронных сигарет.
Технический результат достигается тем, что одноразовая электронная сигарета характеризуется тем, что содержит корпус с отверстием в нижней части для подачи воздуха, картридж, состоящий из корпуса и внутреннего узла, содержащего накопитель курительной жидкости с каналом испарения, фитиль, спираль нагрева, силиконовые уплотнители на обоих концах внутреннего узла, мундштук, шасси, датчик затяжки с интегрированным в него микрофоном, светодиодом и управляющим работой спирали нагрева элементом, аккумулятор, отличающийся тем, что с торца внутреннего узла картриджа, прилегающего к корпусу картриджа со стороны мундштука, расположен фильтр, в мундштуке выполнены два отверстия для выхода пара, а силиконовый уплотнитель, прилегающий к фильтру, выполнен в форме конической наклонной плоскости. Также корпус может быть выполнен из PCTG-пластика. Также накопитель курительной жидкости может представлять собой пропитанный курительной жидкостью хлопок. Также канал испарения может быть выполнен из стекловолокна. Также фильтр может быть выполнен из хлопка.
Заявляемое техническое решение поясняется схематическими изображениями одноразовой электронной сигареты в частично (фигура 1) и полностью разобранном (фигуры 2, 3) видах, а также схематичным изображением конструкции части картриджа и мундштука в разрезе (фигура 4), поясняющими устройство предлагаемой полезной модели в рамках заявленной формулы, где 1 – одноразовая электронная сигарета, 2 – корпус электронной сигареты, 3 – отверстие для подачи воздуха в нижней части корпуса, 4 – картридж, 5 – корпус картриджа, 6 – внутренний узел картриджа, 7 – мундштук, 8 –отверстия для выхода пара, 9 – шасси, 10 - датчик затяжки с интегрированными в него микрофоном, светодиодом и управляющим работой спирали нагрева элементом, 11 – светодиод, 12 – аккумулятор, 13 – канал испарения, 14 – фильтр, 15 - силиконовый уплотнитель, прилегающий к фильтру.
Для получения технического результата полезная модель может быть осуществлена следующим предпочтительным образом, не исключающим иные способы осуществления в рамках заявленной формулы полезной модели.
Для начала процесса курения (парения) курительной жидкости пользователь прикасается губами к мундштуку (7) одноразовой электронной сигареты (1) и через отверстие (3) в нижней части корпуса (2) одноразовой электронной сигареты (1) втягивает воздух.
Далее интегрированный в датчик затяжки (10) микрофон (на рисунках не показан) определяет момент затяжки воздуха пользователем, а именно перепад давления, и направляет сигнал на смонтированный на отдельной плате микрофона управляющий работой спирали нагрева элемент (на изображениях не показан) и светодиод (11). В качестве управляющего работой спирали нагрева элемента выступает полупроводниковый элемент, работающий в режиме управляющего ключа. В результате светодиод (11) начинает светиться, а полупроводниковый элемент, работающий в режиме управляющего ключа, включает подачу питания от аккумулятора (12) на спираль нагрева (на изображениях не показана) внутреннего узла картриджа (6). Далее, поступающая на фитиль из накопителя (на изображениях не показаны) курительная жидкость в результате работы раскалённой спирали нагрева начинает испаряться, и образовавшийся горячий пар вместе с потоком втягиваемого пользователем воздуха направляется по каналу испарения (13) прямо на внутреннюю поверхность мундштука (7), расположенную по пути движения потока между отверстиями для выхода пара (8). В результате поток воздуха с горячим паром разбивается о данную область внутренней поверхности мундштука (7), выступающую таким образом специально сформированным выступом и своеобразным разделителем потока. Далее разделённые потоки паровоздушной смеси направляются на прилегающий к фильтру силиконовый уплотнитель (15), выполненный в форме конической наклонной плоскости, отталкиваются от него, в результате чего происходят завихрения потока паровоздушной смеси и достигается, благодаря приданной изначально скорости, движение потоков воздуха по нескольким круговым орбитам. Вследствие этого, за счет действия центробежных сил на данных орбитах крупные капли паровоздушной смеси отбрасываются на фильтр (14) и впитываются им. Далее остывшие за счёт смешения с воздухом, другими потоками и впитывания крупных горячих капель пара потоки паровоздушной смеси через отверстия (8) поступают уже непосредственно пользователю. В результате достигается эффективное смешивание потока воздуха с паром и значительное охлаждение полученной паровоздушной смеси до комфортной для пользователя температуры. При этом в данном потоке отсутствуют крупные горячие капли, которые могли бы обжигать губы, нёбо, язык, горло пользователя. Таким образом, предложенная конструкция одноразовой электронной сигареты делает процессе парения приятным и безболезненным.
Выполненные на обоих концах внутреннего узла картриджа (4) силиконовые уплотнители (показан только силиконовый уплотнитель 15, прилегающий к фильтру), предотвращают протекание курительной жидкости из накопителя как в сторону датчика затяжки (10) и аккумулятора (12), так и в сторону мундштука (7) с отверстием (8). Все элементы датчика затяжки (10), аккумулятор (12), корпус картриджа (5) и внутренний узел картриджа (6) крепятся между собой с помощью шасси (9).
Также корпус (2) одноразовой электронной сигареты (1) может быть выполнен из PCTG-пластика (модифицированный гликолем полициклогександиметилентерефталат). Данный материал характеризуется повышенной прочностью, термостойкостью и не содержит никаких вредных соединений. Данные свойства предотвращают выделение из него в результате нагрева в процессе работы электронной сигареты (1) каких-либо вредных веществ, что делает его безопасным материалом для использования в электронной сигарете.
Также накопитель курительной жидкости может представлять собой пропитанный курительной жидкостью хлопок. Также фильтр (14) может быть выполнен из хлопка. Хлопок, как известно, обладает отличными гигроскопическими свойствами, что делает его использование в качестве накопителя курительной жидкости предпочтительным.
Также канал испарения (13) может быть выполнен из стекловолокна. Стекловолокно обладает редким сочетанием свойств: высокой прочностью при растяжении и сжатии, негорючестью, теплостойкостью, малой гигроскопичностью, стойкостью к химическому и биологическому воздействию. Всё это делает использование стекловолокна в качестве материала канала испарения пара предпочтительным.
Таким образом, новизна заявленной полезной модели состоит в том, что наличием в конструкции одноразовой электронной сигареты фильтра, двух отверстий для выхода паровоздушной смеси в мундштуке и выполнением силиконового уплотнителя, прилегающего к фильтру, в форме конической наклонной плоскости достигается предварительное значительное охлаждение потока паровоздушной смеси до комфортной для пользователя температуры перед его поступлением непосредственно пользователю. Охлаждённая таким образом паровоздушная смесь, не содержащая крупных горячих капель, не губы, нёбо, язык, горло пользователя, делает процесс парения приятным и безболезненным.
Заявитель в настоящее время осуществляет промышленное производство предложенной полезной модели.