КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ ТАБАКА БЕЗ ЕГО ГОРЕНИЯ И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
SMOKING DEVICE FOR HEATING TOBACCO WITHOUT ITS COMBUSTION AND METHOD OF TEMPERATURE CONTROL

область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области техники табачных курительных приборов, и, в частности, к курительному изделию для нагревания табака без его горения и к способу регулирования температуры.
предпосылки создания изобретения
Устройства с функцией "нагревания табака без его горения" постепенно привлекают к себе общественное внимание. Поиск способов оптимизации процесса нагрева с целью улучшения ощущений пользователя при курении стало основной задачей специалистов в данной области техники.
краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение заключается в создании устройства для нагревания табака без его горения и способа регулирования температуры с учетом недостатков предшествующего уровня техники.
Для решения вышеуказанных технических проблем в настоящем изобретении приняты следующие технические решения: способ регулирования температуры для устройства с функцией «нагревания табака без его горения», включающий: регулирование температуры материала для курения для ее поддержания на втором температурном пороге; регулирование температуры материала для курения от второго температурного порога до третьего температурного порога; регулирование температуры материала для курения для ее поддержания на третьем температурном пороге и прекращение нагрева материала для курения через заданный период времени; при этом второй температурный порог обозначен как T2, третий температурный порог обозначен как T3, и T2<T3.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения перед регулированием температуры материала для курения для ее поддержания на втором температурном пороге способ дополнительно включает: регулирование температуры материала для курения до первого температурного порога; регулирование температуры материала для курения для ее поддержания между первым температурным порогом и вторым температурным порогом; и, наконец, снижение температуры до второго температурного порога; при этом первый температурный порог обозначен как T1, и T2<T1.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения регулирование температуры материала для курения предусматривает ее поддержание между первым температурным порогом и вторым температурным порогом; и, наконец, понижение до второго температурного порога включает в себя:
регулирование температуры материала для курения для ее постоянного снижения до второго температурного порога; или регулирование температуры материала для курения для ее поэтапного снижения до второго температурного порога.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения регулирование температуры материала для курения для ее снижения осуществляется поэтапно: отключение нагревательного элемента для охлаждения материала для курения и включение нагревательного элемента для поддержания постоянной температуры материала для курения.
В одном варианте осуществления 300°C≤T1≤380°C.
В одном варианте осуществления интервал времени обозначен как t2, и 1s≤t2≤45s, в течение которого регулирование температуры материала для курения поддерживается между первым температурным порогом и вторым температурным порогом; и, наконец, происходит снижение до второго температурного порога в процессе нагрева.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения интервал времени для регулирования температуры материала для курения до первого температурного порога в процессе нагрева обозначен как t1, и 5s≤t1≤25s.
В варианте осуществления настоящего изобретения регулирование температуры материала для курения от второго температурного порога до третьего температурного порога включает в себя:
регулирование непрерывного нагрева материала для курения до третьего температурного порога; или регулирование поэтапного нагрева материала для курения до третьего температурного порога.
В одном варианте осуществления 150°C≤T2≤350°C.
В одном варианте осуществления 200°C≤T3≤380°C.
В одном варианте осуществления интервал времени регулирования температуры материала для курения для ее поддержания на втором температурном пороге в процессе нагрева обозначен как t3, и 30s≤t3≤300s.
В одном варианте осуществления интервал времени регулирования температуры материала для курения для ее поддержания на третьем температурном пороге в процессе нагрева обозначен как t4, и 15s≤t4≤180s.
В одном варианте осуществления интервал времени регулирования температуры материала для курения для ее поддержания на третьем температурном пороге в процессе нагрева обозначен как t5, и 10s≤t5≤120s.
Для решения вышеуказанной проблемы в настоящем изобретении принято следующее техническое решение: устройство для нагревания табака без его горения, включающее нагревательный элемент и управляющий элемент; при этом нагревательный элемент предназначен для нагревания материала для курения, управляющий элемент дополнительно включает память и процессор; в памяти хранятся команды, процессор выполняет команды для осуществления способа регулирования температуры
По сравнению с предшествующим уровнем техники преимущества настоящего изобретения заключаются в следующем: в середине процесса использования устройства температура материала для курения поддерживается относительно стабильной и относительно низкой таким образом, чтобы обеспечивалось генерирование достаточного количества дыма, не обжигая при этом руки или рот. В конце процесса использования устройства, ввиду того, что в материале для курения содержится небольшое количество активных компонентов, необходимо постепенно повышать температуру материала для курения для обеспечения генерирования достаточного количества дыма. Безусловно, температуру материала для курения невозможно повышать бесконечно. Во-первых, уровень температуры ограничен тепловой мощностью устройства для нагревания табака без его горения, и, во-вторых, ограничение позволяет избежать ожога ротовой полости и рук от устройства для нагревания табака без его горения, вследствие чего температура материала для курения поддерживается на более высоком третьем температурном пороге в течение определенного периода времени. При практически полном израсходовании активных компонентов в материале для курения процесс нагревания завершается, и температура материала для курения быстро снижается.
краткое описание ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГ. 1 – блок-схема, иллюстрирующая способ регулирования температуры в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
ФИГ. 2 – график температурной кривой, иллюстрирующий способ регулирования температуры в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
ФИГ. 3 – график температурной кривой, иллюстрирующий способ регулирования температуры в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
ФИГ. 4 – блок-схема, иллюстрирующая конструкцию устройства для нагревания табака без его горения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
1 – теплоизмерительный элемент; 2 - нагревательный элемент; 3 – управляющий элемент; 31 - память; 32 - процессор.
описание ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО изобретения
В контексте настоящего изобретения следует понимать, что такие термины, как "включать" или "иметь", предназначены для обозначения наличия признаков, чисел, этапов, действий, компонентов, частей или их сочетания, раскрытых в описании изобретения, и не предназначены для исключения одного или более других существующих признаков, чисел, этапов, действий, компонентов, частей или их сочетания.
Кроме того, следует отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения и признаки вариантов осуществления могут быть объединены друг с другом при отсутствии противоречий. Настоящее изобретение подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые рисунки и в сочетании с вариантами осуществления нестоящего изобретения.
Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылкой на варианты осуществления, проиллюстрированные на прилагаемых рисунках.
Как показано на ФИГ. 1 в сочетании с ФИГ. 2 и ФИГ. 3, способ регулирования температуры для устройства для нагревания табака без его горения, предусмотренный вариантами осуществления настоящего изобретения, включает нижеприведенные этапы.
На третьем этапе (обозначенном как этап c) температуру материала для курения регулируют для ее поддержания на втором температурном пороге.
На четвертом этапе (обозначенном как этап d) температуру материала для курения регулируют для ее повышения от второго температурного порога до третьего температурного порога.
На пятом этапе (обозначенном как этап e) температуру материала для курения поддерживают на уровне третьего температурного порога, и нагрев материала для курения завершается через заданный период времени. При этом второй температурный порог обозначен как T2, третий температурный порог обозначен как T3, и T2<T3.
Другими словами, при использовании устройства для нагревания табака без его горения в середине процесса нагрева температуру материала для курения поддерживают относительно стабильной и относительно низкой, что позволяет генерировать достаточное количество дыма, не обжигая руки или рот. В конце процесса использования в связи с тем, что в материале для курения остается небольшое количество активных компонентов, необходимо постепенно повышать температуру материала для курения для обеспечения генерирования достаточного количества дыма. Безусловно, температуру материала для курения невозможно повышать бесконечно. Во-первых, уровень температуры ограничен тепловой мощностью устройства для нагревания табака без его горения, и, во-вторых, ограничение позволяет избежать ожога ротовой полости и рук от устройства для нагревания табака без его горения, вследствие чего температура материала для курения поддерживается на более высоком третьем температурном пороге в течение определенного периода времени. При практически полном израсходовании активных компонентов в материале для курения процесс нагревания завершается, и температура материала для курения быстро снижается.
Вышеприведенная представляет собой оптимизированную конструкцию для среднего и конечного этапов использования устройств для нагревания табака без его горения. Вариант осуществления настоящего изобретения также предусматривает оптимизированную конструкцию для полного процесса использования устройства для нагревания табака без его горения.
Как показано на ФИГ. 1, вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает способ регулирования температуры устройства для нагревания табака без его горения, включающий следующие этапы. См. ФИГ. 2 и 3 для понимания принципа изменения температуры на каждом этапе.
На первом этапе (этап a) температуру материала для курения регулируют для достижения первого температурного порога.
На втором этапе (этап b) температуру материала для курения регулируют для ее поддержания между первым температурным порогом и вторым температурным порогом и, в конечном счете, для ее снижения до второго температурного порога.
На третьем этапе (этап c) температуру материала для курения регулируют для ее поддержания на уровне второго температурного порога.
На четвертом этапе (этап d) температуру материала для курения регулируют для ее повышения от второго температурного порога до третьего температурного порога.
На пятом этапе (этап e) температуру материала для курения регулируют для ее поддержания на уровне третьего температурного порога, и процесс нагревания завершается через заданное время.
Первый температурный порог обозначен как T1, второй температурный порог обозначен как T2, и третий температурный порог обозначен как T3, при этом T2<T1, а T2<T3.
Третий этап представляет собой середину процесса, в течение которого материал для курения выделяет дым, а температура материала для курения может поддерживаться относительно стабильной. На начальном этапе при выделении дыма материалом для курения, то есть на втором этапе, общая средняя температура материала для курения выше, чем на третьем этапе. Таким образом, можно гарантировать, что пользователь сможет быстро вдохнуть достаточное количество дыма на начальном этапе использования устройства для нагревания табака без его горения. Кроме того, на третьем этапе температура материала для курения относительно низкая, что позволяет избежать проблемы, связанной с тем, что температура наружного корпуса устройства для нагревания табака без его горения является слишком высокой из-за теплопроводности, вызывая тем самым ожог рук. Наконец, на четвертом этапе и пятом этапе температура материала для курения выше, чем на третьем этапе, - при условии, что остается исключительно малое количество активного компонента материала для курения - в результате чего обеспечивается выделение относительно все еще достаточного количества дыма для пользователя для улучшения его ощущения при курении.
Следует отметить, что, поскольку трудно поддерживать точное постоянное значение температуры материала для курения, поддержание температуры материала для курения на конкретном уровне, как описано выше, эквивалентно поддержанию температуры материала для курения в небольшом диапазоне колебаний в пределах этой конкретной температуры.
В качестве варианта, как показано на ФИГ. 2, на втором этапе (т.е. этапе b) материал для курения непрерывно охлаждается до второго температурного порога. Безусловно, при необходимости задания более длительного интервала времени для второго этапа скорость охлаждения может быть относительно низкой.
В качестве варианта, как показано на ФИГ. 3, на втором этапе (т.е. этапе b) материал для курения поэтапно охлаждается до второго температурного порога. Иными словами, температура материала для курения сначала снижается на короткий период, затем остается неизменной, затем снижается на короткий период и так далее. Таким образом, существует возможность предотвратить слишком быстрое снижение температуры материала для курения и неточное регулирование мощности нагрева, в результате чего температура материала для курения будет значительно ниже второго температурного порога.
В частности, регулирование температуры материала для курения с целью ее поэтапного снижения включает: выключение нагревательного элемента для охлаждения материала для курения и включение нагревательного элемента для поддержания температуры материала для курения неизменной. Иными словами, нагревательный элемент попеременно выключается и включается таким образом, чтобы обеспечивалось ступенчатое понижение температуры материала для курения. Управление нагревательным элементом упрощается, и регулирование температуры становится более точным.
С целью повышения общей средней температуры второго этапа выше второго температурного порога, и в то же время для обеспечения более точного регулирования температуры материала для курения, температура материала для курения на втором этапе также может регулироваться, как изложено ниже.
Например, на втором этапе температура материала для курения регулируется таким образом, чтобы сначала происходило ее колебание между вторым температурным порогом и первым температурным порогом, и затем снижение до второго температурного порога.
Например, на втором этапе температура материала для курения регулируется таким образом, чтобы происходило ее падение до второго температурного порога после завершения этапа первого температурного порога, длившегося в течение заданного времени.
В качестве варианта, как показано на ФИГ. 2, на четвертом этапе (т.е. на этапе d) материал для курения непрерывно нагревается до третьего температурного порога. В альтернативном варианте, как показано на ФИГ. 3, на четвертом этапе материал для курения ступенчато нагревается до третьего температурного порога.
Аналогичным образом способ ступенчатого нагрева обеспечивает точное регулирование температуры материала для курения. Способ постоянного нагрева относительно прост в реализации. В общем легче контролировать интервал времени постоянной температуры материала для курения, чем регулировать скорость нагрева материала для курения. Кроме того, способ ступенчатого нагрева может также обеспечить максимальное использование активных компонентов материала для курения (таких как генераторы дыма) в последней части процесса нагрева с целью предотвращения быстрого образования дыма, что приводит к неравномерному объему дыма.
В качестве варианта 300°C≤T1≤380°C. При указанном диапазоне температур обычные материалы для курения способны генерировать достаточное количество дыма на начальной стадии нагрева.
В качестве варианта 150°C≤T2≤350°C. При указанном диапазоне температур обычные материалы для курения способны и далее генерировать соответствующее количество дыма в середине процесса нагрева, и корпус устройства для нагревания табака без его горения не будет жечь руки.
В качестве варианта 200°C≤T3≤380°C. При указанном диапазоне температур обычные материалы для курения способны и далее генерировать достаточное количество дыма на более поздней стадии нагрева.
В качестве варианта интервал времени первого этапа обозначен как t1, и 5s≤t1≤25s.
В качестве варианта интервал времени второго этапа обозначен как t2, и 1s≤t2≤45s.
В качестве варианта интервал времени третьего сегмента обозначен как t3, и 30s≤t3≤300s.
В качестве варианта интервал времени четвертого этапа обозначен как t4, и 15s≤t4≤180s.
В качестве варианта интервал времени пятого этапа обозначен как t5, и 10s≤t5≤120s.
Интервал времени первого этапа должен быть относительно непродолжительным. Даже при быстром нагреве материала для курения он не может быть бесконечно быстрым из-за ограничения потребляемой мощности устройства для нагревания табака без его горения и точного регулирования температуры.
Интервал времени второго этапа зависит от характеристик самого устройства для нагревания табака без его горения и характеристик материала для курения. До тех пор, пока материал для курения быстро генерирует достаточное количество дыма, корпус устройства для нагревания табака без его горения не нагревается и обжигает руки.
Третий этап должен длиться более продолжительное время, т.е. материал для курения обеспечивает постоянную подачу требуемого количества дыма.
Интервал времени четвертого этапа зависит от характеристик материала для курения. Хотя на этом этапе остается незначительное количество активных компонентов материала для курения, требуемое повышение температуры не велико.
Интервал времени пятого этапа зависит от характеристик материала для курения, и цель этого этапа заключается в максимально быстром расходовании последнего небольшого количества активных компонентов материала для курения с целью обеспечения того, чтобы не происходило существенное сокращение генерирования дыма на последнем этапе.
Следует отметить, что между указанными выше первым температурным порогом и вторым температурным порогом отсутствует необходимая взаимосвязь. Указанные пороговые значения задаются в соответствии с характеристиками материала для курения и устройства для нагревания табака без его горения соответственно.
Как показано на ФИГ. 4, на основе аналогичной идеи изобретения вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает создание устройства для нагревания табака без его горения, включающего: теплоизмерительный элемент 1, нагревательный элемент 2 и управляющий элемент 3. Теплоизмерительный элемент 1 предназначен для измерения температуры материала для курения, а нагревательный элемент 2 предназначен для нагрева материала для курения. Управляющий элемент 3 включает в себя память 31 и процессор 32, в памяти 31 хранятся команды, и процессор 32 выполняет команды с целью осуществления вышеописанного способа регулирования температуры.
Теплоизмерительный элемент 1 включает, например, термопару, термосопротивление, термистор, инфракрасный датчик и тому подобное. Нагревательный элемент 2 включает, например, резистивный нагреватель, инфракрасный нагреватель и тому подобное. Память 31 включает, в частности, память на магнитном диске, CD-ROM, оптическую память, постоянное запоминающее устройство (ROM) или флэш-память (flash RAM) и т.д. Процессор 32 представляет собой, например, центральный процессор (CPU), микроконтроллер (MCU) и т.д. Безусловно, память 31 и процессор 32 также могут быть объединены в один элемент.
Управляющий элемент 3 может регулировать мощность нагрева нагревательного элемента 2 в соответствии с температурой в реальном времени и ожидаемой температурой материала для курения, например, для регулирования температуры материала для курения. Безусловно, управляющий элемент 2 также может регулировать мощность нагрева нагревательного элемента в соответствии с заданной программой нагрева для реализации вышеуказанной температурной кривой.
Каждый вариант осуществления настоящего изобретения описан последовательно, и одинаковые и похожие части между различными вариантами осуществления могут соотносится друг с другом, и в каждом варианте осуществления делается особый акцент на отличия от других вариантов осуществления.
Объем защиты настоящего изобретения не ограничивается вышеупомянутыми вариантами осуществления. Очевидно, что специалисты в данной области техники могут вносить различные изменения и дополнения в настоящее изобретение, не выходящие за пределы объема и существа настоящего изобретения. Если эти изменения и дополнения относятся к объему формулы настоящего изобретения и его эквивалентных технологий, то цель настоящего изобретения также включает эти изменения и дополнения.