УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR HEATING OF SMOKEABLE MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим нагрев курительного материала.
Уровень техники
В процессе использования курительных изделий, в частности, сигарет, сигар и т.п., происходит сжигание табака, сопровождаемое выделением табачного дыма. Предпринимались попытки разработать альтернативные курительные продукты, обеспечивающие выделение требуемых летучих соединений без создания табачного дыма. Примерами таких продуктов являются так называемые «нагреваемые, а не горящие» продукты, также известные как нагреваемые курительные продукты, обеспечивающие выделение требуемых ингредиентов в результате нагрева, а не горения табака. В качестве курительного материала может использоваться, например, табак, либо разнообразные не табачные вещества или композиции, представляющие собой сложную смесь, включающую или не включающую никотин.
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении предлагается устройство, обеспечивающее нагрев курительного материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного курительного материала, причем устройство содержит:
корпус;
при этом на первом конце корпуса имеется первое отверстие, через которое может проходить вмещаемый в используемое устройство и удаляемый из него курительный материал;
на втором конце корпуса, противоположном первому концу, имеется второе отверстие;
между первым и вторым отверстиями корпуса имеется камера;
внутри корпуса расположен, по меньшей мере, один нагреватель для нагрева курительного материала, вмещенного в камеру используемого устройства с возможностью удаления;
причем для очистки устройства изнутри пользователь может получить доступ к камере, по меньшей мере, через второе отверстие корпуса.
Точнее говоря, по меньшей мере, через второе отверстие на втором конце устройства пользователь может очистить изнутри, в частности, камеру и, если требуется, нагреватель. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, пользователь имеет возможность очистить, по существу, всю камеру.
В одном из иллюстративных вариантов осуществления изобретения устройство имеет дверцу, приспособленную перемещаться между первым положением для закрытия второго отверстия и вторым положением для открытия второго отверстия. Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, дверца шарнирно соединена с корпусом.
Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, корпус содержит раму, первую боковую панель и вторую боковую панель, при этом первая и вторая боковые панели закрепляются на раме, причем закрепленные на раме первая и вторая боковые панели приспособлены фиксировать дверцу. Если дверца является навесной, боковые панели приспособлены удерживать ось шарнира дверцы в требуемом положении.
Согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения, дверца установлена на корпусе с возможностью скольжения между первым положением и вторым положением.
Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, камера вблизи второго конца корпуса имеет область с уменьшенным внутренним диаметром, в результате чего, обеспечивается упор для курительного материала, прошедшего через первое отверстие корпуса используемого устройства. Таким образом, в используемом устройстве курительный материал занимает требуемое местоположение внутри камеры.
Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, устройство содержит полый патрубок, расположенный в камере на втором конце устройства. Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, полый патрубок, расположенный в камере на втором конце устройства, создает область с уменьшенным внутренним диаметром вблизи второго конца устройства, в результате чего, обеспечивается упор для курительного материала, прошедшего через первое отверстие корпуса устройства. Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, полый патрубок приспособлен поддерживать нагреватель на втором конце устройства. Таким образом, в указанном конкретном варианте осуществления изобретения полый патрубок способствует позиционированию курительного материала в требуемом положении внутри камеры, а также поддерживает нагреватель на втором конце устройства.
Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, устройство содержит полый патрубок, расположенный в камере на первом конце устройства и приспособленный поддерживать нагреватель на первом конце устройства.
Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, нагреватель имеет полость, при этом камера занимает, по меньшей мере, часть полости и при использовании устройства вмещает курительный материал.
Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, нагреватель сформирован из разных нагревательных элементов.
Согласно одному из иллюстративных вариантов осуществления изобретения, устройство содержит теплоизолятор, который охватывает нагреватель для уменьшения теплопотерь от нагревателя к наружной поверхности устройства.
Краткое описание чертежей
Ниже описываются, исключительно в качестве примера, варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 - устройство для нагрева курительного материала согласно одному из вариантов осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 2 - то же, вид спереди;
на фиг. 3 - то же, вид сзади;
на фиг. 4 - то же, вид сбоку в разрезе, с вставленным курительным материалом;
на фиг. 5 - то же, вид сбоку в разрезе, без курительного материала;
на фиг. 6 - то же, вид в перспективе, с удаленной боковой панелью;
на фиг. 7 - полый патрубок устройства, представленного на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 8 - устройство, представленное на фиг. 1, вид в перспективе, с открытой дверцей.
Осуществление изобретения
Используемый в описании изобретения термин «курительный материал» относится к материалу, включающему компоненты, которые при нагреве испаряются с образованием аэрозоля. «Курительный материал» включает любой табакосодержащий материал и может, например, включать один или несколько видов табака, производные табака, в частности, взорванный табак, восстановленный табак, экстракт табака, гомогенизированный табак, либо заменители табака. «Курительный материал» также может включать нетабачные материалы, которые, в зависимости от состава, могут содержать или не содержать никотин. «Курительный материал» может быть, например, твердообразным, жидким, гелеобразным, воскообразным и т.п. К тому же, «курительный материал» может представлять собой, например, композицию или смесь материалов.
Известно устройство, которое обеспечивает нагрев курительного материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента без горения или сжигания курительного материала для образования аэрозоля, который пользователь может вдыхать. Указанное устройство иногда именуется «устройством нагрева без горения», «табаконагревательным изделием», «табаконагревательным устройством» или т.п. Наряду с этим существуют так называемые электронные сигареты, обеспечивающие испарение жидкого курительного материала, который может содержать или не содержать никотин. Указанные устройства приспособлены для вмещения курительного материала в виде стержня, картриджа или кассеты, либо т.п. Нагреватель, обеспечивающий нагрев курительного материала для его испарения, может являться «неотъемлемой» частью устройства, либо может представлять собой часть курительного изделия или расходного материала, который выбрасывают после использования и заменяют другим. «Курительное изделие» в контексте настоящего изобретения представляет собой устройство или изделие, либо другой элемент, включающий или содержащий курительный материал, который при использовании нагревается для испарения курительного материала и, если требуется, других компонентов.
На фиг. 1 - 3 представлены, соответственно, вид сбоку, вид спереди и вид сзади варианта устройства 10, обеспечивающего нагрев курительного материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного курительного материала, как правило, с образованием аэрозоля, который пользователь может вдыхать. Устройство 10 является нагревательным устройством 10, обеспечивающим высвобождение компонентов курительного материала путем нагрева, а не сжигания. В описании изобретения первый конец 11 устройства иногда именуется мундштучным концом 11, а второй конец 12 устройства иногда именуется дальним концом 12 устройства. Устройство 10 имеет кнопку 13 включения/выключения, посредством которой пользователь по желанию может включить или выключить устройство 10.
На фиг. 4 и 5 показаны виды в разрезе, а на фиг. 6 показан вид в перспективе устройства 10, имеющего корпус, вмещающий разнообразные внутренние компоненты устройства и обеспечивающий их защиту. Согласно изобретению, конструкция устройства 10 может содержать одну целиковую, либо составленную из нескольких частей «раму» и одну, либо несколько боковых панелей. В конкретном варианте осуществления изобретения, показанном здесь, устройство 10 имеет одну целиковую раму 14 и две боковые панели 15, 16. В процессе сборки устройства 10 располагают и/или закрепляют на раме 14 разнообразные внутренние компоненты устройства 10, после чего на раме 14 закрепляют одну или несколько боковых панелей 15, 16. Одну или несколько боковых панелей 15, 16 можно, например, съемно закрепить на раме 14, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ во внутреннее пространство устройства 10, либо их можно «намертво» закрепить на раме 14, чтобы исключить доступ пользователя во внутреннее пространство устройства 10. В конкретном варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на чертежах, рама 14 формирует, по меньшей мере, часть передней стенки 17 на первом конце или мундштучном конце 11 устройства 10, а также формирует, по меньшей мере, часть задней стенки 18 на втором или дальнем конце 12 устройства. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, рама 14 и две боковые панели 15, 16 могут быть изготовлены из пластического материала, например, из стеклонаполненного нейлона, посредством инжекционного формования, хотя могут использоваться другие материалы и другие производственные процессы.
Внутри рамы 14 расположены и закреплены нагреватель 20, схема 21 управления и источник 22 питания. В указанном варианте осуществления изобретения нагреватель 20, схема 21 управления и источник 22 питания являются смежными в боковом направлении (то есть при рассмотрении с одного из концов устройства являются смежными, как показано на фиг. 2 и 3), причем схема 21 управления располагается, в основном, между нагревателем 20 и источником 22 питания, хотя возможны другие местоположения. Схема 21 управления может включать контроллер, такой как микропроцессорное устройство, сконфигурированное для контроля нагрева курительного материала, как будет описываться ниже. Источником 22 питания может быть, например, батарея, которая может быть перезаряжаемой батареей или неперезаряжаемой батареей. Примеры подходящих батарей включают, например, литий-ионный аккумулятор, никелевую батарею (например, никель-кадмиевую батарею), щелочную батарею и/или т.п. Батарея 22 электрически соединена с нагревателем 20 и под контролем схемы 21 управления подает, когда требуется, электрическую энергию для нагрева курительного материала с целью испарения, таким образом, как описывалось выше, испарение курительного материала вызывается нагревом, а не горением. Когда источник 22 питания и нагреватель 20 являются смежными в боковом направлении, обеспечивается преимущество, позволяющее использовать источник 22 питания большего размера без чрезмерного удлинения устройства 20 в целом. Разумеется, источник 22 питания большего размера, как правило, обладает более высокой емкостью (то есть, имеет больший запас электрической энергии, которая обычно измеряется в ампер-часах или в других единицах) и, таким образом, срок службы батареи в устройстве 10 может быть увеличен.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, нагреватель 20 изготовлен в виде полой цилиндрической трубки, формирующей полую нагревательную камеру 23, в которую при использовании устройства вставляют курительный материал для нагрева. Допускаются разнообразные конструкции нагревателя 20. В качестве примера, нагреватель 20 может содержать один нагревательный элемент, либо может содержать несколько нагревательных элементов, выровненных вдоль продольной оси нагревателя 20. Каждый нагревательный элемент может быть кольцеобразным или цилиндрическим, либо, по меньшей мере, частично кольцеобразным или частично цилиндрическим. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, каждый нагревательный элемент может быть тонкопленочным. Согласно другому варианту осуществления изобретения, каждый нагревательный элемент может быть изготовлен из керамического материала. Примерами подходящих керамических материалов являются оксид алюминия и нитрид алюминия, а также керамические материалы на основе нитрида кремния, подвергаемые ламинированию и спеканию. Допускаются другие виды нагрева, в том числе, индукционный нагрев, нагрев посредством инфракрасных нагревательных элементов, испускающих инфракрасное излучение, и нагрев посредством резистивных нагревательных элементов, образующих катушку. Согласно конкретному варианту осуществления изобретения, нагреватель 20 может содержать один или несколько нагревательных элементов, смонтированных на полиимидной подложке, поддерживаемой опорной трубкой из нержавеющей стали. Нагреватель 20 имеет размеры, позволяющие курительному материалу, по существу, целиком вмещаться во внутреннее пространство нагревательного элемента(ов) нагревателя 20, благодаря чему, при использовании устройства обеспечивается нагрев, по существу, всего курительного материала. Каждый из нагревательных элементов может быть сконструирован таким образом, чтобы определенные зоны курительного материала могли быть нагреты независимо, например, последовательно (постепенно), либо совместно (одновременно).
Согласно представленному варианту осуществления изобретения, теплоизолятор 24 охватывает по длине, по меньшей мере, часть нагревателя 20. Теплоизолятор 24 уменьшает теплопередачу от нагревателя 20 к наружной поверхности устройства 10. Поскольку тепловые потери снижаются, для нагрева курительного материала можно использовать нагреватель 20 меньшей мощности. Когда нагреватель 20 работает, теплоизолятор 24 поддерживает холодной наружную поверхность устройства 10. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, изолятор 24 может представлять собой двустенный кожух, между стенками которого создана область низкого давления. Точнее говоря, теплоизолятор 24 может представлять собой, например, «вакуумную» трубку, то есть трубку, которая, по меньшей мере, частично вакуумирована с целью минимизации теплопередачи за счет проводимости и/или конвекции. Возможны другие конструкции изолятора 24, в том числе с использованием теплоизоляционных материалов, включая, например, подходящий пеноматериал, в дополнение к двустенному кожуху или вместо него.
На мундштучном конце 11 устройства 10 в передней стенке 17 рамы 14 имеется отверстие 30, через которое может проходить курительный материал, вводимый в устройство 10, либо удаляемый пользователем из устройства 10. На мундштучном конце 11 предусмотрена дверца 31. Дверцу 31 можно открыть, чтобы курительный материал мог проходить через отверстие 30 при введении и удалении из используемого устройства 10, и можно закрыть для перекрытия отверстия 30 с целью предотвращения загрязнения внутренней части устройства 10, а также для защиты внутреннего содержимого устройства 10 от повреждения, когда указанное устройство не используется. Согласно указанному варианту осуществления изобретения, дверца 31 представляет собой задвижку, которую можно сдвигать вверх и вниз, чтобы закрыть или открыть отверстие 30. Согласно другим вариантам осуществления изобретения, дверца 31 может быть откидной дверцей, либо иметь другую конструкцию. В указанном варианте осуществления изобретения дверца 31 приспособлена взаимодействовать с компонентом 32 мундштука, который в процессе сборки устройства 10 закрепляется на передней стенке 17 рамы 14 (например, посредством клея) и позволяет дверце 31 перемещаться из закрытого положения в открытое положение и наоборот. Компонент 32 мундштука и дверца 31 могут быть изготовлены, например, из пластического материала, в частности, из стеклонаполненного нейлона. В указанном варианте осуществления изобретения компонент 32 мундштука содержит втулку 33, направленную внутрь устройства, которая от отверстия 30 продолжается во внутреннее пространство устройства 10 и способствует удержанию и позиционированию нагревателя 20, как будет описываться ниже. На фиг. 4 показан стержень 50 с курительным материалом 51, который через переднее отверстие 30 частично введен во внутреннее пространство устройства, при этом, по меньшей мере, курительный материал 51 располагается внутри нагревательной камеры 23 нагревателя 20, приведенного в действие для нагрева курительного материала 51.
На дальнем конце 12 устройства 10 в задней стенке 18 рамы 14 имеется отверстие 35. Также на дальнем конце 12 устройства предусмотрена дверца 36. Дверцу 36 можно открыть, чтобы обеспечить доступ к отверстию 35 на дальнем конце 12, либо можно закрыть, чтобы перекрыть отверстие 35 на дальнем конце 12 устройства. В указанном варианте осуществления изобретения дверца 36 на дальнем конце 12 является откидной дверцей. Согласно другим вариантам осуществления изобретения, дверца 36 может являться раздвижной дверцей, либо вместо дверцы могут быть другие запорные конструкции. Если на дальнем конце 12 устройства предусмотрена шарнирная дверца 36, может использоваться «гибкий шарнир». Предпочтительнее, чтобы дверца 36 являлась отдельным компонентом, а шарнир для двери 36 являлся цилиндрическим шарниром. При такой конструкции ось 37 шарнира, обеспечивающего шарнирное крепление дверцы 36 к раме 14, проходит через один или несколько полых шарнирных цилиндров 38, являющихся неотъемлемой частью дверцы, либо смонтированных на ней, и в то же время проходит через один или несколько заплечиков или полых элементов 39, являющихся неотъемлемой частью рамы 14, либо смонтированных на ней, в области отверстия 35. Дверца 36 имеет одну или несколько скобок или выступов 40, либо им подобные элементы, которые фиксируют дверцу 36 в закрытом положении, упруго сцепляясь с соответствующим элементом(ми) рамы 14, либо скобками отдельного полого патрубка 41, описываемого более подробно ниже. Дверца 36 детально показана на фиг. 8. Дверца 36 может быть изготовлена, например, из пластического материала, в частности, из АБС (акрилонитрилбутадиенстирола).
Устройство 10 в сборе содержит нагреватель 20, обычно в виде полой цилиндрической трубки, который установлен в раме 14, при этом один конец полой трубки сообщается по текучей среде с отверстием 30 на мундштучном конце 11, а другой конец полой трубки сообщается с отверстием 35 на дальнем конце устройства.
При использовании устройства пользователь прежде всего закрывает дверцу 36 на дальнем конце 12, перекрывая, таким образом, отверстие 35 на дальнем конце 12 устройства, и открывает дверцу 30 на мундштучном конце 11 для открытия отверстия 30 на мундштучном конце 11. Затем пользователь через отверстие 30 на мундштучном конце 11 вводит стержень 50 с курительным материалом 51 в нагревательную камеру 23 нагревателя 20 и управляет устройством 10, обеспечивающим требуемый нагрев курительного материала 51 для создания аэрозоля, который пользователь вдыхает, впоследствии пользователь через отверстие 30 на мундштучном конце 11 удаляет из устройства 10 стержень 50 с использованным курительным материалом 51. Важно отметить, что после использования устройства 10 пользователь может открыть дверцу 36 на дальнем конце 12 и, таким образом, открыть отверстие 35 на дальнем конце 12 устройства. Отверстие 35 на дальнем конце 12 устройства обеспечивает пользователю доступ во внутреннее пространство устройства 10, в частности, в область, прилегающую к отверстию 35 на дальнем конце 12 устройства. Таким образом, пользователь по желанию или при необходимости может очистить внутреннее пространство устройства 10 в области отверстия 35 на дальнем конце 12 устройства. Говоря конкретнее, пользователь через указанное отверстие на дальнем конце 12 устройства может очистить изнутри нагреватель 20 и, в частности, нагревательную камеру 23 вблизи дальнего конца 12 устройства. Фактически, поскольку полый нагреватель 20, продолжаясь между отверстием 30 на мундштучном конце 11 и отверстием 35 на дальнем конце 12, формирует прямолинейный сквозной канал, проходящий через все устройство 10 между отверстием 30 на мундштучном конце и отверстием 35 на дальнем конце устройства, пользователь может с легкостью очистить, по существу, всю внутреннюю полость нагревательной камеры 23. Точнее говоря, пользователь может достичь нагревательной камеры 23 через любое из отверстий 30, 35 по выбору. Для требуемой очистки пользователь может использовать одно или несколько из всевозможных приспособлений, в частности, традиционное приспособление для чистки трубок или ершик, либо подобные приспособления.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, нагревательная камера 23 вблизи дальнего конца 12 устройства имеет область с уменьшенным внутренним диаметром. В результате чего, для курительного материала, прошедшего через первое отверстие 30 на мундштучном конце 11, создается концевой упор, предотвращающий выход курительного материала из устройства непосредственно через второе отверстие 35 на дальнем конце 12.
В представленном варианте осуществления изобретения указанную область с уменьшенным внутренним диаметром формирует полый патрубок 41, который расположен на конце нагревательной камеры 23 вблизи дальнего конца 12 устройства. Полый патрубок 41 детально показан на фиг. 7. Показанный на чертеже полый патрубок 41 имеет головку или фланец 42. В качестве примера, полый патрубок 41 может быть изготовлен из пластического материала, в частности, из полиэфирэфиркетона (PEEK). В процессе изготовления устройства 10 полый патрубок 41 вставляют снаружи в отверстие 35 на дальнем конце 12 устройства таким образом, чтобы головка или фланец 42 упирался в раму 14 для позиционирования полого патрубка 41 в требуемом положении. Полый патрубок 41 может быть закреплен, например, при помощи клея. Нагреватель устанавливают в раме 14 таким образом, чтобы полый патрубок 41вмещался в дальний конец камеры 23 нагревателя 20. Указанный полый патрубок 41 создает в нагревательной камере 23 область с уменьшенным внутренним диаметром, в результате чего, обеспечивается упор для курительного материала, вставленного во внутреннюю камеру 23 нагревателя 20, кроме того, указанный полый патрубок 41 поддерживает и позиционирует нагреватель 20 внутри устройства 10 на дальнем конце 12. Следует отметить, что в описанном выше варианте осуществления изобретения нагреватель 20 удерживается и позиционируется внутри устройства 10 посредством обращенной внутрь устройства втулки 33 компонента 32 мундштука на мундштучном конце 11, которая продолжается внутрь камеры 23 нагревателя 20 на мундштучном конце 11 устройства 10.
В указанном варианте осуществления изобретения, как показано, например, на фиг. 7, на головке или фланце 42 полого патрубка 41 предусмотрены противолежащие выступы или скобки 43, обращенные внутрь. При закрытии дверцы 36 скобки или выступы 40 дверцы 36 упруго сцепляются с соответствующими выступами или скобками 43 головки или фланца 42 полого патрубка 41, удерживая, таким образом, дверцу 36 в закрытом положении.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, представленному на фиг. 4, курительный материал является расходуемой частью цилиндрического стержня 50, который имеет или содержит курительный материал 51 на конце (а именно, на дальнем конце, располагаемом внутри рамы 14 при использовании устройства). Согласно указанному варианту осуществления изобретения, на другом конце стержня 50 (точнее, на мундштучном конце) имеется мундштучный узел, который содержит один или несколько фильтров для фильтрации аэрозоля и/или охлаждающий элемент 52 для охлаждения аэрозоля. Фильтр/охлаждающий элемент 52 отделен от курительного материала полостью 53 и также отделен от мундштучного конца полостью 54.
Описанные и проиллюстрированные варианты осуществления изобретения приведены исключительно для облегчения понимания сути и признаков изобретения. Указанные варианты осуществления изобретения описываются лишь как репрезентативные примеры осуществления изобретения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Следует понимать, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, структуры и/или аспекты изобретения, раскрытые здесь, не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения, определенный формулой изобретения, или ограничивающие эквиваленты формулы изобретения, при этом возможны другие варианты осуществления изобретения и допускаются изменения, не выходящие за рамки объема заявленного изобретения. Всевозможные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или состоять, по существу, из раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д. в любых технически допустимых комбинациях, наряду с теми, которые конкретно описаны здесь. Описанное изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.