НЕГОРЮЧЕЕ НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ КУРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
NON-FLAMMABLE HEATED SMOKING APPARATUS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к негорючему нагревательному курительному устройству.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Известно негорючее нагревательное курительное устройство некоторого типа, которое доставляет курящему человеку аэрозоль, генерируемый посредством нагревания табачного стержня (штранга), который содержит резаный табак и материал-источник аэрозоля (глицерин, пропиленгликоль и т.п.), нагревательным устройством, таким как электрический нагреватель (со ссылкой, например, на Патентный документ 1).
[0003] В негорючих нагревательных курительных устройствах было желательно увеличить объемное ощущение курения посредством увеличения генерируемого количества (доставляемого количества) аэрозоля. Для достижения этого, важно доставить аэрозоль, генерируемый посредством нагревания материала-источника аэрозоля, до мундштука без потерь.
УКАЗАТЕЛЬ ССЫЛОК
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ
[0004] Патентный документ 1: патент Японии № 6026556
Патентный документ 2: публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии (перевод PCT-заявки) № 2014-525251
Патентный документ 3: публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии (перевод PCT-заявки) № 2013-511962
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[0005] Однако, в существующем негорючем нагревательном курительном устройстве во время нагревания табачного стержня безусловно имеется часть, температура изделия в которой частично является низкой. В некоторых случаях, материал-источник аэрозоля, который был один раз испарен, конденсируется при охлаждении частью, температура изделия в которой является низкой. В результате, может оказаться невозможным доставить достаточное количество аэрозоля курящему человеку, что может уменьшить объемное ощущение курения. Настоящее изобретение было осуществлено с учетом вышеупомянутого обстоятельства, и целью настоящего изобретения является обеспечение негорючего нагревательного курительного устройства, которое может подавлять конденсацию аэрозоля, генерируемого посредством нагревания, и доставлять достаточное количество аэрозоля курящему человеку.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[0006] Негорючее нагревательное курительное устройство согласно настоящему изобретению для решения вышеупомянутых задач включает в себя: приемную полость для приема табачного стержня, содержащего резаный табак и материал-источник аэрозоля; внутренний нагреватель, который расположен в приемной полости, для проникания в табачный стержень, вставляемый в приемную полость, или для вставления в углубленную часть, образованную на концевой поверхности табачного стержня, причем внутренний нагреватель выполнен с возможностью нагревать табачный стержень изнутри для испарения материала-источника аэрозоля; и внешний нагреватель, который расположен на боковой периферийной части приемной полости и подавляет конденсацию аэрозоля, генерируемого во время функционирования внутреннего нагревателя, посредством предварительного нагревания внешней периферийной части табачного стержня в течение по меньшей мере периода времени предварительного нагревания табачного стержня.
[0007] Может быть включен блок управления, который управляет внутренним нагревателем и внешним нагревателем, и блок управления может осуществлять управление, обеспечивающее температуру внешнего нагревателя выше температуры внутреннего нагревателя в течение периода времени одновременного нагревания, в течение которого функционируют как внутренний нагреватель, так и внешний нагреватель.
[0008] В момент времени, когда период времени, истекший с начала предварительного нагревания табачного стержня внешним нагревателем, достигает заданного устанавливаемого периода времени, или когда температура внешнего нагревателя достигает заданной устанавливаемой температуры, блок управления может прекращать функционирование внешнего нагревателя, но продолжать функционирование внутреннего нагревателя.
[0009] После прекращения функционирования внешнего нагревателя, блок управления может увеличивать температуру внутреннего нагревателя по сравнению с температурой внутреннего нагревателя до прекращения функционирования внешнего нагревателя.
[0010] Для начала предварительного нагревания табачного стержня, блок управления может заставлять функционировать только внешний нагреватель, чтобы начать посредством этого предварительное нагревание, и может заставлять внутренний нагреватель функционировать при последующем функционирования внешнего нагревателя.
[0011] Приемная полость может иметь гнездо вставления, расположенное на передней концевой стороне боковой периферийной части и выполненный с возможностью допускать вставление табачного стержня, и донную часть полости, расположенную на базовой концевой стороне боковой периферийной части. Боковая периферийная часть может иметь первую область, включающую в себя базовый конец, на котором обеспечена донная часть полости, и вторую область, расположенную на стороне гнезда вставления, которая смежна с первой областью. При расположении внешнего нагревателя во второй области, он может не располагаться в первой области.
[0012] Внешний нагреватель может быть расположен на протяжении всей окружности в окружном направлении боковой периферийной части в частичном сечении или во всем сечении второй области.
[0013] Внутренний нагреватель может иметь n-кратную симметрию относительно центральной оси приемной полости, и n может быть целым числом, большим или равным 3.
[0014] Внутренний нагреватель может иметь колоннообразную форму и может включать в себя коническую часть, образованную на его передней концевой стороне.
[0015] Внутренний нагреватель может иметь коническую сплошную форму или форму усеченной фигуры, и может иметь форму, сужающуюся со стороны донной части полости в сторону гнезда вставления.
[0016] Внутренний нагреватель может иметь форму конуса или форму усеченного конуса.
[0017] Боковая периферийная часть может дополнительно иметь третью область, смежную со второй областью и включающую в себя гнездо вставления, и внешний нагреватель может не располагаться в третьей области.
[0018] Положение переднего конца внутреннего нагревателя может находиться в соответствии со второй областью или третьей областью в боковой периферийной части.
[0019] Следует отметить, что решения задач в настоящем изобретении могут быть использованы по возможности в комбинации.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0020] Согласно настоящему изобретению, можно обеспечить негорючее нагревательное курительное устройство, которое может подавлять конденсацию аэрозоля, генерируемого посредством нагревания, и доставлять достаточное количество аэрозоля курящему человеку.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0021] [Фиг. 1] Фиг. 1 является схематическим изображением внутренней структуры негорючего нагревательного курительного устройства согласно Варианту 1 осуществления.
[Фиг. 2] Фиг. 2 является схематическим изображением конфигурации негорючего нагревательного курительного изделия, подлежащего использованию в негорючем нагревательном курительном устройстве.
[Фиг. 3] Фиг. 3 является схематическим изображением осевого сечения нагревательного устройства.
[Фиг. 4] Фиг. 4 является перспективным изображением общей структуры нагревательного устройства.
[Фиг. 5] Фиг. 5 является видом состояния, в котором табачный стержень негорючего нагревательного курительного изделия вставлен в приемную полость через гнездо вставления в нагревательном устройстве.
[Фиг. 6] Фиг. 6 является видом состояния, в котором табачный стержень негорючего нагревательного курительного изделия вставлен в приемную полость через гнездо вставления в нагревательном устройстве.
[Фиг. 7] Фиг. 7 является временной диаграммой, показывающей состояния функционирования внешнего нагревателя и внутреннего нагревателя во время управления нагреванием.
[Фиг. 8] Фиг. 8 является графиком для описания перехода температур поверхности внешнего нагревателя и внутреннего нагревателя во время управления нагреванием.
[Фиг. 9] Фиг. 9 является графиком, показывающим результаты испытания по измерению температуры.
[Фиг. 10] Фиг. 10 является графиком, показывающим результаты испытания по измерению температуры.
[Фиг. 11] Фиг. 11 является графиком, показывающим результаты испытания по измерению температуры.
[Фиг. 12] Фиг. 12 является графиком, показывающим результаты испытания по измерению температуры.
[Фиг. 13] Фиг. 13 является видом положения в табачном стержне для измерения температуры изделия.
[Фиг. 14] Фиг. 14 является видом модификации внутреннего нагревателя в нагревательном устройстве.
[Фиг. 15] Фиг. 15 является видом модификации внутреннего нагревателя в нагревательном устройстве.
[Фиг. 16] Фиг. 16 является видом модификации внутреннего нагревателя в нагревательном устройстве.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0022] Здесь, на основе чертежей будет описан вариант осуществления негорючего нагревательного курительного устройства согласно настоящему изобретению. Следует отметить, что размеры, материалы, формы компонентов, их относительные расположения, и т.п., описаны в настоящих вариантах осуществления без намерения ограничить этим технический объем изобретения, если только не обеспечено, в частности, конкретное описание.
[0023] <Вариант 1 осуществления>
Фиг. 1 является схематическим изображением внутренней структуры негорючего нагревательного курительного устройства согласно Варианту 1 осуществления. Негорючее нагревательное курительное устройство 1 включает в себя корпус 2, который является корпусом для размещения составных частей различных типов. В корпусе 2 размещены нагревательное устройство 3, контроллер 4 (блок управления), источник 5 питания, и т.п.
[0024] Фиг. 2 является схематическим изображением конфигурации негорючего нагревательного курительного изделия 10, подлежащего использованию в негорючем нагревательном курительном устройстве 1. Негорючее нагревательное курительное изделие 10 включает в себя табачный стержень 11 и мундштучную часть 12. Далее, конец негорючего нагревательного курительного изделия 10 на стороне табачного стержня 11 называется передним концом, и его концевая часть на стороне мундштучной части 12 называется базовым концом. Табачный стержень 11 образован наполнителем 111, содержащим резаный табак и материал-источник аэрозоля, и оберточной бумагой 112, которая обернута вокруг наполнителя 111. Материал резаного табака конкретно не ограничен и может быть общеизвестным материалом, таким как листовые пластинки и средние жилки. Наполнитель 111 содержит материал-источник аэрозоля, который генерирует аэрозоль. Тип материала-источника аэрозоля конкретно не ограничен, и при необходимости вещество, выделяемое из различных натуральных продуктов, может быть выбрано в соответствии с предполагаемым использованием. Примерами материала-источника аэрозоля могут быть глицерин, пропиленгликоль, триацетин, 1,3-бутандиол, их смеси, и т.п. В качестве примера наполнителя 111, содержащего резаный табак и материал-источник аэрозоля, может быть приведен материал-основа на основе реструктурированного табака, который получают путем приготовления жидкости, геля, золя, или суспензии, которые являются податливым сплошным телом, посредством перемешивания гомогенизированного табака, например, мелких частиц табака, со связующим, гелеобразующим агентом, веществом, образующим поперечные связи, ароматизатором, гидрофильным ароматизатором, липофильным ароматизатором, модификатором вязкости, увлажняющим агентом, упрочняющим материалом, и т.п., в качестве добавки, и затем подвергания жидкости, геля, золя, или суспензии процессу сушки, процессу дегидратации, процессу изготовления листов, и экструзионному формованию. Материал-основа на основе реструктурированного табака является, например, листовым табаком, резаным листовым табаком, табачными гранулами, и т.п. Наполнитель 111 может содержать ароматизатор. Тип ароматизатора конкретно не ограничен.
[0025] Мундштучная часть 12 включает в себя фильтровой сегмент и т.п., в котором ацетат целлюлозы, отформованный, например, в колоннообразной форме, обернут оберточной бумагой. Во время курения, мундштучная часть 12 фильтрует часть аэрозоля, генерируемого в табачном стержне 11. Конечно, мундштучная часть 12 может включать в себя сегменты, отличные от фильтрового сегмента. Табачный стержень 11 и мундштучная часть 12 взаимно соединены посредством обертывания их как единого целого концевой бумагой 13.
[0026] Фиг. 3 является схематическим изображением осевого сечения нагревательного устройства 3. Конкретно, структура сечения нагревательного устройства 3 в сечении по стрелкам А-А на фиг. 1 показана на фиг. 3. Фиг. 4 является перспективным изображением общей структуры нагревательного устройства 3.
[0027] Нагревательное устройство 3 включает в себя корпус 31 нагревателя, имеющий цилиндрическую форму, имеющую дно. Корпус 31 нагревателя имеет донную часть 311, имеющую форму диска, и цилиндрическую внешнюю цилиндрическую стенку 312, продолжающуюся от донной части 311. Открытый конец внешней цилиндрической стенки 312 в корпусе 31 нагревателя открыт наружу корпуса 2 через отверстие, обеспеченное в корпусе 2, и образует приемную полость 34, которая является колоннообразной полостной частью, в которую может вставляться табачный стержень 11 негорючего нагревательного курительного изделия 10.
[0028] Здесь, на передней концевой стороне внешней цилиндрической стенки 312 корпуса 31 нагревателя, образована толстая часть 313, имеющая внутренний диаметр, меньший на один уступ, чем диаметр других частей. Передний конец внешней цилиндрической стенки 312, упомянутой здесь, является концевой частью внешней цилиндрической стенки 312, противоположной ее базовому концу, соединенному с донной частью 311. Дополнительно, боковая периферийная стенка 32 полости, имеющая цилиндрическую форму, обеспечена на внутренней стороне внешней цилиндрической стенки 312 корпуса 31 нагревателя. Внешний диаметр боковой периферийной стенки 32 полости равен внутреннему диаметру толстой части 313 внешней цилиндрической стенки 312. Как показано на фиг. 3, кольцевая полая теплоизолирующая часть 37 образована между внутренней поверхностью внешней цилиндрической стенки 312 корпуса 31 нагревателя и внешней периферийной поверхностью 32b боковой периферийной стенки 32 полости. На переднем конце боковой периферийной стенки 32 полости обеспечено отверстие гнезда 38 вставления для обеспечения возможности вставления табачного стержня 11. Концевая часть боковой периферийной стенки 32 полости, противоположная передней концевой стороне, где образовано гнездо 38 вставления, называется базовым концом 32с.
[0029] На стороне донной части 311 корпуса 31 нагревателя обеспечена теплостойкая чаша 33, имеющая цилиндрическую форму с дном. Теплостойкая чаша 33 образована из теплостойкого материала, например, алюминия и т.п., и имеет донную часть 331 полости, имеющую форму диска, и боковую периферийную стенку 332, продолжающуюся от донной части 331 полости. Донная часть 331 полости теплостойкой чаши 33 расположена в состоянии последовательного размещения на внутренней стороне донной части 311 корпуса 31 нагревателя и образует донную часть приемной полости 34. Боковая периферийная стенка 32 полости и боковая периферийная стенка 332 полости образуют боковую периферийную часть приемной полости 34.
[0030] Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, в нагревательном устройстве 3 теплостойкая чаша 33 и боковая периферийная стенка 32 полости образуют приемную полость 34, которая является полостной частью для приема табачного стержня 11. Дополнительно, как показано на фиг. 3 и фиг. 4, боковая периферийная стенка 32 полости снабжена кольцевым внешним нагревателем 35, обращенным к приемной полости 34. Внешний нагреватель 35 размещен в углубленной части боковой периферийной стенки 32 полости таким образом, что он расположен заподлицо с внутренней периферийной поверхностью 32а боковой периферийной стенки 32 полости. Здесь, ссылочная позиция 35а обозначает нагревательную поверхность, обращенную приемной полости 34. Кольцевой внешний нагреватель 35 расположен на протяжении всей окружности вдоль внутренней периферийной поверхности 32а боковой периферийной стенки 32 полости. Другими словами, внешний нагреватель 35 расположен на протяжении всей окружности боковой периферийной части в окружном направлении приемной полости 34. Следует отметить, что ссылочная позиция CL1, показанная на фиг. 3, обозначает центральную ось корпуса 31 нагревателя. Центральная ось CL1 является, одновременно, центральной осью каждой из приемной полости 34 и боковой периферийной стенки 32 полости.
[0031] Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, в приемной полости 34 обеспечен внутренний нагреватель 36. Внутренний нагреватель 36 имеет форму усеченного конуса и выдается вертикально из центральной части донной части 311 корпуса 31 нагревателя в сторону приемной полости 34. Сквозное отверстие 33а образовано в центральной части донной части 331 полости теплостойкой чаши 33, и внутренний нагреватель 36 вставлен через сквозное отверстие 33а таким образом, что он выдается, таким образом, из донной части 331 полости в сторону приемной полости 34. Центральная ось внутреннего нагревателя 36 является такой же, как центральная ось CL корпуса 31 нагревателя (приемной полости 34). Ссылочная позиция 36а обозначает базовую концевую часть внутреннего нагревателя 36, и ссылочная позиция 36b обозначает переднюю концевую часть внутреннего нагревателя 36. Внутренний нагреватель 36 продолжается от донной части 331 полости по направлению к гнезду 38 вставления и постепенно сужается от базовой концевой части 36а к передней концевой части 36b. Хотя типы внутреннего нагревателя 36 и внешнего нагревателя 35 конкретно не ограничены, может быть использована сталь, на которую уложен теплогенерирующий провод (например, из нихрома, сплава железа с хромом, сплава железа с никелем, и т.п.), или керамический нагреватель, нагреватель с оболочкой (нагреватель в оболочке), и т.п. Следует отметить, что нагреватель с оболочкой является нагревателем, в котором нагревательный провод закрыт вместе с наполнителем металлической трубкой.
[0032] В настоящем варианте осуществления, боковая периферийная стенка 32 полости образована из известного теплоизолирующего и теплостойкого материала для обеспечения стойкости к теплу внешнего нагревателя 35 и подавления рассеяния тепла внешнего нагревателя 35. В качестве материала, подлежащего использованию для боковой периферийной стенки 32 полости, имеющего такую теплоизолирующую способность и способность к теплостойкости, может быть представлен, например, алюмосиликатный керамический материал, полимеры на основе очень теплостойкого полиэфирэфиркетона (polyether ether ketone - PEEK), сульфида полифенилена (polyphenylene sulfide - PPS), политетрафторэтилена (polytetrafluoroethylene - PTFE), и т.п.
[0033] В настоящем варианте осуществления, внутренняя периферийная поверхность 32а боковой периферийной стенки 32 полости, внутренняя периферийная поверхность 332а боковой периферийной стенки 332 полости теплостойкой чаши 33, и нагревательная поверхность 35а внешнего нагревателя 35 находятся заподлицо друг с другом без уступа, и, таким образом, внутренний диаметр приемной полости 34 является постоянным в направлении центральной оси CL1. В настоящем варианте осуществления, внутренний диаметр приемной полости 34 может быть равен внешнему диаметру табачного стержня 11 или может быть немного большим внешнего диаметра табачного стержня 11.
[0034] Здесь, ссылочные позиции R1 - R3, показанные на фиг. 3, обозначают области с первой по третью в боковой периферийной стенке 32 полости (боковой периферийной части). Первая область R1 в боковой периферийной стенке 32 полости является областью, которая включает в себя базовый конец 32с, где обеспечена донная часть 331 полости. Вторая область R2 в боковой периферийной стенке 32 полости является областью, расположенной на стороне гнезда 38 вставления, смежной с первой областью R1, и является областью, в частичном сечении или во всем сечении которой расположен внешний нагреватель 35. А именно, вторая область R2 имеет значение в качестве области, которая определяет максимальную зону, в которой может быть образован внешний нагреватель 35, и внешний нагреватель 35 может быть расположен во всей второй области R2 или в ее части. Третья область R3 в боковой периферийной стенке 32 полости является областью, которая смежна со второй областью и которая включает в себя гнездо 38 вставления. Области с первой области R1 по третью область R3 являются областями, образованными вдоль центральной оси CL1 приемной полости 34, и образованы в порядке «первая область R1, вторая область R2, и третья область R3» от донной части 331 полости по направлению к гнезду 38 вставления. Длина в направлении центральной оси CL1 каждой из областей с первой области R1 по третью область R3 может быть при необходимости изменена. Как показано на фиг. 3, внешний нагреватель 35 расположен только во второй области R2 в боковой периферийной стенке 32 полости, и внешний нагреватель 35 не расположен в первой области R1 и в третьей области R3. В примере, показанном на фиг. 3, внешний нагреватель 35 расположен во всем сечении второй области R2 боковой периферийной стенки 32 полости; однако, внешний нагреватель 35 может быть обеспечен только в частичном сечении второй области R2.
[0035] Каждая из фиг. 5 и фиг. 6 является видом состояния, в котором табачный стержень 11 негорючего нагревательного курительного изделия 10 вставлен в приемную полость 34 через гнездо 38 вставления в нагревательном устройстве 3. Внутренний нагреватель 36 нагревательного устройства 3 в настоящем варианте осуществления имеет форму усеченного конуса и сужается по направлению к передней концевой части 36b, что позволяет внутреннему нагревателю 36 проникать в табачный стержень 11 (наполнитель 111), когда табачный стержень 11 (наполнитель 111) вставляется в приемную полость 34. В настоящем варианте осуществления, вставление табачного стержня 11 в приемную полость 34 завершается в момент времени, когда передняя концевая поверхность 11а (см. фиг. 2) табачного стержня 11 входит в контакт с донной частью приемной полости 34, а именно, донной частью 331 полости теплостойкой чаши 33. Как показано на фиг. 5, в состоянии, в котором вставление табачного стержня 11 в приемную полость 34 завершено, задняя концевая часть 11b табачного стержня 11 расположена в соответствии с третьей областью R3 описанной выше боковой периферийной стенки 32 полости. Ссылочная позиция Р1, показанная на фиг. 3, обозначает положение (далее называемое «задним концевым положением принимаемого стержня»), соответствующее задней концевой части 11b табачного стержня 11 в состоянии, в котором вставление табачного стержня 11 в приемную полость 34 завершено. В настоящем варианте осуществления, зазор между задним концевым положением Р1 принимаемого стержня и внешним нагревателем 35 устанавливается равным около 1 мм, что является сравнительно малым зазором.
[0036] Нагревательное устройство 3, имеющее вышеупомянутую структуру, включает в себя внешний нагреватель 35, расположенный на боковой периферийной части приемной полости 34, и внутренний нагреватель 36, расположенный вблизи центра поперечного сечения приемной полости 34 вдоль центральной оси CL1. Внешний нагреватель 35 и внутренний нагреватель 36 нагревательного устройства 3 генерируют тепло при питании их электрической энергией от источника 5 питания. Источник 5 питания может быть, например, перезаряжаемой литий-ионной батареей, но конкретно не ограничен. Хотя соединение между источником 5 питания и каждым из внешнего нагревателя 35 и внутреннего нагревателя 36 в нагревательном устройстве 3 не показано на фиг. 1, каждый из внешнего нагревателя 35 и внутреннего нагревателя 36 соединен с источником питания. Контроллер 4 электрически соединен с источником 5 питания, и контроллер 4 управляет питанием внешнего нагревателя 35 и внутреннего нагревателя 36 энергией от источника 5 питания. Негорючее нагревательное курительное устройство 1 снабжено не показанным пользовательским интерфейсом (например, кнопкой действий и т.п.), управляемым пользователем (курящим человеком), и контроллер 4 электрически соединен с пользовательским интерфейсом. Контроллер 4 осуществляет управление, относящееся к функционированию нагревательного устройства 3 (внешнего нагревателя 35 и внутреннего нагревателя 36) посредством детектирования действий пользователя в отношении пользовательского интерфейса. Далее будет описано управление внешним нагревателем 35 и внутренним нагревателем 36 посредством контроллера 4 в негорючем нагревательном курительном устройстве 1.
[0037] Например, в состоянии, в котором электропитание негорючего нагревательного курительного устройства 1 выключено, когда заданное действие включения выполняется пользователем в отношении кнопки действий негорючего нагревательного курительного устройства 1, контроллер 4 начинает питать энергией от источника 5 питания нагревательное устройство 3 и осуществляет управление нагреванием, при котором табачный стержень 11 нагревается в состоянии, в котором он принят, как показано на фиг. 5, в приемной полости 34 нагревательного устройства 3. Фиг. 7 является временной диаграммой, показывающей состояния функционирования внешнего нагревателя 35 и внутреннего нагревателя 36 во время управления нагреванием нагревательного устройства 3, осуществляемого контроллером 4. Фиг. 8 является графиком для описания перехода температур поверхности внешнего нагревателя 35 и внутреннего нагревателя 36 во время управления нагреванием.
[0038] На фиг. 7, момент Т0 времени представляет момент времени (далее называемый «моментом времени начала нагревания»), в который действие включения в отношении кнопки действий негорючего нагревательного курительного устройства 1 детектируется контроллером 4. Как показано на фиг. 7, в момент времени начала нагревания устройства контроллер 4 начинает питать энергией от источника 5 питания только внешний нагреватель 35. Затем, в момент Т1 времени контроллер 4 начинает питать энергией от источника 5 питания внутренний нагреватель 36 и при этом продолжает питать энергией от источника 5 питания внешний нагреватель 35. Далее момент Т1 времени будет называться «моментом времени начала внутреннего нагревания». Затем, в момент Т2 времени, контроллер 4 прекращает питать энергией от источника 5 питания внешний нагреватель 35 и при этом продолжает питать энергией от источника 5 питания внутренний нагреватель 36. Далее момент Т2 времени будет называться «моментом времени прекращения внешнего нагревания». Затем, в момент Т3 времени, после истечения заданного периода времени курения с момента Т0 времени (момента времени начала нагревания), питание внутреннего нагревателя 36 энергией от источника 5 питания прекращается. далее момент Т3 времени будет называться «моментом времени прекращения нагревания».
[0039] Как описано выше, негорючее нагревательное курительное устройство 1 в настоящем варианте осуществления в момент времени начала нагревания, в который начинается нагревание табачного стержня 11, заставляет функционировать только внешний нагреватель 35, и осуществляет предварительное нагревание (начальное нагревание) табачного стержня 11. Здесь, внешний нагреватель 35 расположен вдоль боковой периферийной стенки 32 полости, расположенной на внешней периферийной части (боковой поверхности) приемной полости 34, и, таким образом, может эффективно нагревать внешнюю периферийную часть табачного стержня 11, принятого в приемной полости 34. А именно, можно эффективно осуществлять предварительное нагревание, в частности, внешней периферийной части табачного стержня 11 до начала нагревания табачного стержня 11 внутренним нагревателем 36 в момент Т1 времени (момент времени начала внутреннего нагревания). Здесь, период времени с момента Т0 времени (момента времени начала нагревания) до момента Т1 времени (момента времени запуска внутреннего нагревателя) называется «периодом времени предварительного нагревания». Период времени предварительного нагревания может быть установлен как период времени с момента времени начала нагревания (а именно, начала предварительного нагревания) до момента времени, когда период времени, истекший с момента времени начала нагревания, достигает заданного устанавливаемого периода времени, или когда температура внешнего нагревателя 35 достигает заданной устанавливаемой температуры. Например, на период времени предварительного нагревания контроллер 4 может установить устанавливаемую температуру для управления внешним нагревателем 35 равной 300°С.
[0040] Табачный стержень 11 нагревается как внешним нагревателем 35, так и внутренним нагревателем 36 в течение периода времени (далее называемого «периодом времени одновременного нагревания») с момента времени начала нагревания до момента времени, когда период времени, истекший с момента времени начала нагревания, достигает заданного устанавливаемого периода времени, или когда температура внешнего нагревателя 35 достигает заданной устанавливаемой температуры, а именно, с момента Т1 времени (момента времени начала внутреннего нагревания) до момента Т2 времени (момента времени прекращения внешнего нагревания). Как описано выше, внутренний нагреватель 36 выполнен с возможностью иметь такую же ось, как центральная ось CL1 приемной полости 34. Таким образом, тепло внутреннего нагревателя 36, проникающее в табачный стержень 11 (наполнитель 111), передается радиально со стороны центра к внешней периферийной стороне табачного стержня 11. В результате, можно эффективно нагреть табачный стержень 11, и можно за короткий период времени испарить материал-источник аэрозоля (например, глицерин и т.п.), содержащийся в наполнителе 111 табачного стержня 11, и ароматизирующий компонент, содержащийся в резаном табаке, и сгенерировать аэрозоль, содержащий ароматизирующий компонент.
[0041] В наполнителе 111 табачного стержня 11, содержащем материал-источник аэрозоля (например, глицерин и т.п.), при увеличении температуры изделия сначала испаряется вода (влага), находящаяся в наполнителе 111. Испарение происходит около температуры кипения (100°С) воды. Предполагается, что когда температура изделия наполнителя 111 в табачном стержне 11 увеличивается дальше, следующим начинает испаряться никотин, чья температура кипения при атмосферном давлении составляет около 250°С, и, когда температура изделия увеличивается дальше, испаряется и всасывается в виде аэрозоля глицерин, чья температура кипения при атмосферном давлении составляет около 290°С. Как будет очевидно специалистам в данной области техники, в табачном сырье содержатся компоненты различных типов в различных формах, и эти компоненты присутствуют в виде химических соединений. Таким образом, предполагается, что с научной точки зрения основные компоненты испаряются (улетучиваются) в порядке их температур кипения, хотя события простого испарения происходят не только вблизи температуры кипения чистого вещества, такого как вода, никотин, и глицерин, описанного выше.
[0042] Как показано на фиг. 8, контроллер 4 управляет температурой внешнего нагревателя 35 таким образом, чтобы она была выше температуры внутреннего нагревателя 36 в течение периода времени одновременного нагревания (периода времени от Т1 до Т2). Например, в течение периода времени одновременного нагревания контроллер 4 устанавливает устанавливаемую температуру внешнего нагревателя 35 равной 300°С и устанавливает устанавливаемую температуру внутреннего нагревателя 36 равной 250°С и управляет внешним нагревателем 35 и внутренним нагревателем 36. В настоящем варианте осуществления, температура внешней периферийной части табачного стержня 11 быстро и эффективно увеличивается внешним нагревателем 35, находящимся в контакте или вблизи внешней периферийной части в течение периода времени предварительного нагревания табачного стержня 11, и температурой внешнего нагревателя 35 управляют таким образом, чтобы она также была больше температуры внутреннего нагревателя 36 в течение последующего периода времени одновременного нагревания. Следовательно, можно активно увеличить температуру внешней периферийной части табачного стержня 11, имеющей сложности в приеме тепла от внутреннего нагревателя 36 вследствие расстояния от внутреннего нагревателя 36 и имеющей вероятность легко оказаться под влиянием (потери на теплоизлучение) внешнего воздуха. А именно, можно эффективно нагреть центральную часть в поперечном сечении табачного стержня 11 внутренним нагревателем 36 и эффективно нагреть внешним нагревателем 35 внешнюю периферийную часть табачного стержня 11, имеющую сложности в приеме тепла от внутреннего нагревателя 36 и имеющую вероятность легко оказаться под влиянием (потери на теплоизлучение) внешнего воздуха. Следовательно, можно однородно нагреть весь табачный стержень 11 до температуры, при которой испаряется достаточное количество материала-источника аэрозоля.
[0043] Также можно уменьшить общее энергопотребление по сравнению с энергопотреблением, когда как внешний нагреватель 35, так и внутренний нагреватель 36 функционируют в течение периода времени предварительного нагревания, посредством нагревания табачного стержня 11 только внешним нагревателем 35 в течение периода времени предварительного нагревания и обеспечения функционирования внутреннего нагревателя 36 после истечения периода времени предварительного нагревания при последующем функционировании внешнего нагревателя 35.
[0044] Дополнительно, можно подавить возникновение конденсации (конденсации/ожижения росы) материала-источника аэрозоля, который один раз испарился, на внешней периферийной части табачного стержня 11 посредством, как описано выше, активного нагревания внешней периферийной части табачного стержня 11 в течение периода времени предварительного нагревания и периода времени одновременного нагревания посредством внешнего нагревателя 35. Таким образом, можно обеспечить достаточное количество доставляемого аэрозоля в течение, в частности, начального периода времени курения, и можно улучшить объемное ощущение курения.
[0045] В частности, согласно негорючему нагревательному курительному устройству 1 в настоящем варианте осуществления, показанном на фиг. 5, внешний нагреватель 35 расположен на базовой концевой стороне (стороне мундштучной части 12) табачного стержня 11, принятого в приемной полости 34. Таким образом, можно интенсивно нагреть внешним нагревателем 35, в частности, область на базовой концевой стороне внешней периферийной части в табачном стержне 11. Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что можно эффективно подавить конденсацию аэрозоля, генерируемого на передней концевой стороне (верхней по потоку стороне) табачного стержня 11, на базовой концевой стороне (нижней по потоку стороне) табачного стержня 11.
[0046] Здесь, размер ширины внешнего нагревателя, который является длиной внешнего нагревателя 35, продолжающегося в направлении центральной оси CL1 приемной полости 34, предпочтительно является по меньшей мере размером, большим или равным одной трети табачного стержня 11. Следовательно, можно достаточным образом предварительно нагреть внешнюю периферийную часть табачного стержня 11 в течение периода времени предварительного нагревания табачного стержня 11 до начала нагревания внутренним нагревателем 36.
[0047] После достаточного увеличения температуры всего табачного стержня 11, как описано выше, в течение периода времени одновременного нагревания, температура табачного стержня 11 может поддерживаться при температуре, при которой не возникает конденсация аэрозоля, посредством нагревания только внутренним нагревателем 36. Таким образом, контроллер 4 прекращает функционирование внешнего нагревателя 35 в момент времени, когда достигается момент времени прекращения внешнего нагревания (момент Т2 времени). В этот момент времени, контроллер 4 прекращает функционирование внешнего нагревателя 35 до того, как температура внутреннего нагревателя 36 превысит температуру внешнего нагревателя 35. Момент времени прекращения внешнего нагревания (момент Т2 времени), в который прекращается функционирование внешнего нагревателя 35, может быть установлен в виде момента времени, когда период времени, истекший с момента времени начала нагревания (а именно, начала предварительного нагревания) достигает заданного устанавливаемого периода времени, или когда температура внешнего нагревателя 35 достигает заданной устанавливаемой температуры. Альтернативно могут быть использованы различные формы, и функционирование внешнего нагревателя 35 может быть прекращено в момент времени, когда истечет некоторый период времени после достижения температурой внешнего нагревателя 35 заданной устанавливаемой температуры.
[0048] После наступления момента времени прекращения внешнего нагревания (момента Т2 времени), табачный стержень 11 нагревается только внутренним нагревателем 36, и температура внешнего нагревателя 35 уменьшается естественным образом. Таким образом, как показано на фиг. 8, температура внутреннего нагревателя 36 превышает температуру внешнего нагревателя 35 в некоторый промежуточный момент времени в течение периода времени (далее называемого «периодом времени внутреннего нагревания) от момента времени прекращения внешнего нагревания (момент Т2 времени) до момента времени прекращения нагревания (момента Т3 времени).
[0049] Эффективность нагревания табачного стержня 11 является лучшей у внутреннего нагревателя 36, расположенного в центральной части, по сравнению с внешним нагревателем 35, расположенным на внешней периферийной стороне приемной полости 34. Таким образом, можно стабильно и непрерывно генерировать аэрозоль посредством нагревания табачного стержня 11 только внутренним нагревателем 36, у которого эффективность нагревания является лучшей, в течение оставшегося периода времени курения, в течение которого условия подавления легкой конденсации аэрозоля удовлетворяются вследствие достаточного увеличения температуры всего табачного стержня 11 в течение периода времени одновременного нагревания.
[0050] После прекращения функционирования внешнего нагревателя 35, контроллер 4 может управлять питанием внутреннего нагревателя 36 энергией от источника 5 питания с тем, чтобы увеличить температуру внутреннего нагревателя 36 по сравнению с температурой до прекращения функционирования внешнего нагревателя 35. Например, контроллер 4 может изменять устанавливаемую температуру внутреннего нагревателя 36 от 250°С до 350°С. Устанавливаемая температура внутреннего нагревателя 36 в течение периода времени внутреннего нагревания предпочтительно устанавливается равной соответствующей температуре, которая позволяет обеспечить стабильное и непрерывное испарение материала-источника аэрозоля, содержащегося в табачном стержне 11, посредством нагревания только внутренним нагревателем 36. Когда, как описано выше, устанавливаемая температура внутреннего нагревателя 36 увеличивается после прекращения функционирования внешнего нагревателя 35, энергопотребление внутреннего нагревателя 36 увеличивается. Однако можно уменьшить энергопотребление в целом, поскольку функционирование внешнего нагревателя 35 прекращается.
[0051] В момент Т3 времени (момент времени прекращения нагревания), после истечения заданного периода времени курения с момента времени начала нагревания (момента Т0 времени), контроллер 4 прекращает питание внутреннего нагревателя 36 энергией от источника 5 питания.
[0052] Фиг. 9-12 показывают результаты испытания по измерению температуры, в котором измеряли переход температуры поверхности внешнего нагревателя 35, температуры поверхности внутреннего нагревателя 36, и температуры изделия табачного стержня 11, когда контроллер 4 осуществлял управление нагреванием нагревательного устройства 3. Фиг. 13 является видом, показывающим положение в табачном стержне 11 для измерения температуры изделия.
[0053] При испытании по измерению температуры, в качестве температуры изделия табачного стержня 11 измеряли температуры в измерительных положениях с первого измерительного положения МР1 по третье измерительное положение МР3, показанных на фиг. 13. Зазор между каждым их измерительных положений МР1-МР3 и боковой периферийной поверхностью (внутренней периферийной поверхностью 32а боковой периферийной стенки 32 полости) приемной полости 34 в радиальном направлении приемной полости 34 составляет 1,5 мм. Зазор между каждым их измерительных положений МР1-МР3 и базовой концевой частью 36а внутреннего нагревателя 36 в радиальном направлении приемной полости 34 составляет 1,5 мм.
[0054] Как показано на фиг. 13, измерительные положения с первого измерительного положения МР1 по третье измерительное положение МР3 расположены в порядке «первое измерительное положение МР1, второе измерительное положение МР2, и третье измерительное положение МР3» со стороны донной части 331 полости. В направлении центральной оси CL1 приемной полости 34, зазор между донной частью 331 полости и первым измерительным положением МР1 составляет 2 мм. Зазор между первым измерительным положением МР1 и вторым измерительным положением МР2 составляет 5 мм. Зазор между вторым измерительным положением МР2 и третьим измерительным положением МР3 составляет 6 мм. Зазор между третьим измерительным положением МР3 и задним концевым положением Р1 принимаемого стержня составляет 2 мм. При управлении нагреванием, время, истекающее с момента времени начала нагревания до момента времени запуска внутреннего нагревателя, устанавливается равным 6 с, время, истекающее с момента времени начала нагревания до момента времени прекращения внешнего нагревания, устанавливается равным 20 с, и время, истекающее с момента времени начала нагревания до момента времени прекращения нагревания, устанавливается равным 420 с.
[0055] На каждой из фиг. 10-12, переход температуры, показанный сплошной линией, показывает переход температуры (далее называемый «примером») в каждом из измерительных положений МР1-МР3 при осуществлении управления нагреванием согласно настоящему варианту осуществления, описанному со ссылкой на фиг. 7 и фиг. 8. Переход температуры, показанный штриховой линией, показывает переход температуры (далее называемый «сравнительным примером») в каждом из измерительных положений МР1-МР3 при осуществлении управления нагреванием посредством использования только внутреннего нагревателя 36, без использования внешнего нагревателя. Двухточечная штрихпунктирная линия, показанная на каждой из фиг. 10-12, показывает целевую температуру изделия при нагревании табачного стержня 11. Целевая температура изделия составляет, например, 150°С. Как показано на фиг. 10-12, в первом измерительном положении МР1 и втором измерительном положении МР2, которые находятся в положениях, соответствующих первой области R1 в боковой периферийной стенке 32 полости, нет никакого значительного различия в управлении нагреванием между примером и сравнительным примером. Предполагается, что влияние внешнего нагревателя 35 мало, поскольку как первое измерительное положение МР1, так и второе измерительное положение МР2 удалены от внешнего нагревателя 35 и находятся сравнительно близко к внутреннему нагревателю 36. Между тем, как показано на фиг. 12, в третьем измерительном положении МР3 имеется значительное различие между примером и сравнительным примером. Целевая температура изделия может быть легко достигнута в примере за более короткое время, чем в сравнительном примере, и подтверждается преимущество примера перед сравнительным примером.
[0056] Как описано выше, негорючее нагревательное курительное устройство 1 в настоящем варианте осуществления включает в себя внутренний нагреватель 36, который расположен в приемной полости 34 и который нагревает табачный стержень 11 изнутри для испарения посредством этого материала-источника аэрозоля, и внешний нагреватель 35, который расположен на боковой периферийной части приемной полости 34 и который предварительно нагревает внешнюю периферийную часть табачного стержня 11 по меньшей мере в течение периода времени предварительного нагревания табачного стержня 11 для подавления посредством этого конденсации аэрозоля, генерируемого во время функционирования внутреннего нагревателя 36. Следовательно, температура внешней периферийной части табачного стержня 11, которая имеет сложности в приеме тепла от внутреннего нагревателя и имеет вероятность легко оказаться под влиянием (потери на теплоизлучение) внешнего воздуха, может быть предварительно увеличена достаточным образом в течение периода времени предварительного нагревания внешним нагревателем. Таким образом, можно подавить возникновение конденсации аэрозоля, генерируемого во время функционирования внутреннего нагревателя 36. Таким образом, можно обеспечить достаточное количество доставляемого аэрозоля во время курения, и можно улучшить объемное ощущение курения.
[0057] В вышеупомянутом варианте осуществления, внешний нагреватель 35 не расположен в первой области R1, включающей в себя базовый конец 32с, на котором обеспечена донная часть 331 полости боковой периферийной стенки 32 полости (боковой периферийной части), и в третьей области R3, включающей в себя гнездо 38 вставления, и внешний нагреватель 35 расположен во второй области R2, расположенной ближе, чем первая область R1, к гнезду 38 вставления. Таким образом, внешним нагревателем 35 можно интенсивно нагреть внешнюю периферийную часть в табачном стержне 11, в частности, область на базовой концевой стороне. Следовательно, может быть эффективно подавлена конденсация аэрозоля, генерируемого на передней концевой стороне (верхней по потоку стороне) табачного стержня 11, на базовой концевой стороне (нижней по потоку стороне) табачного стержня 11.
[0058] В частности, внутренний нагреватель 36 в настоящем варианте осуществления имеет сужающуюся форму, диаметр которой уменьшается от базовой концевой части 36а по направлению к передней концевой части 36b, и, таким образом, величина теплоизлучения в отношении табачного стержня 11, как правило, является меньшей на передней концевой части 36b внутреннего нагревателя 36, чем на базовой концевой стороне. Однако можно соответствующим образом скомпенсировать недостающую величину теплоизлучения на передней концевой части 36b внутреннего нагревателя 36 посредством расположения внешнего нагревателя 35 вокруг (в положении, соответствующем передней концевой части 36b внутреннего нагревателя 36) передней концевой части 36b внутреннего нагревателя 36. Не располагая внешний нагреватель 35 в первой области R1, где величина теплоизлучения может быть достаточным образом обеспечена внутренним нагревателем 36, можно также эффективно нагревать базовую концевую область во внешней периферийной части табачного стержня 11 внешним нагревателем 35 и при этом уменьшить энергопотребление источника 5 питания.
[0059] Дополнительно, в настоящем варианте осуществления внешний нагреватель 35 не расположен в третьей области R3 в боковой периферийной стенке 32 полости (боковой периферийной части). Таким образом, можно предотвратить, например, сгорание или плавление фильтрового сегмента, расположенного в передней концевой части мундштучной части 12, из-за тепла внешнего нагревателя 35 при функционировании внешнего нагревателя 35.
[0060] В настоящем варианте осуществления был описан пример, в котором форма внутреннего нагревателя 36 является формой усеченного конуса. Посредством использования внутреннего нагревателя 36, имеющего форму, сужающуюся, таким образом, со стороны донной части 331 полости в сторону гнезда 38 вставления, внутренний нагреватель 36 может легко проникать в наполнитель 111 табачного стержня 11, вставленного в приемную полость 34. Дополнительно, предпочтительно можно поддерживать состояние контакта между внутренним нагревателем 36 и наполнителем 111 в состоянии, в котором внутренний нагреватель 36 проникает в наполнитель 111. В результате, генерируемое тепло внутреннего нагревателя 36 легко передается наполнителю 111, что может увеличить эффективность нагревания наполнителя 111. Следует отметить, что хотя в настоящем варианте осуществления внутренний нагреватель 36 заставляют проникать в наполнитель 111 табачного стержня 11, вставляемого в приемную полость 34, внутренний нагреватель 36 может быть вставлен в углубленную часть, образованную на концевой поверхности наполнителя 111 на передней концевой стороне (верхней по потоку стороне) табачного стержня 11.
[0061] Для внутреннего нагревателя 36 могут быть использованы различные формы. Например, внутренний нагреватель 36 может иметь коническую сплошную форму (форму конуса или пирамиды) или форму усеченной фигуры (форму усеченного конуса или пирамиды), и может иметь форму, сужающуюся со стороны донной части 331 полости в сторону гнезда 38 вставления. Например, вместо формы усеченного конуса может быть использована форма конуса. Внутренний нагреватель 36 может иметь колоннообразную форму. В этом случае, коническая часть может быть образована в колоннообразной части внутреннего нагревателя 36 на ее передней концевой стороне. Внутренний нагреватель 36 может иметь n-кратную симметрию относительно центральной оси CL1 приемной полости 34, и n может быть целым числом, большим или равным 3.
[0062] В примере, показанном на фиг. 5, передняя концевая часть 36b внутреннего нагревателя 36 в нагревательном устройстве 3 расположена в положении, соответствующем переднему концу (концевой части на стороне гнезда 38 вставления) второй области R2 в боковой периферийной стенке 32 полости (боковой периферийной части). Положение передней концевой части 36b, однако, этим не ограничено. Например, как и в модификации, показанной на фиг. 14, передняя концевая часть 36b внутреннего нагревателя 36 может быть расположена в положении, соответствующем промежуточной части второй области R2. Как и в модификации, показанной на фиг. 15, передняя концевая часть 36b внутреннего нагревателя 36 может быть расположена в положении, соответствующем третьей области R3. Как и в модификации, показанной на фиг. 16, передняя концевая часть 36b внутреннего нагревателя 36 может быть расположена в положении, соответствующем первой области R1.
[0063] Выше был описан один вариант осуществления и модификации. Однако, негорючее нагревательное курительное устройство согласно настоящему изобретению этим не ограничено, и вариант 149+14 осуществления и модификации могут быть по возможности объединены вместе.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0064]
1 - негорючее нагревательное курительное устройство
2 - корпус
3 - нагревательное устройство
4 - контроллер
5 - источник питания
10 - негорючее нагревательное курительное изделие
11 - табачный стержень
12 - мундштучная часть
34 - приемная полость
35 - внешний нагреватель
36 - внутренний нагреватель