КУРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, ЗАРЯДНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
SMOKING DEVICE, CHARGING DEVICE AND ITS USAGE METHOD

Настоящая заявка имеет приоритет Европейской заявки 07009545.0, озаглавленной «Курительное устройство, зарядное средство и способ его использования» от 11 мая 2007 г.
Настоящее изобретение относится к альтернативному курительному устройству, используемому для уменьшения отрицательных действий классического курения.
С развитием технологии в последние десятилетия табачная промышленность сделала лишь немногие значительные шаги по направлению к уменьшению отрицательных действий курения, подобные малосмольным и ультрамалосмольным сигаретам, однако, в способе изготовления сигарет и других табачных изделий не имелось никаких значительных усовершенствований со времени внедрения фильтра несколько десятилетий тому назад. В настоящее время не существует никакого коммерчески успешного альтернативного курительного изделия, которое значительно уменьшало бы отрицательные действия так называемого пассивного курения. Предпринимались некоторые попытки уменьшить это побочное действие, но без значительных результатов.
Ввиду того что среди населения растет осознание значимости здоровья и что все более строгими становятся ограничения, связанные с местами, где не разрешается курение, имеется потребность в альтернативном средстве курения.
В прошлом предпринималось несколько попыток предоставить альтернативное техническое решение в области курения. Некоторые из этих устройств не обеспечивают жизнеспособное техническое решение вследствие их размера и полного несходства с обычной сигаретой, в то время как другие устройства не имеют успеха из-за неудобства в использовании, низкой универсальности и высокой цены за единицу изделия или в некоторых случаях из-за наличия плохого вкуса. Общей проблемой предшествующих устройств, по-видимому, является то, что в них используются датчики давления для обнаружения всасывания/втягивания потребителем через устройство, которые не могут исключать влияния ветров, вибраций или изменений в атмосферном давлении. Это заставляет эти устройства бесполезно затрачивать значительное количество энергии на нагревание воздуха и веществ даже при фактическом отсутствии всасывания/втягивания через устройство, т.е. когда не требуется выделение вещества. Дополнительной нерешенной проблемой, по-видимому, является их неспособность точно выделять вещества при заданных скорости и концентрации.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является предоставление альтернативного средства для курения, которое значительно уменьшает отрицательные побочные действия курения, подобные пассивному курению и пеплу, а также намного уменьшает непосредственные отрицательные действия на самого курильщика, подобные подверганию его действию очень значительного количества токсинов, что было бы в случае курения обычной сигареты вследствие горения, но которое в то же самое время предоставляет потребителю опыт, очень сходный с курением обычной сигареты. Эти сходства связаны с восприятием альтернативного средства для курения, т.е. размера, внешнего вида, структуры, а также связаны с предоставленным ощущением, т.е. сходным вкусом, температурой и объемом вдыхаемого воздуха. Дополнительной задачей настоящего изобретения является предоставление альтернативного курительного устройства, которое является сравнительно дешевым, т.е. сравнимым на протяжении нескольких месяцев использования с ценой обычных сигарет и универсальным, т.е. используемым при всех условиях окружающей среды независимо от их крайностей. Еще одной задачей является предоставление курительного устройства, которое эффективно использует свою энергию и запасы вещества, выделяя их только в тех случаях, когда этого требует потребитель.
Настоящее изобретение относится к бездымному курительному устройству и связанным с ним вспомогательным устройствам, которые не просто уменьшают, а полностью исключают дым, образующийся в результате курения, тем самым устраняя действия пассивного курения и неприятного пепла, и кроме того, в значительной степени уменьшая непосредственные отрицательные действия курения, при этом обеспечивая самого курильщика опытом курения, очень сходным с курением классической сигареты. Курительное устройство согласно настоящему изобретению обеспечивает достижение этих целей посредством предоставления способа потребления вещества, которым мог быть, например, никотин, курительного устройства, не сжигая фактически никакого вещества, а лишь приводя вещество в летучее состояние. В то же самое время курительное устройство согласно настоящему изобретению содержит компоненты электронной схемы, которые дают возможность использовать его при всех условиях окружающей среды без влияния на него изменений атмосферного давления, сильных ветров и изменений температуры. Небольшое электронное устройство обеспечивает длительный срок службы курительного устройства между последовательными зарядками. В устройстве согласно настоящему изобретению возможно использование специально сконструированного выдачного средства для выделения вещества при заданных скорости и концентрации.
Преимущества настоящего изобретения непосредственно видны, исходя из задач изобретения. Исключение дыма, проистекающее из факта использования этого курительного устройства, получает более широкое одобрение со стороны некурящего населения, таким образом, позволяя курильщикам использовать такие курительные устройства даже в тех местах, где запрещено курение в классическом смысле. Это приводит к большему удовлетворению и удобству курильщиков, которые в настоящее время в определенных странах иногда должны прилагать большие усилия, чтобы найти место для курения, причем места, назначенные для курения, в определенных случаях являются небольшими, непривлекательно расположенными и отдаленными. Преимущества для некурящих также представляют большой интерес, так как во многих случаях некурящие должны испытывать неприятные и нездоровые последствия пассивного курения, когда они находятся в обществе курильщиков.
Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является уменьшение токсинов, вдыхаемых самим курильщиком. Благодаря замене горения классической сигареты наряду с содержанием всех токсинов в нагретом чистом воздухе курительное устройство согласно настоящему изобретению уменьшает количество токсинов, вдыхаемых курильщиком, до значений, которые фактически необходимы для достижения удовлетворения курильщиком. Они обычно ограничены до уменьшенного количества никотина, объединенного со вкусовыми и ароматизирующими веществами. Другим непосредственным положительным результатом исключения горения является то, что не образуется никакого пепла, что делает ненужным использование пепельниц и, кроме того, способствует более чистой, процедуре курений. Другим положительным побочным результатом является то, что полностью исключается риск возникновения пожаров из-за неосторожного обращения.
В зависимости от способа использования курительного устройства могут быть достигнуты дополнительные преимущества, например, постепенным уменьшением количества содержащегося никотина, облегчающим бросить курение, или использованием определенных лекарственных средств в курительном устройстве.
Дополнительные отличительные признаки и преимущества изобретения в дальнейшем будут подробно описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1А - вид в перспективе курительного устройства по изобретению;
фиг. 1В - вид в перспективе, отдельно показывающий несколько частей курительного устройства по изобретению;
фиг. 1С - вид в перспективе курительного устройства, в котором удалена вторая корпусная часть для показа внутренних частей курительного устройства по изобретению;
фиг. 1D- первый вид электронного устройства управления и содержащихся в нем компонентов по изобретению;
фиг. 1Е - второй вид электронного устройства управления и содержащихся в нем компонентов по изобретению;
фиг. 1F - вид спереди первой части курительного устройства по изобретению;
фиг. 1G - вид в перспективе второй корпусной части первой части устройства по изобретению;
фиг. 1Н - вид с пространственным разделением частей, показывающий первую часть и вторую часть устройства по изобретению;
фиг. 1I - схематичный вид второй части устройства по изобретению;
фиг. 1J - схематичный вид определенных особенностей второй части устройства по изобретению;
фиг. 1К - схематичный вид, показывающий детали интерфейса по изобретению;
фиг. 1L - схематичный вид, показывающий детали варианта интерфейса по изобретению;
фиг. 2 - прозрачный вид в перспективе зарядного средства по изобретению;
фиг. 3А - вид сбоку зарядного средства по изобретению;
фиг. 3В - вид спереди зарядного средства по изобретению;
фиг. 4 - схематичная блок-схема электронного устройства управления по изобретению.
Основная задача изобретения состоит в создании курительного изделия 10, которое позволяет вдыхать воздух, насыщенный/обогащенный агентом 33 (не показан), которым может быть, например, никотин, без необходимости фактического сжигания какого-либо вещества. Этот эффект достигается посредством курительного изделия 10 по изобретению, использующим нагревательное устройство 22, которое способно нагревать воздушный поток до такой степени, что он способен высвобождать агент 33.
Сущность настоящего изобретения описывается в связи с первым вариантом выполнения, показанным на фиг. 1А-1L.
На фиг. 1А показано курительное устройство 10 с двумя основными частями, т.е. первой частью 20 и второй частью 30, соединенными вместе, как при обычном использовании курительного устройства 10. Эти две части 20 и 30 курительного устройства 10 соединяются интерфейсом 27.
На фиг. 1В показаны две части 20, 30 курительного устройства 10, разделенные так, чтобы можно было видеть их дополнительные детали. Первая часть 20 содержит первое отверстие детали. Первая часть 20 содержит первое отверстие 25 для впуска воздуха, позволяющее свежему воздуху входить в первую часть 20, и первое отверстие 26 для выпуска воздуха, позволяющее воздуху выходить из первой части 20. Вторая часть 30 содержит второе отверстие 35 для впуска воздуха, предназначенное для приема воздушного потока, который поступает из первого отверстия 26 для выпуска воздуха, и второе отверстие 36 для выпуска воздуха, позволяющее воздуху выходить из второй части 30. Воздух, который выходит из второй части 30, всасывается/втягивается потребителем курительного устройства 10. Передача воздуха, который поступает из первого отверстия 26 для выпуска воздуха, ко второму отверстию 35 для впуска воздуха, достигается посредством интерфейса 27, который специально выполнен так, чтобы первое отверстие 26 для выпуска воздуха и второе отверстие 35 для впуска воздуха соединялись герметичным образом. В варианте выполнения, показанном на фиг. 1В, первое отверстие 25 для впуска воздуха расположено вдоль второй корпусной части 20.2 первой части 20, которая снабжена выемками, или в дополнительном варианте выполнения вторая корпусная часть 20.2 изготовлена из пористого материала, чтобы позволить воздуху протекать через нее, таким образом обеспечивая альтернативу для первого отверстия 25 для впуска воздуха, как это показано на фиг. 1А-1С.
В еще одном варианте выполнения вторая корпусная часть 20.2 является перфорированной, чтобы позволить воздуху проходить через нее, и, таким образом, указанные перфорации действуют как первое отверстие 25 для впуска воздуха. Эти перфорации могут варьироваться в диаметре от нескольких миллиметров до такой величины, что они являются невидимыми невооруженным глазом.
Дополнительный вариант выполнения первого отверстия 25 для впуска воздуха будет подробно описан в связи с фиг. 1.
На фиг. 1С показан вид в перспективе курительного устройства 10 со второй корпусной частью 20.2 (см. фиг.1G), которая закрывает наружную сторону первой части 20 и которая удалена для показа нескольких внутренних деталей первой части 20 согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения. В данном варианте выполнения в число этих внутренних деталей входят аккумулятор 21 для накопления и выделения электроэнергии, нагревательное устройство 22, как, например, катушка сопротивления, зарядный интерфейс 28 и электронное устройство управления 23.
В предпочтительном варианте выполнения аккумулятором 21 является специально сконструированная, легкая, перезаряжаемая батарея большой емкости на 200 мАч, 3,7 В, которая в состоянии выделять достаточное количество энергии для питания электронного устройства управления 23 и энергопотребляющего нагревательного устройства 22. В дополнительном варианте выполнения настоящего изобретения этим аккумулятором 21 может также быть батарея одноразового использования, которая может быть легко заменена новой батареей или ранее описанной перезаряжаемой батареей.
В дополнительном варианте выполнения настоящего изобретения первая часть 20 содержит элемент индикации, который предназначен для показа пользователю курительного устройства 10 количества втягиваний (затяжек), которое в настоящее время может обеспечить аккумулятор 21, и/или количество втягиваний, для которого достаточно агента 33 во второй части 30.
В изображенном варианте выполнения настоящего изобретения нагревательным устройством 22 является катушка сопротивления, изготовленная из сплава Cr20Ni80 и способная выделять достаточное количество тепла, чтобы быть в состоянии нагревать проходящий через нее воздушный поток до температуры, который позволяет выделять агент 33, находящийся во второй части 30. Возможно также использование других термостойких материалов. Эти уровни температуры могут варьироваться с учетом выбранного агента 33. В случае использования никотинового агента обычная температура воздушного потока составляет от 150° до 200°С. В предпочтительном варианте выполнения изобретения температура определяется (например, программированием) с учетом воздушного потока и перепада температуры от нагревательной катушки 22 до конца мундштука. В любом случае температура у рта пользователя не должна превышать температуру обычной сигареты, к которой привык потребитель. В предпочтительном варианте выполнения эта температура у рта потребителя не превышает 35-40°С. В настоящем варианте выполнения катушку сопротивления, составляющую нагревательное устройство 22, предварительно нагревают до определенного уровня температуры, подавая уменьшенную электроэнергию, и полностью нагревают до 500°С, 1000°С или даже до 1200°С (фактическая температура зависит от варианта выполнения изобретения), когда воздушный поток обнаруживается сенсорным устройством 24, посредством подачи полной электроэнергии от аккумулятора 21. Обычно этот период нагрева составляет около 5 секунд.
На фиг. 1С, 1D и 1Е показано несколько видов электронного устройства управления 23 и содержащихся в нем компонентов согласно настоящему изобретению. Когда первая часть 20 собрана для использования, электронное устройство управления 23, которое можно видеть на этих фигурах, закрыто второй корпусной частью 20.2. В данном варианте выполнения изобретения компоненты, составляющие электронное устройство управления 23, предпочтительно размещены на монтажной плате.
Кроме других электрических и электронных компонентов, монтажная плата вмещает процессор 23.1. Этим процессором 23.1 предпочтительно является матрица логических элементов с эксплуатационным программированием (FPGA), специально настроенная для достижения всех функций, необходимых для управления курительным устройством 10. Этими функциями являются:
- электронная фильтрация сигналов, получаемых от сенсорного устройства 24, описанного в последующих абзацах;
- регулирование температуры нагревательного устройства 22 и, таким образом, воздушного потока, проходящего через воздушный канал 29, который будет описан в связи с фиг.1Н, согласно схеме изменения температуры для обеспечения того, чтобы воздушный поток был достаточно горячим для испарения агента 33, а также для обеспечения того, чтобы воздух, который имеется у второго отверстия 36 для выпуска воздуха второй части 30, не был слишком горячим, с тем чтобы не обжигал губы потребителя;
- контроль запасов энергии в аккумуляторе 21 для обеспечения надлежащего управления ограниченной энергией, которую в состоянии вместить этот аккумулятор 21.
Вышеупомянутое регулирование температуры является очень точным и в предпочтительном варианте выполнения следует программируемой схеме регулирования. При изготовлении или позже него процессор 23.1 электронного устройства управления 23 может быть программирован для применения специально сделанной на заказ схемы изменения температуры, которая оптимизирует срок службы аккумулятора 21, выделение конкретного агента 33 и, таким образом, работу всего курительного устройства 10. При регулировании температуры также учитывается температура окружающей среды, так как ее изменение оказывает непосредственное влияние на температуру воздуха, входящего в курительное устройство 10, т.е. чем ниже температура окружающей среды, тем больше энергии нужно подавать к нагревательному устройству 22 для достаточного нагревания воздушного потока, чтобы он мог испарять агент 33.
Указанное регулирование температуры достигается посредством процессора 23.1 и датчика температуры. В предпочтительном варианте выполнения используется датчик температуры, заделанный в процессор 23.1. Это сделано ввиду того, что большинство имеющихся на рынке процессоров конструктивно уже включают в себя датчик температуры. Таким способом экономится значительное пространство на монтажной плате, которая вмещает электронное устройство управления 23, посредством исключения необходимости в установке дополнительного датчика температуры. Однако, в дополнительном варианте выполнения настоящего изобретения используется датчик температуры, который не заделан в процессор 23.1, т.е. он является отдельным датчиком, предпочтительно помещенным на монтажной плате.
Вышеупомянутая программируемая схема изменения температуры предоставляет курительному устройству 10 большую гибкость в отношении выбора агента 33. Таким образом, может быть использован широкий ряд агентов 33, каждый из которых может быть использован с другой температурой испарения. Кроме того, применяя схему изменения температуры, можно также достигнуть изменения во времени количества агента 33, выделяемого потребителю, и это изменение похоже на изменение выделения табачного, никотинового или другого вкусового вещества в обычной сигарете вследствие того, что в случае обычных сигарет огонь постепенно приближается к потребителю.
В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения сенсорным устройством 24 является специально приспособленный магнитофон. Наиболее предпочтительными являются электретные микрофоны, которые исключают потребность в электропитании благодаря использованию постоянно заряженного материала. Исключение потребности в электропитании особенно полезно ввиду жестких ограничений для курительного устройства 10 в отношении размера, веса и, таким образом, запаса энергии. Важнейшей частью этих микрофонов является электрет - стабильный диэлектрический материал с постоянным статическим электрическим зарядом. Главными преимуществами от использования электретного микрофона являются его низкая стоимость, уменьшенный размер и почти нулевая потребность в энергии.
Главным назначением этого сенсорного устройства 24 является обнаружение воздушного потока через первую часть 20 и подача сигнала к электронному устройству управления 23, которое, в свою очередь, будет заставлять аккумулятор 21 выделять свою полную электроэнергию к нагревательному устройству 22 для того, чтобы достигать уровня температуры, обсуждавшегося в предшествующих абзацах.
В дальнейшем выражением «обнаружение всасывания/втягивания» будет называться точное обнаружение момента всасывания/ втягивания потребителем в курительном устройстве 10. Это выражение "всасывание/втягивание" обозначает только намеренное всасывание/втягивание потребителем курительного устройства 10, когда оно предназначается быть используемым, т.е. всасывание/втягивание, которое сходно с всасыванием/втягиванием через обычную сигарету. Обнаружение всасывания/втягивания не касается обнаружения другого воздушного потока в курительном устройстве из-за ветров, внезапных изменений давления, и т.д., которое в дальнейшем называется шумом или ложным обнаружением.
Точное обнаружение всасывания/втягивания имеет важное значение для сведения к минимуму времени снабжения энергией нагревательного устройства 22 и, таким образом, значительно уменьшает его энергопотребление. Главным интересом во время обнаружения всасывания/втягивания является необходимость отфильтровывания шумов, т.е. ложных сигналов обнаружения, которые привели бы к бесполезному расходу энергии.
Согласно настоящему изобретению имеются три основных подхода к этой фильтрации:
- в предпочтительном варианте выполнения электретный микрофон специально выполнен с узкой частотной характеристикой, соответствующей частоте вибрации, создаваемой всасыванием/втягиванием потребителем сигареты. Обычно этот диапазон частот находится ниже 5 Гц, т.е. достаточно низок, чтобы исключить возможность ложного обнаружения, так как большинство шумов, вызванных окружающей средой, находится выше этой частоты. Это техническое решение здесь называется механической фильтрацией, так как механические свойства вибрационного элемента сенсорного устройства 24 подбираются для сужения частотной характеристики. Это может быть сделано изготовлением вибрационного элемента из более жесткого материала или обеспечением дополнительным демпфированием, которое устраняет вибрации с большей частотой.
- Дополнительным подходом является использование пассивного электрического фильтра, который отфильтровывает выбранный диапазон частот, как например, обычного полосового фильтра. Диапазон частот около 5 Гц в этом случае регулируют надлежащим выбором электрических компонентов пассивного электрического фильтра. В наиболее основном варианте выполнения этим пассивным электрическим фильтром является то, что общеизвестно как резистивно-индуктивно-емкостная цепь (RLC-цепь).
- В дополнительном варианте выполнения настоящего изобретения, где электронное устройство управления 23 содержит сложный и достаточно мощный процессор 23.1, активная электронная фильтрация сигналов осуществляется в указанном процессоре 23.1. В этом случае нефильтрованный сигнал, отображающий все вибрации около сенсорного устройства 24, передается к процессору 23.1, где этот сигнал будет электронно фильтрован для того, чтобы обнаружить всасывание/втягивание и только всасывание/втягивание в курительном устройстве 10, в то время как весь шум должен быть игнорирован. Так как активная электронная фильтрация может быть программирована, чтобы быть более сложной, чем при использовании пассивного механического или электрического фильтра, то может быть увеличена точность фильтрации и, таким образом, обнаружения всасывания/втягивания. Основная фильтрация в этих активных электронных фильтрах, осуществленная в процессоре 23.1, также является полосовой фильтрацией около 5 Гц, но дополнительная усовершенствованная фильтрация осуществляется для устранения шума и увеличения точности обнаружения всасывания/втягивания.
В связи с обнаружением всасывания/втягивания следует отметить дополнительную причину применения микрофона в качестве сенсорного устройства 24. Дело в том, что альтернативное техническое решение - использование датчика давления - имеет значительные недостатки. Важнейшая причина того, почему не одобряется применение датчика давления, заключается в том, что ветер или перепад высоты могут повлиять на этот датчик, который, таким образом, захватывает шум и выдает ложные сигналы к процессору 23.1, которые фактически не относятся к всасыванию/втягиванию потребителем в курительном устройстве 10, а вызваны факторами окружающей среды. Постоянная адаптация курительного устройства 10 и особенно электронного устройства управления 23 к этим непредсказуемым факторам окружающей среды для того, чтобы быть в состоянии использовать датчик давления в качестве сенсорного устройства 24, используемого для обнаружения всасывания/втягивания, потребовала бы усложненной электрической части и постоянного съема электроэнергии, что разрядило бы аккумулятор 21.
На фиг.IF показан вид сверху первой части 20. Этот вид дает дополнительные детали зарядного интерфейса 28, который содержит первый контакт 28.1 и второй контакт 28.2, электрически изолированные друг от друга крышкой 21.1 батареи. Первый контакт 28.1 и второй контакт 28.2 предусмотрены, чтобы позволить зарядку аккумулятора 21 зарядным средством 40, которое будет описано в более поздней части описания изобретения. В изображенном варианте выполнения эти контакты 28.1, 29.2 расположены в виде двух концентричных окружностей, но в других вариантах выполнения эти контакты могут быть расположены иначе, например, в виде двух примыкающих, электрически изолированных полуокружностей. В дополнительных вариантах выполнения зарядный интерфейс 28 является стандартизированным интерфейсом, соединяемым, например, со стандартным зарядным устройством 40 типа зарядного устройства мобильного телефона или минипортом универсальной последовательной шины (минипортом USВ).
В дополнительном варианте выполнения, изображенном на фиг.1F, крышка 21.1 батареи снабжена выточками 25.1-25.4, которые действуют в виде как первое отверстие 25 для впуска воздуха. В других вариантах выполнения первое отверстие 25 для впуска воздуха может быть расположено по второй корпусной части 20.2 первой части 20, которая в этих случаях могла быть снабжена выточками, или в еще одном варианте выполнения вторая корпусная часть 20.2 изготовлена из пористого материала для возможности воздушного потока через нее, таким образом, обеспечивая альтернативный вариант для первого отверстия 25 для впуска воздуха, изображенного на фиг. 1А-1С.
В еще одном варианте выполнения вторая, корпусная часть 20.2 выполнена перфорированной, с тем чтобы позволить прохождение воздуха через нее, и, таким образом, указанные перфорации действуют в виде как первое отверстие 25 для впуска воздуха. Эти перфорации могут варьироваться в диаметре от нескольких миллиметров до такой величины, что они являются невидимыми невооруженным глазом.
На фиг. 1G показана вторая корпусная часть 20.2, которая предназначена закрывать вторую часть 20 на большей части длины или по всей длине. Особое внимание обращено на обеспечение того, чтобы указанная вторая корпусная часть 20.2 была как можно больше похожа на бумажную гильзу (обычно белую), которая удерживает табачную часть обычной сигареты. Это сходство относится к длине, диаметру D1, текстуре и цвету в качестве нескольких примеров.
На фиг. 1Н показана первая корпусная часть 20.1 и вторая часть 30. Первая корпусная часть 20.1 расположена на том же конце первой части 20, что и нагревательное устройство 22 (не показано на фиг. 1Н). Первая корпусная часть 20.1 предпочтительно изготовлена из термостойкого и термоизоляционного материала, например, керамики для того, чтобы выдерживать и изолировать тепло, выделяемое нагревательным устройством 22. В предпочтительном варианте выполнения первая корпусная часть 20.1 предназначена быть в состоянии вмещать средство сопряжения 27, чтобы сделать возможным герметичное соединение между первой частью 20 и второй частью 30. Вследствие ее размещения на конце первой части 20 первая корпусная часть 20.1 предпочтительно содержит первое отверстие 26 для выпуска воздуха. Это предпочитается потому, что воздух, вытекающий из первого отверстия 26 для выпуска воздуха, является воздухом, нагретым нагревательным устройством 22, что делает обязательным использование термостойкого и термоизоляционного материала, из которого предпочтительно изготовлена первая корпусная часть 20.1. Кроме того, на этом чертеже показан воздушный канал 29, предназначенный направлять воздушный поток через, и/или вокруг и/или вдоль нагревательного устройства 22.
В дополнительном варианте выполнения настоящего изобретения первая корпусная часть 20.1 является отдельной независимой частью, которая содержит интерфейс 27 и может также вмещать контейнер 32 с агентом 33.
Кроме того, на фиг. 1Н показана вторая основная часть 30 относительно первой корпусной части 20.1 с иллюстрацией способа соединения интерфейсом 27 первого отверстия 26 для выпуска воздуха и второго отверстия 35 для впуска воздуха. Второе отверстие 36 для выпуска воздуха расположено там, где нагретый воздух, содержащий дозу испарившегося агента 33, как предполагается, выходит из курительного устройства 10. При правильном использовании предпочтительного варианта выполнения настоящего изобретения, по меньшей мере, участок второй части 30 удерживается во рту потребителя при нахождении, по крайней мере, второго отверстия 36 для выпуска воздуха во рту потребителя для облегчения вдыхания воздуха, поступающего из указанного второго отверстия 36 для выпуска воздуха. При конструировании второй части 30 особое внимание обращено на обеспечение того, чтобы указанная вторая часть 30 была как можно больше похожа на концевую часть (обычно фильтра) обычной сигареты. Это сходство относится к длине, диаметру D2, текстуре и цвету, давая несколько примеров. Следует отметить, что даже если эта вторая часть 30 похожа на фильтрующую часть классической сигареты, фильтрующее устройство не требуется, так как протекающий воздух содержит только испарившийся агент 33 и не содержит никаких других "вторичных веществ", например, смолы, обнаруживаемых в воздушном потоке обычной сигареты, что делает излишней фильтрацию воздушного потока в курительном устройстве 10. Агент 33 во второй части 30 содержит только желательные компоненты, при этом не испаряются никакие дополнительные химические вещества, и, таким образом, не требуется фильтрация воздуха. В предпочтительном варианте выполнения фильтрующее устройство действует в виде как удерживающее средство, имеющее вполне определенные удерживающие характеристики.
При конструировании второй части 30 дополнительными ограничениям были низкая стоимость и возможность утилизации, причем второе представляет собой большой экологический интерес, так как вторая часть 30 не обязательно будет повторно используемой, т.е. она, вероятнее всего, будет производиться в больших количествах.
Оба первое отверстие 25 для впуска воздуха и второе отверстие 35 для впуска воздуха и оба первое отверстие 26 для выпуска воздуха и второе отверстие 36 для выпуска воздуха наряду с воздушным каналом 29 предназначены для того, чтобы позволить прохождение стандартного объема за одно всасывание/втягивание к потребителю, чтобы привести опыт использования курительного устройства 10 даже ближе к опыту курения обычной сигареты.
На фиг. 1К и 1L показано несколько вариантов интерфейса 27, который герметично соединяет первую корпусную часть 20.1 первой части 20 со второй частью 30.
На фиг. 1К интерфейс 27, который соединяет первую часть 20 со второй частью 30, может быть парой взаимосоединяемых трубчатых частей, которые вставлены друг в друга. Вторая часть 30 имеет трубчатый удлинитель 27.1 с диаметром меньше наружного диаметра D1 всей второй части 30. Этот трубчатый удлинитель 27.1 вставляется в соответствующий трубчатый проход 27.2 в первой части 20. При сдавливании вместе трубчатый удлинитель 27.1, вставленный в трубчатый проход 27.2, образует герметичный интерфейс 27. В дополнительном варианте выполнения настоящего изобретения трубчатый удлинитель 27.1 является частью второй части 30, а трубчатый проход - частью первой части 20. В этом дополнительном варианте выполнения первая корпусная часть 20.1 также может быть частью второй основной части 30.
В еще одном дополнительном варианте выполнения интерфейс 27 является отдельной, независимой деталью, которая присоединена между первым отверстием 26 для выпуска воздуха первой основной части и вторым отверстием 35 для впуска воздуха второй части 30. В этом варианте выполнения интерфейс 27, кроме того, содержит первую корпусную часть 20.1 и контейнер 32 с агентом 33.
На фиг. 1L показан дополнительный вариант выполнения интерфейса 27, где как первое отверстие 26 для выпуска воздуха, так и второе отверстие 35 для впуска воздуха имеют ровную наружную поверхность, и они соединяются вместе простым сжатием. Чтобы получить герметичный интерфейс 27, на первой части 20 может быть предусмотрено дополнительное уплотнительное кольцо 27.3, которое может быть либо навинчено на соответствующую резьбу 27.4 на второй части 30, либо продольно насажено на конец второй части 30.
Кроме того, в связи с любым из ранее упомянутых вариантов интерфейса 27 при необходимости могут быть использованы различные уплотнительные материалы. В качестве примера они могут быть в виде покрытий на различных поверхностях, составляющих интерфейс 27.
На чертежах не показан агент 33, который содержится во второй части 30. Агент 33 может включать различные компоненты. В первом варианте агент 33 содержит никотин среди вкусовых и ароматизирующих добавок (возможно, со вкусом табака). Согласно изобретению вторую часть 30 можно изготавливать с различными композициями агентов 33. Это дает много очень полезных применений изобретения. Например, вторые части 30 одноразового использования могут быть упакованы большими партиями, в которых каждое изделие содержит несколько меньшее количество никотина с целью содействия избавлению человека из никотиновой зависимости. В дополнительном варианте к агенту 33 может быть добавлено несколько вкусовых или ароматических добавок для получения сходства с различными марками и типами сигарет. В еще одном варианте агент 33 содержит определенные лекарственные средства, которые способны испаряться под действием потока нагретого воздуха. В качестве примера этими лекарственными средствами могут быть средства для лечения астмы. В этом дополнительном варианте агент 33 не содержит добавку со вкусом табака, но содержит лекарственные средства, которые, как оказалось, лучше воспринимаются человеческим организмом при введении перорально в виде теплых или горячих паров.
Имеется несколько возможных средств обеспечения второй части 30 указанным агентом 33 и выделения указанного агента 33:
- в первом варианте агент 33 запечатан в контейнере 32 и помещен в соответствующую контейнерную часть 31 второй части 30, как показано на фиг. 1I. Контейнер 32 имеет тонкий закрывающий слой 38, который затем перфорируется необязательным средством для пробивания 34 на первой части 30, как показано на фиг. 1J. Указанное средство для пробивания 34 может быть прикреплено к первой части 20, чтобы при присоединении второй части 30 посредством интерфейса 27 тонкий закрывающий слой 38 был перфорирован для открывания агента 33 воздушному потоку, протекающему через вторую часть 30,
- в дополнительном варианте вторая часть 30 содержит пропитываемый материал, который может быть пропитан агентом 33 таким образом, что указанный агент 33 испаряется из указанного материала под действием воздушного потока, протекающего через вторую часть 30. В этом варианте больше не требуется необязательное средство для пробивания 34, однако, вторая часть 30 при изготовлении упакована в герметичную упаковку, чтобы предотвратить открытие агента 33 нежелательному воздушному потоку. Указанная герметичная упаковка должна быть удалена перед использованием второй части 30,
- в еще одном дополнительном варианте агент 33 заключен внутри очень тонкого контейнера 32, изготовленного из материала, который способен расплавляться под действием нагретого воздуха, протекающего через вторую часть 30. В этом случае при выборе материала контейнера 32 особое внимание должно быть уделено двум основным требованиям: низкая температура плавления и одновременно не выделение никаких токсичных паров при плавлении. В дополнительном варианте выполнения настоящего изобретения программируется вышеописанная схема изменения температуры, с тем чтобы при соединении второй части 30 и первой части 20 обеспечивать короткий импульс высокой энергии к нагревательному устройству 22, которое в ответ испускает сильный тепловой импульс, способный, в свою очередь, расплавить тонкий контейнер, 32. Этот быстрый тепловой импульс обеспечивается немедленно после соединения первой основной части со второй частью 30, а плавление контейнера 32 происходит до того, как потребитель поместит курительное устройство в свой рот, что, таким образом, исключает ожоги, которые в противном случае могли бы иметь место из-за теплового импульса или воздействия токсичных веществ вследствие плавления контейнера.
- В дополнительном варианте выполнения курительного устройства 10 агент 33 заключен в контейнер 32 внутри интерфейса 27, который в этом варианте является отдельной, независимой деталью, присоединенной между первым отверстием 26 для выпуска воздуха в первой части 20 и вторым отверстием 35 для впуска воздуха во второй части 30.
Вышеупомянутые средства для обеспечения второй части 30 указанным агентом 33 и выделения указанного агента 33 здесь называются выданными средствами 37.
На фиг.2 показано зарядное средство 40, предназначенное для использования с курительным устройством 10. В изображенном предпочтительном варианте выполнения зарядное средство 40, кроме того, действует в качестве, устройства для хранения курительного устройства 10. По этой причине изображенное зарядное средство 40 расположено в корпусе 49.
Важнейшими частями зарядного средства 40, изображенного на этой фигуре, являются ячейка 41 для приема, по меньшей мере, части указанного курительного устройства 10, аккумулятор 42 и контакты 43 зарядного устройства, которые расположены в указанной ячейке 41 или у нее с тем, чтобы быть в состоянии устанавливать электрические контакты между аккумулятором 42 и соответствующими контактами 28.1, 28.2 зарядного интерфейса 28 курительного устройства 10.
Ячейка 41 выполнена так, чтобы быть в состоянии вмещать, по меньшей мере, конец курительного устройства 10 с зарядным интерфейсом 28. В предпочтительном варианте выполнения, изображенном на фиг. 2, ячейка 41 способна вмещать всю первую часть 20 курительного устройства 10. Эта особенность позволяет использовать зарядное устройство 40 в качестве устройства для хранения, а также с целью защиты и хранения, курительного устройства 10, в то время как оно заряжается или просто не используется. В дополнительном варианте выполнения ячейка 41 является сменной с тем, чтобы можно было использовать одно и то же зарядное средство 40 с несколькими типами и размерами курительного устройства 10, прикрепляя соответствующую ячейку 41, также имеющую соответствующие контакты 43 зарядного устройства.
Аккумулятор 42 большой емкости, который не следует путать с аккумулятором 21 курительного устройства 10, играет роль накопления электроэнергии, которая достаточна для зарядки несколько раз аккумулятора 21 меньшей емкости, в то время как курительное устройство 10 находится в ячейке 41. В предпочтительном варианте этим аккумулятором 42 является 7,4 В, 400 мАч батарея. Эта компоновка позволяет потребителю курительного устройства 10 использовать его несколько раз без необходимости находиться вблизи электрической розетки или другого источника электричества для зарядки аккумулятора 21 курительного устройства 10. Эта отличительная особенность зарядного средства 40 предоставляет курительному устройству 10 бóльшую степень автономности, давая потребителю опыт, сходный с обладанием пачки обычных сигарет в его распоряжении. Подобно тому, как и с пачкой обычных сигарет, потребитель открывал бы крышку 46 зарядного средства 40, вынимал бы курительное устройство 10 и курил бы, делая приблизительно такое же самое количество затяжек, которое позволила бы обычная сигарета. После курения потребитель ставил бы курительное устройство 10 обратно в зарядное средство 40 с тем, чтобы курительное устройство 10 могло бы зарядиться для нового курения при его необходимости, выбрасывал бы пустую, свободную от агента вторую часть 30, или вновь наполнял бы ее агентом 33.
В контексте настоящего изобретения курение в обычном смысле связано с выполнением многочисленных затяжек, означающих всасывание/втягивание через конец сигареты, что вызывает, таким образом, унос горячим воздушным потоком и поступление в рот человека определенного количества химических веществ, подобных никотину и вкусовым ароматическим веществам.
В предпочтительном варианте выполнения зарядное средство 40, кроме того, содержит электронную схему 44. Она играет главную роль в регулировании зарядки курительного устройства 10. Зарядное средство 40 предпочтительно способно несколько раз заряжать аккумулятор 21 курительного устройства 10. Вторичная роль зарядного средства 40 - это обеспечивать курительное устройство 10 минимальной энергией для того, чтобы сохранять его действующим в течение длительного периода времени, в то время как курительное устройство 10, конечно, находится в нем. В предпочтительном варианте этот указанный длительный период времени может быть вплоть до 6 месяцев.
Электронная схема 44, кроме того, может хранить запись количества зарядок и вообще данные об использовании, относящиеся к курительному устройству 10. Для того, чтобы воспользоваться указанными данными об использовании, зарядное средство 40, кроме того, содержит интерфейс 45, предусмотренный для контакта между указанной электронной схемой 44 и внешним вычислительным устройством. Этот интерфейс 45 предпочтительно является стандартным интерфейсом, используемым в вычислительной области применения, и в предпочтительном варианте является интерфейсом USB (универсальной последовательной шины). Записанные данные дают возможность анализировать привычки людей к курению или в случае использования агента 33 с лекарственными средствами анализировать результаты и дозы. В дополнительном варианте вычислительное устройство, которое соединено с интерфейсом 45, способно передавать записанные данные к центральной базе данных. В этом случая может быть проведен более общий статистический анализ с использованием данных, переданных к указанной центральной базе данных. Эти анализы могут служить, например, оздоровительным, коммерческим или социологическим целям.
Интерфейс 45, кроме того, может играть роль по обеспечению возможности зарядки аккумулятора 42 зарядного средства 40. Эта зарядка может быть сделана соединением интерфейса 45 с вычислительным устройством и передачей электроэнергии от него или соединением с зарядным устройством переменного или постоянного тока, имеющим соответствующий интерфейс. На рынке имеется несколько таких зарядных устройств, как например, подключаемые к розетке зарядные устройства переменного тока на 110/220 B или автомобильные зарядные устройства постоянного тока на 12B, как раз давая несколько примеров.
На фиг. 3А и 3В показаны дополнительные виды варианта выполнения зарядного средства 40.
На фиг. 3А показан вид сбоку, на котором видны стандартный интерфейс USB 45 и петля 48 для удержания крышки 46. Обозначение WI, видимое на этой фигуре, является предпочтительной шириной зарядного средства 40, которая выбрана таким образом, чтобы зарядное средство 40 могло вмещать соответствующую ячейку 41 и другие части зарядного средства 40.
На фиг. 3В показан вид спереди дополнительного варианта выполнения зарядного средства 40 согласно настоящему изобретению. В этом варианте зарядное средство 40 в состоянии вмещать два курительных устройства 10, имея соответственно два набора ячеек 41 и контактов 43 зарядного устройства. Эта конкретная компоновка могла иметь несколько целей подобно, как быть в состоянии распределять одно и то же зарядное средство 40 между курительной парой, или как в случае, если время зарядки, необходимое зарядному средству 40 для зарядки аккумулятора 21 курительного устройства 10 для нового курения, считается длительным для "заядлых курильщиков". Следуя той же самой концепции возможны также зарядные средства 40, которые в состоянии вмещать другое количество курительных устройств 10. Обозначение HI, также показанное на этой фигуре, выбрано так, чтобы зарядное средство 40 было в состоянии вмещать курительное устройство высотой Н2. Здесь также показан диаметр D2 курительного устройства 10, который непосредственно определяет внутренний диаметр ячейки 41.
В дополнительном варианте выполнения зарядным средством является автомобильное зарядное устройство, которое могло быть встроено в приборный щиток автомобиля и/или могло заменить классические зажигалки, в настоящее время применяемые на почти всех современных автомобилях. Для пользователей автомобилей, которые имеют установленные в настоящее время классические зажигалки, может быть предусмотрен адаптер, который позволяет, с одной стороны, вставлять стандартный штепсель при использовании этих классических зажигалок, а, с другой стороны, соединять с интерфейсом 28 курительного устройства 10.
На фиг. 4 показаны основные структурные блоки электронного устройства управления 23 согласно настоящему изобретению. Оно включает в себя сенсорное устройство электретного типа 24, 8-битовый центральный процессор 65, нагревательное устройство 22, блок регулирования температуры 61, модем с длительностью импульса 62, 12-битовый аналого-цифровой преобразователь 63 и программируемая матрица логических элементов 64.
Система, изображенная на этой фигуре, действует следующим образом:
- в случае отсутствия всасывания/втягивания через курительное устройство 10 система будет находиться в неработающем состоянии или состоянии готовности при энергопотреблении менее 10 мкА;
- как только будет всасывание/втягивание через курительное устройство 10, сенсорное устройство 24 будет воспринимать аналоговый сигнал, который затем будет преобразован в цифровой сигнал 12-битовым аналого-цифровым преобразователем 63. Затем этот цифровой сигнал будет анализирован центральным процессором с помощью модема с длительностью импульса 62, и, если этот сигнал будет отождествляться с образцом, который будет соответствовать фактическому всасыванию/втягиванию и без шума, блок регулирования температуры 61 будет включать нагревательное устройство 22 таким образом, чтобы достигать программированной схемы изменения температуры, подробно описанной в предшествующих абзацах.
Понятно, что на основе вышеописанной конкретной конструкции возможны многочисленные изменения в объеме изобретения, определенном в прилагаемой формуле изобретения.