КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ (ВАРИАНТЫ)
SMOKING ARTICLE (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к курительным изделиям типа сигарет, в частности к курительным изделиям, в которых нагревание курительной смеси происходит без ее горения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При курении обычной сигареты, помимо паров никотина и содержащихся в табаке ароматических веществ, ради которых собственно курильщик и курит, также выделяются токсины и другие вредные элементы, такие как дым и смолы, которые образуются в результате пиролиза или горения табака и которые негативно сказываются на здоровье курильщика и чистоте окружающей среды. Альтернативным способом получения паров никотина и ароматических веществ, вдыхаемых курильщиком, является нагревание табака до температуры ниже температуры горения, когда происходит испарение летучих веществ, в частности низкокипящего никотина, которые в виде аэрозоля вдыхаются курильщиком. Поскольку при этом горения табака не происходит, это позволяет исключить указанные негативные последствия обычного курения.
Так, в US 5038804 (опубл. 13.08.1991) описано курительное изделие типа сигареты с фильтром, при этом курительная смесь, помещенная в воздухопроницаемую обертку, представляет собой гомогенную смесь негорючего - благодаря специальной обработке - табака, частичек горючего вещества (топлива), вещества, выделяющего при нагревании аэрозоль, и ароматических веществ. При курении такой сигареты горит (тлеет) топливо, нагревая другие компоненты смеси, при этом горения табака не происходит, однако вместе с аэрозолем курильщик вдыхает продукты горения топлива, хотя и задержанные в определенной степени фильтром.
Известны различные конструкции курительных изделий типа сигарет, в которых табак или в общем случае курительная смесь нагревается за счет горения изолированного от нее горючего вещества (топлива). Обычно в таких изделиях курительная смесь изолирована от горючего вещества теплопроводящим слоем, при этом физико-химические параметры (характеристики) используемых материалов подобраны таким образом, что при горении горючего вещества курительная смесь нагревается через теплопроводящий слой до температуры, достаточной для испарения вдыхаемых курильщиком летучих веществ курительной смеси, но меньше температуры возгорания курительной смеси. Учитывая данное требование к теплопроводности теплопроводящего слоя, в ряде случаев его называют «теплоизолирующим», как препятствующим возгоранию курительной смеси.
Так, в US 5060667 (опубл. 29.10.1991) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный топливный элемент и трубчатый элемент из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, разделенные цилиндрической теплопроводящей оболочкой. При горении топливного элемента аэрозольобразующий материал нагревается через теплопроводящую оболочку и выделяет пары, вдыхаемые курильщиком через мундштук. Размещение источника тепла внутри нагреваемого материала снижает теплопотери, что важно для подбора материала топливного элемента. Однако при такой конструкции исчезает эффект курения обычной сигареты, когда курильщик видит тлеющий уголек, смещающийся вдоль сигареты по мере курения.
В GB 1185887 (опубл. 25.03.1970) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный трубчатый элемент из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный трубчатый элемент, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. При горении топливного слоя центральный трубчатый элемент нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала, но меньше температуры его возгорания. Образующийся при нагревании аэрозоль попадает во внутреннее пространство центрального трубчатого элемента, связанное с мундштуком, и вдыхается курильщиком. Внутреннее пространство мундштука, при необходимости, может быть заполнено фильтрующим материалом. Поскольку топливный слой изолирован от внутреннего пространства мундштука, продукты горения топливного слоя не попадают в легкие курильщика, однако при такой конструкции процесс горения топливного слоя никак не связан с совершаемыми курильщиком затяжками и определяется только скоростью тления материала топливного слоя.
В US 5327915 (опубл. 12.07.1994) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую двухслойную теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. При горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала, но меньше температуры его возгорания. Образующийся при нагревании аэрозоль вдыхается курильщиком через мундштук. При этом мундштук герметично отделен от топливного слоя разделительным кольцом, имеющим центральное отверстие, примыкающее к торцу центрального стержня. Поскольку топливный слой изолирован от внутреннего пространства мундштука, продукты его горения не попадают в легкие курильщика. Однако при такой конструкции процесс горения топливного слоя никак не связан с совершаемыми курильщиком затяжками и определяется только скоростью тления материала топливного слоя. Это накладывает определенные требования к материалу топливного слоя - способности непрекращающегося тления со скоростью, сравнимой со скоростью горения обычной сигареты.
В US 5611360 (опубл. 18.03.1997) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Особенностью данного устройства является выполнение элементов курительной части из пористых материалов. При этом пористость материала топливного слоя улучшает его способность к возгоранию и тлению за счет возможности проникновения воздуха в зону горения. В одном из вариантов выполнения данного устройства внутреннее пространство мундштука, присоединенного к курительной части, оказывается связанным как с торцом центрального стержня, так и торцом топливного слоя. Такое выполнение обеспечивает при затяжке не только вдыхание аэрозоля, образующегося при нагревании центрального стержня, но и создание разрежения с торца топливного слоя, способствующее интенсификации его горения и создающее дополнительно эффект, подобный курению обычной сигареты. Чтобы продукты горения топливного слоя не попадали в легкие курильщика, внутреннее пространство мундштука заполнено фильтрующим материалом, в частности ацетилцеллюлозой. Однако этот фильтрующий материал создает препятствие для вдыхаемого аэрозоля. Кроме того, фильтрующий материал не задерживает газообразные токсичные продукты горения, например, оксид углерода (угарный газ).
В US 4955397 (опубл. 11.09.1990) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, двухслойную (из бумаги и алюминиевой фольги) цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Внутреннее пространство мундштука, присоединенного к курительной части, связано как с торцом центрального стержня, так и торцом топливного слоя. Такое выполнение обеспечивает при затяжке не только вдыхание аэрозоля, образующегося при нагревании центрального стержня, но и создание разрежения с торца топливного слоя, способствующее интенсификации его горения и создающее дополнительно эффект, подобный курению обычной сигареты. Чтобы продукты горения топливного слоя не попадали в легкие курильщика, внутреннее пространство мундштука заполнено фильтрующим материалом, который имеет центральный канал для беспрепятственного прохода вдыхаемого курильщиком аэрозоля. Однако фильтрующий материал задерживает только продукты горения в виде частиц, а газообразные токсичные продукты горения беспрепятственно проходят через него.
Наиболее близким к настоящему изобретению является курительное изделие, описанное в международной заявке WO 2012/016795 (опубл. 09.02.2012). Оно так же, как и выше описанные, состоит из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Особенностью данного устройства является выполнение размещенного в мундштуке фильтра, имеющего меньшую плотность в части, примыкающей к торцу центрального стержня, чем в части, примыкающей к топливному слою. В этом случае во время затяжки образуется два воздушных потока: через центральный стержень - вдыхаемый курильщиком аэрозоль, и через топливный слой - воздушный поток для интенсификации горения топливного слоя и создания эффекта курения обычной сигареты. При этом благодаря указанной конструктивной особенности выполнения фильтра для вдыхаемого аэрозоля создается меньшее сопротивление, чем для воздушного потока, проходящего через топливный слой.
Однако куря такое изделие, курильщик, помимо аэрозоля, вдыхает и воздушный поток, проходящий через топливный слой и соответственно несущий продукты горения топливного слоя. Частично продукты горения задерживаются той частью фильтра, которая примыкает к торцу топливного слоя. Для более эффективной очистки в такой технической системе требуется увеличивать плотность фильтра, однако это существенно уменьшает объем проходящего во время затяжки через топливный слой воздуха, необходимого для интенсификации его горения. Кроме того, увеличение плотности фильтра не обеспечит очистки вдыхаемого курильщиком воздушного потока от газообразных токсичных продуктов горения.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание курительного устройства, в котором обеспечивался бы достаточный для интенсификации горения топливного слоя объем воздуха, проходящего через него во время затяжки, и при этом полностью исключалось бы попадание продуктов горения топливного слоя во вдыхаемый курильщиком поток воздуха.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявляется группа изобретений (варианты), образующих единый изобретательский замысел.
Одним вариантом изобретения является курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука, при этом курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Параметры тепловыделения при горении топливного слоя и параметры теплопередачи теплопроводящей оболочки выбраны из условия, что при горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала центрального стержня и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но меньше температуры его возгорания.
Особенностью курительного изделия является то, что мундштук внутри имеет цилиндрическую втулку, разделяющую внутреннее пространство мундштука на центральный канал, примыкающий к торцу центрального стержня, и кольцевой канал, примыкающий к торцу топливного слоя и в котором установлена разделяющая перегородка в виде кольца. Разделяющая перегородка установлена с возможностью перемещения в сторону открытой части мундштука за счет разрежения, создаваемого во время затяжки курильщиком, и обратного перемещения в сторону торца топливного слоя после прекращения затяжки за счет упругого элемента, связанного с перегородкой и запасающего потенциальную энергию во время затяжки.
Благодаря цилиндрической втулке, установленной указанным образом внутри мундштука, в его внутреннем пространстве образован примыкающий к торцу центрального стержня центральный канал, через который курильщик вдыхает при затяжке аэрозоль, образующийся при нагревании центрального стержня курительной части за счет тепла, выделяющегося при горении топливного слоя. Кроме того, цилиндрическая втулка образует вместе с внешней оболочкой курительного изделия кольцевой канал, примыкающий к торцу топливного слоя, через который появляется возможность создания разрежения во время затяжки. При этом разделяющая перегородка образует некую примыкающую к торцу топливного слоя изолированную область, объем которой может меняться за счет подвижности этой перегородки. Во время затяжки перегородка сдвигается в сторону открытой части мундштука, создавая тем самым разрежение в упомянутой изолированной области и затягивая порцию окружающего воздуха через топливный слой. Это приводит к интенсификации горения топливного слоя, как это происходит при курении обычной сигареты. После прекращения затяжки перегородка возвращается в исходное положение под действием упругого элемента, высвобождающего запасенную во время затяжки потенциальную энергию. При этом перегородка препятствует попаданию в дыхательные пути курильщика продуктов горения топливного слоя.
В частном случае упругий элемент может быть выполнен в виде пружины растяжения, установленной между торцом топливного слоя и перегородкой и соединенной с торцом топливного слоя и перегородкой. При этом может быть использована цилиндрическая пружина, а для удобства ее соединения с торцом топливного слоя может быть использовано монтажное кольцо с отверстиями. Во время затяжки перегородка смещается в сторону открытой части мундштука, создавая требуемое разрежение для интенсификации горения топливного слоя и растягивая пружину. После прекращения затяжки пружина возвращает перегородку в исходное состояние.
В другом частном случае упругий элемент может быть выполнен в виде пружины сжатия, установленной между перегородкой и опорным элементом, выполненным в открытой части кольцевого канала мундштука. Также может быть использована цилиндрическая пружина, однако в данном случае специального соединения пружины ни с перегородкой, ни с опорным элементом не требуется.
Упомянутый опорный элемент может быть выполнен, например, в виде кольца с отверстиями или в виде кольца из сетки, что обеспечивает прохождение воздуха во время затяжки.
Дополнительно, с целью придания прочности всей конструкции, курительная часть и мундштук могут быть соединены посредством обечайки, охватывающей примыкающую к мундштуку курительную часть.
Также центральный канал во внутреннем пространстве мундштука, образованный цилиндрической втулкой, может быть заполнен фильтрующим материалом, препятствующим попаданию частичек материала центрального стержня в дыхательные пути курильщика.
Другим вариантом изобретения является курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука, при этом курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Параметры тепловыделения при горении топливного слоя и параметры теплопередачи теплопроводящей оболочки выбраны из условия, что при горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала центрального стержня и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но меньше температуры его возгорания.
Особенность курительного изделия является то, что в части мундштука, примыкающей к курительной части, размещен двустенный цилиндрический элемент с открытым и закрытым кольцевыми торцами, причем открытый кольцевой торец присоединен к торцу топливного слоя, а закрытый кольцевой торец обращен к открытой части мундштука. При этом боковые стенки двустенного цилиндрического элемента выполнены в виде упругой гофры, упругие свойства которой обеспечивают перемещение закрытого кольцевого торца двустенного цилиндрического элемента в сторону открытой части мундштука за счет разрежения, создаваемого во время затяжки курильщиком, и обратного перемещения в сторону торца топливного слоя после прекращения затяжки.
Двустенный цилиндрический элемент с гофрированными боковыми стенками, установленный указанным образом внутри мундштука, образует примыкающую к торцу топливного слоя кольцевую полость, открытую со стороны топливного слоя и закрытую с противоположной стороны. Причем объем этой полости может меняться за счет того, что стенки двустенного цилиндрического элемента выполнены в виде упругой гофры. При этом во время затяжки упругая гофра растягивается, объем полости увеличивается, создавая разрежение со стороны торца топливного слоя, что ведет, как и в первом варианте изобретения, к засасыванию порции окружающего воздуха через топливный слой и интенсификации его горения. При этом закрытый кольцевой торец двустенного цилиндрического элемента препятствует попаданию в дыхательные пути курильщика продуктов горения топливного слоя. После прекращения затяжки упругая гофра возвращается в исходное состояние под действием запасенной во время затяжки потенциальной энергии. Двустенный цилиндрический элемент кроме описанной кольцевой полости образует центральный канал во внутреннем пространстве мундштука, примыкающий к торцу центрального стержня курительной части и через который курильщик вдыхает при затяжке аэрозоль, образующийся при нагревании центрально стержня за счет тепла, выделяющегося при горении топливного слоя.
В частном случае открытый кольцевой торец двустенного цилиндрического элемента может быть присоединен к торцу топливного слоя через монтажное кольцо с отверстиями.
Дополнительно, с целью придания прочности всей конструкции, курительная часть и мундштук могут быть соединены посредством обечайки, охватывающей примыкающую к мундштуку курительную часть.
Также открытая часть мундштука может быть заполнена фильтрующим материалом, препятствующим попаданию частичек материала центрального стержня в дыхательные пути курильщика.
Третьим вариантом изобретения является курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука, при этом курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Параметры тепловыделения при горении топливного слоя и параметры теплопередачи теплопроводящей оболочки выбраны из условия, что при горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала центрального стержня и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но меньше температуры его возгорания.
Особенностью курительного изделия является то, что в части мундштука, примыкающей к курительной части, образована кольцевая полость, разделенная перегородкой на область, примыкающую к торцу топливного слоя, и область, связанную с остальным внутренним пространством мундштука. При этом упомянутая перегородка выполнена с возможностью выгибания за счет разрежения, создаваемого во внутреннем пространстве мундштука во время затяжки курильщиком, и обратного выгибания после прекращения затяжки за счет упругоэластичных свойств материала перегородки, увеличивая и уменьшая объем области, примыкающей к торцу топливного слоя, соответственно.
Как и в двух вышеописанных вариантах, в части мундштука, примыкающей к курительной части, образована кольцевая полость, примыкающая к торцу топливного слоя и объем которой может меняться во время затяжки. Изменение объема происходит за счет выгибания перегородки, выполненной из материала, обладающего упругоэластичными свойствами. За счет разрежения, создаваемого во внутреннем пространстве мундштука во время затяжки, перегородка выгибается, увеличивая объем упомянутой кольцевой полости. После прекращения затяжки перегородка возвращается в исходное состояние за счет указанных свойств материала, из которого она изготовлена. Это приводит, как и в других вариантах изобретения, к затягиванию порции окружающего воздуха через топливный слой и интенсификации его горения. При этом перегородка препятствует попаданию в дыхательные пути курильщика продуктов горения топливного слоя, но не мешает вдыхать аэрозоль, образующийся при нагревании центрального стержня курительной части за счет тепла, выделяющегося при горении топливного слоя.
В частности, перегородка может быть выполнена из крепированной бумаги, обладающей указанными упругоэластичными свойствами.
В частном случае перегородка может быть выполнена в виде кольца, имеющего форму конической поверхности. Кольцо может быть ориентировано основанием конуса в направлении торца топливного слоя, при этом боковая поверхность конуса выполнена вогнутой, или кольцо может быть ориентировано основанием конуса в противоположном направлении от торца топливного слоя, при этом боковая поверхность конуса выполнена выпуклой.
В другом частном случае перегородка может быть выполнена бочкообразной формы. При этом в мундштуке может быть дополнительно осесимметрично установлен пружинящий элемент в форме китайского фонарика, боковая поверхность которого в свободном состоянии имеет бочкообразную форму и подпирает перегородку, а во время затяжки способна приобретать по существу цилиндрическую форму под воздействием выгибающейся перегородки.
Дополнительно, с целью придания прочности всей конструкции, курительная часть и мундштук могут быть соединены посредством обечайки, охватывающей примыкающую к мундштуку курительную часть.
Также открытая часть мундштука может быть заполнена фильтрующим материалом, препятствующим попаданию частичек материала центрального стержня в дыхательные пути курильщика.
Заявляемая группа изобретений образует единый изобретательский замысел, заключающийся в том, что во всех случаях внутри мундштука формируют примыкающую к торцу топливного слоя замкнутую полость с изменяемым объемом - увеличивающимся во время затяжки и возвращающимся в исходное состояние за счет запасенной во время затяжки потенциальной энергии упругого элемента. Во всех трех вариантах реализуется один и тот же описанный технический прием.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение поясняется следующими графическими материалами:
На Фиг. 1 - Фиг. 4 представлен пример выполнения курительного изделия, известного из уровня техники, при этом на Фиг. 1 показан его общий вид в осевом сечении, на Фиг. 2 - фрагмент изделия в области соединения курительной части и мундштука, на Фиг. 3 - поперечное сечение курительной части, а на Фиг. 4 - поперечное сечение мундштука.
На Фиг. 5 представлен один пример выполнения курительного изделия в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.
На Фиг. 6 представлен другой пример выполнения курительного изделия в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.
На Фиг. 7 - Фиг. 9 представлены примеры выполнения опорного элемента, установленного в открытой части мундштука курительного изделия, пример выполнения которого показан на Фиг. 6. При этом на Фиг. 7 показан пример выполнения опорного элемента в виде диска с проходными отверстиями в форме кольцевого сектора, на Фиг. 8 - пример выполнения опорного элемента в виде диска с круглыми проходными отверстиями, а на Фиг. 9 - пример выполнения опорного элемента в виде сетчатого диска.
На Фиг. 10 представлен пример выполнения курительного изделия в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения.
На Фиг. 11 представлен пример выполнения двустенного цилиндрического элемента, установленного в курительном изделии, показанном на Фиг. 10.
На Фиг. 12 представлен один пример выполнения курительного изделия в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения.
На Фиг. 13 представлен другой пример выполнения курительного изделия в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения.
На Фиг. 14 представлен другой пример выполнения курительного изделия в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения, в котором дополнительно установлен пружинный элемент в виде китайского фонарика.
На Фиг. 15 и Фиг. 16 представлен пример выполнения пружинного элемента в виде китайского фонарика, при этом на Фиг. 15 пружинный элемент показан в растянутом в осевом направлении состоянии, а на Фиг. 16 - в сжатом в осевом направлении состоянии.
На Фиг. 17 представлен пример выполнения курительного изделия в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения, в котором дополнительно установлен пружинный элемент в виде китайского фонарика.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как показано на Фиг. 1 - Фиг. 4, основными элементами известных из уровня техники курительных изделий 1, в которых табак или в общем случае - курительная смесь нагревается за счет горения изолированного от нее горючего вещества (топлива), являются курительная часть 2 и мундштук 3. При этом курительная часть 2 включает центральный стержень 4 из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку 5, окружающую центральный стержень 4, и топливный слой 6 снаружи теплопроводящей оболочки 5. Снаружи курительная часть 2 обернута воздухопроницаемой оболочкой 7, например обычной сигаретной бумагой. Мундштук 3 обернут воздухонепроницаемой оболочкой 8 и имеет центральный канал 9, примыкающий к торцу центрального стержня 4 и через который аэрозоль попадает в дыхательные пути курильщика. Также внутреннее пространство мундштука 3 связано с торцом топливного слоя 6, через который при затяжке затягивается порция воздуха, обеспечивающая интенсификацию горения топливного слоя 6. Внутри мундштук может быть заполнен фильтрующим материалом, предназначенным как для фильтрации вдыхаемого аэрозоля, так и для фильтрации продуктов горения топливного слоя 6. На Фиг. 2 и Фиг. 4 показан пример, когда центральный канал 9 свободен, а в мундштуке 3 установлен фильтрующий материал в форме кольца 10 только для фильтрации продуктов горения топливного слоя 6.
В качестве материала центрального стержня 4 может быть использован, например, резаный табак или восстановленный табак с добавкой глицерина, пропилен гликоля или других источников аэрозоля (примеры раскрыты в патентах US 3258015, US 4924886, US 4955397, US 5327915, US 5611360, заявке WO 2012/016795). Также могут быть использованы экструдированные заменители табака (примеры раскрыты в патенте US 5611360), экстракт табака или никотинсодержащие композиции (примеры раскрыты в патентах US 3356094; US 4924886).
Для изготовления топливного слоя 6 могут быть использованы, например, следующие материалы: табак (US 3258015; US 3356094; US 4924886; WO 2012/016795); уголь или углесодержащие материалы (см. US 4771795; US 4955397; US 5327915; US 5611360); горючие добавки и модификаторы горения (US 4771795; US 5611360).
Для изготовления теплопроводящей оболочки 5 могут быть использованы, например, следующие материалы: медь или алюминий (US 3258015; US 4924886); алюминиевая фольга или бумага ламинированная алюминием (US 4955397); неорганические соли (например, сульфат или карбонат магния, бикарбонат натрия или калия) с добавкой пластификатора (например, оксида магния, каолина или коллоидного кремнезема), как предложено в US 3356094 и US 4924886; стекловолокно (US 4771795); тригидрат алюминия или графитовая вата (US 5327915); негорючая воздухонепроницаемая бумага (WO 2012/016795).
Указанные материалы подбирают таким образом, чтобы температура нагрева центрального стержня 4 составила (в зависимости от состава курительной смеси) не более 180-230°С, которой достаточно для испарения материала центрального стержня 4 и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но недостаточно для его возгорания.
Указанные материалы, а также другие материалы, пригодные для использования в таком качестве, как это известно специалистам в данной области техники, могут быть использованы для изготовления курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением.
Пример выполнения курительного изделия в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения представлен на Фиг. 5. Здесь, так же как на Фиг. 2 и последующих чертежах, на которых представлены примеры выполнения курительного изделия в продольном сечении, изображен в увеличенном масштабе фрагмент устройства в области соединения курительной части 2 и мундштука 3, раскрывающий особенности выполнения курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением. Мундштук 3 внутри имеет цилиндрическую втулку 11, разделяющую внутреннее пространство мундштука 3 на центральный канал 12, примыкающий к торцу центрального стержня 4, и кольцевой канал 13 между наружной поверхностью втулки 11 и оболочкой 7, примыкающий к торцу топливного слоя 6. В данном примере показано, что в качестве втулки 11 может служить продолжение теплопроводящей оболочки 5. В кольцевом канале 13 установлена разделяющая перегородка 14 в виде кольца, а между перегородкой 14 и торцом топливного слоя 6 установлена цилиндрическая пружина 15, в качестве которой используют пружину растяжения. С одной стороны пружина 15 крепится к перегородке 14, а с другой - к монтажному кольцу 16 с отверстиями 17, примыкающему к торцу топливного слоя 6. Специалисту понятно, что возможны иные конструктивные решения закрепления пружины 15.
При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик через канал 12 вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 18. Одновременно с этим в кольцевом канале 13 со стороны открытой части мундштука 3 создается разрежение (показано стрелками 19), благодаря которому перегородка 14 начинает перемещаться в сторону открытой части мундштука 3. Перемещение перегородки 14 вызывает разрежение в замкнутом пространстве между перегородкой 14 и торцом топливного слоя 4, что в свою очередь ведет к образованию воздушного потока через топливный слой 4 (показано стрелками 20), интенсифицирующего процесс его горения. После прекращения затяжки разрежение с открытой стороны перегородки 14 исчезает и она возвращается в исходное состояние под действием пружины 15, которая была растянута во время затяжки. Таким образом, во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6, а за счет того, что требуемое для этого разрежение с торца топливного слоя 6 создается в изолированной области между торцом топливного слоя 6 и перегородкой 14, исключается попадание продуктов горения топливного слоя 6 во вдыхаемый курильщиком поток воздуха.
Другой пример выполнения курительного изделия в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения представлен на Фиг. 6. Так же, как и в примере, проиллюстрированном Фиг. 5, мундштук 3 внутри имеет цилиндрическую втулку 21, разделяющую внутреннее пространство мундштука 3 на центральный канал 22, примыкающий к торцу центрального стержня 4, и кольцевой канал 23 между наружной поверхностью втулки 21 и оболочкой 7, примыкающий к торцу топливного слоя 6. В качестве втулки 21 может служить продолжение теплопроводящей оболочки 5. В кольцевом канале 23 установлена разделяющая перегородка 24 в виде кольца. Также в кольцевом канале 23 установлена цилиндрическая пружина 25. Однако в отличие от примера, проиллюстрированного Фиг. 5, пружина 25 установлена с противоположной относительно перегородки 24 стороны, то есть между перегородкой 24 и открытой частью мундштука 3, а в качестве пружины 25 использована пружина сжатия. Один конец пружины 25 упирается в перегородку 24, а другой - в опорный элемент, выполненный, например, в виде кольца 31, закрепленного в открытой части кольцевого канала 23 мундштука 3. В частности, опорный элемент может быть выполнен в виде кольца 31, перекрывающего кольцевой канал 23 и имеющего отверстия для прохода воздуха, как это показано на Фиг. 7 (кольцо 31 с отверстиями 32 в форме кольцевого сектора) или Фиг. 8 (кольцо 31 с отверстиями 33 в форме круга). Другим примером выполнения опорного элемента 31 может быть кольцо из сетки 34, как это показано на Фиг. 9. Специалисту понятно, что возможны иные конструктивные решения опорного элемента 31, например, в виде диска из сетки, перекрывающего полностью поперечное сечение мундштука 3.
При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик через канал 22 вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 28. Одновременно с этим в кольцевом канале 23 со стороны открытой части мундштука 3 создается разрежение (показано стрелками 29), благодаря которому перегородка 24 начинает перемещаться в сторону открытой части мундштука 3. Перемещение перегородки 24 вызывает разрежение в замкнутом пространстве между перегородкой 24 и торцом топливного слоя 6, что в свою очередь ведет к образованию воздушного потока через топливный слой 4 (показано стрелками 30), интенсифицирующего процесс его горения. После прекращения затяжки разрежение с открытой стороны перегородки 24 исчезает и она возвращается в исходное состояние под действием пружины 25, которая была сжата во время затяжки. Таким образом, результат достигается точно такой же, как и вышеописанном примере (см. Фиг. 5): во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6 и исключается попадание продуктов его горения в дыхательные пути курильщика.
Пример выполнения курительного изделия в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения представлен на Фиг. 10. В части мундштука 3, примыкающей к курительной части 2, размещен двустенный цилиндрический элемент 41, у которого боковые стенки - внешняя 42 и внутренняя 43 (см. Фиг. 11) - выполнены в виде упругой гофры. Цилиндрический элемент 41 имеет открытый кольцевой торец, к которому для удобства монтажа присоединено кольцо 44 с отверстиями 45, и закрытый торец в виде сплошного кольца 46 с центральным отверстием 47. Описанный двустенный цилиндрический элемент 41 образует кольцевую полость, объем которой может меняться за счет осевого сжатия-растяжения гофрированных стенок 42, 43. Двустенный цилиндрический элемент 41 открытым кольцевым торцом присоединен посредством кольца 44 к торцу топливного слоя 6, а закрытый кольцевой торец обращен к открытой части мундштука 3, в котором при необходимости может быть дополнительно размещен фильтрующий материал - фильтр 48, препятствующий, помимо выполнения основной своей функции сминанию мундштука 3. Также на Фиг. 10 показан пример соединения курительной части 2 и мундштука 3 посредством обечайки 49, охватывающей примыкающую к мундштуку 3 курительную часть 2, что повышает конструктивную прочность изделия 1. Этот прием может быть использован и в вышеописанных примерах выполнения курительного изделия. Специалисту понятно, что возможны иные конструктивные решения фильтра, размещаемого в мундштуке 3, и соединения его с курительной частью 2.
При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4 и свободно проходящий по центральному каналу, образованному внутренней боковой стенкой 43 двустенного цилиндрического элемента 41. Одновременно с этим за счет разрежения, создаваемого во время затяжки, происходит перемещение закрытого кольцевого торца (кольца 46) двустенного цилиндрического элемента 41 в сторону открытой части мундштука 3. Двустенный цилиндрический элемент 41 при этом растягивается, создавая разрежение внутри своей кольцевой полости, что приводит к уже описанному выше эффекту - образованию воздушного потока, интенсифицирующего процесс горения топливного слоя 6. После прекращения затяжки разрежение гофрированных боковых стенок 42, 43 прекращается и они возвращаются в исходное состояние благодаря своим упругим свойствам. Таким образом, результат достигается точно такой же, как и вышеописанных примерах (см. Фиг. 5, Фиг. 6): во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6 и исключается попадание продуктов его горения в дыхательные пути курильщика. Двустенный цилиндрический элемент 41 может быть изготовлен из обладающей достаточной упругостью бумаги или тонкого пластика.
Один из примеров выполнения курительного изделия в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения представлен на Фиг. 12. Таке, как и в примерах, проиллюстрированных Фиг. 5 и Фиг. 6, мундштук 3 внутри имеет цилиндрическую втулку 51 (например, как продолжение теплопроводящей оболочки 5), разделяющую внутреннее пространство мундштука 3 на центральный канал 52, примыкающий к торцу центрального стержня 4, и кольцевой канал 53 между наружной поверхностью втулки 51 и оболочкой 7, примыкающий к торцу топливного слоя 6. Кольцевой канал 53 разделен гибкой перегородкой 54, изготовленной из материала, обладающего упругоэластичными свойствами. Перегородка 54 выполнена в виде кольца, имеющего форму конической поверхности, при этом кольцо ориентировано основанием конуса в направлении торца топливного слоя 6, а боковая поверхность конуса выполнена вогнутой. Такая форма перегородки 54 обеспечивает образование замкнутой кольцевой области 55, примыкающей к торцу топливного слоя 6.
При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4 и свободно проходящий по центральному каналу 52. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 58. Одновременно с этим в кольцевом канале 53 со стороны открытой части мундштука 3 создается разрежение (показано стрелками 59), благодаря которому перегородка 54 начинает выгибаться в сторону открытой части мундштука 3 и принимает положение, показанное пунктирной линией 56. Это приводит к уже описанному эффекту - созданию разрежения внутри кольцевой области 55 и образованию воздушного потока, интенсифицирующего процесс горения топливного слоя 6. После прекращения затяжки перегородка 54 за счет своих упругоэластичных свойств возвращается в исходное состояние. Таким образом, результат достигается точно такой же, как и во всех вышеописанных примерах: во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6 и исключается попадание продуктов его горения в дыхательные пути курильщика. Перегородка 54 может быть выполнена из крепированной бумаги или тонкой пластиковой или латексной пленки.
Другой пример выполнения курительного изделия в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения представлен на Фиг. 13. Так же, как и в примере, проиллюстрированном Фиг. 12, мундштук 3 внутри имеет цилиндрическую втулку 61 (например, как продолжение теплопроводящей оболочки 5), разделяющую внутреннее пространство мундштука 3 на центральный канал 62, примыкающий к торцу центрального стержня 4, и кольцевой канал 63 между наружной поверхностью втулки 61 и оболочкой 7, примыкающий к торцу топливного слоя 6. Кольцевой канал 63 разделен гибкой перегородкой 64, изготовленной из материала, обладающего упругоэластичными свойствами. Перегородка 64 выполнена в виде кольца, имеющего форму конической поверхности, при этом кольцо ориентировано основанием конуса в противоположном направлении от торца топливного слоя 6, а боковая поверхность конуса выполнена выпуклой. Такая форма перегородки 64 обеспечивает образование замкнутой кольцевой области 65, примыкающей к торцу топливного слоя 6. Для более эффективного воздействия на перегородку 64 во время затяжки во втулке 61 в области перегородки 64 могут быть дополнительно выполнены одно или несколько отверстий 67. Со стороны открытой части мундштук 3 может быть заполнен фильтрующим материалом, например фильтром 70.
При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4 и свободно проходящий по центральному каналу 62. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 68. Одновременно с этим в кольцевом канале 63 создается разрежение (показано стрелками 69), благодаря которому перегородка 64 начинает выгибаться в сторону открытой части мундштука 3 и принимает положение, показанное пунктирной линией 66. Это приводит к уже описанному эффекту - созданию разрежения внутри кольцевой области 65 и образованию воздушного потока, интенсифицирующего процесс горения топливного слоя 6. После прекращения затяжки перегородка 64 за счет своих упругоэластичных свойств возвращается в исходное состояние. Таким образом, результат достигается точно такой же, как и во всех вышеописанных примерах: во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6 и исключается попадание продуктов его горения в дыхательные пути курильщика.
Еще один пример выполнения курительного изделия в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения представлен на Фиг. 14. Так же, как и в примере, проиллюстрированном Фиг. 12, мундштук 3 внутри имеет цилиндрическую втулку 71 (например, как продолжение теплопроводящей оболочки 5), разделяющую внутреннее пространство мундштука 3 на центральный канал 72, примыкающий к торцу центрального стержня 4, и кольцевой канал 73 между наружной поверхностью втулки 71 и оболочкой 7, примыкающий к торцу топливного слоя 6. Кольцевой канал 73 разделен гибкой перегородкой 74, изготовленной из материала, обладающего упругоэластичными свойствами и имеющей бочкообразную форму. Такая форма перегородки 74 вместе с фильтром 76 обеспечивает образование замкнутой кольцевой области 75, примыкающей к торцу топливного слоя 6. Для воздействия на перегородку 74 во время затяжки во втулке 71 в области перегородки 74 выполнены одно или несколько отверстий 77.
При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4 и свободно проходящий по центральному каналу 72. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 78. Одновременно с этим создается разрежение (показано стрелками 79), благодаря которому бочкообразная перегородка 74 начинает выгибаться в сторону втулки 71, стремясь к цилиндрической форме. Это приводит к уже описанному эффекту - созданию разрежения внутри кольцевой области 75 и образованию воздушного потока, интенсифицирующего процесс горения топливного слоя 4. После прекращения затяжки перегородка 74 за счет своих упругоэластичных свойств возвращается в исходное состояние. Таким образом, результат достигается точно такой же, как и во всех вышеописанных примерах: во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6 и исключается попадание продуктов его горения в дыхательные пути курильщика.
Дополнительно, чтобы способствовать возвращению перегородки 74 после затяжки в исходное бочкообразное состояние, может быть установлен пружинящий элемент 80 в форме китайского фонарика, боковая поверхность которого в свободном состоянии имеет бочкообразную форму и подпирает перегородку 74, а во время затяжки способна приобретать, по существу, цилиндрическую форму под воздействием выгибающейся перегородки 74. Более детально конструкция такого пружинящего элемента 80 показана на Фиг. 15 и Фиг. 16, соответственно, в растянутом в осевом направлении состоянии и в сжатом в осевом направлении состоянии. Пружинящий элемент 80 выполнен в виде цилиндра 81, имеющего продольные прорези 82 в боковой поверхности, формирующие аркообразные лепестки 83, выгибающиеся радиально. Пружинящий элемент 80 изготавливается из упругого материала (например, из бумаги или тонкого пластика) и имеет исходную форму, представленную на Фиг. 16. Во время затяжки пружинящий элемент 80 под действием перегородки 74 принимает состояние, показанное на Фиг. 15, а после прекращения затяжки благодаря упругости материала возвращается в исходное состояние, подталкивая перегородку 74 в ее исходное состояние.
Еще один пример выполнения курительного изделия в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения, в которой дополнительно установлен пружинный элемент в виде китайского фонарика, представлен на Фиг. 17. В части мундштука 3, примыкающей к курительной части 2, установлена гибкая перегородка 64, выполненная в виде кольца, имеющего форму конической поверхности, при этом кольцо ориентировано основанием конуса в противоположном направлении от торца топливного слоя 6, а боковая поверхность конуса выполнена выпуклой. Такая форма перегородки 64 обеспечивает образование замкнутой кольцевой области 65, примыкающей к торцу топливного слоя 6. В противоположной части мундштук 3 содержит фильтр 70 в виде цилиндра с центральным каналом 62. Курительная часть 2 и мундштук 3 соединены с помощью обечайки 49, частично охватывающей курительную часть 2 и фильтр 70 мундштука 3. Внутри мундштука 3 между курительной частью 2 и фильтром 70 свободно установлен пружинный элемент 80.
Процессы, происходящие в данном курительном изделии во время затяжки и после нее, аналогичны описанным выше. Во время затяжки курильщик вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4 и свободно проходящий по центральному каналу 62. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 68. Одновременно с этим внутри мундштука 3 создается разрежение, благодаря которому перегородка 64 начинает выгибаться в радиальном направлении к оси устройства, что приводит к созданию разрежения внутри кольцевой области 65 и образованию воздушного потока, интенсифицирующего процесс горения топливного слоя 6. После прекращения затяжки перегородка 64 за счет своих упругоэластичных свойств и подталкиваемая пружинным элементом 80 возвращается в исходное состояние. Таким образом, результат достигается точно такой же, как и во всех вышеописанных примерах.