НЕГОРЮЧЕЕ КУРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ
NON-COMBUSTIBLE SMOKING DEVICE AND ITS ELEMENTS

Настоящее изобретение относится в целом к негорючему курительному устройству.
Электронные устройства для вейпинга используются для испарения испаряемого состава с образованием пара. Эти электронные устройства для вейпинга могут именоваться устройствами для е-вейпинга. Устройства для е-вейпинга содержат нагреватель, который испаряет испаряемый состав для образования пара. Устройство для е-вейпинга может содержать несколько элементов для е-вейпинга, в том числе источник питания, картридж или емкость для е-вейпинга, содержащую нагреватель и резервуар, способный хранить испаряемый состав.
По меньшей мере один пример варианта осуществления настоящего изобретения относится к негорючему курительному устройству. Негорючее курительное устройство может иметь нагреватель, который нагревает испаряемый состав и способен подавать тепло на табачный элемент, который принимает пар. Более конкретно, негорючее курительное устройство согласно примерам вариантов осуществления воздействует паром на табачный элемент и/или воздействует испаряемым составом на табачный элемент.
По меньшей мере в одном примере варианта осуществления раскрыт негорючий курительный элемент, содержащий элемент в виде резервуара для испаряемого состава, выполненный с возможностью размещения материала испаряемого состава; элемент для нагрева испаряемого состава, соединенный с элементом в виде резервуара для испаряемого состава и выполненный с возможностью нагрева по меньшей мере части материала испаряемого состава с образованием пара и подающий этот пар в канал; элемент для нагрева табака, выполненный с возможностью нагрева по меньшей мере части табака и генерирования аромата; и емкость для табака, выполненную с возможностью размещения табака и подающую аромат в указанный канал.
В примере варианта осуществления элемент для нагрева табака содержит множество нагревателей в емкости для табака.
В примере варианта осуществления указанный канал проходит через емкость для табака.
В примере варианта осуществления указанное множество нагревателей расположено раньше по ходу потока относительно элемента для нагрева испаряемого состава.
В примере варианта осуществления табак расположен таким образом, что аромат доставляется в пар через указанный канал в результате действий совершеннолетнего вейпера на негорючем курительном элементе.
В примере варианта осуществления указанное множество нагревателей расположено вне указанного канала, а элемент для нагрева испаряемого состава расположен в указанном канале.
В примере варианта осуществления емкость для табака содержит внешний корпус, проходящий в продольном направлении, и внутреннюю трубку, расположенную во внешнем корпусе и проходящую в продольном направлении, так что пространство между внешним корпусом и внутренней трубкой образует пространство для размещения табака.
В примере варианта осуществления элемент для нагрева табака представляет собой катушку и проходит вокруг внутренней трубки.
В примере варианта осуществления элемент для нагрева табака проходит вокруг внутренней трубки на расстоянии от приблизительно 1 до приблизительно 2 миллиметров.
В примере варианта осуществления емкость для табака содержит соединительную часть, расположенную на первом конце емкости для табака и содержащую по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие для воздуха, предназначенное для подачи воздуха в пространство между внешним корпусом и внутренней трубкой.
В примере варианта осуществления соединительная деталь содержит второе впускное воздушное отверстие для воздуха, предназначенное для подачи воздуха внутрь внутренней трубки.
В примере варианта осуществления емкость для табака содержит одно из следующего: низкоэффективный ацетилцеллюлозный (cellulose acetate, CA) фильтр, стекловолкооволоконный фильтр, сетчатый экран и силиконовую прокладку, расположенные на втором конце емкости для табака.
В примере варианта осуществления элемент для нагрева табака контактирует с табаком.
В примере варианта осуществления элемент в виде резервуара для испаряемого состава и емкость для табака являются съемными.
В примере варианта осуществления табак представляет собой табачный растительный материал в любой форме.
В примере варианта осуществления элемент для нагрева табака расположен раньше по ходу потока относительно элемента для нагрева испаряемого состава.
В примере варианта осуществления элемент для нагрева табака расположен дальше по ходу потока относительно элемента для нагрева испаряемого состава.
Вышеупомянутые и другие признаки и преимущества примеров вариантов осуществления станут более понятны из подробного описании примеров вариантов осуществления со ссылками на сопроводительные графические материалы. Сопроводительные графические материалы предназначены для иллюстрации примеров вариантов осуществления и не должны интерпретироваться как ограничивающие предполагаемый объем формулы изобретения. Сопроводительные графические материалы не должны рассматриваться как изображенные в масштабе, если это не указано явным образом.
На фиг. 1 показан вид в поперечном сечении негорючего курительного устройства, содержащего табачный элемент, согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 2А показан вид вставки на мундштучном конце, предназначенной для использования с негорючим курительным устройством по фиг. 1, согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 2В показан вид в поперечном сечении по линии В-В вставки на мундштучном конце по фиг. 2А согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении варианта осуществления, в котором негорючее курительное устройство содержит устройство для отклонения воздушного потока, согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 4 показан увеличенный вид устройства для отклонения воздушного потока в негорючем курительном устройстве по фиг. 3 согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 5 показан вид в поперечном сечении варианта осуществления, в котором негорючее курительное устройство содержит устройство для отклонения воздушного потока, согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 6 показан вид в поперечном сечении по линии А-А негорючего курительного устройства по фиг. 6 согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 7 показан вид в поперечном сечении варианта осуществления, в котором негорючее курительное устройство содержит устройство для отклонения воздушного потока, согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 8 показан вид в поперечном сечении негорючего курительного устройства, дополнительно содержащего гильзу в сборе, согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 9 показан вид в поперечном сечении второго варианта осуществления вставки на мундштучном конце для использования с негорючим курительным устройством согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 10 показан вид в разобранном состоянии вставки на мундштучном конце по фиг. 9 согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 11А-11В показаны примеры вариантов осуществления негорючего курительного устройства, содержащего табачный элемент;
на фиг. 12 показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства;
на фиг. 13А-13В показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства, содержащего табачный элемент;
на фиг. 14А-14В показан пример варианта осуществления резервуара для подачи испаряемого состава;
на фиг. 15А-15В показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства, имеющего множество нагревателей;
на фиг. 16 показан вид сверху катушечного нагревателя, показанного на фиг. 15А;
на фиг. 17 показан вид сверху катодного участка, показанного на фиг. 15А;
на фиг. 18 показана емкость для табака, предназначенная для негорючего курительного устройства согласно примеру варианта осуществления;
на фиг. 19 показан еще один пример варианта осуществления негорючего курительного устройства, имеющего множество нагревателей;
на фиг. 20 показана емкость с откидной крышкой для негорючего курительного устройства согласно примеру варианта осуществления; и
на фиг. 21 показана емкость с откидной крышкой для негорючего курительного устройства согласно еще одному примеру варианта осуществления.
Некоторые подробные примеры вариантов осуществления раскрыты в данном документе. Однако конкретные структурные и функциональные подробности, раскрытые в данном документе, представлены исключительно в целях описания примеров вариантов осуществления. Тем не менее, примеры вариантов осуществления могут быть осуществлены во многих альтернативных формах и не должны рассматриваться в качестве ограниченных только вариантами осуществления, изложенными в данном документе.
Соответственно, поскольку примеры вариантов осуществления могут иметь различные модификации и альтернативные формы, соответствующие варианты осуществления показаны в качестве примеров на графических материалах и будут подробно описаны в данном документе. Тем не менее, следует понимать, что примеры вариантов осуществления не предназначены для ограничения конкретными раскрытыми формами; напротив, примеры вариантов осуществления должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы, подпадающие под объем примеров вариантов осуществления. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию фигур.
Следует понимать, что если элемент или слой рассматривается как «расположенный на», «соединенный с», «связанный с» или «покрывающий» другой элемент или слой, он может быть непосредственно расположен на, соединен с, связан с или может покрывать другой элемент или слой, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. И наоборот, если элемент рассматривается как «непосредственно расположенный на», «непосредственно соединенный с» или «непосредственно связанный с» другим элементом или слоем, то промежуточные элементы или слои отсутствуют. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию.
Следует понимать, что хотя термины «первый», «второй», «третий» и т. д. могут быть использованы в данном документе для описания различных элементов, областей, слоев или секций, эти элементы, области, слои или секции не должны ограничиваться данными терминами. Эти термины используются лишь для того, чтобы отличить один элемент, область, слой или секцию от другого элемента, области, слоя или секции. Таким образом, первые элемент, область, слой или секция, описанные ниже, могут именоваться вторыми элементом, областью, слоем или секцией без отступления от идей в примерах вариантов осуществления.
Термины относительного пространственного расположения (например, «ниже», «под», «нижний», «над», «верхний» и т. п.) могут использоваться в данном документе с целью упрощения описания для раскрытия связи одного элемента или признака с одним или более другими элементами или признаками, изображенными на фигурах. Следует понимать, что термины относительного пространственного расположения предназначены для охвата различных ориентаций устройства во время использования или работы, в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «под» или «ниже» других элементов или признаков, будут расположены «над» другими элементами или признаками. Таким образом, термин «под» может охватывать расположение как выше, так и ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или расположено в других ориентациях), и определения относительного пространственного расположения, используемые в данном документе, будут интерпретироваться соответствующим образом.
Терминология, используемая в данном документе, предназначена лишь для описания различных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения примеров вариантов осуществления. В данном документе формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если контекст явным образом не указывает на иное. Следует также понимать, что термины «включает в себя», «включающий в себя», «содержит» и «содержащий» при использовании в настоящем описании указывают на наличие установленных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов или компонентов, но не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов или их групп.
Примеры вариантов осуществления описаны в данном документе со ссылками на иллюстрации в поперечном сечении, которые являются схематичными изображениями идеализированных вариантов осуществления (и промежуточных структур) примеров вариантов осуществления. Таким образом, следует ожидать изменения форм указанных иллюстраций в результате изменения, например, технологий изготовления или допусков. Следовательно, примеры вариантов осуществления не должны рассматриваться как ограниченные формами областей, изображенных в данном документе, а должны включать в себя отклонения в формах, которые обусловлены, например, процессом изготовления. Следовательно, области, изображенные на фигурах, являются по своей сути схематичными, и их формы не предназначены для отображения фактической формы области устройства и не предназначены для ограничения объема примеров вариантов осуществления.
Если не определено иное, то все термины (в том числе технические и научные термины), используемые в данном документе, имеют те же самые значения, в которых их обычно понимают специалисты с обычной квалификацией в области техники, к которой относятся примеры вариантов осуществления. Следует также понимать, что термины, в том числе те, которые определены в общеупотребительных словарях, следует интерпретировать как имеющие значение, соответствующее их значению в контексте соответствующей области техники, и не должны интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если это явно не определено в данном документе.
На фиг. 1 показано негорючее курительное устройство 60 согласно примеру варианта осуществления. Негорючее курительное устройство 60 содержит сменный картридж (или первую секцию) 70 и многоразовое крепление (или вторую секцию) 72, которые соединены друг с другом с помощью соединителей 205а и 205b (например, 205а представляет собой соединитель с внешней резьбой на картридже 70, а 205b представляет собой соединитель с внутренней резьбой на многоразовом креплении 72) или с помощью других механизмов, таких как по меньшей мере одно из следующего: плотная посадка, фиксатор, зажим или защелка. Первая секция 70 содержит внешнюю трубку 6 (или корпус), проходящую в продольном направлении, и внутреннюю трубку 62, расположенную коаксиально внутри внешней трубки или корпуса 6. Внутренняя трубка 62 образует внешний воздушный тракт (или канал) 9. Внутри внешнего воздушного канала 9 дальше по ходу потока относительно нагревателя 14 расположен табачный элемент 23. Табачный элемент 23 может представлять собой пористую алюминиевую трубку, либо обработанную, либо выполненную таким образом, чтобы обеспечить пористость.
Термин «табачный элемент» может относиться к любому табачному растительному материалу, включая табачные листья, табачной заглушке, восстановленному табаку и стержню из прессованного табака, например формованному или порошковому.
Табачный элемент 23 может также быть обернут в табак, такой как табачный лист, восстановленный табачный лист или сигарная обертка.
Вторая секция 72 может также содержать внешнюю трубку 6' (или корпус), проходящую в продольном направлении. В альтернативном варианте осуществления внешняя трубка 6 и 6' может представлять собой одинарную трубку, вмещающую как первую секцию 70, так и вторую секцию 72, и все негорючее курительное устройство 60 может быть одноразовым.
Негорючее курительное устройство 60 может также содержать центральный воздушный канал 20, частично образованный внутренней трубкой 62, и расположенное раньше по ходу потока уплотнение 15. Кроме того, негорючее курительное устройство 60 содержит резервуар 22 для подачи испаряемого состава. Резервуар 22 для подачи испаряемого состава содержит материал испаряемого состава и, при необходимости, носитель 21 для хранения испаряемого состава, выполненный с возможностью хранения на нем испаряемого состава.
В варианте осуществления резервуар 22 для подачи испаряемого состава заключен во внешнем кольцевом пространстве между внешней трубкой 6 и внутренней трубкой 62. Указанное кольцевое пространство герметизировано на расположенном раньше по ходу потока конце посредством уплотнения 15, а на расположенном дальше по ходу потока конце - посредством прокладки 10 для испаряемого состава таким образом, что предотвращается утечка материала испаряемого состава из резервуара 22 для подачи испаряемого состава.
В варианте осуществления нагреватель 14 также заключен во внутренней трубке 62 дальше по ходу потока и на удалении от того участка центрального воздушного канала 20, который образован уплотнением 15. Нагреватель 14 может иметь форму проволочной катушки, плоского тела, керамического тела, одинарной проволоки, клети из резистивной проволоки или любую другую подходящую форму.
Фитиль 28 сообщается с материалом испаряемого состава в резервуаре 22 для подачи испаряемого состава и сообщается с нагревателем 14 таким образом, что под действием фитиля 28 происходит размещение материала испаряемого состава в непосредственной близости к нагревателю 14. Фитиль 28 может быть выполнен из волоконного и гибкого материала. Фитиль 28 может содержать по меньшей мере одну нить, обладающую способностью к втягиванию испаряемого состава. Например, фитиль 28 может содержать пучок нитей, который может содержать стеклянные (или керамические) нити. В другом варианте осуществления указанный пучок содержит стеклянные нити с группой витков, например с тремя такими витками, и все такие компоновки способны втягивать испаряемый состав за счет капиллярного действия через внутренние пустоты между нитями.
Источник 1 питания во второй секции 72 может быть функционально соединен с нагревателем 14 (как описано ниже) для подачи напряжения на нагреватель 14. Негорючее курительное устройство 60 содержит также по меньшей мере одно впускное отверстие 44 для воздуха, выполненное с возможностью доставки воздуха к центральному воздушному каналу 20 и/или к другим участкам внутренней трубки 62.
Как показано на фиг. 1-2В, негорючее курительное устройство 60 дополнительно содержит вставку 8 на мундштучном конце, имеющую по меньшей мере два внеосевых расходящихся выпускных отверстия 24. Вставка 8 на мундштучном конце сообщается по текучей среде с центральным воздушным каналом 20 через внутреннюю область внутренней трубки 62 и центральный канал 63, который проходит через прокладку 10.
При этом нагреватель 14 проходит в направлении, поперечном продольному направлению, и нагревает материал испаряемого состава до температуры, достаточной для испарения этого материала испаряемого состава и образования пара. В других вариантах осуществления нагреватель 14 может быть расположен другим образом, например в продольном направлении.
Затем пар поступает внутрь табачного элемента 23 при приложении отрицательного давления к вставке 8 на мундштучном конце. Нагреватель 14 может находиться на установленном расстоянии от табачного элемента 23 или контактировать с табачным элементом 23 таким образом, чтобы нагреватель 14 нагревал табачный элемент 23 во время приложения отрицательного давления. Например, нагреватель 14 может находится на расстоянии 10 миллиметров или менее от табачного элемента 23. Нагреватель 14 может быть расположен с возможностью нагрева вставки 8 на мундштучном конце до температуры 50 градусов по Цельсию. Кроме того, нагреватель 14 способен нагревать табачный элемент 23 до температуры от приблизительно 50 до приблизительно 200 градусов по Цельсию, а также нагревать испаряемый состав до приблизительно 400 градусов по Цельсию.
Нагреватель 14 нагревает табачный элемент 23, но не зажигает табак. Следовательно, нагреваемый табачный элемент 23 может именоваться негорючим. Поскольку секция 70 содержит табачный элемент 23 и нагреватель 14, эта секция 70 может именоваться негорючим курительным элементом.
Как показано на фиг. 1, фитиль 28, резервуар 22 для подачи испаряемого состава и вставка 8 на мундштучном конце заключены в картридже 70, а источник 1 питания заключен во второй секции 72. В одном варианте осуществления первая секция (картридж) 70 является одноразовой, а вторая секция (крепление) 72 является многоразовой. Секции 70, 72 могут быть скреплены посредством резьбового соединения 205, как описано выше, причем при истощении резервуара 22 для подачи испаряемого состава обеспечивается возможность замены расположенной дальше по ходу потока секции 70. Наличие отдельных первой секции 70 и второй секции 72 обеспечивает ряд преимуществ. Во-первых, если первая секция 70 заключает в себе указанный по меньшей мере один нагреватель 14, резервуар 22 для подачи испаряемого состава и фитиль 28, то все элементы, которые могли находиться в контакте с испаряемым составом, выбрасываются при замене первой секции 70. Следовательно, будет отсутствовать перекрестное загрязнение между разными вставками 8 на мундштучном конце, например, при использовании разных материалов испаряемого состава. Кроме того, если заменять первую секцию 70 через подходящие промежутки времени, то уменьшается вероятность засорения нагревателя испаряемым составом. В случае необходимости, первая секция 70 и вторая секция 72 располагаются с возможностью взаимной фиксации при своем взаимодействии.
В варианте осуществления указанное по меньшей мере одно впускное отверстие 44 для воздуха включает в себя одно или два впускных отверстия 44, 44' для воздуха. В качестве альтернативны, могут присутствовать три, четыре, пять или более впускных отверстий для воздуха. При наличии более чем одного впускного отверстия 44, 44' для воздуха, эти впускные отверстия 44, 44' для воздуха могут быть расположены в разных местах вдоль негорючего курительного устройства 60. Например, как показано на фиг. 1, впускное отверстие 44а для воздуха может находиться на расположенном раньше по ходу потока конце негорючего курительного устройства 60 смежно с датчиком 16 таким образом, чтобы датчик 16 подавал питание на нагреватель 14 при обнаружении приложения отрицательного давления. Впускное отверстие 44a для воздуха может сообщаться со вставкой 8 на мундштучном конце таким образом, чтобы в результате осуществления затяжки на вставке 8 на мундштучном конце происходила активация датчика 16. Затем обеспечивается возможность протекания воздуха из впускного отверстия 44a для воздуха вдоль источника 1 питания к одному или к комбинации из следующего: центральный воздушный канал 20 в уплотнении 15, другие участки внутренней трубки 62 и другие участки внешней трубки 6. По меньшей мере одно впускное отверстие 44, 44' для воздуха может быть расположено смежно и раньше по ходу потока относительно уплотнения 15 или в любом другом требуемом месте. Благодаря изменению размера и количества впускных отверстий 44, 44' для воздуха, обеспечивается также возможность содействия созданию сопротивления затяжке в негорючем курительном устройстве 60.
В варианте осуществления нагреватель 14 расположен с возможностью сообщения с фитилем 28 и нагрева испаряемого состава, заключенного в фитиле 28, до температуры, достаточной для испарения испаряемого состава и образования пара.
Нагреватель 14 может представлять собой катушечный нагреватель, окружающий фитиль 28. Примеры подходящих электрорезистивных материалов включают в себя титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих металлических сплавов включают в себя нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта и нержавеющей стали. Например, нагреватель может быть образован из алюминидов никеля, материала со слоем оксида алюминия на поверхности, алюминидов железа и других композиционных материалов, и электрорезистивный материал может быть при необходимости встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. В одном варианте осуществления нагреватель 14 содержит по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали, меди, медных сплавов, хромоникелевых сплавов, суперсплавов и их комбинаций. В варианте осуществления нагреватель 14 образован их хромоникелевых сплавов или железоникелевых сплавов. В одном варианте осуществления нагреватель 14 может представлять собой керамический нагреватель, имеющий электрореззистивный слой на его внешней поверхности.
В другом варианте осуществления нагреватель 14 может быть выполнен из алюминидов железа (например, FeAl или Fe.sub.3Al), например таких, которые описаны в совместном патенте США № 5 595 706, авторы Sikka и др., опубликованном 29 декабря 1994, или из алюминидов никеля (например, Ni.sub.3Al). Использование алюминидов железа особенно полезно, поскольку они показывают высокое электрическое сопротивление. FeAl показывает сопротивление приблизительно 180 микроом, в то время как нержавеющая сталь показывает приблизительно от 50 до 91 микроома. Благодаря более высокому сопротивлению, снижается потребляемый ток или нагрузка на источник питания 1(батарею).
В одном варианте осуществления нагреватель 14 содержит проволочную катушку, которая по меньшей мере частично окружает фитиль 28. В данном варианте осуществления проволока может представлять собой металлическую проволоку и/или нагревательную катушку, которая частично проходит по длине фитиля 28. Нагревательная катушка может проходить полностью или частично вокруг окружной поверхности фитиля 28. В еще одном варианте осуществления нагревательная катушка не находится в контакте с фитилем 28.
Нагреватель 14 нагревает испаряемый состав в фитиле 28 за счет теплопроводности. В качестве альтернативы, тепло от нагревателя 14 может передаваться на испаряемый состав посредством теплопроводного элемента, или обеспечивается возможность передачи тепла нагревателем 14 в поступающий окружающий воздух, который втягивается через негорючее курительное устройство 60 во время использования, что, в свою очередь, приводит к нагреву испаряемого состава за счет конвекции.
В одном варианте осуществления фитиль содержит керамический материал или керамические волокна. Как указано выше, фитиль 28 по меньшей мере частично окружен нагревателем 14. Кроме того, в варианте осуществления фитиль 28 проходит через противоположные отверстия во внутренней трубке 62, так что концевые участки 29, 31 фитиля 28 находятся в контакте с испаряемым составом в резервуаре 22 для подачи испаряемого состава.
Фитиль 28 может содержать множество пучков нитей. В одном варианте осуществления нити могут быть по существу выровнены в направлении, поперечном продольному направлению негорючего курительного устройства 60, но примеры вариантов осуществления не ограничены этой ориентацией. В одном варианте осуществления структура фитиля 28 образована из керамических нитей, способных втягивать испаряемый состав за счет капиллярного действия через внутренние пустоты между нитями к нагревателю 14. Фитиль 28 может содержать нити, имеющие поперечное сечение, которое имеет по существу крестообразную форму, форму клевера, Y-образную форму или любую другую подходящую форму.
Фитиль 28 содержит любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются стеклянные нити и материалы на основе керамики или графита. Кроме того, фитиль 28 может иметь любую подходящую капиллярность для вмещения испаряемых составов, имеющих разные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара. Капиллярные свойства фитиля 28, в сочетании со свойствами испаряемого состава, обеспечивают, чтобы фитиль 28 всегда был влажным в области нагревателя 14 для недопущения перегрева нагревателя 14.
Вместо использования фитиля нагреватель может представлять собой пористый материал с достаточной капиллярностью, в который встроен резистивный нагреватель, образованный из материала, имеющего высокое электрическое сопротивление и способного быстро генерировать тепло.
В одном варианте осуществления фитиль 28 и носитель 21 для хранения испаряемого состава в резервуаре 22 для подачи испаряемого состава выполнены из алюмооксидной керамики. В другом варианте осуществления фитиль 28 содержит стеклянные волокна, а носитель 21 для хранения испаряемого состава содержит целлюлозный материал или полиэтилентерефталат.
В варианте осуществления источник 1 питания может содержать батарею, расположенную в негорючем курительном устройстве 60 таким образом, что анод расположен дальше по ходу потока относительно катода. Анодный соединитель 4 контактирует с расположенным дальше по ходу потока концом батареи. Нагреватель 14 соединен с батареей с помощью двух удаленных друг от друга электрических выводов.
Соединение между не намотанными в виде катушки концевыми участками 27, 27' (см. фиг. 4) нагревателя 14 и электрическими выводами является высокопроводящим и теплостойким, в то время как нагреватель 14 является высокоомным, так что генерирование тепла происходит, главным образом, вдоль нагревателя 14, а не на контактах.
Батарея может представлять собой литий-ионную батарею или один из ее вариантов, например литий-ион-полимерную батарею. В качестве альтернативы, батарея может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею, литий-марганцевую батарею, литий-кобальтовую батарею или топливный элемент. В этом случае обеспечивается возможность использования негорючего курительного устройства 60 до тех пор, пока не будет израсходована энергия в источнике питания. В качестве альтернативы, источник 1 питания может быть перезаряжаемым и содержать схему, обеспечивающую возможность зарядки батареи с помощью внешнего зарядного устройства. В этом случае указанная схема, будучи заряженной, подает питание для требуемого (или, в качестве альтернативы, предварительно определенного) количества приложений отрицательного давления, после чего указанная схема должна быть повторно подключена к внешнему зарядному устройству.
Негорючее курительное устройство 60 содержит также схему управления, содержащую датчик 16. Датчик 16 выполнен с возможностью обнаружения падения давления воздуха и инициирования подачи напряжения от источника 1 питания на нагреватель 14. Схема управления может также содержать световой индикатор 48 активации нагревателя, выполненный с возможностью зажигания при активации нагревателя 14. В одном варианте осуществления световой индикатор 48 активации нагревателя представляет собой источник света для сигнализации об активации нагревателя (например, светодиод (LED)) 48 и находится на расположенном раньше по ходу потока конце негорючего курительного устройства 60 таким образом, что световой индикатор 48 активации нагревателя становится похож по внешнему виду на горящий уголек во время приложения отрицательного давления. При этом световой индикатор 48 активации нагревателя может быть расположен таким образом, чтобы его было видно совершеннолетнему вейперу. В дополнение, световой индикатор 48 активации нагревателя может использоваться для диагностики системы для е-вейпинга. Световой индикатор 48 может также быть выполнен таким образом, чтобы для совершеннолетнего вейпера была обеспечена возможность активации и/или деактивации светового индикатора 48 в целях конфиденциальности таким образом, чтобы при необходимости световой индикатор 48 не активировался во время вейпинга.
Указанное по меньшей мере одно впускное отверстие 44а для воздуха расположено смежно с датчиком 16 таким образом, что датчик 16 обнаруживает воздушный поток, являющийся показателем отрицательного давления, и активирует источник 1 питания и световой индикатор 48 активации нагревателя для сигнализации о том, что нагреватель 14 работает.
Схема управления объединена с датчиком 16 и подает питание на нагреватель 14 в ответ на сигнал от датчика 16, например, с помощью ограничителя максимального периода времени.
В качестве альтернативы, схема управления может содержать приводимый вручную переключатель для приложения отрицательного давления. Временной период подачи электрического тока на нагреватель 14 может быть предварительно установлен в зависимости от количества испаряемого состава, требующегося для испарения. Для этой цели схема управления может быть программируемой. В качестве альтернативы, указанная схема может подавать питание на нагреватель в случае обнаружения падения давления датчиком 16.
Будучи активированным, нагреватель 14 нагревает участок фитиля 28, окруженный нагревателем, в течение менее чем приблизительно 10 секунд, более предпочтительно - менее чем приблизительно 7 секунд. Следовательно, цикл подачи питания может находиться в диапазоне от приблизительно 2 секунд до приблизительно 10 секунд (например, от приблизительно 3 секунд до приблизительно 9 секунд, от приблизительно 4 секунд до приблизительно 8 секунд или от приблизительно 5 секунд до приблизительно 7 секунд).
В варианте осуществления резервуар 22 для подачи испаряемого состава содержит носитель 21 для хранения испаряемого состава, заключающий в себе материал испаряемого состава. На фиг. 1 резервуар 22 для подачи испаряемого состава заключен во внешнем кольцевом пространстве между внутренней трубкой 62 и внешней трубкой 6 и между стопором 10 и уплотнением 15. Следовательно, резервуар 22 для подачи испаряемого состава по меньшей мере частично окружает центральный воздушный канал 20, а нагреватель 14 и фитиль 28 проходят между участками резервуара 22 для подачи испаряемого состава.
Носитель 21 для хранения испаряемого состава может представлять собой волоконный материал, содержащий по меньшей мере одно из следующего: хлопок, полиэтилен, полиэстер, искусственный шелк и их комбинации. Волокна могут иметь диаметр в диапазоне от приблизительно 6 микрон до приблизительно 15 микрон (например, от приблизительно 8 микрон до приблизительно 12 микрон или от приблизительно 9 микрон до приблизительно 11 микрон). Носитель 21 для хранения испаряемого состава может представлять собой спеченный, пористый или вспененный материал. Кроме того, волокна могут иметь такой размер, чтобы их вдыхание было невозможно, и их поперечное сечение имеет Y-образную форму, крестообразную форму, форму клевера или любую другую подходящую форму.
В другом примере варианта осуществления носитель 21 для хранения испаряемого состава может представлять собой табачный наполнитель или табачную суспензию.
Кроме того, материал испаряемого состава имеет температуру кипения, подходящую для использования в негорючем курительном устройстве 60. Если температура кипения слишком высокая, нагреватель 14 не сможет испарять испаряемый состав в фитиле 28. И наоборот, если температура кипения слишком низкая, испаряемый состав может преждевременно испаряться даже без активации нагревателя 14.
Испаряемый состав представляет собой материал или комбинацию материалов, которые могут превращаться в пар. Например, испаряемый состав может представлять собой по меньшей мере одно из следующего: жидкий, твердый или гелеобразный состав, в том числе, но без ограничения: воду, гранулы, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматизаторы, вещества для образования аэрозоля, такие как глицерин и пропиленгликоль, и их комбинации.
Испаряемый состав может содержать табачный элемент, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделаются при нагреве. В случае, если табачный элемент находится в испаряемом составе, сохраняется физическая целостность табачного элемента. Например, табачный элемент может составлять от приблизительно 2% до приблизительно 30% по весу в испаряемом составе.
Например, табачный элемент может присутствовать в форме листа или лоскутов, и он добавляется после добавления испаряемого состава на носитель 21 для хранения испаряемого состава.
Во время работы, при нахождении негорючего курительного устройства 60 в собранном состоянии, обеспечивается возможность приложения отрицательного давления к вставке 8 на мундштучном конце. Это отрицательное давление может приводить к падению внутреннего давления внутри негорючего курительного устройства 60, что может приводить к поступлению впускного воздушного потока в устройство 60 через впускные отверстия 44 и 44' для воздуха. Указанное падение внутреннего давления способно также привести к падению внутреннего давления внутри секции 72, когда воздух втягивается через впускное отверстие 44а для воздуха (по воздушному каналу, проходящему через секцию 72). Падение внутреннего давления, происходящее в секции 72, может обнаруживаться с помощью датчика 16. Затем датчик 16 имеет возможность функционирования таким образом, чтобы замкнуть электрическую цепь, которая содержит источник 1 питания. В свою очередь, электрические выводы передают электрический ток на нагреватель 14 с целью активации нагревателя 14. Активированный нагреватель 14, в свою очередь, нагревает и испаряет материал испаряемого состава, который втягивается в направлении нагревателя 14 через фитиль 28.
Материал испаряемого состава переносится из резервуара 22 для подачи испаряемого состава и/или с носителя 21 для хранения испаряемого состава в область, находящуюся вблизи нагревателя 14, за счет капиллярного действия в фитиле 28. В одном варианте осуществления фитиль 28 имеет первый концевой участок 29 и противоположный второй концевой участок 31, как показано на фиг. 3. Первый концевой участок 29 и второй концевой участок 31 проходят в противоположные стороны носителя 21 для хранения испаряемого состава для контакта с заключенным внутри него материалом испаряемого состава. Нагреватель 14 по меньшей мере частично окружает центральный участок фитиля 28 таким образом, что при активации нагревателя 14 испаряемый состав в центральной области фитиля 28 испаряется нагревателем 14 для испарения материала испаряемого состава и образования пара. Под действием приложенного отрицательного давления, пар протекает от нагревателя 14 через табачный элемент 23 и выходит через вставку 8 на мундштучном конце.
Пар способен вымывать табачные элементы в поток пара. Также могут иметь место некоторые термические реакции между паром и табачным элементом
Одно преимущество варианта осуществления состоит в том, что материал испаряемого состава в резервуаре 22 для подачи испаряемого состава защищен от кислорода (поскольку кислород по существу неспособен поступать через фитиль в область для хранения испаряемого состава), так что значительно снижается риск порчи материала испаряемого состава. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, в которых внешняя трубка 6 не является прозрачной, резервуар 22 для подачи испаряемого состава защищен от света, так что значительно снижается риск порчи материала испаряемого состава. Таким образом обеспечивается возможность поддержания длительного срока службы и высокого уровня чистоты.
Как показано на фиг. 2А и 2В, вставка 8 на мундштучном конце содержит по меньшей мере два расходящихся выпускных отверстия 24 (например, 3, 4, 5 или более). Выпускные отверстия 24 вставки 8 на мундштучном конце расположены на концах внеосевых каналов 80 и наклонены наружу под углом к продольному направлению негорючего курительного устройства 60 (т.е. они расходятся). В контексте данного документа термин «внеосевой» означает «расположенный под углом к продольному направлению негорючего курительного устройства 60». Кроме того, вставка (или направляющая для потока) 8 на мундштучном конце может содержать выпускные отверстия, равномерно распределенные по окружности вставки 8 на мундштучном конце таким образом, чтобы по существу равномерно распределять пар во время использования. Следовательно, пар перемещается в разных направлениях, по сравнению с устройствами для е-вейпинга, имеющими единственный осевой канал, который направляет пар к единственному месту.
В дополнение, выпускные отверстия 24 и внеосевые каналы 80 расположены таким образом, что капли неиспаренного испаряемого состава, переносимые в паре, ударяются о внутренние поверхности 81 вставки на мундштучном конце и/или внутренние поверхности внеосевых каналов и удаляются или разбиваются. В варианте осуществления выпускные отверстия вставки на мундштучном конце расположены на концах внеосевых каналов и наклонены под углом от приблизительно 5 до приблизительно 60 градусов по отношению к центральной оси внешней трубки 6 таким образом, чтобы осуществлять более полное распределение пара во время использования и удалять капли.
Предпочтительно, каждое выпускное отверстие имеет диаметр от приблизительно 0,015 дюйма до приблизительно 0,090 дюйма (например, от приблизительно 0,020 дюйма до приблизительно 0,040 дюйма или от приблизительно 0,028 дюйма до приблизительно 0,038 дюйма). Размер выпускных отверстий 24 и внеосевых каналов 80, наряду с количеством выпускных отверстий, может быть выбран для регулирования сопротивления затяжке (resistance to draw, RTD) негорючего курительного устройства 60 в случае необходимости.
Как показано на фиг. 1, внутренняя поверхность 81 вставки 8 на мундштучном конце может содержать по существу куполообразную поверхность. В качестве альтернативы, как показано на фиг. 2В, внутренняя поверхность 81' вставки 8 на мундштучном конце может иметь по существу форму цилиндра или усеченного конуса с плоской торцевой поверхностью. Указанная внутренняя поверхность может быть по существу однородной по всей своей площади или симметричной относительно продольной оси вставки 8 на мундштучном конце. Тем не менее, в других вариантах осуществления указанная внутренняя поверхность может быть неоднородной или иметь другие формы.
Вставка 8 на мундштучном конце может быть закреплена как единое целое внутри внешней трубки 6 секции 70. Кроме того, вставка 8 на мундштучном конце может быть образована из полимера, выбранного из группы, состоящей из низкоплотного полиэтилена, высокоплотного полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полиэфирэфиркетона (PEEK) и их комбинаций. Вставка 8 на мундштучном конце может быть также окрашена в случае необходимости.
В варианте осуществления негорючее курительное устройство 60 содержит также различные варианты устройства для отклонения воздушного потока или средства для отклонения воздушного потока. Устройство для отклонения воздушного потока выполнено с возможностью управления воздушным потоком на нагревателе или вокруг него таким образом, чтобы уменьшить тенденцию к охлаждению нагревателя втягиваемым воздухом, что в противном случае способно привести к снижению выхода пара.
В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 3-4, негорючее курительное устройство 60 может содержать устройство для отклонения воздушного потока, содержащее непроницаемую заглушку 30 на расположенном дальше по ходу потока конце 82 центрального воздушного канала 20 в уплотнении 15. Центральный воздушный канал 20 представляет собой проходящий в осевом направлении центральный канал в уплотнении 15 и внутренней трубке 62. Уплотнение 15 уплотняет расположенный выше по потоку конец кольцевого пространства между внешней внутренней трубками 6, 62. Устройство для отклонения воздушного потока может содержать по меньшей мере один радиальный воздушный канал 32, направляющий воздух из центрального воздушного канала 20 наружу в направлении внутренней трубки 62 и во внешний воздушный канал 9, образованный между внешней периферией расположенного дальше по ходу потока концевого участка уплотнения 15 и внутренней стенкой внутренней трубки 62.
Диаметр сквозного отверстия центрального воздушного канала 20 является по существу таким же, что и диаметр указанного по меньшей мере одного радиального воздушного канала 32. Кроме того, диаметр сквозного отверстия центрального воздушного канала 20 и указанного по меньшей мере одного радиального воздушного канала 32 может находиться в диапазоне от приблизительно 1,5 миллиметра до приблизительно 3,5 миллиметра (например, от приблизительно 2,0 миллиметра до приблизительно 3,0 миллиметра). При необходимости диаметр сквозного отверстия центрального воздушного канала 20 и указанного по меньшей мере одного радиального воздушного канала 32 может быть отрегулирован для регулирования сопротивления затяжке негорючего курительного устройства 60. При использовании воздух втекает в сквозное отверстие центрального воздушного канала 20 через указанный по меньшей мере один радиальный воздушный канал 32 и поступает во внешний воздушный канал 9, так что меньшая часть воздушного потока направляется в центральную область нагревателя 14 с целью снижения или сведения к минимуму вышеуказанного эффекта охлаждения воздушного потока на нагревателе 14 во время циклов нагрева. Следовательно, входящий воздух направляется от центра нагревателя 14, и скорость воздуха после нагревателя снижается по сравнению с воздушным потоком через центральное отверстие в уплотнении 15, расположенном непосредственно в линию со средним участком нагревателя 14.
В другом варианте осуществления, показанном на фиг. 5-6, устройство для отклонения воздушного потока может быть выполнено в виде диска 34, размещенного между расположенным дальше по ходу потока концом уплотнения 15 и нагревателем 14. Диск 34 содержит по меньшей мере одно отверстие 36 в поперечной стенке на расположенном дальше по ходу потока конце внешней трубчатой стенки 90. Указанное по меньшей мере одно отверстие 36 может быть внеосевым с тем, чтобы направлять входящий воздух наружу в направлении внутренней стенки трубки 62. Во время приложения отрицательного давления диск 34 действует таким образом, чтобы отклонить воздушный поток от центрального участка нагревателя 14 с тем, чтобы противодействовать тенденции охлаждения воздушным потоком нагревателя в результате интенсивного или продолжительного осуществления затяжки совершеннолетним вейпером. Следовательно, по существу уменьшено или предотвращено охлаждение нагревателя 14 во время циклов нагрева, так что уменьшено или предотвращено падение количества пара, образующегося во время приложения отрицательного давления.
В еще одном варианте осуществления, показанном на фиг. 7, устройство для отклонения воздушного потока содержит секцию 40 в виду усеченного конуса, проходящую от расположенного дальше по ходу потока конца 82 укороченного центрального воздушного канала 20. Благодаря укорочению центрального воздушного канала 20 по сравнению с другими вариантами осуществления, нагреватель 14 расположен на еще большем удалении от центрального воздушного канала 20, вследствие чего обеспечивается возможность замедления воздушного потока перед его контактом с нагревателем 14 и ослабляется тенденция к охлаждению нагревателя 14 воздушным потоком. В качестве альтернативы, нагреватель 14 может быть перемещен ближе к вставке 8 на мундштучном конце и дальше от центрального воздушного канала 20, чтобы было обеспечено достаточное время и/или достаточное пространство для замедления воздушного потока и был достигнут такой же эффект ослабления охлаждения.
Благодаря добавлению секции 40 в форме усеченного конуса, обеспечивается увеличение диаметра сквозного отверстия, что обеспечивает возможность замедления воздушного потока, так что снижается скорость воздуха на нагревателе 14 или вокруг него и таким образом ослабляется охлаждающее воздействие воздуха на нагреватель 14 во время циклов приложения отрицательного давления. Диаметр большого (выходного) конца секции 40 в виде усеченного конуса находится в диапазоне от приблизительно 2,0 миллиметров до приблизительно 4,0 миллиметров, и предпочтительно от приблизительно 2,5 миллиметров до приблизительно 3,5 миллиметров.
Диаметр сквозного отверстия центрального канала 20 и диаметр меньшего конца и/или большего конца секции 40 в виде усеченного конуса могут быть отрегулированы для регулирования сопротивления затяжке негорючего курительного устройства 60.
Устройство для отклонения воздушного потока в различных вариантах осуществления канализирует воздушный поток путем регулирования скорости воздушного потока (скорости и/или направления воздушного потока). Например, устройство для отклонения воздушного потока способно направлять воздушный поток в конкретном направлении и/или регулировать скорость воздушного потока. Скорость воздушного потока может регулировать путем изменения площади поперечного сечения канала воздушного потока. Скорость воздушного потока при прохождении через суженное поперечное сечение повышается, в то время как скорость воздушного потока при прохождении через расширенное поперечное сечение снижается.
Внешняя трубка 6 и/или внутренняя трубка 62 могут быть образованы из любого подходящего материала или комбинации материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопласты, пригодные для применения в пищевой или фармацевтической отрасли, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK), керамика и полиэтилен. В одном варианте осуществления материал является легким и нехрупким.
Как показано на фиг. 8, негорючее курительное устройство 60 может также содержать гильзу 87 в сборе, расположенную съемно и/или поворотно вокруг внешней трубки 6 смежно с первой секцией 70 негорючего курительного устройства 60. Кроме того, гильза 87 в сборе изолирует по меньшей мере участок первой секции 70 таким образом, чтобы поддерживать температуру пара перед его доставкой совершеннолетнему вейперу. В варианте осуществления гильза 87 в сборе имеет возможность поворота вокруг негорючего курительного устройства 60 и содержит удаленные друг от друга щели 88, расположенные в поперечном направлении по окружности гильзы в сборе таким образом, что эти щели 88 располагаются в линию с впускными отверстиями 44 для воздуха в первой секции 70, чтобы обеспечить возможность прохождения воздуха внутрь негорючего курительного устройства 60 при приложении отрицательного давления к негорючему курительному устройству 60. До или по время вейпинга, обеспечивается возможность поворота гильзы 87 в сборе совершеннолетним вейпером таким образом, чтобы впускные отверстия 44 для воздуха были по меньшей мере частично блокированы посредством гильзы 87 в сборе для регулирования сопротивления затяжке и/или вентиляции в негорючем курительном устройстве 60.
Гильза 87 в сборе выполнена из силикона или другого пластичного материала таким образом, чтобы обеспечивать ощущение мягкости в ротовой полости совершеннолетнего вейпера. Тем не менее, гильза 87 в сборе может быть образована из одной или более частей и она может быть образована из различных материалов, в том числе пластмасс, металлов и их комбинаций. В варианте осуществления гильза 87 в сборе является цельной и образована из силикона. Гильза 87 в сборе может быть снята и повторно использована с другими негорючими курительными устройствами, или она может быть выброшена вместе с первой секцией 70. Гильза 87 в сборе может иметь любой подходящий цвет и она может содержать графические изображения и/или другие знаки.
Как показано на фиг. 9-10, в альтернативном варианте осуществления негорючее курительное устройство может содержать вставку 8 на мундштучном конце, имеющую неподвижную часть 27 и поворотную часть 25. Как в неподвижной части 27, так и в поворотной части 25 расположены выпускные отверстия 24, 24'. Одно или более выпускных отверстий 24, 24' выровнены, как показано на фигурах, чтобы обеспечить возможность поступления пара в рот совершеннолетнего вейпера. Однако поворотная часть 25 имеет возможность поворота внутри вставки 8 на мундштучном конце таким образом, чтобы по меньшей мере частично блокировать одно или более выпускных отверстий 24 в неподвижной части 27. Таким образом обеспечивается возможность варьирования количества выходящего пара при каждом приложении отрицательного давления. Выпускные отверстия 24, 24' могут быть образованы во вставке 8 на мундштучном конце таким образом, чтобы эти отверстия 24, 24' расходились.
В еще одном варианте осуществления устройство для отклонения воздушного потока содержит дополнение в виде второго фитильного элемента, смежного с нагревателем 14, но расположенного непосредственно перед ним по ходу потока Второй фитильный элемент отклоняет часть воздушного потока вокруг нагревателя 14.
Хотя на фиг. 1, 3, 5 и 7-8 показан табачный элемент во внешнем воздушном канале, примеры вариантов осуществления этим не ограничиваются.
На фиг. 11А показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства 1100, содержащего табачный элемент 1150. Негорючее курительное устройство 1100 аналогично негорючему курительному устройству 60. Таким образом, для краткости будут описаны лишь различия.
Негорючее курительное устройство 1100 содержит резервуар 22а для подачи испаряемого состава. Резервуар 22а для подачи испаряемого состава является таким же, что и резервуар 22 для подачи испаряемого состава, за исключением того, что резервуар 22а для подачи испаряемого состава является более коротким в продольном направлении.
Первая секция 70а содержит внешнюю трубку 6 (или корпус), проходящую в продольном направлении, и внутреннюю трубку 62а, коаксиально расположенную внутри внешней трубки или корпуса 6. Внутренняя трубка 62а образует первый выпускной воздушный канал 9а. Первый внешний воздушный канал 9а открыт во второй внешний воздушный канал 9b.
Конец внутренней трубки 62а и вставка 8 на мундштучном конце образуют второй внешний воздушный канал 9b. Иначе говоря, внешняя трубка 6 может задавать диаметр в поперечном направлении второго внешнего воздушного канала 9b. Как показано на фигурах, диаметр в поперечном направлении второго внешнего воздушного канала 9b составляет больше, чем диаметр в поперечном направлении первого внешнего воздушного канала 9а.
Внутри второго внешнего воздушного канала 9b расположен табачный элемент 1150. Табачный элемент 1150 может быть вставлен внутрь второго внешнего воздушного канала 9b, например, путем извлечения вставки 8 на мундштучном конце и вставления табачного элемента 1150 внутрь второго внешнего воздушного канала 9b.
Табачный элемент 1150 может представлять собой табачную заглушку, которая относится к прессованной форме табака, в том числе, но без ограничения, к табачным столбикам, свернутому табаку или наполнителю. Табачная заглушка может быть обернута, например, в натуральный табак, восстановленный листовой табак или алюминий. Хотя на фигуре показана лишь одна табачная заглушка, следует понимать, что может использоваться множество табачных заглушек. Между множеством табачных заглушек могут быть размещены волоконные сегменты (например ацетилцеллюлозные волокна, другие синтетические волокна или натуральные волокна).
Табак удерживается, например, в цилиндрическом корпусе 1185. Цилиндрический корпус 1185 может быть изготовлен, например, из алюминия. Цилиндрический корпус 1185 имеет внешний диаметр, который соответствует диаметру внешнего воздушного канала 9b. Вдоль продольной оси корпуса 6 на концах цилиндрического корпуса 1185 установлены сетчатые экраны 1175 и 1180, чтобы закрыть табак в цилиндрическом корпусе 1185. Как показано на фиг. 11А, сетчатые экраны 1175 и 1180 содержат отверстия 1182 для обеспечения возможности прохождения воздуха от одного конца цилиндрического корпуса через табак и выхода из того конца цилиндрического корпуса 1185, который находится ближе всего к вставке 8 на мундштучном конце.
Табачный элемент 1150 расположен таким образом, что обеспечивается возможность прохождения пара, генерируемого пара с помощью нагревателя 14, через табак. Например, табачный элемент 1150 может быть расположен на первом расстоянии от вставки 8 на мундштучном конце и на втором расстоянии от резервуара 22 для подачи испаряемого состава. Первое расстояние и второе расстояние могут быть одинаковыми или разными.
Под действием приложенного отрицательного давления пар протекает от нагревателя 14 через табачный элемент 1150 и выходит из вставки 8 на мундштучном конце. Нагреватель 14 может находиться на установленном расстоянии от табачного элемента 1150 или заключать в себя табачный элемент 1150 таким образом, что нагреватель 14 нагревает табак до нужной температуры (как описано выше) во время приложения отрицательного давления. В примере нагреватель 14 может находиться на расстоянии от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 5 миллиметров от табачного элемента 1150.
Хотя внутренняя трубка 62а показана как проходящая за пределы нагревателя 14 в продольном направлении к вставке 8 на мундштучном конце, следует понимать, что нагреватель 14 может быть расположен таким образом, чтобы проходить внутрь второго воздушного канала 9b. В результате обеспечивается возможность размещения табачного элемента 1150 на удалении от нагревателя 14 или в контакте с нагревателем 14, как показано на фиг. 11В. На фиг. 11В нагреватель 14 находится во втором внешнем воздушном канале 9b секции 70b. Таким образом, резервуар 11а для подачи испаряемого состава, нагреватель 14 и табачный элемент 1150 расположены последовательно.
Хотя прокладка 10 не показана на фигуре, негорючее курительное устройство 11 может содержать прокладку 10.
На фиг. 12 показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства 1200. На фиг. 12 показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства 1200, содержащего табачный элемент 1250. Негорючее курительное устройство 1200 аналогично негорючему курительному устройству 60, за исключением того, что секция 70с не содержит вставку 8 на мундштучном конце, табачный элемент 23 и прокладку 10, а негорючее курительное устройство 1200 дополнительно содержит вставку 1210. Поэтому для краткости будут описаны лишь различия.
Вследствие удаления вставки 8 на мундштучном конце и прокладки 10, негорючее курительное устройство 1200 содержит приемную область 1205, выполненную с возможностью приема табачной вставки 1210. Приемная область 1205 образована внешней трубкой 6 и концом резервуара 22 для подачи испаряемого состава.
Табачная вставка 1210 может представлять собой сигарету или сигару. Например, табачная вставка может представлять собой сигарету с фильтром, сигарету без фильтра, сигариллу, сигарный фильтр для сигары с мундштуком, сигару с мундштуком или сигару или сигариллу без мундштука. Тем не менее, примеры вариантов осуществления не ограничены вышеуказанными.
Табачная вставка 1210 представляет собой съемную вставку. В примере, показанном на фиг. 12, табачная вставка 1210 может представлять собой сигарету или часть сигареты. Табачная вставка 1210 содержит фильтр 1220 и табачный элемент 1250. В примерах вариантов осуществления, в которых табачная вставка представляет собой сигару или сигариллу без ободка, эта табачная вставка не содержит фильтра.
Ободковая бумага 1255 может перекрываться с фильтром 1220 и табачным элементом 1250. Ободковая бумага 1255 может покрывать те области поверхности табачной вставки 1210, которые проходят вдоль внешней трубки 6. Следовательно, ободковая бумага 1255 придает прочность табачной вставке 1210, обеспечивая возможность более легкого вставления в приемную область 1205. Для обертывания табачного элемента 1250 может также использоваться алюминиевая фольга, вместе с дополнительной ободковой бумагой или без нее.
Местоположение нагревателя 14 не ограничено местоположением, показанным на фиг. 12А. Например, нагреватель 14 может быть расположен на конце внешнего воздушного канала 9 таким образом, чтобы нагреватель 14 находился ближе к табачному элементу 1250 или в контакте с табачным элементом 1250. В еще одном примере варианта осуществления нагреватель 14 может выступать наружу из внешнего воздушного канала 9 таким же образом, как это показано на фиг. 11В.
Нагреватель 14 может находиться на установленном расстоянии от табачного элемента 1250 или контактировать с табачным элементом 1250 таким образом, чтобы нагреватель 14 нагревал табачный элемент 1250 до нужной температуры (как описано выше) во время приложения отрицательного давления.
Во время работы, при нахождении негорючего курительного устройства 1200 в собранной конфигурации, обеспечивается возможность приложения отрицательного давления к табачной вставке 1210. Отрицательное давление способно приводить к падению внутреннего давления внутри негорючего курительного устройства 1200, что может вызвать поступление впускного воздушного потока в устройство 1200 через впускные отверстия 44 и 44' для воздуха. Указанное падение внутреннего давления способно также привести к падению внутреннего давления внутри секции 72, когда воздух втягивается через впускное отверстие 44а для воздуха (по воздушному каналу, проходящему через секцию 72). Падение внутреннего давления, происходящее в секции 72, может обнаруживаться с помощью датчика 16. Затем обеспечивается возможность работы датчика 16 таким образом, чтобы замкнуть электрическую цепь, которая содержит источник 1 питания. В свою очередь, электрические выводы передают электрический ток на нагреватель 14 с целью активации нагревателя 14. Активированный нагреватель 14, в свою очередь, нагревает и испаряет часть испаряемого состава, который втягивается в направлении нагревателя 14 через фитиль 28.
Материал испаряемого состава переносится из резервуара 22 для подачи испаряемого состава и/или с носителя 21 для хранения испаряемого состава в область, находящуюся вблизи нагревателя 14, за счет капиллярного действия фитиля 28. При активации нагревателя 14 испаряемый состав в центральной области фитиля 28 испаряется с помощью нагревателя 14, чтобы произошло испарение материала испаряемого состава и образование пара. Под действием приложенного отрицательного давления пар течет из нагревателя 14 через табачный элемент 1250 и выходит из фильтра 1220.
В примере, показанном на фиг. 12, фильтр 1220 может представлять собой ацетилцеллюлозный (СА) фильтр. Элементы СА фильтра, такие как триацетин, способны вымываться в пар. Уровень никотина паровой фазы и других летучих элементов в паре может уменьшаться из-за присутствия табака.
На фиг. 13А показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства 1300.
Негорючее курительное устройствот 1300 аналогично негорючему курительному устройству 60, за исключением того, что секция 70d не содержит табачного элемента 23, и негорючее курительное устройство 1300 дополнительно содержит съемный мундштук 1310. Поэтому для краткости будут описаны лишь различия.
Съемный мундштук 1310 содержит табачный элемент 1320. Табачный элемент 1320 может быть заключен в заглушке или пакетике и прикреплен к внутренней поверхности мундштука 1310. Съемный мундштук 1310 насажен на участок внешней трубки 6 для образования уплотнения между съемным мундштуком и секцией 70d. Съемный мундштук 1310 может образовывать уплотнение за счет скольжения по внешней трубке 6 или иметь соединительный механизм (например, охватываемое или охватывающее соединение) для соединения с внешней трубкой 6.
Во время работы, при нахождении негорючего курительного устройства 1300 в собранной конфигурации, обеспечивается возможность приложения отрицательного давления к съемному мундштуку 1310. Под действием приложенного отрицательного давления пар протекает из нагревателя 14 через вставку 8 на мундштучном конце внутрь табачного элемента 1320 и выходит из съемного мундштука 1310 через воздушный канал 1330.
Нагреватель 14 может находиться на установленном расстоянии от табачного элемента 1320 или контактировать с табачным элементом 1320 таким образом, чтобы нагреватель 14 нагревал табачный элемент 1320 до нужной температуры (как описано выше) во время приложения отрицательного давления.
В еще одном варианте осуществления вставка 8 на мундштучном конце и прокладка 10 могут отсутствовать, как показано на фиг. 13В. В варианте осуществления, показанном на фиг. 13В, трубка 6а является более короткой, чем трубка 6 по фиг. 13А.
В других примерах вариантов осуществления табачный элемент может находиться в резервуаре для подачи испаряемого состава, и/или табачный элемент может функционировать как носитель для хранения испаряемого состава.
Например, на фиг. 14А-В показан пример варианта осуществления резервуара для подачи испаряемого состава. Резервуар 22а для подачи испаряемого состава может использоваться в качестве резервуара 22 для подачи испаряемого состава.
Как показано на фигурах, резервуар 22а для подачи испаряемого состава содержит испаряемый состав 1402, промежуточную трубку 1404, табачный элемент 1410 и внутреннюю трубку 62'. Внутренняя трубка 62' образует воздушный канал 9 и может содержать, например, металлическую решетку, экран или сетку.
В еще одном примере варианта осуществления внутренняя трубка 62' может быть образована из любого подходящего материала или комбинации материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопласты, пригодные для применения в пищевой или фармацевтической отрасли, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK), керамика и полиэтилен.
Промежуточная трубка 1404 может содержать стеклянные волокна. Испаряемый состав 1402 находится между промежуточной трубкой 1404 и внешней трубкой 6 и он может находиться в носителе 21 для хранения испаряемого состава.
Табачный элемент 1410 находится между внутренней трубкой 62' и промежуточной трубкой 1404. Табачный элемент 1410 может представлять собой, например, табачный лист, лоскуты, порошок, шарики или губку. Внутренняя трубка 62' может содержать удлинители, выступающие внутрь табака для содействия теплопередаче.
Во время работы к негорючему курительному устройству может прикладываться отрицательное давление, которое активирует нагреватель 14, как описано выше. Нагреватель нагревает испаряемый состав 1402 для образования пара, и этот пар протекает от нагревателя 14 через табачный элемент 1410 внутрь воздушного канала 9.
В результате табачный элемент 1410 подвергается воздействию тепла из пара и из нагревателя 14. В результате происходит внедрение табачного аромата в дым.
В примере варианта осуществления то количество табачного элемента (например, наполнителя), которое находится в негорючем курительном устройстве, обеспечивает возможность создания примерно такого же количества приложений отрицательного давления, что и в сигарете. В качестве альтернативы, указанное количество табачного элемента обеспечивает возможность создания фиксированного количества приложений отрицательного давления.
В примере варианта осуществления табачный элемент может не иметь никотина.
Примеры вариантов осуществления, показанные на фиг. 1-14В, могут комбинироваться для использования табачного элемента более чем в одном месте. Например, первый табачный элемент может комбинироваться с испаряемым составом в резервуаре для подачи испаряемого состава, а второй табачный элемент может находиться в канале 9. В других примерах вариантов осуществления первый табачный элемент может комбинироваться с испаряемым составом в резервуаре для подачи испаряемого состава, а второй табачный элемент может представлять собой табачную заглушку во втором выпускном воздушном канале 9b. В еще одном примере варианта осуществления первый табачный элемент может комбинироваться с испаряемым составом в резервуаре для подачи испаряемого состава, а второй табачный элемент может находиться во вставке или съемном мундштуке. В еще одном варианте осуществления первый табачный элемент может находиться в канале 9, а второй табачный элемент может находиться во вставке или съемном мундштуке.
Примеры вариантов осуществления обеспечивают негорючее курительное устройство, имеющее нагреватель, который нагревает испаряемый состав и способен передавать тепло на табачный элемент. Более конкретно, негорючее курительное устройство согласно примерам вариантов осуществления воздействует паром на табачный элемент и/или воздействует испаряемым составом на табачный элемент. В случае, если табачный элемент находится в испаряемом составе, сохраняется физическая целостность табачного элемента.
В других примерах вариантов осуществления негорючее курительное устройство может представлять собой устройство в виде капсулы или устройство в виде емкости, которое воздействует паром табачный элемент и/или воздействует испаряемым составом на табачный элемент.
Хотя со ссылками на фиг. 1-14В описан единственный нагреватель, примеры вариантов осуществления могут включать в себя негорючее курительное устройство с несколькими нагревателями. Первый нагреватель может представлять собой нагреватель 14 для испарения испаряемого состава, а второй нагреватель может использоваться для нагрева табачного элемента. Второй нагреватель может проникать в табачный элемент.
Например, на фиг. 15А-15В показан пример варианта осуществления негорючего курительного устройства, имеющего множество нагревателей.
Показанная на фиг. 15А первая секция 1500 может быть аналогична первой секции 70, показанной на фиг. 1, без табачного элемента 23. На фиг. 15В показана первая секция 1500. Поскольку первая секция 1500 аналогична первой секции 70 без табачного элемента 23, для краткости первая секция 1500 не будет описана более подробно.
Как показано на фиг. 15А, вторая секция 72' негорючего курительного устройства содержит емкость 1505 для табака и емкость 1510 для источника питания. Емкость 1505 для табака и емкость 1510 для источника питания могут представлять собой отдельные картриджи, которые соединены между собой посредством соединительного участка 1511. Соединительный участок 1511 может быть аналогичен резьбовому соединению 205.
Емкость 1505 для табака заключает в себе табак 1507 и выполнена таким образом, что она обеспечивает возможность протекания аромата от табака 1507 внутрь первой секции 1500.
Емкость для табака содержит соединитель 205b, который имеет анодный участок 1515 и катодный участок 1520. Анодный участок 1515 содержит кольцевую секцию 1517, которая проходит в продольном направлении в емкости 1505 для табака. Анодный участок 1515 содержит два отверстия 1521а и 1521b для обеспечения возможности протекания воздуха внутрь табака 1507 и в канал 1519 при приложении отрицательного давления к вставке 8 на мундштучном конце. Как анодный участок 1515, так и катодный участок 1520 содержат электропроводный материал, такой как оцинкованная латунь или нержавеющая сталь. Канал 1519 частично образован анодным участком 1515 в продольном направлении. На одном конце канала 1519 расположен фильтр 1522, а другой конец канала 1519 открыт к первой секции 1500. Фильтр 1522 может содержать ацетилцеллюлозу, стеклянные волокна, керамику, хлопок или любой химически инертный пористый материал. В результате канал 1519 образует тракт для протекания воздуха внутрь табака 1507.
Волоконная гильза 1525 покрывает по меньшей мере участок кольцевой секции 1517 анодного участка 1515. Волоконная гильза 1525 может представлять собой целлюлозный материал или полиэтилентерефталат и может проходить от концов отверстий 1521а, 1521b до фильтра 1522. Волоконная гильза 1525 содействует регулированию температуры путем поглощения тепла, излучаемого из катушечного нагревателя 1530. Волоконная гильза 1525 может быть выполнена из стеклянных волокон или любого материала, который является химически инертным и неэлектропроводными. Волоконная гильза 1525 электрически разделяет нагреватель 1530 и анодный участок 1515.
Катушечный нагреватель 1530 обернут вокруг волоконной гильзы 1525 в продольном направлении и нагревает табак при подаче питания на нагреватель 1530 от источника 1 питания. Нагреватель 1530 способен нагревать табак, не сжигая его. Например, нагреватель 1530 способен работать при приблизительно 190 градусах по Цельсию, или обеспечивается возможность его регулирования путем управления подачей питания. Нагреватель 1530 нагревает табак 1507 для генерирования табачного аромата.
Для приема питания от источника 1 питания нагреватель 1530 прикреплен к анодному участку 1515 и катодному участку 1520. Более конкретно, анод источника 1 питания соединен с анодным участком 1511а соединительного участка 1511, который соединен с соединителем 1538 батареи. Анодный участок 1515 соединен с соединителем батареи с помощью провода 1540. Хотя провод 1540 показан как проходящий через фильтр 1540, этот провод может проходить между фильтром 1540 и внешней трубкой 6'. Нагреватель 1530 соединен с анодным участком 1515 с помощью провода 1535. Провода 1540 и 1535 образуют паяное соединение 1542 на анодном участке 1515.
В дополнение, нагреватель 1530 припаян к проводу 1545, который соединен с катодным участком 1520. Провод 1545 может быть соединен с катодным участком 1520, например, с помощью точечной сварки или пайки двух электрических выводов нагревателя 252. Следует понимать, что соединение не должно ограничиваться пайкой или точечной сваркой. В случае использования пайки, вместо нее может использоваться сверка, и наоборот.
На фиг. 16 показан вид сверху катушечного нагревателя 1530, окружающего волоконную гильзу 1525. Как показано на фигуре, катушечный нагреватель 1530 обернут вокруг волоконной гильзы 1525. Провод 1540 проходит от кольцевой секции 1517 анодного участка 1515 за пределы волоконной гильзы 1525 до соединителя 1538 батареи. Кроме того, гильза 1525 проходит до отверстия 1521b анодного участка 1515.
Как показано на фиг. 15А, катодный участок 1520 содержит отверстия 1520а.
На фиг. 17 показан вид сверху катодного участка 1520 согласно примеру варианта осуществления. Как показано на фигуре, катодный участок 1520 содержит четыре отверстия 1520а. Хотя показаны четыре отверстия 1520а, следует понимать, что может использоваться большее или меньшее количество отверстий, чем четыре отверстия. Кроме того, внутренняя поверхность 1700 имеет диаметр d1, который задает приемную область для анодного участка.
Катодный участок 1520 содержит верхнюю круговую область 1705 и нижнюю круговую область 1710. Отверстия 1520а расположены через угловые промежутки приблизительно 90 градусов относительно друг друга и проходят через нижнюю круговую область 1710 для образования воздушных каналов между емкостью 1505 для табака и первой секцией 1500.
Более конкретно, при приложении отрицательного давления к вставке 8 на мундштучном конце, воздух протекает через канал 1519, а также через табак 1507 и отверстия 1520а. Воздух, протекающий через канал 1519 внутрь секции 1500, будет также иметь табачный аромат, благодаря наличию воздушного канала, образованного отверстиями 1521а и 1521b в анодном участке 1515.
На фиг. 18 показана емкость для табака в негорючем курительном устройстве согласно примеру варианта осуществления. Как показано на фиг. 18, емкость 1800 для табака содержит область 1825 для приема табака и выступ 1830, проходящий от поверхности 1835 области 1825 для приема табака. Емкость 1800 для табака является цилиндрической по форме и удерживает табак, подлежащий нагреву с помощью нагревателей 1805, 1810, 1815 и 1820. Нагреватели 1805, 1810, 1815 и 1820 проходят от выступа 1830 внутрь области 1825 размещения. Емкость 1800 для табака может быть расположена раньше по ходу потока относительно области генерирования пара. Следовательно, нагреватели 1805, 1810, 1815 и 1820 нагревают табак таким образом, чтобы сообщить аромат пару, генерируемому дальше по ходу потока. Нагреватели 1805, 1810, 1815 и 1820 соединены с источником питания, таким как источник 1 питания.
На фиг. 19 показан еще один пример варианта осуществления негорючего курительного устройства, имеющего множество нагревателей.
На фиг. 19 показан сетчатый нагреватель 1905, покрытый стекловолоконным экраном 1910 для содействия регулированию температуры. Табак находится между сетчатым нагревателем 1905 и стекловолоконным экраном 1910. Сетчатый нагреватель 1905 и стекловолоконный экран 1910 могут использоваться вместо компоновки для нагрева табака, показанной на фиг. 15А. Следовательно, обеспечивается возможность примыкания стекловолоконного экрана 1910 к корпусу 6. Сетчатый нагреватель 1905 соединен с источником 1 питания через анодный и катодный проводы 1920 и 2915. Сетка намотана от верхнего до нижнего конца картриджа.
Негорючие курительные устройства согласно примерам вариантов осуществления могут храниться в различных конфигурациях.
На фиг. 20 показана емкость с откидной крышкой для негорючего курительного устройства согласно примеру варианта осуществления.
Как показано на фигуре, емкость 2200 с откидной крышкой содержит верхний 2210 и нижний 2220 приемные участки. Нижний приемный участок 2220 расположен таким образом, что первая секция 2250 негорючего курительного устройства и вторая секция 2275 негорючего курительного устройства располагаются бок о бок. Например, первая секция 2250 может представлять собой секцию 70с, а вторая секция 2275 может представлять собой секцию 72. Верхний участок 2210 имеет возможность поворота вокруг шарнира 2225, и таким образом для совершеннолетнего вейпера обеспечивается возможность открывания и закрывания емкости 2200 с откидной крышкой.
На фиг. 21 показана емкость с откидной крышкой для негорючего курительного устройства согласно еще одному примеру варианта осуществления.
Как показано на фигуре, емкость 2300 с откидной крышкой содержит верхний 2310 и нижний 2320 приемные участки. Нижний приемный участок 2320 расположен таким образом, что первая секция 2350 негорючего курительного устройства и вторая секция 2375 негорючего курительного устройства располагаются бок о бок. Например, первая секция 2350 может представлять собой секцию 70с, а вторая секция 2375 может представлять собой секцию 72. Верхний участок 2310 имеет возможность поворота вокруг шарнира 2325, и таким образом для совершеннолетнего вейпера обеспечивается возможность открывания и закрывания емкости 2300 с откидной крышкой.
В других примерах вариантов осуществления негорючее курительное устройство содержит индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель может представлять собой единственный нагреватель в негорючем курительном устройстве. Индукционный нагреватель может быть обеспечен в дополнение к иному типу электрического нагревателя, такому как резистивный нагреватель. Индукционный нагреватель может содержать катушку индуктивности. Указанная катушка может быть размещена снаружи от табака. На поверхности табака и/или внутри табака может быть размещен реактивный элемент, такой как сусцептор.
В других примерах вариантов осуществления может потребоваться регулятор температуры для предотвращения перегрева табака и для предотвращения горения табака.
Благодаря использованию одного нагревателя или комбинации из нескольких нагревателей, катушечного нагревателя и сетчатого нагревателя, увеличивается площадь табака, подвергаемая воздействию тепла, и таким образом увеличивается количество аромата, генерируемого для совершеннолетнего вейпера.
Таким образом, были описаны примеры вариантов осуществления, и очевидно, что одни и те же признаки могут варьироваться многими способами. Такие вариации не следует рассматривать как отклонение от предполагаемого объема примеров вариантов осуществления, и все подобные модификации, как будет очевидно специалисту в данной области техники, предназначены для включения в объем нижеследующей формулы изобретения.