Держатель искусственного курительного изделия - RU2302806C2
Код документа: RU2302806C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к искусственным курительным изделиям, в частности к держателю искусственного курительного изделия.
В настоящее время известны различные искусственные курительные изделия, которые по своим вкусовым и ароматическим качествам похожи на обычные табачные курительные изделия, но в отличие от них не требуют сжигания табака. Так, например, в патенте US 5944025 на имя Cook и др. предлагается курительное изделие с каталитической секцией, в которой образуются горячие газы, используемые для образования вдыхаемых курильщиком обладающих определенным ароматом газообразных аэрозолей, и контролируемым составом газообразных продуктов сгорания. В патенте US 4892109 на имя Strubel предлагается искусственное курительное изделие, в котором используются химические реагенты, которые при перемешивании друг с другом вступают в экзотермическую реакцию и служат источником тепла, под действием которого происходит нагревание образующих аэрозоли веществ, которые во время затяжки попадают в рот курильщика. Кроме того, в патентах US 5247947 на имя Clearman и др., US 4819665 на имя Roberts и др. и US 4793365 на имя Sensabaugh и др. описаны различные искусственные курительные изделия, в которых для образования нагретого аэрозоля, который вдыхает курильщик, используют внешний источник тепла.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать держатель искусственного курительного изделия, в который вставляется курительное изделие, содержащийся в котором табак нагревается водяным паром, а содержащиеся в табаке создающие аромат вещества испаряются и остаются в аэрозоле, который при затяжке вдыхает курильщик.
Еще одна задача настоящего изобретения состояла в разработке держателя искусственного курительного изделия, в который вставляется курительное изделие и в котором в качестве источника тепла (топлива), необходимого для испарения создающих аромат веществ, содержащихся в табачном стержне вставленного в держатель курительного изделия, используется смесь этанола и воды.
В настоящем изобретении предлагается держатель искусственного курительного изделия, содержащий корпус с передней (верхней по направлению проходящего через держатель потока) трубчатой частью из материала с низкой теплопроводностью, включающей топливные средства для обеспечения воспламеняемым газообразным топливом (источник топлива), средства питания воздухом для обеспечения воспламенения газообразного топлива, и камеру топливной смеси, сообщающуюся с топливными средствами и средствами питания воздухом, и задней (нижней по направлению проходящего через держатель потока) трубчатой частью из материала с высокой теплопроводностью, включающей камеру, в которую вставляется сигарета, устройство для удержания пламени, расположенное за камерой топливной смеси перед расположенной между ним и камерой, в которую вставляется сигарета, камерой сгорания, в которой при воспламенении топлива образуется пламя, и искровой воспламенитель, расположенный за устройством для удержания пламени в том месте в зоне расположения камеры сгорания.
В качестве материала с низкой теплопроводностью предпочтительно использовать негорючий материал, в частности материал с низкой теплопроводностью может представлять собой керамический материал или содержать его.
Для изготовления задней трубчатой части корпуса в качестве материала с высокой теплопроводностью предпочтительно использовать металл или металлоподобный материал, например алюминий, титан или их смеси. Для изготовления задней части корпуса можно использовать и другие известные специалистам материалы с высокой теплопроводностью, на которых не происходит конденсации водяного пара.
В качестве топливного средства предпочтительно использовать пористый материал, пропитанный жидкостью, из которой образуется воспламеняемое газообразное топливо. В качестве пористого материала предпочтительно использовать по существу пористый негорючий материал, такой как углеродное волокно или волокно из ацетата целлюлозы. В качестве образующей воспламеняемое газообразное топливо жидкости, которой пропитана пористая основа топливного средства, предпочтительно использовать смесь воспламеняющегося углеводорода и воды. К таким смесям относятся, в частности, смеси спирта и воды, в том числе смеси метанола и воды, этанола и воды, изопропанола и воды и другие аналогичные смеси. Газообразное топливо должно сгорать полностью таким образом, чтобы продукты сгорания состояли в основном или полностью из водяного пара.
Средства питания воздухом предпочтительно включают одноразовый или многоразовый, предпочтительно съемный, баллончик со сжатым воздухом, закрепленный на передней трубчатой части корпуса. В пористой основе топливного средства предпочтительно выполнен проход, проходящий в продольном направлении через пористый материал, причем выпуск сжатого воздуха (выпускной наконечник) баллончика входит в этот проход и воздух из баллончика проходит через него в смесительную камеру. Вместо баллончика со сжатым воздухом для сгорания топлива можно использовать наружный воздух, и в этом случае средства питания воздухом содержат откидную крышку, закрепленную, например, на конце передней трубчатой части корпуса. Открыть такую крышку и впустить воздух в держатель можно вручную или автоматически, в идеальном случае одновременно или непосредственно до включения электроискрового устройства для воспламенения горючей смеси.
Для подачи сжатого воздуха из баллончика внутрь держателя предназначен специальный впускной клапан, установленный на выходе баллончика.
Устройство для удержания пламени можно выполнить в виде газопроницаемого диска, непроницаемого диска (из непроницаемого материала) с одной или несколькими сквозными капиллярными трубками или в виде непроницаемого перфорированного диска.
В качестве устройства для воспламенения горючей смеси электрической искрой предпочтительно использовать пьезоэлектрический искровой воспламенитель. Вместо электроискрового устройства для воспламенения горючей смеси можно использовать нагревательный элемент, работающий от обычной батарейки. Для этой же цели можно использовать и другие известные специалистам устройства.
В камере сгорания, в которой при воспламенении топлива образуется пламя, предпочтительно выполнить отверстия для всасывания воздуха во время затяжки. Эти отверстия целесообразно выполнить рядом с расположенной в задней части корпуса держателя камерой, в которую вставляется сигарета.
Предлагаемый в изобретении держатель курительного изделия можно использовать для любых курительных изделий, однако предпочтительно его использовать в качестве держателя сигареты.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одни и те же элементы обозначены одними и теми же позициями и на которых показано:
на фиг.1 - первый предпочтительный вариант выполнения негорючего держателя сигареты со вставленной в него сигаретой, показанного в аксонометрической проекции,
на фиг.2 - вид с торца держателя, показанного на фиг.1,
на фиг.3 - продольный разрез плоскостью 3-3 по фиг.2 выполненного по первому варианту предлагаемого в изобретении держателя с закрепленным на нем сменным многоразовым баллончиком со сжатым воздухом,
на фиг.4 - второй предпочтительный вариант выполнения предлагаемого в изобретении негорючего держателя сигареты, показанного в продольном разрезе,
на фиг.5 - третий предпочтительный вариант выполнения предлагаемого в изобретении держателя, показанного в продольном разрезе.
На всех чертежах предлагаемый в изобретении держатель искусственного курительного изделия, в данном конкретном случае сигареты, в сборе обозначен позицией 10. Показанный на фиг.1 негорючий держатель сигареты имеет корпус 12, который состоит из передней трубчатой части 14 и задней трубчатой части 16. Передняя трубчатая часть 14 корпуса изготовлена из материала с низкой теплопроводностью, в частности из керамики, а задняя трубчатая часть 16 изготовлена в виде металлической трубки из материала с высокой теплопроводностью, например из алюминия либо другого аналогичного металла или из какого-либо иного металлоподобного материала с высокой теплопроводностью. На фиг.1 показана также сигарета 30, которая вставлена в заднюю трубчатую часть 16 корпуса держателя. На фиг.1 и 2 показан далее закрепленный на корпусе 12 рядом с тем местом, где его передняя часть 14 соединяется с задней частью 16, искровой воспламенитель 36, в качестве которого можно использовать пьезоэлектрический искровой воспламенитель, работающий от батарейки нагревательный элемент или какой-либо другой известный специалистам искровой воспламенитель.
Показанный на фиг.3 и выполненный по первому предпочтительному варианту держатель 10 имеет закрепленный на переднем конце передней трубчатой части 14 корпуса заполненный сжатым воздухом съемный баллончик 40 многоразового использования с клапаном 42, при открытии которого воздух из баллончика поступает в первую переднюю камеру 18, расположенную на переднем конце передней трубчатой части 14. Первая передняя камера 18 заполнена пропитанным смесью этанола и воды пористым, по существу негорючим материалом 44, таким как углеродное волокно или волокно из ацетата целлюлозы. За пропитанным смесью этанола и воды пористым материалом 44 расположена вторая задняя камера 22, в которую поступают предварительно смешанные пары этанола и воды и воздух, который при открытии клапана выходит из заполненного сжатым воздухом баллончика 40.
Вторая задняя камера представляет собой по существу камеру топливной смеси. В пористом материале 44 выполнен проход 20, сообщающийся с выходным отверстием клапана 42 баллончика 40 со сжатым воздухом, который в этом канале смешивается с парами смеси этанола и воды, которой пропитан пористый материал 44. Рядом с местом соединения передней части 14 корпуса с его задней частью 16 до искрового воспламенителя 36 расположено устройство 24 для удержания пламени. Устройство для удержания пламени препятствует попаданию языков пламени обратно в источник топлива и одновременно поддерживает процесс сгорания газообразного топлива и образования пламени в расположенной за ним камере сгорания. В предлагаемом в изобретении держателе сигареты образующееся при сгорании топлива пламя удерживается на поверхности, образованной задней стороной устройства для удержания пламени. Устройство для удержания пламени в рассматриваемом варианте выполнено в виде газопроницаемого диска, через который проходит воспламеняемая в камере сгорания смесь горючего газа и воздуха. В задней трубчатой части 16 корпуса держателя выполнены отверстия 38 для всасывания воздуха во время затяжки и прохода окружающего воздуха в камеру сгорания, которые должны быть расположены на некотором расстоянии от переднего конца табачного стержня сигареты 30, вставленной в камеру 28, расположенную внутри задней части 16 корпуса. Отверстия 38 для всасывания воздуха выполнены в передней половине задней трубчатой части 16 корпуса держателя. Показанная на фиг.3 сигарета 30 состоит из табачного стержня 32 и фильтра 34.
Курение с применением предлагаемого в первом, показанном на фиг.3, варианте держателя искусственного курительного изделия происходит в результате сгорания смеси паров этанола и воздуха и образования пламени в камере 26 сгорания. Камера 26 сгорания расположена в задней трубчатой части 16 корпуса держателя. Необходимое для курения топливо, в частности содержащий воду этанол, находится в пористом материале 44. В пористом негорючем материале 44 имеется канал 20 диаметром от 2 до 3 мм для прохода воздуха, который в сжатом виде находится в баллончике 40. Проходящий через этот канал воздух смешивается с этанолом и водой, которыми пропитан пористый материал 44, и образует горючую смесь, которая воспламеняется за устройством 24 для удержания пламени. Воспламенение горючей газообразной смеси воздуха и паров этанола осуществляется с помощью пьезоэлектрического искрового воспламенителя 36 или работающего от батарейки нагревателя. При воспламенении топлива в камере сгорания образуется горячая смесь газообразных продуктов сгорания этанола и водяного пара, который находится в состоянии теплового равновесия с горячими газами. За устройством 24 для удержания пламени в результате конденсации водяного пара образуется аэрозоль. Горячие газы и водяной пар/аэрозоль и нагреваемые проходящими образующимися в результате сгорания топлива газами горячие металлические стенки задней трубчатой части 16 корпуса держателя, в которую вставлена сигарета 30, нагревают расположенный в камере 28 табачный стержень 32 сигареты. Образующийся аэрозоль смешивается с воздухом, который во время затяжки попадает внутрь корпуса держателя через отверстия 38, и проходит через нагретый до определенной температуры в табачном стержне 32 табак, в котором он смешивается с содержащимися в табаке ароматическими веществами. Затем вместе с аэрозолем эти ароматические вещества попадают в рот курильщика. В предпочтительном варианте заднюю трубчатую часть 16 корпуса держателя изготавливают из алюминиевой трубки, которая нагревается до температуры, большей температуры конденсации водяного пара, который поэтому не конденсируется на внутренних стенках трубки и не влияет на эффективность переноса аэрозолем содержащихся в табаке ароматических веществ в рот курильщика.
Показанный на фиг.4 второй предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается от первого варианта, показанного на фиг.3, отсутствием баллончика 40 со сжатым воздухом и клапана 42, вместо которых в этом варианте используется откидная крышка 50, расположенная на переднем конце корпуса 112. Кроме того, в этом варианте корпус 112 держателя состоит из такой же, что и в показанном на фиг.3 варианте, передней трубчатой части 14, но другой по сравнению с первым вариантом задней трубчатой части 116. Во втором предпочтительном варианте осуществления изобретения в задней части 116 корпуса держателя не предусмотрены отверстия 38, через которые в первом варианте в камеру сгорания во время затяжки проходит вдыхаемый затем курильщиком окружающий воздух, а этот воздух попадает внутрь корпуса держателя при открытии закрепленной на переднем конце корпуса 112 крышки 50 вместе с воздухом, необходимым для сгорания топлива. В варианте, показанном на фиг.4, после воспламенения горючей смеси на устройстве 24 для удержания пламени крышка 50 должна оставаться открытой для того, чтобы в камеру сгорания во время затяжки попадал окружающий воздух, поддерживающий происходящий в ней процесс сгорания топлива. Крышка может открываться вручную самим курильщиком или автоматически каким-либо специальным устройством, срабатывающим, например, одновременно с искровым воспламенителем.
В третьем варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5, корпус 212 держателя 210 сигареты также состоит из передней трубчатой части 14 и задней трубчатой части 16. В этом варианте в отличие от вариантов, показанных на фиг.3 и 4, в передней камере 18 передней части корпуса отсутствует пористый материал 44. В предлагаемом в этом варианте держателе 210 используется закрепленный на корпусе 212 съемный топливный баллончик 240 многоразового использования, заполненный смесью этанола и воды и воздухом и соединенный с клапаном 242, предназначенным для регулирования количества состоящей из воздуха и паров этанола и воды смеси, попадающей из баллончика в переднюю камеру 18 корпуса держателя. Регулируемое клапаном количество находящихся в смеси паров этанола и воды смешивается в передней камере 18 корпуса держателя с воздухом из баллончика 240, и образовавшаяся горючая смесь воспламеняется искровым воспламенителем 36 на устройстве 24 для удержания пламени.
При уменьшении количества воздуха, попадающего внутрь держателя, процесс горения прекращается. Процесс горения прекращается и при отсутствии искры. Для прекращения процесса горения можно также перестать затягиваться сигаретой, уменьшив тем самым количество газообразного топлива, которое образуется под действием потока вдыхаемого курильщиком воздуха в виде паров в пропитанном жидким топливом пористом материале и попадает вместе с потоком воздуха в камеру сгорания.
Реферат
Изобретение относится к искусственным курительным изделиям, в частности к держателю для вышеуказанных изделий. Держатель содержит корпус с передней трубчатой частью из материала с низкой теплопроводностью, средства питания воздухом для обеспечения воспламенения газообразного топлива, камеру топливной смеси и заднюю трубчатую часть из материала с высокой теплопроводностью. При этом в передней трубчатой части корпуса расположены топливные средства для обеспечения воспламеняемым газообразным топливом, а камера топливной смеси сообщается с указанными топливными средствами и средствами питания воздухом. В задней трубчатой части расположена камера, в которую вставляется сигарета, устройство для удержания пламени, расположенное за камерой топливной смеси перед расположенной между ним и камерой, в которую вставляется сигарета, камерой сгорания, в которой при воспламенении топлива образуется пламя, и искровой воспламенитель, расположенный за устройством для удержания пламени в зоне расположения камеры сгорания. 20 з.п. ф-лы, 5 ил.
