Бездымный заменитель сигареты
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к процессу улетучивания биологически активных и/или ароматических веществ в целях выделения пригодного к вдыханию аэрозоля при имитации для курильщика акта курения обычной сигареты. Газообразные продукты сгорания горючего газа, который сжигается, предпочтительно, с избытком воздуха, частично или полностью, при необходимости в смеси с окружающим воздухом, направляют через депо биологически активных и/или ароматических веществ. Желаемая температура выбирается посредством содержания газообразных продуктов горения и, при необходимости, посредством соотношения компонентов смеси этих газообразных продуктов сгорания с окружающим воздухом. Устройство для осуществления способа включает мундштук, содержащий депо биологически активных и/или ароматических веществ и нагревательный стержень. Стержень содержит корпусную гильзу, наполнительный клапан для наполнения миниатюрного газового резервуара горючим газом, клапан-регулятор для управляемого выпуска газа из газового резервуара на горелку и преобразователь субстанции для нагрева воздуха за счет выработанного горелкой тепла. Мундштук соединен с возможностью разъединения с имеющим форму и размеры сигареты или сигары нагревательным стержнем для выдачи пригодного к вдыханию аэрозоля. Управление клапаном-регулятором осуществляется посредством создаваемого на мундштуке подсосом разрежения и/или воздушного потока. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
Реферат
Область техники
В целом, настоящее изобретение относится к способу и устройству для бездымного вдыхания никотина и добавок.
Уровень техники
При курении обычной сигареты происходит сгорание табака, и образующийся при этом сгорании дым вдыхается (дым основного потока) или выпускается в окружающую среду (дым побочного потока).
Дым основного потока является определяющим для вреда здоровью потребителя, но доставляет ему желаемое наслаждение. Дым побочного потока является определяющим для вреда здоровью пассивных курильщиков и является нежелательным как для пассивных курильщиков, так и для потребителя.
В дыме сигареты были обнаружены более 4800 различных веществ, из которых примерно 70 считаются доказуемо канцерогенными.
Однако до сих пор сигарете не существует никакой конкуренции, которую можно было воспринимать всерьез. Большинство известных продуктов, собственно говоря, являются заменителями никотина и задуманы не как вкусовые продукты, а как продукты, искореняющие привычку.
Напротив, известные продукты, которые нацелены на альтернативу сигарете без ее негативных аспектов, часто имеют недостатки, которые сильно ограничивают их одобрение курильщиком.
Общим для этих продуктов является то, что в них используется не теплота сгорания табака, а другие источники энергии для высвобождения (дымного) аэрозоля, в результате чего в значительной степени исключается главный источник дыма побочного потока.
Известны устройства, субстраты которых улетучиваются посредством электрической энергии, будь то в форме нагревательного резистора, индукционного нагрева или ультразвукового распылителя, имеют, однако, в качестве недостатка то, что из-за их размеров или веса их приходится держать в руке, что они очень дороги в изготовлении и/или что их трудно экологически безопасно утилизировать из-за содержания компонентов тяжелых металлов.
Были также представлены продукты, энергия которых извлекается из горючих углеродосодержащих твердых веществ, таких как целлюлозная пена, древесный уголь и т.д. В этом случае, общий недостаток состоит в том, что образуется дым побочного потока, хотя и в меньших количествах и в принципе с меньшим содержанием вредных веществ, чем в обычных сигаретах или же (небольших) сигарах.
Задача изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы как можно полнее имитировать для курильщика акт курения обычной сигареты. Для этого необходимо разработать способ и основанное на этом способе устройство. Хватательное восприятие устройства в руке и во рту должно быть очень похожим на восприятие сигареты или (небольшой) сигары на основе ее размеров и веса. Обращение с устройством и его стоимость не должны сильно отличаться от потребления обычных сигарет или же (небольших) сигар.
Общее описание изобретения
Согласно изобретению эта задача решается путем разработки способа улетучивания биологически активных и/или ароматических веществ в целях выделения пригодного к вдыханию аэрозоля, при этом газообразные продукты сгорания горючего газа, который сжигается, предпочтительно, с избытком воздуха, частично или полностью, при необходимости в смеси с окружающим воздухом, направляют через депо биологически активных и/или ароматических веществ, и при этом желаемая температура является выбираемой посредством содержания газообразных продуктов горения и, при необходимости, посредством соотношения компонентов смеси этих газообразных продуктов сгорания с окружающим воздухом.
Такой способ, предпочтительно способ вдыхания никотиноароматической смеси, обеспечивается чистым сжиганием газовоздушной смеси, то есть отходящие газы состоят из азота, не вызывающего опасений за здоровье, диоксида углерода, воды и, при известных обстоятельствах, остаточного кислорода и, таким образом, могут вдыхаться безопасно. При этом преимущество такого способа в отличие от способов, в которых тепло переносится на воздух исключительно через теплообменник, состоит в том, что обусловленное принципом устройство для осуществления этого способа может быть реализовано с намного меньшими размерами при более высоком кпд и более низких производственных затратах.
В еще одном варианте выполнения установка содержания газообразных продуктов сгорания или же соотношения компонентов смеси этих газообразных продуктов сгорания с окружающим воздухом происходит путем регулировки расхода горючего газа, при этом регулировка расхода горючего газа происходит посредством производимого подсосом разрежения и/или воздушного потока.
Описанный способ осуществляется с помощью устройства согласно изобретению для как можно более полной имитации акта курения сигареты, включающего в себя:
- содержащий депо (32) биологически активных и/или ароматических веществ мундштук (3), предпочтительно по форме и размерам сходный с фильтром с оберточной бумагой сигареты или небольшой сигары,
- нагревательный стержень (2) для обеспечения горячего отходящего газа, предпочтительно по форме и размерам сходный с табачным жгутом сигареты или же (небольшой) сигары, содержащий
- корпусную гильзу (20) с одним или несколькими входами для воздуха и одним или несколькими обращенными в сторону мундштука выходами для нагретого воздуха,
- наполнительный клапан (21) для наполнения газового резервуара (22) горючим газом, предпочтительно пропаном или бутаном,
- клапан-регулятор (24) для регулируемого выпуска газа из миниатюрного газового резервуара (22) на горелку, например премиксную горелку (25), для сжигания горючего газа, предпочтительно, по существу с избытком воздуха, и
преобразователь (26) субстанции для нагрева воздуха посредством выработанного премиксной горелкой (25) тепла,
при этом мундштук (3) соединен с возможностью разъединения с имеющим форму и размеры сигареты или сигары нагревательным стержнем (2) для выдачи пригодного к вдыханию аэрозоля, а управление клапаном-регулятором (24) осуществляется посредством создаваемого на мундштуке (3) подсосом разрежения и/или воздушного потока.
При этом отходящие газы горелки (25), частично или полностью смешанные с окружающим воздухом, направляются через мундштук (3), чтобы за счет образованного таким образом горячего воздуха испарять находящиеся в депо (32) биологически активных и/или ароматических веществ субстанции, например, чтобы их можно было вдыхать в качестве аэрозоли.
Преимущества такого способа и основанного на нем устройства очень многообразны. Во-первых, не происходит загрязнения дымом в результате сгорания сложных веществ, например табака, и, во-вторых, в связи с чрезвычайно чистым сгоранием горючего газа не образуется так называемый дым побочного потока, благодаря чему не причиняется вред третьим лицам в результате пассивного курения. В-третьих, благодаря тому, что в отличие от обычной сигареты биологически активные и/или ароматические вещества и их число могут быть выбраны целенаправленно, их вдыхание с точки зрения здоровья является значительно менее вызывающим опасения, чем в случае с обычной сигаретой, и тем самым можно целенаправленно исключить канцерогенное действие. Другими словами, поскольку не происходит сгорания в обычном смысле слова, становится возможным контролируемый состав аэрозоля без обременения третьих лиц.
Это решающее для признания пользователем преимущество достигается за счет улетучивания биологически активных и/или ароматических веществ (образования пригодного к вдыханию аэрозоля) исключительно за счет нагретого воздуха из преобразователя субстанции, то есть без нагревания или даже сжигания депо посредством прямого контакта с источником энергии. При этом пригодный к вдыханию аэрозоль в смысле этого изобретения в принципе является смесью из твердых и/или жидких взвешенных частиц и воздуха. Предпочтительно, пригодный к вдыханию аэрозоль представляет собой туман, то есть смесь, состоящую главным образом из жидких взвешенных частиц и воздуха, предпочтительно, в максимальной степени свободную от мелкой пыли.
В противоположность известным способам, которые основаны на электрическом источнике энергии для образования аэрозоля, в способе согласно изобретению и основанном на нем устройстве не требуется мощный аккумулятор, что делает возможной более низкую стоимость изготовления и создает значительно меньше проблем утилизации.
Кроме того, горючий газ, то есть, например, так называемый зажигалочный газ, предпочтительно пропан и/или бутан, в качестве источника энергии представляет собой еще одно преимущество изобретения, так как при этом возможно сочетание хорошей теплотворной способности и замечательной экологичности. Кроме того, выбор этого источника энергии позволяет обращаться к уже существующим инфраструктурам и опыту, что значительно снижает стоимость изготовления.
Кроме того, форма и размеры комбинированных деталей устройства - нагревательного стержня (2) и мундштука (3) - обеспечивают возможность использования, которое очень похоже на потребление обычной сигареты. В этой связи, выражение «форма и размеры сигареты или сигары» означает, что соединенные детали устройства - нагревательный стержень (2) и мундштук (3) - имеют в принципе цилиндрическую форму и диаметр от примерно 6 до примерно 14 мм, предпочтительно от примерно 8 до примерно 11 мм, и длину примерно 50-150 мм, предпочтительно от примерно 75 до примерно 105 мм. Кроме того, простота обращения пользователем поддерживается очень малым по сравнению с известными устройствами весом, так что устройство может без проблем быть носимым во рту без необходимости постоянно держать его в руке.
Обязательные для имитации акта курения обычных сигарет или же (небольших) сигар малые размеры нагревательного стержня (2) возможны только лишь за счет того, что миниатюрный газовый резервуар (22) в нагревательном стержне (2) по своему объему ограничен единицей потребления и не требуется функции зажигания для премиксной горелки (25) в нагревательном стержне (2). Требуемая в смысле задачи изобретения возможность повторного использования нагревательного стержня (2) обеспечивается тем, что устройство укомплектовано заправочной станцией (1) с функциями дозаправки нагревательного стержня (2) жидким газом и воспламенения нагревательного стержня (2).
Общность с использованием сигареты дополнительно усиливается тем, что зажигание (воспламенение) (то есть запуск процесса сгорания, или же начало акта курения) устройства согласно изобретению осуществляется посредством подсоса пользователем на устройстве и одновременным удерживанием обращенной от мундштука стороны на пламени, которое в обычном случае обеспечивается заправочной станцией (однако, в качестве альтернативы, можно использовать, например, и обычную зажигалку или спичку).
Таким образом, в отличие от известных продуктов для включения источника энергии не требуется ручной выключатель, а за счет выбора горючего газа в качестве источника энергии благодаря его высокой теплотворной способности одной заправки резервуара для газа достаточно для продолжительности потребления обычной сигареты. После израсходования заправки резервуара горелка гаснет сама, благодаря чему предотвращается то, что пользователь забудет выключить устройство, и обеспечивает таким образом безопасность. Перед каждым последующим потреблением нагревательный стержень должен быть снова заправлен в заправочной станции.
Эта очень похожая на прикуривание сигареты процедура становится возможной благодаря клапану-регулятору (24), который выдает на премиксную горелку (25) достаточное количество газа для зажигания, как только пользователь сделает затяжку на мундштуке (2) устройства.
Клапан-регулятор (24) является управляемым посредством создаваемого подсосом пользователя разрежения и/или воздушного потока. При этом клапан содержит регулирующее тело, а также средства (241) для формирования возвратной силы, при этом регулирующее тело имеет первое минимально открытое состояние и второе открытое состояние, при этом регулировочное тело выполнено с возможностью перемещения посредством созданного разрежения и/или воздушного потока из первого минимально открытого состояния против возвратной силы во второе открытое состояние, а средства для формирования возвратной силы выбраны таким образом, что они могут перемещать регулирующее тело обратно в первое минимально открытое состояние.
Преимущество такого клапана состоит в том, что, например, в случае регулирования горючего газа возможно получение двух основных рабочих режимов: рабочее пламя (открыт) и пилотное пламя (минимально открыт).
Кроме того, как только пользователь создаст внутри устройства достаточное разрежение и/или воздушный поток, регулировочное тело в результате этого переводится в открытое состояние и газ может выходить. Если газ одновременно поджигается пользователем, он горит в горелке.
Регулирование посредством воздушного потока, в принципе, достигается тем, что на регулировочном теле расположены препятствия потоку, которые находятся внутри воздушного канала и приводятся в действие посредством созданного подсосом воздушного потока. Регулирование разрежением достигается тогда, когда возникший в результате подсоса перепад давлений перед и за стержнем клапана используется для его перемещения. Конечно, обе возможности регулирования являются комбинируемыми. В качестве достаточного воздушного потока может, например, считаться объемный поток от 15 до 20 мл/с, типично около 17,5 мл/с. Соответствующее разрежение составляет, например, от 50 до 500 мбар, предпочтительно от 100 до 200 мбар.
Для того чтобы могло происходить регулирование расхода, в результате подсоса при открывании клапана натягивается средство (241) для формирования возвратной силы, например пружина.
Если пользователь прекращает «затягиваться» на мундштуке, регулирующее тело этой возвратной силой отжимается назад.
Так, в этой связи под понятием «минимально открытый» или соответствующими выражениями «минимальный расход» или «минимальное поперечное сечение потока» подразумевается состояние, в котором протекает незначительное количество газа, которого как раз хватает для того, чтобы пламя в последовательно подключенной горелке не погасло. Результирующее из этого рабочее состояние, также называемое пилотным пламенем, обеспечивает пользователю возможность сделать несколько затяжек, не зажигая каждый раз горелку заново, но при этом расходовать как можно меньше газа, что идет на пользу большей компактности конструкции в отношении устройства согласно изобретению.
Предпочтительно, регулирующее тело во втором открытом состоянии открывает поперечное сечение потока, которое в зависимости от разрежения и/или воздушного потока является управляемым переменно от минимально открытого до полностью открытого состояния, за счет чего достигается то, что возможно более точное регулирование в зависимости от силы подсоса пользователя или же его курительных привычек.
В другом варианте выполнения этого устройства оно дополнительно содержит между газовым резервуаром (22) и клапаном-регулятором (24) главный клапан (23), который посредством соединения мундштука (3) с нагревательным стержнем (2) открывается, а посредством отсоединения мундштука (3) снова закрывается. Тем самым обеспечивается то, что газ не может выходить до тех пор, пока устройство не готово к работе, то есть пока мундштук не насажен на нагревательный стержень.
В другом варианте выполнения регулятор (24) может занимать еще одно, третье закрытое, состояние после разделения нагревательного стержня (2) и мундштука (3), которое сохраняется при повторной насадке мундштука до тех пор, пока на регулирующем теле не присутствует разрежение и/или воздушный поток, который при превышении минимальной величины, в зависимости от силы, переводит его в минимально открытое состояние, открытое состояние или в состояние между минимально открытым и открытым.
Благодаря этому третьему закрытому состоянию возможно снабженный новым мундштуком (3) и заправленный нагревательный стержень (2) сохранять до желаемого начала акта курения, то есть до желаемого момента времени зажигания нагревательного стержня, или, например, держать в руке без выхода газа.
Предпочтительно, премиксная горелка (25) нагревательного стержня (2) представляет собой премиксную горелку на жидком газе, то есть горючая смесь образуется уже перед выходом сопла, так что обеспечивается полное сгорание жидкого газа. К этому виду горелок относятся, например, горелки Nainen, Ikari, Matrix или Katalyt и являются частично известными, например, из штормовых зажигалок и небольших ручных газовых паяльных приборов.
Сходство с обычной сигаретой во время использования может быть дополнено благодаря тому, что с обращенной от мундштука стороны возникает накаливание или свечение, как только пользователь сделает затяжку на мундштуке. Это достигается, например, с помощью металлической сетки, которая расположена в пламени или фронте пламени. Таким образом, при каждой затяжке на устройстве большее и более горячее рабочее пламя доводит сетку до накала. При этом сетка должна быть высокожаропрочной, то есть не сгорать при достигнутых в пламени температурах. Например, такая сетка может состоять из вольфрама или вольфрамового сплава.
В одном предпочтительном варианте выполнения горелки (23) в виде Katalyt-горелки сетка накала, при определенных обстоятельствах, одновременно является носителем катализатора, например, такого как платина или палладий.
Поскольку в процессе эксплуатации могут достигаться, отчасти, очень высокие температуры, может быть целесообразным предусмотрение защиты от перегрева, например, биметаллического регулятора. Он может быть выполнен таким образом, что в результате расширения при перегреве он закрывает клапан-регулятор и тем самым прерывает подвод газа к горелке. Это может происходить, например, таким образом, что в результате расширения он позволяет клапану-регулятору войти в дополнительное (четвертое) состояние, в котором клапан-регулятор закрыт, или таким образом, что он возвращает клапан-регулятор обратно в третье состояние. И то, и другое может быть достигнуто за счет того, что на средства (241) для формирования возвратной силы, например пружину, оказывается такое воздействие, например, посредством смещения хода пружины, что они могут перевести клапан в четвертое закрытое или, альтернативно, в его третье закрытое положение.
Нагрев воздуха, необходимого для улетучивания содержащихся в депо веществ, согласно изобретению происходит посредством так называемого преобразователя (26) субстанции. Поскольку для того, чтобы вдыхаемый воздух при покидании депо все еще имел температуру 100°C, необходимо повышение температуры вдыхаемого воздуха, например, по меньшей мере на 180°C, нагревательный стержень (2), предпочтительно, содержит преобразователь (26) субстанции, в котором отходящие газы горения горючего газа по меньшей мере частично используются в качестве нагретого воздуха, при этом для установки необходимой температуры к ним может быть подмешан свежий воздух. Так, например, 3-100%, предпочтительно 5-50%, отходящих газов могут быть введены в поток нагретого воздуха.
В связи с компактными размерами устройства согласно изобретению оно предпочтительно выполнено таким образом, что коаксиально вокруг газового резервуара (22) расположены один или несколько каналов (27) для нагретого воздуха, ведущих к одному или нескольким выходам для нагретого воздуха. Эти каналы (27) для нагретого воздуха направляют нагретый воздух от преобразователя (26) субстанции к выходам для нагретого воздуха, где он при насаженном мундштуке направляется через камеру или камеры депо (32) с целью улетучивания имеющихся в нем биологически активных и ароматических веществ ко рту пользователя.
Предпочтительно, при потреблении происходит возбуждение вкусовых нервов и стимуляция никотиновых рецепторов. Поэтому в предпочтительной форме осуществления устройство в депо (32) биологически активных и/или ароматических веществ содержит в качестве биологически активного вещества никотин и, при необходимости, ароматические вещества, а также, при необходимости, другие добавки и вспомогательные вещества, такие как раздражающие средства, например капсаицин, стабилизаторы, например пропиленгликоль, способствующие улетучиванию вещества, например этанол, и т.д.
В случае с депо (32) с несколькими ингредиентами, например, в связи с различными необходимыми энергиями испарения, может быть полезным или необходимым, чтобы активное вещество или вещества, при необходимости, биологически ароматическое вещество (вещества), а также, при необходимости, другие добавки и вспомогательные вещества отдельно и/или в смеси присутствовали в нескольких камерах. При этом камеры могут иметь различные свойства в отношении размеров и формы для достижения желаемой дозировки отдельных компонентов, например, посредством изменения поперечного сечения потока и/или материалов депо и. т.д.
Поскольку вышеуказанные газы, такие как бутан и/или пропан, при стехиометрическом сгорании, то есть с величиной λLUFT (коэффициент избытка воздуха) ≥1, полностью реагируют в двуокись углерода (СO2) и воду (H2O), газообразные продукты сгорания являются чистыми с точки зрения здоровья. Несмотря на это, даже при работающем по существу с избытком воздуха горении может случиться, особенно при реакциях при изменении нагрузки, что эта величина λLUFT периодически становится меньше чем 1, то есть сгорание частично является неполным, что на практике в случае с преобразователем субстанции, то есть когда часть отходящих газов используется непосредственно для нагрева посредством смешения с окружающим воздухом, это означало бы наличие незначительных количеств моноксида углерода (СО) во вдыхаемом воздухе.
Поэтому еще одна форма осуществления устройства предусматривает последовательное подключение к преобразователю (26) субстанции катализатора окисления моноксида углерода, например хопкалитового катализатора, благодаря чему возможные незначительные количества моноксида углерода превращаются в не вызывающий опасений диоксид углерода (СO2).
Еще одним аспектом изобретения является разработка заправочной станции (1) для соединения с возможностью съема и наполнения нагревательного стержня (2) устройства согласно изобретению, которая содержит газовый дополнительный резервуар (11), объем которого составляет многократную величину объема миниатюрного газового резервуара (22) нагревательного стержня (2), например по меньшей мере 100-кратную величину, предпочтительно по меньшей мере 200-кратный объем, и содержит выпускной клапан (17), выполненный с возможностью герметичного соединения с геометрическим и/или силовым замыканием с наполнительным клапаном (21) нагревательного стержня. Это позволяет пользователю после съема (или же перед насадкой) мундштука (3) заправить имеющий возможность нового использования нагревательный стержень (2) горючим газом. Без заправочной станции (1) задача изобретения, которая, в частности, предусматривает, что обращение с устройством согласно изобретению и его стоимость не должны иметь большого отличия от потребления обычных сигарет или же (небольших) сигар, полностью быть выполнена не может.
Предпочтительно, заправочная станция (1) служит не только для того, чтобы заправлять нагревательный стержень (2), но и для того, чтобы хранить его при неиспользовании. Поэтому заправочная станция (1) в еще одной конструктивной форме содержит средство для хранения нагревательного стержня по меньше мере с частично окружающим наполнительный клапан (17) гнездом (18) для хранения, предназначенным для приема обращенной в сторону мундштука части нагревательного стержня (2), а также перемещаемую крышку (19), которая в закрытом положении накрывает противоположную сторону нагревательного стержня (2). Поскольку эта крышка (19) накрывает, при определенных обстоятельствах, еще горячий конец нагревательного стержня (2), предпочтительно она выполнена в виде теплозащитного щитка, например из жаростойкого и предпочтительно изолирующего материала, для того, чтобы пользователь мог сразу безопасно положить заправочную станцию (1) с вложенным нагревательным стержнем (2), например, в карман.
В еще одной конструктивной форме заправочная станция (1) дополнительно содержит зажигательное устройство (163), например пьезовоспламенитель, с помощью которого может быть подожжено устройство из нагревательного стержня (2) и мундштука (3).
В другой предпочтительной конструктивной форме заправочная станция (1) в дополнение к такому зажигательному устройству (163) содержит клапан (162) горелки и горелку (16), например диффузионную горелку, частичную премиксную горелку или, предпочтительно, премиксную горелку, при этом клапан (162) горелки, зажигательное устройство (163) и горелка (164) в таком случае представляют собой цельную зажигалку, которая служит, во-первых, для зажигания устройства (нагревательного стержня) и, во-вторых, может использоваться независимо от нагревательного стержня (2) в качестве обычной зажигалки.
В связи с имеющимся в распоряжении малым конструктивным пространством миниатюрный газовый резервуар (22) нагревательного стержня должен перед каждым потреблением полностью заполняться жидким газом, который должен иметься в наличии по меньшей мере на 90%, предпочтительно на 100%, в жидкой фазе для того, чтобы горелку (25) можно было использовать в течение необходимого времени потребления. Эта заправочная станция (1), предпочтительно из соображений требуемой возможности простого обращения, должна наполнять нагревательный стержень (2) жидким газом после вложения в гнездо (18) для хранения без указаний со стороны пользователя.
Для того чтобы добиться этого, при соединенных и открытых дозаправочных клапанах (17, 21) заправочной станции (1) и нагревательного стержня (2) на стороне заправочной станции до почти полного опорожнения газового дополнительного резервуара (11) заправочной станции (1) постоянно должно быть приложено давление, которое превышает необходимое для сжижения жидкого газа давление пара. Таким образом гарантируется, что независимо от пространственного положения заправочной станции (1) обеспечивается заправка нагревательного стержня (2) жидким газом.
Это решается с помощью заправочной станции (1) с резервуаром (11) для запаса газа, который с помощью аксиально-подвижного вдоль пути перемещения поршня (12) разделен на заполненную инертным газом, предпочтительно азотом, первую камеру (13) и заполненную горючим газом, предпочтительно пропаном или бутаном, вторую камеру (14), при этом давление в первой, наполненной инертным газом, камере (13) по всему ходу перемещения поршня (12) достаточно для того, чтобы поддерживать газ в заполненной горючим газом камере (14) в жидкой фазе.
Если камера (14) с жидким газом пуста, это означает, что камера (13) со сжатым газом занимает все пространство в резервуаре (11) для запаса газа, и давление в сжатом газе составляет, например, 3 бар, если для камеры (14) для жидкого газа предусмотрен, например, бутан. Если камеру (14) для жидкого газа заполняют бутаном, бутан постоянно присутствует в жидкой фазе и газ в камере (13) для сжатого газа сжимается с помощью поршня (12). Если, в данном примере, камера (14) с жидким газом после заправки занимает 85% объема резервуара для запаса газа, общее давление системы составляет около 21 бар.
Для того чтобы газовый дополнительный резервуар (11) можно было защищать от недопустимых давлений, которые могут иметь место, например, при прямом воздействии солнечного света в автомобилях, наполненная инертным газом камера (13) через предохранительный клапан (131) соединена с окружающей средой. Поскольку при этом при повышенном давлении не происходит выпуска горючего газа, опасность взрыва отсутствует.
Камера (14) для сжатого газа через редукционный клапан (15) соединена с выпускным клапаном (17), а в одном варианте выполнения заправочной станции (1) с интегрированной зажигалкой (16) соединена, возможно, с межподключенным дросселем (161), с клапаном (162) горелки.
Редукционный клапан (15) рассчитан таким образом, что давления на выходе достаточно для того, чтобы поддерживать жидкий газ в расположенной позади системе в жидкой фазе. Таким образом, при каждой заправке нагревательного стержня (2) обеспечивается то, что он, во-первых, постоянно полностью заправляется жидким газом и, во-вторых, защищаются нагревательный стержень (2) и клапан (162) горелки от слишком высокого давления, которое имеется в резервуаре (11) для запаса газа при неполном опорожнении камеры (14) для жидкого газа.
Хотя заправочная станция (1) может быть исполнена как изделие одноразового пользования, предпочтительно, если она содержит наполнительный клапан (141) для заправки газового дополнительного резервуара (11), что позволяет повторно ее заправлять и использовать после опорожнения дополнительного резервуара.
Разумеется, изобретение относится и к отдельным компонентам, то есть выполненному с возможностью повторного использования нагревательному стержню (2), одноразовому мундштуку (3), а также к соответствующей заправочной станции (1). Предпочтительно, изобретение также относится к комплекту, состоящему из заправочной станции и нагревательного стержня, как они описаны выше, при необходимости с несколькими мундштуками.
Только при использовании всех трех компонентов возможно осуществление устройства, которое полностью выполняет задачу изобретения - обеспечение как можно более полной имитации акта курения.
С помощью представленного устройства могут быть реализованы следующие преимущественные свойства:
- внешний вид сигареты (нагревательный стержень с мундштуком),
- эмиссия никотина в основном потоке, как в случае с сигаретой,
- вкусовое ощущение, как при выкуривании сигареты,
- легкое поцарапывание или же жжение в полости рта и глотки, как при выкуривании сигареты,
- использование, сходное с использованием сигареты,
- низкая стоимость изготовления, за счет этого низкая продажная цена заправочной станции и нагревательного стержня, предпочтительно, менее 10€,
- по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 95%, снижение содержания вредных веществ в побочном потоке по сравнению с обычной сигаретой (отходящий газ: только воздух + вода и СO2),
- по меньшей мере на 20%, предпочтительно по меньшей мере на 50%, в зависимости от выбора ингредиентов даже по меньшей мере на 90%, снижение содержания вредных веществ в основном потоке по сравнению с обычной сигаретой (отходящий газ (+воздух) +, например, никотин и ароматические вещества),
- целенаправленное исключение возможно опасных для здоровья веществ, например канцерогенов, а также возможность целенаправленной дозировки ингредиентов и возможность эмиссий ниже допустимых пределов.
Краткое описание фигур
Далее варианты осуществления изобретения описываются с помощью прилагаемых фигур. Показано на:
Фиг.1: схематичное изображение способа в виде блок-схемы. Параллелограммы представляют собой участвующие в способе вещества, прямоугольники - отдельные стадии способа. Тонкие стрелки символизируют вызываемое кинетикой жидкого газа течение, толстые стрелки - вызванный подсосом воздушный поток. Пунктирная линия представляет влияние разрежения и/или воздушного потока на количественный поток жидкого газа.
Фиг.2: схематичные изображения компонентов устройства: заправочной станции 1, нагревательного стержня 2 и мундштука 3.
a) показывает вложенный в заправочную станцию 1 нагревательный стержень 2. Дозаправочные клапаны 17 и 21 открыты, в результате чего заправляется нагревательный стержень 2.
b) показывает, как мундштук 3 навинчивается на нагревательный стержень 2 посредством соединения деталей 27 и 31 штыкового затвора, в результате чего открывается главный клапан 23 нагревательного стержня 2.
Фиг.3: схематичное изображение компонентов устройства; показано, как соединенные между собой компоненты - нагревательный стержень 2 и мундштук 3 - зажигаются с помощью заправочной станции 1.
Фиг.4: вид в перспективе трех входящих в состав устройства компонентов - заправочной станции 1, нагревательного стержня 2 и мундштука 3, а также коробка с мундштуками 3.
Фиг.5: перспективный вид в разрезе нагревательного стержня 2 с навинченным мундштуком 3.
Фиг.6: вид в перспективе конструктивной формы а) заправочной станции 1 с открытой крышкой 19 и нагревательным стержнем 2, который извлекается из заправочной станции 1, b) мундштук 3 перед навинчиванием на нагревательный стержень 2 и с) нагревательный стержень 2 с навинченным мундштуком 3 во время процесса зажигания с помощью заправочной станции 1.
Фиг.7: а) мундштук 3 с входными отверстиями 30 для горячего воздуха, однокамерным депо 32 и выходными отверстиями 33 для аэрозоля, а также b) мундштук 3 с многокамерным депо 32.
Дальнейшие детали и преимущества изобретения изложены в последующем подробном описании возможных форм его осуществления со ссылкой на прилагаемые фигуры.
Описание нескольких вариантов осуществления изобретения
1. Конструктивные формы заправочной станции 1 (см. фиг.1 и 2)
В принципе, заправочная станция 1 служит для дозаправки, а при необходимости, и для хранения и зажигания нагревательного стержня 2. С (вложенным) нагревательным стержнем она образует транспортируемую аппаратную часть продукта. В одной предпочтительной конструктивной форме она является расширенной зажигалкой, которая может вмещать в себя и заправлять нагревательный стержень 2 согласно изобретению.
1.1 Конструктивная форма Т1 заправочной станции
В первой конструктивной форме заправочная станция 1 служит исключительно для дозаправки нагревательного стержня 2 и поэтому состоит только из резервуара 11 для газа с наполнительным клапаном 141 для повторного заполнения заправочной станции 1 и выпускным клапаном 17 для дозаправки нагревательного стержня 2. Предпочтительно, нагревательный стержень 2 при неиспользовании может оставаться в заправочной станции 1 для хранения. Для зажигания нагревательного стержня 2 либо в нем должен быть размещен воспламенитель (увеличенная занимаемая площадь в нагревательном стержне), либо необходимо использование дополнительной зажигалки.
1.2 Конструктивная форма Т2 заправочной станции с воспламенителем
Такая же, как конструктивная форма Т1, но с дополнительно встроенным воспламенительным механизмом 163 для зажигания нагревательного стержня 2. Однако по сравнению с конструктивной формой Т1 отпадает необходимость в дополнительной зажигалке (отсутствие увеличенной занимаемой площади в нагревательном стержне или в кармане потребителя).
1.3 Конструктивная форма Т3 заправочной станции с зажигалкой
Такая же, как конструктивная форма Т1, но с дополнительно встроенной зажигалкой 16 для зажигания нагревательного стержня 2. При этом заправочная станция 1 может использоваться и как обычная зажигалка, что полезно, прежде всего, тем потребителям, которые, наряду с бездымной сигаретой, хотели бы и впредь курить обычные сигареты или же небольшие сигары.
1.3.1 Конструктивная форма Т3 заправочной станции в деталях (см. фиг.1 и 2).
1.3.1.1 Резервуар для запаса газа
Резервуар 11 для запаса газа с точки зрения конструктивного пространства является самой большой деталью заправочной станции 1 и источником энергии всей системы «бездымная сигарета». Выполненный с возможностью дозаправки стандартным газом для зажигалок резервуар 11 для жидкого газа снабжает
- встроенную в заправочную станцию 1 зажигалку 16,
- нагревательный стержень 2 в приемном гнезде 18 для нагревательного стержня, когда нажимают на многофункциональную крышку 19 при вложенном нагревательном стержне 2 или же она закрыта.
Резервуар 11 для запаса газа разделен аксиально-подвижным, герметичным поршнем 12 на азотную камеру 13 и бутановую камеру 14. Если бутановая камера 14 пуста, азотная камера 13 и стержень 12 занимают все конструктивное пространство внутри резервуара 11 для запаса газа. В этом состоянии давление в азотной камере 13 лишь незначительно превышает