Є ще 15 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій для нагрівання курильного матеріалу та випаровування щонайменше одного компонента курильного матеріалу, що має електричний нагрівач і включає ділянку ізоляції, що має внутрішній простір, в якому відкачуванням створено тиск, нижчий, ніж зовні ізоляції.

2. Пристрій за п. 1, в якому ізоляція розташована між камерою нагрівання курильного матеріалу і зовнішньою поверхнею пристрою, для зниження втрат тепла від нагрітого курильного матеріалу.

3. Пристрій за п. 2, в якому ізоляція розташована коаксіально навколо камери нагріву.

4. Пристрій за п. 2 або 3, в якому камера нагріву курильного матеріалу являє собою по суті трубчасту камеру нагріву, та ізоляція розташована навколо поздовжньої поверхні цієї трубчастої камери нагріву.

5. Пристрій за п. 4, в якому ізоляція являє собою ізоляцію у вигляді в цілому трубчастого тіла, розташованого навколо камери нагріву.

6. Пристрій за будь-яким з пп. 2-5, в якому камера нагріву курильного матеріалу розташована між ізоляцією і нагрівачем.

7. Пристрій за п. 2 або п. 3, в якому нагрівач розташований між камерою нагрівання курильного матеріалу та ізоляцією.

8. Пристрій за п. 7, в якому ізоляція розташована зовні нагрівача.

9. Пристрій за п. 7 або п. 8, в якому нагрівач розташований коаксіально навколо камери нагріву, а ізоляція розташована коаксіально навколо нагрівача.

10. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому ізоляція містить матеріал, що відбиває інфрачервоне випромінювання, для ослаблення поширення інфрачервоного випромінювання через ізоляцію.

11. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому внутрішній простір містить глибокий вакуум.

12. Пристрій за п. 11, в якому вакуум являє собою надвисокий вакуум.

13. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому ізоляція включає зовнішню стінку, що містить внутрішню ділянку.

14. Пристрій за п. 13, в якому внутрішня поверхня стінки має покриття, що відбиває інфрачервоне випромінювання, для відбивання інфрачервоного випромінювання в межах внутрішнього простору.

15. Пристрій за п. 13 або п. 14, в якому стінка містить шар нержавіючої сталі, що має товщину щонайменше приблизно 100 мкм.

16. Пристрій за будь-яким з пп. 13-15, в якому секції стінки по обидві сторони внутрішнього простору з'єднані сполучною секцією стінки, що проходить по непрямому шляху між секціями стінки по обидва боки внутрішнього простору.

17. Пристрій за п. 13 або п. 14, в якому секції стінки по обидва боки внутрішнього простору сходяться до герметизованого газовідвідного отвору.

18. Пристрій за п. 17, в якому секції стінки сходяться в кінцевій зоні ізоляції.

19. Пристрій за п. 17 або 18, в якому товщина ізоляції складає менше приблизно 1 мм.

20. Пристрій за п. 17 або 18, в якому товщина ізоляції складає менше приблизно 0,1 мм.

21. Пристрій за п. 17 або 18, в якому товщина ізоляції складає приблизно від 1 до 0,001 мм.

22. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому тиск у внутрішній ділянці складає приблизно від 0,1 до 0,001 мбар.

23. Пристрій за будь-яким з пп. 1-21, в якому тиск у внутрішньому просторі становить близько 10-7 мм рт. ст.

24. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому коефіцієнт теплопередачі ізоляції становить приблизно від 1,10 до 1,40 Вт/(м2K) в діапазоні температур ізоляції від 100 °C до 250 °C.

25. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому внутрішня область містить пористий матеріал.

26. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу, без його горіння.

Текст

Дивитися

Реферат: У заявці описано пристрій, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу, для випаровування щонайменше одного компонента курильного матеріалу, що включає ділянку ізоляції, що має внутрішній простір, в якому відкачуванням створено тиск, нижчий, ніж зовні ізоляції. UA 111846 C2 (12) UA 111846 C2 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Винахід належить до нагрівання курильного матеріалу. Рівень техніки У курильних виробах, наприклад, сигаретах і сигарах в процесі використання спалюють тютюн для створення тютюнового диму. Робилися спроби створення альтернативи цим курильним виробам у вигляді продуктів, що виділяють сполуки без утворення тютюнового диму. Прикладами таких продуктів можуть слугувати так звані продукти, що нагріваються без горіння, які виділяють сполуки, не спалюючи, а нагріваючи тютюн. Короткий виклад суті винаходу Згідно винаходу, пропонується пристрій, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу для випаровування щонайменше одного компонента курильного матеріалу, і що включає область ізоляції, що має внутрішню область (шар), в якій відкачуванням створено тиск нижчий, ніж зовні ізоляції. Ізоляція може бути розташована між камерою нагрівання курильного матеріалу і зовнішньою поверхнею пристрою для зниження втрат тепла від нагрітого курильного матеріалу. Ізоляція може бути розташована коаксіально навколо камери нагріву. Камера нагріву курильного матеріалу може представляти собою по суті трубчасту камеру нагріву, і ізоляція може бути розташована навколо поздовжньої поверхні трубчастої камери нагріву. Ізоляція може являти собою ізоляцію у вигляді в цілому трубчастого тіла, розташованого навколо камери нагріву. Камера нагріву курильного матеріалу може бути розташована між ізоляцією і нагрівачем. Нагрівач може бути розташований між камерою нагрівання курильного матеріалу та ізоляцією. Ізоляція може бути розташована зовні нагрівача. Нагрівач може бути розташований коаксіально навколо камери нагріву, а ізоляція може бути розташована коаксіально навколо нагрівача. Ізоляція може містити матеріал, що відображає інфрачервоне випромінювання, для ослаблення поширення інфрачервоного випромінювання через ізоляцію. Ізоляція може включати зовнішню стінку, що містить в собі внутрішню область. Внутрішня поверхня стінки може мати покриття, що відбиває інфрачервоне випромінювання, для відображення інфрачервоного випромінювання всередині внутрішньої ділянки. Стінка може містити шар нержавіючої сталі, що має товщину щонайменше приблизно 100 мкм. Секції стінки по обидві сторони внутрішньої області можуть бути з'єднані сполучною секцією стінки, що проходить по непрямому шляху між секціями стінки по обидва боки внутрішньої ділянки. Тиск у внутрішній області може становити приблизно від 0,1 до 0,001 мбар. 2 Коефіцієнт теплопередачі ізоляції може становити приблизно від 1,10 до 1,40 Вт/(м К) в діапазоні температур ізоляції від 100 °С до 250 °С, наприклад, в діапазоні від 150 °С до 250 °С. Внутрішня ділянка може являти собою пористий матеріал. Секції стінки по обидва боки внутрішньої ділянки можуть сходитися до герметизованого газовідвідного отвору. Згадані секції стінки можуть сходитися в кінцевий зоні ізоляції. Товщина ізоляції може становити менше приблизно 1 мм. Товщина ізоляції може становити менше приблизно 0,1 мм. Товщина ізоляції може становити приблизно від 1 до 0,001 мм. Пристрій може бути виконано з можливістю нагрівання курильного матеріалу з використанням електричного нагрівача. Пристрій може бути виконано з можливістю нагрівання курильного матеріалу без його горіння. Згідно особливості винаходу, запропоновано пристрій, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу для випаровування щонайменше одного компонента курильного матеріалу, що містить інфрачервоний нагрівач. Інфрачервоний нагрівач може являти собою галогенний інфрачервоний нагрівач. Далі, для ілюстрації винаходу, наводяться варіанти його виконання з посиланнями на прикладені креслення, на яких: Короткий опис креслень на Фіг. 1 представлений в перспективі з частковим вирізом вигляд пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу для вивільнення ароматичних сполук і (або) 1 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нікотину з курильного матеріалу; на Фіг. 2 представлений в перспективі з частковим вирізом вигляд пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому курильний матеріал поміщений навколо подовженого керамічного нагрівача, розділеного на радіальні нагрівальні секції; на Фіг. 3 представлено в розібраному вигляді пристрій, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому курильний матеріал розміщений навколо подовженого керамічного нагрівача, розділеного на радіальні нагрівальні секції; на Фіг. 4 представлений в перспективі з частковим розрізом вигляд пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому курильний матеріал розміщений навколо подовженого інфрачервоного нагрівача; на Фіг. 5 представлено в розібраному вигляді пристрій, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому курильний матеріал розміщений навколо подовженого інфрачервоного нагрівача; на Фіг. 6 схематично показана частина пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому курильний матеріал розміщений навколо декількох поздовжніх подовжених нагрівальних секцій, розташованих з інтервалом навколо центральної поздовжньої осі; на Фіг. 7 представлений в перспективі вид частини пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому області курильного матеріалу розташовуються між парами вертикально розташованих нагрівальних пластин; на Фіг. 8 представлено в перспективі пристрій, показаний на Фіг. 7, з додатково показаним зовнішнім корпусом; на Фіг. 9 представлена в розібраному вигляді частина пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому області курильного матеріалу розташовуються між парами вертикально розташованих нагрівальних пластин; на Фіг. 10 представлена блок-схема способу активізації зон нагріву і відкривання і закривання клапанів камери нагрівання під час затяжки; на Фіг. 11 схематично показаний газовий потік через пристрій, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу; на Фіг. 12 графічно ілюструється залежність нагріву, яка може бути використана для нагрівання курильного матеріалу з використанням нагрівача; на Фіг. 13 схематично показаний ущільнювач курильного матеріалу, виконаний з можливістю ущільнення курильного матеріалу при нагріванні; на Фіг. 14 схематично показаний розпушувач курильного матеріалу, виконаний з можливістю розпушення курильного матеріалу при нагріванні; на Фіг. 15 представлена блок-схема способу ущільнення курильного матеріалу під час нагрівання, і розпушення курильного матеріалу для затяжки; на Фіг. 16 схематично представлений вид перетину секції вакуумної ізоляції, виконаної з можливістю ізолювання нагрітого курильного матеріалу від втрат тепла; на Фіг. 17 схематично представлений інший вид перетину секції вакуумної ізоляції, виконаної з можливістю ізолювання нагрітого курильного матеріалу від втрат тепла; на Фіг. 18 схематично представлений вид перетину теплового містка з низькою теплопровідністю, що створює непрямий шлях від високотемпературної ізолюючої стінки до низькотемпературної ізолюючої стінки; на Фіг. 19 схематично представлений вид перетину теплового захисту і теплопрозорого вікна, яке може пересуватися щодо масиву курильного матеріалу для вибіркової передачі через вікно теплової енергії в різні секції курильного матеріалу; на Фіг. 20 схематично представлений вид перетину частини пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому камера нагріву може герметично закриватися запірними клапанами; на Фіг. 21 схематично представлений вид перетину пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу, в якому нагрівач розташований зовні камери нагріву і всередині теплової ізоляції; і на Фіг. 22 схематично представлений вид часткового розрізу глибоковакуумної ізоляції для теплової ізоляції пристрою, виконаного з можливістю нагрівання курильного матеріалу. Докладний опис здійснення винаходу У даному описі, термін "курильний матеріал" включає будь-який матеріал, що виділяє летючі компоненти при нагріванні, і будь-який у якому є тютюн матеріал, і може, наприклад, включати один або більше матеріал з групи, що включає тютюн, похідні тютюну, розпушений тютюн, відновлений тютюн або замінники тютюну. 2 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій 1 для нагрівання курильного матеріалу включає джерело 2 енергії, нагрівач 3 і камеру 4 нагріву. Джерело 2 енергії може містити батарею, наприклад Li-іонну батарею, нікелеву батарею, лужну батарею і (або) ін, і електрично з'єднаний з нагрівачем 3 для подачі на нагрівач 3 електричної енергії, коли це потрібно. Камера 4 нагріву виконана з можливістю розміщення в ній курильного матеріалу 5 так, щоб курильний матеріал 5 міг бути нагрітий в камері 4 нагріву. Наприклад, камера 4 нагріву може бути розташована, примикаючи до нагрівача 3 так, що теплова енергія від нагрівача 3 нагріває знаходиться в ній курильний матеріал 5 для випаровування ароматичних сполук та нікотину в курильному матеріалі 5 без горіння курильного матеріалу 5. Для того щоб дати можливість користувачу пристрою 1 вдихати компоненти, які випарувалися при використанні пристрою 1, є мундштук 6. Курильний матеріал 5 може містити тютюнову суміш. Як показано на фіг. 1, нагрівач 3 може включати подовжений нагрівач 3 в цілому циліндричної форми, а камера 4 нагріву розташована навколо зовнішньої поздовжньої поверхні нагрівача 3. Камера 4 нагріву і курильний матеріал 5, таким чином, включають коаксіальні шари навколо нагрівача 3. Однак, як буде зрозуміло з подальшого розгляду, в альтернативних варіантах можливе використання нагрівача 3 і камери 4 нагріву інших форм і конфігурацій. Компоненти пристрою 1, наприклад, джерело 2 енергії і нагрівач 3, поміщені в корпусі 7. Як показано на Фіг. 1, корпус 7 може включати приблизно циліндричну трубку з джерелом 2 енергії, розташованим біля її першого кінця 8, і нагрівач 3 і камеру 4 нагріву, розташовані біля її протилежного, другого кінця 9. Джерело 2 енергії і нагрівач 3 проходять уздовж поздовжньої осі корпусу 7. Наприклад, як показано на Фіг. 1, джерело 2 енергії і нагрівач 3 можуть бути встановлені по центральній поздовжній осі корпусу 7, розташовуючись впритул один за одним так, що торцева поверхня джерела 2 енергії звернена до торцевої поверхні нагрівача 3. Довжина корпусу 7 може становити приблизно 130 мм, довжина джерела енергії може становити приблизно 59 мм, а довжина нагрівача 3 і камери 4 нагріву може бути приблизно 50 мм. Діаметр корпусу 7 може бути приблизно від 15 до 18 мм. Наприклад, діаметр першого кінця 8 корпусу може становити 18 мм, у той час як діаметр мундштука 6 на другому кінці 9 корпусу може бути 15 мм. Діаметр нагрівача 3 може становити приблизно від 2,0 до 6,0 мм. Діаметр нагрівача 3 може становити, наприклад від 4,0 до 4,5 мм або приблизно від 2,0 до 3,0 мм. В інших випадках можуть використовуватися нагрівачі з діаметром за межами цих інтервалів. Глибина камери 4 нагріву може становити приблизно 5 мм, а зовнішній діаметр камери 4 нагріву може становити приблизно 10 мм на зовнішній поверхні. Діаметр джерела 2 енергії може становити приблизно від 14,0 до 15,0 мм, наприклад, 14,6 мм. Між джерелом 2 енергії і нагрівачем 3 може перебувати теплова ізоляція для запобігання прямої передачі тепла між ними. Мундштук 6 може бути розташований на другому кінці 9 корпусу 7, поблизу камери 4 нагріву і курильного матеріалу 5. Кожух 7 пристосований для його захоплення користувачем при використанні пристрою 1 так, що користувач може вдихати через мундштук 6 пристрою 1 компоненти, які випарувалися курильного матеріалу. Як показано на Фіг. 2 і 3, нагрівач 3 може включати керамічний нагрівач 3. Керамічний нагрівач 3 може, наприклад, містити керамічну основу з окису алюмінію і (або) нітриду кремнію, покриту тонкими металевими листами і спечену. В альтернативному варіанті, як показано на Фіг. 4 і 5, нагрівач 3 може містити інфрачервоний (ІК) нагрівач 3, наприклад, галогенову ІК лампу 3. ІК нагрівач 3 має малу масу і при його використанні можна скоротити загальну масу пристрою 1. Наприклад, маса ІК нагрівача може бути на 20-30 % нижче маси керамічного нагрівача 3, що має таку ж потужність нагріву. ІК нагрівач 3 також має низьку теплову інерцію і тому здатний дуже швидко нагрівати курильний матеріал 5 у відповідь на керуючий вплив. ІК нагрівач 3 може бути виконаний з можливістю випускання ІК електромагнітного випромінювання на довжині хвилі в інтервалі приблизно від 700 нм до 4,5 мкм. Як зазначалося вище і як показано на Фіг. 1, нагрівач 3 може бути розташований в центральній області корпусу 7, а камера 4 нагріву і курильний матеріал 5 можуть бути розміщені навколо поздовжньої поверхні нагрівача 3. При такому розташуванні, теплова енергія, що випромінюється нагрівачем 3, поширюється в радіальному напрямку назовні від повздовжньої поверхні нагрівача 3 в камеру 4 нагріву і курильний матеріал 5. Нагрівач 3 може, у варіанті виконання, містити кілька окремих зон 10 нагріву. Зони 10 нагріву можуть приводитися в дію незалежно одна від одної так, щоб різні зони 10 могли бути активізовані в різний час для нагрівання курильного матеріалу 5. Розташування зон 10 нагріву в нагрівачі 3 може мати будь-яку геометрію. Однак у наведених на кресленнях прикладах, зони 10 нагріву розташовані в нагрівачі 3 так, щоб різні зони 10 нагріву краще і незалежно нагрівали різні секції курильного матеріалу 5. Наприклад, як показано на Фіг. 2, нагрівач 3 може містити кілька співвісних зон 10 нагріву. 3 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Зони 10 кожна можуть містити окремий елемент нагрівача 3. Зони 10 нагріву можуть бути, наприклад, все співвісні одна з одною і з поздовжньою віссю нагрівача 3, створюючи тим самим кілька незалежних зон нагріву по довжині нагрівача 3. Кожна зона 10 нагріву може містити нагрівальний циліндр 10, що має кінцеву довжину, значно меншу довжини нагрівача 3 в цілому. Розташування та властивості циліндрів 10 розглянуті нижче на прикладі нагрівальних дисків, де глибина кожного диска еквівалентна довжині циліндра. Нагрівальні диски 10 розташовані так, що їх такі, що радіально розходяться, поверхні звернені одна до одної вздовж довжини нагрівача. Такі, що радіально розходяться поверхні кожного диска 10 можуть стикатися з такими, що радіально розходяться поверхнями сусідніх дисків 10. В альтернативному варіанті, між такими, що радіально розходяться поверхнями дисків 10 може знаходитися теплоізолюючий або тепловідбивний шар так, щоб теплова енергія, що випромінюється кожним з дисків 10, не викликала суттєвого нагрівання сусідніх дисків 10, а замість цього поширювалася краще назовні від кругової поверхні диска 10 в камеру 4 нагрівання й курильний матеріал 5. Кожен диск 10 може мати в основному ті ж розміри, що й інші диски 10. При цьому, коли проводиться активізація конкретної зони 10 нагріву, вона передає теплову енергію курильного матеріалу 5, розташованого по радіусу навколо зони 10 нагріву, не нагріваючи помітно решту курильного матеріалу 5. Наприклад, як показано на Фіг. 2, зона нагріву курильного матеріалу 5 може містити кільце курильного матеріалу 5, розташованого навколо нагрівального диска 10, який був активізований. Курильний матеріал 5 може, таким чином, нагріватися незалежними секціями, наприклад, кільцями, при цьому кожна секція відповідає курильному матеріалу 5, розташованого безпосередньо навколо конкретної зони 10 нагріву, і має масу і обсяг значно менше, ніж у масиву курильного матеріалу в цілому. Додатково або як альтернатива, як показано на Фіг. 6, нагрівач 3 може містити кілька подовжених поздовжньо проходять зон 10, розташованих в різних місцях навколо центральної поздовжньої осі нагрівача 3. Хоча на Фіг. 6 поздовжньо проходять зони 10 нагріву показані різної довжини, ці зони можуть мати в цілому однакову довжину так, що кожна з них проходить по суті по всій довжині нагрівача 3. Кожна зона 10 нагріву може містити, наприклад, індивідуальний ІК нагрівальний елемент 10, наприклад, ІК нитка 10 розжарювання. У варіанті виконання, уздовж центральної поздовжньої осі нагрівача 3 може бути розташований масив теплоізоляційного або тепловідбивного матеріалу з тим, щоб теплова енергія, що випромінюється кожною зоною 10 нагріву, поширювалася краще назовні від нагрівача 3 в камеру 4 нагріву і нагрівала курильний матеріал 5. Відстань між центральною поздовжньою віссю нагрівача 3 і кожної із зон 10 нагріву може бути приблизно однаковою. При бажанні, зони 10 нагріву можуть бути укладені в трубку, прозору для ІК і (або) теплового випромінювання, або інший кожух, який утворює подовжню поверхню нагрівача 3. Положення зон 10 нагріву щодо інших зон 10 нагріву усередині трубки може бути зафіксовано. Таким чином, при активізації конкретної зони 10 нагріву вона передає теплову енергію курильному матеріалу 5, що прилеглий до цієї зони 10 нагріву, не нагріваючи помітно решту курильного матеріалу 5. Нагріта секція курильного матеріалу 5 може включати подовжню секцію курильного матеріалу 5, розташовану паралельно і безпосередньо прилеглу до поздовжньої зоні 10 нагріву. Таким чином, також як і в попередньому прикладі, курильний матеріалу 5 може бути нагрітий незалежними секціями. Як буде більш докладно описано вище, зони 10 нагріву кожна можуть бути окремо і вибірково активізовані. Курильний матеріалу 5 може поміщатися в картриджі 11, який може бути вставлений в камеру 4 нагріву. Наприклад, як показано на Фіг. 1, картридж 11 може включати трубку 11 курильного матеріалу, яка може бути вставлена навколо нагрівача 3 так, що внутрішня поверхня трубки 11 курильного матеріалу звернена до поздовжньої поверхні нагрівача 3. Трубка 11 курильного матеріалу може бути порожнистою. Діаметр порожнистої центральної частини трубки 11 може, по суті, бути дорівнює діаметру нагрівача 3 або дещо більше його, тому трубка 11 щільно облягає нагрівач 3. Довжина картриджа 11 може бути приблизно дорівнює довжині нагрівача 3, тому нагрівач 3 може нагрівати картридж по всій його довжині. Корпус 7 пристрою 1 може мати отвір, через який картридж 11 може бути вставлений в камеру 4 нагріву. Отвір може, наприклад, включати кільцеподібний отвір, розташований на другому кінці 9 корпусу так, що картридж 11 може бути вставлений в отвір і всунутий безпосередньо в камеру 4 нагріву. При використанні пристрою 1 для нагрівання курильного матеріалу отвір, переважно, закрито. В альтернативному варіанті, секція корпусу 7 на другому кінці 9 може відділятися від пристрою 1 так, що курильний матеріалу 5 може бути вставлений на камеру 4 нагріву. Як приклад можна привести зображення на Фіг. 9. Пристрій 1 може бути, при необхідності, забезпечено виштовхувачем курильного матеріалу, керованого користувачем, 4 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 наприклад, внутрішнім механізмом, виконаним з можливістю зрушувати використаний курильний матеріалу 5 з нагрівача 3 і (або) відсувати від нього. Використаний курильний матеріалу 5 може бути, наприклад, зрушать назад через отвір у корпусі 7. Потім, при необхідності, може бути вставлений новий картридж 11. В альтернативному варіанті конструкції нагрівача 3, він включає спіральний нагрівач 3. Нагрівач 3 спіральної форми може бути виконаний з можливістю вгвинчування в картридж 11 курильного матеріалу і може включати прилеглі одна до одної, розташовані співвісно зони 10 нагріву, для забезпечення по суті того ж порядку роботи, що був описаний раніше для лінійного подовженого нагрівача 3. В альтернативному варіанті конструкції нагрівача 3 і камери 4 нагріву, нагрівач 3 містить в цілому подовжену трубку, яка може мати циліндричну форму, а камера 4 нагріву розташована усередині трубки 3, а не зовні нагрівача. Нагрівач 3 може містити кілька встановлених уздовж осі нагрівальних секцій, кожна з яких може включати нагрівальне кільце, виконане з можливістю нагрівання курильного матеріалу 5, розташованого радіально всередині кільця. При цьому нагрівач 3 виконаний з можливістю незалежного нагрівання окремих секцій курильного матеріалу 5 в камері 4 нагріву, за аналогією з нагрівачем 3, описаному вище стосовно Фіг. 2. Тепло направлено радіально всередину до курильного матеріалу 5, а не назовні, як це було описано раніше. Приклад представлений на Фіг. 21. Крім того, як показано на Фіг. 7, 8 і 9, можуть бути використані нагрівачі 3 і курильний матеріал 5 іншої геометричної форми. Зокрема нагрівач 3 може включати кілька зон 10 нагріву, що тягнуться безпосередньо всередину подовженої камери 4 нагріву, яка поділяється на секції зонами 10 нагріву. У процесі використання, зони 10 нагріву проходять прямо всередину подовженого картриджа 11 курильного матеріалу або достатньо щільного масиву курильного матеріалу 5. Тим самим, курильний матеріал 5 в камері 4 нагріву розділений на окремі секції, відокремлюються одна від одної рознесеними зонами 10 нагріву. Нагрівач 3, камера 4 нагріву і курильний матеріал 5 всі разом можуть проходити уздовж центральної поздовжньої осі корпусу 7. Як показано на Фіг. 7 і 9, кожна зона 10 нагріву може включати виступ 10, наприклад, вертикально розташовану нагрівальну пластину 10, що проходить в масив курильного матеріалу 5. Виступи 10 розглядаються нижче у зв'язку з нагрівальними пластинами 10. Головна площина нагрівальних пластин 10 може бути по суті перпендикулярна головній поздовжній осі масиву курильного матеріалу 5 і камери 4 нагріву і (або) корпусу 7. Нагрівальні пластини 10 можуть бути паралельні одна одній, як це показано на Фіг. 7 і 9. Кожна секція курильного матеріалу 5 укладена між головними нагрівальними поверхнями пари нагрівальних пластин 10, розташованих по обидві сторони секції курильного матеріалу, при цьому активізація однієї або обох нагрівальних пластин 10 викличе передачу теплової енергії безпосередньо в курильний матеріал 5. Нагрівальні поверхні можуть мати тиснення для збільшення площі поверхні нагрівальної пластини 10, дотичної з курильним матеріалом 5. У варіанті виконання, кожна нагрівальна пластина 10 може мати тепловідбивний шар, що розділяє пластину 10 на дві половини уздовж її головної площини. Кожна половина пластини 10 може, таким чином, утворювати окрему зону 10 нагріву, і може бути незалежно активізована для нагрівання тільки секції курильного матеріалу 5, що лежить безпосередньо проти половини пластини 10, замість курильного матеріалу 5 по обидва боки пластини 10. Можуть бути активізовані сусідні пластини 10, або їх звернені одна до одної частини, для нагрівання секції курильного матеріалу5, яка розташована між сусідніми пластинами, що знаходяться з протилежних сторін секції курильного матеріалу 5. Подовжений картридж курильного матеріалу, або тіло 11, може бути вставлений між камерою 4 нагріву і нагрівальними пластинами 10 і витягнутий звідти при видаленні секції корпусу 7 на другому кінці 9 корпусу, як це було описано вище. Зони 10 нагріву можуть індивідуально і вибірково активізуватися для нагрівання, по необхідності, різних секцій курильного матеріалу 5. Таким чином, коли активізується конкретна зона 10 нагріву або пара зон, відбувається передача теплової енергії курильного матеріалу 5, безпосередньо прилеглому до зони (-ам) 10 нагріву, без істотного нагріву решти частини курильного матеріалу 5. Нагріта частина курильного матеріалу 5 може містити радіально розташовану секцію курильного матеріалу 5, що знаходиться між зонами 10 нагріву, як це показано на Фіг. 7-9. Пристрій 1 може включати контролер 12, наприклад, мікроконтролер 12, виконаний з можливістю управління роботою пристрою 1. Контролер 12 має електричне з'єднання з іншими компонентами пристрою 1, наприклад, джерелом 2 енергії і нагрівачем 3, завдяки чому він може управляти їх роботою, посилаючи і приймаючи сигнали. Контролер 12, зокрема, виконаний з можливістю управління активізацією нагрівача 3 для нагрівання курильного матеріалу 5. 5 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Наприклад, контролер 12 може бути виконаний з можливістю активізації нагрівача 3, при цьому може виконуватися вибіркова активізація однієї або більше зон 10 нагріву, у відповідь на затяжку користувачем через мундштук 6 пристрою 1. Для цього, контролер 12 може бути пов'язаний з датчиком 13 затяжки допомогою відповідного з'єднувача зв'язку. Датчик 13 затяжки виконаний з можливістю виявлення факту затяжки через мундштук 6 і, у відповідь, відправки контролеру 12 сигналу, що свідчить про затяжку. Може бути використаний електронний сигнал. Контролер 12 може реагувати на сигнал від датчика 13 затяжки активізацією нагрівача 3 і, тим самим, нагріванням курильного матеріалу 5. Використання датчика 13 затяжки для активізації нагрівача 3 не є, однак, істотним, і в альтернативному варіанті можуть використовуватися інші засоби для створення керуючого впливу для активізації нагрівача 3. Наприклад, контролер 12 може активізувати нагрівач 3 у відповідь на керуючий вплив іншого типу, наприклад, від пускового елемента, керованого користувачем. Сполуки, що випарувалися, що виділилися під час нагрівання, можуть потім вдихатися користувачем через мундштук 6. Контролер 12 може бути розташований в будь-якому місці всередині корпусу 7. Наприклад, контролер може розташовуватися між джерелом 2 енергії і нагрівачем 3/камерою 4 нагріву, як це показано на Фіг. 3. Якщо нагрівач 3 містить дві або більше зони 10 нагріву, як було показано вище, контролер 12 може бути виконаний з можливістю активізації зон 10 нагріву в заздалегідь встановленому порядку або послідовності. Наприклад, контролер 12 може бути виконаний з можливістю активізації зон 10 нагріву послідовно уздовж або навколо камери 4 нагріву. Кожна активізація зони 10 нагріву може виконуватися у відповідь на виявлення затяжки датчиком 13 затяжки, або може бути запущена іншим способом, як це описано нижче. Згідно діаграми на Фіг. 10, приватний варіант способу нагрівання може включати перший крок S1, при виконанні якого виявляється першим керуючий вплив, наприклад перша затяжка, за яким слідує другий крок S2, при виконанні якого нагрівають першу секцію курильного матеріалу 5 у відповідь на першу затяжку, або інший керуючий вплив. На третьому кроці S3 можуть відкрити що герметично закриваються впускний і випускний клапани 24 для проходження повітря через камеру 4 нагріву і виходу його з пристрою 1 через мундштук 6. На четвертому кроці закривають клапани 24. Ці клапани 24 більш докладно описані нижче з посиланням на Фіг. 20. На п'ятому S5, шостому S6, сьомому S7 і восьмому S8 кроках можуть нагрівати другу секцію курильного матеріалу 5, у відповідь на другий керуючий вплив, наприклад, другу затяжку, з відповідним відкриванням і закриванням впускного і випускного клапанів 24 камери нагріву. На дев'ятому S9, десятому S10, одинадцятому S11 і дванадцятому S12 кроках можуть нагрівати третю секцію курильного матеріалу 5, у відповідь на третій керуючий вплив, наприклад, третю затяжку, з відповідним відкриванням і закриванням впускного і випускного клапанів 24 камери нагрівання, і так далі. Як було показано вище, в інших варіантах можуть бути використані інші засоби, ніж датчик 13 затяжки. Наприклад, користувач пристрою 1 може активізувати керуючий вимикач в якості індикації того, що він (вона) робить нову затяжку. При цьому може нагріватися нова секція курильного матеріалу для випаровування нікотину і ароматичних сполук для кожної нової затяжки. Число зон 10 затяжки і (або) незалежно нагрівальних секцій курильного матеріалу може відповідати кількості затяжок, на яке розрахований картридж 11. В іншому варіанті, кожна секція, курильного матеріалу 5 що незалежно нагрівається, може нагріватися відповідною їй зоною (-ами) 10 нагріву при декількох затяжках, наприклад, двох, трьох або чотирьох затяжках, тому нова секція курильного матеріалу 5 нагрівається тільки після того, як було зроблено кілька затяжок з нагріванням попередньої секції курильного матеріалу. Замість активізації кожної зони 10 нагріву у відповідь на окрему затяжку, зони 10 нагріву можуть бути активізовані послідовно, одна за одною, у відповідь на єдину, первісну затяжку в мундштук 6. Наприклад, зони 10 нагріву можуть бути активізовані через регулярні, заздалегідь встановлені інтервали протягом передбачуваного періоду затяжок для даного картриджа 11 курильного матеріалу. Період затяжок може, наприклад, складати приблизно від однієї до чотирьох хвилин. Тому, щонайменше п'ятий і дев'ятий кроки S5, S9, показані на Фіг. 10, можуть бути не обов'язковими. Кожна зона 10 нагріву може бути активізована на заздалегідь заданий період часу, відповідний тривалості однієї або кількох затяжок, протягом якого передбачається нагрівання відповідної секції, яка незалежно нагрівається, 5 курильного матеріалу. Контролер 12 може бути виконаний з можливістю індикації користувачеві, що потрібна заміна картриджа 11, як тільки для конкретного картриджа 11 всі зони 10 нагріву були активізовані. Контролер 12 може, наприклад, активізувати світлову індикацію на зовнішній поверхні корпусу 7. Слід мати на увазі, що активізація окремих зон 10, замість активізації всього нагрівача 3, означає зменшення кількості енергії, необхідної для нагрівання курильного матеріалу 5, в 6 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порівнянні з тим, що потрібно було б для активізації нагрівача 3 протягом усього періоду затяжок картриджа 11. Тому також знижується і максимальна необхідна вихідна потужність джерела 2 енергії. Це означає, що таке, що встановлюється в пристрій 1, джерело енергії 2, може бути менше і легше. Контролер 12 може бути виконаний з можливістю відключення нагрівача 3 для зниження потужності, що підводиться до нагрівача 3 між затяжками. Цим економиться енергія і продовжується термін служби джерела 2 енергії. Наприклад, при включенні пристрою 1 користувачем або у відповідь на будь-який інший керуючий вплив, наприклад, сигнал, що користувач взяв у рот мундштук 6, контролер 12 може дати команду нагрівачу 3 або наступній зоні 10 нагріву, яка повинна бути використана для нагрівання курильного матеріалу, на часткову активізацію з тим, щоб справити нагрів для підготовки випаровування компонентів курильного матеріалу 5. Часткова активізація не нагріває курильний матеріал 5 до температури, достатньої для випаровування нікотину. Підходящою температурою буде температура нижче 120 °С, наприклад, 100 °С або нижче. Як приклад, може бути використана температура від +60 °С до 100 °С, наприклад від 80 °С до 100 °С. Температура може бути нижче 100 °С. У відповідь на виявлення затяжки датчиком 13 затяжки, контролер 12 може дати нагрівачу 3 або відповідній зоні 10 нагріву команду на подальше нагрівання курильного матеріалу 5 для швидкого випаровування нікотину та інших ароматичних сполук для їх вдихання користувачем. Якщо курильний матеріал 5 містить тютюн, то підходящою температурою для випаровування нікотину та інших ароматичних сполук може бути 100 °С і вище, наприклад, 120 °С або вище. Наприклад, це може бути температура від 100 °С до 250 °С, наприклад, від 100 °С до 220 °С, від 100 °С до 200 °С, від 150 °С до 250 °С або від 130 °С до 180 °С. Температура може становити більше 100 °С. Прикладом температури повної активізації може слугувати 150 °С, хоча також можливе використання й іншої температури, наприклад, 250 °С. Для створення пікового струму для розігріву курильного матеріалу 5 до температури випаровування може, при бажанні бути використаний суперконденсатор. Приклад відповідного профілю нагріву показаний на Фіг. 12, де максимальні значення можуть відповідати повній активізації різних зон 10 нагріву. Видно, що курильний матеріал 5 підтримується при температурі випаровування приблизно протягом періоду затяжки, який в даному прикладі дорівнює дві секунди. Нижче наводиться опис трьох режимів роботи нагрівача 3. У першому режимі роботи, під час повної активізації конкретної зони 10 нагріву, всі інші зони 10 нагріву нагрівача відключені. Тому, коли активізується нова зона 10 нагріву, попередня зона нагріву відключається. Потужність підводиться тільки до активізованої зоні 10. В іншому варіанті, в другому режимі роботи, під час повної активізації конкретної зони 10 нагріву, можуть бути частково активізовані одна або більше інших зон 10 нагріву. Часткова активізація однієї або більше інших зон 10 нагріву може включати нагрівання іншої зони (зон) 10 нагріву до температури, достатньої для запобігання конденсації компонентів, наприклад нікотину, що випарувався з курильного матеріалу 5, в камері 4 нагріву. Температура зон 10 нагріву, які зазнали часткової активізації, менше температури зони 10 нагріву при її повній активізації. Курильний матеріал 5, розташований поруч з частково активізованими зонами 10, не нагрівається до температури, достатньої для випаровування компонентів курильного матеріалу 5. В іншому варіанті, в третьому режимі роботи, після того, як деяка зона 10 нагріву була активізована, вона залишається повністю активізованою, поки нагрівач 3 не буде вимкнено. Тому, що підводиться до нагрівача 3 потужність східчасто наростає в міру того, як все більше зон 10 нагріву активізується під час затяжок з картриджа 11. Так само як і в описаному вище другому режимі роботи, безперервна активізація зон 10 нагріву істотно запобігає конденсації компонентів, наприклад, нікотину, що випарувалися з курильного матеріалу 5 в камері 4 нагріву. Пристрій 1 може містити тепловий захист 3а, розташований між нагрівачем 3 і камерою 4 нагріву / курильним матеріалом 5. Тепловий захист 3а виконано з можливістю запобігання проходження теплової енергії через тепловий захист 3а і, тому, може бути використана для вибіркового запобігання нагріву курильного матеріалу 5, навіть коли нагрівач 3 активований і випромінює теплову енергію. Як показано на фіг. 19, тепловий захист 3 може, наприклад, містити циліндричний шар тепловідбивного матеріалу, розташованого коаксіально навколо нагрівача 3. В альтернативному варіанті, якщо нагрівач 3 розташований навколо камери 4 нагріву і курильного матеріалу 5, як було описано раніше, тепловий захист 3а може містити циліндричний шар тепловідбивного матеріалу, розташований коаксіально навколо камери 4 нагріву і коаксіально всередині нагрівача 3. Тепловий захист 3а може додатково, або в альтернативному варіанті, містити теплоізолюючий шар, виконаний з можливістю ізолювання нагрівача 3 від курильного матеріалу. Тепловий захист 3а містить теплопрозоре вікно 3b, що 7 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пропускає теплову енергію в камеру 4 нагріву і курильний матеріал 5. Тому нагрівається секція курильного матеріалу 5, яка поєднана з вікном 3b, в той час як інша частина курильного матеріалу 5 не нагрівається. Тепловий захист 3а і вікно 3b можуть повертатися або переміщатися іншим способом щодо курильного матеріалу 5 так, щоб вибірково могли бути піддані індивідуальному нагріванню різні секції курильного матеріалу 5, за допомогою обертання або зміщення теплового захисту 3а і вікна 3b. Одержаний результат аналогічний тому, що виходить при вибірковій та індивідуальній активізації зон 10 нагріву, описаної вище. Наприклад, тепловий захист 3а і вікно 3b можуть дискретно повертатися чи інакше переміщатися у відповідь на сигнал від датчика 13 затяжки. В альтернативному варіанті або додатково, тепловий захист 3а і вікно 3b можуть дискретно повертатися або переміщатися іншим способом при завершенні заздалегідь встановленого періоду нагріву. Переміщення або поворот теплового захисту 3а і вікна 3b можуть управлятися електронними сигналами від контролера 12. Відносний поворот чи інше зміщення теплового захисту 3а/вікна 3b і курильного матеріалу 5 можуть виконуватися кроковим двигуном 3с під управлінням контролера 12, як показано на Фіг. 19. В іншому варіанті, тепловий захист 3а і вікно 3b можуть повертатися вручну користувачем, що використовує, наприклад, приводний механізм на корпусі 7. Тепловий захист 3а не обов'язково повинен мати циліндричну форму, при бажанні вона може включати один або більше відповідно розташованих поздовжньо прохідних елементів і (або) пластин. Слід мати на увазі, що аналогічний результат може бути одержаний поворотом або переміщенням курильного матеріалу 5 щодо нагрівача, теплового захисту 3а і вікна 3b. У цьому випадку, може бути використано наведений вище опис, що відноситься до переміщення теплового захисту 3а, замість руху камери 4 нагріву щодо теплового захисту 3а. Тепловий захист 3а може містити покриття на поздовжній поверхні нагрівача 3. У цьому випадку, залишається непокритою площа поверхні нагрівача для формування теплопрозорого вікна 3b. Нагрівач 3 може бути повернутий або зміщений іншим способом, наприклад, під управлінням контролера 12, або органами керування користувача, для нагрівання різних секцій курильного матеріалу 5. В альтернативному варіанті, тепловий захист 3а і вікно 3b можуть містити окремий екран 3а, який може повертатися або переміщатися іншим способом щодо як нагрівача 3, так і курильного матеріалу 5, під управлінням контролера 12 або при використанні інших органів керування користувача. Як показано на Фіг. 6, пристрій 1 може мати впускні отвори 14 для повітря, які дозволяють втягувати зовнішнє повітря в корпус 7 і через нагрітий курильний матеріал 5 під час затяжки. Впускні отвори 14 для повітря можуть мати отвори 14 в корпусі, і можуть бути розташовані вгору по потоку від курильного матеріалу 5 і камери 4 нагріву у першого кінця 8 корпусу 7, як показано на Фіг. 1. Інший приклад представлений на Фіг. 11. Повітря, що втягується крізь впускні отвори 14, проходить через нагрітий курильний матеріал 5 і тут збагачується парами курильного матеріалу, наприклад парами аромату, після чого вдихається користувачем через мундштук 6. При бажанні, як показано на Фіг. 11, пристрій 1 може мати теплообмінник 15, виконаний з можливістю зігрівання повітря перед тим, як воно потрапить в курильний матеріал 5 і (або) охолодження повітря перед тим, як воно буде втягнуто через мундштук 6. Наприклад, теплообмінник 15 може бути виконаний з можливістю використання тепла, витягнутого з повітря, що входить в мундштук 6, для зігрівання нового повітря, перед тим, як він потрапить в курильний матеріал 5. Пристрій 1 може містити ущільнювач 16 курильного матеріалу, що дозволяє стискати курильний матеріал 5 при активізації ущільнювача 16. Пристрій 1 також може містити розпушувач 17 курильного матеріалу, що дозволяє розпушувати курильний матеріал 5 при активізації розпушувача 17. Ущільнювач 16 і розпушувач 17, на практиці можуть бути виконані у вигляді єдиного вузла, як буде показано нижче. Ущільнювач 16 і розпушувач 17 курильного матеріалу можуть, при необхідності, працювати під управлінням контролера 12. У цьому випадку контролер 12 виконаний з можливістю відправлення сигналу, наприклад, електричного сигналу, до ущільнювача 16 або розпушувача 17, під дією якого ущільнювач 16 або розпушувач 17, відповідно, ущільнюють або розпушують курильний матеріал 5. В іншому варіанті, ущільнювач 16 або розпушувач 17 можуть приводитися в дію користувачем пристрою 1 з використанням ручного управління корпусу 7 для ущільнення або розпушення курильного матеріалу 5, при необхідності. Головним завданням ущільнювача 16 є стиснення курильного матеріалу 5 і, тим самим, збільшення його щільності під час нагрівання. При ущільненні курильного матеріалу збільшується теплопровідність масиву курильного матеріалу 5, що забезпечує прискорений прогрів і подальше швидке випаровування нікотину та інших ароматичних сполук. Завдяки цьому, нікотин і ароматичні сполуки можуть без суттєвої затримки вдихатися користувачем у 8 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відповідь на виявлення затяжки. Тому контролер 12 може активізувати ущільнювач 16 для виконання стиснення курильного матеріалу 5 протягом заданого часу нагрівання, наприклад, на одну секунду, при виявленні затяжки. Ущільнювач 16 може бути виконаний з можливістю зниження ступеня ущільнення курильного матеріалу 5, наприклад, під управлінням контролера 12, після заздалегідь встановленого періоду нагріву. В альтернативному варіанті, ущільнення може бути ослаблене або автоматично зупинене у відповідь на досягнення курильним матеріалом 5 заданої граничної температури. Підходящою граничною температурою може бути температура в інтервалі приблизно від 100 °С до 250 °С, наприклад, від 100 °С до 220 °С, від 150 °С до 250 °С, від 100 °С до 200 °С, або від 130 °С до 180 °С. Гранична температура може перевищувати 100 °С, наприклад, більше 120 °С, і може вибиратися користувачем. Може використовуватися датчик температури для визначення температури курильного матеріалу 5. Головним завданням розпушувача 17 є розпушення курильного матеріалу 5 і, тим самим, зниження його щільності при затяжці. Коли проводиться розпушення курильного матеріалу 5, його розташування в камері 4 нагріву стає менш щільним, що сприяє проходженню через курильний матеріал 5 газового потоку, наприклад, повітря від впускних отворів 14. При цьому поліпшується здатність повітря переносити нікотин, що випарувався і ароматичні сполуки до мундштука 6 для їх вдихання. Контролер 12 може активізувати розпушувач 17 для розширення курильного матеріалу 5 відразу ж після періоду ущільнення, описаного вище, так, що повітря може втягуватися більш вільно через курильний матеріал 5. Активізація розширювача 17 може супроводжуватися помітним звуком або іншою ознакою, що показує користувачеві, що курильний матеріал 5 був нагрітий, і може бути виконана затяжка. Як показано на Фіг. 13 і 14, ущільнювач 16 і розпушувач 17 можуть містити підпружинений направляючий стрижень, виконаний з можливістю стиснення курильного матеріалу 5 в камері 4 нагріву, коли звільняється стиснута пружина. Схематично це показано на Фіг. 13 і 14, хоча треба мати на увазі, що можливі й інші варіанти виконання. Наприклад, ущільнювач 16 може містити кільце, товщина якого приблизно дорівнює товщині описаної вище камери 4 нагріву трубчастої форми, яке вдавлюється пружиною або іншими засобами в камеру 4 нагріву для ущільнення курильного матеріалу 5. В альтернативному варіанті, ущільнювач 16 може бути частиною нагрівача 3, завдяки чому нагрівач 3 сам забезпечує ущільнення і розширення курильного матеріалу 5 за командами контролера 12. Наприклад, в тому випадку, коли нагрівач 3 містить вертикально розташовані пластини 10 описаного раніше типу, пластини 10 можуть бути незалежно пересувними в поздовжньому напрямку нагрівача 3 для розширення або стиснення секцій курильного матеріалу 5, прилеглих до них. Спосіб ущільнення і розпушення курильного матеріалу 5 показаний на Фіг. 15. Між курильним матеріалом 5 та зовнішньою поверхнею 19 корпусу 7 може бути розташована теплова ізоляція 18 для зниження втрат тепла з пристрою 1 і збільшення, завдяки цьому, ефективності нагріву курильного матеріалу 5. Наприклад, як показано на Фіг. 1, стінка корпусу 7 може мати шар ізоляції 18, що проходить зовні камери 4 нагріву навколо неї. Шар 18 ізоляції може включати в цілому трубчастий відрізок ізоляції 18, розташований коаксіально навколо камери 4 нагріву і курильного матеріалу 5, як показано на Фіг. 1. Інший приклад показаний на Фіг. 21. Повинно бути зрозуміло, що ізоляція 18 також може представляти собою частину картриджа 11 курильного матеріалу, де вона розташовувалася б коаксіально зовні навколо курильного матеріалу 5. Як показано на Фіг. 16, в якості ізоляції 18 може використовуватися вакуумна ізоляція 18. Наприклад, ізоляція 18 може містити шар, обмежений стінкою, матеріалом 19 якої може бути, наприклад, метал. Внутрішня ділянка або внутрішній шар 20 ізоляції 18 може містити матеріал з відкритими порами, наприклад, що включає полімери, аерогелі чи інші відповідні матеріали, з яких може бути відкачано повітря до значного розрідження. Тиск у внутрішній області 20 може становити від 0,1 до 0,001 мбар. Стінка 19 ізоляції 18 має достатню міцність, щоб протистояти впливу на неї силі, обумовленої перепадом тиску між внутрішнім шаром 20 і зовнішніми поверхнями стінки 19, не допускаючи зминання ізоляції 18. Стінка 19 може, наприклад, включати стінку 19 з нержавіючої сталі, товщиною приблизно 100 мкм. Теплопровідність ізоляції 18 може становити від 0,004 до 0,005 Вт / м • К. Коефіцієнт теплопередачі ізоляції 18 може 2 становити приблизно від 1,10 до 1,40 Вт/(м К) в температурному діапазоні від 100 °С до 250 °С, наприклад, від 150 °С до 250 °С. Газова провідність ізоляції 18 нікчемна. На внутрішні поверхні матеріалу 19 стінки може бути нанесено покриття, що відбиває для зведення до мінімуму радіаційних втрат через ізоляцію 18. Покриття може, наприклад, містити алюмінієве ІК відбиваюче покриття товщиною приблизно від 0,3 мкм до 1,0 мкм. Вакуум у внутрішньому шарі 20 означає, що ізоляція 18 функціонує навіть тоді, коли товщина області внутрішнього шару 20 дуже мала. Ізолюючі властивості по суті не залежать від товщини. Це сприяє зменшенню 9 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 загальної товщини пристрою 1. Як показано на Фіг. 16, стінка 19 може включати звернену всередину секцію 21 та звернену назовні секцію 22. Звернена всередину секція 21 в основному звернена до курильного матеріалу і камери 4 нагріву. Звернена назовні секція 22 в основному звернена до зовнішньої поверхні корпусу 7. Під час роботи пристрою 1, звернена всередину секція 21 може бути більш теплою завдяки виділеної нагрівачем 3 теплової енергії, у той час як звернена назовні секція 22 холодніше завдяки наявності ізоляції 18. Обернена всередину секція 21 і звернена назовні секція 22 можуть, наприклад, мати по суті паралельні поздовжньо прохідні стінки 19, довжина яких щонайменше дорівнює довжині нагрівача 3. Внутрішня поверхня зверненої назовні секції 22 стінки, тобто, поверхня, звернена до шару 20 з вакуумом, може мати покриття для поглинання газу в шарі 20. Відповідним покриттям може бути плівка окису титану. Теплова ізоляція 18 може включати надвисоковакуумну ізоляцію, наприклад, Insulon ® Shaped-Vacuum Thermal Barrier, описану в US 7374063. Загальна товщина такої ізоляції 18 може бути надзвичайно малою. Товщина, наприклад, може становити приблизно від 1 мм до 1 мкм, наприклад, приблизно 0,1 мм, хоча також можливі й більші чи менші величини товщини. Теплоізоляційні властивості ізоляції 18 по суті не залежать від її товщини, і тому можна використовувати тонку ізоляцію 18 без будь-яких додаткових втрат тепла від пристрою 1. Завдяки дуже малій товщині теплової ізоляції 18, розмір корпусу 7 і пристрою 1 в цілому можуть бути зроблені менше раніше згаданих розмірів, і може бути досягнута товщина, наприклад, діаметр, пристрою 1, що приблизно дорівнює діаметру курильних виробів, наприклад, сигарет, сигар і сигарильо. Також може бути скорочена і вага пристрою 1, що призведе до згадуваного зменшення розміру. Хоча розглянута вище теплова ізоляція 18 може містити газопоглинальний матеріал для підтримки або створення вакууму у внутрішньому шарі 20, в глибоковакуумній ізоляції 18 газопоглинальний матеріал не використовується. Відсутність газопоглинального матеріалу сприяє досягненню дуже малої товщини ізоляції 18 і, тим самим, допомагає знизити загальний розмір пристрою 1. Геометрія надвисоковакуумної ізоляції 18 дозволяє отримати більш глибокий вакуум в порівнянні з вакуумом, використовуваним для вилучення молекул з внутрішнього шару 20 ізоляції 18 в процесі виготовлення. Наприклад, глибокий вакуум всередині ізоляції 18 може бути глибше, ніж вакуум у камері вакуумної печі, де він створювався. Вакуум всередині ізоляції 18 -7 може, наприклад, становити близько 10 мм рт. ст. Як показано на Фіг. 22, кінець внутрішнього шару 20 глибоковакуумної ізоляції 18 може звужуватися, коли звернена назовні секція 22 і звернена всередину секція 21 сходяться до газовідвідного отвору 25, через який може бути відкачано газ з внутрішнього шару 20, для створення глибокого вакууму в процесі виготовлення ізоляції 18. На Фіг. 22 показано, що звернена назовні секція 22 сходиться до зверненої всередину секції 21, однак можлива і зворотна ситуація, коли звернена всередину секція 21 сходиться до зверненої назовні секції 22. Такий, що сходиться, кінець стінки 19, ізоляції виконаний з можливістю направляти молекули, що знаходяться у внутрішньому шарі 20, з газовідвідного отвору 25, для створення, тим самим, глибокого вакууму у внутрішньому шарі 20. Газовідвідний отвір 25 може бути загерметизований для підтримки глибокого вакууму у внутрішньому шарі 20 після його відкачування. Отвір 25 може бути загерметизований, наприклад, запаюванням отвору 25 тугоплавким припоєм після відкачування газу з внутрішнього шару 20. Для відкачування внутрішнього шару 20, ізоляція 18 може бути поміщена в середовище з низьким тиском, наприклад, камеру вакуумної печі з тим, щоб молекули газу у внутрішньому шарі 20 витекли в середу зі зниженим тиском зовні ізоляції 18. Коли тиск у внутрішньому шарі 20 понизиться, така, що звужується геометрія внутрішнього шару 20, і, зокрема таких, що сходяться секцій 21, 22, згаданих вище, стає істотною для направлення решти газових молекул з внутрішнього шару 20 через отвір 25. Зокрема, коли тиск газу у внутрішньому шарі 20 стає низьким, що спрямовує дію таких, що сходяться звернених назовні і всередину секцій 21, 22 сприяє підведенню решти всередині шару 20 газових молекул до газовідвідного отвору 25 і підвищує ймовірність виходу газу з внутрішнього шару 20, в порівнянні з ймовірністю входу газу у внутрішній шар 20 із зовнішнього середовища низького тиску. Таким чином, геометрія внутрішнього шару 20 забезпечує зниження тиску всередині шару 20 нижче рівня тиску середовища зовні ізоляції 18. При бажанні, як було описано вище, на внутрішні поверхні звернених всередину і назовні секцій 21, 22 стінки 19, можуть бути нанесені одне або більше покриттів з низькою випромінювальною здатністю, для істотного зниження теплових втрат за рахунок випромінювання. 10 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Хоча описана тут ізоляція 18 має в цілому циліндричну форму або аналогічну їй, теплова ізоляція 18 може мати іншу форму, наприклад таку, щоб відповідати умовам теплової ізоляції і різних конфігурацій пристрою 1, наприклад, різним формам і розмірам камери 4, нагрівача 3, корпусу 7 або джерела енергії 2. Наприклад, розміри і форма глибоковакуумної ізоляції 18, наприклад, Insulon ® Shaped-Vacuum Thermal Barrier, згаданої вище, по суті, не обмежена способом її виготовлення. Відповідними матеріалами для формування описаної вище такої, що сходиться, конструкції, можуть бути кераміки, метали, металоїди та їх комбінації. На Фіг. 17 схематично показаний тепловий місток 23, який може з'єднувати звернену всередину секцію 21 стінки із зверненою назовні секцією 22 стінки на одному або більше краях ізоляції 18 з тим, щоб повністю охопити і укласти в собі шар 20 низького тиску. Тепловий місток 23 може включати стінку 19, сформовану з того ж матеріалу, що і звернені всередину і назовні секції 21, 22. Відповідним матеріалом є нержавіюча сталь, як було показано вище. Тепловий місток 23 має більш високу теплопровідність, ніж ізолюючий шар 20 і тому може відводити тепло з пристрою 1, що знижує ефективність пристрою відносно нагрівання курильного матеріалу 5. Для зниження втрат тепла через тепловий місток 23, він може бути виконаний протяжним для збільшення його опору тепловому потоку від зверненої всередину секції 21 до зверненої назовні секції 22. Це схематично ілюструється Фіг. 18. Наприклад, тепловий місток 23 може проходити по непрямому шляху між зверненою всередину секцією 21 стінки 19 і зверненою назовні секцією 22 стінки 19. Цьому може сприяти використання ізоляції 18 на ділянці, поздовжня довжина якого перевищує довжину нагрівача 3, камери 4 нагріву і курильного матеріалу 5, завдяки чому тепловий місток 23 може поступово переходити від зверненої всередину секції 21 до зверненої назовні секції 22 по непрямому шляху при поступовому зменшенні внутрішнього шару 20 до нуля в точці на корпусі 7, де нагрівач 3, камера 4 нагріву і курильний матеріал 5 вже відсутні. На Фіг. 20 представлена згадана раніше камера 4 нагріву з ізоляцією 18, яка може мати впускний і випускний клапани 24, в закритому стані що герметично закупорюють камеру 4 нагріву. Завдяки цьому, клапани 24 перешкоджають небажаному надходженню повітря та проходженню його в камеру 4, і можуть запобігти вихід ароматів курильного матеріалу з камери 4 нагріву. Впускний і випускний клапани 24 можуть бути, наприклад, встановлені в ізоляції 18. Наприклад, між затяжками клапани 24 можуть бути закриті контролером 12 так, що всі які випарувалися речовини залишаються всередині камери 4. Парціальний тиск речовин, що випарувалися досягає, між затяжками, тиску насиченої пари, і кількість речовини, що випарувалася, тому, залежить тільки від температури в камері 4 нагріву. Цим забезпечується незмінність видаваної кількості нікотину, що випарувався і ароматичних сполук від затяжки до затяжки. Контролер 12 виконаний з можливістю відкривання в процесі затяжки клапанів 24 так, щоб повітря могло протікати через камеру 4, переносячи компоненти такого, що випарувався, курильного матеріалу, до мундштука 6. У клапанах 24 може бути поміщена мембрана, яка гарантує, що в камеру 4 не потрапить кисень. Клапани 24 можуть приводитися в дію вдихом з тим, щоб вони відкривалися у відповідь на виявлення затяжки в мундштуці 6. Клапани 24 можуть закриватися при виявленні припинення затяжки. В іншому варіанті, клапани 24 можуть закриватися по закінченню заданого проміжку часу після їх відкриття. Величина проміжку часу може здаватися контролером 12. При бажанні, можуть бути використані механічні або інші відповідні засоби для відкривання / закривання, що забезпечують автоматичне відкриття і закриття клапанів 24. Наприклад, для відкривання і закривання клапанів 24 може бути використаний газовий потік, створюваний користувачем за допомогою затяжки в мундштук 6. Таким чином, для активізації клапанів 24 не обов'язково використання контролера 12. Маса курильного матеріалу, 5, що нагрівається нагрівачем 3, наприклад, в кожній зоні 10 нагріву, може становити від 0,2 до 1,0 м. Температура, до якої нагрівається курильний матеріал 5, може регулюватися користувачем і бути, наприклад, будь-якою в інтервалі від 100 °С до 250 °С, наприклад, будь-якою температурою в інтервалі 150 °С до 250 °С або інших раніше згаданих інтервалів температури випаровування. Маса пристрою 1 в цілому може становити від 70 до 125 м. Може використовуватися батарея 2 ємністю від 1000 до 3000 мАч і напругою 3,7 В. Зони 10 нагріву можуть бути виконані з можливістю індивідуального та вибіркового нагрівання приблизно від 10 до 40 секцією курильного матеріалу, 5 в одному картриджі 11. Слід мати на увазі, що будь-який з описаних вище альтернативних варіантів може бути використаний як окремо, так і в комбінації. Наприклад, як було показано вище, нагрівач 3 можна розташувати навколо зовнішньої поверхні курильного матеріалу, 5, замість того, щоб курильний матеріал 5 розташовувати навколо нагрівача 3. Нагрівач 3 може, таким чином, оточувати курильний матеріал 5 для нагріву курильного матеріалу, 5 спрямованим радіально всередину 11 UA 111846 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тепловим потоком. Для розгляду різних аспектів винаходу і його представлення, даний опис показує на приватних прикладах різних варіантів виконання можливості реалізації винаходу (-ів), в яких забезпечується одержання високоефективних пристроїв. Переваги та ознаки, наведені в описі, належать до варіантів виконання і не є вичерпними і (або) виключними. Вони представлені тільки для поліпшення розуміння та роз'яснення заявлених ознак. Слід мати на увазі, що переваги, варіанти виконання, приклади, функції, ознаки, конструкції та (або) інші особливості винаходу не повинні розглядатися як такі, що обмежують винахід, обумовлений формулою, або еквіваленти формули, і що в рамках галузі домагань і (або) суті винаходу можуть бути використані інші варіанти виконання та модифікації. Різні варіанти виконання можуть, відповідно, утримувати, складатися з, або в основному складатися з різних комбінацій розкритих елементів, компонентів, ознак, частин, кроків, засобів і т.д. Крім того, винахід включає інші варіанти винаходу, не заявлені тут, але які можуть бути реалізовані в майбутньому. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Пристрій для нагрівання курильного матеріалу та випаровування щонайменше одного компонента курильного матеріалу, що має електричний нагрівач і включає ділянку ізоляції, що має внутрішній простір, в якому відкачуванням створено тиск, нижчий, ніж зовні ізоляції. 2. Пристрій за п. 1, в якому ізоляція розташована між камерою нагрівання курильного матеріалу і зовнішньою поверхнею пристрою, для зниження втрат тепла від нагрітого курильного матеріалу. 3. Пристрій за п. 2, в якому ізоляція розташована коаксіально навколо камери нагріву. 4. Пристрій за п. 2 або 3, в якому камера нагріву курильного матеріалу являє собою по суті трубчасту камеру нагріву, та ізоляція розташована навколо поздовжньої поверхні цієї трубчастої камери нагріву. 5. Пристрій за п. 4, в якому ізоляція являє собою ізоляцію у вигляді в цілому трубчастого тіла, розташованого навколо камери нагріву. 6. Пристрій за будь-яким з пп. 2-5, в якому камера нагріву курильного матеріалу розташована між ізоляцією і нагрівачем. 7. Пристрій за п. 2 або п. 3, в якому нагрівач розташований між камерою нагрівання курильного матеріалу та ізоляцією. 8. Пристрій за п. 7, в якому ізоляція розташована зовні нагрівача. 9. Пристрій за п. 7 або п. 8, в якому нагрівач розташований коаксіально навколо камери нагріву, а ізоляція розташована коаксіально навколо нагрівача. 10. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому ізоляція містить матеріал, що відбиває інфрачервоне випромінювання, для ослаблення поширення інфрачервоного випромінювання через ізоляцію. 11. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому внутрішній простір містить глибокий вакуум. 12. Пристрій за п. 11, в якому вакуум являє собою надвисокий вакуум. 13. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому ізоляція включає зовнішню стінку, що містить внутрішню ділянку. 14. Пристрій за п. 13, в якому внутрішня поверхня стінки має покриття, що відбиває інфрачервоне випромінювання, для відбивання інфрачервоного випромінювання в межах внутрішнього простору. 15. Пристрій за п. 13 або п. 14, в якому стінка містить шар нержавіючої сталі, що має товщину щонайменше приблизно 100 мкм. 16. Пристрій за будь-яким з пп. 13-15, в якому секції стінки по обидві сторони внутрішнього простору з'єднані сполучною секцією стінки, що проходить по непрямому шляху між секціями стінки по обидва боки внутрішнього простору. 17. Пристрій за п. 13 або п. 14, в якому секції стінки по обидва боки внутрішнього простору сходяться до герметизованого газовідвідного отвору. 18. Пристрій за п. 17, в якому секції стінки сходяться в кінцевій зоні ізоляції. 19. Пристрій за п. 17 або 18, в якому товщина ізоляції складає менше приблизно 1 мм. 20. Пристрій за п. 17 або 18, в якому товщина ізоляції складає менше приблизно 0,1 мм. 21. Пристрій за п. 17 або 18, в якому товщина ізоляції складає приблизно від 1 до 0,001 мм. 22. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому тиск у внутрішній ділянці складає приблизно від 0,1 до 0,001 мбар. 12 UA 111846 C2 5 23. Пристрій за будь-яким з пп. 1-21, в якому тиск у внутрішньому просторі становить близько -7 10 мм рт. ст. 24. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому коефіцієнт теплопередачі ізоляції 2 становить приблизно від 1,10 до 1,40 Вт/(м K) в діапазоні температур ізоляції від 100 °C до 250 °C. 25. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому внутрішня область містить пористий матеріал. 26. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, виконаний з можливістю нагрівання курильного матеріалу, без його горіння. 13 UA 111846 C2 14 UA 111846 C2 15 UA 111846 C2 16 UA 111846 C2 17 UA 111846 C2 18 UA 111846 C2 19 UA 111846 C2 20 UA 111846 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 21

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Heat insulated apparatus for heating smokable material

Автори англійською

Egoyants, Petr Alexandrovich, Volobuev, Dmitry Mikhailovich, Fimin, Pavel Nikolaevich, Saleem, Fozia, Woodman, Thomas

Автори російською

Егоянтц Пётр Александрович, Волобуев Дмитрий Михайлович, Фимин Павел Николаевич, Салим Фозия, Вудман Томас

МПК / Мітки

МПК: A24F 47/00, F16L 59/065

Мітки: курильного, теплоізольованій, матеріалу, пристрій, нагрівання

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/23-111846-teploizolovanijj-pristrijj-dlya-nagrivannya-kurilnogo-materialu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Теплоізольований пристрій для нагрівання курильного матеріалу</a>

Подібні патенти