WO2023166354A1 - Способ нагревания среды, испарительный модуль, картридж и приспособление для вдыхания - Google Patents

Способ нагревания среды, испарительный модуль, картридж и приспособление для вдыхания Download PDF

Info

Publication number
WO2023166354A1
WO2023166354A1 PCT/IB2023/020020 IB2023020020W WO2023166354A1 WO 2023166354 A1 WO2023166354 A1 WO 2023166354A1 IB 2023020020 W IB2023020020 W IB 2023020020W WO 2023166354 A1 WO2023166354 A1 WO 2023166354A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cartridge
active substance
air
particles
medium
Prior art date
Application number
PCT/IB2023/020020
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Дмитрий Сергеевич ШЕПЕЛЕВ
Original Assignee
Дмитрий Сергеевич ШЕПЕЛЕВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Сергеевич ШЕПЕЛЕВ filed Critical Дмитрий Сергеевич ШЕПЕЛЕВ
Publication of WO2023166354A1 publication Critical patent/WO2023166354A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F1/00—Tobacco pipes
    • A24F1/30—Hookahs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/30—Devices using two or more structurally separated inhalable precursors, e.g. using two liquid precursors in two cartridges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/42—Cartridges or containers for inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring

Definitions

  • the invention relates to the service sector and can be used to create devices for inhaling a mixture of air, vapor and particles of an active substance, equipped with a container with liquid, for example, smoking devices, preferably a hookah.
  • the smoking device contains a container to be partially filled with water or other liquid medium. Suction through the mouthpiece leads to the creation of a reduced pressure in this container.
  • the smoke pipe extends to the level in the water, the head of it is located near the upper end to hold tobacco, which is heated with charcoal from the upper side. The mixture of air, vapor and smoke particles that results from heating the tobacco is then sucked in by the smoker. Obviously, heating with hot coals can lead to carbon monoxide poisoning, burns, or, in extreme cases, even fire.
  • hookahs Due to manual filling, high-quality preparation of hookahs for action is also not guaranteed. For this reason, hookahs, which are more common today, should only be used outdoors or indoors with a guaranteed supply of fresh air. In addition, prior art hookahs are very heavy and voluminous, must be composed of several parts, and their individual parts are inconvenient for transportation. They are also difficult to clean and often do not meet hygiene standards.
  • the closest technical solutions to the claimed method, evaporation module and device are the method and devices described in the Eurasian patent EA034667 dated 10/11/2016.
  • the device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of the active substance (smoking device - water pipe) is a compact device with a tank-like capacity, which is to be filled with water or other liquid, and has at least one suction device through which the user draws in a mixture of air, steam and, in this example, smoke particles.
  • the heating chamber contains a socket for a capsule for a smoke-generating medium
  • the smoking block of this smoking article is characterized in that the socket for the capsule for the smoke-generating medium is designed to be in close contact with the walls of the capsule, while the heating elements are also in direct contact with the walls of the capsule.
  • the heating of the medium emitting smoke goes only through these walls.
  • the disadvantages of this technical solution are the difficulty of maintaining a constant temperature of the medium and, consequently, a high probability of overheating of the medium and the occurrence of its combustion with the release of unwanted substances, as well as the consumption of high power.
  • the particulate-releasing medium cartridge described in US10,820,626 is the particulate-releasing medium cartridge described in US10,820,626 and made with outer walls, a lid and a bottom with a first hole in the center, made in the form of a hollow protrusion, consisting of side walls extending upward to the top. a protrusion for contact with the cartridge slot, and a plurality of second openings for the passage of heated air.
  • the indicated holes are made in the walls of the said hollow protrusion and in the lid.
  • the objective of the present invention is to expand the range of devices for inhaling a mixture of air, vapor and active substance particles with a container for liquid by developing a new, efficient and safe method for heating the medium releasing the active substance, providing a mixture of air, vapor and active substance particles without combustion, an evaporative module and a cartridge that implement this method and devices for inhaling the specified mixture using such a module.
  • the task in the method of heating the medium that releases particles of the active substance, for a device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of the active substance using a cartridge containing the specified medium characterized the fact that the air entering the inhalation device is heated to a temperature of up to 400°C, then the heated air is passed around the cartridge and through the specified medium.
  • the task in the evaporation module for a device for inhaling a mixture of air, vapor and active substance particles through an inhalation hose with a container filled with liquid, containing a heating block, a cartridge for a medium releasing active substance particles, and a socket adapted for a cartridge for a medium releasing particles of the active substance, and containing a tube between the specified socket for the cartridge and the specified container, is solved by the fact that the cartridge is made with a bottom, with a hollow protrusion formed in the center with the formation of the first hole for connecting with the specified tube, and a plurality of second holes for the passage of heated air, and is provided with a solid cover, the specified slot for the cartridge has a wall surrounding the cartridge from the side and bottom and forming a gap with the wall and bottom of the cartridge for the passage of heated air, and the total cross-sectional area of the specified gap is not less than the cross-sectional area of the inhalation hose, and the heating block contains an upper heating element made with the possibility of a through
  • the module can be provided with a bottom heating element placed under the cartridge slot parallel to its bottom.
  • the top and bottom heating elements are preferably adjustable.
  • a cartridge for an active substance releasing medium having outer walls, a lid and a bottom with a centrally formed hollow ledge consisting of side walls extending upwards to the top of the ledge for contact with the cartridge seat, and a plurality of second openings for passage heated air, is solved by the fact that the second holes are made in the specified outer walls of the cartridge and in the specified side walls of the specified protrusion, made closed from above, and the specified cover and bottom of the cartridge are made solid.
  • said second holes made in the upper third of said side walls of said protrusion have a total cross-sectional area of 50 to 201 mm 2
  • said second holes made in the central part of the specified outer walls of the cartridge have a total cross-sectional area from 50 to 201 mm 2 .
  • the task is in a device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of an active substance through an inhalation hose with a container filled with liquid, provided with an opening for the specified hose, a cartridge for a medium that emits active substance particles, an evaporative module containing a heating block and a socket adapted for cartridge for a medium releasing particles of the active substance, and containing a tube between the specified socket for the cartridge and the specified container, and an electronics unit, including a power supply unit and a programmable controller, is solved by the fact that the evaporation module and/or cartridge are made in accordance with the present invention.
  • Said controller is preferably configured to control power to the heating unit.
  • Fig. 1 schematically shows the external appearance of the claimed device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of the active substance
  • figure 2 schematically shows the spatial layout of the device according to figure 1
  • figure 3 schematically shows the spatial arrangement of the device according to figure 1 with a filled container
  • figure 4 schematically shows the filled capacity of the fixture according to figure 1 with a forced cooling unit
  • figure 5 schematically shows a General view of the claimed version of the cartridge for the environment, releasing particles of the active substance, without a lid
  • Fig.6 schematically shows a section of the claimed version of the cartridge for a medium that releases particles of the active substance, with a lid.
  • figure 7 schematically shows a section of the socket with the claimed version of the cartridge for the medium that releases particles of the active substance, and the path of air passage through them;
  • figure 8 schematically shows the spatial arrangement of the upper heating element;
  • Fig. 9 shows the air paths through the upper heating element of Fig.
  • Fig.19-12 schematically shows an example of the implementation of the pipe system of the claimed device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of the active substance
  • Fig.13 schematically shows an example of the implementation of the check valve of the upper part of the transitional section of the claimed device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of the active substance
  • Fig.14 schematically shows an example of the implementation of the check valve of the lower part of the transitional section of the claimed device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of the active substance
  • Fig. 15 is a schematic spatial arrangement of a socket with another exemplary embodiment of a cartridge for a medium releasing particles of an active substance
  • Fig. 16 is a schematic spatial arrangement of another exemplary embodiment of a cartridge for an active substance releasing medium.
  • a device for inhaling a mixture of air, vapor and active substance particles (hereinafter referred to as aerosol) in this example is presented in the form of a hookah or a smoking pipe (Figs. 1, 2, 3) and contains a container 1 with liquid, an evaporative module 2, an electronics a power supply unit 3 and a programmable controller 4.
  • the container 1 is provided with an opening 5 for a hose 6 for inhaling an aerosol (in this example, smoke) equipped with a nozzle 7.
  • the evaporation module 2 (Fig. I) contains a heating block and a socket 8 adapted for a cartridge 9 for a medium releasing particles of the active substance (for example, tobacco mixtures that emit smoke), and containing a tube 10 between the said socket 8 for the cartridge 9 and the indicated container 1.
  • the active substance for example, tobacco mixtures that emit smoke
  • the cartridge 9 for the medium 11 that releases particles of the active substance in one of the implementation examples (Fig.16) is made with a bottom 12 with a hollow protrusion 13 formed in the center with the formation of the first hole 14 for connection with the specified tube 10 and a plurality of second holes 15 for passage heated air, and is equipped with a solid cover 16.
  • the socket 8 (Fig.15) for the described embodiment of the cartridge 9 has a wall 17 surrounding the cartridge 9 from the side and bottom and forming a gap with the outer wall 18 and the bottom 12 of the cartridge 9 for the passage of heated air, and the total cross-sectional area of the specified gap is not less than the area cross-section of the hose 6 for inhalation.
  • the heating block (figure 2, 3) contains the upper heating element 19 (figure 5, 6), made with the possibility of through passage and heating of the outside air and placed above the cover 16 of the cartridge 9 with a gap.
  • the heating block also includes a lower heating element 20 placed under the slot 8 for the cartridge 9 parallel to its bottom.
  • Upper 19 and lower 20 heating elements are adjustable. Heating, cooling and other ongoing processes (charging and discharging batteries, networks and communication protocols with external devices, turning the device on and off) are controlled according to a given algorithm using a programmable controller 4.
  • the heating elements are powered from the power supply unit 3, which is a Li-Ion battery 121 (Fig. 2) and/or an external power supply unit (not shown in the drawings).
  • the power supply unit 3 is a Li-Ion battery 121 (Fig. 2) and/or an external power supply unit (not shown in the drawings).
  • the state of the device is displayed on the display 22, which can be integrated into the outer shell of the claimed device (figure 1).
  • the user can issue commands using the touch buttons 23 on the front panel, through an application on a mobile device (not shown in the drawings), or some other method of human-machine interaction.
  • Communication with a mobile device is carried out via a Bluetooth connection or based on some other wireless connection.
  • the main purpose of the upper heating element 19 is to heat the air passing through it to a predetermined temperature.
  • the upper heating element 19 is made of a complex shape, for example, in the form of a stack of ceramic plates. Cold air is drawn in at least one hole 24 (in this example, in Fig.8, two holes 24 are visible in the section, there are actually several of these holes and they are placed in a circle) in the upper ceramic plate 25, passes through the tunnel 26 formed by plates 25 and 27. Since the middle ceramic plate 27 is in close proximity to the thermoelectric element 28, the air mass is preheated. The bend in the bottom ceramic plate 29 allows for a larger preheating area by increasing the length of the air path.
  • thermoelectric element 28 In the chamber 30 formed by plates 27 and 29, a thermoelectric element 28 is placed, when passing through it, the air temperature rises by 10°C to 400°C, further passing through the channel 31, the heated air enters the socket 8, located directly under the upper heating element 19. at the expense precise adjustment of the plane of the plate 28 and socket 8 between these elements does not form a gap, which eliminates the ingress of air bypassing this system.
  • the tube 10 between the said socket 8 for the cartridge 9 and the said container 1 may be a system of pipes made of aluminum, copper, stainless steel, glass, ceramics, various types of plastics or any other material with a diameter of 10 to 60 mm, or may be made as part multi-segment tube 32 (Fig.10-12) made of aluminum, copper, stainless steel, glass, ceramics, various types of plastics or any other material with a diameter of 10 to 60 mm.
  • a multi-segment tube 32 an extrusion production method is used with subsequent refinement.
  • the section of the tube 32 is divided into three sectors (Fig.11).
  • Sector 33 performs the functions of the previously specified tube 10 and is a channel for transferring the aerosol from the socket 8 or cartridge 9 to the container 1
  • sector 34 performs the functions of the previously indicated section of the hose 6 and is a channel for transferring the aerosol from the container 1 to the hose 6 to the mouthpiece 7.
  • Sector 35 is a cable channel for laying power and signal cables from the power supply 3 and the programmable controller 4 to the upper heating element 19. The shape and location of the sectors may be different, depending on the design features of this particular aerosol inhalation device.
  • a slot 36 is made to transfer the aerosol from the container 1 to the hose 6 to the mouthpiece 7.
  • a slot 37 is made to transfer the aerosol from the cartridge 9 to the container 1.
  • the container 1 is designed for liquid, which acts as a cooling liquid filter for filtering and cooling the aerosol.
  • the amount of liquid depends on the shape and size of the container 1 and varies from 10% to 80% of its total volume. In this case, the upper "anhydrous" volume 39 is formed in the tank 1.
  • a forced cooling unit 40 (see figure 2). Forced cooling of the liquid makes it possible to enhance the filtering effect, improve the taste of the aerosol, and reduce the volume of the required filtering liquid.
  • Knot forced cooling consists of a liquid cooling radiator 41, a thermoelectric element 42 based on the Peltier effect, an additional heat removal radiator 43 and a hot air exhaust fan 44.
  • the liquid cooling radiator 41 can occupy the entire bottom of the tank 1 or be only a part of it.
  • the forced cooling unit is controlled by a programmable controller 4.
  • the user can turn on and off the forced cooling of the liquid using the touch buttons 23 on the front panel of the inhalation device or in a special application running on the user's third-party device (not shown in the drawings). Forced cooling can be turned on / off during inhalation, it can also be turned on in advance from sleep mode, in manual or automatic mode (using a timer) in the specified special application.
  • an upper part 45 of the transitional section is provided (see Fig.3).
  • the composition of the upper part 45 may include the first check valve 46 (Fig.13).
  • This valve can be made according to the principle of a ball check valve, a mushroom check valve, a cone check valve, a diaphragm check valve, or have another design that allows you to perform the function of preventing water from entering the tank 1 to the lower 20 and upper 19 heating elements, for example, when tipping devices or when creating excess pressure in the "anhydrous" volume 39 of the container 1 capable of displacing the liquid from the container 1 through the tube 10 to the heating elements.
  • a lower part 47 of the transitional section is provided (see Fig.3).
  • the lower part 47 may also include a second check valve 48 (FIG. 14).
  • This valve can also be made according to the principle of a ball check valve, a mushroom check valve, a cone check valve, a diaphragm check valve, or have another design that allows you to perform the function of preventing the creation of excess pressure in the "anhydrous" volume 39 of the container 1, capable of displacing the liquid from the tank 1 through the tube 10 to the heating elements, which is one of the stages of protecting the heating elements from liquid ingress. Also thanks to this valve, the possibility of viruses and bacteria entering the container 1 from the user can be reduced.
  • All processes taking place in the claimed aerosol inhalation device are controlled by a programmable controller 4. Its tasks include monitoring and controlling the temperature of the heating elements 19 and 20, the temperature of the liquid, charging and discharging batteries 21, networks and communication protocols with external devices, turning on and turning off the aerosol inhaler.
  • the status of the device is displayed on the display 22, which in this embodiment is integrated into the wall of the body of the device for inhalation (see figure 1).
  • the user can issue commands using the touch buttons 23 on the front panel of the inhalation device or in a special application running on the user's third-party device (not shown in the drawings), or in some other way of human-machine interaction.
  • Communication with the user's device may be via a Bluetooth connection or based on some other wireless connection.
  • the cartridge 9 for the medium 11, releasing active substance particles, (Fig.b, 7) is made with outer walls 18, a solid bottom 12 with a hollow protrusion 13 formed in the center closed from above with the formation of the first hole 14 in the center for connection with the specified tube 10 and a plurality of second holes 15 for the passage of heated air, and provided with a solid cover 16. Closed at the top of the hollow ledge 13 consists of side walls 49 extending upward to the top of the ledge 13. The second holes 15 are made in the specified outer walls 18 of the cartridge 9 and in the specified side walls 49 of the said protrusion 13.
  • the second holes 15, made in the upper third of the specified side walls 49 of the specified protrusion 13, have a total cross-sectional area from 50 to 201 mm 2
  • these second holes, made in the central part of the specified outer walls 18 of the cartridge 9, have a total area sections from 50 to 201 mm 2 .
  • the claimed device for inhalation of aerosol is used as follows.
  • the claimed device for inhalation of aerosol is a completely autonomous device powered by a built-in battery pack 21.
  • the average operating time is 1.5 hours.
  • the container 1 Before use, the container 1 is filled with water or other liquid harmless to humans.
  • the user places the specialized cartridge 9 in the slot 8 and presses any touch button 23 on the front panel of the device for inhaling the aerosol. After the user turns on the device for inhaling the aerosol, the on-board electronics start up.
  • the command brings the evaporation module 2 out of sleep mode and starts the heating of the heating elements 19, 20 according to the specified algorithm.
  • the medium emitting particles of the active substance is heated to the temperature set by the program, the display 22 on the front panel displays the heating icon, the current temperature and the set power in percent.
  • the power of the heater 20 is automatically reduced to almost zero, and the power of the heater 19 - to the value specified in the settings. From this point on, the user can use the aerosol inhaler.
  • Information about the loaded presets will be displayed on the display 22 and in the application running on the user's third-party device. To remove the presets, it is enough to decrease or increase the temperature using the touch buttons 23 on the front panel of the device for inhaling the aerosol or in the application running on the user's third-party device. This will return the original settings.
  • the process of filtering air with particles of the active substance through the liquid is similar to a traditional hookah.
  • the air with the aerosol is sucked out from the cartridge 9, where it enters through the upper heating element 19 as follows.
  • Cold air is drawn in at least through one hole 24 (in this example, in figure 5, two holes 24 are visible in the section, there are actually several of these holes and they are placed around the circumference) in the upper ceramic plate 25, passes through the tunnel 26 formed by plates 25 and 27. Since the middle ceramic plate 27 is located in close proximity to the thermoelectric element 28, the air mass is preheated.
  • the bend in the bottom ceramic plate 29 allows for a larger preheating area by increasing the length of the air path.
  • thermoelectric element 28 In the chamber 30 formed by plates 25 and 29, a thermoelectric element 28 is placed, when passing through it, the air temperature rises by 10°C to 400°C, further passing through the channel 31, the heated air enters the socket 8, located directly under the upper heating element 19. Due to the precise adjustment of the plane of the plate 29 and socket 8, no gap is formed between these elements, which prevents air from entering the bypass of this system.
  • the cartridge 9 for the medium 11 that releases particles of the active substance in one of the embodiments (Fig.16) is made with a bottom 12 with a hollow protrusion 13 formed in the center to form a first hole 14 for connection with said tube 10 and a plurality of second holes 15 for the passage of heated air, and is provided with a solid cover 16.
  • the socket 8 for the cartridge has a wall 17 surrounding the cartridge 9 from the side and bottom and forming a gap with the wall and bottom of the cartridge 9.
  • the solid cover 16 of the cartridge heated air with a temperature of up to 400 ° C practically does not affect the medium 11 in the cartridge 9 from above, and through the specified gap between the walls of the socket 8 and the cartridge 9, passes along the outer walls 18 of the cartridge 9 to its bottom 12, evenly heating the medium 11 in the cartridge 9 from the side, and enters the gap between the bottom of the socket 8 and the bottom 12 of the cartridge 9.
  • the heated air seeps into the cartridge 9 through the entire volume of the medium 11, which releases particles of the active substance, evenly raises the temperature in the entire volume of the medium 11 without burning it and, capturing the indicated particles of the active substance, accumulates under the cover 16 of the cartridge 9, from where it is sucked into the tube 10 and, further, as described above, through the liquid filter, hose 6 and mouthpiece 7 reach the user.
  • an efficient and safe method of heating the medium releasing the active substance is implemented, providing a mixture of air, steam and particles of the active substance without combustion.
  • the total cross-sectional area of the gap between the walls and bottom of the nest 8 and the walls and bottom of the cartridge 9 is not less than the cross-sectional area of the inhalation hose 6, which ensures easy and unhindered inhalation of the aerosol formed by air, vapor and particles of the active substance.
  • the cartridge 9 and socket 8 When using the claimed version of the cartridge (Fig.5-7), the cartridge 9 and socket 8 also form a gap through which the heated air from the heating element (not shown in Fig.7) passes towards the second holes 15 in the outer walls 18 of the cartridge 9.
  • air flows 50 pass through the medium 11, which releases particles of the active substance (for example, tobacco or non-tobacco mixture), heating it and releasing the aerosol.
  • the aerosol together with air flows 50, moves to the second holes 15 in the side wall 49 of the protrusion 13, getting inside the protrusion 13. Since the protrusion 13 is closed from above, then the aerosol can only pass into the hole 11, from where it is sucked into the tube 10 and, further, as described above , through the liquid filter, the hose 6 and the mouthpiece 7 gets to the user.
  • the maximum temperature is reached in the zone 51 of the medium 11 that releases particles of the active substance, and weakens away from the main air flow (see Fig. 7), thereby allowing not to dry the entire the volume of the medium 11, releasing particles of the active substance.
  • medium 11 has a lower temperature than in zone 51.
  • the aerosol is released in zone 51, in zone 52, the aerosol is released as the medium 11 warms up. increases the quality time of use of the medium, reduces the amount of harmful impurities released into unit of time.
  • thermoelectric element 28 is controlled by commands given by the programmable controller 4.
  • the controller 4 regulates all processes occurring in the heating elements 19 and 20.
  • the heating elements 19 and 20 receive a command to turn them off from the power supply unit 3. Together with the system of valves described above, this makes it possible to make the most safe device for inhaling aerosol.
  • an air rarefaction sensor (not shown in the drawing) can be installed, due to which it may be possible to quickly increase the power on the thermoelectric element 28. Due to a sharp increase in the temperature of the air passing through the chamber 30, it becomes possible to influence the medium in the cartridge with thermal shock 9.
  • thermoelectric element 28 Without receiving a signal from the rarefaction sensor, the thermoelectric element 28 switches to the mode of maintaining the temperature balance. This allows you to reduce the energy costs of the device and, as a result, increase the autonomy of the device. It also helps to reduce the consumption of the medium that releases particles of the active substance, because. there is no burning, and improve the taste of the aerosol.
  • the maximum temperature of the thermoelectric element 24 is selected according to the types of the specified medium for better disclosure of taste and reduction of harmful substances in the generated aerosol.
  • a new original evaporator unit has been developed that implements a new, efficient and safe method of heating the medium that releases the active substance, providing a mixture of air, vapor and particles of the active substance without combustion, as well as a new effective and safe device for inhaling a mixture of air, vapor and particles of the active substance without combustion using the specified evaporation unit.

Landscapes

  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сфере обслуживания и может найти применение при создании приспособлений для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества, снабженных емкостью с жидкостью, например, курительных приспособлений, предпочтительно кальяна. Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента приспособлений для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества с емкостью для жидкости за счет разработки нового, эффективного и безопасного способа нагревания среды, выделяющей активное вещество, обеспечивающего получение смеси воздуха, пара и частиц активного вещества без горения. Поставленная задача в способе нагревания среды, выделяющей частицы активного вещества, для приспособления для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества с применением картриджа, содержащего указанную среду, характеризующийся тем, что воздух, поступающий в приспособление для вдыхания, нагревают до температуры до 400°С, затем пропускают нагретый воздух вокруг картриджа и сквозь указанную среду. Заявлен также испарительный модуль, реализующий этот способ, картридж для среды, выделяющей частицы активного вещества, и приспособление для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества.

Description

СПОСОБ НАГРЕВАНИЯ СРЕДЫ, ИСПАРИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ, КАРТРИДЖ И ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ВДЫХАНИЯ
Изобретение относится к сфере обслуживания и может найти применение при создании приспособлений для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества, снабженных емкостью с жидкостью, например, курительных приспособлений, предпочтительно кальяна.
Курительные приспособления, которые появились на Востоке, известные как кальяны, стали очень популярны в последние годы, и их используют как альтернативу сигарет, в частности, среди молодежи и подростков. Курительное приспособление содержит емкость, подлежащую частичному заполнению водой или другой жидкой средой. Всасывание через мундштук ведет к созданию пониженного давления в этой емкости. Кроме того, дымовая трубка проходит до уровня в воде, головная ее часть расположена около верхнего конца для удерживания табака, который нагревают углем с верхней стороны. Смесь воздуха, пара и частиц дыма, которая образуется в результате нагрева табака, затем всасывает курильщик. Очевидно, что нагрев раскаленным углем может приводить к отравлению угарным газом, ожогам или, в крайних случаях, даже к возникновению пожара. Из-за заполнения вручную, качественная подготовка кальянов к действию также не гарантирована. По этой причине кальяны, которые более привычны сегодня, следует использовать только на открытом воздухе или в помещениях с гарантированной подачей свежего воздуха. Кроме того, кальяны согласно уровню техники очень тяжелы и объемны, должны быть составлены из нескольких частей, и их отдельные части неудобны для транспортировки. Их также сложно чистить, и они часто не удовлетворяют стандартам гигиены.
Электронные кальяны более знакомы по патентным документам US4133318, публ.01.09.1979, US010820626, публ.02.11.2020 или по заявке на изобретение US 2012/0199572, публ.09.08.2012, при их использовании некоторые из упомянутых выше проблем могут быть уменьшены, но все же не полностью удовлетворительным образом.
Наиболее близкими техническими решениями к заявленным способу, испарительному модулю и приспособлению являются способ и устройства, описанные в Евразийском патенте ЕА034667 от 11.10.2016. Приспособление для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества (курительное приспособление - водяная трубка) по патенту представляет собой компактное устройство с подобной резервуару емкостью, которая подлежит заполнению водой или другой жидкостью, и имеет по меньшей мере одно устройство для всасывания, через которое пользователь втягивает смесь воздуха, пара и, в данном примере, частиц дыма. Имеется нагревательная камера для среды, выделяющей дым, например, табака, расположенная на противоположном от емкости конце корпуса и содержащая впуск для воздуха. Нагревательная камера содержит гнездо для капсулы для среды, выделяющей дым
Курительный блок данного курительного изделия характеризуется тем, что гнездо для капсулы для среды, выделяющей дым предназначено для плотного контакта со стенками капсулы, при этом нагревательные элементы также находятся в непосредственном контакте со стенками капсулы. Нагрев среды, выделяющей дым, идет только через указанные стенки. Недостатками такого технического решения являются трудность поддержания постоянства температуры среды и, следовательно, высокая вероятность перегрева среды и возникновения ее горения с выделением нежелательных веществ, а также потребление большой мощности.
Наиболее близким к заявленному картриджу является картридж для среды, выделяющей частицы активного вещества, описанный в US10,820,626 и выполненный с внешними стенками, крышкой и дном с первым отверстием по центру, выполненным в виде полого выступа, состоящего из боковых стенок, простирающихся вверх к вершине выступа для контакта с гнездом для картриджа, и множеством вторых отверстий для прохода нагретого воздуха. У казанные отверстия выполнены в стенках указанного полого выступа и в крышке.
Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента приспособлений для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества с емкостью для жидкости за счет разработки нового, эффективного и безопасного способа нагревания среды, выделяющей активное вещество, обеспечивающего получение смеси воздуха, пара и частиц активного вещества без горения, испарительного модуля и картриджа, реализующих этот способ и приспособления для вдыхания указанной смеси с использованием такого модуля.
Поставленная задача в способе нагревания среды, выделяющей частицы активного вещества, для приспособления для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества с применением картриджа, содержащего указанную среду, характеризующийся тем, что воздух, поступающий в приспособление для вдыхания, нагревают до температуры до 400°С, затем пропускают нагретый воздух вокруг картриджа и сквозь указанную среду.
Поставленная задача в испарительном модуле для приспособления для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества через шланг для вдыхания с емкостью, наполненной жидкостью, содержащем нагревательный блок, картридж для среды, выделяющей частицы активного вещества, и гнездо, приспособленное для картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества, и содержащее трубку между указанным гнездом для картриджа и указанной емкостью, решена тем, что картридж выполнен с дном, со сформированным по центру полым выступом с образованием первого отверстия для соединения с указанной трубкой, и множеством вторых отверстий для прохода нагретого воздуха, и снабжен сплошной крышкой, указанное гнездо для картриджа имеет стенку, окружающую картридж сбоку и снизу и образующую зазор со стенкой и дном картриджа для прохода нагретого воздуха, причем суммарная площадь поперечного сечения указанного зазора не менее площади поперечного сечения шланга для вдыхания, а нагревательный блок содержит верхний нагревательный элемент, выполненный с возможностью сквозного прохода и нагрева наружного воздуха и размещенный над крышкой картриджа с зазором.
Модуль может быть снабжен нижним нагревательным элементом, размещенным под гнездом для картриджа параллельно его дну.
Верхний и нижний нагревательные элементы предпочтительно выполнены регулируемыми.
Поставленная задача в картридже для среды, выделяющей частицы активного вещества, выполненном с внешними стенками, крышкой и дном со сформированным по центру полым выступом, состоящим из боковых стенок, простирающихся вверх к вершине выступа для контакта с гнездом для картриджа, и множеством вторых отверстий для прохода нагретого воздуха, решена тем, что вторые отверстия выполнены в указанных внешних стенках картриджа и в указанных боковых стенках указанного выступа, выполненного закрытым сверху, причем указанные крышка и дно картриджа выполненными сплошными.
Предпочтительно, указанные вторые отверстия, выполненные в верхней трети указанных боковых стенок указанного выступа, имеют суммарную площадь сечения от 50 до 201 мм2, и указанные вторые отверстия, выполненные в центральной части указанных внешних стенок картриджа, имеют суммарную площадь сечения от 50 до 201мм2.
Поставленная задача в приспособлении для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества через шланг для вдыхания с емкостью, наполненной жидкостью, снабженной отверстием для указанного шланга, картридж для среды, выделяющей частицы активного вещества, испарительный модуль, содержащий нагревательный блок и гнездо, приспособленное для картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества, и содержащее трубку между указанным гнездом для картриджа и указанной емкостью, и блок электроники, включающий в себя блок питания и программируемый контроллер решена тем, что испарительный модуль и/или картридж выполнены в соответствии с настоящим изобретением.
Указанный контроллер предпочтительно выполнен с возможностью управляемого питания нагревательного блока.
Заявленное изобретение представлено на неограничивающих чертежах, на которых: на фиг.1 схематично представлен внешний вид заявленного приспособлении для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества; на фиг.2 схематично представлена пространственная компоновка приспособления по фиг.1; на фиг.З схематично представлена пространственная компоновка приспособления по фиг.1 с заполненной емкостью; на фиг.4 схематично представлена заполненная емкость приспособления по фиг.1 с узлом принудительного охлаждения; на фиг.5 схематично представлен общий вид заявленного варианта картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества, без крышки; на фиг.6 схематично представлен разрез заявленного варианта картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества, с крышкой . на фиг.7 схематично представлен разрез гнезда с заявленным вариантом картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества, и пути прохода воздуха через них; на фиг.8 схематично представлена пространственная компоновка верхнего нагревательного элемента; на фиг.9 представлены пути прохода воздуха через верхний нагревательный элемент по фиг 8; на фиг.19- 12 схематично представлен пример реализации системы труб заявленного приспособлении для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества; на фиг.13 схематично представлен пример реализации обратного клапана верхней детали переходного сечения заявленного приспособления для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества; на фиг.14 схематично представлен пример реализации обратного клапана нижней детали переходного сечения заявленного приспособления для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества; на фиг.15 схематично представлена пространственная компоновка гнезда с другим примером реализации картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества; на фиг.16 схематично представлена пространственная компоновка другим примером реализации картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества.
Приспособление для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества (далее - аэрозоль) в данном примере представлено в виде кальяна или курительной трубки (фиг 1, 2, 3) и содержит емкость 1 с жидкостью, испарительный модуль 2, блок электроники, включающий в себя блок 3 питания и программируемый контроллер 4. Емкость 1 снабжена отверстием 5 для шланга 6 для вдыхания аэрозоля (в данном примере - дыма), снабженного м ндштуком 7.
Испарительный модуль 2 (фиг. I) содержит нагревательный блок и гнездо 8, приспособленное для картриджа 9 для среды, выделяющей частицы активного вещества (например - табачных смесей, выделяющих дым), и содержащее трубку 10 между указанным гнездом 8 для картриджа 9 и указанной емкостью 1.
Картридж 9 для среды 11, выделяющей частицы активного вещества, в одном из примеров реализации (фиг.16) выполнен с дном 12 со сформированным по центру полым выступом 13 с образованием первого отверстия 14 для соединения с указанной трубкой 10 и множеством вторых отверстий 15 для прохода нагретого воздуха, и снабжен сплошной крышкой 16.
Гнездо 8 (фиг.15) для описанного примера реализации картриджа 9 имеет стенку 17, окружающую картридж 9 сбоку и снизу и образующую зазор с внешней стенкой 18 и дном 12 картриджа 9 для прохода нагретого воздуха, причем суммарная площадь поперечного сечения указанного зазора не менее площади поперечного сечения шланга 6 для вдыхания. Нагревательный блок (фиг.2, 3) содержит верхний нагревательный элемент 19 (фиг.5, 6), выполненный с возможностью сквозного прохода и нагрева наружного воздуха и размещенный над крышкой 16 картриджа 9 с зазором.
В данном примере нагревательный блок содержит также нижний нагревательный элемент 20, размещенный под гнездом 8 для картриджа 9 параллельно его дну.
Верхний 19 и нижний 20 нагревательные элементы выполнены регулируемыми. Управление нагревом, охлаждением и прочими протекающими процессами (зарядом и разрядом аккумуляторных батарей, сетями и протоколами связи с внешними устройствами, включение и выключение устройства), производится по заданному алгоритму с помощью программируемого контроллера 4.
Питание нагревательных элементов, равно как и другой электроники, производится от блока 3 питания, представляющего собой Li-Ion батареи 121 (фиг.2) и/или внешний блок питания (на чертежах не показан).
Состояние устройства отображается на дисплее 22, который может быть интегрирован во внешнюю оболочку заявленного устройства (фиг.1). Пользователь может подавать команды с помощью сенсорных кнопок 23 на лицевой панели, посредством приложения на мобильном устройстве (на чертежах не показано) или каким-то другим способом взаимодействия «человек-машина». Связь с мобильным устройством осуществляется посредством Bluetooth соединения или на основе какого-то другого беспроводного соединения.
Основное назначение верхнего нагревательного элемента 19 (фиг.8) - разогрев проходящего через него воздуха до заданной температуры. Для решения данной задачи верхний нагревательный элемент 19 выполнен сложной формы, например, в виде стопки керамических пластин. Холодный воздух затягивается хотя бы через одно отверстие 24 (в данном примере, на фиг.8 в разрезе видны два отверстия 24, реально этих отверстий несколько и они размещены по кругу) в верхней керамической пластине 25, проходит по туннелю 26, образованному пластинами 25 и 27. Так как средняя керамическая пластина 27 находится в непосредственной близости от термоэлектрического элемента 28, происходит предварительный разогрев воздушной массы. Изгиб на нижней керамической пластине 29 позволяет увеличить площадь предварительного нагрева за счёт увеличения длины пути воздуха. В камере 30 образованной пластинами 27 и 29 размещен термоэлектрический элемент 28, при проходе через него температура воздуха повышается на от 10°С до 400°С, дальше проходя через канал 31 нагретый воздух поступает в гнездо 8, расположенное непосредственно под верхним нагревательным элементом 19. За счёт точной подгонки плоскости пластины 28 и гнезда 8 между этими элементами не образуется зазор, что исключает попадание воздуха в обход данной системы.
Трубка 10 между указанным гнездом 8 для картриджа 9 и указанной емкостью 1 может представлять собой систему труб из алюминия, меди , нержавеющий стали, стекла, керамики, различного вида пластмасс или любого другого материала диаметром от 10 до 60 мм, или может быть выполнена как часть многосегментной трубки 32 (фиг.10- 12) из алюминия, меди, нержавеющий стали, стекла, керамики, различного вида пластмасс или любого другого материала диаметром от 10 до 60 мм. При использовании многосегментной трубки 32 используется экструзионный метод производства с последующей доработкой. В данном примере, сечение трубки 32 разбито на три сектора (фиг.11). Сектор 33 выполняет функции ранее указанной трубки 10 и является каналом для переноса аэрозоля из гнезда 8 или картриджа 9 в емкость 1, сектор 34 выполняет функции ранее указанного участка шланга 6 и является каналом для переноса аэрозоля из емкост1 в шланг 6 к мундштуку 7. Сектор 35 является кабель-каналом для прокладки силовых и сигнальных кабелей от блока 3 питания и программируемого контроллера 4 к верхнему нагревательному элементу 19. Форма и расположение секторов может быть различным, в зависимости от конструктивных особенностей данного конкретного приспособления для вдыхания аэрозоля.
В верхней части трубки 32 в секторе 33 выполнена прорезь 36 для переноса аэрозоля из емкости 1 в шланг 6 к мундштуку 7. В нижней части трубки 32 в секторе 34 выполнена прорезь 37 для переноса аэрозоля из картриджа 9 в емкость 1. Для правильной работы данной системы на основе многосегментной трубки 32 требуется заглушить сектора 34 и 35 в верхней части трубки 32 и сектора 33 и 35 в нижней части трубки 32. Для этого используется силиконовая, резиновая или выполненная из другого термостойкого материала, заглушка 38
Емкость 1 предназначена для жидкости, которая выполняет функцию охлаждающего жидкостного фильтра для фильтрации и охлаждения аэрозоля. Количество жидкости зависит от формы и размера емкости 1 и варьируется в диапазоне от 10% до 80% от общего ее объёма. При этом в емкости 1 формируется верхний «безводный» объем 39.
В данном примере, в заявленном приспособлении для вдыхания аэрозоля емкость 1 снабжена узлом 40 принудительного охлаждения (см. фиг.2). Принудительное охлаждение жидкости позволяет усилить фильтрующий эффект, улучшить вкусовые качества аэрозоля, уменьшить объём требуемой фильтрующий жидкости. Узел принудительного охлаждения состоит из радиатора 41 охлаждения жидкости, термоэлектрического элемента 42 на основе эффекта Пельтье, дополнительного радиатора 43 отвода тепла и вентилятора отвода горячего воздуха 44 Радиатор 41 охлаждения жидкости может занимать полностью дно ёмкости 1 или быть только его частью. Управление узлом принудительного охлаждения осуществляется с помощью программируемого контроллера 4. Пользователь по желанию может включить, выключить принудительное охлаждение жидкости при помощи сенсорных кнопок 23 на лицевой панели приспособления для вдыхания или в специальном приложении, запущенном на стороннем устройстве пользователя (на чертежах не показано). Принудительное охлаждение может быть включено/выключено в процессе вдыхания, так же оно может быть включено заблаговременно из спящего режима, в ручном или автоматическом режиме (с помощью таймера) в указанном специальном приложении.
Для согласования секторного сечения сектора 33 трубки 32 с радиальным сечением гнезда 8 и отверстия 14 в картридже 9 в данном примере реализации приспособления для вдыхания предусмотрена верхняя деталь 45 переходного сечения (см.фиг.З). В состав верхней детали 45 может входить первый обратный клапан 46 (фиг.13). Данный клапан может быть выполнен по принципу шарикового обратного клапана, грибкового обратного клапана, конусного обратного клапана, мембранного обратного клапана, или иметь другую конструкцию, позволяющую осуществлять функцию предотвращения проникновения воды из емкости 1 к нижнему 20 и верхнему 19 нагревательным элементам, например, при опрокидывании приспособления или при создании избыточного давления в «безводном» объеме 39 емкости 1 способного вытеснить жидкость из емкости 1 через трубку 10 к нагревательным элементам.
Для согласования радиального сечения шланга 6 с секторным сечением сектора 34 трубки 32 в данном примере реализации приспособления для вдыхания предусмотрена нижняя деталь 47 переходного сечения (см.фиг.З). В состав нижней детали 47 также может входить второй обратный клапан 48 (фигю14). Данный клапан также может быть выполнен по принципу шарикового обратного клапана, грибкового обратного клапана, конусного обратного клапана, мембранного обратного клапана, или иметь другую конструкцию, позволяющую осуществлять функцию предотвращения создания избыточного давления в «безводном» объеме 39 емкости 1, способного вытеснить жидкость из емкости 1 через трубку 10 к нагревательным элементам, что является одним из этапов защиты нагревательных элементов от попадания на них жидкости. Также благодаря этому клапану может быть снижена вероятность попадания от пользователя вирусов и бактерий в емкость 1.
Все процессы, проходящие в заявленном приспособлении для вдыхания аэрозоля, регулирует программируемый контроллер 4. В его задачи входят контроль и управление температурой нагревательных элементов 19 и 20, температурой жидкости, зарядом и разрядом аккумуляторных батарей 21, сетями и протоколами связи с внешними устройствами, включение и выключение приспособления для вдыхания аэрозоля.
Состояние приспособления отображается на дисплее 22, который в данном примере реализации интегрирован в стенку корпуса приспособления для вдыхания (см. фиг.1). Пользователь может подавать команды с помощью сенсорных кнопок 23 на лицевой панели приспособления для вдыхания или в специальном приложении, запущенном на стороннем устройстве пользователя (на чертежах не показано), или каким- то другим способом взаимодействия «человек-машина». Связь с устройством пользователя может осуществляться посредством Bluetooth соединения или на основе какого-то другого беспроводного соединения.
Заявленный вариант реализации картриджа представлен на фиг.5-7, причем нумерация одинаковых признаков сохранена.
Картридж 9 для среды 11, выделяющей частицы активного вещества, (фиг.б, 7) по заявленному варианту выполнен с внешними стенками 18, сплошным дном 12 со сформированным по центру закрытым сверху полым выступом 13 с образованием первого отверстия 14 по центру для соединения с указанной трубкой 10 и множеством вторых отверстий 15 для прохода нагретого воздуха, и снабжен сплошной крышкой 16. Закрытый сверху полый выступ 13 состоит из боковых стенок 49, простирающихся вверх к вершине выступа 13. Вторые отверстия 15 выполнены в указанных внешних стенках 18 картриджа 9 и в указанных боковых стенках 49 указанного выступа 13.
В приведенном примере реализации вторые отверстия 15, выполненные в верхней трети указанных боковых стенок 49 указанного выступа 13, имеют суммарную площадь сечения от 50 до 201 мм2, и указанные вторые отверстия, выполненные в центральной части указанных внешних стенок 18 картриджа 9, имеют суммарную площадь сечения от 50 до 201 мм2. Заявленное приспособление для вдыхания аэрозоля используют следующим образом.
Заявленное приспособление для вдыхания аэрозоля является полностью автономным устройством, работающим от встроенного аккумуляторного блока 21. Среднее время работы 1,5 часа.
Перед использованием емкость 1 заполняют водой или другой безвредной для человека жидкостью.
Взаимодействие с пользователем происходит с помощью сенсорных кнопок 23 на лицевой панели приспособления для вдыхания аэрозоля или в специальном приложении ( Ккод для скачивания приложения указывается на упаковке каждого картриджа 9 - на чертежах не показано), запущенном на стороннем устройстве. Вывод текущей информации производится на дисплей 22, который в данном примере реализации интегрирован в стенку корпуса приспособления для вдыхания аэрозоля (см. фиг.1).
Пользователь помещает специализированный картридж 9 в гнездо 8 и нажимает любую сенсорную кнопку 23 на лицевой панели приспособления для вдыхания аэрозоля. После включения пользователем приспособления для вдыхания аэрозоля, происходит запуск бортовой электроники.
Команда выводит испарительный модуль 2 из спящего режима и запускает разогрев нагревательных элементов 19, 20 по заданному алгоритму. В течение 3-7 минут (зависит от температуры воздуха) происходит разогрев среды, выделяющей частицы активного вещества, до заданной программой температуры, дисплей 22 на лицевой панели отображает пиктограмму нагрева, текущую температуру и заданную мощность в процентах. После выхода на рабочий режим мощность нагревателя 20 автоматически снижается практически до нуля, а мощность нагревателя 19 - до заданного в установках значения. С этого момента пользователь может использовать приспособление для вдыхания аэрозоля.
Так как разные среды, выделяющие частицы активного вещества, в том числе и табачные смеси, могут иметь различные температурные режимы для раскрытия вкуса, пользователь может задавать температурные режимы, как в ручном режиме, так и с помощью предустановленных значений. Воспользоваться этой функцией можно одним из перечисленных ниже способом:
1. На дисплее 22 выбрать в меню управления нагревательными элементами пункт «PRESETS» Затем выбрать нужную установку. 2. Выбрать в приложении, запущенном на стороннем устройстве пользователя, пункт «PRESETS» Затем выбрать нужную установку.
3. При наличии оригинального картриджа 9, с помощью приложения, запущенного на стороннем устройстве пользователя, отсканировать QR-code на упаковке. После этого настройки под данный табак автоматически будут загружены в приложение, запущенное на стороннем устройстве пользователя, и перенесены в испарительный модуль 2 посредством Bluetooth и/или другого беспроводного соединения.
Информация о загруженных предустановках отобразится на дисплее 22 и в приложении, запущенном на стороннем устройстве пользователя. Чтобы убрать предустановки достаточно уменьшить или повысить температуру с помощью сенсорных кнопок 23 на лицевой панели приспособления для вдыхания аэрозоля или в приложении, запущенном на стороннем устройстве пользователя. Это вернёт первоначальные установки.
Процесс фильтрации воздуха с частицами активного вещества через жидкость аналогичен традиционному кальяну.
При втягивании воздуха из мундштука 7 через шланг 6, прорезь 36, сектор 30 трубки 32 образуется некоторое разрежение в «безводном» объеме 39 емкости 1. При этом, воздух с аэрозолем из картриджа 7 и гнезда 6 проходит по сектору 33 через прорезь 37 и через жидкость в емкости 1 отдаёт тепло и концентрируется в верхнем безводном объеме 39 емкости 1 уже охлаждённым. Откуда он поступает в прорезь 36, сектор 34 трубки 32 и через силиконовый, резиновый или состоящий из другого пластичного материала шланга 6, имеющий диаметр внутреннего сечения от 8 до 22 мм, в мундштук 7.
Во время прохождения через заполненную жидкостью часть емкости 1 часть тяжелых веществ в аэрозоле оседает на поверхности жидкости. За счёт быстрого перепада температур часть смолистых веществ также удерживается жидкостью. Тем самым осуществляют фильтрацию аэрозоля. Для улучшения свойств фильтрации в жидкость могут добавлять органические и/или не органические вещества. Так же в жидкость могут добавлять вещества для усиления эстетического эффекта и/или дополнительные органические и/или неорганические ароматизаторы.
Как показано выше, при втягивании воздуха из мундштука 7 через шланг 6, отсасывают воздух с аэрозолем из картриджа 9, куда он поступает через верхний нагревательный элемент 19 следующим образом. Холодный воздух затягивается хотя бы через одно отверстие 24 (в данном примере, на фиг.5 в разрезе видны два отверстия 24, реально этих отверстий несколько и они размещены по окружности) в верхней керамической пластине 25, проходит по туннелю 26, образованному пластинами 25 и 27. Так как средняя керамическая пластина 27 находится в непосредственной близости от термоэлектрического элемента 28, происходит предварительный разогрев воздушной массы. Изгиб на нижней керамической пластине 29 позволяет увеличить площадь предварительного нагрева за счёт увеличения длины пути воздуха. В камере 30 образованной пластинами 25 и 29 размещен термоэлектрический элемент 28, при проходе через него температура воздуха повышается на от 10°С до 400°С, дальше проходя через канал 31 нагретый воздух поступает в гнездо 8, расположенное непосредственно под верхним нагревательным элементом 19. За счёт точной подгонки плоскости пластины 29 и гнезда 8 между этими элементами не образуется зазор, что исключает попадание воздуха в обход данной системы.
Как описано, картридж 9 для среды 11, выделяющей частицы активного вещества, в одном из примеров реализации (фиг.16) выполнен с дном 12 со сформированным по центру полым выступом 13 с образованием первого отверстия 14 для соединения с указанной трубкой 10 и множеством вторых отверстий 15 для прохода нагретого воздуха, и снабжен сплошной крышкой 16. Гнездо 8 для картриджа имеет стенку 17, окружающую картридж 9 сбоку и снизу и образующую зазор со стенкой и дном картриджа 9. Поскольку верхний нагревательный элемент 19 плотно прилегает к торцам стенок гнезда 8, но не касается, благодаря зазору, сплошной крышки 16 картриджа, нагретый воздух с температурой до 400°С практически не воздействует на среду 11 в картридже 9 сверху, а через указанный зазор между стенок гнезда 8 и картриджа 9, проходит вдоль внешних стенок 18 картриджа 9 до его дна 12, равномерно прогревая среду 11 в картридже 9 сбоку, и поступает в зазор между дном гнезда 8 и дном 12 картриджа 9. Благодаря тому, что дно 12 картриджа 9 выполнено с множеством вторых отверстий 15, нагретый воздух просачивается внутрь картриджа 9, сквозь весь объем среды 11, выделяющей частицы активного вещества, равномерно повышает температуру во всем объеме среды 11 без ее горения и, захватывая указанные частицы активного вещества, накапливается под крышкой 16 картриджа 9, откуда всасывается в трубку 10 и, далее, как описано выше, через жидкостный фильтр, шланг 6 и мундштук 7 попадает к пользователю.
Таким образом, в заявленной конструкции испарительного модуля реализован эффективный и безопасный способ нагревания среды, выделяющей активное вещество, обеспечивающий получение смеси воздуха, пара и частиц активного вещества без горения.
Суммарная площадь поперечного сечения зазора между стенками и дном гнезда 8 и стенками и дном картриджа 9 не менее площади поперечного сечения шланга 6 для вдыхания, что обеспечивает легкое и беспрепятственное вдыхание аэрозоля, образованного воздухом, паром и частицами активного вещества.
При использовании заявленного варианта картриджа (фиг.5-7), картридж 9 и гнездо 8 также образуют зазор, через который нагретый воздух от нагревательного элемента (на фиг.7 не показан) проходит в сторону вторых отверстий 15 во внешних стенках 18 картриджа 9.
Воздушные потоки 50, проходя через вторые отверстия 15 во внешних стенках 18 (имеющие диаметр, способный обеспечить суммарную площадь сечения от 50 до 201 мм2 для обеспечения лёгкой тяги) попадают во внутренний объем картриджа 9 со средой 11 , выделяющей частицы активного вещества, ограниченный снизу сплошным дном 12, сверху крышкой 16 (выполненной из фольги, термостойкого пластика, алюминия или другого подходящего материала), боковой стенкой 49 выступа 13 и внешней стенкой 18 картриджа 9.
При этом воздушные потоки 50 проходят через среду 11, выделяющую частицы активного вещества (например, табачную или безтабачную смесь), нагревая её и высвобождая аэрозоль. Аэрозоль вместе с воздушными потоками 50 движется ко вторым отверстиям 15 в боковой стенке 49 выступа 13, попадая внутрь выступа 13. Поскольку выступ 13 закрыт сверху, далее аэрозоль может проходить только в отверстие 11, откуда всасывается в трубку 10 и, далее, как описано выше, через жидкостный фильтр, шланг 6 и мундштук 7 попадает к пользователю.
Благодаря такому расположению вторых отверстий 15 и заданному пути воздушных потоков 50, максимальная температура достигается в зоне 51 среды 11, выделяющей частицы активного вещества, и ослабевает в отдалении от основного воздушного потока (см. фиг.7), тем самым позволяя не высушивать сразу весь объем среды 11, выделяющей частицы активного вещества. В зоне 52 среда 11 имеет меньшую температуру чем в зоне 51. Сначала аэрозоль высвобождается в зоне 51, в зоне 52 аэрозоль высвобождается по мере прогрева среды 11. Данное улучшение позволяет более рационально использовать среду 11, выделяющую частицы активного вещества, уменьшает первичный ароматический удар, увеличивает качественное время использования среды, уменьшает количество высвобожденных вредных примесей в единицу времени.
Отказ от вторых отверстий во дне 12 картриджа 9 позволило многократно уменьшить попадание жидкой составляющей среды 11 на поверхность гнезда 8, что в свою очередь уменьшает необходимость отчищать гнездо 8. Отсутствие вторых отверстий в крышке 16 картриджа 9 уменьшает возможность попадания испарений от среды 11 на верхний нагревательный элемент 19 (на фиг.7 не показан).
Термоэлектрическим элементом 28 управляют с помощью команд, подаваемых программируемым контроллером 4.
Контроллер 4 регулирует все процессы, протекающие в нагревательных элементах 19 и 20. При возникновении внештатной ситуации, например, опрокидывания приспособления для вдыхания, на нагревательные элементы 19 и 20 поступает команда на отключение их от блока 3 питания. В совокупности с системой описанных выше клапанов это позволяет сделать максимально безопасное устройство для вдыхания аэрозоля.
В заявленном приспособлении для вдыхания аэрозоля может быть установлен датчик разрежения воздуха (на чертеже не показан), благодаря чему может появиться возможность быстрого увеличения мощности на термоэлектрическом элементе 28. За счет резкого увеличения температуры проходящего через камеру 30 воздуха становится возможным воздействовать термоударом на среду в картридже 9.
Не получив сигнал от датчика разрежения, термоэлектрический элемент 28, переходит в режим поддержания температурного баланса. Это позволяет уменьшить энергетические затраты устройства и, как следствие, увеличить срок автономности устройства. Так же это способствует уменьшению расхода среды, выделяющей частицы активного вещества, т.к. нет ее пережигания, и улучшить вкусовые качества аэрозоля. Максимальная температура термоэлектрического элемента 24 подбирается под типы указанной среды для лучшего раскрытия вкуса и уменьшения вредных веществ в образуемом аэрозоле.
Таким образом, разработаны новый оригинальный испарительный блок, реализующий новый, эффективный и безопасный способ нагрева среды, выделяющей активное вещество, обеспечивающего получение смеси воздуха, пара и частиц активного вещества без горения, а также новое эффективное и безопасное приспособление для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества без горения с использованием указанного испарительного блока.

Claims

Формула изобретения
1. Способ нагревания среды, выделяющей активное вещество, для приспособления для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества с применением картриджа, содержащего указанную среду, характеризующийся тем, что
- воздух, поступающий в указанное приспособление, нагревают до температуры до 400°С,
- пропускают нагретый воздух вокруг картриджа и сквозь указанную среду.
2. Испарительный модуль для приспособления для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества через шланг для вдыхания с емкостью, наполненной жидкостью, содержащий картридж для среды, выделяющей частицы активного вещества, нагревательный блок и гнездо, приспособленное для картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества, и содержащее трубку между указанным гнездом для картриджа и указанной емкостью, отличающийся тем, что картридж выполнен с дном со сформированным по центру полым выступом с образованием первого отверстия для соединения с указанной трубкой, и множеством вторых отверстий для прохода нагретого воздуха, и снабжен сплошной крышкой, указанное гнездо для картриджа имеет стенку, окружающую картридж сбоку и снизу и образующую зазор со стенкой и дном картриджа для прохода нагретого воздуха, причем суммарная площадь поперечного сечения указанного зазора не менее площади поперечного сечения шланга для вдыхания, а нагревательный блок содержит верхний нагревательный элемент, выполненный с возможностью сквозного прохода и нагрева наружного воздуха и размещенный над крышкой картриджа с зазором.
3. Модуль по п.2, отличающийся тем, что снабжен нижним нагревательным элементом, размещенным под гнездом для картриджа.
4. Модуль по п.2, отличающийся тем, что верхний и нижний нагревательные элементы выполнены регулируемыми.
5. Картридж для среды, выделяющей смесь воздуха, пара и частиц активного вещества, выполненный с внешними стенками, крышкой и дном со сформированным по центру полым выступом, состоящим из боковых стенок, простирающихся вверх к вершине выступа для контакта с гнездом для картриджа, и множеством вторых отверстий для прохода нагретого воздуха, отличающийся тем, что вторые отверстия выполнены в указанных внешних стенках картриджа и в указанных боковых стенках указанного выступа, выполненного закрытым сверху, причем указанные крышка и дно картриджа выполненными сплошными.
6. Картридж по п.5, отличающийся тем, что указанные вторые отверстия, выполненные в верхней трети указанных боковых стенок указанного выступа, имеют суммарную площадь сечения от 50 до 201 мм2, и указанные вторые отверстия, выполненные в центральной части указанных внешних стенок картриджа, имеют суммарную площадь сечения от 50 до 201 мм2.
7. Приспособление для вдыхания смеси воздуха, пара и частиц активного вещества через шланг для вдыхания с емкостью, наполненной жидкостью, снабженной отверстием для указанного шланга, картридж для среды, выделяющей частицы активного вещества, испарительный модуль, содержащий нагревательный блок и гнездо, приспособленное для картриджа для среды, выделяющей частицы активного вещества, и содержащее трубку между указанным гнездом для картриджа и указанной емкостью, и блок электроники, включающий в себя блок питания и программируемый контроллер, отличающееся тем, что испарительный модуль выполнен по любому из пунктов 2- 4, а картридж для среды, выделяющей частицы активного вещества, выполнен по любому из пунктов 5-6.
8. Приспособление по п.5, отличающееся тем., что указанный контроллер выполнен с возможностью управления питанием нагревательного блока.
PCT/IB2023/020020 2022-03-03 2023-02-28 Способ нагревания среды, испарительный модуль, картридж и приспособление для вдыхания WO2023166354A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA202200027 2022-03-03
EAEA202200027 2022-03-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023166354A1 true WO2023166354A1 (ru) 2023-09-07

Family

ID=87883145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2023/020020 WO2023166354A1 (ru) 2022-03-03 2023-02-28 Способ нагревания среды, испарительный модуль, картридж и приспособление для вдыхания

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023166354A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024003748A1 (en) * 2022-06-27 2024-01-04 Air IP Holdings Limited Capsule

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014102091A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Philip Morris Products S.A. Heated aerosol-generating device and method for generating aerosol with consistent properties
EA201891133A1 (ru) * 2015-11-10 2018-11-30 Консумернекст Гмбх Водяная трубка
RU2020124122A (ru) * 2016-04-11 2020-08-03 Филип Моррис Продактс С.А. Кальянное устройство для нагревания субстрата без сгорания
US10820626B2 (en) * 2014-05-12 2020-11-03 AF Development Holding Limited Electrically-powered hookah apparatus, capsule of combustible material for use therewith and method for control thereof
WO2021137067A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-08 Philip Morris Products S.A. Device for heating aerosol-forming substrate with air preheat

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014102091A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Philip Morris Products S.A. Heated aerosol-generating device and method for generating aerosol with consistent properties
US10820626B2 (en) * 2014-05-12 2020-11-03 AF Development Holding Limited Electrically-powered hookah apparatus, capsule of combustible material for use therewith and method for control thereof
EA201891133A1 (ru) * 2015-11-10 2018-11-30 Консумернекст Гмбх Водяная трубка
RU2020124122A (ru) * 2016-04-11 2020-08-03 Филип Моррис Продактс С.А. Кальянное устройство для нагревания субстрата без сгорания
WO2021137067A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-08 Philip Morris Products S.A. Device for heating aerosol-forming substrate with air preheat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024003748A1 (en) * 2022-06-27 2024-01-04 Air IP Holdings Limited Capsule

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6758437B2 (ja) 電子蒸気吸入器
JP6737849B2 (ja) たばこ用電子装置
JP5853036B2 (ja) 物質を蒸発させるための方法とシステム
US5819756A (en) Smoking or inhalation device
WO2018037562A1 (ja) 非燃焼型香味吸引器
US20170027223A1 (en) Vaporizer With Multiple-Chamber Heating
KR20190127907A (ko) 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법
US20090293888A1 (en) Portable vaporizer for plant material
WO2019219911A1 (en) A consumable for a smoking substitute device
WO2023166354A1 (ru) Способ нагревания среды, испарительный модуль, картридж и приспособление для вдыхания
KR101315296B1 (ko) 전자담배
US20210145063A1 (en) Vaporizing article and containers for vaporizing articles
CN211020986U (zh) 一种低温烟具
KR20210098499A (ko) 누출 방지 기능을 갖는 에어로졸 발생 시스템 및 카트리지
US20220408802A1 (en) Aerosol-generating device with cartridge release system
CN114901092A (zh) 用空气预热加热气溶胶形成基质的装置
RU2798315C2 (ru) Устройство для нагрева курительной смеси в чаше кальяна

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23763050

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1