БЕСПЛАМЕННАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ СИГАРЕТА С РАСПЫЛЕНИЕМ Российский патент 2008 года по МПК A24D1/00 A24B15/16 

Область техники

Это изобретение относится к беспламенной электронной сигарете с распылением, не содержащей вредной смолы, а только алкалоид табака (никотин).

Предшествующий уровень техники

В настоящее время, хотя общеизвестно, что "курение представляет вред для нашего здоровья", все еще существует в мире один миллиард курящих людей, и количество курящих людей увеличивается с каждым годом. 1 марта 2003 года Всемирная Организация Здравоохранения (WHO) приняла первую в мире международную конвенцию недопущения курения, т.е. "Рамочную конвенцию по борьбе с табаком". Согласно статистике, представленной WHO, от курения погибает 4,9 миллиона человек в год. Хотя курение может вызывать серьезные заболевания дыхательной системы и рак, для курильщиков чрезвычайно трудно полностью отказаться от курения.

Активной составной частью в сигарете является алкалоид (т.е. никотин) табака, который быстро абсорбируется после того, как он входит в легочную альвеолу вместе с большим количеством капелек смоляного тумана, продуцируемых в процессе курения. После абсорбирования в кровь алкалоид табака оказывает воздействие на рецепторы центральной нервной системы, вызывая "чувство интоксикации", аналогичное чувству, которое вызывают аналептики, такое как ощущение головокружения или легкости, испытываемое курильщиком.

Алкалоид табака является низкомолекулярным алкалоидом, который, в основном, не вреден для организма человека, если только его потребляют в небольших количествах, и период полураспада которого в крови чрезвычайно короткий. Смола представляет собой основное вредное вещество, содержащееся в табаке. Табачная смола состоит из нескольких сотен компонентов, причем ряд из них вызывает рак. Кроме того, было доказано, что выдыхаемый дым еще более вреден для некурящих людей.

На потребительском рынке имеется множество изобретений продуктов, предназначенных для замены сигарет, которые содержат алкалоид табака, но не содержат смолу, причем относительно чистый алкалоид табака, и которые включают "пластырь для бросающих курить", "полоскание, содержащее алкалоид табака", "аэрозольный баллончик высокого давления", "жевательную резинку, содержащую алкалоид табака" и т.д. Эти продукты очищены от вредной смолы, однако, алкалоид табака, содержащийся в них, абсорбируется настолько слабо, что не может достигнуть эффективным образом высокой концентрации в крови. В результате эти продукты не могут создать чувство удовлетворения, вызываемое алкалоидом табака, и, кроме того, не могут заменить привычку курения, включающую "всасывание" и "затяжку". Следовательно, такие продукты фактически нельзя использовать в качестве средств для отказа от курения или в качестве заменителей сигарет.

Содержание изобретения

Настоящее изобретение, целью которого является создание беспламенной электронной сигареты с распылением, способно преодолеть вышеупомянутые недостатки путем имитации курения сигареты, создавая эффект курения и будучи ближе к реальной сигарете.

Это изобретение отличается тем, что датчик потока воздуха, расположенный в мундштуке сигареты, составляющем тыльную концевую часть сигареты, соединяют с высокочастотным осциллятором распылителя, расположенным на схемной плате, для активизации соединения между каналом для подачи жидкости и запасающим раствором алкалоида табака; что высокочастотный осциллятор соединяют затем со счетной схемой и дисплеем; что передняя концевая часть сигареты состоит из торцевой заглушки с батареей и диодом излучения света внутри. Основной рабочий механизм электронной сигареты с распылением согласно этому изобретению заключается в том, что когда мундштук сигареты подвергают всасывающему воздействию посредством рта, датчик потока воздух посылает электрический сигнал для активизации схемы управления; что высокочастотный колебательный контур, расположенный на схемной плате, активизируют для того, чтобы создать напряжение возбуждения на распылителе; что другую группу дифференцированных сигналов, создаваемых постоянным током, посылают на диод излучения красного света для иллюминирования дифференцированного красного света. Биморфный пьезоэлемент распылителя распространяет ультразвуковые волны для проведения распыления, при котором раствор алкалоида табака, хранящийся в пластмассовом контейнере, течет в распылитель через канал для подачи жидкости и подвергается микроразбрызгиванию, распыляясь при этом на капли жидкости, имеющие диаметры 1-15 мкм, из которых 75% имеют диаметры меньшие, чем 6 мкм. После смешивания с потоком воздуха, входящим через впускное отверстие для воздуха, эти капли будут поступать в бронхи и альвеолы легких в количестве 3-50 мкл жидкости за один раз. Таким образом, существует возможность, чтобы концентрация алкалоида табака в крови достигла уровня около 30 мг/мл за 10 минут. Уровень потребления раствора алкалоида табака и время, когда курильщик курит каждый день, представляют на экране жидкокристаллического дисплея таким образом, чтобы можно было видеть сообщение пользователю с напоминанием относительно необходимости добавления раствора алкалоида табака с помощью одноходового клапана.

Это устройство может имитировать традиционную манеру курения и создавать эффект курения с поразительным сходством, стимулировать ощущение курения у курильщика и одновременно не продуцировать никакого побочного эффекта. В результате может быть реализовано идеалистическое представление, что "курение не представляет опасности для нашего здоровья".

Описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематическую диаграмму конструкции настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой диаграмму конструкции этого изобретения;

Фиг.3 представляет собой схематическую диаграмму конструкции распылителя согласно этому изобретению.

Рабочий механизм изобретения

Изобретение включает микроразбрызгивание и распыление водно-спиртового раствора алкалоида табака таким образом, чтобы сделать возможным всасывание раствора в легкие и его абсорбирование в них. Устройство представляет собой единую конструкцию, состоящую из оболочки конструкции, высокочастотного генератора, жидкого алкалоида табака и его капсулы, микроразбрызгивающего распылителя, датчика потока воздуха и принадлежностей. Контур оболочки конструкции можно представить в форме прямой или слегка изогнутой трубки, традиционного мундштука сигареты, стержня или в виде других изящных внешних форм. Деталь из красной пластмассы в форме колпачка с диодом излучения красного света внутри прикрепляют к одному концу оболочки. Используемая батарея может быть перезаряжаемой литиевой батареей или никель-водородной батареей. Высокочастотный осциллятор может быть емкостным соединительным трехточечного типа осциллятором, или индукционным соединительным трехточечного типа осциллятором, или колебательным контуром трансформаторного типа, который состоит из интегральных микросхем и трубок усилителя мощности с частотой в пределах 35 кГц - 2,2 МГц и содержит схему автоматической настройки частоты, резонирующей пьезоидами в виде контуров. Дисплей на жидких кристаллах показывает время приведения в действие устройства и количество запасенной жидкости. Пластмассовый контейнер изготавливают из силиконового каучука или других полимерных материалов, которые непроницаемы для алкалоида табака. Одноходовой наполнительный клапан герметизируют с помощью шарика или конуса, прижимаемого пружиной. Датчик потока воздуха изготавливают из гирлянд мембранных терморезисторов или кремниевых чипов. Устройство включает распылительную диафрагму с группой отверстий для микроразбрызгивания в центре и радиально поляризованный пьезоид в форме кольца, прикрепленный к ней. По внешней периферии группы отверстий для микроразбрызгивания монтируют кольцо с рифлением по окружности. Однослойный или многослойный продольно поляризованный кольцевой пьезоид прикрепляют к вибрационной диафрагме, соответствующей распылительной диафрагме. Вибрационную диафрагму снабжают пазами или спейсером, которые используют для формирования камеры для жидкости совместно с распылительной диафрагмой. В периферийной части камеры для жидкости создают небольшое отверстие для соединения с каналом для подачи жидкости, обладающим демпфирующим действием. В устройстве используют сигналы для изменения электрического тока, чтобы привести в действие, соответственно, два пьезоида с тем, чтобы генерировать волны продольного давления и волны радиальных колебаний для выдавливания жидкости из микроразбрызгивающего отверстия и распыления ее. Каждый пьезоид имеет два конца для ввода пьезоэлектрических сигналов. Частота пьезоэлектрических сигналов может быть различной или может быть идентичной. Два пьезоида могут быть одним из следующих устройств: PZT, PMN, PNN, PSN, PMN-PT, PNN-PT, PSN-PT, PZN-PT, создаваемых в виде однослойной конструкции или многослойной конструкции с различными компонентами. Вибрационную диафрагму и распылительную диафрагму изготавливают из монокристаллических кремниевых чипов или изготавливают из коррозионно-устойчивых металлов или сплавов, таких как пластина из никеля, пластина из сплава никеля-кобальта, пластина из сплава никеля-палладия, пластина из сплава никеля-хрома-палладия-родия и т.д. Вибрационную диафрагму и распылительную диафрагму соединяют друг с другом, формируя камеру для жидкости, в которую помещают массу из волокна, используемую для подачи жидкости, которую изготавливают из натурального волокна или синтетического волокна. Раствор алкалоида (никотина) табака состоит из алкалоида табака, воды, этанола, глицерина, ментола, эссенции табака, антиоксиданта и раствора аммиака. Алкалоид табака представляет собой смесь четырех алкалоидов табака, извлекаемых из основного экстракта табака. Его называют также основной алкалоид табака, в котором никотин составляет наибольшую часть. Следовательно, существует возможность заменить алкалоид табака чистым никотином. Уровень концентрации алкалоида (никотина) табака составляет от 0,1% до 30%. Устройство можно использовать также для введения фармацевтических препаратов или предшественников фармацевтических препаратов в легкие через оральную полость или носовую полость, следовательно, оно может служить в качестве портативного устройства для распыления при введении лекарственных средств.

На Фиг.1 показана конструкция электронной сигареты согласно применению этого изобретения. На Фиг.1 номером 1 показано красное стекло Perspex; номером 2 - загрузочная гильза; номером 3 - диод излучения красного света; номером 4 - пружина; номером 5 - литиевая батарея; номером 6 - оболочка с резьбовыми соединениями 18; номером 7 - схемная плата; номером 8 - дисплей на жидких кристаллах; номером 9 - провод для передачи сигналов; номером 10 - контейнер из пластмассы; номером 11 - одноходовой клапан для наполнения жидкости, соединенный с отверстием контейнера из пластмассы; номером 12 - герметизированная пластина сепаратора; номером 13 - канал для подачи жидкости; номером 14 - распылитель; номером 15 - впускное отверстие для воздуха; номером 16 - датчик потока воздуха; номером 17 -мундштук сигареты и номером 19 - переключатель тока.

Согласно Фиг.1 единая конструкция собрана из различных компонентов. Блок-диаграмму конструкции электрической схемы на схемной плате 7 показывают на Фиг.2. Высокочастотный осциллятор включает схему автоматической настройки частоты для того, чтобы поддерживать пьезоиды в резонирующем состоянии. Распылитель 14, состоящий из биморфного пьезоэлемента, выполняет две функции, т.е. микроразбрызгивание и распыление. Конструкцию распылителя показывают на Фиг.3. Механизм работы распылителя заключается в том, что для приведения в действие вибрационной диафрагмы и распылительной диафрагмы соответственно, образующих камеру для подачи жидкости, используют два пьезоида. Кольцевой пьезоид и вибрационную диафрагму соединяют, формируя пьезоэлектрический преобразователь, создающий высокоскоростные продольные волны давления в направлении разбрызгивания, чтобы сделать возможным разбрызгивание жидкости через отверстие для микроразбрыгивания с высокой скоростью. Пьезоид в форме кольца и распылительную диафрагму с отверстиями для микроразбрызгивания соединяют, формируя другой пьезоэлектрический преобразователь, направляющий радиальные колебательные волны на капли жидкости, вытекающие из микроразбрызгивающих отверстий, для дальнейшего разделения капель. За счет укладки рыхлой массы волокон в камеру для подачи жидкости, формируемой вибрационной диафрагмой и распылительной диафрагмой, происходит более равномерное распределение энергии и жидкости для каждого микроразбрызгивающего отверстия в группе микроразбрызгивающих отверстий. Вибрационную диафрагму и распылительную диафрагму можно изготавливать из манокристаллических кремниевых чипов, коррозионно-устойчивых металлов или сплавов. Кривые распределения капель жидкости, имеющих различные диаметры, можно получить путем изменения напряжения возбуждения и частоты пьезоида в форме кольца и кольцевого пьзоида. Предусмотрено, что диаметр микроразбрызгивающего отверстия равен 4-10 мкм, диаметр капель жидкости равен 1-15 мкм, устройство можно использовать также просто после регулирования и заполнения раствором никотина.

На Фиг.3 номером 141 показан пьезоид в форме кольца; номером 142 - распылительная диафрагма; номером 143 - паз с рифлением; номером 144 - масса волокон; номером 145 - вибрационная диафрагма; номером 146 - кольцевой пьезоид; номером 147 - камера для подачи жидкости; номером 148 - микроразбрызгивающее отверстие; номером 149 - токопроводящий провод пьезоидов; номером 1410 - канал для подачи жидкости; номером 1411 - спейсер и номером 1412 - паз.

Приготовление раствора алкалоида табака.

Воду, этанол, глицерин, ментол, эссенцию табака и антиоксидант добавляют последовательно в жидкий алкалоид табака, экстрагированный из табака, имеющий концентрацию свыше 95%, и после этого добавляют раствор аммиака для приведения величины рН до диапазона значений 7,5-11. Уровень концентрации алкалоида табака изменяется в диапазоне 1-30%. Если уровень концентрации слишком высокий, ошибки могут увеличиваться. Следует добавлять от 20% до 80% воды и также следует добавлять от 20% до 80% этанола. Самые высокие концентрации глицерина должны быть меньше, чем 45%. Используемый антиоксидант представляет собой бутилированный гидрокситолуол.

Изобретение относится к беспламенной электронной сигарете с распылением, не содержащей вредной смолы, а только алкалоид табака (никотин). Датчик потока воздуха, расположенный в мундштуке сигареты, составляющем тыльную концевую часть сигареты, соединяют с высокочастотным осциллятором распылителя, расположенным на схемной плате, для активизации соединения между каналом для подачи жидкости и запасенным раствором алкалоида табака. Высокочастотный осциллятор соединяют затем со счетной схемой и дисплеем. Передняя концевая часть сигареты состоит из торцевой заглушки с батареей и диодом излучения света внутри. Устройство может имитировать традиционную манеру курения и создавать эффект курения с поразительным сходством, стимулировать ощущение курения у курильщика и одновременно не продуцировать никакого побочного эффекта. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Беспламенная электронная сигарета с распылением, отличающаяся тем, что датчик потока воздуха, расположенный в мундштуке сигареты, составляющем тыльную концевую часть сигареты, соединяют с высокочастотным осциллятором распылителя, расположенным на схемной плате, для активизации соединения между каналом для подачи жидкости и запасенным раствором алкалоида табака; при этом высокочастотный осциллятор соединяют затем со счетной схемой и дисплеем; при этом передняя концевая часть сигареты состоит из торцевой заглушки с батареей и диодом излучения света внутри.2. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что контур оболочки конструкции можно представить в форме прямой или слегка изогнутой трубки, традиционного мундштука сигареты, стержня или в виде других изящных внешних форм.3. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что высокочастотный осциллятор имеет частоту 35 к Гц - 2,2 МГц и содержит схему автоматической настройки частоты, резонирующей пьезоидами в виде контуров.4. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что пластмассовый контейнер изготавливают из силиконового каучука; при этом одноходовой наполнительный клапан герметизируют с помощью шарика или конуса, прижимаемого пружиной; при этом датчик потока воздуха изготавливают из гирлянд мембранных терморезисторов или кремниевых чипов.5. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что однослойный или многослойный продольно поляризованный кольцевой пьезоид прикрепляют к вибрационной диафрагме, соответствующей распылительной диафрагме; при этом вибрационную диафрагму снабжают пазами или спейсером, которые используют для формирования камеры для жидкости совместно с распылительной диафрагмой; при этом в периферийной части камеры для жидкости создают небольшое отверстие для соединения с каналом для подачи жидкости, обладающим демпфирующим действием.6. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что каждый из двух пьезоидов имеет два конца для ввода пьезоэлектрических сигналов; при этом частота пьезоэлектрических сигналов может быть различной или может быть идентичной.7. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что вибрационную диафрагму и распылительную диафрагму изготавливают из монокристаллических кремниевых чипов, коррозионно-устойчивых металлов или сплавов, таких как пластина из никеля, пластина из сплава никеля-кобальта, пластина из сплава никеля-палладия и пластина из сплава никеля-хрома-палладия-родия.8. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что вибрационную диафрагму и распылительную диафрагму соединяют друг с другом, формируя камеру для жидкости, в которую помещают массу из волокна, используемую для подачи жидкости, которую изготавливают из натурального волокна или синтетического волокна.9. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что раствор алкалоида табака (никотина) состоит из алкалоида табака, воды, этанола, глицерина, ментола, эссенции табака, антиоксиданта и раствора аммиака.10. Электронная сигарета с распылением по п.1, отличающаяся тем, что уровень концентрации алкалоида табака (никотина) составляет от 0,1 до 30%.