КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2017 года по МПК A24F47/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к курительным изделиям типа сигарет, в частности к курительным изделиям, в которых нагревание курительной смеси происходит без ее горения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При курении обычной сигареты, помимо паров никотина и содержащихся в табаке ароматических веществ, ради которых собственно курильщик и курит, также выделяются токсины и другие вредные элементы, такие как дым и смолы, которые образуются в результате пиролиза или горения табака и которые негативно сказываются на здоровье курильщика и чистоте окружающей среды. Альтернативным способом получения паров никотина и ароматических веществ, вдыхаемых курильщиком, является нагревание табака до температуры ниже температуры горения, когда происходит испарение летучих веществ, в частности низкокипящего никотина, которые в виде аэрозоля вдыхаются курильщиком. Поскольку при этом горения табака не происходит, это позволяет исключить указанные негативные последствия обычного курения.

Так, в US 5038804 (опубл. 13.08.1991) описано курительное изделие типа сигареты с фильтром, при этом курительная смесь, помещенная в воздухопроницаемую обертку, представляет собой гомогенную смесь негорючего - благодаря специальной обработке - табака, частичек горючего вещества (топлива), вещества, выделяющего при нагревании аэрозоль, и ароматических веществ. При курении такой сигареты горит (тлеет) топливо, нагревая другие компоненты смеси, при этом горения табака не происходит, однако вместе с аэрозолем курильщик вдыхает продукты горения топлива, хотя и задержанные в определенной степени фильтром.

Известны различные конструкции курительных изделий типа сигарет, в которых табак или в общем случае - курительная смесь нагревается за счет горения изолированного от нее горючего вещества (топлива). Обычно в таких изделиях курительная смесь изолирована от горючего вещества теплопроводящим слоем, при этом физико-химические параметры (характеристики) используемых материалов подобраны таким образом, что при горении горючего вещества курительная смесь нагревается через теплопроводящий слой до температуры, достаточной для испарения вдыхаемых курильщиком летучих веществ курительной смеси, но меньше температуры возгорания курительной смеси. Учитывая данное требование к теплопроводности теплопроводящего слоя, в ряде случаев его называют «теплоизолирующим», как препятствующим возгоранию курительной смеси.

Так, в US 5060667 (опубл. 29.10.1991) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный топливный элемент и трубчатый элемент из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, разделенные цилиндрической теплопроводящей оболочкой. При горении топливного элемента материал, образующий аэрозоль, нагревается через теплопроводящую оболочку и выделяет пары, вдыхаемые курильщиком через мундштук. Размещение источника тепла внутри нагреваемого материала снижает теплопотери, что важно для подбора материала топливного элемента. Однако при такой конструкции исчезает эффект курения обычной сигареты, когда курильщик видит тлеющий уголек, смещающийся вдоль сигареты по мере курения.

В GB 1185887 (опубл. 25.03.1970) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный трубчатый элемент из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный трубчатый элемент, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. При горении топливного слоя центральный трубчатый элемент нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала, но меньше температуры его возгорания. Образующийся при нагревании аэрозоль попадает во внутреннее пространство центрального трубчатого элемента, связанное с мундштуком, и вдыхается курильщиком. Внутреннее пространство мундштука при необходимости может быть заполнено фильтрующим материалом. Поскольку топливный слой изолирован от внутреннего пространства мундштука, продукты горения топливного слоя не попадают в легкие курильщика, однако при такой конструкции процесс горения топливного слоя никак не связан с совершаемыми курильщиком затяжками и определяется только скоростью тления материала топливного слоя.

В US 5327915 (опубл. 12.07.1994) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую двухслойную теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. При горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала, но меньше температуры его возгорания. Образующийся при нагревании аэрозоль вдыхается курильщиком через мундштук. При этом мундштук герметично отделен от топливного слоя разделительным кольцом, имеющим центральное отверстие, примыкающее к торцу центрального стержня. Поскольку топливный слой изолирован от внутреннего пространства мундштука, продукты его горения не попадают в легкие курильщика. Однако при такой конструкции процесс горения топливного слоя никак не связан с совершаемыми курильщиком затяжками и определяется только скоростью тления материала топливного слоя. Это накладывает определенные требования к материалу топливного слоя - способности непрекращающегося тления со скоростью, сравнимой со скоростью горения обычной сигареты.

В US 5611360 (опубл. 18.03.1997) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Особенностью данного устройства является выполнение элементов курительной части из пористых материалов. При этом пористость материала топливного слоя улучшает его способность к возгоранию и тлению за счет возможности проникновения воздуха в зону горения. В одном из вариантов выполнения данного устройства внутреннее пространство мундштука, присоединенного к курительной части, оказывается связанным как с торцом центрального стержня, так и торцом топливного слоя. Такое выполнение обеспечивает при затяжке не только вдыхание аэрозоля, образующегося при нагревании центрального стержня, но и создание разрежения с торца топливного слоя, способствующее интенсификации его горения и создающее дополнительно эффект, подобный курению обычной сигареты. Чтобы продукты горения топливного слоя не попадали в легкие курильщика, внутреннее пространство мундштука заполнено фильтрующим материалом, в частности ацетилцеллюлозой. Однако этот фильтрующий материал создает препятствие для вдыхаемого аэрозоля. Кроме того, фильтрующий материал не задерживает газообразные токсичные продукты горения, например, оксид углерода (угарный газ).

В US 4955397 (опубл. 11.09.1990) описано курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, двухслойную (из бумаги и алюминиевой фольги) цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Внутреннее пространство мундштука, присоединенного к курительной части, связано как с торцом центрального стержня, так и торцом топливного слоя. Такое выполнение обеспечивает при затяжке не только вдыхание аэрозоля, образующегося при нагревании центрального стержня, но и создание разрежения с торца топливного слоя, способствующее интенсификации его горения и создающее дополнительно эффект, подобный курению обычной сигареты. Чтобы продукты горения топливного слоя не попадали в легкие курильщика, внутреннее пространство мундштука заполнено фильтрующим материалом, который имеет центральный канал для беспрепятственного прохода вдыхаемого курильщиком аэрозоля. Однако фильтрующий материал задерживает только продукты горения в виде частиц, а газообразные токсичные продукты горения беспрепятственно проходят через него.

Наиболее близким к настоящему изобретению является курительное изделие, описанное в международной заявке WO 2012/016795 (опубл. 09.02.2012). Оно так же, как и вышеописанные, состоит из курительной части и соединенного с ней мундштука. Курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, цилиндрическую теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки. Особенностью данного устройства является выполнение размещенного в мундштуке фильтра, имеющего меньшую плотность в части, примыкающей к торцу центрального стержня, чем в части, примыкающей к топливному слою. В этом случае во время затяжки образуются два воздушных потока: через центральный стержень - вдыхаемый курильщиком аэрозоль и через топливный слой - воздушный поток для интенсификации горения топливного слоя и создания эффекта курения обычной сигареты. При этом благодаря указанной конструктивной особенности выполнения фильтра для вдыхаемого аэрозоля создается меньшее сопротивление, чем для воздушного потока, проходящего через топливный слой.

Однако, куря такое изделие, курильщик, помимо аэрозоля, вдыхает и воздушный поток, проходящий через топливный слой и, соответственно, несущий продукты горения топливного слоя. Частично продукты горения задерживаются той частью фильтра, которая примыкает к торцу топливного слоя. Для более эффективной очистки в такой технической системе требуется увеличивать плотность фильтра, однако это существенно уменьшает объем проходящего во время затяжки через топливный слой воздуха, необходимого для интенсификации его горения. Кроме того, увеличение плотности фильтра не обеспечит очистки вдыхаемого курильщиком воздушного потока от газообразных токсичных продуктов горения.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание курительного изделия типа сигареты, в котором обеспечивался бы достаточный для интенсификации горения топливного слоя объем воздуха, проходящего через него во время затяжки, и при этом полностью исключалось бы попадание продуктов горения топливного слоя во вдыхаемый курильщиком поток воздуха и в итоге - в дыхательные пути курильщика.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Курительное изделие в соответствии с настоящим изобретением состоит из курительной части и соединенного с ней мундштука, при этом курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки, причем параметры тепловыделения при горении топливного слоя и параметры теплопередачи теплопроводящей оболочки выбраны из условия, что при горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала центрального стержня и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но меньше температуры его возгорания. Мундштук имеет центральный канал, примыкающий к торцу центрального стержня курительной части и обеспечивающий прохождения аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, и кольцевую полость с открытым торцом, примыкающим к торцу топливного слоя курительной части, и закрытым торцом с противоположной стороны. В центральном канале мундштука установлен воздушный ротор с лопастями, обеспечивающими возможность вращения воздушного ротора вокруг продольной оси изделия за счет вдыхаемого курильщиком во время затяжки воздушного потока. В кольцевой полости мундштука размещена крыльчатка, присоединенная к воздушному ротору с возможностью передачи осевого вращения от воздушного ротора к крыльчатке, а кольцевая полость связана с внешним пространством посредством по меньшей мере одного отверстия.

Благодаря выполнению в мундштуке центрального канала, примыкающего к торцу центрального стержня курительной части, курильщик во время затяжки вдыхает аэрозоль, образующийся при нагревании центрально стержня курительной части за счет тепла, выделяющегося при горении топливного слоя. Одновременно с этим за счет создаваемого курильщиком воздушного потока вращается размещенный в центральном канале мундштука воздушный ротор, вращение от которого передается к присоединенной к нему крыльчатке, которая в итоге - во время затяжки - вращается в кольцевой полости мундштука. За счет того, что кольцевая полость мундштука с одного торца примыкает к торцу топливного слоя курительной части, а другой торец выполнен закрытым, эта кольцевая полость представляет собой по существу замкнутую полость с одним или несколькими отверстиями, через которые она связана с внешним пространством. В результате вращающаяся в кольцевой полости крыльчатка через эти отверстия выталкивает воздух во внешнее пространство, создавая тем самым разрежение внутри кольцевой полости, которое, в свою очередь, вызывает затягивание порции окружающего воздуха через топливный слой курительной части. Это приводит к интенсификации горения топливного слоя, как это происходит при курении обычной сигареты. При этом затягиваемый через топливный слой воздушный поток выбрасывается через упомянутые отверстия во внешнее пространство, поэтому продукты горения топливного слоя, которые могут оказаться в этом потоке, не попадают в дыхательные пути курильщика.

Дополнительно, с целью придания прочности всей конструкции, курительная часть и мундштук могут быть соединены посредством обечайки, охватывающей примыкающую к мундштуку курительную часть, при этом упомянутые одно или несколько отверстий, связывающих кольцевую полость с внешним пространством, выполнены в боковой стенке обечайки.

В частном случае центральный канал и кольцевая полость мундштука могут быть образованы частью упомянутой теплопроводящей оболочки, выступающей за пределы курительной части во внутреннее пространство мундштука.

В другом частном случае центральный канал и кольцевая полость мундштука могут быть образованы цилиндрической втулкой, примыкающей одним открытым торцом к курительной части изделия со стороны мундштука.

В другом частном случае центральный канал и кольцевая полость мундштука могут быть образованы цилиндрической втулкой, выступающей со стороны мундштука в направлении торца курительной части изделия.

В частном случае закрытый торец кольцевой полости мундштука может быть образован кольцом или кольцевым слоем, выполненным, по существу, из воздухонепроницаемого материала. Например, таким материалом может быть уплотненный фильтровальный материал, используемый при производстве сигарет. Кроме того, кольцевой слой из такого материала придаст большую механическую прочность мундштуку.

В частном случае упомянутая крыльчатка, размещенная в кольцевой полости мундштука, может быть присоединена к воздушному ротору посредством кольца, соединенного с концами лопастей воздушного ротора.

Сама крыльчатка может быть выполнена, например, в виде крыльчатки центробежного вентилятора, при этом упомянутые одно или несколько отверстий, связывающих кольцевую полость с внешним пространством, предпочтительно выполнить в промежутке между крыльчаткой и торцом топливного слоя курительной части. При этом крыльчатка может иметь прямые лопасти или загнутые лопасти, как это известно специалисту в данной области техники.

В другом частном случае крыльчатка может быть выполнена в виде крыльчатки осевого вентилятора, при этом упомянутые одно или несколько отверстий, связывающих кольцевую полость с внешним пространством, предпочтительно выполнить в промежутке между крыльчаткой и закрытым торцом кольцевой полости мундштука.

Во всех описанных случаях воздушный ротор может не имеет вала, который бы как-то крепился к элементам конструкции изделия. Наличие специальных средств крепления необязательно, поскольку обе вращающиеся части - воздушный ротор и крыльчатка - установлены в цилиндрическом и кольцеобразном пространстве соответственно, стенки которого удерживают осевое положение ротора и крыльчатки. Однако, в частном случае воздушный ротор может быть установлен на валу, что обеспечит его большую осевую устойчивость и исключит вероятность заклинивания.

При этом одна опора вращения ротора может быть выполнена в виде втулки, размещенной в торце фильтра, которым заполнена по меньшей мере часть центрального канала мундштука со стороны его открытой части. В частности, с целью упрощения изготовления изделия упомянутая втулка может быть выполнена из уплотненного материала фильтра.

В другом частном случае, когда воздушный ротор установлен на валу, одна опора вращения может быть выполнена в виде втулки, размещенной в торце центрального стержня курительной части. В частности, упомянутая втулка может быть выполнена из уплотненного материала центрального стержня курительной части.

В другом частном случае, когда воздушный ротор установлен на валу, по меньшей мере одна опора вращения может быть выполнена в центральной части диска, установленного поперек центрального канала мундштука и имеющего по меньшей мере одно отверстие для прохода вдыхаемого курильщиком во время затяжки воздушного потока.

При установке ротора на валу возможны различные сочетания упомянутых опор вращения: может быть использована одна из них, две, при этом упомянутый диск, установленный поперек центрального канала мундштука, может быть размещен как с одной, так и другой стороны ротора по ходу воздушного потока во время затяжки.

Во всех случаях, когда воздушный ротор установлен на валу, крыльчатка может быть присоединена к воздушному ротору посредством диска, закрепленного на валу и имеющего по меньшей мере одно отверстие для прохода вдыхаемого курильщиком во время затяжки воздушного потока.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение поясняется следующими графическими материалами.

На Фиг. 1 - Фиг. 4 представлен пример выполнения курительного изделия, известного из уровня техники, при этом на Фиг. 1 показан его общий вид в осевом сечении, на Фиг. 2 - фрагмент изделия в области соединения курительной части и мундштука, на Фиг. 3 - поперечное сечение курительной части в плоскости Α-A, а на Фиг. 4 - поперечное сечение мундштука в плоскости В-В.

На Фиг. 5 и Фиг. 6 представлен один пример выполнения курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением, в котором использована крыльчатка центробежного вентилятора с прямыми лопастями. При этом на Фиг. 5 изделие показано в осевом сечении, а на Фиг. 6 - в поперечном сечении в плоскости С-С.

На Фиг. 7 представлен пример выполнения воздушный ротора и крыльчатки центробежного вентилятора с прямыми лопастями в виде единого вентиляторного блока.

На Фиг. 8 представлен пример выполнения крыльчатки центробежного вентилятора с загнутыми лопастями.

На Фиг. 9 представлен другой пример выполнения курительного изделия с крыльчаткой центробежного вентилятора с прямыми лопастями.

На Фиг. 10 представлен пример выполнения курительного изделия с крыльчаткой осевого вентилятора.

На Фиг. 11 представлен один пример выполнения курительного изделия с воздушным ротором на валу, имеющим опору вращения в виде втулки, размещенной в торце фильтра центрального канала мундштука.

На Фиг. 12 представлен в увеличенном масштабе фрагмент курительного изделия, представленного на Фиг. 11, иллюстрирующий размещение вала воздушного ротора в опоре вращения.

На Фиг. 13 представлен другой пример выполнения курительного изделия с воздушным ротором на валу, имеющим одну опору вращения в виде втулки, размещенной в торце центрального стержня курительной части, и другую опору вращения в центральной части диска, установленного поперек центрального канала мундштука.

На Фиг. 14 представлен в увеличенном масштабе фрагмент курительного изделия, представленного на Фиг. 13, иллюстрирующий размещение вала воздушного ротора в опорах вращения.

На Фиг. 15 представлен пример выполнения курительного изделия, в котором крыльчатка центробежного вентилятора с прямыми лопастями присоединена к валу воздушного ротора посредством диска, выполненного за одно целое с крыльчаткой.

На Фиг. 16 крыльчатка и соединяющий ее с воздушным ротором диск, представленные на Фиг. 15, показаны в плоскости D-D.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на Фиг. 1 - Фиг. 4, основными элементами известных из уровня техники курительных изделий 1, в которых табак или в общем случае - курительная смесь нагревается за счет горения изолированного от нее горючего вещества (топлива), являются курительная часть 2 и мундштук 3. При этом курительная часть 2 включает центральный стержень 4 из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку 5, окружающую центральный стержень 4, и топливный слой 6 снаружи теплопроводящей оболочки 5. Снаружи курительная часть 2 обернута воздухопроницаемой оболочкой 7, например, обычной сигаретной бумагой. Мундштук 3 обернут воздухонепроницаемой оболочкой 8 и имеет центральный канал 9, примыкающий к торцу центрального стержня 4 и через который аэрозоль попадает в дыхательные пути курильщика. Также внутреннее пространство мундштука 3 связано с торцом топливного слоя 6, через который при затяжке затягивается порция воздуха, обеспечивающая интенсификацию горения топливного слоя 6. Внутри мундштук может быть заполнен фильтрующим материалом, предназначенным как для фильтрации вдыхаемого аэрозоля, так и для фильтрации продуктов горения топливного слоя 6. На Фиг. 2 и Фиг. 4 показан пример, когда центральный канал 9 свободен, а в мундштуке 3 установлен фильтрующий материал в форме кольца 10 только для фильтрации продуктов горения топливного слоя 6.

В качестве материала центрального стержня 4 может быть использован, например, резаный табак или восстановленный табак с добавкой глицерина, пропиленгликоля или других источников аэрозоля (примеры раскрыты в патентах US 3258015, US 4924886, US 4955397, US 5327915, US 5611360, международной заявке - номер публикации WO 2012/016795). Также могут быть использованы экструдированные заменители табака (примеры раскрыты в патенте US 5611360), экстракт табака или никотинсодержащие композиции (примеры раскрыты в патентах US 3356094; US 4924886).

Для изготовления топливного слоя 6 могут быть использованы, например, следующие материалы: табак (см. патенты US 3258015; US 3356094; US 4924886; международную заявку - номер публикации WO 2012/016795); древесный уголь или углесодержащие материалы (см. патенты US 4771795; US 4955397; US 5327915; US 5611360); горючие добавки и модификаторы горения (см. патенты US 4771795; US 5611360).

Для изготовления теплопроводящей оболочки 5 могут быть использованы, например, следующие материалы: медь или алюминий (см. патенты US 3258015; US 4924886); алюминиевая фольга или бумага, ламинированная алюминием (см. патент US 4955397); неорганические соли (например, сульфат или карбонат магния, бикарбонат натрия или калия) с добавкой пластификатора (например, оксида магния, каолина или коллоидного кремнезема), как предложено в патентах US 3356094 и US 4924886; стекловолокно (см. патент US 4771795); тригидрат алюминия или графитовая вата (см. патент US 5327915); негорючая воздухонепроницаемая бумага (см. международную заявку - номер публикации WO 2012/016795).

Указанные материалы подбирают таким образом, чтобы температура нагрева центрального стержня 4 составила (в зависимости от состава курительной смеси) не более 180-230°С, которой достаточно для испарения материала центрального стержня 4 и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но недостаточно для его возгорания.

Указанные материалы, а также другие материалы, пригодные для использования в таком качестве, как это известно специалистам в данной области техники, могут быть использованы для изготовления курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг. 5 представлен один из примеров выполнения курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением. Здесь, так же как на Фиг. 2 и последующих чертежах, на которых представлены в продольном (осевом) сечении примеры выполнения курительного изделия, изображен в увеличенном масштабе фрагмент устройства в области соединения курительной части 2 и мундштука 3, раскрывающий особенности его выполнения. На Фиг. 6 дан вид поперечного сечения в плоскости С-С устройства, представленного на Фиг. 5.

Для обеспечения конструктивной прочности изделия курительная часть 2 и мундштук 3 соединены обечайкой 11 в виде цилиндрической муфты, а снаружи обернуты воздухопроницаемой оболочкой 7. В обечайке 11 и оболочке 7 в области мундштука 3, примыкающей к курительной части 2, по окружности выполнены отверстия 12.

Внутри мундштука 3 с помощью цилиндрической втулки 13 образован центральный канал 14, примыкающий к торцу центрального стержня 4 курительной части 2. Также в мундштуке 3 образована кольцевая полость 15, ограниченная с боковых сторон частично выступающей в область мундштука 3 теплопроводящей оболочкой 5 и обечайкой 11, а с торцов - торцом топливного слоя 6 курительной части 2, с одной стороны, и торцом 16 кольцевого слоя 17, выполненого из плотного фильтровального материала. Как вариант, упомянутую втулку 13 можно не использовать, поскольку ее функцию образования центрального канала 14 выполняет кольцевой слой 17.

В центральном канале 14 вблизи торца центрального стержня 4 курительной части 2 установлен воздушный ротор 20, имеющий (см. Фиг. 7) ступицу 21 с лопастями 22. Воздушный ротор 20 может иметь обтекатель 23 и устанавливается в центральном канале 14 так, чтобы вдыхаемый курильщиком во время затяжки воздушный поток, омывая лопасти 22, приводил ротор 20 во вращение вокруг продольной оси устройства. К свободным концам лопастей 22 ротора 20 прикреплено кольцо 24, к которому крепится крыльчатка 25. В данном примере крыльчатка выполнена в виде крыльчатки центробежного вентилятора, которая состоит из заднего диска 26, переднего кольца 27 цилиндрической формы, к которым крепятся лопасти 28. Воздушный ротор 20 и крыльчатка 25, представленные на Фиг. 7, могут быть выполнены за одно целое в виде единого вентиляторного блока.

Как было описано выше со ссылкой на Фиг. 5, воздушный ротор 20 установлен в центральном канале 14, соответственно, присоединенная к нему крыльчатка 25 размещается в кольцевой полости 15. Во время затяжки воздушный ротор 20 вращается и вращает присоединенную к нему крыльчатку 25. В результате вращающаяся крыльчатка 25 выталкивает воздух из кольцевой полости 15 через отверстия 12 во внешнее пространство. Тем самым создается разрежение внутри кольцевой полости 15, которое, в свою очередь, вызывает затягивание окружающего воздуха через топливный слой 6 курительной части 2. Это приводит к интенсификации горения топливного слоя 6, как это происходит при курении обычной сигареты. Таким образом, во время затяжки курильщик по центральному каналу 14 вдыхает аэрозоль (показано стрелкой 18), а втягиваемый через топливный слой 6 воздушный поток выбрасывается через упомянутые отверстия 12 во внешнее пространство (показано стрелкой 19) и не попадает в дыхательные пути курильщика.

Поскольку обе вращающиеся части - воздушный ротор 20 и крыльчатка 25 - установлены в цилиндрическом центральном канале 14 и кольцевой полости 15 соответственно, то образующие центральный канал 14 и кольцевую полость 15 боковые стенки удерживают осевое положение ротора 20 и крыльчатки 25 во время вращения. Тем не менее, дополнительно могут быть приняты меры для уменьшения сопротивления трения вращения, предотвращения заклинивания и снижения требований к точности изготовления деталей конструкции. Например, на обращенной к оси вращения цилиндрической поверхности переднего кольца 27 крыльчатки 25 (см. Фиг. 7) могут быть выполнены полусферические выступы 29, которыми вся конструкция «ротор-крыльчатка» (20, 25) будет опираться на частично выступающую в область мундштука 3 теплопроводящую оболочку 5. В другом примере (см. Фиг. 5) подобные выступы 30 могут быть выполнены на наружной поверхности самой теплопроводящей оболочки 5. Кроме того, аналогичные выступы 31 могут быть выполнены на торце цилиндрической втулки 13 - на них во время затяжки будет опираться тыльной стороной заднего диска 26 крыльчатка 25.

Следует отметить, что центральный канал 14 и кольцевая полость 15 не отделены герметично друг от друга - в противном случае пришлось бы иначе решать вопрос передачи вращения от воздушного ротора 20 к крыльчатке 25. Тем не менее, перетекание воздушных потоков из центрального канала 14 в кольцевую полость 15 и обратно в значительной степени ограничено воздушным лабиринтом, образованным передним кольцом 27 крыльчатки 25 и теплопроводящей оболочкой 5, так что фактически для целей настоящего изобретения этим недостатком можно пренебречь.

В отличие от примеров, проиллюстрированных Фиг. 5 - Фиг. 7, на которых крыльчатка 25 показана с прямыми лопастями 28, на Фиг. 8 показан пример выполнения крыльчатки 25 с загнутыми или спиралевидными лопастями 28'.

На Фиг. 9 представлен другой пример осуществления изобретения. В отличие от примера, проиллюстрированного Фиг. 5, в данном случае использована иная конфигурация крыльчатки 25 - когда ее задняя стенка и переднее кольцо выдвинуты в сторону мундштука 3. В данном примере опорные элементы - выступы 32 расположены на цилиндрической втулке 13, образующей центральный канал 14. Поскольку при такой конфигурации крыльчатки 25 торец 16 кольцевого слоя 17 (из плотного фильтровального материала) смещен в сторону открытой части мундштука 3, функцию осевой опоры выполняет торец втулки 13.

В отличие от примеров, проиллюстрированных Фиг. 5 - Фиг. 9, в которых использована крыльчатка 25 центробежного вентилятора, на Фиг. 10 представлен пример выполнения курительного изделия в соответствии с изобретением, когда в качестве крыльчатки использована крыльчатка 35 осевого вентилятора. Функцию ступицы выполняет переднее кольцо 37, к которому прикреплены лопасти 38, создающие при вращении крыльчатки 35 воздушный поток в направлении от торца топливного слоя 6 в сторону мундштука 3. Для того чтобы отводить этот поток воздуха в окружающее пространство, в данном примере отверстия 12 выполнены позади (по ходу протекания воздушного потока) крыльчатки 35. Направление движения воздушного потока показано пунктирными стрелками 39. Во всем остальном устройство с крыльчаткой 35 осевого вентилятора работает так же, как и описанные выше. Дополнительно, для большей прочности конструкции концы лопастей 38 могут быть скреплены кольцом (на Фиг. 10 не показано).

Как было показано в предыдущих примерах осуществления изобретения, вращающаяся конструкция «ротор-крыльчатка», вообще говоря, не требует специальным мер центрирования оси вращения. Тем не менее, для повышения надежности функционирования такое центрирование возможно, что показано ниже на примерах, проиллюстрированных Фиг. 11 - Фиг. 16.

Так, на Фиг. 11 представлен один пример выполнения курительного изделия с воздушным ротором 40 на валу 41 (детально см. Фиг. 12), имеющим одну опору вращения в виде втулки 42, размещенной в торце фильтра 43 центрального канала 14 мундштука. В данном примере цилиндрическая втулка (типа втулки 13), образующая центральный канал 14, не использована, поскольку конструктивно центральный канал 14 образуется за счет кольцевого слоя 17, выполненного из плотного фильтровального материала, и фильтра 43 с существенно меньшей плотностью фильтровального материалы, чем материал кольцевого слоя 17. В частном случае втулка 42 может быть выполнена из уплотненного материала фильтра 43. С противоположной от вала 41 стороны вращающиеся воздушный ротор 40 и крыльчатка 25 удерживаются относительно продольной оси за счет описанных выше конструктивных элементов: выступов 30 на наружной поверхности теплопроводящей оболочки 5 и переднего кольца 27 крыльчатки 25 (см. Фиг. 5).

На Фиг. 13 представлен другой пример выполнения курительного изделия с воздушным ротором 50 на валу 51 (детально см. Фиг. 14), имеющим одну опору вращения в виде втулки 52, размещенной в торце центрального стержня 4 курительной части 2, и другую опору вращения - в центральной части диска 54, установленного поперек центрального канала 14 мундштука 3. Диск 54 имеет центральное отверстие 55, предназначенное для установки вала 51, и отверстия 56 для прохода вдыхаемого курильщиком аэрозоля.

Для специалиста понятно, что диск 54 может быть расположен с любой стороны от ротора 50, а описанные в примерах со ссылкой на Фиг. 11 - Фиг. 14 опоры вращения могут быть применены в разных комбинациях.

На Фиг. 15 представлен еще один пример выполнения курительного изделия с воздушным ротором 60 на валу 61, имеющим одну опору вращения, выполненную, как в примере, проиллюстрированном Фиг. 11, и другую опору вращения в торце центрального стержня 4 курительной части 2, как это описано в примере, проиллюстрированном Фиг. 13. В данном примере крыльчатка 25 центробежного вентилятора с прямыми лопастями присоединена к валу 61 воздушного ротора 60 посредством диска 64, выполненного за одно целое с крыльчаткой 25. На Фиг. 16 крыльчатка 25 и соединяющий ее с воздушным ротором 60 диск 64, представленные на Фиг. 15, показаны в плоскости D-D. Для закрепления на валу 61 ротора 60 диск 64 имеет в центре отверстие 65, а для прохода через него вдыхаемого курильщиком аэрозоля - отверстия 66.

Во всех описанных примерах осуществления настоящего изобретения достигается указанный результат. Вращающаяся в кольцевой полости мундштука крыльчатка через отверстия в этой кольцевой полости выталкивает воздух во внешнее пространство, создавая тем самым разрежение внутри кольцевой полости, которое, в свою очередь, вызывает затягивание порции окружающего воздуха через топливный слой курительной части. Это приводит к интенсификации горения топливного слоя курительной части изделия, как это происходит при курении обычной сигареты. Поскольку затягиваемый через топливный слой воздушный поток выбрасывается через упомянутые отверстия во внешнее пространство, продукты горения топливного слоя, которые могут оказаться в этом потоке, не попадают в дыхательные пути курильщика, который во время затяжки вдыхает только аэрозоль, образующийся при нагревании центрального стержня курительной части за счет тепла, образующегося при горении топливного слоя.

Изобретение относится к курительному изделию, которое состоит из курительной части и соединенного с ней мундштука, при этом курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки, причем параметры тепловыделения при горении топливного слоя и параметры теплопередачи теплопроводящей оболочки выбраны из условия, что при горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала центрального стержня и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но меньше температуры его возгорания, мундштук имеет центральный канал, примыкающий к торцу центрального стержня курительной части и обеспечивающий прохождение аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, и кольцевую полость с открытым торцом, примыкающим к торцу топливного слоя курительной части, и закрытым торцом с противоположной стороны, в центральном канале мундштука установлен воздушный ротор с лопастями, обеспечивающими возможность вращения воздушного ротора вокруг продольной оси изделия за счет вдыхаемого курильщиком во время затяжки воздушного потока, в кольцевой полости мундштука размещена крыльчатка, присоединенная к воздушному ротору с возможностью передачи осевого вращения от воздушного ротора к крыльчатке, а кольцевая полость связана с внешним пространством посредством по меньшей мере одного отверстия. Технический результат заключается в предотвращении попадания продуктов горения топливного слоя в дыхательные пути курильщика. 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Курительное изделие, состоящее из курительной части и соединенного с ней мундштука, при этом курительная часть включает центральный стержень из материала, образующего при нагревании аэрозоль, вдыхаемый курильщиком, теплопроводящую оболочку, окружающую центральный стержень, и топливный слой снаружи теплопроводящей оболочки, причем параметры тепловыделения при горении топливного слоя и параметры теплопередачи теплопроводящей оболочки выбраны из условия, что при горении топливного слоя центральный стержень нагревается через теплопроводящую оболочку до температуры, достаточной для испарения материала центрального стержня и образования аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, но меньше температуры его возгорания,

мундштук имеет центральный канал, примыкающий к торцу центрального стержня курительной части и обеспечивающий прохождение аэрозоля, вдыхаемого курильщиком, и кольцевую полость с открытым торцом, примыкающим к торцу топливного слоя курительной части, и закрытым торцом с противоположной стороны,

в центральном канале мундштука установлен воздушный ротор с лопастями, обеспечивающими возможность вращения воздушного ротора вокруг продольной оси изделия за счет вдыхаемого курильщиком во время затяжки воздушного потока,

в кольцевой полости мундштука размещена крыльчатка, присоединенная к воздушному ротору с возможностью передачи осевого вращения от воздушного ротора к крыльчатке, а кольцевая полость связана с внешним пространством посредством по меньшей мере одного отверстия.

2. Курительное изделие по п. 1, в котором курительная часть и мундштук соединены посредством обечайки, охватывающей примыкающую к мундштуку курительную часть, при этом упомянутые одно или несколько отверстий, связывающих кольцевую полость с внешним пространством, выполнены в боковой стенке обечайки.

3. Курительное изделие по п. 1, в котором центральный канал и кольцевая полость мундштука образованы частью упомянутой теплопроводящей оболочки, выступающей за пределы курительной части во внутреннее пространство мундштука.

4. Курительное изделие по п. 1, в котором центральный канал и кольцевая полость мундштука образованы цилиндрической втулкой, примыкающей одним открытым торцом к курительной части изделия со стороны мундштука.

5. Курительное изделие по п. 1, в котором центральный канал и кольцевая полость мундштука образованы цилиндрической втулкой, выступающей со стороны мундштука в направлении торца курительной части изделия.

6. Курительное изделие по п. 1, в котором закрытый торец кольцевой полости мундштука образован кольцом или кольцевым слоем, выполненным, по существу, из воздухонепроницаемого материала.

7. Курительное изделие по п. 1, в котором упомянутая крыльчатка присоединена к воздушному ротору посредством кольца, соединенного с концами лопастей воздушного ротора.

8. Курительное изделие по п. 1, в котором упомянутая крыльчатка выполнена в виде крыльчатки центробежного вентилятора, при этом упомянутые одно или несколько отверстий, связывающих кольцевую полость с внешним пространством, выполнены в промежутке между крыльчаткой и торцом топливного слоя курительной части.

9. Курительное изделие по п. 8, в котором упомянутая крыльчатка центробежного вентилятора имеет прямые лопасти.

10. Курительное изделие по п. 8, в котором упомянутая крыльчатка центробежного вентилятора имеет загнутые лопасти.

11. Курительное изделие по п. 1, в котором упомянутая крыльчатка выполнена в виде крыльчатки осевого вентилятора, при этом упомянутые одно или несколько отверстий, связывающих кольцевую полость с внешним пространством, выполнены в промежутке между крыльчаткой и закрытым торцом кольцевой полости мундштука.

12. Курительное изделие по п. 1, в котором воздушный ротор установлен на валу, одна опора вращения которого выполнена в виде втулки, размещенной в торце фильтра, которым заполнена по меньшей мере часть центрального канала мундштука со стороны его открытой части.

13. Курительное изделие по п. 12, в котором упомянутая втулка выполнена из уплотненного материала фильтра.

14. Курительное изделие по п. 1, в котором воздушный ротор установлен на валу, одна опора вращения которого выполнена в виде втулки, размещенной в торце центрального стержня курительной части.

15. Курительное изделие по п. 14, в котором упомянутая втулка выполнена из уплотненного материала центрального стержня курительной части.

16. Курительное изделие по п. 1, в котором воздушный ротор установлен на валу, по меньшей мере одна опора вращения которого выполнена в центральной части диска, установленного поперек центрального канала мундштука и имеющего по

меньшей мере одно отверстие для прохода вдыхаемого курильщиком во время затяжки воздушного потока.

17. Курительное изделие по любому из пп. 12-16, в котором упомянутая крыльчатка присоединена к воздушному ротору посредством диска, закрепленного на валу и имеющего по меньшей мере одно отверстие для прохода вдыхаемого курильщиком во время затяжки воздушного потока.