ИНГАЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЙ ИНГАЛЯЦИОННЫМ УСТРОЙСТВОМ, И НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2023 года по МПК A24F40/20 A24F40/46 A24F40/50 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к ингаляционному устройству, способу обработки информации и программе.

Уровень техники

[0002] Ингаляционные устройства, например электронные сигареты и небулайзеры, которые вырабатывают вещество, предназначенное для вдыхания пользователем, получили широкое распространение. Например, ингаляционное устройство вырабатывает аэрозоль с ароматическими компонентами, используя субстрат, содержащий источник аэрозоля для вырабатывания аэрозоля, ароматизатор для введения в генерируемый аэрозоль ароматических компонентов и тому подобное. Пользователь может ощущать вкус, вдыхая аэрозоль с ароматическими компонентами, вырабатываемый ингаляционным устройством.

[0003] С целью улучшения качества ингаляции были изучены различные конструкции ингаляционных устройств. Так, например, в приведенной ниже Патентной литературе 1 описывается ингаляционное устройство, которое вырабатывает аэрозоль путем нагревания субстрата в форме стержня (стика), вставляемого в ингаляционное устройство через вводное отверстие, предусмотренное в устройстве, при этом конструкция ингаляционного устройства обеспечивает сжатие стика субстрата за счет сужения вводного отверстия.

Список литературы Патентная литература

[0004] Патентная литература 1: Международная публикация №2019/081602

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0005] Однако технологии, описанные в Патентной литературе 1, предназначены для оптимизации положения стика субстрата, введенного во внутренний объем ингаляционного устройства через вводное отверстие, поэтому сложно судить, приводят ли эти технологии непосредственно к улучшению качества ингаляции.

[0006] Настоящее изобретение направлено на решение вышеуказанной проблемы и предлагает механизм, способный улучшить качество ингаляции.

Решение проблемы

[0007] Чтобы решить указанную выше проблему, в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается ингаляционное устройство, которое вырабатывает аэрозоль для вдыхания пользователем путем нагревания субстрата. Ингаляционное устройство содержит нагреватель, который вставляется внутрь субстрата, помещенного во внутренний объем, сформированный в ингаляционном устройстве, и нагревает субстрат, сжиматель, который сжимает зону субстрата, нагреваемую нагревателем, в направлении от периферийной области субстрата к нагревателю, и контроллер, который инициирует нагрев, выполняемый нагревателем, или сжатие, выполняемое сжимателем, на основании запуска другой из этих операций.

[0008] Контроллер может синхронизировать или по существу синхронизировать время начала нагрева, выполняемого нагревателем, и время начала сжатия, выполняемого сжимателем.

[0009] Сжиматель может сжимать субстрат, перемещаясь в направлении нагревателя.

[0010] Поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя может быть выпуклым.

[0011] Поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя может иметь форму выпуклой дуги.

[0012] Поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя может иметь форму выпуклой дуги радиусом 1 мм и шириной 2 мм.

[0013] Поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя может быть вогнутым.

[0014] Поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя может иметь форму вогнутой дуги.

[0015] Поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя может иметь форму вогнутой дуги радиусом 3 мм и шириной 5 мм.

[0016] Поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя может иметь форму вогнутой дуги радиусом 2,5 мм и шириной 5 мм.

[0017] Внешний диаметр субстрата может составлять 7,1 мм, а расстояние, на которое продвигается концевая поверхность сжимателя после контакта с периферийной областью субстрата в процессе сжатия, выполняемого сжимателем, может составлять 1 мм или меньше.

[0018] Ингаляционное устройство может содержать три сжимателя, которые могут сжимать субстрат с трех разных направлений.

[0019] Сжиматель может изготавливаться из термостойкого материала.

[0020] Контроллер может устанавливать время от начала до прекращения сжатия, выполняемого сжимателем, равным 70 секундам или меньше.

[0021] Контроллер может устанавливать время от начала до прекращения сжатия, выполняемого сжимателем, равным 10 секундам или меньше.

[0022] В зависимости от количества вдохов аэрозоля пользователем контроллер может регулировать время, когда прекращается сжатие, выполняемое сжимателем.

[0023] Кроме того, чтобы решить указанную выше проблему, другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ обработки информации, осуществляемый ингаляционным устройством, которое, нагревая субстрат, вырабатывает аэрозоль для вдыхания пользователем и содержит нагреватель, который вставляется внутрь субстрата, помещенного во внутренний объем, сформированный в ингаляционном устройстве, и который нагревает субстрат, а также сжиматель, который сжимает зону субстрата, нагреваемую нагревателем, в направлении от периферийной области субстрата к нагревателю. Способ обработки информации включает в себя инициирование нагрева, выполняемого нагревателем, или сжатия, выполняемого сжимателем, на основании запуска другой из этих операций.

[0024] Кроме того, чтобы решить указанную выше проблему, другим аспектом настоящего изобретения предлагается программа для компьютера, управляющего ингаляционным устройством, которое, нагревая субстрат, вырабатывает аэрозоль для вдыхания пользователем и содержит нагреватель, который вставляется внутрь субстрата, помещенного во внутренний объем, сформированный в ингаляционном устройстве, и который нагревает субстрат, а также сжиматель, который сжимает зону субстрата, нагреваемую нагревателем, в направлении от периферийной области субстрата к нагревателю. Эта программа позволяет компьютеру функционировать в качестве контроллера, который инициирует нагрев, выполняемый нагревателем, или сжатие, выполняемое сжимателем, на основании запуска другой из этих операций.

Преимущества изобретения

[0025] Как описано выше, в настоящем изобретении предлагается механизм, позволяющий улучшить качество ингаляции.

Краткое описание чертежей

[0026]

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая пример конфигурации ингаляционного устройства.

На фиг. 2 приведено разнесенное изображение ингаляционного устройства согласно варианту осуществления в перспективе.

На фиг. 3 представлен пример поперечного сечения ингаляционного устройства вдоль направления вставки/извлечения согласно варианту осуществления.

На фиг. 4 представлен пример поперечного сечения ингаляционного устройства в состоянии освобождения перпендикулярно направлению вставки/извлечения согласно варианту осуществления.

На фиг. 5 представлен пример поперечного сечения ингаляционного устройства в состоянии сжатия перпендикулярно направлению вставки/извлечения согласно варианту осуществления.

На фиг. 6 представлен пример поперечного сечения одного из сжимателей перпендикулярно направлению вставки/извлечения согласно варианту осуществления.

На фиг. 7 представлен другой пример поперечного сечения одного из сжимателей перпендикулярно направлению вставки/извлечения согласно варианту осуществления.

На фиг. 8 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством согласно варианту осуществления.

На фиг. 9 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством согласно варианту осуществления.

На фиг. 10 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством согласно варианту осуществления.

На фиг. 11 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством согласно варианту осуществления.

На фиг. 12 приведена диаграмма, представляющая результаты таблицы 4 в графической форме.

На фиг. 13 представлен пример блок-схемы процесса, выполняемого ингаляционным устройством согласно варианту осуществления.

Описание вариантов осуществления изобретения

[0027] Ниже подробно описывается предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Элементы конструкции, функциональные конфигурации которых по существу совпадают, обозначаются в настоящем документе и на прилагаемых чертежах одинаковыми ссылочными номерами и повторно не описываются.

[0028] Кроме того, элементы, обладающие по существу одинаковыми функциональными конфигурациями, могут различаться друг от друга с помощью различных буквенных обозначений, добавляемых к одинаковым ссылочным номерам в настоящем документе и на прилагаемых чертежах. Например, множество элементов, обладающих по существу одинаковыми функциональными конфигурациями, различаются друг от друга по мере необходимости, например как сжиматели 160А и 160В. Если множество элементов, обладающих по существу одинаковыми функциональными конфигурациями, не требуется различать между собой, то приводятся только одинаковые ссылочные номера. Если, например, в конкретном случае не требуется различать между собой сжиматели 160А и 160В, эти элементы конструкции будут просто называться сжимателями 160.

[0029] 1. Пример конфигурации ингаляционного устройства

Ингаляционное устройство согласно варианту осуществления вырабатывает вещество, предназначенное для вдыхания пользователем, путем нагревания содержимого, содержащегося в субстрате. В частности, ингаляционное устройство согласно варианту осуществления вырабатывает аэрозоль путем нагревания субстрата, содержащего внутри себя источник аэрозоля. Аэрозоль представляет собой пример вещества, предназначенного для вдыхания пользователем. Источник аэрозоля представляет собой пример содержимого, содержащегося в субстрате. Как вариант, вещество, вырабатывающееся ингаляционным устройством, может быть газом. Вдыхание пользователем вещества, вырабатываемого ингаляционным устройством, далее будет именоваться просто «вдыханием» или «затяжкой». Далее будут описаны все примеры конфигурации ингаляционного устройства. Пример конфигурации ингаляционного устройства согласно варианту осуществления будет описан ниже со ссылкой на фиг. 1.

[0030] На фиг. 1 представлена структурная схема, иллюстрирующая пример конфигурации ингаляционного устройства. Как показано на фиг. 1, ингаляционное устройство 100 согласно настоящему примеру конфигурации содержит источник питания 111, датчик 112, оповещатель 113, память 114, коммуникационный модуль 115, контроллер 116, нагреватель 121, сжиматели 160 и держатель 140. Пользователь делает вдох в состоянии, когда стик субстрата 150 удерживается держателем 140. Далее будут последовательно описаны соответствующие элементы конструкции.

[0031] Источник питания 111 хранит электрическую энергию. Затем источник питания 111 подает электроэнергию на соответствующие элементы конструкции ингаляционного устройства 100. Источник питания 111 может представлять собой, например, перезаряжаемый аккумулятор, в частности, вторичный литий-ионный аккумулятор. Источник питания 111 может заряжаться путем подключения к внешнему источнику питания с помощью кабеля USB (Universal Serial Bus) или аналогичным образом. Как вариант, источник питания 111 может заряжаться с использованием технологии беспроводной передачи энергии в состоянии, когда источник питания 111 физически не подключен к устройству передачи электроэнергии. Кроме того, источник питания 111 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы он был единственным компонентом, который можно отсоединить от ингаляционного устройства 100, чтобы заменить новым источником питания 111.

[0032] Датчик 112 обнаруживает различные виды информации, относящейся к ингаляционному устройству 100. Затем датчик 112 передает обнаруженную информацию в контроллер 116. В частности, датчик 112 может представлять собой датчик давления, например, конденсаторный микрофон. Тогда, если датчик 112 обнаруживает отрицательное давление, возникающее при вдохе пользователя, датчик 112 выдает в контроллер 116 информацию о том, что пользователь сделал вдох. В другом случае датчик 112 может представлять собой устройство ввода, которое принимает информацию, вводимую пользователем, например, с помощью кнопки или переключателя. В частности, датчик 112 может содержать кнопку, которая дает команду начать/остановить выработку аэрозоля. Тогда датчик 112 передает введенную обнаруженную информацию в контроллер 116. Еще в одном примере датчик 112 представляет собой датчик температуры, который регистрирует температуру нагревателя 121. Датчик температуры определяет температуру нагревателя 121 на основании, например, электрического сопротивления электропроводящей цепи нагревателя 121. Вместо этого датчик 112 может определять температуру стика субстрата 150, удерживаемого держателем 140, на основании температуры нагревателя 121.

[0033] Оповещатель 113 информирует пользователя. В частности, оповещатель 113 может представлять собой светоизлучающее устройство, например светодиод (LED, light-emitting diode). В этом случае оповещатель 113 излучает различные комбинации световых сигналов в зависимости от конкретной ситуации, например, когда требуется зарядить источник питания 111, когда источник питания 111 заряжается, или когда ингаляционное устройство 100 неисправно. В данном случае под комбинацией световых сигналов понимается сочетание цвета, времени включения светоизлучающего устройства, времени выключения светоизлучающего устройства и других характеристик. В дополнение к светоизлучающему устройству или вместо него оповещатель 113 может содержать дисплей для вывода изображения, звуковой выход для вывода звука, вибрационное устройство для передачи вибрации и другие подобные устройства. Как вариант, оповещатель 113 может сообщать о возможности выполнения вдоха пользователем. Информация о возможности выполнения вдоха пользователем поступает в тот момент, когда температура стика субстрата 150, нагреваемого нагревателем 121, достигает определенного значения.

[0034] В памяти 114 хранятся различные виды информации для работы ингаляционного устройства 100. Память 114 может представлять собой, например, энергонезависимый носитель информации, такой как флеш-память. Примером информации, хранящейся в памяти 114, может служить информация об ОС (операционной системе) ингаляционного устройства 100, например, сведения об управляющих функциях, выполняемых контроллером 116 в отношении соответствующих элементов конструкции. Другим примером информации, хранящейся в памяти 114, может служить информация о вдохах пользователя, в частности, количество вдохов, время вдохов и совокупная длительность вдохов.

[0035] Коммуникационный модуль 115 предоставляет коммуникационный интерфейс для обмена информацией между ингаляционным устройством 100 и другим устройством. Коммуникационный модуль 115 поддерживает связь в соответствии с каким-либо стандартом проводной или беспроводной связи. В качестве такого стандарта связи может использоваться, например, беспроводная локальная сеть (LAN, local area network), проводная сеть LAN, беспроводная сеть Wi-Fi (зарегистрированный товарный знак), беспроводная сеть Bluetooth (зарегистрированный товарный знак) или другие подобные стандарты. Например, коммуникационный модуль 115 может передавать информацию о вдохе пользователя на смартфон, чтобы смартфон мог отобразить эту информацию. В другом примере коммуникационный модуль 115 может получать с сервера новую информацию об ОС для обновления информации об ОС, хранящейся в памяти 114.

[0036] Контроллер 116 выполняет функции модуля арифметической обработки и управляющего устройства и управляет всеми операциями внутри ингаляционного устройства 100 в соответствии с различными программами. Контроллер 116 реализован в виде электронной схемы, например, в виде центрального процессора (CPU, Central Processing Unit) или микропроцессора. Кроме того, контроллер 116 может содержать постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором хранится используемая программа, арифметические параметры и другие данные, а также оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), где временно хранятся параметры или другие данные, которые могут изменяться. Под управлением контроллера 116 ингаляционное устройство 100 осуществляет различные процессы. Примерами процессов, происходящих под управлением контроллера 116, могут служить подача электропитания от источника питания 111 на другие элементы конструкции, зарядка источника питания 111, обнаружение информации датчиком 112, передача информации оповещателем 113, хранение/считывание информации памятью 114 и передача/прием информации коммуникационным модулем 115. К примерам процессов, которыми управляет контроллер 116, относятся также сжатие и освобождение (прекращение сжатия) сжимателей 160. Контроллер 116 также управляет другими процессами, выполняемыми ингаляционным устройством 100, например вводом информации в соответствующие элементы конструкции и процессами, основывающимися на информации, полученной от соответствующих элементов конструкции.

[0037] Держатель 140 имеет внутренний объем 141 и удерживает стик субстрата 150 в состоянии, в котором часть стика субстрата 150 находится во внутреннем объеме 141. В держателе 140 имеется отверстие 142, через которое внутренний объем 141 сообщается с внешней средой. Держатель 140 удерживает стик субстрата 150, который вставляется во внутренний объем 141 через отверстие 142. Например, держатель 140 может иметь трубчатое тело, основаниями которого служат отверстие 142 и дно 143. Такое трубчатое тело ограничивает внутренний объем 141, имеющий столбчатую форму. Держатель 140 также выполняет функцию воздуховода для воздушного потока, проходящего через стик субстрата 150. Например, в дне 143 предусмотрено впускное отверстие, через которое воздух поступает в такой воздуховод. При этом отверстие 142 служит выпускным отверстием, через которое воздух выходит из такого воздуховода.

[0038] Стик субстрата 150 представляет собой стержневой элемент. Наружная поверхность стика субстрата 150 сформирована намотанным вокруг субстрата листовым элементом. Примером такого листового элемента может служить рулонная бумага. Стик субстрата 150 состоит из субстратной части 151 и мундштука 152.

[0039] Субстратная часть 151 содержит источник аэрозоля. Источник аэрозоля подвергается нагреванию, в результате чего вырабатывается аэрозоль. В качестве источника аэрозоля используется жидкость, например, многоатомный спирт или вода. Примерами многоатомных спиртов являются глицерин, пропиленгликоль и другие подобные вещества. Источник аэрозоля может также содержать табак или экстракт табака, который при нагревании выделяет ароматические компоненты. Если ингаляционное устройство 100 относится к категории медицинских ингаляторов, то источником аэрозоля может быть лекарственное средство, предназначенное для вдыхания пациентом. Источник аэрозоля может быть как жидким, так и твердым. В состоянии, когда стик субстрата 150 удерживается держателем 140, по меньшей мере некоторая часть субстратной части 151 размещается во внутреннем объеме 141 держателя 140.

[0040] В частности, источник аэрозоля содержится в объекте любой формы, например гранулах или листе, и субстратная часть 151 заполнена источником аэрозоля. Объекты, содержащие источник аэрозоля, в дальнейшем также будут называться элементами субстрата. Субстратная часть 151 заполнена элементами субстрата так, чтобы между ними оставались зазоры, которые пропускают воздушный поток.

[0041] В процессе ингаляции пользователь держит мундштук 152 во рту. В состоянии, когда стик субстрата 150 удерживается держателем 140, по меньшей мере некоторая часть мундштука 152 выступает из отверстия 142. Когда пользователь делает вдох, держа во рту мундштук 152, выступающий из отверстия 142, воздух поступает во внутренний объем держателя 140 через отверстие для забора воздуха (не показано). Поток воздуха проходит через внутренний объем 141 держателя 140 и попадает в рот пользователя вместе с аэрозолем, вырабатываемым субстратной частью 151.

[0042] Нагреватель 121 нагревает источник аэрозоля для его атомизации и выработки аэрозоля. Нагреватель 121 изготавливается из любого материала, например металла или полиимида. Нагреватель 121 может иметь любую форму, в частности, лезвиеобразную или столбчатую форму (например, форму иглы), и располагается таким образом, чтобы нагреватель 121 выступал из дна 143 держателя 140 в направлении внутреннего объема 141 держателя 140. Таким образом, когда стик субстрата 150 вставляется в держатель 140, нагреватель 121 втыкается в стержневой субстрат 150 таким образом, что нагреватель 121 фиксируется в субстратной части 151 стика субстрата 150. Затем, когда нагреватель 121 производит нагрев, источник аэрозоля, содержащийся в стике субстрата 150, нагревается и распыляется наружу из стика субстрата 150, тем самым вырабатывая аэрозоль. Нагреватель 121 производит нагрев, когда источник питания 111 подает на него электропитание. Например, подача электропитания и выработка аэрозоля может происходить в том случае, если датчик 112 обнаруживает предварительно определенную информацию, вводимую пользователем. Пользователь может совершать вдох, когда температура стика субстрата 150, нагреваемого нагревателем 121, достигает предварительно заданного значения. Затем подача электропитания может быть прекращена, если датчик 112 обнаружит предварительно определенную информацию от пользователя, или по истечении определенного периода времени. В другом примере подача электропитания и выработка аэрозоля может происходить, пока датчик 112 обнаруживает, что пользователь совершает вдох.

[0043] Нагрев, проводимый до тех пор, пока температура стика субстрата 150 не достигнет определенной величины, также называется предварительным нагревом. Кроме того, такая определенная температура также называется температурой ингаляции. Время, необходимое для достижения температуры ингаляции, далее в настоящем описании также будет называться временем предварительного нагрева. Нагрев для поддержания температуры может выполняться даже после того, как температура стика субстрата 150 достигнет температуры ингаляции в результате предварительного нагрева.

[0044] Сжиматели 160 сжимают стик субстрата 150, удерживаемый держателем 140. В частности, сжиматели 160 сжимают стик субстрата 150, удерживаемый держателем 140, в нагреваемой зоне, которая нагревается нагревателем 121, в направлениях 190 от периферийной области стержневого субстрата 150 к нагревателю 121. Субстратная часть 151 представляет собой нагреваемую зону. Далее в настоящем описании эти направления также будут называться направлениями сжатия 190. Состояние, в котором сжиматели 160 сжимают стик субстрата 150, также будет называться состоянием сжатия. Состояние, в котором сжиматели 160 не сжимают стик субстрата 150, также будет называться состоянием освобождения. Ниже приводится подробное описание конфигурации сжимателей 160.

[0045] 2. Конфигурация механизма сжатия

(1) Общая конфигурация

Пример механизма, в котором сжиматели 160 сжимают стик субстрата 150, будет описываться со ссылкой на фиг. 2-5.

[0046] На фиг. 2 приведено разнесенное изображение ингаляционного устройства 100 в перспективе согласно варианту осуществления. На фиг. 3 представлен пример поперечного сечения ингаляционного устройства 100 вдоль направления вставки/извлечения 191 согласно варианту осуществления. На фиг. 4 представлено поперечное сечение ингаляционного устройства 100 в состоянии освобождения перпендикулярно направлению вставки/извлечения 191 согласно варианту осуществления. На фиг. 5 представлено поперечное сечение ингаляционного устройства 100 в состоянии сжатия перпендикулярно направлению вставки/извлечения 191 согласно варианту осуществления.

[0047] Как показано на фиг. 2-5, ингаляционное устройство 100 включает в себя сжиматели 160 (160А-160С), нагреватель 121, краевую часть 171, внутреннюю стенку 172, первый поворотный узел 174, второй поворотный узел 175, первое дно 177 и второе дно 178. На этих чертежах показаны элементы конструкции, относящиеся к держателю 140, нагревателю 121 и сжимателям 160, остальные элементы конструкции опущены.

[0048] Направления сжатия 190 определены для множества сжимателей 160 (160А-160С), которые входят в состав ингаляционного устройства 100. Например, направление сжатия 190А соответствует направлению от сжимателя 160А к нагревателю 121. Направление сжатия 190В соответствует направлению от сжимателя 160В к нагревателю 121. Направление сжатия 190С соответствует направлению от сжимателя 160С к нагревателю 121.

[0049] Направление вставки/извлечения 191 соответствует направлению, в котором стик субстрата 150 вставляется в ингаляционное устройство 100 или извлекается из него. Направление вставки/извлечения 191 или направление, в котором вставляется стик субстрата 150, также называется направлением вставки. Направление вставки/извлечения 191 или направление, в котором извлекается стик субстрата 150, также называется направлением извлечения. Направление вставки/извлечения 191 перпендикулярно множеству направлений сжатия 190А-190С. Стик субстрата 150 вставляется в ингаляционное устройство 100 так, что его продольная ось совпадает с направлением вставки/извлечения 191.

[0050] Направление вращения вокруг оси вращения, совпадающей с направлением вставки/извлечения 191, также называется направлением вращения 192. Направление вращения 192 по часовой стрелке лицом по направлению вставки 191А также называется правым направлением вращения 192А. Направление вращения 192 против часовой стрелки лицом по направлению вставки 191А также называется левым направлением вращения 192А.

[0051] Ниже подробно описываются характеристики сжимателей 160 в рамках последовательного описания элементов конструкции, изображенных на фиг. 2-5. Однако при описании элементов конструкции характеристики сжимателя 160А могут рассматриваться как типичные примеры. Очевидно, что сжиматели 160В и 160С обладают теми же характеристиками, что и сжиматель 160А.

[0052] Краевая часть 171 представляет собой элемент, который закрывает край отверстия 142 держателя 140. Краевая часть 171 имеет цилиндрическую форму. Краевая часть 171 находится на краю внутренней стенки 172 и второго поворотного узла 175 в направлении извлечения 191В.

[0053] Внутренняя стенка 172 представляет собой элемент, который образует внутреннюю стенку внутреннего объема 141 держателя 140. Внутренняя стенка 172 имеет цилиндрическую форму. Во внутренней стенке 172 предусмотрены первые отверстия 173 (173А-173С). Первые отверстия 173 достаточно велики, чтобы через них могли пройти зубья 161 соответствующих сжимателей 160. Внутренняя стенка 172 расположена внутри верхней части 175В второго поворотного узла 175, имеющего цилиндрическую форму в направлении извлечения 191В. В частности, внутренняя стенка 172 выполнена таким образом, что положения первых отверстий 173 и вторых отверстий 176, предусмотренных в верхней части 175В второго поворотного узла 175, совпадают. Пространство внутри внутренней стенки 172 соответствует внутреннему объему 141 держателя 140.

[0054] Первый поворотный узел 174 представляет собой элемент, вращающийся в направлении вращения 192. Первый поворотный узел 174 имеет цилиндрическую форму. Первый поворотный узел 174 расположен таким образом, чтобы охватывать периферийную область верхней части 175В второго поворотного узла 175. Поверхности внутренней стенки 179 первого поворотного узла 174 сформированы таким образом, что их высота в направлениях сжатия 190 изменяется вдоль направления вращения 192.

[0055] Второй поворотный узел 175 представляет собой элемент, вращающийся в направлении вращения 192. Второй поворотный узел 175 содержит верхнюю часть 175В, которая расположена в направлении извлечения 191В, и нижнюю часть 175А, которая расположена в направлении вставки 191А. Верхняя часть 175В и нижняя часть 175Аимеют цилиндрическую форму. Наружный диаметр поперечного сечения верхней части 175В меньше наружного диаметра поперечного сечения нижней части 175А. В частности, наружный диаметр поперечного сечения верхней части 175В меньше наружного диаметра поперечного сечения первого поворотного узла 174. Второй поворотный узел 175 выполнен таким образом, что верхняя часть 175В находится внутри первого поворотного узла 174. С другой стороны, наружный диаметр поперечного сечения нижней части 175А обычно совпадает или практически совпадает с наружным диаметром поперечного сечения первого поворотного узла 174. В итоге ступенька на границе между периферийной областью нижней части 175А и периферийной областью первого поворотного узла 174 сводится к минимуму. В верхней части 175В предусмотрены вторые отверстия 176 (176А-176С). Вторые отверстия 176 достаточно велики, чтобы через них могли пройти зубья 161 соответствующих сжимателей 160.

[0056] Первый поворотный узел 174 и второй поворотный узел 175 вращаются в противоположных направлениях. Когда первый поворотный узел 174 и второй поворотный узел 175 вращаются, сжиматели 160 сжимают или разжимают стик субстрата 150. Ниже в описании предполагается, что положение второго поворотного узла 175 фиксировано, а первый поворотный узел 174 вращается в правом направлении вращения 192А или левом направлении вращения 192В. Первый поворотный узел 174 и второй поворотный узел 175 могут также вращаться пользователем. Как вариант, первый поворотный узел 174 и второй поворотный узел 175 могут вращаться автоматически при помощи механизма, который не показан на чертеже, например, мотора.

[0057] Первое дно 177 и второе дно 178 представляют собой элементы, образующие край ингаляционного устройства 100 в направлении вставки 191А. Первое дно 177 и второе дно 178 соединены между собой таким образом, что конец нагревателя 121 выступает из первого дна 177, при этом нагреватель 121 расположен в зазоре между первым дном 177 и вторым дном 178. Кроме того, первое дно 177 и второе дно 178 установлены в нижней части 175А второго поворотного узла 175, а конец нагревателя 121, выступающий из первого дна 177, оказывается во внутреннем объеме внутренней стенки 172, имеющейся в верхней части 175В второго поворотного узла 175.

[0058] Нагреватель 121 расположен таким образом, что его конец выступает во внутренний объем внутренней стенки 172. Когда стик субстрата 150 вставляется во внутренний объем внутренней стенки 172, конец нагревателя 121 втыкается в субстратную часть 151 стика субстрата 150 и вводится в стик субстрата 150. Нагреватель 121 может нагревать источник аэрозоля, находящийся в расположенных вокруг него элементах субстрата, выделяя тепло.

[0059] Ингаляционное устройство 100 согласно представленной конфигурации содержит три сжимателя 160, а именно сжиматели 160А-160С. Все три сжимателя 160 сжимают стик субстрата 150 с трех разных направлений. При такой конфигурации все сжиматели 160 могут сжимать стик субстрата 150 независимо от его положения и ориентации во внутреннем объеме 141 держателя 140.

[0060] Сжиматели 160 состоят из зубьев 161 и оснований 162. Зубья 161 представляют собой плоские элементы, вытянутые в направлении вставки/извлечения 191 и в направлении сжатия 190. Основания 162 представляют собой стержневые элементы, вытянутые в направлении вставки/извлечения 191. Сжиматели 160 расположены таким образом, что основания 162 контактируют с поверхностями внутренней стенки 179 первого поворотного узла 174, а положения зубьев 161, первых отверстий 173 и вторых отверстий 176 соответственно совпадают. Между сжимателями 160 и вторым поворотным узлом 175 имеется механизм, например пружины, позволяющий придать сжимателям 160 упругость в направлениях, противоположных направлениям сжатия 190.

[0061] Сжиматели 160 сжимают стик субстрата 150, перемещаясь в направлениях сжатия 190. В частности, при вращении первого поворотного узла 174, основания 162 скользят по поверхностям внутренней стенки 179 первого поворотного узла 174. В итоге положения сжимателей 160 в направлениях сжатия 190 изменяются в соответствии с изменением высоты поверхностей внутренних стенок 179 в направлениях сжатия 190.

[0062] Здесь высота поверхностей внутренней стенки 179 первого поворотного узла 174 в направлениях сжатия 190 увеличивается в правом направлении вращения 192А и уменьшается в левом направлении вращения 192В для каждого из множества сжимателей 160. Так, например, высота внутренней стенки 179А, с которой контактирует основание 162А сжимателя 160А, в направлениях сжатия 190 увеличивается в правом направлении вращения 192А и уменьшается в левом направлении вращения 192В.

[0063] Поэтому, когда первый поворотный узел 174 вращается в левом направлении вращения 192В, высота поверхностей внутренней стенки 179 в точках, где основания 162 контактируют с поверхностями внутренней стенки 179, постепенно увеличивается, и сжиматели 160 перемещаются в направлениях сжатия 190. Например, когда первый поворотный узел 174 вращается в левом направлении вращения 192В, высота внутренней стенки 179А в точке, где основание 162А сжимателя 160А контактирует с внутренней стенкой 179А, постепенно увеличивается, и сжиматель 160А перемещается в направлении сжатия 190А. В результате, как показано на фиг. 5, зубья 161 проходят сквозь первые отверстия 173 и вторые отверстия 176 и сжимают стик субстрата 150. Например, зуб 161А сжимателя 160А проходит сквозь первое отверстие 173А и второе отверстие 176А и сжимает стик субстрата 150.

[0064] С другой стороны, когда первый поворотный узел 174 вращается в правом направлении вращения 192А, высота поверхностей внутренней стенки 179 в точках, где основания 162 контактируют с поверхностями внутренней стенки 179, постепенно уменьшается. В итоге сжиматели 160 перемещаются в направлениях, противоположных направлениям сжатия 190, благодаря силе упругости, создаваемой механизмом, например пружинами, установленными между сжимателями 160 и вторым поворотным узлом 175. Например, когда первый поворотный узел 174 вращается в правом направлении вращения 192А, высота внутренней стенки 179А в точке, где основание 162А сжимателя 160А контактирует с внутренней стенкой 179А, постепенно уменьшается, и сжиматель 160А перемещается в направлении, противоположном направлению сжатия 190А. В результате, как показано на фиг. 4, зубья 161 проходят сквозь первые отверстия 173 и вторые отверстия 176 и отделяются от стика субстрата 150. Например, зуб 161А сжимателя 160А проходит сквозь первое отверстие 173А и второе отверстие 176А и отделяется от стика субстрата 150.

[0065] (2) Форма концов сжимателей 160

На фиг. 6 представлен пример поперечного сечения одного из сжимателей 160 перпендикулярно направлению вставки/извлечения 191 согласно варианту осуществления. Как показано на фиг. 6, поперечное сечение концевой поверхности сжимателя 160 (точнее, зуба 161) в направлении сжатия 190 может быть выпуклым. В частности, поперечное сечение концевой поверхности сжимателя 160 (точнее зуба 161) в направлении сжатия 190 может иметь форму выпуклой дуги. Ширина дуги концевой поверхности зуба 161, радиус дуги концевой поверхности зуба 161, длина сжатия и внешний диаметр субстратной части 151 обозначены соответственно W_C, R_C, L_C и D_S и могут иметь любые размеры. Под длиной сжатия L_C понимается расстояние, на которое перемещается концевая поверхность сжимателя 160 (точнее зуба 161) после соприкосновения с периферийной областью субстратной части 151 в процессе сжатия, выполняемого сжимателем 160. Например, размеры могут быть заданы в соответствии со следующей таблицей 1.

[0067] На фиг. 7 представлен другой пример поперечного сечения одного из сжимателей 160 перпендикулярно направлению вставки/извлечения 191 согласно варианту осуществления. Как показано на фиг. 7, поперечное сечение концевой поверхности сжимателя 160 (точнее зуба 161) в направлении сжатия 190 может быть вогнутым. В частности, поперечное сечение концевой поверхности сжимателя 160 (точнее зуба 161) в направлении сжатия 190 может иметь форму вогнутой дуги. Ширина дуги концевой поверхности зуба 161, радиус дуги концевой поверхности зуба 161, длина сжатия и внешний диаметр субстратной части 151 обозначены соответственно W_C, R_C, L_C И D_S и могут иметь любые размеры. Два конца вогнутой дуги концевой поверхности зуба 161 могут иметь форму выпуклых дуг. Радиусы дуг на обоих концах дуги концевой поверхности зуба 161 обозначены R_H и могут иметь любые размеры. Например, размеры могут быть заданы в соответствии со следующей таблицей 2.

[0069] (3) Временные параметры сжатия и нагрева

В ингаляционном устройстве 100 согласно варианту осуществления нагрев, выполняемый нагревателем 121, или сжатие, выполняемое сжимателями 160, запускаются на основании запуска другой из этих операций. В одном из примеров ингаляционное устройство 100 начинает сжатие, выполняемое сжимателями 160, на основании начала нагрева, выполняемого нагревателем 121. В этом случае сжатие, выполняемое сжимателями 160, происходит автоматически. В другом примере ингаляционное устройство 100 начинает предварительный нагрев, выполняемый нагревателем 121, на основании начала сжатия, выполняемого сжимателями 160. В этом случае сжатие, выполняемое сжимателями 160, может осуществляться вручную или автоматически.

[0070] При наличии зазоров между нагревателем 121 и элементами субстрата снижается теплопередача от нагревателя 121 к субстратной части 151 в целом, что затрудняет эффективную выработку аэрозоля. Однако, если одновременно с нагревом выполняется сжатие, то увеличивается поверхность соприкосновения между нагревателем 121 и элементами субстрата, благодаря чему повышается теплопередача.

[0071] При наличии зазоров между элементами субстрата в субстратной части 151 снижается теплопередача от нагревателя 121 к субстратной части 151 в целом, что затрудняет эффективную выработку аэрозоля. Однако если одновременно с нагревом выполняется сжатие, то можно повысить плотность элементов субстрата в субстратной части 151, благодаря чему повышается теплопередача.

[0072] Благодаря повышению теплопередачи усиливается эффект увеличения температуры субстратной части 151, благодаря чему сокращается время предварительного нагрева. Таким образом можно улучшить качество ингаляции.

[0073] Кроме того, по истечении определенного периода времени с момента начала сжатия, выполняемого сжимателями 160, ингаляционное устройство 100 прекращает сжатие, выполняемое сжимателями 160. Другими словами, ингаляционное устройство 100 ограничивает длительность сжатия определенным периодом времени. Под длительностью сжатия понимается интервал времени от начала сжатия, выполняемого сжимателями 160, до его прекращения. В конфигурации, подробно описанной ниже со ссылкой на результаты экспериментов, можно улучшить эффект увеличения температуры субстратной части 151, повысить количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа, а также уменьшить прилипание и выпадение элементов субстрата. Таким образом можно улучшить качество ингаляции.

[0074] 3. Предпочтительная конфигурация на основании результатов экспериментов

Авторы изобретения провели различные эксперименты со сжатием, выполняемым сжимателями 160, и определили предпочтительную конфигурацию ингаляционного устройства 100. Ниже в первую очередь описываются условия, общие для всех экспериментов. Затем описываются результаты экспериментов и предпочтительная конфигурация ингаляционного устройства 100.

[0075] К размерам сжимателей 160 относятся описанные выше размеры C1 - C4. Предполагается, что эффективное усилие сжимателей 160 составляет 25 Н, а давление составляет 0,4 МПа. Сжиматели 160 изготавливаются из нержавеющей стали (SUS) или полиэфирэфиркетона (PEEK).

[0076] Нагреватель 121 представляет собой столбчатый керамический нагреватель диаметром 2,5 мм. Температура нагревателя 121 во время нагрева составляет 350°C. Температура нагревателя 121 повышается примерно от 25°C до 350°C. Если стик субстрата 150 не вставлен в ингаляционное устройство 100, то температура нагревателя 121 повышается до 350°C моментально. Если же стик субстрата 150 вставлен в ингаляционное устройство 100, то для повышения температуры нагревателя 121 до 350°C требуется около 10 секунд. Температуру субстратной части 151 определяет датчик температуры, вставленный в субстратную часть 151.

[0077] Аппарат имитирует затяжку с расходом потока 55 см³ в течение 2 секунд. Затяжка производится каждые 30 секунд. Источником аэрозоля является глицерин. Количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа анализируется методом газовой хроматографии.

[0078] Все описанные ниже результаты экспериментов представляют собой усредненные результаты трех экспериментов, проведенных в одинаковых условиях по одной и той же методике.

[0079] - Эксперименты на разрыв

Авторы изобретения провели эксперименты по изучению образования разрыва, когда сжиматели 160 выполняют сжатие. Под разрывом понимается разрыв оберточной бумаги стика субстрата 150.

[0080] Ниже описываются методика и условия проведения эксперимента. Авторы изобретения исследовали, каким образом происходит разрыв в ингаляционном устройстве 100, в котором используется один из размеров, показанных в приведенных выше таблицах 1 и 2, в условиях, когда сжиматели 160 выполняют сжатие в течение 15 секунд, после чего разжимаются. Испытания проводились при температуре 22°C и влажности 50%. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.

[0082] Размер D_S' в таблице 3 обозначает внешний диаметр субстратной части 151 после сжатия.

[0083] Согласно данным таблицы 3, в случаях размеров С1 и С3 на стике субстрата 150 остались следы сжатия, но он не был разорван. С другой стороны, при использовании размеров С2 и С4 стик субстрата 150 был разорван. Разрыв возникал в том месте, где изменялась жесткость стика субстрата 150 в продольном направлении. Изменение жесткости обусловлено различным наполнением.

[0084] Как показывают результаты экспериментов, при внешнем диаметре стика субстрата 150 7,1 мм, длина сжатия L_C должна быть меньше или равна 1 мм. Это объясняется тем, что при длине сжатия L_C, превышающей 1 мм, происходит разрыв. Кроме того, как следует из результатов экспериментов, желательно, чтобы длина сжатия L_C была меньше или равна 0,5 мм. Это связано с тем тем, что если длина сжатия L_C меньше или равна 0,5 мм, разрыв не возникает. Длина сжатия L_C может изменяться по мере необходимости в зависимости от внешнего диаметра D_S стика субстрата 150.

[0085] - Эксперименты в отношении материала

Авторы изобретения провели эксперименты по исследованию связи между материалом сжимателей 160 и эффектом увеличения температуры.

[0086] Ниже описываются методика и условия проведения эксперимента. Авторы изобретения проверили временные изменения температуры субстратной части 151 после начала предварительного нагрева нагревателем 121 для разных материалов сжимателей 160 при сжатии или в его отсутствие. Испытания проводились при температуре 22°C и влажности 60%.

[0087] На фиг. 8 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством 8 согласно варианту осуществления. По горизонтальной оси графика 200 отложено время предварительного нагрева. Время предварительного нагрева соответствует времени, прошедшему с момента начала предварительного нагрева. По вертикальной оси графика 200 отложена температура внешнего слоя (т.е. оберточной бумаги) нагреваемой зоны субстратной части 151. На графике 200 имеются линии 201-203. Линия 201 отражает результаты экспериментов в то время, когда сжиматели 160, изготовленные из нержавеющей стали (SUS), не выполняли сжатие. Линия 202 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160, изготовленными из нержавеющей стали (SUS). Линия 203 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160, изготовленными из PEEK.

[0088] При сравнении линий 201 и 202 видно, что в интервале времени 204 от 0 до примерно 18 секунд после начала предварительного нагрева в один и то же момент времени температура субстратной части 151 выше для линии 202, чем для линии 201. То есть, в интервале 204 увеличение температуры субстратной части 151 может быть достигнуто путем сжатия с помощью сжимателей 160, изготовленных из нержавеющей стали (SUS).

[0089] Из сравнения линий 201 и 203 видно, что в интервале времени 205 от 0 до примерно 70 секунд после начала предварительного нагрева в один и то же момент времени температура субстратной части 151 выше для линии 203, чем для линии 201. То есть, в интервале 205 увеличение температуры субстратной части 151 может быть достигнуто путем сжатия с помощью сжимателей 160, изготовленных из PEEK.

[0090] Как следует из описанных выше результатов экспериментов, предпочтительно изготавливать сжиматели 160 из термостойкого материала. Примером термостойкого материала может служить металл, например нержавеющая сталь (SUS). Другим примером термостойкого материала может служить неметаллический материал, например PEEK. При такой конфигурации можно добиться увеличения температуры субстратной части 151.

[0091] Из сравнения линий 202 и 203 видно, что в один и то же момент времени температура субстратной части 151 значительно выше для линии 203, чем для линии 202. Это означает, что если в качестве материала сжимателей 160 используется PEEK, то увеличение температуры может быть больше, чем когда в качестве материала сжимателей 160 используется нержавеющая сталь (SUS). Это различие предположительно связано с теплопроводностью. Теплопроводность нержавеющей стали (SUS) составляет 236 Вт/м⋅°C. Теплопроводность PEEK составляет 0,25 Вт/м⋅°C.

[0092] - Эксперименты по оценке влияния сжатия на увеличение температуры

Авторы изобретения провели эксперименты по исследованию связи между временем сжатия и увеличением температуры.

[0093] Ниже описываются методика и условия проведения эксперимента. Авторы изобретения проверили изменения во времени температуры субстратной части 151 после начала предварительного нагрева нагревателем 121 в условиях наличия или отсутствия сжатия, выполняемого сжимателями 160, а также в зависимости от длительности сжатия, времени начала сжатия и формы концов сжимателей 160. Испытания проводились при температуре 22°C и влажности 60%. Сжиматели 160 были изготовлены из нержавеющей стали (SUS).

[0094] На фиг. 9 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством 8 согласно варианту осуществления. По горизонтальной оси графика 210 отложено время, прошедшее с момента начала предварительного нагрева. По вертикальной оси графика 210 отложена температура внешнего слоя (т.е. рулонной бумаги) нагреваемой части субстратной части 151. На графике 210 показаны линии 211-217. Линия 211 отражает результаты экспериментов в условиях, когда сжиматели 160 не выполняют сжатие. Линия 212 отражает результаты экспериментов в условиях постоянного сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами. Линия 213 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами в течение 5 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия 214 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами в течение 10 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия 215 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами в течение 20 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия 216 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с вогнутыми концами в течение 5 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия 217 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами в течение 5 секунд до момента начала предварительного нагрева.

[0095] Из сравнения линий 211 и 217 видно, что в один и то же момент времени температура субстратной части 151 значительно выше для линии 211, чем для линии 217. С другой стороны, из сравнения линии 211 и линий 212-216 видно, что в один и то же момент времени температура субстратной части 151 значительно выше для линий 212-216, чем для линии 211. Таким образом, увеличение температуры субстратной части 151 может быть достигнуто путем выполнения сжатия с помощью сжимателей 160 после начала предварительного нагрева, а не до него (например, одновременно с началом предварительного нагрева).

[0096] Согласно приведенным выше результатам экспериментов, желательно, чтобы сжиматели 160 выполняли сжатие во время предварительного нагрева. Поэтому ингаляционное устройство 100 синхронизирует время начала нагрева, выполняемого нагревателем 121, с временем начала сжатия, выполняемого сжимателями 160. То есть ингаляционное устройство 100 одновременно начинает предварительный нагрев, выполняемый нагревателем 121, и сжатие, выполняемое сжимателями 160. С помощью такой конфигурации можно добиться желаемого эффекта увеличения температуры. Нет необходимости уточнять, что ингаляционное устройство 100 не обязательно должно точно синхронизировать время начала нагрева, выполняемого нагревателем 121, с временем начала сжатия, выполняемого сжимателями 160; требуется лишь, чтобы время начала нагрева и время начала сжатия по существу совпадали. Под «совпадением по существу» в данном случае понимается ситуация, когда время начала нагрева и время начала сжатия различаются не больше чем на 1 секунду. С помощью такой конфигурации также можно добиться желаемой увеличение температуры.

[0097] Из сравнения линии 211 и линий 212-216 видно, что в один и то же момент времени температура субстратной части 151 значительно выше для линий 212-216, чем для линии 211. Разница температур относительно невелика в интервале времени сразу после начала предварительного нагрева (например, в интервале 218 вплоть до 22 секунд после начала предварительного нагрева). В интервале 219, который составляет 40 секунд или более после начала предварительного нагрева, разница температур сравнительно велика. Таким образом, увеличение температуры может быть достигнуто не только во время сжатия, но и в течение длительного периода времени после освобождения.

[0098] В то же время из сравнения линий 211 и 212 видно, что в один и тот же момент времени температура субстратной части 151 выше для линии 212, чем для линии 211 в интервале до 70 секунд после начала предварительного нагрева, но выше для линии 211, чем для линии 212 по истечении 70 секунд после начала предварительного нагрева. То есть, при постоянном сжатии затруднительно добиться увеличения температуры через 70 секунд или более после начала предварительного нагрева.

[0099] Далее, при сравнении линии 212 и линий 213-216 видно, что в один и то же момент времени температура субстратной части 151 значительно выше для линий 213-216, чем для линии 212. То есть, более высокая температура может быть достигнута путем освобождения в соответствующий момент времени после сжатия, а не при постоянном сжатии.

[0100] Таким образом, по истечении определенного интервала времени после начала сжатия, выполняемого сжимателями 160, ингаляционное устройство 100 прекращает сжатие. В одном из примеров, поскольку наиболее высокая температура субстратной части 151 среди линий 213-215 в один и тот же момент времени наблюдается для линии 214, рекомендуется, чтобы длительность сжатия составляла примерно 10 секунд при использовании сжимателей 160 с выпуклыми концами. В другом примере, когда используются сжиматели 160 с вогнутыми концами, рекомендуемая длительность сжатия составляет примерно 5 секунд. При такой конфигурации можно добиться увеличения температуры субстратной части 151.

[0101] - Эксперименты в отношении количества аэрозоля в составе вдыхаемого газа при начальной затяжке

Авторы изобретения провели эксперименты по исследованию связи между длительностью сжатия и количеством аэрозоля в составе вдыхаемого газа при начальной затяжке. Под начальной затяжкой подразумевается первая затяжка.

[0102] Ниже описываются методика и условия проведения эксперимента. Авторы изобретения проверили количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа при начальной затяжке в условиях наличия или отсутствия сжатия, выполняемого сжимателями 160, а также в зависимости от длительности сжатия и формы концов сжимателей 160. Испытания проводились при температуре 22°C и влажности 60%.

[0103] На фиг. 10 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством 100 согласно варианту осуществления. По горизонтальной оси графика 220 отложено время предварительного нагрева. По вертикальной оси графика 220 отложено количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа при начальной затяжке. На графике 220 имеются линии 221-224. Линия 221 отражает результаты экспериментов в условиях, когда сжиматели 160 не выполняют сжатие. Линия 222 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами в течение 5 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия 223 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами в течение 10 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия (точка) 224 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с вогнутыми концами в течение 5 секунд с момента начала предварительного нагрева.

[0104] Из сравнения линий 221 и 223 видно, что при предварительном нагреве в течение 20 секунд или дольше количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа по линии 223 больше, чем по линии 221. Если предварительный нагрев выполняется в течение 20 секунд или дольше, количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа можно увеличить путем сжатия в течение 10 секунд с момента начала предварительного нагрева с помощью сжимателей 160 с выпуклыми концами.

[0105] Из сравнения линий 221 и 224 видно, что при предварительном нагреве в течение 15 секунд количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа для линии 224 больше, чем для линии 221. Таким образом, если предварительный нагрев выполняется в течение 15 секунд или дольше, количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа можно увеличить путем сжатия в течение 5 секунд с момента начала предварительного нагрева с помощью сжимателей 160 с вогнутыми концами.

[0106] - Эксперименты в отношении изменения количества аэрозоля в составе вдыхаемого газа

Авторы изобретения провели эксперименты по исследованию связи между длительностью сжатия и изменением количества аэрозоля в составе вдыхаемого газа. Под изменениями количества аэрозоля в составе вдыхаемого газа подразумеваются изменения количества аэрозоля в составе вдыхаемого газа на протяжении множества затяжек.

[0107] Ниже описываются методика и условия проведения эксперимента. Авторы изобретения проверили изменение количества аэрозоля в составе вдыхаемого газа при каждой затяжке в условиях наличия или отсутствия сжатия, выполняемого сжимателями 160, а также в зависимости от длительности сжатия, формы концов сжимателей 160 и времени начала затяжки. Испытания проводились при температуре 22°C и влажности 60%.

[0108] На фиг. 11 представлен график, иллюстрирующий результаты экспериментов с ингаляционным устройством 100 согласно варианту осуществления. По горизонтальной оси графика 230 отложено количество затяжек. По вертикальной оси графика 230 отложено количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа при каждой затяжке. На графике 230 имеются линии 231-224. Линия 231 отражает результаты экспериментов в условиях, когда сжатие сжимателями 160 не выполняется, а затяжка начинается через 15 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия 232 отражает результаты экспериментов в условиях, когда сжатие сжимателями 160 не выполняется, а затяжка начинается через 20 секунд с момента начала предварительного нагрева. Линия 233 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами в течение 10 секунд с момента начала предварительного нагрева, при этом затяжка начинается через 20 секунд с момента начала предварительного нагрева (т.е. через 10 секунд после прекращения сжатия). Линия 234 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с вогнутыми концами в течение 5 секунд с момента начала предварительного нагрева, при этом затяжка начинается через 15 секунд с момента начала предварительного нагрева (т.е. через 10 секунд после прекращения сжатия).

[0109] Из сравнения линий 231, 232 и 233 видно, что количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа при одинаковом количестве затяжек, как правило, больше для линии 233, чем для линий 231 или 232. Таким образом, выполняя сжатие с помощью сжимателей 160 с выпуклыми концами, можно увеличить количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа при множестве затяжек.

[0110] Из сравнения линий 231, 232 и 234 видно, что количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа при одинаковом количестве затяжек, как правило, больше для линии 234, чем для линий 231 или 232. Таким образом, выполняя сжатие с помощью сжимателей 160 с вогнутыми концами, можно увеличить количество аэрозоля в составе вдыхаемого газа при множестве затяжек.

[0111] - Эксперименты в отношении прилипания и выпадения

Авторы изобретения провели эксперименты по изучению прилипания и выпадения в условиях сжатия сжимателями 160.

[0112] Под выпадением подразумевается ситуация, когда элементы субстрата выпадают из стика субстрата 150 при его извлечении из ингаляционного устройства 100. В случае выпадения элементы субстрата после использования вываливаются из стика субстрата 150 и рассыпаются. Поэтому желательно снизить вероятность выпадения.

[0113] Под прилипанием подразумевается ситуация, когда элементы субстрата прилипают к нагревателю 121. Когда возникает прилипание, пользователю приходится очищать ингаляционное устройство 100, чтобы удалить с него прилипшие элементы субстрата. Кроме того, когда возникает прилипание, в составе вдыхаемого газа уменьшается количество аэрозоля. Помимо этого, при прилипании образуется запах горелого. В связи с указанными обстоятельствами желательно снизить степень прилипания.

[0114] Ниже описываются методика и условия проведения эксперимента. Авторы изобретения проверили состояние стика субстрата 150 после использования, изменяя длительность сжатия сжимателями 160 и форму концов сжимателей 160. Авторы изобретения начали сжатие, выполняемое сжимателями 160, одновременно с предварительным нагревом, выполняемым нагревателем 121, остановили нагрев через 15 секунд после прекращения сжатия и перехода в состояние освобождения, извлекли стик субстрата 150 из ингаляционного устройства 100 и проверили состояние стика субстрата 150. При этом использовались сжиматели 160, изготовленные из PEEK. Использовались сжиматели 160 с размерами С1 или С3. Испытания проводились при температуре 22°C и влажности 50%. Результаты эксперимента представлены в таблице 4.

[0116] Уровень выпадения - это индексное значение, отражающее степень выпадения. Уровень выпадения «1» означает, что выпадение отсутствует. Уровень выпадения «2» означает, что произошло незначительное выпадение. Уровень выпадения «3» означает, что произошло значительное выпадение.

[0117] Уровень прилипания - это индексное значение, отражающее степень прилипания. Уровень прилипания «1» означает, что прилипание отсутствует. Уровень прилипания «2» означает, что произошло незначительное прилипание. Уровень прилипания «3» означает, что произошло значительное прилипание.

[0118] На фиг. 12 приведена диаграмма, на которой результаты таблицы 4 представлены в графической форме. По горизонтальной оси графика 240 отложена длительность сжатия. По вертикальной оси графика 240 отложен уровень прилипания и уровень выпадения. На графике 240 имеются линии 241 и 242. Линия 241 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами. Таким образом, линия 241 получена при построении графика результатов экспериментов по данным таблицы 4 в условиях, когда использовались концы размера С1 (выпуклые). Линия 242 отражает результаты экспериментов в условиях сжатия сжимателями 160 с вогнутыми концами. Таким образом, линия 242 получена при построении графика результатов экспериментов по данным таблицы 4 в условиях, когда использовались концы размера С3 (вогнутые).

[0119] Как следует из линии 241, если длительность сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами составляет 70 секунд или больше, наблюдается высокий уровень прилипания и выпадения. Поэтому желательно, чтобы длительность сжатия не превышала 70 секунд. Благодаря такой конфигурации можно предотвратить избыточное прилипание и выпадение.

[0120] Как следует из линии 241, если длительность сжатия сжимателями 160 с выпуклыми концами составляет 60 секунд или менее, прилипание и выпадение не происходят. Поэтому желательно, чтобы длительность сжатия не превышала 60 секунд. Благодаря такой конфигурации можно предотвратить прилипание и выпадение.

[0121] Как следует из линии 242, если длительность сжатия сжимателями 160 с вогнутыми концами составляет 15 секунд или больше, наблюдается высокий уровень прилипания и выпадения. Поэтому желательно, чтобы длительность сжатия не превышала 15 секунд. Благодаря такой конфигурации можно предотвратить избыточное прилипание и выпадение.

[0122] Как следует из линии 242, если длительность сжатия сжимателями 160 с вогнутыми концами составляет 10 секунд или менее, наблюдается низкий уровень прилипания и выпадения. Поэтому желательно, чтобы длительность сжатия не превышала 10 секунд. Благодаря такой конфигурации можно если не предотвратить полностью, то снизить уровень прилипания и выпадения.

[0123] При сравнении линий 241 и 242 видно, что при одинаковой длительности сжатия степень выпадения и прилипания ниже, если концы сжимателей 160 имеют выпуклую форму, чем если концы сжимателей 160 имеют вогнутую форму. Поэтому желательно использовать сжиматели 160 с выпуклыми концами. Благодаря такой конфигурации можно, если не предотвратить полностью, то снизить уровень прилипания и выпадения.

[0124] 4. Блок-схема процесса

На фиг. 13 представлен пример блок-схемы процесса, выполняемого ингаляционным устройством 100 согласно варианту осуществления.

[0125] Как показано на фиг. 13, сначала ингаляционное устройство 100 определяет, обнаружена ли операция пользователя, запрашивающая запуск предварительного нагрева (шаг S102). Если операция пользователя с запросом на запуск предварительного нагрева не обнаружена (шаг S102: НЕТ), то процесс вновь возвращается к шагу S102. Если операция пользователя с запросом на запуск предварительного нагрева обнаружена (шаг S102: ДА), то ингаляционное устройство 100 одновременно запускает предварительный нагрев, выполняемый нагревателем 121, и сжатие, выполняемое сжимателями 160 (шаг S104).

[0126] Далее ингаляционное устройство 100 определяет, истек ли первый определенный интервал времени с момента начала предварительного нагрева и сжатия (шаг S106). Если первый определенный интервал времени не истек (шаг S106: НЕТ), то процесс вновь возвращается к шагу S106. Если первый определенный интервал времени истек (шаг S106: ДА), то ингаляционное устройство 100 прекращает сжатие, выполняемое сжимателями 160 (шаг S108). Первый определенный интервал времени может быть задан на основании результатов эксперимента по определению длительности сжатия.

[0127] Затем ингаляционное устройство 100 определяет, истек ли второй определенный интервал времени с момента начала предварительного нагрева и сжатия (шаг S110). Если второй определенный интервал времени не истек (шаг S110: НЕТ), то процесс вновь возвращается к шагу S110. Если второй определенный интервал времени истек (шаг S110: ДА), то ингаляционное устройство 100 прекращает нагрев, выполняемый нагревателем 121 (шаг S112). Второй определенный интервал времени может быть задан, например, равным или превышающим первый определенный интервал.

[0128] 5. Дополнения

Хотя предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения подробно описан выше со ссылками на прилагаемые чертежи, настоящее изобретение не ограничивается указанным примером. Очевидно, что специалисты в данной технической области могут предложить различные модификации и изменения в пределах объема технических идей, описанных в формуле изобретения, при этом такие модификации и изменения следует считать включенными в объем настоящего изобретения.

[0129] Хотя в описанном выше варианте осуществления изобретения в качестве примеров формы концов зубьев 161 были приведены выпуклая дуга и вогнутая дуга, настоящее изобретение не ограничивается этими примерами. Например, концы зубьев 161 могут быть плоскими или сферическими. Кроме того, размеры зубьев 161 не ограничиваются примерами, приведенными в таблицах 1 и 2. Размеры, указанные в таблицах 1 и 2, можно, например, увеличивать или уменьшать с сохранением пропорций.

[0130] Хотя описанные выше результаты экспериментов были получены в условиях, когда температура нагревателя 121 в процессе нагрева составляла 350°C, температура нагревателя 121 в процессе нагрева не ограничивается этим значением. Например, температура нагревателя 121 в процессе нагрева может быть 310°C. Излишне уточнять, что температура нагревателя 121 в процессе нагрева может составлять 300°C, 320°C или любое другое значение, либо может изменяться в зависимости от времени, прошедшего с момента начала нагрева.

[0131] Хотя в приведенном выше варианте осуществления описан пример, в котором ингаляционное устройство 100 прекращает сжатие, выполняемое сжимателями 160, по истечении определенного интервала времени с момента начала сжатия, настоящее изобретение не ограничивается этим примером. Например, ингаляционное устройство 100 может управлять моментом, когда прекращается сжатие, выполняемое сжимателем 160, в зависимости от количества вдохов аэрозоля пользователем. В частности, ингаляционное устройство 100 может продолжать сжатие, выполняемое сжимателями 160, пока количество затяжек не достигнет определенного значения, а затем прекратить сжатие, выполняемое сжимателями 160, и освободить стик субстрата при достижении количеством затяжек определенного значения. Как указано выше в связи с результатами экспериментов, большее увеличение температуры может быть достигнуто в том случае, когда стик субстрата 150 разжимается в соответствующий момент времени после сжатия, нежели когда стик субстрата 150 сжимается постоянно. Одной из причин этого является тот факт, что при освобождении стика субстрата 150 снижается теплопередача в направлении зубьев 161 и повышается температура стика субстрата 150. Также следует учитывать, что по мере увеличения количества затяжек источник аэрозоля, содержащийся в стике субстрата 150, расходуется и истощается, и количество вырабатываемого аэрозоля уменьшается. Однако при такой конфигурации уменьшение объема вырабатываемого аэрозоля в результате увеличения числа затяжек может компенсироваться увеличением объема вырабатываемого аэрозоля в результате повышения температуры, вызванного освобождением стика субстрата 150, и, следовательно может быть предотвращено уменьшение объема аэрозоля в составе вдыхаемого газа. Таким образом можно предотвратить ослабление вкуса с течением времени после начала нагрева и улучшить качество ингаляции.

[0132] Последовательность операций, выполняемых описанными здесь устройствами, может осуществляться с использованием программного обеспечения, аппаратных средств или их комбинации. Программы, входящие в состав программного обеспечения, предварительно записываются на носители информации, находящиеся внутри или вне устройств. При выполнении компьютером каждая из этих программ загружается в оперативную память и выполняется процессором, например центральным процессором. В качестве носителей информации могут использоваться, в частности, магнитные диски, оптические диски, магнитооптические диски, флэш-память и тому подобные устройства. Компьютерные программы можно распространять, не прибегая к использованию носителей информации, например по сети.

[0133] Процесс, описанный в настоящем документе с использованием блок-схемы или диаграммы последовательности операций, не обязательно должен выполняться в указанном порядке. Некоторые этапы процесса могут выполняться одновременно. Можно также предусмотреть дополнительные этапы обработки, а некоторые этапы процесса могут быть опущены.

Список условных обозначений

[0134]

100 ингаляционное устройство

111 источник питания

112 датчик

113 оповещатель

114 память

115 коммуникационный модуль

116 контроллер 121 нагреватель

140 держатель

141 внутренний объем

142 отверстие

143 дно

150 стик субстрата

151 субстратная часть

152 мундштук

160 сжиматели

161 зубья

162 основания

171 крае вая часть

172 внутренняя стенка

173 первые отверстия

174 первый поворотный узел

175 второй поворотный узел

176 вторые отверстия

177 первое дно

178 второе дно

179 поверхности внутренней стенки

190 направления сжатия

191 направление вставки/извлечения

191А направление вставки

191В направление извлечения

192 направление вращения

192А правое направление вращения

192В левое направление вращения

Группа изобретений относится к ингаляционному устройству, способу обработки информации, осуществляемому ингаляционным устройством, и к носителю информации. Ингаляционное устройство для выработки, путем нагрева субстрата, аэрозоля для вдыхания пользователем, при этом ингаляционное устройство содержит нагреватель, который вставляется внутрь субстрата, помещенного во внутренний объем, сформированный в ингаляционном устройстве, и который нагревает субстрат. Ингаляционное устройство также содержит сжиматель, который сжимает зону субстрата, нагреваемую нагревателем, в направлении от периферийной области субстрата к нагревателю, и контроллер, который запускает нагрев, выполняемый нагревателем, или сжатие, выполняемое сжимателем, на основании запуска другой из этих операций. Технический результат направлен на улучшение качеств аспирации для пользователя. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил, 4 табл.

1. Ингаляционное устройство для выработки, путем нагрева субстрата, аэрозоля для вдыхания пользователем, при этом ингаляционное устройство содержит:

нагреватель, который вставляется внутрь субстрата, помещенного во внутренний объем, сформированный в ингаляционном устройстве, и который нагревает субстрат;

сжиматель, который сжимает зону субстрата, нагреваемую нагревателем, в направлении от периферийной области субстрата к нагревателю; и

контроллер, который запускает нагрев, выполняемый нагревателем, или сжатие, выполняемое сжимателем, на основании запуска другой из этих операций.

2. Ингаляционное устройство по п. 1, в котором контроллер синхронизирует время начала нагрева, выполняемого нагревателем, и время начала сжатия, выполняемого сжимателем.

3. Ингаляционное устройство по п. 1 или 2, в котором сжиматель сжимает субстрат путем перемещения сжимателя в направлении нагревателя.

4. Ингаляционное устройство по п. 3, в котором поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя является выпуклым.

5. Ингаляционное устройство по п. 4, в котором поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя имеет форму выпуклой дуги.

6. Ингаляционное устройство по п. 5, в котором поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя имеет форму выпуклой дуги с радиусом 1 мм и шириной 2 мм.

7. Ингаляционное устройство по п. 3, в котором поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя является вогнутым.

8. Ингаляционное устройство по п. 7, в котором поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя имеет форму вогнутой дуги.

9. Ингаляционное устройство по п. 8, в котором поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя имеет форму вогнутой дуги с радиусом 3 мм и шириной 5 мм.

10. Ингаляционное устройство по п. 8, в котором поперечное сечение концевой поверхности сжимателя в направлении нагревателя имеет форму вогнутой дуги с радиусом 2,5 мм и шириной 5 мм.

11. Ингаляционное устройство по любому из пп. 3-10, в котором

внешний диаметр субстрата составляет 7,1 мм и

расстояние, на которое продвигается концевая поверхность сжимателя после контакта с периферийной областью субстрата в процессе сжатия, выполняемого сжимателем, составляет 1 мм или меньше.

12. Ингаляционное устройство по любому из пп. 3-11, в котором

ингаляционное устройство содержит три сжимателя и

три сжимателя сжимают стержневой субстрат с трех разных направлений.

13. Ингаляционное устройство по любому из пп. 1-12, в котором сжиматель изготовлен из термостойкого материала.

14. Ингаляционное устройство по любому из пп. 1-13, в котором контроллер устанавливает время от начала до прекращения сжатия, выполняемого сжимателем, равным 70 секундам или меньше.

15. Ингаляционное устройство по любому из пп. 1-13, в котором контроллер устанавливает время от начала до прекращения сжатия, выполняемого сжимателем, равным 10 секундам или меньше.

16. Ингаляционное устройство по любому из пп. 1-15, в котором контроллер регулирует время прекращения сжатия, выполняемого сжимателем, в зависимости от количества вдохов аэрозоля пользователем.

17. Способ обработки информации, осуществляемый ингаляционным устройством, предназначенным для выработки, путем нагрева субстрата, аэрозоля для вдыхания пользователем и содержащим

нагреватель, который вставляется внутрь субстрата, помещенного во внутренний объем, сформированный в ингаляционном устройстве, и который нагревает субстрат, и

сжиматель, который сжимает зону субстрата, нагреваемую нагревателем, в направлении от периферийной области субстрата к нагревателю,

при этом способ обработки информации включает в себя:

- обнаружение датчиком информации, относящейся к ингаляционному устройству,

- передачу обнаруженной информации в контроллер,

- обработку обнаруженной информации и управление операциями внутри ингаляционного устройства контроллером, в том числе

- запуск нагрева, выполняемого нагревателем, или сжатия, выполняемого сжимателем, на основании запуска другой из этих операций.

18. Носитель информации, на котором хранится программа, которая заставляет компьютер, управляющий ингаляционным устройством, предназначенным для выработки аэрозоля для вдыхания пользователем и содержащим

нагреватель, который вставляется внутрь субстрата, помещенного во внутренний объем, сформированный в ингаляционном устройстве, и нагревает субстрат, и

сжиматель, который сжимает зону субстрата, нагреваемую нагревателем, в направлении от периферийной области субстрата к нагревателю,

функционировать как:

контроллер, который запускает нагрев, выполняемый нагревателем, или сжатие, выполняемое сжимателем, на основании запуска другой из этих операций.