НАГРЕВАЕМОЕ ТАБАЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ С ПЕРФОРИРОВАННОЙ БОКОВОЙ СТЕНКОЙ Российский патент 2025 года по МПК A24D1/20 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к области изготовления сигаретных изделий, в частности, к нагреваемому табачному изделию с перфорированной боковой стенкой, которое относится к категории нагреваемых невоспламеняемых сигарет.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционный табак имеет историю в сотни лет и стал неотъемлемой частью жизни большинства курящих. В последние годы, вместе с улучшением жизненных стандартов людей, люди все больше обращают внимание на такие проблемы, как курение и здоровье, вред от пассивного курения и т. п., и вред, вызываемый традиционными табачными изделиями, становится все более заметным. В то же время, ввиду реализации «Рамочной конвенции по борьбе против табака» ВОЗ, в частности постепенного расширения запретов курения в общественных местах по всему миру, среда разработки табачных изделий подверглась существенным и глубоким изменениям, и конструкция табачных изделий движется в направлении диверсификации и разработки бездымных изделий (Xiaobing Cheng, Baojiang Li, Yandong Han. The Development Status of New Tobacco in the World [ J ]. China Tobacco, 2014 (3): 38.). Новые табачные изделия постепенно стали реальным выбором, с которым сталкивается основные многонациональные табачные компании на фоне снижающихся продаж традиционных табачных изделий (Yali Liu, Jinbang Wang, Xinzhang Zhao, et al. Development Status and the Prospect of Heat-not-burn Tobacco Products [ J ]. Chinese Journal of Tobacco, 2018,24 (4)).

Сегодня в большинстве сигарет с электрических нагревом используется воздух в качестве носителя дыма. Чтобы обеспечивалось то, что табак не горит, применяемая температура нагревания обычно является низкой и в целом не превышает 300 ℃. В сравнении с традиционными сигаретами количество высвобождающихся вредных компонентов сигарет с электрическим нагревом снижено, но ароматические компоненты табака нелегко высвобождаются полностью, и количество дыма является недостаточным, так что такие сигареты с трудом принимаются традиционными курящими. Если используется закрытая конструкция сигареты или закрытая конструкция нагревательного прибора (патентные заявки Китая № 201911021676.8 и 201911021823.1, поданные ранее заявителем настоящей заявки), табачная секция сигареты изолирована от воздуха, образуется свежий дым для постоянного обновления атмосферы закрытой табачной секции, так что содержание кислорода постепенно уменьшается вместе с процессом нагревания, и в это время увеличивается даже температура нагревания, явление сгорания не возникнет. Закрытая конструкция сигареты не приведет к появлению условий, при которых остатки табака выпадают с загрязнением приспособления для курения, что может значительно улучшить температуру нагревания нагреваемых сигарет и улучшить показатель использования табака и количество высвобождающегося дыма. Перетекание дыма закрытой сигареты будет особенно важным, так как поток воздуха не проходит через табак.

Существуют два способа извлечения дыма из закрытой сигареты. Один заключается в том, чтобы использовать носитель в виде потока воздуха, такой как в традиционном процессе генерирования сигаретного дыма; а другой заключается в том, чтобы использовать активное перетекание дыма. Существуют две основные движущие силы для активного перетекания дыма, одна — это разница в концентрации, а другая — это разница в давлении. Настоящее изобретение создает движущую силу активного перетекания дыма посредством конкретного проектирования конструкции, таким образом, образуется основной поток дыма с помощью использования активного перетекания и конвекции дыма, и предложено нагреваемое табачное изделие с перфорированной боковой стенкой.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является предоставление нагреваемого табачного изделия с перфорированными боковыми стенками на основе положения, упомянутого в уровне техники выше. Табачное изделие образовано с помощью процесса многосекционного оберточного соединения, а сигарета содержит табачную секцию, секцию извлечения дыма, секции функционального фильтрующего кончика и тому подобное. Сквозные отверстия боковой стенки расположены в конкретных положениях сигарет для образования секции извлечения дыма. Когда используется сигарета, сигарета вставляется в закрытое приспособление для курения с нагревом. Генерируемый в табачной секции дым активно перетекает посредством движущей силы, которая создается с помощью принципа Бернулли и принципа газовой диффузии, и затем смешивается с воздухом, поступающим из сквозных отверстий боковой стенки, для образования основного потока дыма. Табачное изделие может надлежащим образом регулировать эффективность извлечения, показатель разведения и температуру дыма, тем самым улучшая сенсорные качества нагреваемого табачного изделия.

Механизм проектирования настоящего изобретения является следующим: табачное изделие предусмотрено со сквозными отверстиями боковой стенки в конкретном положении сигареты для образования секции извлечения дыма, разница в концентрации и разница в давлении образуются между табачной секцией и секцией извлечения дыма, а свежий дым, генерируемый в герметичной табачной секции сигареты, извлекается в основной поток дыма с помощью использования принципа перетекания газа.

Цель настоящего изобретения достигается с помощью следующих технических решений.

Нагреваемое табачное изделие с перфорированной боковой стенкой, содержащее табачную секцию и секцию функционального кончика, причем секция извлечения дыма расположена между табачной секцией и секцией функционального кончика, табачная секция, секция извлечения дыма и секция функционального кончика обернуты и соединены вместе внешним оберточным материалом, при этом указанная секция извлечения дыма является цилиндром с полостной конструкцией, по меньшей мере одно сквозное отверстие боковой стенки, которое сообщается с полостной конструкцией, открыто на боковой стенке цилиндра, а коаксиальное сквозное отверстие предусмотрено на внешнем оберточном материале в положении, соответствующем сквозному отверстию боковой стенки.

Формы полой конструкции могут быть разделены на следующие три типа.

Один заключается в том, что поперечное сечение полостной конструкции (полой конструкции) имеет правильную или неправильную форму, такую как круг, правильный шестиугольник, шестиугольник, пятиугольник, форму сердца и тому подобное (как показано на фиг. 2).

Второй тип заключается в том, что полая конструкция является кольцеобразной платформой, напечатанной через полость (показано на фиг. 3), состоящей из секций, которые имеют разные диаметры, причем кольцеобразная платформа, напечатанная через полость, может иметь 2–5 секций, предпочтительно 2–3 секции, а периферический внутренний диаметр полости может регулироваться произвольно, он может составлять 2–10 мм.

Третий тип заключается в том, что полостная конструкция состоит из множества равномерно распределенных каналов, проходящих в осевом направлении (как показано на фиг. 4), а количество и диаметр каналов можно регулировать произвольно. В этой конструкции сквозные отверстия боковой стенки непосредственно ведут к центру секции извлечения дыма вдоль радиального направления или под определенным углом, так что множество каналов соединены со сквозными отверстиями боковой стенки.

Длина секции извлечения дыма может регулироваться в соответствии с действительными условиями, она может составлять 5~30 мм.

Прилежащий угол α между сквозными отверстиями боковой стенки и осью полой полости составляет 90°–150° (как показано на фиг. 5), предпочтительно 90°. Диаметр сквозных отверстий можно регулировать в соответствии с фактическим требованием, оптимальный диаметр составляет 0,01–3 мм; количество сквозных отверстий можно регулировать согласно требованиям, оптимальное количество составляет 1–30, а сквозные отверстия равномерно распределены вдоль окружности; диаметр сквозных отверстий и количество сквозных отверстий регулируют и сочетают в соответствии с действительными условиями; расстояние от сквозного отверстия до табачной секции может регулироваться произвольно, а оптимальное расстояние составляет 0,5–15 мм.

Диаметр коаксиального сквозного отверстия на внешнем оберточном материале не меньше такового сквозного отверстия на боковой стенке.

Табачная секция образована с помощью табачных исходных материалов в различных формах или других курительных субстратов, обернутых сигаретной бумагой; причем табачные исходные материалы являются табачными веществами, имеющими определенную формулу, которые могут быть в форме листов, нитей, гранул, формованных стержней, пористых стержней или геля; а сигаретная бумага является воздухонепроницаемым материалом или материалом с регулируемой воздухопроницаемостью.

Секция извлечения дыма изготовлена из твердого материала с определенной твердостью, включая металл, PEEK, политетрафторэтилен, оргстекло, ацетатное волокно, материал на основе бумаги и тому подобное.

Нагреваемое табачное изделие используется совместно с закрытым нагревательным прибором для табака, причем закрытый нагревательный прибор для табака состоит из нагревательной полости и уплотнительного кольца (см. фиг. 6), нагревательная полость имеет цилиндрическую полостную конструкцию, ее процесс нагревания может быть или круговым нагреванием, или нагреванием внутреннего сердечника, и нагревательная полость может частично или полностью охватывать всю табачную секцию. Уплотнительная конструкция может быть мягким уплотнительным кольцом, искусственным выступом или другими уплотнительными конструкциями для уплотнения по окружности. Колпачок 7 может быть предусмотрен для усиления эффекта уплотнения. Колпачок имеет полую цилиндрическую конструкцию, а внутренний диаметр колпачка немного больше наружного диаметра сигареты, чтобы обеспечить то, что воздух может входить в сквозное отверстие боковой стенки, причем внутренняя полость колпачка имеет постепенно расширяющуюся конструкцию трубки, а если колпачок имеет конструкцию трубки, прилежащий угол с центральной осью находится в промежутке от больше или равно 0°до меньше или равно 5°. Нагревательная полость, уплотнительное кольцо и колпачок являются коаксиальными, а колпачок соединен с нагревательной полостью посредством резьбы, зажимов или магнитного притяжения. После того, как сигарета вставляется в приспособление для курения, сквозное отверстие 2-2 боковой стенки размещено снаружи уплотнительного кольца приспособления для курения (т. е. должно сообщаться с воздухом снаружи).

При использовании сигарета (а именно табачное изделие) в соответствии с настоящим изобретением вставляется в закрытый нагревательный прибор, а табак в табачной секции генерирует дым после нагревания, так что концентрация дыма в табачной секции увеличивается, и давление воздуха увеличивается; причем во время всасывания воздух входит в секцию извлечения дыма через сквозное отверстие на боковой стенке, а область меньшей концентрации дыма и меньшего давления воздуха образовывается в полой полости; под объединенным воздействием разницы в концентрации и разницы в давлении воздуха между табачной секцией и секцией извлечения дыма дым в табачной секции активно перетекает в положение сквозного отверстия боковой стенки и переносится в секцию функционального кончика посредством воздуха, протекающего из сквозного отверстия боковой стенки, для образования основного потока дыма. С помощью регулировки количества перфораций, диаметра, направления перфорирования и расстояния от табачных секций сквозных отверстий боковой стенки эффективность извлечения дыма, эффективность разведения дыма и температуру основного потока дыма можно регулировать.

Изобретение имеет следующие преимущества: 1. режим опосредованного переноса дыма с помощью использования секции извлечения дыма может эффективно предотвратить прохождение холодного воздуха через табачную секцию во время всасывания, причем эффективность нагревания улучшается, и в то же время содержание кислорода в табачной секции эффективно снижается, и достигается цель нагревания без воспламенения; 2. эффективность извлечения дыма, эффективность разведения дыма и температуру основного потока дыма можно надлежащим образом регулировать с помощью регулировки количества перфораций, диаметра, направления перфорирования и расстояния от сквозных отверстий боковой стенки до табачной секции, так что сенсорные качества сигареты улучшаются; 3. устройство имеет простую конструкцию, и его легко производить.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлен схематический осевой вид в разрезе нагреваемого табака с перфорированной боковой стенкой,

На фиг. 1: 1 табачная секция, 2 секция извлечения дыма, 2-1 полостная конструкция, 2-2 сквозные отверстия боковой стенки, 3 секция функционального кончика, 4 сигаретная бумага, 4-1 коаксиальное сквозное отверстие, 5 ободковая бумага.

На фиг. 2 представлено структурное схематическое изображение секции извлечения дыма в первой форме.

На фиг. 3 представлено структурное схематическое изображение секции извлечения дыма во второй форме.

На фиг. 4 представлено структурное схематическое изображение и структурное схематическое изображение в разрезе секции извлечения дыма в третьей форме.

На фиг. 5 представлено структурное схематическое изображение, показывающее направление перфорирования на боковой стенке.

На фиг. 6 представлен структурный схематический вид в разрезе сигареты и приспособления для курения в состоянии использования.

На фиг. 6: 6 нагревательная полость, 7 колпачок, 8 уплотнительное кольцо, 9 сигарета.

На фиг. 7 представлена таблица данных, показывающая данные про массовый поток, а также расчетную эффективность извлечения дыма и данные про показатель разведения для каждой секции, полученные с помощью использования моделирования программного обеспечения Fluent при сквозных отверстиях боковой стенки с различными диаметрами и полости с различными внутренними диаметрами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы.

Как показано на фиг. 1, нагреваемое табачное изделие с перфорированной боковой стенкой содержит табачную секцию (1) и секцию (3) функционального кончика, причем секция (2) извлечения дыма расположена между табачной секцией (1) и секцией (3) функционального кончика, табачная секция (1), секция (2) извлечения дыма и секция (3) функционального кончика обернуты и соединены вместе посредством внешнего оберточного материала (а именно сигаретной бумаги 4 и ободковой бумаги 5), секция извлечения дыма является цилиндром с полостной конструкцией (2-1), по меньшей мере сквозное отверстие (2-2) боковой стенки, которое сообщается с полостной конструкцией (2-1), открыто на боковой стенке цилиндра, а коаксиальное сквозное отверстие (4-1) предусмотрено на сигаретной бумаге (4) в положении, соответствующем сквозному отверстию (2-2) боковой стенки.

Конструкция полой полости может быть структурирована в следующих трех типах.

Один заключается в том, что поперечное сечение полостной конструкции (2-1) имеет правильную или неправильную форму, такую как круг, правильный шестиугольник, шестиугольник, пятиугольник, форму сердца и тому подобное (как показано на фиг. 2).

Второй тип заключается в том, что полостная конструкция (2-1), кольцеобразная платформа, напечатанная через полость (показано на фиг. 3), состоит из секций с различными диаметрами, предпочтительно состоит из 2–3 секций, а периферический внутренний диаметр полости можно регулировать произвольно, он может составлять 2–10 мм.

Третий тип заключается в том, что полостная конструкция (2-1) состоит из множества равномерно распределенных каналов, проходящих в осевом направлении (как показано на фиг. 4), а количество и диаметр каналов можно регулировать произвольно.

Прилежащий угол α между сквозными отверстиями боковой стенки и осью полой полости составляет 90°–150° (как показано на фиг. 5), предпочтительно 90°. Диаметр проема сквозных отверстий можно регулировать произвольно, оптимальный диаметр составляет 0,01–3 мм; количество сквозных отверстий можно регулировать произвольно, оптимальное количество составляет 1–30, и сквозные отверстия равномерно распределены по окружности; причем диаметр сквозных отверстий и количество сквозных отверстий регулируют и сочетают в соответствии с действительными условиями; расстояние от сквозного отверстия до табачной секции можно регулировать произвольно, а оптимальное расстояние составляет 0,5–15 мм.

Табачная секция состоит из табачных исходных материалов в различных формах или других курительных субстратов, обернутых сигаретной бумагой; причем табачные исходные материалы являются табачными веществами, имеющими определенную формулу, которые могут быть в форме листов, нитей, гранул, формованных стержней, пористых стержней или геля; а сигаретная бумага является воздухонепроницаемым материалом или материалом с регулируемой воздухопроницаемостью.

Секция извлечения дыма изготовлена из твердого материала с определенной твердостью, включая металл, PEEK, политетрафторэтилен, оргстекло, ацетатное волокно, материал на основе бумаги и тому подобное.

Нагреваемое табачное изделие используется совместно с закрытым нагревательным прибором для табака, причем закрытый нагревательный прибор для табака состоит из нагревательной полости 6 и уплотнительного кольца 8 (см. фиг. 6), нагревательная полость имеет цилиндрическую полостную конструкцию, ее процесс нагревания может быть или круговым нагреванием, или нагреванием внутреннего сердечника, и нагревательная полость охватывает всю табачную секцию. Уплотнительная конструкция может быть мягким уплотнительным кольцом, искусственным выступом или другими уплотнительными конструкциями для уплотнения по окружности. Колпачок 7 может быть предусмотрен для усиления эффекта уплотнения. Колпачок имеет полую цилиндрическую конструкцию, а внутренний диаметр колпачка немного больше наружного диаметра сигареты, чтобы обеспечить то, что воздух может входить в сквозное отверстие боковой стенки, причем внутренняя полость колпачка имеет постепенно расширяющуюся конструкцию трубки (на фиг. 6 она имеет конструкцию трубки или цилиндрическую конструкцию), а ее прилежащий угол с центральной осью находится в промежутке от больше или равно 0° до меньше или равно 5°. Нагревательная полость 6, уплотнительное кольцо 8 и колпачок 7 являются коаксиальными, а колпачок соединен с нагревательной полостью посредством резьбы, зажимов или магнитного притяжения. После того как сигарета вставляется в приспособление для курения сквозное отверстие 2-2 боковой стенки размещено снаружи уплотнительного кольца 8 приспособления для курения, чтобы обеспечить, что воздух снаружи может поступать в полую полость 2-1 через сквозное отверстие.

На фиг. 7 представлена таблица данных, показывающая данные про массовый поток каждой секции, полученные путем использования моделирования программного обеспечения Fluent при разных диаметрах сквозных отверстий боковой стенки и внутренних диаметрах полости, а также расчетную эффективность извлечения дыма и данные про показатель разведения. Как можно увидеть из таблицы, эффективность извлечения и показатель разведения дыма можно надлежащим образом регулировать с помощью регулировки диаметра проема сквозных отверстий боковой стенки и внутреннего диаметра полости.

Изобретение относится к табачной промышленности, в частности к генерирующим аэрозоль изделиям. Нагреваемое табачное изделие с перфорированной боковой стенкой содержит табачную секцию (1) и секцию (3) функционального фильтрующего кончика. Секция (2) извлечения дыма расположена между указанной табачной секцией (1) и указанной секцией (3) функционального фильтрующего кончика. Табачная секция (1), секция (2) извлечения дыма и секция (3) функционального фильтрующего кончика обернуты и соединены вместе внешним оберточным материалом. Секция извлечения дыма является цилиндром с полой конструкцией (2-1). По меньшей мере одно сквозное отверстие (2-2) боковой стенки, которое сообщается с полой конструкцией (2-1), открыто на боковой стенке цилиндра. Коаксиальное сквозное отверстие (4-1) предусмотрено на внешнем оберточном материале (4) в положении, соответствующем сквозному отверстию (2-2) боковой стенки. Прилежащий угол α между сквозным отверстием (2-2) боковой стенки и центральной осью полой конструкции (2-1) составляет 90° < α ≤ 150°. Достигается технический результат – повышение эффективности извлечения дыма и возможность регулирования его температуры. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Нагреваемое табачное изделие с перфорированной боковой стенкой, содержащее табачную секцию (1) и секцию (3) функционального фильтрующего кончика, отличающееся тем, что

секция (2) извлечения дыма расположена между указанной табачной секцией (1) и указанной секцией (3) функционального фильтрующего кончика,

причем табачная секция (1), секция (2) извлечения дыма и секция (3) функционального фильтрующего кончика обернуты и соединены вместе внешним оберточным материалом,

указанная секция извлечения дыма является цилиндром с полой конструкцией (2-1), по меньшей мере одно сквозное отверстие (2-2) боковой стенки, которое сообщается с полой конструкцией (2-1), открыто на боковой стенке цилиндра, а коаксиальное сквозное отверстие (4-1) предусмотрено на внешнем оберточном материале (4) в положении, соответствующем сквозному отверстию (2-2) боковой стенки,

при этом прилежащий угол α между сквозным отверстием (2-2) боковой стенки и центральной осью полой конструкции (2-1) составляет 90° < α ≤ 150°

2. Табачное изделие по п. 1, отличающееся тем, что указанная полая конструкция (2-1) имеет конструкцию сквозной колонны, а секция конструкции сквозной колонны имеет правильную форму или неправильную форму, такую как круглая, правильного шестиугольника, шестиугольника, пятиугольника, форма сердца.

3. Табачное изделие по п. 1, отличающееся тем, что указанная полая конструкция (2-1) имеет кольцеобразную платформу, напечатанную через полость, образованную секциями с разными диаметрами.

4. Табачное изделие по п. 1, отличающееся тем, что указанная полая конструкция (2-1) состоит из множества каналов, равномерно распределенных, проходящих в осевом направлении, а количество и диаметр каналов могут быть отрегулированы в соответствии с необходимостью.

5. Табачное изделие по п. 1, отличающееся тем, что диаметр указанного коаксиального сквозного отверстия (4-1) не меньше диаметра сквозного отверстия (2-2) боковой стенки.

6. Табачное изделие по п. 1, отличающееся тем, что табачная секция (1) образована табачными исходными материалами или курительными субстратами, обернутыми сигаретной бумагой; причем табачный исходный материал является табачным веществом, имеющим формулу, которое имеет форму листа, нити, гранулы, формованного стержня, пористого стержня или геля; при этом сигаретная бумага изготовлена из воздухонепроницаемого материала или материала с регулируемой воздухопроницаемостью.

7. Табачное изделие по п. 1, отличающееся тем, что указанная секция (2) извлечения дыма изготовлена из твердого материала, включая металл, PEEK, политетрафторэтилен, оргстекло, ацетатное волокно, материал на основе бумаги.

8. Табачное изделие по п. 1, отличающееся тем, что нагреваемое табачное изделие является нагреваемым невоспламеняемым табачным изделием.

9. Табачное изделие по п. 1 или 8, отличающееся тем, что указанное нагреваемое табачное изделие (9) применяется совместно с закрытым нагревательным прибором для табака.