Владимир Петров - АРИЗ-85-В

ШАГ 4.5. Применение веществ, производных от ресурсных(или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

См. шаг 4.4.

ШАГ 4.6. Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Электронная сигарета, нагревающая натуральный табак. Температура задается строго та, которая нужна для возгонки никотина и ароматических веществ. Такое решение, однако, неприемлемо в данной задаче, так как требуется сохранить ритуал курения: табак должен именно гореть, и курильщик должен видеть, что зона горения при затяжке разгорается ярче и перемещается вдоль сигареты.

ШАГ 4.7.Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3—4.6.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1. Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя и стандарты класса 5, например 5.1.2. Разделение изделия на взаимодействующие части, 5.1.3. Самоустранение отработанных веществ, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей, 5.5.1. Получение частиц вещества разложением.

ШАГ 5.2. Применение задач-аналогов.

В качестве задачи аналога можно использовать задачу о растяжении арматуры в предварительно напряженном бетоне. Эта задача подсказывает нам направление решения, связанное с разделением табака в сигарете на две части: одна часть будет гореть и выделять тепло, а вторая будет только нагреваться этим теплом и генерировать никотин и ароматические вещества.

ШАГ 5.3. Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве

Нагревается (горит) только внешняя часть, соприкасающаяся с табаком или, в крайнем случае, внешняя часть табака.

— во времени

Канцерогенные вещества отводятся во время затяжки, используя поток воздуха, создаваемого курильщиком.

— в структуре

Структура сигареты должна обеспечивать указанные выше требования.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Эжекция, экзотермические вещества.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1. Переход от физического ответа к техническому.

Имеются два патента 32 32 Патенты РФ 2 607 767 и 2 607 772. на решение этой задачи (два варианта конструкции сигареты). Представим здесь один из вариантов решения, показанный на рис. 51.

Рис. 51. Сигарета по патенту РФ 2 607 767

2 — курительная часть; 3 — мундштук; 4 — центральный стержень; 5 — теплоизоляционная оболочка; 6 — топливный слой; 7 — внешняя оболочка сигареты; 62 — центральный канал; 63 — кольцевой канал; 64 — упругая гибкая перегородка (положение до затяжки); 65 — замкнутая кольцевая область; 66 — положение гибкой перегородки в конце затяжки (пунктирная линия); 67 — отверстие; 68 — направление потока вдыхаемого аэрозоля; 69 — создаваемое разряжение.

Как видно из рис. 51, табак в новой сигарете разделен на две части газонепроницаемой цилиндрической теплоизоляционной оболочкой 5. При этом внешняя часть табака 6 играет роль топлива (здесь может использоваться не только табак, а любое твердое топливо), которое загорается при зажигании сигареты и горит, выделяя тепло. Это тепло через теплоизоляционную оболочку 5 нагревает табак во внутренней части оболочки 5 (на рис. 51 это центральный стержень 4). Теплопроводность оболочки 5 сделана такой, чтобы табак внутри оболочки нагревался только до температуры возгонки никотина и ароматических веществ, но не до температуры пиролиза, при которой образуются канцерогены.

При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4 и свободно проходящий по центральному каналу 62. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 68. Одновременно с этим в кольцевом канале мундштука 63 сигареты, находящегося на месте обычного сигаретного фильтра, создается разрежение (показано стрелками 69), благодаря которому перегородка 64 начинает выгибаться в сторону оболочки 5 и в конце затяжки принимает положение, показанное пунктирной линией 66.

Такое перемещение перегородки 64 приводит к созданию разрежения внутри кольцевой области 65 и образованию воздушного потока, проходящего через слой топлива 6 между теплоизоляционной оболочкой 5 и внешней оболочкой сигареты 7. Этот воздушный поток интенсифицирует процесс горения топливного слоя 6 на кончике сигареты. При этом вследствие газонепроницаемости перегородки 64, продукты горения топлива, включая образующиеся канцерогенные вещества, не попадают в центральный канал 62 и не вдыхаются курильщиком.

После прекращения затяжки перегородка 64 за счет своих упругоэластичных свойств возвращается в исходное состояние.

Таким образом, достигается желаемый результат: во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6 и исключается попадание продуктов его горения в дыхательные пути курильщика, тогда как выделяемые табаком в центральном стержне 4 никотин и ароматические вещества беспрепятственно вдыхаются курильщиком.

ШАГ 6.2. Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ 6.3. Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ 6.4. Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ 7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ 7.2. Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Устройство сигареты отводит канцерогенные вещества и не дает им проникать в легкие человека при затяжке.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением? Частички табака должны быть нагреты до высокой температуры, чтобы выделять никотин и ароматические вещества , и не должны нагреваться до высокой температуры, чтобы не образовывать канцерогенные вещества .

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Структура сигареты, не пропускающая канцерогенные вещества в легкие.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?