Как работает электронная сигарета? Устройство электронной сигареты

В предыдущей статье мы обсудили ключевое отличие электронной сигареты от «обычной». В электронной сигарете отсутствует процесс горения; по этой причине вейпинг (использование электронных сигарет) представляет собой менее вредный способ насыщения организма никотином. Теперь рассмотрим принцип работы и устройство электронной сигареты.

Принцип работы электронной сигареты таков:

• в жидкости для электронных сигарет содержится никотин (состав жидкости пока не рассматриваем, этому посвящена отдельная статья);
• жидкость для электронных сигарет по фитилю из негорючего материала (плетёные кремнезёмные шнуры, отдельные кремнезёмные нити, оксидированная металлическая сетка) поступает к спирали;
• спираль электронной сигареты (испарительного элемента) изготавливается из тонкого провода с высоким удельным сопротивлением (нихром, кантал, фехраль и им подобные). При нагревании спирали происходит «взрывное парообразование» («разбрызгивание», образование дисперсной взвеси) жидкости для электронных сигарет. Из жидкого состояния она переходит в состояние так называемого «пара» / тумана. В некоторых случаях (при определённых настройках испарителя) процесс парообразования может быть основан на физике процесса кипения / кипячения жидкости для электронных сигарет;
• нагрев спирали электронной сигареты (её испарительного элемента) возникает в процессе преобразования электрической энергии в тепловую. Электрическая энергия поступает к спирали от аккумулятора электронной сигареты;
• для поступления пара (мелкодисперсной взвеси, в которую преобразуется жидкость для электронных сигарет) в лёгкие пользователь делает «затяжку» (производит вдох). При этом в испаритель из специальных отверстий поступает воздух. Мелкодисперсная взвесь захватывается и направляется воздушным потоком. Пар поступает в лёгкие, после чего содержащийся в жидкости для электронных сигарет никотин поступает в кровь парильщика.

Сейчас для нас это несущественно, но для общего понимания уточню один момент. При подаче напряжения на спираль, она нагревается быстро и достаточно интенсивно (докрасна). На многих фотографиях испарителей можем увидеть именно такую раскалённую спираль. Именно по этой причине фитили спирали изготавливаются из негорючих материалов. При обслуживании испарителей спираль вместе с фитилём «прожигают», в результате чего они очищаются от остатков жидкости для электронных сигарет и образующегося «нагара».

Но такие манипуляции (прожиг) проводят на сухом фитиле, не смоченном жидкостью для электронных сигарет. Когда фитиль пропитан жидкостью – спираль не раскаляется докрасна, поскольку большая часть тепловой энергии уходит на нагрев жидкости для электронных сигарет. Потому даже «горячая» спираль не приводит к процессам горения.

Итак, теперь мы знаем, как работает электронная сигарета. Давайте разберёмся с её устройством.

Устройство электронной сигареты достаточно простое. Поскольку мы знакомы с принципом работы электронной сигареты, то к рассмотрению вопроса, из чего состоит электронная сигарета, удобней подходить с точки зрения функционального назначения её отдельных элементов.

Для образования пара необходимы три «функции». В электронной сигарете должен присутствовать запас жидкости для электронных сигарет, и эта жидкость должна подаваться к спирали. Должна присутствовать спираль, которая в процессе нагревания преобразует жидкость для электронных сигарет в пар. Для того чтобы это происходило, к спирали должен подаваться электрических ток.

Первые две функции (хранение + подача жидкости и её парообразование на спирали) в большинстве случаев реализовываются в части / узле электронной сигареты, называемой «испарителем» (атомайзером – от английского atomizer).

Та часть (узел) электронной сигареты, откуда к спирали подаётся электрический ток, в большинстве случаев также представляет собой отдельный конструктивный элемент. Его называют по-разному: батарейный блок (ББ), просто «батарейка» / «аккумулятор», либо «источник питания». Так что не удивляйтесь, когда на форуме встречаете странное сокращение «ББ», – это батарейный блок, а слово «аккум» – всего лишь сокращение от «аккумулятор» 🙂 .

Как видим, функционирование электронной сигареты обеспечивается двумя основными узлами – испарителем и источником питания (батарейным блоком). Если посмотрите на структуру материалов раздела «Обзоры и впечатления», заметите, что материалы там разделены именно по такому принципу (на разделы «Гибриды» и «Зарисовки» пока внимания не обращаем).

Теперь мы знаем, как устроена электронная сигарета: она представляет собой источник питания и испаритель. Вот сколь простым является её устройство 🙂 .

Но мы обсудили только общее определение (название узлов рассматриваемого устройства). Чтобы разобраться подробней, поговорим об испарителях и источниках питания.

Сейчас для общего понимания нам потребуется только небольшая степень подробности. И чтобы время лишнее не тратить, и чтобы не запутаться в пока непривычных штуковинах. Если / когда понадобится разобраться детальнее, на этом сайте есть большая серия из 26 статей, посвящённая «теории» испарителей и источников питания. Начинать чтение удобней с этой статьи http://truevaping.ru/ustrojstva-obshhie-svedeniya/.

А пока общая информация об испарителях.

Испаритель – это устройство, в котором подаваемый от источника питания вольтаж поступает на спираль с сопротивлением. Вследствие чего происходит нагрев спирали. При этом поступающая к спирали жидкость для электронных сигарет испаряется (точнее – «разбрызгивается», переходя в мелкодисперсное состояние). Также в самом испарителе реализовано хранение запаса жидкости. И, естественно, обдув (подача воздуха к спирали).

Таким образом, испаритель – это устройство для хранения запаса жидкости для электронных сигарет, её подачи к спирали, преобразования поступающего к нему напряжения от источника питания в тепловую энергию (разогрев спирали) и в конечном счёте – парообразования / испарения.

В зависимости от использованных конструктивных решений, испарители существенно отличаются между собой. Из возможных конструктивных решений наиболее существенными являются:

• способ реализации обдува (в каком месте осуществляется забор воздуха и как он поступает к спирали);
• логика реализации хранения жидкости для электронных сигарет (где и в каком состоянии она хранится);
• способ подачи жидкости к спирали (один фитиль, отвечающий за подачу и испарение, либо отдельные подающий фитиль и фитиль спирали).

Прочие «тонкости» пока не обсуждаем. На данном этапе нам важно учесть две следующие характеристики: габариты (в первую очередь – наружный диаметр) и обслуживемость испарителя.

Исходя из габаритов, испарители можно условно разделить на несколько групп:

• диаметром около 9 мм (самые тонкие), обычно они используются в устройствах, в наибольшей мере напоминающих «обычные» сигареты. Например, Joyetech eRoll и BOGE Cartomizer 510D;
• диаметром около 14 мм. Так называемый eGo-формат («eGo» – это название типа электронных сигарет от китайского производителя Joyetech, ставшее именем нарицательным, – как, например, слово «ксерокс»). Этот размер является одним из самых популярных, поскольку габариты электронной сигареты в сборе (испаритель + источник питания) являются удачным компромиссом между удобством использования и техническими характеристиками (вкусом, объёмом пара, ёмкостью аккумулятора и прочим). Например, Bulli-Smoker A2, Клиромайзер CE5 и THE Dripper Spiral;
• диаметром 16–17 мм. Это «межформатный» размер, такие испарители тоже есть, но их намного меньше. Они уже не маленькие, но еще не большие. Средние. Например, GP Spheroid и GG Penelope V3;
• диаметром около 20 мм. Тоже «межформатный» размер. Такие испарители уже явно больше «среднего», но меньше более крупных. Например, VIVI Nova Tank Clearomizer и iClear 30S;
• диаметром 22–23 мм. На сегодняшний день диаметр 22 мм является своего рода «стандартным» (как и eGo-формат) для многих производителей. Однако если в eGo-формате чаще представлены необслуживаемые или полуобслуживаемые испарители, то большинство обслуживаемых испарителей имеют диаметр 22–23 мм. Например, GP Salt & Pepper Tank (SnP), GG Ithaka и Kraken Tank System v 1.1;
• порой встречаются испарители диаметром и более 23 мм, но это редкость. Обычно они производятся для использования со столь же крупными источниками питания. Большими, тяжёлыми и неудобными в эксплуатации. Но и ими тоже пользуются, всякое бывает.

Чтобы примерно представить удобство использования наиболее распространённых форматов испарителей и источников питания, возможно такое сравнение:

• в руке eGo-формат (14 мм) воспринимается примерно как большинство габаритных перьевых ручек;
• устройства формата 22–23 мм своим диаметром примерно сопоставимы с толщиной пластиковых ручек бытовых швабр или кухонных принадлежностей (половников и прочего).

Вторым важным для нас критерием является возможность обслуживания испарителя. Ещё не так давно основная масса испарителей были необслуживаемой. То есть покупаешь устройство, пользуешься им непродолжительное время, а потом просто выбрасываешь. Например, BOGE Cartomizer 510D.

Обслуживаемыми являются устройства, в которых пользователь может самостоятельно установить новую «намотку» (спираль + фитиль). Хотя это и более хлопотно, зато позволяет добиваться от используемых устройств лучших характеристик (вкус, количество пара и прочее). Но ещё важнее, что обслуживаемые устройства можно удобно обслуживать в промежутках между сменой намоток (промывать и прожигать фитили и спирали). Например, GP Heron.

Однако между крайностями «обслуживаемый – не обслуживаемый» также существует достаточно «полуобслуживаемых» испарителей. Это своеобразный компромисс технических характеристик и простоты использования. В таких испарителях пользователь эксплуатирует одно устройство, а при необходимости самостоятельно заменяет в нём только испарительный элемент (испарительную головку). Например, iClear 30 и испарительные элементы для него.

Подробней об отличии обслуживаемых и необслуживаемых испарителей можно посмотреть в этой статье: http://truevaping.ru/ustrojstva-ispariteli-obsluzhivaemye-vs-neobsluzhivaemye/.

Теперь вкратце расскажу об источниках питания.

Источник питания – это устройство, подающие к испарителю определённое напряжение (вольтаж, вольты). Среди них встречаются неразборные и разборные заводские батарейки eGo- и других форматов, батарейные блоки со сменными аккумуляторами, мехмоды, варивольты, разновольты и прочее. Сейчас для нас всё разнообразие источников питания – не важно.

Пока обратим внимание только на две наиболее существенные характеристики. На габариты и возможность регулировки подаваемого вольтажа.

Рассматривая испарители, мы познакомились с самыми распространёнными диаметрами устройств. Большинство источников питания также имеют соответствующие размеры:

• eGo-формат (около 14 мм). На этом сайте нет отдельного обзора eGo-аккумуляторов, поскольку это столь же традиционное и само собой понятное устройство, как бамбуковые палочки в восточной кухне. Однако на многих размещённых здесь фотографиях они встречаются (например, http://truevaping.ru/photo/dripper-spiral-leo_23.jpg, или http://truevaping.ru/photo/bulli-smoker-a2-classic_15.jpg). Вот ещё не совсем обычный представитель этого формата (необычность поясняется «квадратной» формой) — iTaste VV V3.0 от Innokin;
• батарейные блоки диаметром 16–17 мм обычно предназначены для аккумуляторов формата 14500 и 14650. Их не очень много, но есть целые сообщества любителей этого формата (в основном – у иностранцев). Представителем данного типа источников питания является Nemi (Nemesis mini) от Atmomixani;
• источников питания диаметром 20 мм очень мало, всего несколько моделей. Объясняется это тем, что используемые в них аккумуляторы имеют диаметр 18 мм и требуется достаточно высококлассное оборудование, чтобы изготовить детали с толщиной стенки около 0,5 мм;
• диаметр 22–23 мм среди источников питания распространён в наибольшей мере. Сейчас большинство производителей стараются приблизить габариты своих устройств к негласному стандарту «22 мм». В качестве примеров можно приводить большинство участников обзора раздела «Источники питания» 🙂 . В качестве образца можно взглянуть на Just GG, Lernaia Hydra от ElСigArt и GP Paps V3 от VapourArt;
• устройства диаметром более 23 мм встречаются редко. И являются либо образцами утрированной брутальности (например, iTaste 134), либо устройствами, в которых используются аккумуляторы формата 26650 (диаметр самого аккумулятора – 26 мм). Примером такого устройства является ATLAS MECHA 26650;
• однако кроме «круглых» источников питания (так называемых «труб») на рынке представлены батарейные блоки и других форм. Например, стильная «электронная трубка» Purple Orchid. Или «коробки» iTaste MVP V2.0 и iTaste VTR от Innokin.

Что касается регулировки вольтажа, тут ситуация следующая. Во-первых, многих батарейные блоки подают к спирали испарителя вольтаж напрямую от аккумулятора. То есть, в процессе разряда аккумулятора будет уменьшаться вольтаж и, следовательно, тепловая мощность на спирали.

Во-вторых, есть группа так называемых «стабилизированных» источников питания. В них присутствует электронная плата, подающая в испаритель стабильный вольтаж независимо от состояния аккумулятора. Традиционно – это 3,3 В и обычно встречается в eGo-аккумуляторах.

Довольно долго практически все источники питания относились к одной из вышеуказанных групп. Однако за последние два года ситуация изменилась, и на рынке появилось большое количество так называемых «варивольтов» и «вариваттов».

Варивольтом называется батарейный блок с электроникой, не только обеспечивающий стабильную подачу вольтажа, но и позволяющий пользователю самостоятельно устанавливать подаваемое на испаритель напряжение. Это позволяет использовать испарители с разным сопротивлением, а также добиваться желательных характеристик пара.

Вариватт – это устройство с электроникой, которое самостоятельно поддерживает заданную пользователем мощность на спирали (ватты) независимо от сопротивления испарителя. Ближайший аналог – коробка-автомат в автомобиле 🙂 .

Подробней про варивольты и вариватты можно прочесть здесь: http://truevaping.ru/ustrojstva-istochniki-pitaniya-varivolt-varivatt/.

Эта статья, уважаемые читатели, походит к концу. Я понимаю, что для человека, только начавшего знакомиться с новой темой, и от небольшого объёма приведённой информации может начать кружиться голова… Но, правда, в этой серии статей я стараюсь излагать только наиболее важную, концентрированную информацию. Притом – именно доступным и понятным языком.

Я вас очень прошу не бросать чтение. Прочитав до конца эту серию статей, Вы, уважаемый читатель, сделаете себе огромное одолжение. Вы быстро и сразу войдёте в тему вейпинга (использования электронных сигарет) намного более подготовленным, чем это происходит с абсолютным большинством новичков.

И это не только сэкономит Ваше время и нервы, но и поможет избежать неразумной траты собственных средств, которые начинающие часто расходуют на «платное обучение». Платным обучением в форумной среде принято называть процесс, когда начинающий покупает некачественные устройства (часто – задорого), потом начинает разбираться, выбрасывает их и покупает уже что-то нормальное. Вот так и учится на собственных ошибках и за свои деньги.

Если готовы, продолжаем!

Одними из наиболее распространённых вопросов по поводу электронных сигарет в русскоязычном интернете являются такие:

• что такое электронная сигарета?
• устройство электронной сигареты?
• как работает электронная сигарета?
• чем отличаются электронные сигареты?

После ознакомления с уже изложенной информацией, мы знаем ответы на три первых вопроса (что такое электронная сигарета, устройство электронной сигареты, как работает электронная сигарет). Теперь ответим на оставшийся вопрос.

Так чем же отличаются электронные сигареты?

Не удивляйтесь, но, обогатившись предыдущими знаниями, теперь несложно разобраться и в отличиях между представленными на рынке электронными сигаретами.

Во-первых, электронная сигарета – это не просто непонятное неделимое устройство. Мы понимаем, что любая электронная сигарета (персональный испаритель) состоит из двух частей – из испарителя и источника питания.

Следовательно, мы, во-вторых, понимаем, что одной из основных характеристик подобных устройств являются их габариты (обычно речь о диаметре). Относительно стандартными и наиболее распространёнными являются три размера:

• 14 мм;
• 16–17 мм;
• 22–23 мм.

Электронные сигареты отличаются между собой размерами. Что влечёт за собой следующие различия:

• больший или меньший запас жидкости для электронных сигарет (от 0,3 до 4,5 мл и более);
• большая или меньшая ёмкость аккумулятора.

Этими отличиями характеризуется время «автономной работы» устройства. Это – в-третьих. Понятно, что миниатюрные электронные сигареты придётся заправлять и заряжать чаще, чем габаритные. Сейчас мы это не рассматривали, но в качестве общего правила можно принять следующий тезис: в большинстве случаев габаритный испаритель обеспечивает более яркий вкус и объёмный пар. Не для всех это критично, но забывать об этом не стоит.

В-четвёртых, мы уже знаем, что у источников питания важной характеристикой является возможность регулировки вольтажа / подаваемой мощности. Следовательно, связка испарителя с источником питания, называемая «электронной сигаретой», может обеспечивать различные характеристики пара. От этого зависят не только вкус и объем пара, но и интенсивность насыщения организма никотином.

В-пятых, в рамках «начального уровня» это пояснять сложно (всё же требуется определённый уровень понимания специфических конструктивных решений), но испарители разных конструкций обеспечивают сильно отличающиеся характеристики вкуса и пара. На это влияют возможность регулировки интенсивности обдува (подачи воздуха) и возможность регулировки интенсивности подачи жидкости для электронных сигарет. Такие «тонкости» обычно раскрываются в обзорах отдельных устройств.

В-шестых… Ох, это пояснить непросто, но попробую. Электронные сигареты от разных производителей кроме своих технических характеристик также отличаются культурой производства. Например, в нише eGo-аккумуляторов кроме продукции от крупного и авторитетного китайского производителя Joyetech есть множество подобных устройств от менее именитых, а порой даже безымянных производителей.

Да, разница в цене неопытному пользователю может показаться соблазнительной… Но, столкнувшись с тем, что в «батарейке» отсутствует стабилизация напряжения, что она просто физически плохо соединяется с испарителем, «разбирается» в руках, перегорает через день использования – тогда подходить к покупке станешь более серьёзно… В большинстве случаев «noname» или продукция неизвестных производителей оказывается откровенно неахтецкого качества. Выбирать вам, конечно, но не говорите потом, что никто не предупреждал 😉 .

С десяток прочих «отличий» уже выходят за рамки «новичкового» обсуждения, потому дальнейшие размышления прекращаем.

И раз мы уже уяснили, что электронная сигарета в большинстве случаев не является неким «единым» изделием, добавлю два последних штриха.

Порой устройство бывает «моноблоком» – это когда в одном корпусе объединены и испаритель, и источник питания. Примером такого изделия является Orion v3 от Nosmoker. Также встречаются «гибриды» – это когда испаритель и источник питания отделяются друг от друга, но всё же продаются и эксплуатируются вместе. Примером такого устройства является Blue Tongue Genesis Hybrid.

Но чаще начинающему пользователю нет необходимости мучаться с подбором испарителей и источников питания. Постольку многие производители устройств предлагают так называемые «стартовые наборы» / Starter Kit. Это готовые комплекты, позволяющие начать пользоваться электронной сигаретой незамедлительно. Дополнительно надо приобрести только жидкость для электронных сигарет и – в добрый путь!

Большинству начинающих пользователей для знакомства с вейпингом достаточным будет приобретение стартового набора от приличного производителя (лично я рекомендую продукцию Joyetech). Но вопросу о том, что покупать и где покупать – будут посвящены отдельные статьи.

Если же кто-то из читателей уже прямо сейчас хочет приобрести свой первый комплект устройств, но полагаться на «стартовый набор», либо на рекомендации продавцов неохота, советую ознакомиться вот с этой статьёй: http://truevaping.ru/nizkij-start/. Кроме прочей полезной информации, там приведён конкретный набор, который рекомендовал «непростому» новичку (почитайте, всё станет понятно).

В статье информации о ценах нет, здесь же скажу, что подобный набор стоит 120–150 долларов и является достаточным, чтобы «войти в тему» и получить хорошее представление об электронных сигаретах и начальные навыки их использования.

В следующей статье обсудим вопросы, связанные с жидкостью для электронных сигарет.