Кальянное устройство с предварительным нагревом воздуха без сжигания

Группа изобретений относится к генерирующему аэрозоль элементу для кальянного устройства, кальянному устройству и к кальянному узлу. Генерирующий аэрозоль элемент для кальянного устройства содержит приемник для картриджа для размещения картриджа, содержащего генерирующий аэрозоль субстрат, нагревательный элемент, образующий по меньшей мере две поверхности приемника для картриджа, и выпускное отверстие для аэрозоля, соединенное по текучей среде с приемником для картриджа, и впускной канал для свежего воздуха, соединенный по текучей среде с приемником для картриджа и выполненный с возможностью предварительного нагрева воздуха перед поступлением воздуха в приемник для картриджа. Технический результат – обеспечение высокоэффективного нагрева генерирующего аэрозоль субстрата, не приводящего к образованию побочных продуктов сжигания. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к кальянным устройствам и, в частности, к кальянным устройствам, выполненным с возможностью предварительного нагрева впускного воздуха; более конкретно – к кальянным устройствам, которые осуществляют предварительный нагрев воздуха и нагрев генерирующего аэрозоль субстрата без сжигания субстрата.

Кальянные устройства используются для курения табака и выполнены таким образом, что пар и дым проходят через толщу воды перед вдыханием потребителем. Кальянные устройства могут содержать одно выпускное отверстие или более чем одно выпускное отверстие, так что обеспечивается возможность одновременного использования устройства более чем одним потребителем. Многие рассматривают использование кальянных устройств как форму досуга и социальный опыт.

Табак, используемый в кальянных устройствах, может быть смешан с другими составляющими, например, для увеличения объема образующихся пара и дыма и/или для изменения аромата. Для нагрева табака в кальянном устройстве обычно используются гранулы древесного угля, что может приводить к полному или частичному сжиганию табака или других составляющих.

Были предложены некоторые кальянные устройства, в которых используются электрические источники тепла для сжигания табака с целью, например, предотвращения образования побочных продуктов сжигания древесного угля или повышения стабильности сжигания табака. Были предложены другие кальянные устройства, в которых используются жидкости для электронных сигарет, а не табак. В кальянных устройствах, в которых используются жидкости для электронных сигарет, исключается образование побочных продуктов сжигания, однако потребители кальяна лишаются ощущений, связанных с табаком.

Желательно создать такое кальянное устройство, в котором применялся бы субстрат, не приводящий к образованию побочных продуктов сжигания.

Желательно также создать такое кальянное устройство, которое было бы выполнено с возможностью использования с генерирующим аэрозоль субстратом, таким как табачный субстрат, в удобной расходной форме.

Желательно также создать такое кальянное устройство, которое обеспечивало бы ожидаемые ощущения от кальяна.

В различных аспектах настоящего изобретения предложено кальянное устройство, содержащее колбу и генерирующий аэрозоль элемент, сообщающийся по текучей среде с колбой. Колба содержит выпускное отверстие верхнего пространства. Генерирующий аэрозоль элемент содержит приемник для картриджа, нагревательный элемент, выпускное отверстие для аэрозоля и впускной канал для свежего воздуха. Приемник выполнен с возможностью размещения картриджа, содержащего генерирующий аэрозоль субстрат. Нагревательный элемент образует по меньшей мере две поверхности приемника для картриджа. Предпочтительно, нагревательный элемент образует участок верхней стенки и участок боковой стенки приемника для картриджа. Предпочтительно, участок боковой стенки приемника является цилиндрическим. Предпочтительно, приемник образует цилиндрическую форму или форму усеченного конуса, у которого значение диаметра основания превышает значение высоты в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 5; или значение высоты которого превышает значение диаметра основания в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 5. Выпускное отверстие для аэрозоля сообщается по текучей среде с приемником для картриджа. Впускной канал для свежего воздуха сообщается по текучей среде с приемником для картриджа. Впускной канал для свежего воздуха выполнен с возможностью предварительного нагрева воздуха перед поступлением воздуха в приемник для картриджа. Предпочтительно, нагревательный элемент образует по меньшей мере одну поверхность канала для свежего воздуха. Предпочтительно, по меньшей мере одна поверхность канала для свежего воздуха образована образующей приемник поверхностью или внутренней поверхностью нагревательного элемента.

В различных аспектах настоящего изобретения предложен кальянный узел, содержащий вышеописанное кальянное устройство и картридж, содержащий генерирующий аэрозоль субстрат и размещенный в приемнике для картриджа в кальянном устройстве. Предпочтительно, картридж содержит два или более отверстий в поверхности основания и верхней поверхности. Предпочтительно, нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева, но не сжигания, генерирующего аэрозоль субстрата для обеспечения основного потока аэрозоля, не содержащего продуктов сжигания, для вдыхания потребителем.

В различных аспектах настоящего изобретения предложен генерирующий аэрозоль элемент для кальянного устройства. Генерирующий аэрозоль элемент содержит приемник для картриджа, нагревательный элемент, выпускное отверстие для аэрозоля и впускной канал для свежего воздуха. Приемник выполнен с возможностью размещения картриджа, содержащего генерирующий аэрозоль субстрат. Нагревательный элемент образует по меньшей мере две поверхности приемника для картриджа. Выпускное отверстие для аэрозоля сообщается по текучей среде с приемником для картриджа. Впускной канал для свежего воздуха сообщается по текучей среде с приемником для картриджа. Впускной канал для свежего воздуха выполнен с возможностью предварительного нагрева воздуха перед поступлением воздуха в приемник для картриджа. Предпочтительно, нагревательный элемент образует по меньшей мере одну поверхность канала для свежего воздуха.

Различные аспекты или варианты осуществления кальянных устройств, описанные в данном документе, способны обеспечивать одно или более преимуществ по сравнению с существующими кальянными устройствами. Например, одно или более кальянных устройств, описанных в данном документе, способны обеспечивать высокоэффективный нагрев генерирующего аэрозоль субстрата. В некоторых примерах свежий впускной воздух, протекающий через впускной канал для свежего воздуха, нагревается перед поступлением в картридж для вовлечения аэрозоля, генерируемого из субстрата, что обеспечивает возможность значительного снижения энергии, используемой для аэрозолизации субстрата. Благодаря предварительному нагреву воздуха, обеспечивается возможность снижения энергии, необходимой для достаточного нагрева генерирующего аэрозоль субстрата для образования аэрозоля. Примером еще одного преимущества является в высокой степени равномерное распределение тепла по генерирующему аэрозоль субстрату, что может быть обеспечено одним или более кальянными устройствами, описанными в данном документе. Еще один пример преимущества состоит в том, что некоторые примеры картриджей, используемых в кальянных устройствах, описанных в данном документе, предусмотрены в удобной расходной форме, обеспечивая возможность простой и незагрязняющей отправки в отходы после потребления. Благодаря использованию внешней поверхности нагревателя для предварительного нагрева воздуха, обеспечивается преимущество, состоящее в охлаждении внешней поверхности нагревателя, что обеспечивает возможность использования меньшего количества изоляции вокруг внешней поверхности нагревателя. Это может быть особенно полезно в более теплых погодных условиях, в которых обычно требуется больше изоляции для предотвращения перегрева нагревателя и/или субстрата.

Кальянное устройство согласно настоящему изобретению может содержать любой подходящий генерирующий аэрозоль элемент. Генерирующий аэрозоль элемент содержит приемник для картриджа, нагревательный элемент, выпускное отверстие для аэрозоля и впускное отверстие для свежего воздуха. Приемник для картриджа выполнен с возможностью размещения в нем картриджа, содержащего генерирующий аэрозоль субстрат. Нагревательный элемент образует по меньшей мере две поверхности приемника. Например, нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере участок двух или более из верхней поверхности, боковой поверхности и нижней поверхности. Предпочтительно, нагревательный элемент образует по меньшей мере участок верхней поверхности и по меньшей мере участок боковой поверхности. Более предпочтительно, нагревательный элемент образует всю верхнюю поверхность и всю поверхность боковой стенки приемника. Нагревательный элемент может быть расположен на внутренней поверхности или на внешней поверхности приемника.

Может использоваться любой подходящий нагревательный элемент. Например, нагревательный элемент может содержать резистивные и/или индукционные нагревательные компоненты. Предпочтительно, нагревательный элемент содержит резистивный нагревательный компонент. Например, нагревательный элемент может содержать одну или более резистивных проволок или других резистивных элементов. Резистивные проволоки могут находиться в контакте с теплопроводным материалом для распределения вырабатываемого тепла по более широкой области. Примеры подходящих проводящих материалов включают алюминий, медь, цинк, никель, серебро и их комбинации. В целях настоящего изобретения, если резистивные проволоки находятся в контакте с теплопроводным материалом, то как резистивные проволоки, так и теплопроводный материал представляют собой часть нагревательного элемента, которая образует по меньшей мере участок поверхности приемника для картриджа.

В некоторых примерах нагревательный элемент содержит индукционный нагревательный элемент. Например, нагревательный элемент может содержать сусцепторный материал, который образует поверхность приемника для картриджа. В контексте данного документа термин «сусцептор» относится к материалу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. При размещении сусцептора в переменном электромагнитном поле, в нем обычно наводятся вихревые токи и могут происходить потери на гистерезис, что приводит к нагреву сусцептора. Поскольку сусцептор расположен в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату, этот субстрат нагревается сусцептором, так что образуется аэрозоль. Предпочтительно, сусцептор находится по меньшей мере частично в непосредственном физическом контакте с образующим аэрозоль субстратом.

Сусцептор может быть выполнен из любого материала, который способен к индукционному нагреву до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительные сусцепторы содержат металл или углерод. Предпочтительный сусцептор может содержать или состоять из ферромагнитного материала, например ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, и феррита. Подходящий сусцептор может быть выполнен из алюминия или содержать его.

Предпочтительные сусцепторы представляют собой сусцепторы из металла, например из нержавеющей стали. Тем не менее, материалы сусцептора могут также содержать графит, молибден, карбид кремния, алюминий, ниобий, сплавы инконель (аустенитные суперсплавы на основе никель–хрома), металлизированные пленки, керамику, например такую, как диоксид циркония, переходные металлы, например такие, как Fe, Co, Ni, или полуметаллы (металлоиды), например такие, как B, C, Si, P, Al, или они могут быть изготовлены из вышеперечисленного.

Сусцептор предпочтительно содержит более чем 5%, предпочтительно более чем 20%, предпочтительно более чем 50% или 90% ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные сусцепторы могут быть нагреты до температуры свыше 250 градусов по Цельсию. Подходящие сусцепторы могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например металлические дорожки, выполненные на поверхности керамического сердечника.

В системе согласно настоящему изобретению основание и указанная по меньшей мере одна боковая стенка приемника для картриджа могут содержать сусцепторный материал. Предпочтительно, основание и указанная по меньшей мере одна боковая стенка содержат сусцепторный материал. Предпочтительно, по меньшей мере участки внешней поверхности приемника для картриджа изготовлены из сусцепторного материала. Тем не менее, также и по меньшей мере участки внутренней стороны приемника для картриджа могут быть покрыты или облицованы сусцепторным материалом. Предпочтительно, облицовка прикреплена или присоединена к оболочке таким образом, что она образует неотъемлемую часть оболочки.

В качестве альтернативы или дополнительно, картридж может содержать сусцепторный материал.

Кальянное устройство может также содержать одну или более катушек индуктивности, выполненных с возможностью наведения вихревых токов и/или потерь на гистерезис в сусцепторном материале, что приводит к нагреву этого сусцепторного материала. Сусцепторный материал также может быть размещен в картридже, содержащем генерирующий аэрозоль субстрат. Сусцепторный элемент, содержащий сусцепторный материал, может содержать любой подходящий материал, такой как описанные, например, в опубликованных патентных заявках PCT WO 2014/102092 и WO 2015/177255.

Кальянное устройство может содержать электронный блок управления, функционально соединенный с резистивным нагревательным элементом или катушкой индуктивности. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления нагревом нагревательного элемента.

Электронный блок управления может быть обеспечен в любой подходящей форме, и он может содержать, например, контроллер или запоминающее устройство и контроллер. Контроллер может содержать одно или более из следующего: машину состояний на основе специализированной интегральной схемы (ASIC), цифровой процессор сигналов, вентильную матрицу, микропроцессор или эквивалентную дискретную или интегральную логическую схему. Электронный блок управления может содержать запоминающее устройство, которое хранит инструкции, инициирующие выполнение одним или более компонентами схемы функций или аспектов указанного электронного блока управления. Функции, присущие электронному блоку управления, в настоящем изобретении могут быть реализованы в виде одного или более из программного обеспечения, прошивки и аппаратного обеспечения.

Электронная схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электронная схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи мощности. Мощность может подаваться на нагревательный элемент или катушку индуктивности в виде импульсов электрического тока.

Если нагревательный элемент представляет собой резистивный нагревательный элемент, то электронный блок управления может быть выполнен с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента и управления подачей мощности на нагревательный элемент в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента. Таким образом, электронный блок управления имеет возможность регулирования температуры резистивного элемента.

Если нагревательные компоненты содержат катушку индуктивности, и нагревательный элемент содержит сусцепторный материал, то электронный блок управления может быть выполнен с возможностью отслеживания параметров катушки индуктивности и управления подачей мощности на катушку индуктивности в зависимости от параметров катушки, как описано, например, в WO 2015/177255. Таким образом, электронный блок управления имеет возможность регулирования температуры сусцепторного материала.

Кальянное устройство может содержать датчик температуры, такой как термопара, функционально соединенный с электронным блоком управления для управления температурой нагревательных элементов. Датчик температуры может быть расположен в любом подходящем месте. Например, датчик температуры может быть выполнен с возможностью вставки в картридж, размещенный внутри приемника, для отслеживания температуры нагреваемого генерирующего аэрозоль субстрата. В дополнение или в качестве альтернативы, датчик температуры может находиться в контакте с нагревательным элементом. В дополнение или в качестве альтернативы, датчик температуры может быть расположен с возможностью определения температуры в выпускном отверстии для аэрозоля кальянного устройства, таком как выпускное отверстие для аэрозоля генерирующего аэрозоль элемента. Датчик может передавать сигналы, относящиеся к измеряемой температуре, на электронный блок управления, который имеет возможность регулирования нагрева нагревательных элементов для достижения подходящей температуры на датчике.

Независимо от того, содержит ли кальянное устройство датчик температуры, устройство предпочтительно выполнено с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль субстрата в картридже, размещенном в приемнике, до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля без сжигания генерирующего аэрозоль субстрата.

Электронный блок управления может быть функционально соединен с источником питания. Кальянное устройство может содержать любой подходящий источник питания. Например, источник питания кальянного устройства может представлять собой батарею или комплект батарей. В некоторых примерах катодный и анодный элементы могут быть свернуты и собраны для соответствия геометрическим параметрам той части кальянного устройства, в которой они размещены. Батареи источника питания могут быть перезаряжаемыми, а также они могут быть съемными и сменными. Может быть использована любая подходящая батарея. Например, батареи для тяжелых условий эксплуатации или стандартные батареи, имеющиеся на рынке, такие как используемые в промышленных электроинструментах для тяжелых условий эксплуатации. В качестве альтернативы, источник питания может представлять собой любой электрический источник питания, включая супер– или гиперконденсатор. В качестве альтернативы, устройство может быть выполнено с возможностью получения питания при подключении к внешнему источнику электропитания, и оно может быть спроектировано для этой цели как в электрическом, так и в электронном аспекте. Независимо от типа применяемого источника питания, этот источник питания предпочтительно обеспечивает достаточную энергию для нормального функционирования устройства в течение приблизительно 70 минут непрерывной работы устройства до перезарядки или необходимости подключения к внешнему источнику электропитания.

Кальянное устройство содержит впускной канал для свежего воздуха, соединенный по текучей среде с приемником для картриджа. Свежий воздух протекает через канал в приемник для картриджа и картридж, размещенный в приемнике, для переноса аэрозоля, генерируемого из генерирующего аэрозоль субстрата в картридже, к выпускному отверстию для аэрозоля во время использования кальянного устройства. По меньшей мере участок канала образован нагревательным элементом для предварительного нагрева воздуха перед поступлением в приемник для картриджа или в картридж. Предпочтительно, тот участок нагревательного элемента, который образует поверхность приемника для картриджа, образует участок впускного канала для свежего воздуха. Предпочтительно, впускной канал для свежего воздуха образован верхней поверхностью приемника для картриджа и/или боковой стенкой приемника для картриджа, которые образованы нагревательным элементом. Предпочтительно, впускной канал для воздуха образован как верхней поверхностью приемника для картриджа, так и боковой стенкой приемника для картриджа, которые образованы нагревательным элементом. Предпочтительно, внешняя поверхность нагревательного элемента образует по меньшей мере участок впускного канала для воздуха. Внешняя поверхность нагревательного элемента представляет собой ту поверхность нагревательного элемента, которая противоположна поверхности нагревательного элемента, образующей приемник.

Любой подходящий участок впускного канала для воздуха может быть образован нагревательным элементом. Предпочтительно, приблизительно 50% или более от длины впускного канала для воздуха образовано нагревательным элементом. Во многих примерах нагревательный элемент будет образовывать 95% или менее от длины впускного канала для свежего воздуха.

Воздух, протекающий через впускной канал для свежего воздуха, может нагреваться в любом подходящем количестве посредством нагревательного элемента. В некоторых примерах воздух будет в достаточной степени нагрет для образования аэрозоля при протекании нагретого воздуха через картридж, содержащий генерирующий аэрозоль субстрат. В некоторых примерах воздух недостаточно нагревается для образования аэрозоля самостоятельно, но содействует нагреву субстрата посредством нагревательных элементов. Предпочтительно, количество энергии, подаваемой на нагревательные элементы для нагрева субстрата и инициирования образования аэрозоля, уменьшается на 5% или более, например, на 10% или более, или на 15% или более, при предварительном нагреве воздуха в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с конструкциями, в которых воздух предварительно не нагревается. Как правило, экономия энергии будет составлять менее чем 75%.

Субстрат предпочтительно нагревают посредством сочетания предварительно нагретого воздуха и нагрева с помощью нагревательных элементов до температуры в диапазоне от приблизительно 150ºС до приблизительно 300ºС; более предпочтительно от приблизительно 180ºС до приблизительно 250ºС или от приблизительно 200ºС до приблизительно 230ºС.

Для достижения таких температур субстрата нагревательный элемент может быть нагрет до рабочей температуры от приблизительно 150ºС до приблизительно 250ºС; предпочтительно от приблизительно 180ºС до приблизительно 230ºС или от приблизительно 200ºС до приблизительно 230ºС.

Предпочтительно, температура воздуха во впускном отверстии для воздуха быстро реагирует на температуру нагревательного элемента. Например, температура воздуха во впускном отверстии для воздуха в месте, образованном нагревательным элементом, достигает температуры, отличающейся не более чем на 35ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах трех секунд после инициирования нагрева нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном отверстии для воздуха в месте, образованном нагревательным элементом, достигает температуры, отличающейся не более чем на 35ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах трех секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном отверстии для воздуха в месте, образованном нагревательным элементом, достигает температуры, отличающейся не более чем на 35ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах трех секунд в течение периода времени, когда устройство находится в состоянии использования, например между затяжками, осуществляемыми пользователем на устройстве.

Более предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревательного элемента достигает температуры, отличающейся не более чем на 25ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах двух секунд с момента инициирования нагрева нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном отверстии для воздуха в месте, образованном нагревательным элементом, достигает температуры, отличающейся не более чем на 25ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах двух секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном отверстии для воздуха в месте, образованном нагревательным элементом, достигает температуры, отличающейся не более чем на 25ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах двух секунд в течение периода времени, когда устройство находится в состоянии использования, например между затяжками, осуществляемыми пользователем, на устройстве. Еще более предпочтительно, температура воздуха в впускном канале для воздуха в месте расположения нагревательного элемента достигает температуры, отличающейся не более чем на 15ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах 1 секунды с момента инициирования нагрева нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном отверстии для воздуха в месте, образованном нагревательным элементом, достигает температуры, отличающейся не более чем на 15ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах одной секунды с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном отверстии для воздуха в месте, образованном нагревательным элементом, достигает температуры, отличающейся не более чем на 15ºС от температуры нагревательного элемента, в пределах одной секунды в течение периода времени, когда устройство находится в состоянии использования, например между затяжками, осуществляемыми пользователем на устройстве.

В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 110°C в пределах первых 5 секунд после инициирования нагрева нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 110°C в пределах первых 3 секунд после инициирования нагрева нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха в канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 110°C в пределах первых 1,5 секунды после инициирования нагрева нагревательного элемента.

В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 190°C в течение первых 5 секунд после инициирования нагрева нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 190°C в пределах первых 3 секунд после инициирования нагрева нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 190°C в пределах первых 1,5 секунды после инициирования нагрева нагревательного элемента.

В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 200°C в пределах первых 5 секунд после инициирования нагрева нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха в канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 200°C в пределах первых 3 секунд после инициирования нагрева нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 200°C в пределах первых 1,5 секунды после инициирования нагрева нагревательного элемента.

В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 110°C в пределах 5 секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 110°C в пределах 3 секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха в канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 110°C в пределах 1,5 секунды с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента.

В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателя может достигать по меньшей мере 190°C в пределах 5 секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 190°C в пределах 3 секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 190°C в пределах 1,5 секунды с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента.

В некоторых вариантах осуществления температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 200°C в пределах 5 секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 200°C в пределах 3 секунд с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателяможет достигать по меньшей мере 200°C в пределах 1,5 секунды с момента достижения рабочей температуры нагревательного элемента.

При использовании один или более пользователей могут использовать кальянное устройство, осуществляя затяжки.

Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателя после затяжки возвращается к температуре до затяжки в пределах приблизительно трех секунд после затяжки. Предпочтительно, температура воздуха во впускном канале для воздуха в месте расположения нагревателя после осуществления затяжки возвращается к температуре до затяжки в пределах приблизительно двух секунд или в пределах приблизительно 1 секунды после затяжки.

Следует иметь в виду, что манера осуществления затяжек, такая как продолжительность каждой затяжки, может отличаться у разных пользователей. Обычная затяжка может длиться от 2 до 3 секунд, хотя некоторые пользователи могут осуществлять затяжки большей или меньшей продолжительности.

Предпочтительно, по меньшей мере участок канала воздушного потока образован между нагревательным элементом и теплозащитным экраном. Предпочтительно, по существу весь участок впускного канала для свежего воздуха, который образован впускным каналом для свежего воздуха, также образован посредством теплозащитного экрана. Теплозащитный экран и нагревательный элемент могут образовывать противоположные поверхности впускного канала для свежего воздуха, так что воздух протекает между теплозащитным экраном и нагревательным элементом. Предпочтительно, теплозащитный экран расположен снаружи от внутренней области, образованной приемником для картриджа.

Может использоваться любой подходящий материал теплозащитного экрана. Предпочтительно, материал теплозащитного экрана содержит поверхность, которая является теплоотражающей. Теплоотражающая поверхность может иметь основу из изоляционного материала. В некоторых примерах теплоотражающий материал содержит пленку, металлизированную алюминием, или другой подходящий теплоотражающий материал. В некоторых примерах изоляционный материал содержит керамический материал. В некоторых примерах теплозащитный экран содержит пленку, металлизированную алюминием, и основу из керамического материала.

Впускной канал для свежего воздуха может содержать одно или более отверстий, проходящих через приемник для картриджа, так что свежий воздух извне кальянного устройства может протекать через указанный канал в приемник для картриджа через указанные отверстия. Если канал содержит более чем одно отверстие, то этот канал может содержать коллектор для направления воздуха, протекающего через канал, к каждому отверстию. Предпочтительно, кальянное устройство содержит два или более впускных каналов для свежего воздуха.

Приемник для картриджа может содержать любое подходящее количество отверстий, сообщающихся с одним или более впускными каналами для свежего воздуха. Например, приемник может содержать от 1 до 1000 отверстий, например от 10 до 500 отверстий. Отверстия могут иметь одинаковый размер или неодинаковый размер. Отверстия могут быть равномерно распределены или неравномерно распределены. Отверстия могут быть выполнены в приемнике для картриджа в любом подходящем месте. Например, отверстия могут быть выполнены в верхней и/или боковой стенке приемника. Предпочтительно, отверстия выполнены в верхней стенке приемника.

Приемник предпочтительно имеет такие форму и размер, что обеспечивается возможность контакта между одной или более стенками или верхней стороной приемника и картриджем при размещении картриджа в приемнике для содействия кондуктивному нагреву картриджа и генерирующего аэрозоль субстрата посредством нагревательного элемента, образующего поверхность приемника. В некоторых примерах между по меньшей мере участком картриджа и поверхностью приемника может быть образован воздушный зазор, служащий в качестве участка впускного канала для свежего воздуха.

Предпочтительно, внутренняя поверхность приемника для картриджа и внешняя поверхность картриджа имеют аналогичные форму и размеры. Предпочтительно, внутренняя поверхность приемника и внешняя поверхность картриджа имеют отношение высоты к ширине (или диаметру) основания более чем приблизительно 1,5:1, или отношение ширины (или диаметра) основания к высоте составляет более чем приблизительно 1,5:1. Такие отношения способны обеспечивать более эффективное расходование генерирующего аэрозоль субстрата внутри картриджа во время использования, благодаря обеспечению возможности проникновения тепла от нагревательных элементов в середину картриджа. Например, приемник и картридж могут иметь диаметр (или ширину) основания, превышающий высоту в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 5, или в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 4, или в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 3. Аналогичным образом, приемник и картридж могут иметь высоту, превышающую диаметр (или ширину) основания в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 5, или в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 4, или в число раз от приблизительно 1,5 до приблизительно 3. Предпочтительно, приемник и картридж имеют отношение высоты к диаметру основания или отношение диаметра основания к высоте от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 2,5:1.

В некоторых примерах внутренняя поверхность приемника и внешняя поверхность картриджа имеют высоту в диапазоне от приблизительно 15 мм до приблизительно 25 мм и диаметр основания в диапазоне от приблизительно 40 мм до приблизительно 60 мм.

Приемник для картриджа может быть образован из одной или более частей. Предпочтительно, приемник образован двумя или более частями. Предпочтительно, по меньшей мере одна часть приемника выполнена с возможностью перемещения относительно другой части для обеспечения возможности доступа к внутренней области приемника для вставки картриджа в приемник. Например, одна часть может быть выполнена с возможностью съемного прикрепления к другой части для обеспечения возможности вставки картриджа, когда указанные части разделены. Указанные части могут быть выполнены с возможностью скрепления любым подходящим образом, например посредством резьбового соединения, посадки с натягом, соединения на защелках и т.п. В некоторых примерах указанные части крепятся друг к другу посредством шарнира. Если указанные части скреплены посредством шарнира, то эти части также могут содержать фиксирующий механизм для закрепления частей относительно друг друга при нахождении приемника в закрытом положении. В некоторых примерах приемник для картриджа содержит выдвижной лоток, который может выдвигаться с открыванием для обеспечения возможности размещения картриджа в указанном выдвижном лотке и задвигаться с закрыванием для обеспечения возможности использования кальянного устройства.

С кальянным устройством, описанным в данном документе, может использоваться любой подходящий генерирующий аэрозоль картридж. Предпочтительно, картридж содержит теплопроводный корпус. Например, корпус может быть выполнен из алюминия, меди, цинка, никеля, серебра и их комбинаций. Предпочтительно, корпус выполнен из алюминия. В некоторых примерах картридж выполнен из одного или более материалов, менее теплопроводных, чем алюминий. Например, корпус может быть выполнен из любого подходящего термостабильного полимерного материала. Если материал является достаточно тонким, то обеспечивается возможность передачи достаточного количества тепла через корпус, даже в случае, если корпус выполнен из материала, который не является особо теплопроводным.

Картридж содержит одно или более отверстий, выполненных в верхней и нижней стенках корпуса для обеспечения возможности прохождения воздуха через картридж при использовании. Если верхняя стенка приемника содержит одно или более отверстий, то по меньшей мере некоторые из отверстий в верхней стенке картриджа могут быть выровнены с отверстиями в верхней стенке приемника. Картридж может содержать выравнивающий элемент, выполненный с возможностью сопряжения с ответным выравнивающим элементом приемника для выравнивания отверстий картриджа с отверстиями приемника при вставке картриджа в приемник. Отверстия в корпусе картриджа могут быть закрыты во время хранения для предотвращения выпуска генерирующего аэрозоль субстрата, хранящегося в картридже, из картриджа. В дополнение или в качестве альтернативы, отверстия в корпусе могут иметь размеры, достаточно малые для предотвращения или уменьшения выпуска генерирующего аэрозоль субстрата из картриджа. Если отверстия закрыты, то потребитель может снять крышку перед вставкой картриджа в приемник. В некоторых примерах приемник выполнен с возможностью прокалывания картриджа для образования отверстий в картридже. Предпочтительно, приемник выполнен с возможностью прокалывания верхней стенки картриджа.

Картридж может иметь любую подходящую форму. Предпочтительно, картридж имеет форму усеченного конуса.

В картридже может быть размещен любой подходящий генерирующий аэрозоль субстрат для использования с кальянными устройствами согласно настоящему изобретению. Генерирующий аэрозоль субстрат предпочтительно представляет собой субстрат, способный выделать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева генерирующего аэрозоль субстрата. Генерирующий аэрозоль субстрат может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Предпочтительно, генерирующий аэрозоль субстрат является твердым.

Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Генерирующий аэрозоль субстрат, содержащий никотин, может содержать матрицу из никотиновой соли. Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать табак и, предпочтительно, табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые выделяются из генерирующего аэрозоль субстрата при нагреве.

Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован в результате агломерации частиц табака. В гомогенизированном табачном материале, при его наличии, содержание вещества для образования аэрозоля может составлять 5% или более в пересчете на сухой вес, и предпочтительно между более чем 30% по массе в пересчете на сухой вес. Содержание вещества для образования аэрозоля может составлять менее чем приблизительно 95% в пересчете на сухой вес.

В качестве альтернативы или дополнительно, генерирующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не содержащий табака. Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.

Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать, например, одно или более из следующего: порошка, гранул, шариков, кусочков, тонких трубок, полосок или листов, содержащих одно или более из следующего: травяных листьев, табачных листьев, фрагментов табачных жилок, восстановленного табака, гомогенизированного табака, экструдированного табака и расширенного табака.

Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании содействуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре генерирующего аэрозоль устройства. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3–бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно–, ди– или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно–, ди– или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Особо предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3–бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин. Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и составляющие, такие как ароматизаторы. Генерирующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В особо предпочтительном варианте осуществления вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин.

Твердый генерирующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может содержать тонкий слой, на первую основную поверхность и/или на вторую основную внешнюю поверхность которого нанесен твердый субстрат. Носитель может быть выполнен, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, перфорированной металлической фольги или любой другой термостабильной полимерной матрицы. В качестве альтернативы, носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, кусочков, тонких трубок, полосок или листов. Носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые включены табачные компоненты. Нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.

В некоторых примерах генерирующий аэрозоль субстрат имеет форму суспензии. Например, генерирующий аэрозоль субстрат может иметь форму густой мелассообразной суспензии.

Воздух, поступающий в картридж, протекает через генерирующий аэрозоль субстрат, вовлекает аэрозоль и выходит из картриджа и приемника через выпускное отверстие для аэрозоля. Из выпускного отверстия для аэрозоля воздух, несущий аэрозоль, поступает в колбу.

Кальянное устройство может содержать любую подходящую колбу, образующую внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости и образующий выпускное отверстие в свободном пространстве над уровнем заполнения жидкостью. Колба может содержать оптически прозрачный или матовый корпус для обеспечения для потребителя возможности видеть содержимое, заключенное в колбе. Колба может содержать маркировку уровня заполнения жидкостью, такую как линия уровня заполнения жидкостью. Корпус колбы может быть выполнен из любого подходящего материала. Например, корпус колбы может содержать стекло или подходящий твердый пластмассовый материал. Предпочтительно, колба выполнена с возможностью отделения от части кальянного устройства, содержащей генерирующий аэрозоль элемент, для обеспечения возможности заполнения или очистки колбы потребителем.

Потребитель может заполнять колбу до уровня заполнения жидкостью. Жидкость предпочтительно содержит воду, в которую при необходимости могут быть добавлены один или более красителей и/или ароматизаторов. Например, в воду могут быть добавлены растительные и/или травяные добавки.

Аэрозоль, вовлеченный в воздух, выходящий из выпускного отверстия для аэрозоля приемника, может проходить через шахту кальяна, расположенную в колбе. Шахта кальяна может быть соединена с выпускным отверстием для аэрозоля, и она может иметь отверстие ниже уровня заполнения жидкостью в колбе, так что аэрозоль, протекающий через колбу, протекает через отверстие шахты кальяна и через жидкость в верхнее пространство колбы и выходит через выпускное отверстие верхнего пространства для доставки потребителю.

Выпускное отверстие верхнего пространства может быть соединено со шлангом, содержащим мундштук, для доставки аэрозоля потребителю. Мундштук может содержать переключатель, активируемый пользователем или датчиком затяжки, функционально соединенным с электронным блоком управления кальянного устройства. Предпочтительно, переключатель или датчик затяжки беспроводным образом соединен с электронным блоком управления. Активация переключателя или датчика затяжки может приводить к активации нагревательного элемента электронным блоком управления, а не к постоянной подаче энергии на нагревательный элемент. Соответственно, использование переключателя или датчика затяжки может служить для экономии энергии по сравнению с устройствами, не использующими таких элементов, путем обеспечения нагрева по запросу, а не постоянного нагрева.

В качестве примера, ниже в хронологическом порядке представлен один способ использования кальянного устройства, описанного в данном документе. Колба может быть отсоединена от других компонентов кальянного устройства и наполнена водой. В воду для ароматизации могут быть добавлены одно или более из натуральных фруктовых соков, растительных добавок и травяных настоев. Добавляемое количество жидкости должно покрывать часть шахты, но не должно превышать отметку уровня заполнения, которая при необходимости может присутствовать на колбе. Затем колбу снова прикрепляют к кальянному устройству. Часть генерирующего аэрозоль элемента может быть снята или открыта для обеспечения возможности вставки картриджа в приемник. Затем повторно присоединяют или закрывают генерирующий аэрозоль элемент. Затем устройство может быть включено. Пользователь может осуществлять затяжки через мундштучную часть до тех пор, пока не будет образован требуемый объем аэрозоля для наполнения аэрозольной камеры (образованной внутренним объемом крышки). Затем пользователь может осуществлять затяжки через мундштук по мере необходимости. Пользователь может продолжать использование устройства до тех пор, пока аэрозоль больше не будет виден в аэрозольной камере. Предпочтительно, устройство автоматически отключается при израсходовании используемого генерирующего аэрозоль субстрата в картридже. В качестве альтернативы или дополнительно, потребитель может вставлять в устройство новый картридж, например, после получения сигнала от устройства о полном или по существу полном израсходовании расходных материалов. При вставке нового картриджа обеспечивается возможность продолжения использования устройства. Предпочтительно, кальянное устройство может быть отключено потребителем в любое время, например, посредством выключения устройства.

В некоторых примерах пользователь может активировать один или более нагревательных элементов путем использования активирующего элемента, например, на мундштуке. Активирующий элемент может иметь, например, беспроводную связь с электронным блоком управления, и он может подавать на электронный блок управления сигнал активации нагревательного элемента для перехода из режима ожидания к полному нагреву. Предпочтительно, такая ручная активация возможна только в то время, когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке, для предотвращения перегрева или ненужного нагрева генерирующего аэрозоль субстрата в картридже.

В некоторых примерах мундштук содержит датчик затяжки, имеющий беспроводную связь с электронным блоком управления, и осуществление потребителем затяжки через мундштук приводит к активации нагревательных элементов с переходом из режима ожидания к полному нагреву.

Кальянное устройство согласно настоящему изобретению может иметь любое подходящее управление воздушным потоком. В одном примере осуществление пользователем затяжки будет создавать эффект всасывания, создающий низкое давление внутри устройства, что будет приводить к протеканию внешнего воздуха через впускное отверстие для воздуха в устройстве во впускной канал для свежего воздуха и далее в приемник для картриджа. Затем воздух может протекать через картридж, находящийся в приемнике, для переноса аэрозоля, образуемого из генерирующего аэрозоль субстрата в картридже. Затем воздух с вовлеченным аэрозолем выходит из выпускного отверстия для аэрозоля в приемнике и протекает через шахту в жидкость внутри колбы. Затем аэрозоль выделяется из жидкости в виде пузырьков, поступает в верхнее пространство колбы над уровнем жидкости, выходит через выпускное отверстие верхнего пространства и проходит через шланг и мундштук для доставки потребителю. Поток внешнего воздуха и поток аэрозоля внутри кальянного устройства могут создаваться под действием затяжек, осуществляемых пользователем.

Предпочтительно, совокупность всех основных частей кальянного устройства согласно настоящему изобретению обеспечивает герметичное функционирование устройства. Герметичное функционирование должно обеспечивать надлежащее управление воздушным потоком. Герметичное функционирование может быть достигнуто любым подходящим способом. Например, для обеспечения герметичного уплотнения могут использоваться уплотнители, такие как уплотнительные кольца и шайбы.

Уплотнительные кольца и уплотнительные шайбы или другие уплотнительные элементы могут быть изготовлены из любого подходящего материала или материалов. Например, уплотнители могут включать одно или более из графеновых соединений и силиконовых соединений. Предпочтительно, материалы одобрены для использования потребителем Управлением США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов.

Основные части, такие как шахта, идущая от приемника, корпус крышки приемника и колба, могут быть изготовлены из любого подходящего материала или материалов. Например, эти части могут быть независимо изготовлены из стекла, соединений на основе стекла, полисульфона (PSU), полиэфирсульфона (PES) или полифенилсульфона (PPSU). Предпочтительно, указанные части выполнены из материалов, подходящих для использования в стандартных посудомоечных машинах.

В некоторых примерах мундштук согласно настоящему изобретению содержит охватываемый/охватывающий элемент быстроразъемного соединения для соединения с блоком шланга.

Далее будут приводиться ссылки на чертежи, на которых изображены один или более аспектов, описанных в данном документе. Однако следует понимать, что и другие аспекты, не изображенные на чертежах, попадают в рамки объема и сущности настоящего изобретения. Одинаковые номера, используемые на фигурах, относятся к одинаковым компонентам, этапам и т. п. Однако следует понимать, что использование номера для обозначения компонента на заданной фигуре не предназначено для ограничения компонента на другой фигуре, обозначенного тем же самым номером. Кроме того, использование разных номеров для обозначения компонентов на разных фигурах не предназначено для указания на то, что компоненты с разными номерами не могут быть такими же или сходными с компонентами с другими номерами. Фигуры представлены в целях иллюстрации, а не ограничения. Схематичные чертежи, представленные на фигурах, необязательно выполнены в масштабе.

Обратимся теперь к ФИГ. 1, на котором показан схематичный чертеж в разрезе примера кальянного устройства 100. Устройство 100 содержит колбу 17, образующую внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости 19 и образующий выпускное отверстие 15 верхнего пространства над уровнем заполнения жидкостью 19. Жидкость 19 предпочтительно содержит воду, в которую при необходимости могут быть добавлены один или более красителей и/или один или более ароматизаторов. Например, в воду могут быть добавлены растительные добавки и/или и травяные добавки.

Устройство 100 также содержит генерирующий аэрозоль элемент 130. Генерирующий аэрозоль элемент 130 содержит приемник 140 для картриджа, выполненный с возможностью размещения картриджа 150, содержащего генерирующий аэрозоль субстрат. Генерирующий аэрозоль элемент 130 также содержит нагревательный элемент 160, который образует по меньшей мере две поверхности приемника 140. В проиллюстрированном варианте осуществления нагревательный элемент 160 образует верхнюю и боковую поверхности приемника 140. Генерирующий аэрозоль элемент 130 также содержит впускной канал 170 для свежего воздуха, чрез который свежий воздух втягивается в устройство 100. Участок впускного канала 170 для свежего воздуха образован нагревательным элементом 160 для нагрева воздуха перед поступлением воздуха в приемник 140. Затем предварительно нагретый воздух поступает в картридж 150, который также нагревается посредством нагревательного элемента 160, для переноса аэрозоля, генерируемого генерирующим аэрозоль субстратом в контейнере 150. Воздух выходит из выпускного отверстия 180 для аэрозоля в генерирующем аэрозоль элементе 130.

Шахта 190 переносит воздух и аэрозоль из выпускного отверстия 180 для аэрозоля в колбу 17 ниже уровня жидкости 19. Воздух и аэрозоль могут проходить в виде пузырьков через жидкость 19 и выходить через выпускное отверстие 15 верхнего пространства генерирующего аэрозоль элемента 13017 колбы генерирующего аэрозоль элемента 130. Шланг 20 может быть прикреплен к выпускному отверстию 15 верхнего пространства для переноса аэрозоля в рот пользователя. Мундштук 25 может быть прикреплен к части шланга 20 или образовывать ее.

Путь воздушного потока в устройстве при использовании изображен жирными стрелками на ФИГ. 1.

Мундштук 25 может содержать активирующий элемент 27. Активирующий элемент 27 может представлять собой переключатель, кнопку или т.п., или он может представлять собой датчик затяжки или т.п. Активирующий элемент 27 может быть размещен в любом другом подходящем месте устройства 100. Активирующий элемент 27 может иметь беспроводную связь с электронным блоком 30 управления для приведения устройства 100 в состояние использования или для инициирования активации нагревательного элемента 160 посредством электронного блока управления; например путем инициирования подачи мощности от источника 35 питания на нагревательный элемент 140.

Электронный блок 30 управления и источник 35 питания могут быть расположены в любом подходящем месте генерирующего аэрозоль элемента 130, за исключением нижней части элемента 130, как показано на ФИГ. 1.

На ФИГ. 2 показан схематичный вид в разрезе примера генерирующего аэрозоль элемента 130. Для краткости и ясности показаны не все компоненты. В проиллюстрированном варианте осуществления воздух (показан стрелками) поступает во впускные отверстия 171 для воздуха в верхней части 131 генерирующего аэрозоль элемента 130, затем проходит через теплозащитный экран 165, следует по внешней поверхности нагревательного элемента 160 и поступает к верхней части нагревательного элемента 160. Затем нагретый воздух проходит через верхнюю поверхность корпуса картриджа 150, генерирующий аэрозоль субстрат 155и полость в нижней части 133и поступает вниз к выпускному отверстию 180 для аэрозоля. В проиллюстрированном варианте осуществления воздух проходит вдоль внешней поверхности нагревательного элемента 160 и затем через нагревательный элемент 160.

В примере, проиллюстрированном на ФИГ. 2, верхняя часть 131 может быть снята с нижней части 133 для обеспечения возможности вставки или извлечения картриджа 150 из приемника, образованного нагревательным элементом 160 и верхней поверхности нижней части 131.

На ФИГ. 3 показан схематичный вид в разрезе примера генерирующего аэрозоль элемента 130. Для краткости и ясности показаны не все компоненты. В проиллюстрированном варианте осуществления воздух (показан стрелками) поступает во впускные отверстия 171 для воздуха в верхней части 131 генерирующего аэрозоль элемента 130, и затем проходит через теплозащитный экран 165 и нагревательный элемент 160. Затем воздух следует по внутренней поверхности нагревательного элемента 160 и внешней поверхности корпуса картриджа 150и поступает к верхней части корпуса картриджа 150. Далее нагретый воздух проходит через верхнюю поверхность корпуса картриджа 150, генерирующий аэрозоль субстрат 155и полость в нижней части 133и поступает вниз к выпускному отверстию 180для аэрозоля. В проиллюстрированном варианте осуществления воздух проходит через нагревательный элемент 160 и вдоль внутренней поверхности нагревательного элемента 160.

В примере, проиллюстрированном на ФИГ. 3, верхняя часть 131 может быть снята с нижней части 133 для обеспечения возможности вставки или извлечения картриджа 150 из приемника, образованного нагревательным элементом 160 и верхней поверхностью нижней части 131.

В примерах, проиллюстрированных на ФИГ. 2–3, корпус верхней части 131 может быть выполнен из теплоизоляционного материала.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на схематичном виде в разрезе на ФИГ. 4, генерирующий аэрозоль элемент 130 содержит термопару 199, функционально соединенную с электронным блоком управления (не показан на ФИГ. 4). В проиллюстрированном примере термопара 199 проникает в картридж 150 и генерирующий аэрозоль субстрат 155. Термопара 199 может проникать в картридж 150, когда картридж 150 размещен на нижней части 133 и верхняя часть 131 размещена поверх нижней части 131. Термопара 199 может находиться в контакте с нагревательным элементом 160вблизи от выпускного отверстия 180или в любом другом подходящем месте для обеспечения обратной связи по релевантной температуре при использовании кальянного устройства.

Обратимся теперь к ФИГ. 5, на котором показан схематичный перспективный вид примера картриджа 150 , который может использоваться с кальянным устройством, описанным в данном документе. Картридж 150 содержит корпус 151 и множество отверстий 153, выполненных в верхней поверхности корпуса для обеспечения возможности прохождения воздуха через картридж 150 и генерирующий аэрозоль субстрат, заключенный в корпусе. Нижняя стенка картриджа 150 также может содержать одно или более отверстий для обеспечения возможности прохождения воздуха через картридж 150.

В некоторых примерах, таких как пример по ФИГ. 2, где воздух протекает через верхнюю стенку приемника, распределение отверстий в этой верхней стенке приемника может быть аналогично с тем, которое имеет место в картридже, показанном на ФИГ. 5.

Признаки, описанные выше применительно к одному аспекту настоящего изобретения, также могут быть применимы и к другим аспектам настоящего изобретения.

Все научные и технические термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Приведенные в данном документе определения предназначены для облегчения понимания определенных терминов, часто используемых в данном документе.

Используемые в данном описании и приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают в себя варианты осуществления, имеющие ссылки на множественное число, если содержание явно не указывает на иное.

Используемый в данном описании и приложенной формуле изобретения союз «или», как правило, используется в своем значении, включающем «и/или», если содержание явно не указывает на иное.

Используемые в данном документе слова «иметь», «имеющий», «включать», «включающий», «содержать», «содержащий» и т. п. используются в своем широком смысле и, как правило, означают «включающий, но без ограничения». Следует понимать, что выражения «состоящий по существу из», «состоящий из» и т. п. относятся к категории «содержащий», и т. п.

Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к тем вариантам осуществления настоящего изобретения, которые способны обеспечить определенные преимущества при определенных условиях. Тем не менее, другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же самых или других условиях. Кроме того, раскрытие одного или более предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения, в том числе формулы изобретения.

Любое направление, упоминаемое в данном документе, такое как «верх», «низ», «лево», «право», «верхний», «нижний» и другие направления или ориентации, приводятся в данном документе для ясности и краткости и не предназначены для ограничения реального устройства или системы. Устройства и системы, описанные в данном документе, могут использоваться при различных направлениях и ориентациях.

Варианты осуществления, приведенные выше в качестве примеров, не являются ограничивающими. Специалистам в данной области техники будут очевидны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным вариантам осуществления.

1. Генерирующий аэрозоль элемент для кальянного устройства, содержащий:

приемник для картриджа для размещения картриджа, содержащего генерирующий аэрозоль субстрат;

нагревательный элемент, образующий по меньшей мере две поверхности приемника для картриджа; и

выпускное отверстие для аэрозоля, соединенное по текучей среде с приемником для картриджа, и впускной канал для свежего воздуха, соединенный по текучей среде с приемником для картриджа и выполненный с возможностью предварительного нагрева воздуха перед поступлением воздуха в приемник для картриджа.

2. Кальянное устройство, содержащее:

колбу, образующую внутреннюю область, выполненную с возможностью вмещения объема жидкости, причем колба содержит выпускное отверстие верхнего пространства; и

генерирующий аэрозоль элемент по п. 1, соединенный по текучей среде с колбой.

3. Кальянное устройство по п. 2, в котором нагревательный элемент образует участок верхней стенки и участок цилиндрической боковой стенки приемника для картриджа.

4. Кальянное устройство по любому из пп. 2, 3, в котором приемник для картриджа образует цилиндр, имеющий значение высоты и значение диаметра, причем значение диаметра превышает значение высоты в число раз, составляющее от 1,5 до 5 раз, или от 1,5 до 4 раз, или от 1,5 до 3 раз, или значение высоты превышает значение диаметра в число раз, составляющее от 1,5 до 5 раз, или от 1,5 до 4 раз, или от 1,5 до 3 раз.

5. Кальянное устройство по любому из пп. 2, 3, в котором приемник для картриджа образует форму усеченного конуса, имеющую значение высоты и значение диаметра основания, причем значение диаметра основания превышает значение высоты в число раз, составляющее от 1,5 до 5 раз, или от 1,5 до 4 раз, или от 1,5 до 3 раз, или значение высоты превышает значение диаметра основания в число раз, составляющее от 1,5 до 5 раз, или от 1,5 до 4 раз, или от 1,5 до 3 раз.

6. Кальянное устройство по любому из пп.2-5, в котором нагревательный элемент образует по меньшей мере одну поверхность впускного канала для свежего воздуха.

7. Кальянное устройство по любому из пп.2-6, в котором нагревательный элемент образует верхнюю стенку и участок цилиндрической боковой стенки приемника для картриджа, при этом впускной канал для свежего воздуха по меньшей мере частично образован нагревательным элементом, образующим верхнюю стенку, и нагревательным элементом, образующим участок цилиндрической боковой стенки приемника для картриджа.

8. Кальянное устройство по любому из пп.2-7, в котором впускной канал для свежего воздуха по меньшей мере частично образован поверхностью приемника нагревательного элемента и картриджем, размещенным внутри приемника для картриджа.

9. Кальянное устройство по любому из пп.2-8, в котором впускной канал для свежего воздуха по меньшей мере частично образован внутренней поверхностью нагревательного элемента и внутренней поверхностью генерирующего аэрозоль элемента, содержащего нагревательный элемент.

10. Кальянное устройство по любому из пп.2-9, в котором одно или более отверстий, проходящих через нагревательный элемент, образуют участок впускного канала для свежего воздуха.

11. Кальянное устройство по любому из пп. 2–10, в котором два или более отверстий, проходящих через верхнюю стенку нагревательного элемента, образуют участок впускного канала для свежего воздуха.

12. Кальянное устройство по любому из пп.2-11, в котором нагревательный элемент содержит резистивный нагревательный элемент.

13. Кальянное устройство по любому из пп.2-12, в котором нагревательный элемент содержит индукционный нагревательный элемент.

14. Кальянный узел, содержащий:

кальянное устройство по любому из пп.2-13 и

картридж, содержащий генерирующий аэрозоль субстрат и размещенный внутри приемника для картриджа генерирующего аэрозоль элемента.

15. Кальянный узел по п. 14, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева, но не сжигания генерирующего аэрозоль субстрата, заключенного внутри картриджа, во время работы.