КАЛЬЯННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ СУБСТРАТА БЕЗ СГОРАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК A24F1/30 

Настоящее изобретение относится к кальянным устройствам; и более конкретно к кальянным устройствам, выполненным с возможностью нагревания табака без сгорания табака.

Кальянные устройства применяют для курения табака и они выполнены таким образом, что пар и дым проходят через резервуар с водой перед вдыханием потребителем. Кальянные устройства могут содержать одно выпускное отверстие или более одного выпускного отверстия, вследствие чего устройство может применяться более чем одним потребителем за раз. Многие рассматривают применение кальянных устройств как форму досуга и социальный опыт.

Табак, применяемый в кальянных устройствах, можно смешивать с другими ингредиентами, например, для увеличения объема образующихся пара и дыма, для изменения аромата, или для увеличения объема образующихся пара и дыма и изменения аромата. Для нагревания табака в кальянном устройстве обычно применяют гранулы древесного угля, что может вызывать полное или частичное сгорание табака или других ингредиентов.

Были предложены некоторые кальянные устройства, в которых применяют электрические источники тепла для сгорания табака, например, для предотвращения появления побочных продуктов сгорания древесного угля или для улучшения консистенции, при которой табак сгорает. Были предложены другие кальянные устройства, в которых используют жидкости для электронных сигарет, а не табак. В кальянных устройствах, в которых используют жидкости для электронных сигарет, исключается появление побочных продуктов сгорания, но потребители кальяна лишаются ощущений от употребления табачного продукта.

Является желательным предоставление кальянного устройства, в котором используют субстрат, который не приводит к образованию побочных продуктов сгорания.

Также является желательным предоставление кальянного устройства, выполненного для применения с субстратом, генерирующим аэрозоль, таким как субстрат табака, в удобной расходной форме.

В различных аспектах настоящего изобретения предоставлено кальянное устройство для применения с одним или более картриджами, содержащими субстрат, генерирующий аэрозоль. Картриджи содержат корпус, окружающий субстрат, генерирующий аэрозоль. Кальянное устройство содержит сосуд, одно или более гнезд и один или более электрических нагревательных элементов. Сосуд образует внутреннюю часть, выполненную с возможностью вмещения жидкости, и образует выпускное отверстие, сообщающееся с внутренней частью сосуда. По меньшей мере первое гнездо выполнено с возможностью размещения в нем картриджа. По меньшей мере один электрический нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже с генерированием аэрозоля, когда картридж размещен в первом гнезде. Предпочтительно, нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания субстрата табака до степени, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль.

Предпочтительно, кальянное устройство содержит по меньшей мере второе гнездо, выполненное с возможностью размещения в нем второго картриджа, содержащего корпус, окружающий субстрат, генерирующий аэрозоль, и содержит второй электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, во втором картридже с генерированием аэрозоля, когда второй картридж размещен во втором гнезде. Второй нагревательный элемент предпочтительно выполнен с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, до степени, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно, первый и второй нагревательные элементы являются отдельно активируемыми. Кальянное устройство предпочтительно выполнено с возможностью активации второго нагревательного элемента в ответ на приближение окончания периода времени активации первого нагревательного элемента.

Например, кальянное устройство согласно настоящему изобретению может содержать три или более гнезд, каждое из которых выполнено с возможностью размещения в нем картриджа, который содержит корпус, окружающий субстрат, генерирующий аэрозоль. Устройство также содержит три или более электрических нагревательных элементов, каждый из которых выполнен с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в соответствующих картриджах с генерированием аэрозоля, когда картриджи размещены в гнездах, где нагревательные элементы выполнены с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в картриджах до степени, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль. Кальянное устройство предпочтительно выполнено с возможностью активации первого нагревательного элемента в течение периода времени на основе срока службы субстрата, генерирующего аэрозоль, в первом картридже, и затем активации каждого электрического нагревательного элемента последовательным образом в ответ на приближение окончания срока службы субстрата, генерирующего аэрозоль, в предварительно нагретом картридже.

В некоторых примерах в устройстве, при применении, образовывается путь потока аэрозоля, обеспечивающий перенос аэрозоля к жидкости, расположенной в сосуде, и доставку потребителю через выпускное отверстие.

В некоторых примерах нагревательный элемент проходит в гнездо и выполнен с возможностью прокалывания картриджа, когда картридж вставлен в гнездо. В других примерах нагревательный элемент выполнен с возможностью приведения в движение из первого положения, в котором нагревательный элемент не проходит в гнездо, во второе положение, в котором нагревательный элемент проходит в гнездо. Приведение в движение нагревательного элемента из первого положения во второе положение может вызывать прокалывание нагревательным элементом картриджа, когда картридж размещен в гнезде. Вставка картриджа в гнездо может вызывать перемещение нагревательного элемента из первого положения во второе положение. В еще одном примере нагревательный элемент окружает по меньшей мере часть картриджа, когда картридж размещен в гнезде.

В некоторых примерах нагревательный элемент содержит несколько отдельно активируемых зон, выполненных с возможностью нагревания отдельной части субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже. Например, нагревательный элемент может содержать один или более нагревательных стержней или нагревательных пластин, которые являются отдельно активируемыми. Отдельно активируемые зоны могут быть последовательно активируемыми.

В некоторых примерах кальянное устройство согласно настоящему изобретению содержит датчик затяжки, функционально соединенный с нагревательным элементом и выполненный с возможностью активации нагревательного элемента, когда потребитель втягивает воздух через выпускное отверстие.

В некоторых примерах кальянное устройство согласно настоящему изобретению содержит впускное отверстие для воздуха. При применении, устройство может содержать путь потока, выполненный с возможностью инициации протекания воздуха, входящего в устройство через впускное отверстие, по субстрату, генерирующему аэрозоль, когда воздух втягивается через выпускное отверстие.

В некоторых примерах кальянное устройство согласно настоящему изобретению содержит гнездо, выполненное с возможностью размещения в нем второго картриджа, который отличается от первого картриджа. Второй картридж может содержать ароматизатор. При применении, в устройстве может образовываться путь воздушного потока таким образом, что воздух втягивается над ароматизатором и к выпускному отверстию без втягивания через жидкость, расположенную в сосуде. Воздух, втягиваемый над ароматизатором, может смешиваться с воздухом, содержащим аэрозольные составляющие, возникающие в результате нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, до доставки потребителю. Например, воздух может смешиваться в выпускном отверстии.

С кальянными устройствами согласно настоящему изобретению может использоваться любой подходящий субстрат, генерирующий аэрозоль. Субстрат, генерирующий аэрозоль, предпочтительно представляет собой субстрат, способный к высвобождению летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения высвобождаются путем нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие компоненты. В предпочтительном варианте осуществления субстрат, генерирующий аэрозоль, является твердым.

Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать матрицу из никотиновой соли. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать табак и, предпочтительно, табакосодержащий материал, содержащий летучие соединения с ароматом табака, которые высвобождаются из субстрата, генерирующего аэрозоль, при нагревании.

Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован путем агломерации частиц табака. При наличии, гомогенизированный табачный материал может характеризоваться содержанием вещества для образования аэрозоля в количестве, равном или превышающем 5% в пересчете на сухой вес, и предпочтительно от более чем 5% до 30% в пересчете на сухой вес.

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

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

Субстрат, генерирующий аэрозоль, 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 применении способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и которые являются по существу стойкими к термической деградации при рабочей температуре устройства, генерирующего аэрозоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Особенно предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Субстрат, генерирующий аэрозоль, предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В особенно предпочтительном варианте осуществления вещество для образования аэрозоля является глицерином.

Предпочтительно, субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит приблизительно 40% воды по весу или менее, как, например, приблизительно 30% или менее, приблизительно 25% или менее или приблизительно 20% или менее. Например, субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать от 5% до приблизительно 30% воды по весу.

Предпочтительно, субстрат, генерирующий аэрозоль, находится в твердой форме, а не в жидкой форме. Предпочтительно, твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, сохраняет свою форму. Твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму или может быть предоставлен в подходящем расходном материале, таком как тара или картридж.

Твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, может быть предоставлен на термостабильном носителе или встроен в него. В предпочтительном варианте осуществления носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, нанесенный на его внутреннюю поверхность и/или на его внешнюю поверхность. Такой трубчатый носитель может быть выполнен, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы. В качестве альтернативы, носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубочек, полосок или листов.

Носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые включены табачные компоненты. Указанное нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.

Любой подходящий картридж может содержать субстрат, генерирующий аэрозоль. Картридж может содержать корпус, в котором может быть расположен субстрат, генерирующий аэрозоль. В вариантах осуществления, где нагревательный элемент выполнен с возможностью прокалывания картриджа, корпус может образовывать отверстие, через которое нагревательный элемент может выступать. Отверстие может быть покрыто фольгой или прокалываемым полимерным материалом. В вариантах осуществления, где нагревательный элемент выполнен таким образом, что он окружает по меньшей мере часть картриджа, корпус предпочтительно выполнен из теплопроводного материала с обеспечением достаточного нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, расположенного в корпусе, теплом от нагревательного элемента.

Картридж предпочтительно содержит отверстия или вентиляционные отверстия, через которые может протекать воздух. В качестве альтернативы, отверстия или вентиляционные отверстия могут быть выполнены в картридже во время или после вставки картриджа в гнездо устройства. Например, кальянное устройство может содержать элементы, выполненные с возможностью пробивания картриджа с образованием отверстий. Воздух, который протекает через картридж, может захватывать аэрозольные составляющие, высвобождаемые из субстрата, генерирующего аэрозоль, когда субстрат нагревается.

Картридж может содержать бумагу, обернутую вокруг изделия, генерирующего аэрозоль. Например, картридж и изделие, генерирующее аэрозоль, могут содержать удлиненную цилиндрическую нагреваемую табачную палочку или пучок нагреваемых табачных палочек.

Кальянное устройство может содержать блок управления, функционально соединенный с источником питания. Узел управления может быть функционально соединен с одним или более нагревательными элементами для управления временем и степенью, до которой нагревательный элемент нагревает субстрат, генерирующий аэрозоль в картридже, когда картридж размещен в гнезде. Например, блок управления может инициировать нагревание нагревательным элементом субстрата, генерирующего аэрозоль, до степени, которая вызывает нагревание субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже до уровня, достаточного для образования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль. Если устройство содержит более чем одно гнездо для размещения в нем более чем одного картриджа, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль, блок управления может независимо управлять каждым нагревательным элементом таким образом, что субстрат, генерирующий аэрозоль, в первом картридже в первом гнезде нагревается в другое время, при другой температуре или в другое время и при другой температуре, чем субстрат, генерирующий аэрозоль, во втором картридже во втором гнезде.

Блок управления может быть представлен в любом подходящем виде и 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 либо интегрированную логическую схему. Блок управления может содержать запоминающее устройство, которое содержит команды, которые инициируют выполнение одним или более компонентами блока управления или кальянного устройства функций или аспектов блока управления. Функции, свойственные блоку управления, в настоящем изобретении могут быть осуществлены в виде одного или более из программного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения и аппаратного обеспечения.

Кальянное устройство может содержать прибор сигнализации, функционально соединенный с блоком управления и источником питания. Блок управления может активировать прибор сигнализации на выдачу подсказки потребителю для указания, когда субстрат, генерирующий аэрозоль, в картридже израсходован или почти израсходован. Такой сигнал будет предупреждать потребителя о подготовке к замене одного или более картриджей в устройстве. Если устройство содержит более одного картриджа, блок управления предпочтительно выполнен с возможностью инициирования выдачи подсказки прибором сигнализации, когда последний нагреваемый картридж израсходован или почти израсходован. Может быть использовано любой подходящий прибор сигнализации. Например, прибор сигнализации может включать, например, прибор генерирования звука и динамик, световой индикатор, такой как LED, дисплей, показывающий количество времени, оставшегося до израсходования субстрата, генерирующего аэрозоль, или тому подобное.

Используемый в настоящем документе термин «израсходованный» в контексте субстрата, генерирующего аэрозоль, означает, что последующее нагревание субстрата не приводит к дальнейшему производству аэрозоля из субстрата. Термин «почти израсходованный» означает, что производство аэрозоля с последующим нагреванием существенно снижается по сравнению с пиковым производством аэрозоля. Например, производство аэрозоля может быть снижено на 50% или более, 70% или более, или 90% или более.

Кальянное устройство может включать прибор для идентификации типа картриджа, вставленного в гнездо. Информация в отношении идентификации картриджа может применяться блоком управления для определения одного или обоих из: (i) продолжительности генерирования аэрозоля для субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже и (ii) температуры, профиля диапазона температур и т. д., при которых нагревательный элемент должен быть нагрет с достаточным нагреванием субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже с образованием аэрозоля без сжигания субстрата. Срок службы конкретного картриджа может быть, например, храниться в справочной таблице в запоминающем устройстве на основе типичного использования кальянного устройства или может быть вычислен блоком управления на основе профиля нагревания, используемого во время применения конкретного картриджа, вставленного в гнездо. Картридж может включать идентифицирующий элемент. Например, картридж может включать RFID-метку и блок управления может содержать считыватель RFID-меток или быть функционально соединенным с ним. В качестве другого примера картридж может содержать электронный идентифицирующий элемент, который электрически соединяется с элементом считывания, сообщающимся с гнездом, когда картридж вставлен в гнездо.

Кальянное устройство может содержать прибор регистрации уровня аэрозоля, функционально соединенный с блоком управления. Прибор регистрации уровня аэрозоля и блок управления могут быть выполнены с возможностью регистрации снижения уровня производства аэрозоля. При регистрации снижения уровня производства аэрозоля, блок управления может инициировать нагревание следующим нагревательным элементом в следующем гнезде субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже, размещенном в следующем гнезде, если устройство содержит более чем одно гнездо; может инициировать выдачу прибором сигнализации подсказки потребителю, когда субстрат, генерирующий аэрозоль, в гнезде почти израсходован; или тому подобное.

Может быть использован любой подходящий детектор аэрозоля. Например, детектор аэрозоля может включать фотоэлектрический детектор, выполненный с возможностью регистрации аэрозоля в пути воздушного потока устройства. Фотоэлектрический детектор может содержать источник светового излучения, такой как LED, и фотоэлемент, расположенный для регистрации света, испускаемого из источника. Увеличение количества света, зарегистрированного фотоэлементом, может являться индикатором снижения генерирования аэрозоля.

Далее будет сделана ссылка на графические материалы, на которых изображены один или несколько аспектов, описанных в настоящем изобретении. Однако следует понимать, что другие аспекты, не изображенные на графических материалах, попадают в рамки объема и сущности настоящего изобретения. Одинаковые номера ссылочных позиций, используемые на фигурах, относятся к одинаковым компонентам, этапам и тому подобному. Тем не менее, следует понимать, что использование номера ссылочной позиции для обозначения компонента на заданной фигуре не предназначено для ограничения компонента на другой фигуре, обозначенного тем же номером ссылочной позиции. Кроме того, использование разных номеров ссылочных позиций для обозначения компонентов на разных фигурах не предназначено для указания на то, что компоненты с разными номерами ссылочных позиций не могут быть одинаковыми или подобными компонентам с другими номерами ссылочных позиций. Фигуры представлены с целью иллюстрации, а не ограничения. Схематические изображения, представленные на фигурах, необязательно выполнены в масштабе.

Со ссылкой на фиг. 1-2 показано схематическое изображение примера кальянного устройства 100. Устройство 100 содержит сосуд 17, образующий внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости 19, и образующий выпускное отверстие 18. Жидкость 19 предпочтительно включает воду, к которой могут необязательно быть добавлены один или более красителей, ароматизаторов или красителей или ароматизаторов. Например, к воде могут быть добавлены одна или обе из растительных добавок или травяных добавок. Устройство 100 также содержит гнездо 5 для размещения в нем картриджа 20, содержащего субстрат 302, генерирующий аэрозоль. Устройство 100 также содержит узел 2 нагрева и управления и источник 3 питания. Узел 2 нагрева и управления содержит нагревательный элемент 4, выполненный с возможностью нагревания субстрата 302, генерирующего аэрозоль, в картридже 20 с переводом в аэрозольное состояние составляющих субстрата. В изображенном варианте осуществления нагревательный элемент 4 проходит в гнездо 5. Устройство 100 также содержит канал 15 для переноса аэрозольных составляющих, высвобождаемых из субстрата 302, генерирующего аэрозоль, в жидкость 19 в сосуде 17.

На фиг. 2 картридж 20, содержащий субстрат 302, генерирующий аэрозоль, размещен в гнезде 5 устройства 100. Нагревательный элемент 4 прокалывает картридж 20 и входит в субстрат 302, генерирующий аэрозоль.

Путь воздушного потока через устройство 100, когда устройство 100 применяют, показан на фиг. 2 с помощью стрелок. Когда пользователь осуществляет затяжку на выпускном отверстии 18 или шланге, соединенном с выпускным отверстием 18, воздух входит во впускное отверстие 7, протекает через отверстия в картридже 20 по субстрату 302, генерирующему аэрозоль, с захватыванием летучих соединений, превращенных в аэрозоль посредством нагревания субстрата 302, генерирующего аэрозоль. Воздушный поток переносит составляющие в виде аэрозоля через канал 15 в жидкость 19 и выходит из выпускного отверстия 18 для доставки пользователю.

Со ссылкой на фиг. 3 показано схематическое изображение примера кальянного устройства. Устройство содержит гнездо 5 для размещения в нем картриджа 20, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль. Устройство также содержит активируемый элемент 310 для одного или более из включения устройства, пробивания картриджа 20 с созданием отверстий для воздушного потока через картридж и инициирования прокалывания нагревательными элементами картриджа 20 с прониканием в субстрат, генерирующий аэрозоль, содержащийся в картридже. Изображенное устройство может поворачиваться относительно элемента основания, чтобы способствовать применению несколькими пользователями. Другие части устройства могут поворачиваться (не показано), чтобы способствовать применению несколькими пользователями. Изображенное устройство также содержит два шланга 21A, 21B, соединенных с двумя разными выпускными отверстиями, что способствует применению несколькими пользователями.

Со ссылкой на фиг. 4-8, схематические изображения кальянного устройства показаны для иллюстрации применения устройства. На фиг. 4 некоторые компоненты устройства представлены в разобранном виде. Например, картридж 20 еще не вставлен в гнездо, шланг 21 еще не соединен с выпускным отверстием 18 и сосуд 17 удален из основного корпуса кальянного устройства. На фиг. 5 проиллюстрировано, что жидкость может быть распределена в отсоединенный сосуд 17, который может быть затем повторно присоединен к корпусу посредством, например, закручивания. Сосуд 17 можно соединять с основным корпусом любым подходящим образом, таким как через соединение байонетного типа или резьбовое соединение. На фиг. 6 проиллюстрировано соединение шланга 21 с выпускным отверстием 18. Можно применять любое подходящее соединение для соединения шланга с выпускным отверстием. Например, может использоваться быстроразъемное соединение. Соединение может включать пружинное кольцо, соединительный элемент байонетного типа, резьбовой соединительный элемент, магнитный соединительный элемент или любой другой подходящий механизм соединения. На фиг. 7 проиллюстрирована вставка картриджа 20 в гнездо. На фиг. 8 проиллюстрировано устройство при применении, в котором в жидкости образованы пузыри 350 при осуществлении затяжки пользователем на конце шланга или мундштука, соединенного со шлангом. Изображенное устройство включает кольцевой световой индикатор 340 для выдачи потребителю подсказки о том, что устройство активировано и применяется или готово к применению.

Со ссылкой на фиг. 9 показано схематическое изображение примера кальянного устройства. Устройство содержит крышку 16, которая образует гнездо для размещения в нем картриджа 20. После вставки картриджа 20 в гнездо крышки 16, крышка может быть присоединена к устройству.

Со ссылкой на фиг. 10 показано схематическое изображение примера кальянного устройства. Устройство содержит мундштук 22, присоединенный к шлангу 21. Мундштук содержит активируемый элемент 24 для обеспечения возможности активации устройства потребителем вручную. Активируемый элемент 24 может быть выполнен с возможностью беспроводной связи с управляющей электроникой и активация элемента 24 может инициировать активацию нагревательного элемента управляющей электроникой. Предпочтительно, такая ручная активация осуществляется только тогда, когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук, для предотвращения перегревания или излишнего нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в расходных материалах.

Со ссылкой на фиг. 11 показано схематическое изображение примера кальянного устройства. Устройство содержит первое гнездо для размещения в нем картриджа 20, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль, и второе гнездо, выполненное с возможностью размещения в нем второго картриджа, содержащего ароматизатор. Устройство выполнено с первым путем потока, который переносит составляющие в виде аэрозоля из первого картриджа 20 через жидкость 19 и из выпускного отверстия к шлангу 21. Устройство также образует второй путь потока из второго картриджа к выпускному отверстию и шлангу 21. Второй путь потока не проходит через жидкость 19. Воздух из двух путей потока может смешиваться в выпускном отверстии или в шланге 21 до доставки потребителю.

Со ссылкой на фиг. 12 показано схематическое изображение примера кальянного устройства. Устройство содержит активируемые нагревательные элементы 4, которые могут осуществлять перемещение из первого положения, в котором они не проходят в гнездо, во второе положение, в котором они проходят в гнездо. Изображенный картридж 20 содержит первое прокалываемое покрытие 298, такое как фольга, и второе прокалываемое покрытие 299. Когда картридж 20 вставлен в гнездо, нагревательные элементы могут прокалывать покрытия 298, 299 так, что они входят в картридж 20, когда нагревательные элементы 4 активируют. В некоторых примерах вставка картриджа в гнездо инициирует активацию нагревательных элементов.

Со ссылкой на фиг. 13 показано схематическое изображение воздушного потока и схемы управляющей электроники. Управляющая электроника функционально соединена с источником питания (не показано). Изображенный вариант осуществления включает датчик затяжки, который инициирует активацию одного или более нагревательных элементов с помощью управляющей электроники. Нагревательный элемент содержит группу нагревательных элементов. Каждый элемент из группы может, в некоторых примерах, быть активирован индивидуально с помощью управляющей электроники. Это может обеспечить нагревание разных частей субстрата, генерирующего аэрозоль, содержащегося в картридже, в разное время. Такая схема может обуславливать более эффективное применение субстрата, генерирующего аэрозоль, или его способность сохраняться дольше в течение сеанса курения кальяна.

В некоторых примерах картридж содержит несколько субстратов, генерирующих аэрозоль, каждый из который выполнен с возможностью взаимодействия с отдельными нагревательными элементами, когда картридж размещен в гнезде кальянного устройства. Например, картридж может содержать упакованную группу нагреваемых табачных палочек, таких как нагреваемые табачные палочки Philip Morris IQOS.

На фиг. 14 показан пример управляемого последовательного нагревания семи нагреваемых табачных палочек в картридже. Каждая нагреваемая табачная палочка может быть рассчитана на приблизительно 7,5 минут применения (с одной затяжкой приблизительно каждые 30 секунд). Однако, при последовательном нагревании отдельных нагреваемых табачных палочек в картридже, использование кальяна с картриджем может длиться приблизительно 52,5 минуты.

Блок источника питания кальянного устройства может представлять собой батарею или набор батарей. В вариантах осуществления, в которых представлены главным образом цилиндрические варианты осуществления, катодные и анодные элементы могут быть завернуты и собраны для соответствия таким геометрическим параметрам с применением полого корпуса, как описано на различных фигурах. Батареи блока источника питания могут быть перезаряжаемыми, а также могут быть съемными и сменными. Может быть использована любая подходящая батарея. Например, мощные батареи или стандартные батареи, существующие на рынке, такие как применяемые для промышленных мощных электрических электроинструментов. В качестве альтернативы, блок источника питания может представлять собой любой электрический источник питания, включая супер- или гиперконденсатор. В качестве альтернативы, устройство может быть выполнено с возможностью подключения к внешнему источнику электропитания, и электрически и электронно приспособлено для такой цели.

Независимо от типа используемого источника питания, источник питания предпочтительно обеспечивает достаточное количество энергии для нормального функционирования устройства в течение приблизительно 70 минут непрерывной работы устройства перед перезарядкой или необходимостью подключения к внешнему источнику электропитания.

Предпочтительно, совокупность всех основных частей кальянного устройства согласно настоящему изобретению обеспечивает герметичное функционирование устройства. Герметичная функция должна обеспечивать надлежащее прохождение воздушного потока. Герметичное функционирование может быть достигнуто любым подходящим образом. Например, уплотнители, такие как уплотняющие кольца и шайбы, могут применяться для обеспечения герметизации.

Управляющая электроника кальянного устройства согласно изобретению может быть предусмотрена в любом подходящем виде и может содержать, например, контроллер или запоминающее устройство и контроллер. Контроллер может содержать одно или несколько из машины состояний на основе специализированной интегральной схемы (ASIC), цифрового процессора сигналов, вентильной матрицы, микропроцессора или эквивалентной дискретной либо интегрированной логической схемы. Управляющая электроника может включать запоминающее устройство, которое хранит команды, инициирующие выполнение одним или более компонентами схемы функций или аспектов этой управляющей электроники. Функции, свойственные управляющей электронике, в настоящем изобретении могут быть осуществлены в виде одного или более из программного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения и аппаратного обеспечения.

Управляющая электроника может быть выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента и контроля подачи питания к нагревательному элементу в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента.

Электронная схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электронная схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания. Питание может подаваться на нагревательный элемент в виде импульсов электрического тока.

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

Используемые в данном документе формы единственного числа включают в себя варианты осуществления со ссылками на множественное число, если из содержания явно не следует иное.

Используемый в данном документе союз «или» обычно используется в своем значении, включающем «и/или», если из содержания явно не следует иное. Термин «и/или» обозначает один или все из перечисленных элементов или комбинацию любых двух или более из перечисленных элементов.

Используемые в данном документе выражения «иметь», «имеющий», «включать», «включающий», «содержать», «содержащий» или им подобные используются в своем широком смысле и в целом означают «включающий, но без ограничения». Следует понимать, что выражения «состоящий по существу из», «состоящий из» и им подобные относятся к категории «содержащий» и им подобным.

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

Таким образом, описаны способы, системы, приборы, узлы и изделия для кальянного устройства. Различные модификации и варианты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники без отступления от объема и сути настоящего изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не должно чрезмерно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. Действительно, различные модификации описанных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые очевидны специалистам в областях механики, электроники и изготовления изделия, генерирующего аэрозоль, или в смежных областях, должны быть включены в объем представленной ниже формулы изобретения.

Кальянное устройство (100) для применения с картриджем (20), содержащим субстрат (302), генерирующий аэрозоль, содержит сосуд, гнездо и электрический нагревательный элемент. Картридж содержит корпус, окружающий субстрат, генерирующий аэрозоль. Сосуд образует внутреннюю часть, выполненную с возможностью вмещения жидкости (19), и образует выпускное отверстие, сообщающееся с внутренней частью сосуда. Гнездо выполнено с возможностью размещения в нем картриджа. Нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже с генерированием аэрозоля, когда картридж размещен в гнезде. Нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания субстрата табака до степени, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Кальянное устройство для применения с первым картриджем, содержащим субстрат, генерирующий аэрозоль, где первый картридж содержит корпус, окружающий субстрат, генерирующий аэрозоль, при этом кальянное устройство содержит:

сосуд, образующий внутреннюю часть, выполненную с возможностью вмещения жидкости, и образующий выпускное отверстие, сообщающееся с внутренней частью сосуда;

первое гнездо, выполненное с возможностью размещения в нем первого картриджа; и

первый электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в первом картридже с генерированием аэрозоля, когда первый картридж размещен в первом гнезде, при этом первый нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, до степени, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль,

причем первый нагревательный элемент выполнен с возможностью приведения в движение из первого положения, в котором первый нагревательный элемент не проходит в первое гнездо, во второе положение, в котором первый нагревательный элемент проходит в первое гнездо, причем в результате приведения в движение первого нагревательного элемента из первого положения во второе положение происходит прокалывание первым нагревательным элементом первого картриджа, когда первый картридж размещен в гнезде, причем в результате вставки первого картриджа в первое гнездо происходит перемещение первого нагревательного элемента из первого положения во второе положение.

2. Кальянное устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый нагревательный элемент содержит несколько отдельно активируемых зон, выполненных с возможностью нагревания отдельной части субстрата, генерирующего аэрозоль, в первом картридже.

3. Кальянное устройство по п. 2, отличающееся тем, что отдельно активируемые зоны являются последовательно активируемыми.

4. Кальянное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что дополнительно содержит:

второе гнездо, выполненное с возможностью размещения в нем второго картриджа, содержащего корпус, окружающий субстрат, генерирующий аэрозоль; и

второй электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, во втором картридже с генерированием аэрозоля, когда второй картридж размещен во втором гнезде, причем второй нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, до степени, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль.

5. Кальянное устройство по п. 4, отличающееся тем, что первое гнездо выполнено с возможностью размещения в нем первого картриджа, содержащего бумагу, обернутую вокруг изделия, генерирующего аэрозоль, и при этом второе гнездо выполнено с возможностью размещения в нем второго картриджа, содержащего бумагу, обернутую вокруг изделия, генерирующего аэрозоль.

6. Кальянное устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что первый и второй нагревательные элементы являются отдельно активируемыми.

7. Кальянное устройство по любому из пп. 4-6, отличающееся тем, что кальянное устройство дополнительно содержит прибор регистрации уровня аэрозоля и блок управления,

причем прибор регистрации уровня аэрозоля функционально соединен с блоком управления, и

причем прибор регистрации уровня аэрозоля и блок управления выполнены с возможностью регистрации снижения уровня производства аэрозоля, и

причем кальянное устройство выполнено с возможностью активации первого нагревательного элемента до тех пор, пока не будет зарегистрировано снижение уровня производства аэрозоля.

8. Кальянное устройство по п. 7, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью активации второго нагревательного элемента при регистрации снижения уровня производства аэрозоля.

9. Кальянное устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что дополнительно содержит:

два или более дополнительных гнезд, каждое из которых выполнено с возможностью размещения в нем дополнительного картриджа, содержащего корпус, окружающий субстрат, генерирующий аэрозоль; и

два или более дополнительных электрических нагревательных элементов, каждый из которых выполнен с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в дополнительных картриджах с генерированием аэрозоля, когда дополнительные картриджи размещены в дополнительных гнездах, при этом дополнительные нагревательные элементы выполнены с возможностью нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в дополнительных картриджах до степени, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания субстрата, генерирующего аэрозоль.

10. Кальянное устройство по п. 9, отличающееся тем, что кальянное устройство дополнительно содержит прибор регистрации уровня аэрозоля и блок управления,

причем прибор регистрации уровня аэрозоля функционально соединен с блоком управления,

причем прибор регистрации уровня аэрозоля и блок управления выполнены с возможностью регистрации снижения уровня производства аэрозоля,

причем кальянное устройство выполнено с возможностью активации первого нагревательного элемента до тех пор, пока не будет зарегистрировано снижение уровня производства аэрозоля, и

причем блок управления выполнен с возможностью активации каждого дополнительного электрического нагревательного элемента последовательным образом в ответ на регистрацию снижения уровня производства аэрозоля из предварительно нагретого дополнительного картриджа.

11. Кальянное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что дополнительно содержит отдельное гнездо, выполненное с возможностью размещения в нем отдельного картриджа, где в устройстве, при применении, образуется путь воздушного потока через отдельное гнездо и к выпускному отверстию без втягивания через жидкость, расположенную в сосуде.

12. Кальянное устройство по п. 11, отличающееся тем, что дополнительно содержит мундштук, функционально соединенный с выпускным отверстием, при этом мундштук содержит активируемый элемент, функционально соединенный с нагревательным элементом таким образом, что в результате активации элемента происходит активация нагревательного элемента.

13. Кальянное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что дополнительно содержит прибор предупреждения, выполненный с возможностью инициации выдачи подсказки потребителю, когда субстрат, генерирующий аэрозоль, в первом картридже израсходован или почти израсходован.