КАЛЬЯННЫЙ КАРТРИДЖ С АБСОРБИРУЮЩИМ НОСИТЕЛЕМ Российский патент 2023 года по МПК A24F1/30 

Настоящее изобретение относится к кальянным устройствам и к картриджам, содержащим образующий аэрозоль субстрат, для применения в кальянных устройствах; и, более конкретно, к абсорбирующему носителю, пропитанному веществом для образования аэрозоля и предназначенному для использования в таких картриджах.

Традиционные кальянные устройства используются для курения табака и выполнены таким образом, что пар и дым проходят через колбу с водой перед их вдыханием потребителем. Кальянные устройства могут содержать один выход или более чем один выход, так что обеспечивается возможность использования устройства более чем одним потребителем одновременно. Многие рассматривают использование кальянных устройств как способ проведения досуга и социальный опыт.

Табак, используемый в кальянных устройствах, может быть смешан с другими ингредиентами, например, для увеличения объема образующихся пара и дыма и/или для изменения аромата. Для нагрева табака в традиционном кальянном устройстве обычно используют гранулы из древесного угля, что может приводить к полному или частичному сжиганию табака или других ингредиентов. В дополнение, гранулы древесного угля могут генерировать вредные или потенциально вредные продукты, такие как угарный газ, которые могут смешиваться с паром кальяна и проходить через колбу с водой.

Были предложены некоторые кальянные устройства, которые используют электрические источники тепла для потребления табака, например, чтобы исключить образование побочных продуктов горения древесного угля или чтобы улучшить стабильность, с которой нагревается табак. Были предложены другие кальянные устройства, которые используют жидкости для электронных сигарет, а не табак. Кальянные устройства, которые используют жидкости для электронных сигарет, исключают образование побочных продуктов горения, однако лишают потребителей кальяна традиционных ощущений, обусловленных табаком.

Были предложены другие кальянные устройства, в которых используются электрические нагреватели для нагрева, но не сжигания табака. Такие кальянные устройства с нагревом без сжигания уменьшают или исключают побочные продукты, связанные с горением табака. Однако такие устройства могут иметь недостаток, состоящий в уменьшенном образовании аэрозоля по сравнению с традиционными кальянными устройствами на основе древесного угля. Образование аэрозоля может относиться к любому из следующего: видимому аэрозолю, объему аэрозоля, массе аэрозоля или любой их комбинации. Следовательно, такие устройства могут не соответствовать ожиданиям пользователя в отношении традиционного сеанса пользования кальяном. Пониженное образование аэрозоля может быть более выраженным во время начальных затяжек. Пониженное образование аэрозоля может быть обусловлено недостаточной теплопроводностью между нагревателем и субстратом на основе табака.

Некоторые устройства с нагревом без сжигания используются в комбинации с субстратом, который существенно отличается от традиционной мелассы на основе табака. Например, субстрат для электронных кальянов может содержать сухие гранулы или жидкость для электронных сигарет. Эти субстраты обычно имеют более однородную морфологию и более высокую теплопроводность, чем меласса. Меласса, как правило, является сравнительно более неоднородной, что затрудняет ее однородный нагрев. Однако пользователи могут воспринимать субстраты, не являющиеся мелассой, как нарушающие типовые ритуалы и ощущения.

Неэффективная теплопроводность между электрическим нагревателем и субстратом может приводить к низкому общему количеству аэрозольного вещества (total aerosol matter, TAM), в частности, во время первых ~ 20 затяжек.

Было бы желательно создать такую генерирующую аэрозоль систему для электрически нагреваемых кальянных устройств, которая улучшала бы образование аэрозоля. Также было бы желательно создать такую генерирующую аэрозоль систему для электрически нагреваемых кальянных устройств, которая повышала бы TAM. Было бы также желательно создать такую генерирующую аэрозоль систему для электрически нагреваемых кальянных устройств, которая сокращала бы время до осуществления пользователем первой затяжки (время до первой затяжки (time to first puff), также именуемое TT1P). Было бы также желательно создать такую генерирующую аэрозоль систему, которая обеспечивала бы возможность использования традиционных субстратов (например, мелассы) при одновременном обеспечении одного или более из следующего: улучшения образования аэрозоля, увеличения TAM и сокращения TT1P.

Различные аспекты настоящего изобретения относятся к кальянному картриджу, содержащему корпус, образующий полость и внутреннюю поверхность полости. Картридж содержит образующий аэрозоль субстрат, расположенный в указанной полости. Картридж содержит абсорбирующий носитель, расположенный в указанной полости. Абсорбирующий носитель может представлять собой лист. Абсорбирующий носитель пропитан летучим веществом для образования аэрозоля. Абсорбирующий носитель может быть расположен смежно с внутренней поверхностью указанной полости, смежно с образующим аэрозоль субстратом или смежно как с внутренней поверхностью указанной полости, так и с образующим аэрозоль субстратом (например, между внутренней поверхностью указанной полости и образующим аэрозоль субстратом). При нагреве картриджа и летучего вещества для образования аэрозоля в абсорбирующем носителе во время использования, вещество для образования аэрозоля испаряется с образованием аэрозолей.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, абсорбирующий носитель, пропитанный веществом для образования аэрозоля, помещают внутри картриджа для улучшения образования аэрозоля и выделения сенсорно активных соединений из образующего аэрозоль субстрата. Абсорбирующий носитель может быть пропитан одним или более веществами для образования аэрозоля. При необходимости, абсорбирующий носитель также может быть пропитан одним или более сенсорно активными соединениями или их предшественниками. Вещество для образования аэрозоля представляет собой соединение, которое при использовании содействует образованию аэрозоля. Такие соединения включают, без ограничения, глицерин и пропиленгликоль. Сенсорно активное соединение представляет собой соединение, которое обеспечивает возможность инициирования сенсорного ответа, например ароматизатор.

Согласно некоторым аспектам, абсорбирующий носитель может быть расположен смежно с внутренней поверхностью указанной полости. Например, абсорбирующий носитель может быть расположен вдоль стенок, таких как боковые стенки, нижней стороны или верхней стороны картриджа, или любой их комбинации, таким образом, чтобы он входил в непосредственный контакт с нагреваемой поверхностью при использовании картриджа. В предпочтительном варианте осуществления абсорбирующий носитель входит в непосредственный контакт с нагреваемой поверхностью при использовании картриджа.

Термин «лист» используется в данном документе для обозначения материала, который является в целом плоским и имеет ширину и высоту, которые больше (например, на порядки больше), чем толщина материала. Примером листа является лист бумаги. Следует понимать, что термин «лист» также может охватывать материалы с большей толщиной, чем у бумаги. Лист материала может быть согнут, сложен, гофрирован, смят и т.д.

Абсорбирующий носитель может иметь любую форму или конфигурацию. Абсорбирующий носитель может быть плоским, криволинейным, свернутым, сложенным, плиссированным, гофрированным, смятым, согнутым и т.д., или он может включать комбинацию форм и конфигураций (например, плоского участка и плиссированного или согнутого участка).

При нагреве картриджа и абсорбирующего носителя внутри картриджа во время использования, вещество для образования аэрозоля, пропитывающее абсорбирующий носитель (например, абсорбированное внутри него), частично или полностью испаряется. Испаренные соединения способствуют образованию аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля обеспечивает возможность улучшения образования аэрозоля путем увеличения общего количества аэрозолизированного вещества, генерируемого кальянным устройством, особенно во время первых нескольких затяжек. Таким образом обеспечивается возможность того, чтобы образование аэрозоля в кальянных устройствах с нагревом без сжигания, использующих традиционный субстрат (мелассу) и абсорбирующий носитель, пропитанный веществом для образования аэрозоля, было больше похоже на то, которое имеет место в кальянных устройствах на основе древесного угля. Это способствует сохранению как можно большего количества вкусов, ароматов и ритуалов, связанных с традиционными кальянными устройствами и субстратами. При отсутствии абсорбирующего носителя, пропитанного летучим веществом для образования аэрозоля, традиционные субстраты из мелассы способны вырабатывать сравнительно малую общую массу аэрозоля в устройствах с нагревом без сжигания, особенно во время первых нескольких затяжек, по сравнению с обычным кальянным устройством на основе древесного угля.

Термин «аэрозоль» используется в данном документе для обозначения суспензии тонкодисперсных твердых частиц или капель жидкости в газе, таком как воздух, которые могут содержать летучие ароматические соединения.

Абсорбирующий носитель может действовать в качестве носителя для летучих соединений, таких как вещество для образования аэрозоля. Использование в картридже абсорбирующего носителя, пропитанного летучим веществом для образования аэрозоля, обеспечивает возможность сокращения времени до первой затяжки и/или увеличения общего количества аэрозольного вещества (total aerosol matter, TAM). Предпочтительно, особое увеличение ТАМ происходит во время первых нескольких затяжек, поскольку обычно именно первые несколько затяжек характеризуются низким уровнем TAM при использовании электрически нагреваемых кальянных устройств.

Картридж может иметь любую подходящую форму. Например, картридж может иметь форму, выполненную с возможностью его размещения в кальянном устройстве. Кальянное устройство выполнено с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата и абсорбирующего носителя в картридже. Устройство может быть выполнено с возможностью нагрева абсорбирующего носителя и образующего аэрозоль субстрата в картридже за счет проводимости. Картридж предпочтительно выполнен по форме и размерам с возможностью контакта с нагревательным элементом кальянного устройства или минимизации расстояния до него для обеспечения эффективной теплопередачи от нагревателя кальяна на генерирующий аэрозоль субстрат в картридже. Тепло может генерироваться с помощью любого подходящего механизма, например путем резистивного нагрева или за счет индукции. С целью облегчения индукционного нагрева картридж может быть оснащен токоприемником. Например, корпус картриджа может быть изготовлен из материала (например, алюминия), который способен действовать в качестве токоприемника, или токоприемный материал может быть обеспечен внутри полости картриджа. Токоприемный материал может быть обеспечен внутри полости картриджа в любой форме, например в виде порошка, сплошного блока, кусочков и т.д.

Картридж может иметь по существу кубическую форму, цилиндрическую форму, форму усеченного конуса или любую другую подходящую форму. Предпочтительно, картридж имеет в целом цилиндрическую форму или форму усеченного конуса.

Картридж может содержать любой подходящий корпус, образующий полость, в которой размещается образующий аэрозоль субстрат. Корпус предпочтительно выполнен из одного или более теплостойких материалов, таких как теплостойкий полимер или металл. Предпочтительно, корпус содержит теплопроводный материал. Например, корпус может содержать любое из следующего: алюминий, медь, цинк, никель, серебро, любые их сплавы и комбинации вышеперечисленного. Предпочтительно, корпус содержит алюминий.

Корпус может содержать верхнюю сторону, нижнюю сторону и боковую стенку. Корпус может содержать одну или более частей. Например, боковая стенка и нижняя сторона могут представлять собой монолитную часть. Боковая стенка и нижняя сторона могут представлять собой две части, выполненные с возможностью взаимодействия друг с другом любым подходящим образом. Например, боковая стенка и нижняя сторона могут быть выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом посредством резьбового соединения или посадки с натягом. Боковая стенка и нижняя сторона могут представлять собой две части, соединенных вместе. Например, боковая стенка и нижняя сторона могут быть соединены вместе посредством сварки или с помощью клея. Верхняя сторона и боковая стенка могут представлять собой единую цельную часть. Боковая стенка и верхняя сторона могут представлять собой две части, выполненных с возможностью взаимодействия друг с другом любым подходящим образом. Например, боковая стенка и верхняя сторона могут быть выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом посредством резьбового соединения или посадки с натягом. Боковая стенка и верхняя сторона могут представлять собой две части, соединенных вместе. Например, боковая стенка и верхняя сторона могут быть соединены вместе с помощью сварки или клея. Верхняя сторона, боковая стенка и нижняя сторона могут представлять собой единую цельную часть. Верхняя сторона, боковая стенка и нижняя сторона могут представлять собой три отдельных части, выполненных с возможностью взаимодействия друг с другом любым подходящим образом. Например, верхняя сторона, боковая стенка и нижняя сторона могут быть выполнены с возможностью взаимодействия посредством резьбового соединения, посадки с натягом, сварки или клея.

Корпус образует полость, в которой могут быть размещены образующий аэрозоль субстрат и абсорбирующий носитель, пропитанный веществом для образования аэрозоля. Часть корпуса, образующая указанную полость, может иметь нагреваемую стенку или поверхность. В контексте данного документа термины «нагреваемая стенка» и «нагреваемая поверхность» обозначают область стенки или поверхности, к которым может прикладываться тепло либо непосредственно, либо косвенно. Нагреваемая стенка или поверхность могут функционировать в качестве поверхности теплопередачи. Например, нагреваемая стенка или поверхность той части корпуса, которая образует указанную полость, представляет собой поверхность, через которую возможна передача тепла снаружи указанной полости через корпус в указанную полость или на внутреннюю поверхность указанной полости.

Образующий аэрозоль субстрат может занимать любой подходящий объем указанной полости. Объем образующего аэрозоль субстрата в картридже может варьироваться путем изменения количества, состава, формы, плотности упаковки или формата образующего аэрозоль субстрата, размещенного в картридже.

В полости, образованной корпусом картриджа, может быть обеспечен любой подходящий образующий аэрозоль субстрат. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно представляет собой субстрат, способный выделять летучие соединения. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно представляет собой субстрат, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие элементы. Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит по меньшей мере твердое вещество.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Содержащий никотин образующий аэрозоль субстрат может содержать матрицу из никотиновой соли. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит табак, и содержащий табак материал предпочтительно содержит летучие ароматические соединения табака, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть получен в результате агломерации частиц табака. В качестве альтернативы или дополнительно, образующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не содержащий табака. Генерирующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, зерна, кусочки, тонкие трубочки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяной лист, табачный лист, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и расширенный табак.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля в субстрате может быть таким же или отличным от вещества для образования аэрозоля, пропитывающего абсорбирующий носитель. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и которые являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре кальянного устройства. 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 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. Образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин или смесь глицерина и одного или более других подходящих веществ для образования аэрозоля, таких как вышеперечисленные.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать любое подходящее количество вещества для образования аэрозоля. Например, содержание вещества для образования аэрозоля может быть равно или более 5% в пересчете на сухой вес, предпочтительно до более чем 30% по весу в пересчете на сухой вес. Содержание вещества для образования аэрозоля может составлять менее чем приблизительно 95% в пересчете на сухой вес. Предпочтительно, содержание вещества для образования аэрозоля составляет до приблизительно 55%.

Образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен на термически стабильном носителе или встроен в него. Термин «термически стабильный» используется в данном документе для обозначения материала, который по существу не портится при температурах, до которых обычно нагревают субстрат (например, от приблизительно 150°C до приблизительно 300°C). Термостабильный носитель может быть отдельным и отличаться от абсорбирующего носителя. Термостабильный носитель может использоваться для обеспечения поддержки образующего аэрозоль субстрата (например, мелассы). Образующий аэрозоль субстрат и термостабильный носитель могут быть расположены в центре картриджа. С другой стороны, абсорбирующий носитель может использоваться в качестве носителя вещества для образования аэрозоля. Абсорбирующий носитель и вещество для образования аэрозоля могут быть расположены смежно с боковыми стенками и/или с нижней стороной картриджа. Абсорбирующий носитель и вещество для образования аэрозоля могут по меньшей мере частично окружать образующий аэрозоль субстрат и термостабильный носитель.

Термостабильный носитель может содержать тонкий слой, на первую основную поверхность и/или на вторую основную поверхность которого нанесен субстрат. Термостабильный 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 термически стабильной полимерной матрицы. В качестве альтернативы, термостабильный носитель может присутствовать в форме порошка, гранул, зерен, кусочков, тонких трубочек, полосок или листов. Носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые включены табачные элементы. Нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.

В некоторых примерах образующий аэрозоль субстрат содержит один или более сахаров в любом подходящем количестве. Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит инвертированный сахар, который представляет собой смесь глюкозы и фруктозы, полученных в результате расщепления сахарозы. Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит от приблизительно 1% до приблизительно 40% по весу сахара, такого как инвертированный сахар. В одном примере один или более сахаров могут быть смешаны с подходящим носителем, таким как кукурузный крахмал или мальтодекстрин.

В некоторых примерах образующий аэрозоль субстрат содержит одно или более веществ для улучшения органолептических свойств. Подходящие средства для улучшения органолептических свойств включают ароматизаторы и воспринимаемые органами чувств вещества, такие как охлаждающие вещества. Подходящие ароматизаторы включают натуральный или синтетический ментол, мяту перечную, мяту курчавую, кофе, чай, специи (такие как корица, гвоздика, имбирь или их комбинация), какао, ваниль, фруктовые ароматы, шоколад, эвкалипт, герань, эвгенол, агаву, можжевельник, анетол, линалоол и любую их комбинацию.

В некоторых примерах образующий аэрозоль субстрат присутствует в форме суспензии. Например, генерирующий аэрозоль субстрат может содержать мелассу. В контексте данного документа термин «меласса» означает состав образующего аэрозоль субстрата, содержащий приблизительно 20% или более сахара. Например, меласса может содержать по меньшей мере приблизительно 25% по весу сахара, например по меньшей мере приблизительно 35% по весу сахара. Обычно меласса будет содержать менее чем приблизительно 60% по весу сахара, например менее чем приблизительно 50% по весу сахара.

Образующие аэрозоль субстраты для использования с традиционными кальянными устройствами имеют форму мелассы, которая может быть неоднородной и содержать комки и пустоты. Такие пустоты предотвращают непосредственный тепловой контакт между субстратом и нагреваемой поверхностью, делая теплопроводность особенно неэффективной. Вследствие этого в электрически нагреваемых кальянных устройствах имеет место тенденция к уходу от традиционной мелассы путем использования, например, жидкостей для электронных сигарет или сухих гранул. Благодаря использованию в картридже абсорбирующего носителя, представляющего собой лист и пропитанного летучим веществом для образования аэрозоля, как описано в настоящей заявке, обеспечивается возможность использования более традиционных образующих аэрозоль субстратов, таких как меласса, для сохранения типовых ритуалов и ощущений от кальяна при использовании электрического нагрева.

В указанной полости может быть размещено любое подходящее количество образующего аэрозоль субстрата (например, мелассы или табачного субстрата). В некоторых предпочтительных вариантах осуществления в указанной полости размещено от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г образующего аэрозоль субстрата. Картридж может содержать по меньшей мере 6 г, по меньшей мере 7 г, по меньшей мере 8 г или по меньшей мере 9 г или до 15 г, до 12 г, до 11 г или до 10 г образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительно, в указанной полости размещено от приблизительно 7 г до приблизительно 13 г образующего аэрозоль субстрата. Более предпочтительно, в указанной полости размещено приблизительно 10 г образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат может быть расположен внутри пространства, образованного абсорбирующим носителем.

Предпочтительно, корпус картриджа имеет длину приблизительно 15 см или менее. Картридж может иметь внутренний диаметр приблизительно 1 см или более. Картридж может иметь площадь нагреваемой поверхности в указанной полости от приблизительно 25 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². Объем указанной полости может составлять от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³, предпочтительно от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³. В одном варианте осуществления корпус имеет длину приблизительно 10 см или менее. Внутренний диаметр корпуса может составлять приблизительно 1,75 см или более. Корпус может иметь площадь нагреваемой поверхности в указанной полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². Объем указанной полости может составлять от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³, предпочтительно от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³. В одном варианте осуществления корпус имеет длину в диапазоне от приблизительно 3,5 см до приблизительно 7 см. Внутренний диаметр корпуса может составлять от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см. Корпус может иметь площадь нагреваемой поверхности в указанной полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². Объем указанной полости может составлять от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³, предпочтительно от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³. Предпочтительно, корпус является цилиндрическим или усеченно-коническим.

Предпочтительно, картридж содержит такое количество образующего аэрозоль субстрата, которое обеспечивает достаточное количество аэрозоля для сеанса курения кальяна продолжительностью от приблизительно 10 минут до приблизительно 60 минут, предпочтительно от приблизительно 20 минут до приблизительно 50 минут, еще более предпочтительно от приблизительно 30 минут до приблизительно 40 минут.

Картридж может содержать одно или более вентиляционных отверстий. Вентиляционные отверстия могут представлять собой входы и/или выходы. Вентиляционные отверстия могут быть расположены в нижней стороне, верхней стороне, боковых сторонах картриджа или в их комбинации. В некоторых вариантах осуществления картридж содержит один или более входов и один или более выходов для обеспечения возможности протекания воздуха через образующий аэрозоль субстрат при использовании картриджа с кальянным устройством. В некоторых вариантах осуществления верхняя сторона картриджа может иметь одно или более отверстий для образования указанных одного или более входов картриджа. Нижняя сторона картриджа может иметь одно или более отверстий для образования одного или более выходов картриджа. Предпочтительно, указанные один или более входов и выходов выполнены по размеру и форме с возможностью обеспечения надлежащего сопротивления затяжке (RTD) через картридж. В некоторых примерах RTD через картридж от входа или входов до выхода или выходов может составлять от приблизительно 10 мм H₂O до приблизительно 50 мм H₂O, предпочтительно от приблизительно 20 мм H₂O до приблизительно 40 мм H₂O. RTD образца относится к разности статических давлений между двумя концами образца во время протекания через него потока воздуха в установившихся условиях, при которых объемный расход составляет 17,5 миллилитра в секунду на выходном конце. RTD образца может измеряться способом, изложенным в стандарте ISO 6565:2002, при блокировании любой вентиляции.

Согласно аспекту настоящего изобретения, картридж содержит абсорбирующий носитель, пропитанный веществом для образования аэрозоля, размещенным внутри картриджа. Абсорбирующий носитель может представлять собой лист. Материал абсорбирующего носителя может быть выбран таким образом, чтобы абсорбировать и/или адсорбировать летучее соединение. Материал абсорбирующего носителя может быть выбран таким образом, чтобы действовать в качестве опоры, которая способна удерживать летучее соединение в непосредственной близости или в контакте с нагреваемой поверхностью картриджа. Предпочтительно, материал абсорбирующего носителя способен удерживать летучее соединение в непосредственном однородном контакте с нагреваемой поверхностью картриджа. Абсорбирующий носитель может по меньшей мере частично окружать образующий аэрозоль субстрат (например, мелассу).

Согласно варианту осуществления, абсорбирующий носитель пропитан одним или более веществами для образования аэрозоля, которые обеспечивают возможность содействия образованию аэрозолей при нагреве абсорбирующего носителя. Подходящие вещества для образования аэрозоля включают, без ограничения, полиолы, гликолевые простые эфиры, полиольные сложные эфиры, сложные эфиры и жирные кислоты. Вещество для образования аэрозоля может содержать одно или более из следующего: глицерол, пропиленгликоль, эритритол, 1,3-бутиленгликоль, тетраэтиленгликоль, триэтиленгликоль, триэтилцитрат, пропиленкарбонат, этиллаурат, триацетин, мезо-эритритол, смесь на основе диацетина, диэтилсуберат, триэтилцитрат, бензилбензоат, бензилфенилацетат, этилваниллат, трибутирин, лаурилацетат, лауриновую кислоту и миристиновую кислоту. Предпочтительно, вещество для образования аэрозоля содержит соединения, которые являются сравнительно летучими и имеют сравнительно высокую гигроскопичность. В некоторых вариантах осуществления вещество для образования аэрозоля содержит глицерол (например, растительный глицерин (VG)), пропиленгликоль или их комбинацию.

Абсорбирующий материал может содержать любое подходящее количество одного или более веществ для образования аэрозоля. Например, абсорбирующий носитель может содержать 0,3 г или более, 0,5 г или более, 0,8 г или более, 1 г или более, 1,2 г или более или 1,5 г или более вещества для образования аэрозоля. Абсорбирующий носитель может содержать до 8 г, до 7 г, до 6 г, до 5.5 г, до 5 г, до 4.5 г или до 4 г вещества для образования аэрозоля. В одном варианте осуществления абсорбирующий носитель содержит от 0,5 до 5 г вещества для образования аэрозоля.

Указанные одно или более веществ для образования аэрозоля, пропитывающих абсорбирующий носитель (например, абсорбированных в нем), обеспечивают возможность увеличения количества ядер конденсации, доступных в начале сеанса курения. Увеличение количества ядер конденсации, доступных в начале сеанса курения, обеспечивает возможность более быстрого начала генерирования аэрозоля и возможность генерирования большего количества аэрозоля, особенно во время первых нескольких затяжек. Например, абсорбирующий носитель, пропитанный веществом для образования аэрозоля, обеспечивает возможность увеличения количества аэрозоля, генерируемого во время первых 5, первых 10, первых 15, первых 20 или первых 30 затяжек.

Использование веществ для образования аэрозоля, пропитывающих абсорбирующий носитель, также обеспечивает возможность сокращения времени, необходимого для подготовки кальянного устройства к первой затяжке (т. е. времени до первой затяжки или TT1P), что включает достижение подходящего или требуемого значения TAM (обычно приблизительно 15 мг/затяжку). Например, TT1P может составлять приблизительно 17 минут (включая 4 минуты предварительного нагрева) при использовании картриджей, использующих мелассу без абсорбирующего носителя, пропитанного веществом для образования аэрозоля. Однако с помощью веществ для образования аэрозоля, пропитывающих абсорбирующий носитель для увеличения количества аэрозоля, доступного во время первых нескольких затяжек, обеспечивается возможность сокращения TT1P на величину от приблизительно 1 минуты до приблизительно 15 минут. В некоторых вариантах осуществления указанное (сокращенное) TT1P составляет приблизительно 5 минут или более, приблизительно 8 минут или более или приблизительно 10 минут или более. Указанное (сокращенное) TT1P может составлять до приблизительно 15 минут, до приблизительно 12 минут или до приблизительно 10 минут.

Абсорбирующий носитель может быть расположен в непосредственном контакте с поверхностью картриджа, непосредственно нагреваемой кальянным устройством. Например, абсорбирующий носитель может быть расположен в непосредственном контакте с внутренней поверхностью картриджа. Внутренняя поверхность картриджа может представлять собой нижнюю сторону, боковую сторону, верхнюю сторону или их комбинацию. Абсорбирующий носитель может быть расположен вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата. Расположение вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата обеспечивает возможность того, чтобы действие вещества для образования аэрозоля в абсорбирующем носителе было сконцентрировано на первых нескольких затяжках, осуществляемых из картриджа во время использования в кальянном устройстве. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере участок абсорбирующего носителя окружает субстрат внутри картриджа.

Абсорбирующий носитель может иметь любую подходящую форму или конфигурацию. Например, абсорбирующий носитель может содержать цилиндрический участок, который по меньшей мере частично покрывает внутреннюю поверхность цилиндрической стенки картриджа и/или по меньшей мере частично окружает образующий аэрозоль субстрат. Абсорбирующий носитель может дополнительно содержать участок, который закрывает нижнюю сторону картриджа. Абсорбирующий носитель может содержать участки, которые являются плоскими (например, планарными), криволинейными, свернутыми, сложенными, плиссированными, гофрированными, смятыми, согнутыми и т. д., или он может содержать комбинацию форм и конфигураций (например, плоского участка и плиссированного или согнутого участка). В одном варианте осуществления абсорбирующий носитель имеет свернутую форму. Например, абсорбирующий носитель может быть покрыт образующим аэрозоль субстратом и свернут с образованием спиральной цилиндрической формы, которая содержит множество чередующихся слоев абсорбирующего носителя и образующего аэрозоль субстрата. Абсорбирующий носитель свернутой цилиндрической формы может быть расположен внутри картриджа.

Абсорбирующий носитель может быть изготовлен из пористого материала. В некоторых вариантах осуществления абсорбирующий носитель содержит волокна. Например, абсорбирующий носитель может быть изготовлен из рафинированного целлюлозного материала. Термин «рафинированный целлюлозный материал» используется в данном документе для обозначения материала, на основе целлюлозы (например, полученного из растений), но обработанного (например, рафинированного) для удаления соединений и/или для изменения химической структуры материала. Удаляемые соединения могут представлять собой соединения, отличные от воды, так что процесс рафинирования включает этапы, отличные от сушки или дополняющие сушку. Примеры подходящих рафинированных целлюлозных материалов для использования в абсорбирующем носителе включают бумагу, фильтровальную бумагу, плотную бумагу, картон, искусственный шелк (например, лиоцелл, вискозу, модал) и т. п. Согласно некоторым вариантам осуществления, абсорбирующий носитель может содержать другие волоконные материалы, такие как шелк, шерсть, хлопок, лен и т. д.

Абсорбирующий носитель может иметь любую подходящую толщину. Например, абсорбирующий носитель может иметь толщину приблизительно 0,1 мм или более, приблизительно 0,2 мм или более, приблизительно 0,5 мм или более, или приблизительно 1 мм или более. Абсорбирующий носитель может иметь толщину до приблизительно 5 мм, до приблизительно 4 мм, до приблизительно 3,5 мм, до приблизительно 3 мм, до приблизительно 2,5 мм или до приблизительно 2 мм. В одном варианте осуществления абсорбирующий носитель имеет толщину от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 3 мм.

Абсорбирующий носитель может иметь любую подходящую площадь поверхности. Например, абсорбирующий носитель может иметь площадь поверхности приблизительно 2 см² или более, приблизительно 3 см² или более, приблизительно 3,5 см² или более, приблизительно 4 см² или более, приблизительно 5 см² или более, приблизительно 6 см² или более, или приблизительно 8 см² или более. Абсорбирующий носитель может иметь площадь поверхности до приблизительно 50 см², до приблизительно 40 см², до приблизительно 30 см², до приблизительно 25 см², до приблизительно 20 см², до приблизительно 18 см², до приблизительно 15 см²или до приблизительно 10 см². В одном варианте осуществления абсорбирующий носитель имеет площадь поверхности от приблизительно 4 см² до приблизительно 20 см².

Абсорбирующий носитель может также содержать слой теплопроводного или индукционного материала. Например, абсорбирующий носитель может быть покрыт или ламинирован теплопроводным или индукционным материалом. Примеры подходящих теплопроводных или индукционных материалов включают различные металлы, такие как алюминий, медь, цинк, никель, серебро, нержавеющая сталь или их комбинацию. Токоприемные материалы могут также содержать графит, молибден, карбид кремния, ниобий, сплавы INCONEL^® (аустенитные суперсплавы на основе никеля-хрома), металлизированные пленки, керамику, например такую, как диоксид циркония, переходные металлы, например такие, как Fe, Co, Ni, или металлоидные элементы, например такие, как B, C, Si, P, Al, или они могут быть изготовлены из вышеперечисленного. Такие теплопроводные или индукционные материалы могут действовать в качестве теплового моста и обеспечивать более однородный профиль температуры. Применение теплопроводного или индукционного слоя материала является предпочтительным, если абсорбирующий носитель обеспечен в свернутой форме.

Согласно одному варианту осуществления, картридж содержит корпус, образующий полость и внутреннюю поверхность, причем картридж заключает в себе субстрат и абсорбирующий носитель, пропитанный веществом для образования аэрозоля и расположенный внутри указанной полости. Абсорбирующий носитель может представлять собой лист. Абсорбирующий носитель может быть расположен на нижней стороне картриджа, его верхней стороне, боковых стенках или на сочетании вышеперечисленного. Картридж может содержать по меньшей мере 6 г, по меньшей мере 7 г, по меньшей мере 8 г или по меньшей мере 9 г образующего аэрозоль субстрата. Картридж может содержать 0,3 г или более, 0,5 г или более, 0,8 г или более, 1 г или более, 1,2 г или более, или 1,5 или более, или 1,5 или более; или до 8 г, до 7 г, до 6 г, до 5,5 г, до 5 г, до 4,5 г или до 4 г одного или более веществ для образования аэрозоля, пропитывающих абсорбирующий носитель. Абсорбирующий носитель может быть расположен ниже субстрата и/или он может окружать (например, по меньшей мере частично окружать) субстрат. Например, абсорбирующий носитель может образовывать форму чаши или пакетика с размещенным внутри субстратом. В одном варианте осуществления абсорбирующий носитель размещен (например, свернут) в виде слоев, чередующихся с субстратом. Абсорбирующий носитель, представляющий собой лист, может быть плоским, криволинейным, свернутым, сложенным, плиссированным, гофрированным, смятым, согнутым и т.д., или он может содержать комбинацию форм и конфигураций (например, плоского участка и плиссированного или согнутого участка).

Картридж может содержать первое съемное уплотнение, покрывающее один или более входов, и второе съемное уплотнение, покрывающее один или более выходов. Первое и второе уплотнения предпочтительно являются достаточными для предотвращения протекания воздуха через входы и выходы для предотвращения утечки содержимого картриджа и для продления срока годности хранения. Уплотнение может содержать съемную этикетку, наклейку, фольгу или тому подобное. Указанные этикетка, наклейка или фольга могут быть прикреплены к картриджу любым подходящим способом, например с помощью клея, обжатия, сварки, или присоединены к картриджу иным образом. Уплотнение может содержать язычок, который может быть захвачен для отрыва или съема указанных этикетки, наклейки или фольги с картриджа.

Кальянный картридж согласно настоящему изобретению может использоваться с любым подходящим кальянным устройством. Предпочтительно, кальянное устройство выполнено с возможностью достаточного нагрева генерирующего аэрозоль субстрата в картридже для образования аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата, но не сжигания образующего аэрозоль субстрата. Например, кальянное устройство может быть выполнено с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата до температуры в диапазоне от приблизительно 150 ºC до приблизительно 300 ºC, более предпочтительно от приблизительно 180 ºC до приблизительно 250 ºC или от приблизительно 200 ºC до приблизительно 230 ºC.

Кальянное устройство может содержать приемник для размещения картриджа. Кальянное устройство содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нахождения в контакте с корпусом картриджа или в непосредственной близости к нему при размещении картриджа в приемнике. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть приемника. Например, нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере участок поверхности приемника. Кальянный картридж может быть выполнен с возможностью передачи тепла от нагревательного элемента на образующий аэрозоль субстрат в указанной полости за счет проводимости. В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент представляет собой электрический нагревательный элемент. В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент представляет собой резистивный нагревательный элемент. 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 производимого тепла по большей площади. Примеры подходящих проводящих материалов включают алюминий, медь, цинк, никель, серебро и их комбинации. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере участок поверхности приемника.

Кальянное устройство может содержать электронную схему управления, функционально соединенную с нагревательным элементом. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью управления нагревом нагревательного элемента. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью регулирования температуры, до которой нагревается образующий аэрозоль субстрат в картридже. Электронная схема управления может быть обеспечена в любом подходящем виде, и она может, например, содержать контроллер или память и контроллер. Контроллер может содержать одно или более из следующего: машину состояний на основе специализированной интегральной схемы (ASIC), цифровой сигнальный процессор, вентильную матрицу, микропроцессор или эквивалентную дискретную или интегральную логическую схему. Электронная схема управления может содержать память, которая хранит инструкции, инициирующие выполнение одним или более элементами указанной схемы функции или аспекта электронной схемы управления. Функции, назначаемые электронной схеме управления в настоящем изобретении, могут быть реализованы в виде одного или более из программного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения 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 в виде импульсов электрического тока.

В некоторых примерах электронная схема управления может быть выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента и с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента. Таким образом, электронная схема управления имеет возможность регулирования температуры резистивного элемента.

Кальянное устройство может содержать датчик температуры, такой как термопара. Датчик температуры может быть функционально связан с электронной схемой управления для регулирования температуры нагревательного элемента. Датчик температуры может быть расположен в любом подходящем месте. Например, датчик температуры может быть выполнен с возможностью вставки в картридж при размещении внутри указанного приемника для отслеживания температуры нагреваемого образующего 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 на выходе для аэрозоля кальянного устройства или его части. Датчик может передавать сигналы, относящиеся к измеряемой температуре, на электронную схему управления. Электронная схема управления может регулировать нагрев нагревательных элементов в ответ на указанный сигнал для достижения надлежащей температуры на датчике.

Электронная схема управления может быть функционально соединена с источником питания. Кальянное устройство может содержать любой подходящий источник питания. Например, источник питания кальянного устройства может представлять собой батарею или комплект батарей. Батареи источника питания могут быть перезаряжаемыми, съемными и сменными. Может использоваться любая подходящая батарея. Например, батареи для тяжелых условий работы или стандартные батареи, имеющиеся в продаже, такие как используемые в промышленных электрических мощных инструментах для тяжелых условий работы. В качестве альтернативы, источник питания может представлять собой электрический источник питания любого типа, включая супер- или гиперконденсатор. В качестве альтернативы, узел может быть соединен с внешним электрическим источником питания, и он может быть спроектирован для этой цели в электрическом и электронном аспекте. Независимо от типа используемого источника питания, этот источник питания предпочтительно обеспечивает достаточно энергии для нормального функционирования узла в течение по меньшей мере одного сеанса курения кальяна до тех пор, пока не будет израсходован аэрозоль из образующего аэрозоль субстрата в картридже, до перезарядки или до того, как возникнет необходимость в подключении к внешнему электрическому источнику питания. Предпочтительно, источник питания обеспечивает достаточно энергии для нормального функционирования узла в течение по меньшей мере приблизительно 70 минут непрерывной работы устройства до перезарядки или до того, как возникнет необходимость в подключении к внешнему электрическому источнику питания.

В одном примере кальянное устройство содержит генерирующий аэрозоль элемент, который содержит приемник для картриджа, нагревательный элемент, выход для аэрозоля и вход для свежего воздуха. Приемник для картриджа выполнен с возможностью вмещения картриджа, заключающего в себе образующий аэрозоль субстрат и абсорбирующий носитель. Картридж может быть таким, как описано выше. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере участок поверхности приемника.

Кальянное устройство содержит вход для свежего воздуха, сообщающийся по текучей среде с указанным приемником. При использовании, когда абсорбирующий носитель внутри картриджа нагревается, происходит испарение веществ для образования аэрозоля, пропитывающих абсорбирующий носитель. Воздух, протекающий из канала свежего воздуха через картридж, вовлекает в себя аэрозоль, генерируемый из элементов для образования аэрозоля и образующего аэрозоль субстрата в картридже.

В некоторых электрически нагреваемых кальянных устройствах, использующих предварительно нагретый воздух, обычно использоваться тракт потока воздуха таким образом, что воздух проходит вблизи источника тепла при осуществлении затяжек. Кроме того, некоторые электрически нагреваемые кальянные устройства используют элементы, которые повышают радиационную теплопередачу путем увеличения площади нагреваемой поверхности.

Впускной канал для свежего воздуха может содержать одно или более отверстий, проходящих через приемник для картриджа, так что свежий воздух извне кальянного устройства имеет возможность протекания через указанный канал в приемник для картриджа через указанные одно или более отверстий. 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.

Как описано выше, картридж содержит один или более входов, выполненных в кожухе для обеспечения возможности протекания воздуха через камеры картриджа при использовании. Если приемник содержит одно или более впускных отверстий, то по меньшей мере некоторые из входов в картридже могут быть выровнены с отверстиями в верхней стороне приемника. Картридж может содержать выравнивающий элемент, выполненный с возможностью совмещения с комплементарным выравнивающим элементом приемника для выравнивания входов картриджа с отверстиями приемника при вставке картриджа в приемник.

Воздух, поступающий в картридж, может протекать по абсорбирующему носителю, пропитанному веществом для образования аэрозоля, и/или через него. Воздух, который поступает в картридж, может протекает по образующему аэрозоль субстрату или через него, вовлекая аэрозоль и выходя из картриджа и приемника через выход для аэрозоля. Воздух, несущий аэрозоль, поступает в колбу кальянного устройства через выход для аэрозоля.

Кальянное устройство может содержать любую подходящую колбу, образующую внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости и имеющий выход в свободном пространстве над уровнем заполнения жидкостью. Колба может содержать оптически прозрачный или непрозрачный корпус для того, чтобы потребитель имел возможность наблюдения за содержимым, находящимся в колбе. Колба может содержать обозначение заполнения жидкостью, такое как линия 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 съема с части кальянного узла, содержащей генерирующий аэрозоль элемент, чтобы потребитель имел возможность заполнения, опорожнения или очистки колбы.

Колба может быть заполнена пользователем до уровня заполнения жидкостью. Жидкость предпочтительно содержит воду, к которой при необходимости могут быть добавлены один или более красителей и/или ароматизаторов. Например, в воду могут быть добавлены одно или оба из растительных или травяных настоев.

Аэрозоль, вовлеченный в воздух, выходящий через выход для аэрозоля приемника, может проходить через шахту, расположенную в колбе. Шахта может быть соединена с выходом для аэрозоля генерирующего аэрозоль элемента кальянного узла, и она может иметь отверстие ниже уровня заполнения жидкостью колбы, так что аэрозоль, протекающий через колбу, протекает через указанное отверстие шахты, затем через жидкость в указанное свободное пространство колбы и выходит через выход указанного свободного пространства для доставки потребителю.

Выход указанного свободного пространства может быть соединен со шлангом, содержащим мундштук, для доставки аэрозоля потребителю. Мундштук может содержать активирующий элемент, такой как переключатель, активируемый пользователем, и/или датчик затяжки, выполненный с возможностью обнаружения затяжки, осуществляемой пользователем на мундштуке. Активирующий элемент функционально соединен с электронной схемой управления кальянного устройства. Активирующий элемент может быть беспроводным образом соединен с электронной схемой управления. Активация активирующего элемента может приводить к активации нагревательного элемента электронной схемой управления вместо постоянной подачи энергии на нагревательный элемент. Активация активирующего элемента может приводить к активации нагревательного элемента электронной схемой управления вместо постоянной подачи энергии на нагревательный элемент. Соответственно, использование активирующего элемента может служить для экономии энергии по сравнению с устройствами, не использующими такие элементы для обеспечения нагрева по требованию вместо 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 элементов кальянного устройства и заполнена водой. В воду для ароматизации могут быть добавлены одно или более из следующего: натуральные фруктовые соки, растительные добавки и травяные добавки. Добавляемое количество жидкости должно покрывать часть шахты, но не должно превышать отметку уровня заполнения, которая может присутствовать на колбе при необходимости. Затем снова присоединяют колбу к кальянному устройству. Часть генерирующего аэрозоль элемента может быть снята или открыта для обеспечения возможности вставки картриджа в приемник. Затем снова устанавливают или закрывают генерирующий аэрозоль элемент. После этого устройство может быть включено. Включение устройства обеспечивает возможность инициирования такого профиля нагрева нагревательного элемента, при котором происходит нагрев абсорбирующего носителя и образующего аэрозоль субстрата до температуры, которая равна или выше температуры испарения вещества для образования аэрозоля, пропитывающего абсорбирующий носитель, и образующего аэрозоль субстрата, но ниже температуры горения образующего аэрозоль субстрата. Соединения для образования аэрозоля, пропитывающие абсорбирующий носитель, испаряются с образованием аэрозоля. Пользователь может осуществлять затяжки на мундштуке по своему желанию. Пользователь может продолжать использовать устройство до тех пор, пока аэрозоль не перестанет быть виден или не прекратится его доставка. В некоторых вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью автоматического выключения при израсходовании используемого генерирующего аэрозоль субстрата в картридже. В некоторых вариантах осуществления потребитель может вставлять в устройство новый картридж, например, после получения от устройства сигнала о том, что образующий аэрозоль субстрат в картридже израсходован или по существу израсходован. После вставки нового картриджа можно продолжать пользоваться устройством. Предпочтительно, кальянное устройство может быть выключено потребителем в любое время, например, путем выключения питания устройства.

Кальянное устройство может иметь любые подходящие средства управлением прохождением воздуха. В одном примере осуществление пользователем затяжки создает эффект всасывания, приводящий к низкому давлению внутри устройства, что заставляет наружный воздух протекать через вход для воздуха устройства во впускной канал для свежего воздуха и в указанный приемник. Затем воздух может протекать через картридж в приемник для переноса аэрозоля, выделяющегося из образующего аэрозоль субстрата. Затем воздух с вовлеченным аэрозолем выходит через выход для аэрозоля указанного приемника и протекает через шахту в жидкость внутри колбы. Затем аэрозоль выходит из жидкости в виде пузырьков в свободное пространство в колбе над уровнем жидкости, выходит через выход указанного свободного пространства и проходит через шланг и мундштук для доставки потребителю. Поток наружного воздуха и поток аэрозоля внутри кальянного устройства могут создаваться под действием затяжки, осуществляемой пользователем.

Далее последует ссылка на чертежи, которые иллюстрируют один или более аспектов, описанных в настоящем изобретении. Тем не менее, следует понимать, что и другие аспекты, не показанные на чертежах, находятся в рамках объема и сущности настоящего изобретения. Одинаковые номера, используемые на фигурах, относятся к одинаковым элементам. Тем не менее, следует понимать, что использование номера для обозначения элемента на данной фигуре не предназначено для ограничения элемента на другой фигуре, обозначенного тем же самым номером. В дополнение, использование разных номеров для обозначения элементов на разных фигурах не предназначено для указания на то, что элементы с другими номерами не могут быть такими же или схожими с элементами, пронумерованными иным образом. Фигуры представлены с целью иллюстрации, а не ограничения. Схематические изображения, представленные на фигурах, не обязательно выполнены в масштабе.

На ФИГ. 1 показан схематический вид в разрезе кальянного устройства.

На ФИГ. 2A показан вид сбоку в разрезе картриджа с образующим аэрозоль субстратом и абсорбирующим носителем, представляющим собой лист и пропитанным веществом для образования аэрозоля.

На ФИГ. 2B показан вид сверху в разрезе картриджа с образующим аэрозоль субстратом и абсорбирующим носителем, представляющим собой лист и пропитанным веществом для образования аэрозоля.

На ФИГ. 2C показан вид сверху в разрезе картриджа с образующим аэрозоль субстратом и абсорбирующим носителем, представляющим собой лист в свернутой конфигурации и пропитанным веществом для образования аэрозоля.

На ФИГ. 3A и 3B показаны схематические виды снизу и сверху картриджа.

На ФИГ. 4 показан схематический вид в перспективе картриджа.

На ФИГ. 5 показано графическое представление результатов испытания из примера 1.

На ФИГ. 1 представлен схематический вид в разрезе примера кальянного устройства 100. Устройство 100 содержит колбу 17, образующую внутренний объем, способный вмещать жидкость 19 и имеющий выход 15 свободного пространства над уровнем жидкости, расположенный выше уровня заполнения жидкостью 19. Жидкость 19 предпочтительно содержит воду, к которой при необходимости могут быть добавлены один или более красителей и/или один или более ароматизаторов. Например, в воду могут быть добавлены одна или обе из растительных добавок или травяных добавок.

Устройство 100 также содержит генерирующий аэрозоль элемент 130. Генерирующий аэрозоль элемент 130 содержит приемник 140, выполненный с возможностью размещения картриджа 200, заключающего в себе генерирующий аэрозоль субстрат и абсорбирующий носитель, образующий лист и пропитанный веществом для образования аэрозоля. Генерирующий аэрозоль элемент130 также содержит нагревательный элемент 160, который образует по меньшей мере одну поверхность приемника 140. В изображенном на фигуре варианте осуществления нагревательный элемент 160 образует верхнюю и боковые поверхности приемника 140. Генерирующий аэрозоль элемент 130 также содержит впускной канал 170 для свежего воздуха, который втягивает свежий воздух в устройство 100. В некоторых вариантах осуществления часть впускного канала 170 для свежего воздуха образована нагревательным элементом 160 для нагрева воздуха перед поступлением воздуха в резервуар 140. Затем предварительно нагретый воздух поступает в картридж 200, который также нагревается посредством нагревательного элемента 160, для переноса аэрозоля, генерируемого веществом для образования аэрозоля и генерирующим аэрозоль субстратом. Воздух выходит из выпускного отверстия генерирующего аэрозоль элемента 130 и поступает в шахту 190.

Шахта 190 переносит воздух и аэрозоль в колбу 17 ниже уровня жидкости 19. Воздух и аэрозоль могут проходить в виде пузырьков через жидкость 19 и выходить через выход 15 указанного свободного пространства колбы 17. Шланг 20 может быть прикреплен к выходу 15 указанного свободного пространства для переноса аэрозоля в рот пользователя. Мундштук 25 может быть прикреплен к шлангу 20 или образовывать его часть.

Примерный 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 тому подобное, или он может представлять собой датчик затяжки или тому подобное. Активирующий элемент 27 может быть размещен в любом другом подходящем месте устройства 100. Активирующий элемент 27 может иметь беспроводную связь с электронной схемой 30 управления для приведения устройства 100 в состояние готовности к использованию или для инициирования активации нагревательного элемента 160 электронной схемой управления, например путем инициирования подачи мощности от источника 35 питания на нагревательный элемент 140.

Электронная схема 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.

Обратимся к ФИГ. 2А-2С, согласно которым картридж 200 имеет корпус 210, образующий полость 218, в которой могут быть размещены образующий аэрозоль субстрат 300 и абсорбирующий носитель 310, образующий лист, пропитанный веществом для образования аэрозоля. Корпус 210 содержит верхнюю сторону 215, нижнюю сторону 213 и боковую стенку 212. Корпус 210 может быть выполнен из одной или более частей. Например, верхняя сторона 215 или нижняя сторона 213 могут быть съемно прикреплены к боковой стенке 212 для обеспечения возможности размещения образующего аэрозоль субстрата 300 и абсорбирующего носителя 310 в полости 218.

Абсорбирующий носитель 310 может быть расположен вдоль боковой стенки 212 и нижней стороны 213 полости 218. Абсорбирующий носитель 310 также может быть размещен вдоль верхней стороны 215 или вдоль любой комбинации нижней стороны 213, верхней стороны 215 или боковой стенки 212, и/или он может частично покрывать любую из этих поверхностей. В примере, показанном на ФИГ. 2B, абсорбирующий носитель 310 имеет плиссированные стороны, которые окружают по периметру образующий аэрозоль субстрат 300. На ФИГ. 2C показана компоновка, в которой образующий аэрозоль субстрат 300 и абсорбирующий носитель 310 образуют спиральный цилиндр, который содержит множество чередующихся слоев абсорбирующего носителя 310 и образующего аэрозоль субстрата 300. Свернутый цилиндр расположен внутри корпуса 210 картриджа 200.

Картридж 200 имеет нагреваемую поверхность, расположенную внутри полости 218 и представляющую собой поверхность, способную передавать тепло, прикладываемое к наружной стороне корпуса, например, с помощью нагревательного элемента кальянного устройства, на абсорбирующий носитель 310 и образующий аэрозоль субстрат 300 в полости 218.

Обратимся теперь к ФИГ. 3A и 3B, согласно которым верхняя сторона 215 и нижняя сторона 213 корпуса могут иметь множество отверстий 217, 216 для обеспечения возможности протекания воздуха через картридж при использовании картриджа. Отверстия 216, 217 верхней стороны 215 и нижней стороны 213 могут быть выровнены. Картридж 200, в дополнение или в качестве альтернативы, может содержать отверстия вдоль боковой стенки 212. Абсорбирующий носитель 310 может быть размещен вдоль нижней стороны 213, верхней стороны 215, боковой стенки 212 или их комбинации, покрывая некоторые или все из указанных отверстий. Отверстия 217, 216 могут быть дополнительно заперты с помощью отрывного уплотнения или крышки во время хранения картриджа перед использованием.

На ФИГ. 4 показан схематический вид в перспективе иллюстративного картриджа 200. Боковая стенка 212 имеет форму усеченного конуса. Нижняя сторона 213 имеет множество отверстий. Верхняя сторона содержит фланец 219, который проходит от боковой стенки 212. Фланец 219 может опираться на заплечик приемника кальянного устройства, так что обеспечивается возможность легкого извлечения картриджа 300 из приемника после использования путем захвата указанного фланца.

Конкретные варианты осуществления, описанные выше, предназначены для иллюстрирования изобретения. Тем не менее, без выхода за рамки объема настоящего изобретения, определенного в формуле изобретения, могут быть предложены другие варианты осуществления, и следует понимать, что описанные выше конкретные варианты осуществления не предназначены для ограничения.

В контексте данного документа формы единственного числа включают варианты осуществления со ссылками на множественное число, если из содержания явно не следует иное.

В контексте данного документа союз «или» обычно используется в своем значении, включающем «и/или», если из содержания явно не следует иное. Союз «и/или» обозначает один или все из перечисленных элементов или комбинацию любых двух или более из перечисленных элементов.

В контексте данного документа слова «иметь», «имеющий», «включать», «включающий», «содержать», «содержащий» или тому подобные используются в своем широком смысле и, как правило, означают «включающий, 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 вариантам осуществления настоящего изобретения, которые могут обеспечивать определенные преимущества при определенных условиях. Тем не менее, другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других условиях. Кроме того, описание 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.

Термин «по существу», используемый в данном документе, имеет такое же значение, что и термин «в значительной степени», и может пониматься в значении, модифицирующем следующий за ним термин до по меньшей мере приблизительно 90%, по меньшей мере приблизительно 95% или по меньшей мере приблизительно 98%. Термин «по существу не», используемый в данном документе, имеет такое же значение, что и «в незначительной степени», и может пониматься в значении, обратном по отношению к «по существу», т. е. модифицирующем следующий за ним термин до не более чем 10%, не более чем 5% или не более чем 2%.

Любое направление, упоминаемое в данном документе, такое как «верх», «низ», «левый», «правый», «верхний», «нижний», и другие направления или ориентации описаны в данном документе для ясности и краткости и не предназначены для ограничения фактического устройства или системы. Устройства и системы, описанные в данном документе, могут использоваться с разными направлениями и ориентациями.

ПРИМЕРЫ

Пример 1:

Было оценено влияние абсорбирующего носителя, пропитанного веществом для образования аэрозоля, на образование аэрозоля. Внутри картриджа был размещен абсорбирующий носитель, образующий лист (целлюлозную бумагу) с площадью поверхности 40 см², пропитанный приблизительно 1,5 г смеси 1:1 растительного глицерина и пропиленгликоля. Абсорбирующий носитель имел цилиндрическую форму и был расположен смежно с внутренними стенками картриджа. Затем картридж был заполнен 10 г имеющейся в продаже мелассы (Al-Fakher) внутри цилиндра из пористого материала. Был подготовлен контрольный образец без абсорбирующего носителя, пропитанного веществом для образования аэрозоля.

Картридж был вставлен в испытательное кальянное устройство, где картридж был нагрет с использованием керамического резистивного нагревательного элемента с установочной температурой 200 °C. Установочная температура нагревателя была выбрана таким образом, чтобы довести мелассу (между затяжками) до температуры, схожей с той, которая имеет место в кальяне на древесном угле.

С целью улучшения процесса образования аэрозоля, на расстоянии приблизительно 55 мм от нагревателя было размещено ребристое сопло, изготовленное из алюминия и имеющее выходное отверстие диаметром приблизительно 3 мм.

Был осуществлен сбор генерируемого аэрозоля с помощью в общей сложности пяти прокладок Cambridge, вес которых регистрировался до и после испытания. В любой заданный момент времени сбор генерируемого аэрозоля осуществляла лишь одна из указанных прокладок.

Общая продолжительность курительного испытания соответствовала 105 затяжкам. С целью достижения требуемых ощущений от затяжек, одновременно использовались четыре программируемых двойных шприцевых насоса (programmable dual syringe pumps (PDSP), поставляются на рынок компанией Pomac B.V., Толберт, Нидерланды) для обеспечения нужного режима осуществления затяжек. Режим осуществления затяжек был следующим: испытуемый и контрольный образцы испытывались на протяжении 105 затяжек. Общее количество затяжек было разделено на пять следующих друг за другом интервалов по 21 затяжке в каждом, причем сбор аэрозоля в каждом интервале производился в отдельную прокладку Cambridge. После каждой 21 затяжки обратный клапан обеспечивал, чтобы аэрозоль отклонялся к нужной прокладке Cambridge. Таким образом была обеспечена возможность отслеживания выработки аэрозоля как функции времени.

Результаты по общей массе аэрозоля (TAM), собранные в течение первой 21 затяжки и в течение всех 105 затяжек для контрольного и испытуемого образцов, показаны в ТАБЛ. 1 ниже и на ФИГ. 5. Результаты для первой 21 затяжки были вычислены в мг за затяжку, и результаты для общей продолжительности испытания (15 затяжек) приведены в виде накопленной общей массы в мг.

ТАБЛИЦА 1 Результаты по TAM Контрольный образец (без абсорбирующего носителя, пропитанного веществом для образования аэрозоля) Образец (с абсорбирующим носителем, пропитанным веществом для образования аэрозоля) TAM (мг/затяжку), первая 21 затяжка 9,6 мг/затяжку 23,8 мг/затяжку TAM (мг), 105 затяжек 1980 мг 2670 мг

Было обнаружено, что благодаря использованию абсорбирующего носителя, пропитанного веществом для образования аэрозоля, достигается значительное увеличение генерирования аэрозоля во время первой 21 затяжки, а также в течение всего эксперимента. Общее содержание TAM в ходе испытания также было более высоким при использовании абсорбирующего носителя, пропитанного веществом для образования аэрозоля.

Итак, выше были описаны картриджи для кальянных устройств. Различные модификации и варианты настоящего изобретения должны быть очевидны специалистам в данной области техники без выхода за рамки объема и сущности настоящего изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано применительно к конкретным предпочтительным вариантам осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не должно неправомерно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. Действительно, различные модификации описанных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые очевидны специалистам в областях механики, химии и производства генерирующих аэрозоль изделий или в смежных областях, должны быть включены в объем нижеследующей формулы изобретения.

Изобретение относится к кальянному картриджу. Картридж 200 содержит корпус, образующий полость 218. В указанной полости размещены образующий аэрозоль субстрат 300, содержащий твердое вещество и абсорбирующий носитель 310, представляющий собой лист, пропитанный веществом для образования аэрозоля. Абсорбирующий носитель может быть расположен смежно или в контакте с внутренней поверхностью указанной полости и/или с образующим аэрозоль субстратом. При нагреве картриджа вещество для образования аэрозоля, пропитывающее абсорбирующий носитель, обеспечивает возможность улучшения образования аэрозоля. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.

1. Кальянный картридж, содержащий:

корпус, образующий полость и внутреннюю поверхность полости;

образующий аэрозоль субстрат, размещенный в указанной полости и содержащий по меньшей мере твердое вещество;

абсорбирующий носитель, размещенный в полости; и

вещество для образования аэрозоля, пропитывающее абсорбирующий носитель.

2. Кальянный картридж по п. 1, в котором вещество для образования аэрозоля содержит глицерин, пропиленгликоль или их комбинацию.

3. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирущий носитель содержит от 0,1 г до 8 г вещества для образования аэрозоля.

4. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель является смежным с внутренней поверхностью указанной полости и/или образующим аэрозоль субстратом.

5. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель находится в непосредственном контакте с внутренней поверхностью указанной полости.

6. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель содержит рафинированный целлюлозный материал.

7. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель содержит бумагу.

8. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий несущий лист является плиссированным.

9. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель имеет толщину от 0,1 мм до 5 мм.

10. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель имеет площадь поверхности от 2 см² до 50 см².

11. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель и образующий аэрозоль субстрат образуют спираль из чередующихся слоев абсорбирующего носителя и образующего аэрозоль субстрата.

12. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель покрыт теплопроводным или индукционным материалом.

13. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель образует лист.

14. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором абсорбирующий носитель содержит цилиндрический участок, расположенный вдоль внутренней боковой стенки указанной полости.

15. Кальянная система, содержащая:

кальянный картридж по любому из пп. 1-14; и

кальянное устройство, содержащее:

приемник для размещения картриджа;

нагревательный элемент для нагрева генерирующего аэрозоль субстрата при размещении картриджа в приемнике кальянного устройства;

колбу, имеющую уровень заполнения жидкостью и образующую свободное пространство над уровнем заполнения жидкостью;

аэрозольную шахту для переноса аэрозоля из приемника к месту, находящемуся ниже уровня заполнения жидкостью в колбе; и

выход, сообщающийся с указанным свободным пространством.