КАЛЬЯННЫЙ КАРТРИДЖ Российский патент 2023 года по МПК A24F1/30 

Настоящее изобретение относится к кальянным устройствам и к картриджам, содержащим субстрат, образующий аэрозоль, для применения в кальянных устройствах; а более конкретно к картриджам для применения в кальянных устройствах, которые нагревают субстрат, образующий аэрозоль, без сгорания субстрата.

Традиционные кальянные устройства используются для курения табака и выполнены таким образом, что пар и дым проходят через емкость с водой перед тем, как их вдыхает потребитель. Кальянные устройства могут содержать один выпускной элемент или более одного выпускного элемента, так что устройство может быть использовано одновременно более чем одним потребителем. Многие рассматривают использование кальянных устройств как способ проведения досуга и социальный опыт.

Табак, применяемый в кальянных устройствах, можно смешивать с другими ингредиентами, например, для увеличения объема производимых пара и дыма, для изменения аромата или для того и другого. Для нагрева табака в традиционном кальянном устройстве обычно используют древесный уголь в виде пеллет, что может вызвать полное или частичное сгорание табака или других ингредиентов. Дополнительно древесный уголь в виде пеллет может генерировать вредные или потенциально вредные продукты, такие как монооксид углерода, которые могут смешиваться с паром кальяна и проходить через емкость с водой.

Были предложены некоторые кальянные устройства, в которых применяют электрические источники тепла для сгорания табака, например, чтобы исключить побочные продукты горящего древесного угля или чтобы улучшить стабильность сгорания табака. 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, исключаются побочные продукты сгорания, но потребители кальяна лишаются ощущений, связанных с употреблением табачного продукта.

Были предложены различные кальянные устройства, в которых используются электрические нагреватели для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, такого как табак, без сжигания субстрата. Такие кальянные устройства обеспечивают ощущение, основанное на табаке, без побочных продуктов сгорания. Однако замена древесного угля на электрический нагреватель может уменьшать общую массу аэрозоля, производимую из субстрата.

Кальянные устройства, работающие на древесном угле, используют проводимость и конвекцию для теплопередачи и выработки аэрозоля. За счет проводимости древесный уголь нагревает субстрат, образующий аэрозоль, до температур вплоть до приблизительно 200ºC, что остается достаточно постоянным на протяжении всего сеанса. За счет конвекции субстрат, образующий аэрозоль, может нагреваться вплоть до приблизительно 230ºC, при этом температуры воздуха достигают вплоть до приблизительно 700ºC во время затяжки.

Электрические нагреватели, например, резистивные нагреватели, могут обеспечивать одинаковые уровни теплопередачи за счет проводимости. Однако достижение температур воздуха приблизительно 700ºC с помощью электрических нагревателей, особенно если кальянное устройство питается от батареи, является затруднительным. Таким образом, субстрат может быть недостаточно нагрет для того, чтобы вызвать значительное генерирование аэрозоля в течение длительного периода времени, что может привести к генерированию меньшей общей массы аэрозоля по сравнению с кальянными устройствами, использующими древесный уголь.

Было бы желательно предоставить кальянный картридж, содержащий субстрат, образующий аэрозоль, который может быть нагрет электрическим нагревателем таким образом, чтобы обеспечивать выработку аэрозоля, которая аналогична выработке аэрозоля, ощущаемой с помощью кальянных устройств, в которых нагрев осуществляется с помощью древесного угля. Более конкретно было бы желательно предоставить картридж для использования в нагреваемом без сжигания кальянном устройстве, который обеспечивает желаемые уровни массы аэрозоля.

Различные аспекты настоящего изобретения относятся к кальянному картриджу, содержащему корпус, определяющий полость. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, размещенный в полости. Картридж имеет нагреваемую площадь поверхности. Нагреваемая площадь поверхности может быть определена корпусом. Отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Например, отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости может находиться в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1, например, от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1 или от приблизительно 1,3 см^-1 до приблизительно 1,5 см^-1. В некоторых вариантах осуществления нагреваемая площадь поверхности составляет от приблизительно 25 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 25 см² до приблизительно 55 см².

Различные аспекты настоящего изобретения относятся к кальянному картриджу, содержащему корпус, определяющий полость. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, размещенный в полости. Полость имеет площадь поверхности полости. Площадь поверхности полости может быть определена корпусом. Отношение площади поверхности полости картриджа к объему полости находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Различные аспекты настоящего изобретения относятся к кальянному картриджу, содержащему корпус, определяющий полость. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, размещенный в полости. Полость имеет площадь поверхности полости, содержащую латеральную площадь поверхности полости. Площадь поверхности полости может быть определена корпусом. Латеральная площадь поверхности полости может быть определена боковой стенкой корпуса, например, цилиндрической или усеченно-конической боковой стенкой корпуса. Отношение латеральной площади поверхности полости картриджа к объему полости находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Различные аспекты настоящего изобретения относятся к кальянному картриджу, содержащему корпус, определяющий полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину 4 см. В некоторых вариантах осуществления кальянный картридж содержит корпус, определяющий полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину 3,5 см. В некоторых вариантах осуществления кальянный картридж содержит корпус, определяющий полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину 3 см. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, размещенный в полости. Корпус содержит боковую стенку, имеющую и внутреннюю поверхность, которая определяет по меньшей мере часть полости. Картридж имеет продольную ось, высоту вдоль продольной оси и внутреннюю ширину. Для целей настоящего изобретения внутренняя ширина картриджа определяется вдоль оси, перпендикулярной продольной оси, от внутренней поверхности боковой стенки на одной стороне боковой стенки до внутренней поверхности боковой стенки на противоположной стороне боковой стенки при измерении через геометрический центр полости. Если сечение боковой стенки в плоскости, перпендикулярной продольной оси, является круглым, ширина может представлять собой диаметр. Предпочтительно максимальная ширина является шириной сечения возле верхней части тары или рядом с ней.

Различные аспекты настоящего изобретения относятся к кальянному картриджу, содержащему корпус, определяющий полость, имеющую высоту 3 см или более. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, размещенный в полости.

Различные аспекты настоящего изобретения относятся к кальянному картриджу, содержащему корпус, определяющий полость, имеющую высоту 3,5 см или более. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, размещенный в полости.

Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более и ширину 4 см или менее. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более и ширину 4 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую ширину 4 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более и ширину 4 см или менее. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более и ширину 4 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую ширину 4 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более и ширину 3,5 см или менее. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более и ширину 3,5 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую ширину 3,5 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более и ширину 3,5 см или менее. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более и ширину 3,5 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую ширину 3,5 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более и ширину 3 см или менее. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более и ширину 3 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3,5 см или более, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую ширину 3 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более и ширину 3 см или менее. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более и ширину 3 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Корпус может определять полость, имеющую ширину 3 см или менее, и картридж может иметь отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления корпус определяет полость, имеющую высоту 3,5 см или более и ширину 3 см или менее, и может иметь отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1.

Отношение нагреваемой площади поверхности, такой как площадь поверхности полости, определенной корпусом, к объему полости, составляющее приблизительно 1 см^-1 или более, увеличивает передачу тепла за счет проводимости по отношению к традиционным кальянным устройствам, работающим на древесном угле. Это увеличивает выработку аэрозоля. Увеличение передачи тепла за счет проводимости может преодолеть или по меньшей мере частично компенсировать отсутствие теплопередачи за счет конвекции в электрически нагреваемых кальянных устройствах по отношению к традиционным кальянным устройствам, работающим на древесном угле. Отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости, составляющее приблизительно 1 см^-1 или более, может быть особенно полезно при увеличении выработки аэрозоля во время первоначальных затяжек. Это способствует сокращению времени между инициированием нагрева субстрата, образующего аэрозоль, и временем, в которое устройство готово к выполнению пользователем первой затяжки.

Отношение нагреваемой площади поверхности, такой как площадь поверхности полости, определенной корпусом, к объему полости, составляющее приблизительно 4 см^-1 или менее, предотвращает преждевременное израсходование субстрата. В некоторых вариантах осуществления отношение нагреваемой площади поверхности корпуса полости к объему полости составляет от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 3 см^-1, например, от приблизительно 1,5 см^-1 до приблизительно 3 см^-1 или, например, от приблизительно 2,5 см^-1 до приблизительно 3 см^-1.

Отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости может быть легко изменено путем изменения одного или более размерных ограничений картриджа, таких как длина, внутренний диаметр или форма корпуса картриджа. В контексте данного документа «внутренний диаметр» картриджа означает среднее расстояние поперечного сечения на протяжении полости при измерении через геометрический центр сечения. Если поперечное сечение является круглым, каждое измеренное поперечное расстояние должно быть таким же, как среднее расстояние поперечного сечения. Однако поперечное сечение может иметь любую подходящую форму, включая формы, отличные от круглой. Картридж может иметь различные внутренние диаметры вдоль длины картриджа, или внутренний диаметр может быть одинаковым вдоль длины капсулы.

Нагреваемая площадь поверхности может легко изменяться за счет применения одного или более тепловых мостиков внутри полости для увеличения нагреваемой площади поверхности. Один или более тепловых мостиков могут быть обеспечены внутри полости картриджа.

Картридж может иметь любую подходящую форму, приспособленную для вмещения кальянным устройством. Кальянное устройство предпочтительно выполнено с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в картридже за счет проводимости. Картридж предпочтительно выполнен такой формы и таких размеров, которые обеспечивают контакт с нагревательным элементом кальянного устройства или минимизируют расстояние до него для обеспечения эффективной передачи тепла от нагревателя кальяна к субстрату, генерирующему аэрозоль, в картридже.

Картридж может иметь по существу кубическую форму, цилиндрическую форму, усеченно-коническую форму или любую другую подходящую форму. Предпочтительно картридж имеет обычно цилиндрическую форму или усеченно-коническую форму.

Если картридж имеет усеченно-коническую форму, в некоторых вариантах осуществления боковые стенки корпуса картриджа отклоняются от продольной оси под углом от приблизительно 2º до приблизительно 45º, предпочтительно под углом от приблизительно 3º до приблизительно 5º. В некоторых вариантах осуществления боковые стенки корпуса картриджа отклоняются от продольной оси под углом от приблизительно 4,5º.

Картридж может содержать любой подходящий корпус, определяющий полость, в которой размещен субстрат, образующий аэрозоль. Корпус предпочтительно образован 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 их комбинации. Предпочтительно корпус содержит алюминий.

Корпус может содержать верхнюю часть, нижнюю часть и боковую стенку.

В некоторых вариантах осуществления нижняя часть может представлять собой плоскую нижнюю часть. В некоторых вариантах осуществления нижняя часть может представлять собой по существу планарную нижнюю часть. В некоторых вариантах осуществления нижняя часть может переходить на боковые стенки за один переход, например, за счет вершины или изогнутой кромки.

В некоторых вариантах осуществления нижняя часть является не полностью планарной или плоской. В некоторых вариантах осуществления нижняя часть отклоняется от плоской нижней части под углом. Угол может составлять от приблизительно 5º до приблизительно 40º, например, от приблизительно 10º до приблизительно 30º, предпочтительно от приблизительно 15º до приблизительно 25º или от приблизительно 15º до приблизительно 20º, например, 18º. В некоторых вариантах осуществления нижняя часть отклоняется от плоской части посредством среды промежуточного перехода, обеспечивая первый переход между боковой стенкой и средой промежуточного перехода и второй переход между областью промежуточного перехода и нижней частью. В некоторых вариантах осуществления среда промежуточного перехода может быть расположена под углом к остальной части нижней части. Угол может составлять от приблизительно 5º до приблизительно 40º, например, от приблизительно 10º до приблизительно 30º, предпочтительно от приблизительно 15º до приблизительно 25º или от приблизительно 15º до приблизительно 20º, например, 18º. Остальная часть нижней части может быть по существу плоской. Остальная часть нижней части может быть по существу планарной. Промежуточный переход может лежать в плоскости, пересекающей как плоскость остальной части области нижней части, так и плоскость боковой стенки. Угол, под которым находится плоскость промежуточного перехода и остальной части области нижней части, может составлять от приблизительно 5º до приблизительно 40º, например, от приблизительно 10º до приблизительно 30º, предпочтительно от приблизительно 15º до приблизительно 25º или от приблизительно 15º до приблизительно 20º, например, 18º. Промежуточный переход может представлять собой скошенную кромку в некоторых вариантах осуществления.

Корпус может содержать одну или более частей. Например, боковая стенка и нижняя часть могут представлять собой одну часть или две части, выполненные с возможностью зацепления друг с другом любым подходящим образом, таким как резьбовое зацепление или посадка с натягом. Верхняя часть и боковая стенка могут представлять собой одну часть или две части, выполненные с возможностью зацепления друг с другом любым подходящим образом, таким как резьбовое зацепление или посадка с натягом.

Корпус определяет полость, в которой может быть размещен субстрат, образующий аэрозоль. Часть корпуса, определяющего полость, имеет нагреваемую площадь поверхности. В контексте данного документа «нагреваемая площадь поверхности» означает площадь поверхности, через которую тепло, подаваемое в месте, отличном от площади поверхности, может передаваться на площадь поверхности. Например, нагреваемая площадь поверхности части корпуса, определяющего полость, представляет собой площадь поверхности, через которую тепло может передаваться снаружи полости через корпус к поверхности корпуса, определяющего полость. Например, нагреваемая площадь поверхности части корпуса, определяющего полость, представляет собой площадь поверхности внутренней части полости, через которую тепло может передаваться снаружи полости, такую как наружная площадь поверхности корпуса, через корпус к поверхности корпуса, определяющего полость. Например, тепло может быть приложено к наружной площади поверхности корпуса, причем это тепло может быть передано на нагреваемую площадь поверхности, площадь поверхности полости, определенной корпусом, к полости. Нагреваемая площадь поверхности может представлять собой латерально нагреваемую площадь поверхности. Нагреваемая площадь поверхности может представлять собой радиально нагреваемую площадь поверхности. Предпочтительно нагреваемая площадь поверхности имеет теплопроводность, составляющую по меньшей мере 100 Вт∙м^-1∙K^-1. Более предпочтительно нагреваемая площадь поверхности имеет теплопроводность, составляющую по меньшей мере приблизительно 150 Вт∙м^-1∙K^-1, например, по меньшей мере приблизительно 200 Вт∙м^-1∙K^-1.

Нагреваемая площадь поверхности может иметь любую подходящую общую площадь поверхности, при условии что отношение нагреваемой площади поверхности к полости находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. В некоторых вариантах осуществления отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости находится в диапазоне от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 3 см^-1. Предпочтительно отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости находится в диапазоне от приблизительно 1,5 см^-1 до приблизительно 3 см^-1, например, от приблизительно 2,5 см^-1 до приблизительно 3 см^-1. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1, например, от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1 или от приблизительно 1,3 см^-1 до приблизительно 1,5 см^-1.

Для достижения таких отношений нагреваемой площади поверхности к объему корпус может быть длинным и узким или коротким и широким. Картридж может содержать один или более элементов или конструктивных особенностей внутри полости для увеличения нагреваемой площади поверхности внутри полости. Например, боковая стенка может содержать одно или более ребер, которые проходят в полость. Картридж может содержать тепловой мостик внутри полости. Предпочтительно тепловые мостики расположены в полости таким образом, чтобы субстрат, образующий аэрозоль, был размещен в полости и контактировал с тепловым мостиком на противоположных основных поверхностях. В некоторых вариантах осуществления тепловой мостик может содержать тот же материал, что и корпус. В некоторых вариантах осуществления тепловой мостик может содержать материал, отличный от материала корпуса. Тепловой мостик может находиться в тепловом соединении с другой частью корпуса. Например, тепловой мостик может находиться в тепловом контакте с одной или более из верхней части, нижней части и боковой стенки. В некоторых вариантах осуществления тепловой мостик проходит от одной части боковой стенки к другой части боковой стенки. В некоторых вариантах осуществления тепловой мостик может не находиться в контакте с боковой стенкой. Если тепловой мостик предусмотрен в полости, тепловой мостик образует часть нагреваемой площади поверхности картриджа. В некоторых вариантах осуществления может быть предусмотрено более одного теплового мостика.

Тепловой мостик может иметь любую подходящую форму. Например, тепловой мостик может образовывать цилиндр. Цилиндр может находиться внутри полости. Цилиндр может быть концентричен с полостью, например, с боковой стенкой корпуса. Тепловой мостик может находиться в тепловом контакте с верхней частью или нижней частью корпуса. Тепловой мостик может содержать один или более дополнительных тепловых мостиков, которые проходят от боковой стенки к цилиндрическому тепловому мостику или могут находиться в контакте с одной или более из верхней части, нижней части и боковой стенки.

В некоторых примерах тепловой мостик является по существу прямоугольным и проходит от одной части боковой стенки к другой части боковой стенки. В некоторых примерах тепловой мостик содержит S-образное поперечное сечение и проходит от одной части боковой стенки к другой части боковой стенки. Тепловой мостик предпочтительно имеет теплопроводность, по меньшей мере такую же высокую, как и у части корпуса, такой как боковая стенка, нижняя часть или верхняя часть, с которой тепловой мостик находится в контакте. Предпочтительно тепловой мостик имеет проводимость, которая больше, чем у части корпуса, с которой тепловой мостик находится в контакте. Тепловой мостик может разделять полость на более чем одно отделение. Предпочтительно отделения имеют достаточно большие размеры, чтобы позволить субстрату, образующему аэрозоль, легко занимать по меньшей мере часть каждого отделения для обеспечения контакта между противоположными основными поверхностями теплового мостика и субстрата, образующего аэрозоль.

В некоторых вариантах осуществления нагреваемая площадь поверхности имеет общую площадь поверхности от приблизительно 20 см² до приблизительно 105 см², например, от приблизительно 25 см² до приблизительно 100 см². В некоторых вариантах осуществления нагреваемая площадь поверхности имеет общую площадь поверхности от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см².

Корпус может иметь любые подходящие размеры, например, длину и внутренний диаметр, и форму. Следует понимать, что длина может относиться к высоте корпуса. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 10 см или менее, например, приблизительно 6,5 см или менее. Длина корпуса предпочтительно составляет более чем приблизительно 2,5 см. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления корпус имеет длину от приблизительно 3,5 см до приблизительно 7 см.

Корпус может иметь внутренний диаметр приблизительно 1 см или более, например, приблизительно 1,5 см или более, приблизительно 1,75 см или более или приблизительно 2 см или более. Корпус предпочтительно имеет внутренний диаметр приблизительно 5 см или менее. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления корпус имеет внутренний диаметр в диапазоне от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см.

Предпочтительно корпус имеет длину приблизительно 15 см или менее и имеет внутренний диаметр приблизительно 1 см или более. Более предпочтительно корпус имеет длину приблизительно 10 см или менее и внутренний диаметр приблизительно 1,75 см или более. Еще более предпочтительно корпус имеет длину в диапазоне от приблизительно 3,5 см до приблизительно 7 см и имеет внутренний диаметр в диапазоне от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см. Предпочтительно корпус является цилиндрическим или усеченно-коническим. Если корпус имеет усеченно-коническую форму, то корпус предпочтительно имеет длину от приблизительно 3 см до приблизительно 5 см, и имеет максимальный внутренний диаметр от приблизительно 2,5 см до приблизительно 3 см, например, приблизительно 2,7 см, и имеет минимальный внутренний диаметр от приблизительно 1,5 см до приблизительно 2,5 см, например, от приблизительно 1,8 см до приблизительно 2,3 см.

В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 15 см или менее, имеет внутренний диаметр приблизительно 1 см или более и имеет нагреваемую площадь поверхности внутри полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см²; предпочтительно от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 10 см или менее, внутренний диаметр приблизительно 1,75 см или более и имеет нагреваемую поверхность внутри полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см²; например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину в диапазоне от приблизительно 3,5 см до приблизительно 7 см, имеет внутренний диаметр в диапазоне от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см и имеет нагреваемую поверхность внутри полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см²; предпочтительно от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². В некоторых вариантах осуществления корпус является цилиндрическим или усеченно-коническим. Если корпус имеет усеченно-коническую форму, то корпус предпочтительно имеет длину от приблизительно 3 см до приблизительно 5 см, и имеет максимальный внутренний диаметр от приблизительно 2,5 см до приблизительно 3 см, например, приблизительно 2,7 см, и имеет минимальный внутренний диаметр от приблизительно 1,5 см до приблизительно 2,5 см, например, от приблизительно 1,8 см до приблизительно 2,3 см.

Корпус может определять полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину 4 см. Например, корпус может определять полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2 см до приблизительно 4 см. Предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,5 см до приблизительно 3,5 см, например, от приблизительно 2,7 см до приблизительно 3,3 см или от приблизительно 2,9 см до приблизительно 3,1 см.

Корпус может определять полость, имеющую высоту 3 см или более. Например, корпус может определять полость, имеющую высоту от приблизительно 3 см до приблизительно 5 см. Предпочтительно корпус определяет полость, имеющую высоту от приблизительно 3,5 см до приблизительно 4,5 см, например, от приблизительно 3,6 см до приблизительно 3,9 см или от приблизительно 3,8 см до приблизительно 3,9 см. Предпочтительно высота полости больше максимальной внутренней ширины полости.

Предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину 4 см и высоту 3 см или более. Предпочтительно высота полости больше максимальной внутренней ширины полости. Например, корпус может определять полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2 см до приблизительно 4 см и высоту от приблизительно 3 см до приблизительно 5 см. Предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,5 см до приблизительно 3,5 см и высоту от приблизительно 3,5 см до приблизительно 4,5 см. Более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,7 см до приблизительно 3,3 см и высоту от приблизительно 3,7 см до приблизительно 3,9 см. Еще более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,9 см до приблизительно 3,1 см и высоту от приблизительно 3,8 см до приблизительно 3,9 см.

Предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину 4 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1. Более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2 см до приблизительно 4 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1. Еще более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,5 см до приблизительно 3,5 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1. Все же более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,7 см до приблизительно 3,3 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1. Более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,9 см до приблизительно 3,1 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,3 см^-1 до приблизительно 1,5 см^-1.

Предпочтительно корпус определяет полость, имеющую высоту 3 см или более, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1. Более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую высоту от приблизительно 3 см до приблизительно 5 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1. Еще более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую высоту от приблизительно 3,5 см до приблизительно 4,5 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1. Все же более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую высоту от приблизительно 3,7 см до приблизительно 3,9 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1. Более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую высоту от приблизительно 3,8 см до приблизительно 3,9 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,3 см^-1 до приблизительно 1,5 см^-1.

Предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину 4 см и высоту 3 см или более, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1. Более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2 см до приблизительно 4 см и высоту от приблизительно 3 см до приблизительно 5 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1. Еще более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,5 см до приблизительно 3,5 см и высоту от приблизительно 3,5 см до приблизительно 4,5 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1. Все же более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,7 см до приблизительно 3,3 см, высоту от приблизительно 3,7 см до приблизительно 3,9 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1. Более предпочтительно корпус определяет полость, имеющую максимальную внутреннюю ширину от приблизительно 2,9 см до приблизительно 3,1 см и высоту от приблизительно 3,8 см до приблизительно 3,9 см, и картридж имеет отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости в диапазоне от приблизительно 1,3 см^-1 до приблизительно 1,5 см^-1.

Полость может иметь любой подходящий объем. Предпочтительно полость имеет объем от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³; например, от приблизительно 15 см³ до приблизительно 40 см³ или от приблизительно 15 см³ до приблизительно 30 см³. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления полость имеет объем от приблизительно 15 см³ до приблизительно 25 см³ или от приблизительно 18 см³ до приблизительно 22 см³.

Предпочтительно корпус имеет цилиндрическую или усеченно-коническую форму и определяет цилиндрическую полость или усеченно-коническую полость соответственно. В некоторых таких вариантах осуществления угол, под которым боковая стенка отклоняется от продольной оси картриджа, составляет предпочтительно от приблизительно 2º до приблизительно 10º, например, от приблизительно 3º до приблизительно 8º. Более предпочтительно угол, под которым боковая стенка отклоняется от продольной оси, составляет предпочтительно от приблизительно 3º до приблизительно 6º, например, от приблизительно 4º до приблизительно 5º. Такие усеченно-конические картриджи с такими углами могут преимущественно обеспечивать улучшенную теплопередачу к субстрату, образующему аэрозоль, размещенному в полости, когда картридж представляет собой нагретый субстрат, образующий аэрозоль. Такие усеченно-конические картриджи с такими углами могут преимущественно обеспечивать более эффективный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, размещенного в полости, когда картридж представляет собой нагретый субстрат, образующий аэрозоль. Такие усеченно-конические картриджи с такими углами могут преимущественно быть более простыми в изготовлении. Такие усеченно-конические картриджи с такими углами могут преимущественно быть более простыми в изготовлении с использованием технологий глубокой вытяжки. Такие усеченно-конические картриджи с такими углами могут преимущественно легче вставляться в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль, например, кальянного устройства, генерирующего аэрозоль, или извлекаться из нее.

В некоторых вариантах осуществления картридж содержит фланец в верхней части. Фланец может быть выполнен с возможностью нахождения на заплечике резервуара кальянного устройства, так что картридж может быть легко извлечен из резервуара после использования путем захвата фланца. Фланец может также способствовать предотвращению чрезмерной вставки картриджа в резервуар.

Субстрат, образующий аэрозоль, может занимать любой подходящий объем полости. Объем субстрата, образующего аэрозоль, в картридже может быть изменен путем изменения массы субстрата, образующего аэрозоль, помещенного в картридже. Объем субстрата, образующего аэрозоль, в картридже может быть изменен путем изменения состава субстрата, помещенного в картридже. Объем субстрата, образующего аэрозоль, в картридже может быть изменен путем изменения формы или формата субстрата, образующего аэрозоль, помещенного в картридже. Предпочтительно отношение нагреваемой площади поверхности к объему субстрата, образующего аэрозоль, в полости находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1, например, от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 3 см^-1, от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 2 см^-1, от приблизительно 1,2 см^-1 до приблизительно 1,6 см^-1 или от приблизительно 1,3 см^-1 до приблизительно 1,5 см^-1. В некоторых вариантах осуществления объем субстрата в полости составляет от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³; предпочтительно от приблизительно 20 см³ до приблизительно 40 см³, например, от приблизительно 20 см³ до приблизительно 25 см³.

Любой подходящий субстрат, образующий аэрозоль, может быть обеспечен в полости, определенной корпусом картриджа. Субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой предпочтительно субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит твердое вещество.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Содержащий никотин субстрат, образующий аэрозоль, может содержать матрицу из никотиновой соли. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит табак, и предпочтительно табакосодержащий материал содержит летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован путем агломерации частиц табака. Субстрат, образующий аэрозоль, в качестве альтернативы или дополнительно может содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, пеллеты, крупицы, 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.

Субстрат, образующий 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 использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и которые являются по существу стойкими к термической деградации при рабочей температуре кальянного устройства. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; 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. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В особенно предпочтительном варианте осуществления вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать любое подходящее количество вещества для образования аэрозоля. Например, содержание вещества для образования аэрозоля может быть равным или превышающим 5% в пересчете на сухой вес и предпочтительно от 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 вплоть до приблизительно 55%.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может содержать тонкий слой, на котором субстрат нанесен на первую основную поверхность, на вторую основную наружную поверхность или как на первую, так и на вторую основные поверхности. Носитель может быть образован, например, из бумаги или бумагоподобного 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, пеллет, крупиц, тонких трубочек, полосок или листов. Носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые включены табачные компоненты. Нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.

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

В некоторых примерах субстрат, образующий аэрозоль, содержит одно или более средств, улучшающих органолептические свойства. Подходящие средства, улучшающие органолептические свойства, включают ароматизаторы и влияющие на восприятие органами чувств средства, такие как охлаждающие средства. Подходящие ароматизаторы включают натуральный или синтетический ментол, мяту перечную, мяту курчавую, кофе, чай, специи (такие как корица, гвоздика и/или имбирь), какао, ваниль, фруктовые ароматы, шоколад, эвкалипт, герань, эвгенол, агаву, можжевельник, анетол, линалоол и любую их комбинацию.

В некоторых примерах субстрат, образующий аэрозоль, имеют форму суспензии. Например, субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать мелассу. В контексте данного документа «меласса» означает состав субстрата, образующего аэрозоль, 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. Как правило, меласса будет содержать менее приблизительно 60% по весу сахара, например, менее приблизительно 50% по весу сахара.

Субстраты, образующие аэрозоль, для использования с традиционными кальянными устройствами имеют форму мелассы, которая может быть неоднородной и может содержать комки и пустоты. Такие пустоты предотвращают прямой тепловой контакт между субстратом и нагретой поверхностью, что делает теплопроводность особенно неэффективной. Вследствие этого электронные нагретые кальянные устройства имеют тенденцию к отделению от традиционной мелассы путем использования, например, жидкостей для электронных сигарет или сухих гранул. Из-за отношения нагретой площади поверхности к объему полости картриджа, описанного в настоящей заявке, более традиционная меласса субстрата, образующего аэрозоль, может использоваться для сохранения типовых ощущений от ритуала курения и от кальяна при использовании электрического нагрева.

Любое подходящее количество мелассы может быть размещено в полости. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г мелассы размещено в полости. Предпочтительно от приблизительно 7 г до приблизительно 13 г мелассы размещено в полости. Более предпочтительно приблизительно 10 г мелассы размещено в полости.

В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 15 см или менее, имеет внутренний диаметр приблизительно 1 см или более и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и объем полости составляет от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³; например, от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 10 см или менее, внутренний диаметр приблизительно 1,75 см или более и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и объем полости составляет от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³; например, от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину в диапазоне от приблизительно 3,5 см до приблизительно 7 см, имеет внутренний диаметр в диапазоне от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и объем полости составляет от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³; предпочтительно от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³. Предпочтительно корпус является цилиндрическим или усеченно-коническим.

В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 15 см или менее, имеет внутренний диаметр приблизительно 1 см или более и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и субстрат, образующий аэрозоль, в полости представляет собой мелассу, имеющую массу от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г, например, от приблизительно 1 г до приблизительно 13 г. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 10 см или менее, внутренний диаметр приблизительно 1,75 см или более и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и субстрат, образующий аэрозоль, в полости представляет собой мелассу, имеющую массу от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г, например, от приблизительно 1 г до приблизительно 13 г. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину в диапазоне от приблизительно 3,5 см до приблизительно 7 см, имеет внутренний диаметр в диапазоне от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и субстрат, образующий аэрозоль, в полости представляет собой мелассу, имеющую массу от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г, например, от приблизительно 7 г до приблизительно 13 г. Предпочтительно корпус является цилиндрическим или усеченно-коническим.

В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 15 см или менее, имеет внутренний диаметр приблизительно 1 см или более и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и объем полости составляет от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³, например, от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³, и субстрат, образующий аэрозоль, в полости представляет собой мелассу, имеющую массу от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г, например, от приблизительно 7 г до приблизительно 13 г. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 10 см или менее, внутренний диаметр приблизительно 1,75 см или более и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и объем полости составляет от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³, например, от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³, и субстрат, образующий аэрозоль, в полости представляет собой мелассу, имеющую массу от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г, например, от приблизительно 7 г до приблизительно 13 г. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину в диапазоне от приблизительно 3,5 см до приблизительно 6,7 см, имеет внутренний диаметр в диапазоне от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см и имеет нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см², и объем полости составляет от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³, например, от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³, и субстрат, образующий аэрозоль, в полости представляет собой мелассу, имеющую массу от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г, например, от приблизительно 7 г до приблизительно 13 г. Предпочтительно корпус является цилиндрическим или усеченно-коническим.

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

В некоторых вариантах осуществления картридж содержит одно или более впускных отверстий и одно или более выпускных отверстий для обеспечения возможности протекания воздуха через субстрат, образующий аэрозоль, когда картридж используется с кальянным устройством. В некоторых вариантах осуществления верхняя часть картриджа может определять одно или более отверстий для образования одного или более впускных отверстий картриджа. В некоторых вариантах осуществления нижняя часть картриджа может определять одно или более отверстий для образования одного или более выпускных отверстий картриджа. Предпочтительно одно или более впускных отверстий и выпускных отверстий выполнены таких размеров и форм, которые обеспечивают подходящее сопротивление затяжке (RTD) через картридж. В некоторых примерах RTD через картридж от впускного отверстия или впускных отверстий до выпускного отверстия или выпускных отверстий 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 устойчивых условиях, в которых объемный поток составляет 17,5 миллилитра в секунду на выпускном конце. RTD образца можно измерять с помощью способа, изложенного в стандарте ISO 6565:2002 с блокированием любой вентиляции.

Картридж может содержать первое съемное уплотнение, закрывающее одно или более впускных отверстий, и второе съемное уплотнение, закрывающее одно или более выпускных отверстий. Первое и второе уплотнения предпочтительно являются достаточными для предотвращения протекания воздуха через впускные отверстия и выпускные отверстия для предотвращения утечки содержимого картриджа и для продления срока хранения. Уплотнение может содержать отслаивающуюся этикетку наклейки, фольгу или т. п. Этикетка, наклейка или фольга могут быть прикреплены к картриджу любым подходящим образом, например, с помощью клея, гофрирования, сварки или присоединения к таре иным образом. Уплотнение может содержать язычок, который может быть захвачен для снятия или удаления этикетки, наклейки или фольги с картриджа.

В некоторых вариантах осуществления картридж не содержит одного или более впускных отверстий и одного или более выпускных отверстий.

Кальянный картридж согласно настоящему изобретению может быть использован с любым подходящим кальянным устройством. Предпочтительно кальянное устройство выполнено с возможностью достаточного нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль, в картридже для того, чтобы вызывать образование аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, но не сжигать субстрат, образующий аэрозоль. Например, кальянное устройство может быть выполнено с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, 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 предпочтительно выполнено с возможностью нагрева картриджа. Кальянное устройство может содержать резервуар для вмещения картриджа. Кальянное устройство содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью контакта или нахождения в непосредственной близости с корпусом картриджа, когда картридж вмещен в резервуар. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть резервуара. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть поверхности резервуара. Кальянный картридж может быть выполнен с возможностью передачи от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль, в полости за счет проводимости. В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент содержит электрический нагревательный элемент. В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент содержит резистивный нагревательный компонент. Например, нагревательный элемент может содержать одну или более резистивных проволок или других резистивных элементов. Резистивные проволоки могут находиться в контакте с теплопроводным материалом для распределения производимого тепла по большей площади. Примеры подходящих проводящих материалов включают алюминий, медь, цинк, никель, серебро и их комбинации. Для целей настоящего изобретения, если резистивные проволоки находятся в контакте с теплопроводным материалом, то как резистивные проволоки, так и теплопроводный материал представляют собой часть нагревательного элемента. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть поверхности резервуара.

Кальянное устройство может содержать управляющую электронику, функционально связанную с нагревательным элементом для управления нагревом нагревательного элемента и, таким образом, регулирования температуры, при которой в картридже нагревается субстрат, образующий аэрозоль. Управляющая электроника может быть предусмотрена в любом подходящем виде и может, например, содержать 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. Управляющая электроника может содержать запоминающее устройство, которое хранит команды, приводящие к выполнению одним или более компонентами схемы функции или аспекта управляющей электроники. Функции, свойственные управляющей электронике, в настоящем изобретении могут быть осуществлены как одно 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 питания. Питание может подаваться на элемент в виде нагревателя в виде импульсов электрического тока.

В некоторых примерах управляющая электроника может быть выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента и с возможностью управления подачей питания на нагревательный элемент в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента. Таким образом, управляющая электроника может регулировать температуру резистивного элемента.

Кальянное устройство может содержать датчик температуры, такой как термопара, функционально связанный с управляющей электроникой для управления температурой нагревательного элемента. Датчик температуры может быть расположен в любом подходящем месте. Например, датчик температуры может быть выполнен с возможностью вставки в картридж при вмещении внутрь резервуара для отслеживания температуры нагреваемого субстрата, образующего аэрозоль. В дополнение или альтернативно датчик температуры может находиться в контакте с нагревательным элементом. В дополнение или альтернативно датчик температуры может быть расположен так, чтобы определять температуру на выпускном элементе для аэрозоля кальянного устройства или его части. Датчик может передавать сигналы относительно измеренной температуры на управляющую электронику, которая может корректировать нагрев нагревательных элементов для достижения подходящей температуры на датчике.

Управляющая электроника может быть функционально связана с блоком питания. Кальянное устройство может содержать любой подходящий блок питания. Например, блок питания кальянного устройства может представлять собой батарею или комплект батарей. Батареи блока питания могут быть перезаряжаемыми, съемными и сменными или перезаряжаемыми, и съемными, и сменными. Может быть использована любая подходящая батарея. Например, батареи повышенной мощности или стандартные батареи, имеющиеся на рынке, такие как применяемые для промышленных электроинструментов высокой мощности. Альтернативно блок питания может представлять собой электрический блок питания любого типа, включая супер- или гиперконденсатор. Альтернативно узел может быть подключен к внешнему источнику электропитания и электрически и электронно спроектирован для такой цели. Независимо от типа используемого блока питания, блок питания предпочтительно обеспечивает достаточно энергии для нормального функционирования узла в течение по меньшей мере одного сеанса курения кальяна, пока аэрозоль не будет израсходован из субстрата, образующего аэрозоль, в картридже, до перезарядки или необходимости подключения к внешнему источнику электропитания. Предпочтительно блок питания обеспечивает достаточно энергии для нормального функционирования узла в течение по меньшей мере приблизительно 70 минут непрерывной работы устройства до перезарядки или необходимости подключения к внешнему источнику электропитания.

В одном примере кальянное устройство содержит элемент, генерирующий аэрозоль, который содержит резервуар для картриджа, нагревательный элемент, выпускной элемент для аэрозоля и впускной элемент для свежего воздуха. Резервуар для картриджа выполнен с возможностью вмещения картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Картридж может быть таким, как описано выше. Нагревательный элемент может определять по меньшей мере часть поверхности резервуара.

Кальянное устройство содержит впускной канал для свежего воздуха, находящийся в соединении по текучей среде с резервуаром. При использовании свежий воздух протекает через впускной канал для свежего воздуха в резервуар и через картридж, размещенный в резервуаре. Свежий воздух, протекающий через картридж, увлекается аэрозолем, генерируемым из субстрата, образующего аэрозоль, в картридже. Свежий воздух, увлекаемый аэрозолем, течет в аэрозоль.

Впускной канал для свежего воздуха может содержать одно или более отверстий, проходящих через резервуар для картриджа, так что свежий воздух извне кальянного устройство может протекать через канал и в резервуар для картриджа через одно или более отверстий. Если канал содержит более одного отверстия, канал может содержать коллектор для направления воздуха, протекающего через канал, в каждое отверстие. Предпочтительно кальянное устройство содержит два или более впускных каналов для свежего воздуха.

Как описано выше, картридж содержит одно или более впускных отверстий, образованных в кожухе, для обеспечения возможности протекания воздуха через камеры картриджа при использовании. Если резервуар содержит одно или более впускных отверстий, по меньшей мере некоторые из впускных отверстий в картридже могут выравниваться с отверстиями в верхней части резервуара. Картридж может содержать выравнивающий элемент, выполненный с возможностью состыковки с дополняющим выравнивающим элементом резервуара, чтобы выравнивать впускные отверстия картриджа с отверстиями резервуара, когда картридж вставлен в резервуар.

Воздух, который поступает в картридж, течет по субстрату, образующему аэрозоль, захватывает аэрозоль и выходит из картриджа и резервуара через выпускной элемент для аэрозоля. Из выпускного элемента для аэрозоля воздух, переносящий аэрозоль, поступает в сосуд кальянного устройства.

Кальянное устройство может содержать любой подходящий сосуд, определяющий внутренний объем, выполненный с возможностью содержания жидкости, и определяющий выпускной элемент в свободном пространстве над уровнем заполнения жидкостью. Сосуд может содержать оптически прозрачный или непрозрачный кожух для того, чтобы позволять потребителю наблюдать за содержимым сосуда. Сосуд может содержать ограничение для заполнения жидкостью, такое как линия заполнения жидкостью. Кожух сосуда может быть образован из любого подходящего материала. Например, кожух сосуда может содержать стекло или подходящий жесткий пластмассовый материал. Предпочтительно сосуд выполнен с возможностью отделения от части кальянного узла, содержащей элемент, генерирующий аэрозоль, позволяя потребителю заполнять, опустошать или очищать сосуд.

Потребитель может заполнять сосуд до уровня заполнения жидкостью. Жидкость предпочтительно содержит воду, к которой могут необязательно быть добавлены один или более красителей, ароматизаторов или краситель и ароматизаторы. Например, к воде могут быть добавлены одно или оба из растительных или травяных добавок.

Аэрозоль, захваченный в воздухе, выходящем из выпускного элемента для аэрозоля резервуара, может проходить через трубку, расположенную в сосуде. Трубка может быть связана с выпускным элементом для аэрозоля элемента, генерирующего аэрозоль, кальянного узла и может иметь отверстие ниже уровня заполнения жидкостью сосуда, так что аэрозоль, протекающий через сосуд, протекает через отверстие трубки, затем через жидкость, в свободное пространство сосуда и выходит через выпускной элемент свободного пространства для доставки потребителю.

Выпускной элемент свободного пространства может быть связан со шлангом, содержащим мундштук, для доставки аэрозоля потребителю. Мундштук может содержать переключатель, активируемый пользователем или датчиком затяжки, функционально связанным с управляющей электроникой кальянного устройства. Предпочтительно переключатель или датчик затяжки связан с управляющей электроникой с помощью беспроводной связи. Активация переключателя или датчика затяжки может обеспечивать активирование нагревательного элемента управляющей электроникой вместо постоянной подачи энергии на нагревательный элемент. Соответственно, использование переключателя или датчика затяжки может способствовать экономии энергии по сравнению с устройствами, в которых такие элементы не используются для обеспечения нагрева по необходимости вместо постоянного нагрева.

В качестве примера ниже в хронологическом порядке представлен один способ применения кальянного устройства, описанного в данном документе. Сосуд может быть откреплен от других компонентов кальянного устройства и наполнен водой. Одно или более из натуральных фруктовых соков, растительных добавок и травяных добавок могут быть добавлены в воду для ароматизации. Добавляемое количество жидкости должно покрывать часть трубки, но не должно превышать отметку уровня заполнения, которая необязательно может присутствовать на сосуде. Сосуд затем повторно устанавливают в кальянном устройстве. Часть элемента, генерирующего аэрозоль, может быть снята или открыта для обеспечения возможности вставки картриджа в резервуар. Затем повторно устанавливают или закрывают элемент, генерирующий аэрозоль. Затем устройство может быть включено. Включение устройства может инициировать профиль нагрева нагревательного элемента для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до температуры, которая на уровне или выше температуры испарения субстрата, образующего аэрозоль, но ниже температуры сгорания субстрата, образующего аэрозоль. Пользователь может осуществлять затяжку через мундштук по мере необходимости. Пользователь может продолжать использовать устройство до тех пор, пока аэрозоль не перестанет быть виден или не перестанет доставляться. В некоторых вариантах осуществления устройство будет автоматически выключаться при израсходовании в картридже используемого субстрата, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления потребитель может пополнять устройство новым картриджем, например, после получения сигнала от устройства о том, что субстрат, образующий аэрозоль, в картридже израсходован или почти израсходован. При пополнении новым картриджем устройство можно продолжать использовать. Предпочтительно кальянное устройство может быть выключено потребителем в любое время, например, путем отключения устройства.

Кальянное устройство может характеризоваться любым подходящим управлением движением воздуха. В одном примере выполнение пользователем затяжки создаст эффект всасывания, приводящий к низкому давлению внутри устройства, что заставит наружный воздух протекать через впускной элемент для воздуха устройства во впускной канал для свежего воздуха и в резервуар. Воздух затем может протекать через картридж в резервуар для переноса аэрозоля, полученного из субстрата, образующего аэрозоль. Воздух с захваченным аэрозолем затем выходит из выпускного элемента для аэрозоля резервуара, протекает через трубку в жидкость внутри сосуда. Аэрозоль затем будет подниматься пузырями из жидкости и в свободное пространство в сосуде выше уровня жидкости, из выпускного элемента свободного пространства и через шланг и мундштук для доставки потребителю. Поток наружного воздуха и поток аэрозоля внутри кальянного устройства могут быть приведены в действие затяжкой от пользователя.

Далее ссылка будет сделана на графические материалы, на которых изображены один или более аспектов, описанных в настоящем изобретении. Тем не менее, следует понимать, что другие аспекты, не изображенные на графических материалах, попадают в рамки объема и сущности настоящего изобретения. Одинаковые номера, используемые на фигурах, относятся к одинаковым компонентам. Тем не менее, следует понимать, что использование номера для обозначения компонента на заданной фигуре не предназначено для ограничения компонента на другой фигуре, обозначенного тем же самым номером. Кроме того, использование разных номеров ссылочных позиций для обозначения компонентов на разных фигурах не предназначено для указания на то, что компоненты с разными номерами ссылочных позиций не могут быть такими же или подобными компонентам с другими номерами ссылочных позиций. 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 картриджа без субстрата, образующего аэрозоль.

На фиг. 2 показан схематический вид в разрезе картриджа с субстратом, образующим аэрозоль.

На фиг. 3 показан вид в плане сверху вниз верхней части картриджа.

На фиг. 4 показан вид в плане снизу вверх нижней части картриджа.

На фиг. 5 показан схематический вид в перспективе картриджа.

На фиг. 6 показан схематический вид в плане сверху-вниз картриджа с удаленной верхней частью, за счет чего показан тепловой мостик, размещенный в полости.

На фиг. 7 показан схематический вид в плане сверху-вниз картриджа с удаленной верхней частью, за счет чего показан тепловой мостик, размещенный в полости.

На фиг. 8-9 представлены схематические изображения видов в разрезе картриджей.

На фиг. 10 представлен схематический вид в разрезе кальянного устройства.

На фиг. 11A представлено изображение теплового мостика, используемого в картридже.

На фиг. 11B представлено изображение сверху вниз картриджа с удаленной его верхней частью. Тепловой мостик по фиг. 11A размещен в полости картриджа.

На фиг. 11C представлено изображение сбоку картриджа, имеющего щель боковой стенки для размещения части теплового мостика, такого как тепловой мостик, изображенный на фиг. 11A.

На фиг. 11D представлено изображение сбоку картриджа, изображенного на фиг. 11C, в который вставлен тепловой мостик по фиг. 11A.

На фиг. 12 представлено изображение сверху вниз картриджа с удаленной его верхней частью, что открывает тепловой мостик, размещенный в полости.

На фиг. 13 представлен график, показывающий общую массу аэрозоля на затяжку, генерируемую с использованием разнообразных конструкций картриджа.

На фиг. 14 представлен график нагреваемой площади поверхности (S_H), получаемой за счет картриджей, имеющих различные размеры, с тепловыми мостиками и без них.

На фиг. 15 показан график абсолютных значений и относительных значений испаренной мелассы для различных конструкций картриджа.

На фиг. 16 показан график общей массы аэрозоля, полученной для различных конструкций картриджа.

На фиг. 17 показан график абсолютных значений и относительных значений испаренной мелассы для картриджей, содержащих различные количества мелассы.

На фиг. 18 показан график общей массы аэрозоля, полученной для картриджей, содержащих различные количества мелассы.

Обращаясь к фиг. 1-2, картридж 200 имеет корпус 210, определяющий полость 218, в которой может быть размещен субстрат 300, образующий аэрозоль. Корпус 210 содержит верхнюю часть 215, нижнюю часть 213 и боковую стенку 212. Корпус 210 может быть образован из одной или более частей. Например, верхняя часть 215 или нижняя часть 213 может быть прикреплена к боковой стенке 212 с возможностью снятия с нее, позволяя размещение субстрата 300, образующего аэрозоль, в полости 218. Картридж 200 имеет длину (l) и ширину (w), называемые в данном документе внутренним диаметром. Картридж 200 имеет нагреваемую площадь поверхности (S_H) внутри полости 215, которая представляет собой площадь поверхности, способную передавать тепло, прикладываемое к внешней стороне корпуса, например, с помощью нагревательного элемента кальянного устройства, к субстрату 300, образующему аэрозоль, в полости 218. Полость 218 имеет такой объем, при котором отношение нагреваемой площади поверхности (S_H) корпуса 210 к объему полости 218 находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Субстрат 300, образующий аэрозоль, занимает объем внутри полости 218. Предпочтительно отношение нагреваемой площади поверхности корпуса 210 в полости 218 (S_H) к объему субстрата 300, образующего аэрозоль, в полости 218 находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Такие отношения позволяют субстрату 300, образующему аэрозоль, образовывать желаемое количество массы аэрозоля без преждевременного израсходования субстрата 300, образующего аэрозоль.

Обращаясь теперь к фиг. 3-4, верхняя часть 215 и нижняя часть 213 корпуса могут иметь множество отверстий 217, 216 для обеспечения протекания воздуха через картридж, когда картридж используется. Отверстия 216, 217 верхней части 215 и нижней части 213 могут быть выровнены. Отверстия 217, 216 могут быть заблокированы, когда картридж хранится перед использованием. Например, отверстия 216, 217 могут быть заблокированы съемной пленкой (не показана).

На фиг. 5 показан схематический вид в перспективе картриджа 200. Боковая стенка 212 определяет усеченно-коническую форму. Нижняя часть 213 определяет множество отверстий для обеспечения протекания воздуха через картридж 200. Верхняя часть содержит фланец 219, который проходит от боковой стенки 212. Фланец 219 может опираться на заплечик резервуара кальянного устройства, так что картридж 200 может быть легко извлечен из резервуара после использования путем захвата фланца.

На фиг. 6 показан схематический вид сверху вниз в полость 218 картриджа 200. Показан тепловой мостик, имеющий два плеча 221, 223, которые перекрывают полость 218 и контактируют с боковой стенкой 212. Плечи 221, 223 могут также контактировать с нижней частью 213. Тепловой мостик увеличивает нагреваемую площадь поверхности в полости 218 (S_H) относительно картриджа с такими же размерами, который не содержит теплового мостика.

На фиг. 7 показан схематический вид сверху вниз в полость 218 картриджа 200. Цилиндрический тепловой мостик 220 размещен в полости 218. Тепловой мостик 220 контактирует с нижней частью 213 картриджа 200. Тепловой мостик 220 увеличивает нагреваемую площадь поверхности в полости 218 (S_H) относительно картриджа с такими же размерами, который не содержит теплового мостика.

На фиг. 8-9 представлены схематически виды в разрезе картриджей 200. Картриджи 200 имеют боковую стенку 212, верхнюю часть 215 и нижнюю часть 213, которые вместе определяют полость 218, в которой может быть размещен субстрат, генерирующий аэрозоль (не показан). Картридж 200 на фиг. 8 содержит в целом плоскую нижнюю часть 213 со слегка закругленными кромками, и картридж 200 на фиг. 9 содержит в целом усеченно-коническую нижнюю часть 213. В остальном картриджи 200 на фиг. 8-9 являются по существу одинаковыми.

Картриджи 200 имеют фланец 219 в верхней части 215. Фланец 219 может опираться на заплечик резервуара кальянного устройства, так что картридж 200 может быть легко извлечен из резервуара после использования путем захвата фланца. Фланец может также способствовать предотвращению чрезмерной вставки картриджа 200 в резервуар.

Полость 218 имеет максимальную внутреннюю ширину (Wt) и высоту (h). В случае картриджа 200 усеченно-конической формы максимальная внутренняя ширина (Wt) может находиться по существу в верхней части картриджа 200. Максимальная внутренняя ширина (Wt) в примере, показанном на фиг. 8, может составлять приблизительно 2,98 см, и высота (h) может составлять приблизительно 3,63 см. Нижняя часть полости 218 имеет ширину (Wb). Ширина нижней части полости (Wb) может составлять приблизительно 2,43 см.

Нижняя часть 213 тары 200 на фиг. 9 является в целом усеченно-конической. Как можно увидеть на фиг. 9, ширина Wb обычно измеряется в положении, где угол боковой стенки 212 изменяет плоскость. В некоторых вариантах осуществления, таких как пример по фиг. 9, боковая стенка части 213 нижней части отклоняется от плоской нижней части под углом β. Угол β может составлять приблизительно 18º. Ширина (Wc) меньшей части нижней части может составлять приблизительно 0,84 см. Wc может быть измерена в продольном положении, в котором ширина полости находится на минимуме. В примере по фиг. 9 максимальная внутренняя ширина (Wt) может составлять приблизительно 2,98 см, высота (h) может составлять приблизительно 3,83 см, ширина нижней части (Wb) может составлять приблизительно 2,43 см, и ширина меньшей части нижней части (Wc) может составлять приблизительно 0,84 см.

Корпус картриджей 200 на фиг. 8-9 является в целом усеченно-коническим. Боковые стенки 212 отклоняются от продольной оси под углом α. Угол α может составлять приблизительно 4,5º.

Картридж 200 на фиг. 8 имеет внутреннюю площадь поверхности, определенную боковыми стенками 212, верхней частью 215 и нижней частью 213, составляющую приблизительно 41,5 см². Внутренняя площадь поверхности полости 218, определенная боковыми стенками 212, составляет лишь приблизительно 29,6 см². Объем, определенный полостью 218, составляет приблизительно 20,6 см³. Отношение внутренней площади поверхности полости 218, определенной боковыми стенками 212, к объему, определенному полостью 218, составляет приблизительно 1,4 см^-1. Отношение внутренней площади поверхности полости 218, определенной боковыми стенками 212, верхней частью 215 и нижней частью 213, к объему, определенному полостью 218, составляет приблизительно 2 см^-1.

Картридж 200 на фиг. 9 имеет внутреннюю площадь поверхности, определенную боковыми стенками 212, верхней частью 215 и нижней частью 213, составляющую приблизительно 42 см². Внутренняя площадь поверхности полости 218, определенная боковыми стенками 212, составляет лишь приблизительно 29,9 см². Объем, определенный полостью 218, составляет приблизительно 21,4 см³. Отношение внутренней площади поверхности полости 218, определенной боковыми стенками 212, к объему, определенному полостью 218, составляет приблизительно 1,4 см^-1. Отношение внутренней площади поверхности полости 218, определенной боковыми стенками 212, верхней частью 215 и нижней частью 213, к объему, определенному полостью 218, составляет приблизительно 2 см^-1.

На фиг. 10 представлен схематический вид в разрезе примера кальянного устройства 100. Устройство 100 содержит сосуд 17, определяющий внутренний объем, выполненный с возможностью содержания жидкости 19, и определяющий выпускной элемент 15 свободного пространства над уровнем заполнения для жидкости 19. Жидкость 19 предпочтительно содержит воду, к которой необязательно могут быть добавлены один или более красителей, один или более ароматизаторов или один или более красителей и один или более ароматизаторов. Например, в воду можно добавлять одно или оба из растительных добавок или травяных добавок.

Устройство 100 также содержит элемент 130, генерирующий аэрозоль. Элемент 130, генерирующий аэрозоль, содержит резервуар 140, выполненный с возможностью вмещения картриджа 200, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль. Элемент 130, генерирующий аэрозоль, также содержит нагревательный элемент 160, который образует по меньшей мере одну поверхность резервуара 140. В изображенном варианте осуществления нагревательный элемент 160 определяет верхнюю и боковые поверхности резервуара 140. Элемент 130, генерирующий аэрозоль, также содержит впускной канал 170 для свежего воздуха, который втягивает свежий воздух в устройство 100. Часть впускного канала 170 для свежего воздуха образована нагревательным элементом 160 для нагрева воздуха перед вхождением воздуха в резервуар 140. Затем предварительно нагретый воздух поступает в картридж 150 (или субстрат, который не является картриджем), который также нагревается нагревательным элементом 160, для переноса аэрозоля, генерируемого субстратом, генерирующим аэрозоль. Воздух выходит из выпускного отверстия элемента 130, генерирующего аэрозоль, и поступает в трубку 190.

Трубка 190 переносит воздух и аэрозоль в сосуд 17 ниже уровня жидкости 19. Воздух и аэрозоль могут подниматься пузырями через жидкость 19 и выходить из выпускного элемента 15 свободного пространства сосуда 17. Шланг 20 может быть прикреплен к выпускному элементу 15 свободного пространства для переноса аэрозоля в рот пользователя. Мундштук 25 может быть прикреплен к шлангу 20 или образовывать его часть.

Путь протекания воздуха устройства при использовании изображен жирными стрелками на фиг. 10.

Мундштук 25 может содержать элемент 27 активации. Элемент 27 активации может представлять собой переключатель, кнопку или т. п. или может представлять собой датчик затяжки или т. п. Элемент 27 активации может быть размещен в любом другом подходящем месте устройства 100. Элемент 27 активации может быть связан беспроводной связью с управляющей электроникой 30 для приведения устройства 100 в состояние использования или для обеспечения активации нагревательного элемента 160 управляющей электроникой, например, путем подачи блоком 35 питания электропитания на нагревательный элемент 140.

Управляющая электроника 30 и блок 35 питания могут быть расположены в любом подходящем месте элемента 130, генерирующего аэрозоль, за исключением нижней части элемента 130, как показано на фиг. 10.

Фиг. 11-18 рассмотрены ниже в разделе примеров. На фиг. 11A представлено изображение варианта осуществления теплового мостика, используемого в картридже. На фиг. 11B представлено изображение сверху вниз варианта осуществления картриджа с удаленной его верхней частью. Тепловой мостик по фиг. 11A размещен в полости картриджа на фиг. 11B. На фиг. 11C представлено изображение сбоку варианта осуществления картриджа, имеющего щель боковой стенки для размещения части теплового мостика, такого как тепловой мостик, изображенный на фиг. 11A. На фиг. 11D представлено изображение сбоку картриджа, изображенного на фиг. 11C, в который вставлен тепловой мостик по фиг. 11A. На фиг. 12 показано изображение сверху вниз варианта осуществления картриджа с удаленной его верхней частью, что открывает тепловой мостик, размещенный в полости. На фиг. 13 представлен график, показывающий общую массу аэрозоля на затяжку, генерируемую с использованием разнообразных конструкций картриджа. На фиг. 14 представлен график нагреваемой площади поверхности (S_H), получаемой за счет картриджей, имеющих различные размеры, с тепловыми мостиками и без них. На фиг. 15 показан график абсолютных значений и относительных значений испаренной мелассы для различных конструкций картриджа. На фиг. 16 показан график общей массы аэрозоля, полученной для различных конструкций картриджа. На фиг. 17 показан график абсолютных значений и относительных значений испаренной мелассы для картриджей, содержащих различные количества мелассы. На фиг. 18 показан график общей массы аэрозоля, полученной для картриджей, содержащих различные количества мелассы.

Конкретные варианты осуществления, описанные выше, предназначены для описания настоящего изобретения. Однако без отступления от объема настоящего изобретения, как определено 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. Термин «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 т. п. используются в своем широком смысле и, как правило, означают «включающий, но без ограничения». Будет понятно, 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 обеспечить определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Однако другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других обстоятельствах. Кроме того, раскрытие одного или более предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения, в том числе формулы изобретения.

Любое направление, упомянутое 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 быть использованы в разных направлениях и ориентациях.

ПРИМЕРЫ

Пример 1. Цилиндрические картриджи

Представленные ниже примеры представляют собой неограничивающие примеры, иллюстрирующие влияние различных конструкций картриджей на выработку аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, размещенного в кальянных картриджах. Каждый картридж содержал 10 г имеющейся в продаже табачной мелассы (Al-Fakher) с рассчитанным объемом приблизительно 31,5 см³.

Были испытаны три конструкции картриджей. Каждый картридж был цилиндрическим и изготовлен из алюминия. Картриджи имели длину 55 мм и внутренний диаметр 27 мм. Один картридж не содержал тепловой мостик и имел нагреваемую площадь поверхности в полости (S_H), составляющую приблизительно 52 см². Другой картридж содержал медную пластину толщиной 0,2 мм (см. фиг. 11A-D) в форме буквы T, которая покрывала полость для обеспечения общей S_H, составляющей приблизительно 69 см². Другой картридж дополнительно содержал медную пластину толщиной 0,2 мм с поперечным сечением в форме буквы S, которая покрывала полость (см. фиг. 12) для обеспечения S_H, составляющей приблизительно 90 см².

Картриджи были размещены в сообщении с трубкой. Усеченно-коническое сопло, изготовленное из высокотемпературного эпоксидного полимера, с диаметром выходного отверстия, составляющим приблизительно 3 мм, было размещено в трубке. Выходное отверстие сопла находилось на расстоянии приблизительно 55 мм от выпускного отверстия картриджа. Трубка проходила ниже уровня жидкости в сосуде. Осуществлялся сбор аэрозоля, выходящего из выпускного отверстия, находящегося в сообщении со свободным пространством над уровнем жидкости сосуда.

Картриджи нагревали с использованием проволочного нагревательного элемента, установленного при постоянной температуре 200 градусов Цельсия.

Генерируемый аэрозоль собирали с помощью в общей сложности 10 прокладок Cambridge, вес которых записывали до и после сеанса курения кальяна. Общая продолжительность сеанса соответствует 105 затяжкам. Для достижения желаемого процесса осуществления затяжек четыре программируемых двойных шприцевых насоса (PDSP), изготовленные Pomac BV (Толберт, Гронинген, Нидерланды), применяли одновременно для обеспечения следующего режима осуществления затяжек:

объем затяжки: 530 мл;

длительность затяжки: 2600 мс;

длительность между затяжками: 17 с.

Экспериментальная установка была расположена таким образом, что только две из десяти прокладок Cambridge собирали генерируемый аэрозоль в определенный момент времени. Через каждые 21 затяжку обратный клапан обеспечивал, чтобы аэрозоль направлялся к соответствующей паре прокладок Cambridge. Вследствие этого выработку аэрозоля можно отслеживать как функцию времени.

Испаренная масса мелассы была определена путем сравнения веса мелассы до и после сеанса курения кальяна.

Кроме того, общую массу аэрозоля и испаренную массу определяли для кальяна, работающего на древесном угле, используя аналогичные условия.

Результаты по различным конструкциям картриджа представлены на фиг. 13 и в таблице 1. На фиг. 13 TAM (общая масса аэрозоля) на затяжку показана после начальных 20 затяжек. На фиг. 13 кривая, обозначенная (1), показывает результаты по кальянному устройству, работающему на древесном угле, кривая, обозначенная (2), показывает картридж, имеющий S_H приблизительно 52 см², кривая, обозначенная (3), показывает картридж, имеющий S_H приблизительно 69 см², и кривая, обозначенная (4), показывает картридж, имеющий S_H, составляющую приблизительно 90 см².

Таблица 1. TAM и испаренная масса

Затяжка Древесный уголь Картридж
(S_H=52 см²)
(мг/затяжка) Картридж
(S_H=69 см²)
(мг/затяжка) Картридж
(S_H=90 см²)
(мг/затяжка) 20 12,7 8,7 9,5 12,0 40 17,8 12,7 14,5 17,0 60 18,3 15,9 18,0 19,7 80 16,6 16,9 18,9 20,3 106 14,6 17,3 19,2 19,2 Всего 1696 мг 1370 мг 1684 мг 1853 мг Испарено 3,5 г 2,8 г 3,41 г 3,97 г

Тестируемые картриджи имели отношение S_H к объему субстрата, образующего аэрозоль (меласса табака), составляющее от 1,5 см^-1 (для картриджа с S_H=52 см²) до 3 см^-1 (для S_H=90 см²).

Кальян, работающий на древесном угле, используемый для этих экспериментов, потреблял 3,5 г и имеет S_H, составляющую 25 см². Поскольку теплопередача за счет конвекции значительно меньше в электрическом кальяне, расход составил только 2,8 г для S_H=52 см². Вследствие этого общее значение TAM, полученное для электрически нагреваемого кальяна, составляет только ~ 80% значения кальяна, работающего на древесном угле, для такого картриджа (1700 мг в сравнении с 1370 мг). Примечательно, что выработка массы аэрозоля была по существу меньше во время первых 21 затяжки, где TAM, составляющая 8,7 мг/затяжка, была взята для картриджа с S_H=52 см², по отношению к значению 12,7 мг/затяжка, полученному с кальяном, работающим на древесном угле. Однако увеличение S_H до 90 см² приводит результаты, полученные у электрического кальяна, к значениям, аналогичным значениям кальяна, работающего на древесном угле. В этом случае потребление мелассы увеличивается до 3,9 г, а общее значение TAM, полученное до 1850 мг, и значение TAM, полученное во время первых затяжек, увеличиваются 12,0 мг/затяжка.

Иллюстрация конструктивных соображений для достижения желаемого отношения S_H к объему субстрата, образующего аэрозоль, представлена на фиг. 14. На фиг. 14 нижняя кривая показывает S_H, рассчитанную для цилиндра с объемом 31,5 см³ различных диаметров. Соответствующая длина показана на верхней оси x. Рассчитанные результаты показывают, что картриджи длиной почти 18 см должны достигать S_H 90 см², если не используется тепловой мостик. Однако такие значения длины не практичны для большинства кальянных устройств.

Кривая, обозначенная D/3, показывает S_H, рассчитанную для цилиндра, имеющего те же размеры, что и в случае нижней кривой, но с цилиндрическим тепловым мостиком, имеющим диаметр, эквивалентный трети диаметра картриджа. Кривая, обозначенная D/2, показывает S_H, рассчитанную для цилиндра, имеющего те же размеры, что и в случае нижней кривой, но с цилиндрическим тепловым мостиком, имеющим диаметр, эквивалентный половине диаметра картриджей. Как показано, тепловые мостики быстро увеличивают S_H для обеспечения картриджа, имеющего более желаемые размеры. Например, картриджи могут иметь длину менее 10 см и иметь S_H, составляющую 90 см².

Пример 2. Усеченно-конические картриджи

Было протестировано влияние формы картриджа на различные аспекты рабочих характеристик. Сравнивали рабочие характеристики картриджей, имеющих различные усеченно-конические конструкции, с цилиндрическим картриджем.

Картриджи были цилиндрическими и изготовлены из алюминия. Цилиндрический картридж имел длину, составляющую 41,25 мм, и внутренний диаметр, составляющий 27 мм (C 27). Каждый усеченно-конический картридж имел длину 41,25 мм и верхний внутренний диаметр, составляющий 27 мм. Нижние внутренние диаметры усеченно-конических картриджей составляли 22 мм (LD 22), 18 мм (LD 18) и 14 мм (LD 14). Верхние части и нижние части каждого картриджа содержали 19 отверстий, причем диаметр каждого отверстия составлял 2 мм.

Температура субстрата и общая масса аэрозоля, полученные из каждого картриджа, были испытаны, как показано в примере 1 выше.

В одном эксперименте каждый картридж содержал 10 г имеющейся в продаже табачной мелассы (Al-Fakher), и отслеживали температуру субстрата по мере нагревания картриджа, и было определено время, необходимое для достижения субстратом 80 ºC. Результаты представлены ниже в таблице 2.

Таблица 2. Количество времени, необходимое для достижения субстратом 80 ºC.

Картридж Время (мин) C 27 4 LD 22 4,5 LD 18 5 LD 14 5,5

Время до достижения 80 °С может быть непосредственно связано со временем до первой затяжки. Соответственно, цилиндрический картридж (C 27) может обеспечивать более быстрый начальный нагрев и обеспечивать более быстрое осуществление первой затяжки. Однако более продолжительные значения времени, связанные с усеченно-коническими картриджами (LD 22, LD 18 и LD 14), могут более точно моделировать время до первой затяжки, относящейся к традиционным кальянным устройствам, работающим на древесном угле, и, таким образом, могут поддерживать определенные аспекты относительно ритуала курения в таких традиционных устройствах.

В другом эксперименте картриджи C 27, LD 22 и LD 18, содержащие 10 г мелассы, были нагреты и были измерены общая масса аэрозоля и масса испаренной мелассы. По сравнению с картриджем C 27, картридж LD 22 нагревали в течение дополнительных 30 секунд до испытания, и картридж LD 18 нагревали в течение дополнительных 60 секунд на основе результатов, представленных в таблице 2 выше.

Масса испаренной мелассы показана на фиг. 15, и общая масса производимого аэрозоля показана на фиг. 16. Как показано на фиг. 16, наиболее полно общая масса аэрозоля наблюдалась у картриджа LD 22. Как указано на фиг. 15, количество испаренной мелассы увеличивается с уменьшением нижних диаметров картриджей.

В другом эксперименте общая масса аэрозоля и испаренная меласса были измерены для картриджа C 27, содержащего 10 г мелассы, и для картриджей LD 22, содержащих 10 г, 8 г и 6 г мелассы. По сравнению с картриджем C 27, картриджи LD 22 нагревали в течение дополнительных 30 секунд до испытания на основе результатов, представленных в таблице 2 выше.

Масса испаренной мелассы показана на фиг. 17, и общая масса производимого аэрозоля показана на фиг. 18. Как показано на фиг. 18, значение общей массы аэрозоля было аналогично значениям у картриджей LD 22, содержащих 10 г и 8 г мелассы, из чего можно сделать вывод, что может быть использовано меньшее количество мелассы. Кроме того, картриджи LD 22, содержащие 6 г мелассы, показали повышенную общую массу аэрозоля для первых шести затяжек по сравнению с картриджем C 27, содержащим 10 г мелассы, что позволяет сделать вывод, что форма картриджа может оказывать существенное влияние на общую выработку аэрозоля и на количество мелассы, которое может быть использовано.

Таким образом, описаны картриджи для кальянных устройств. Различные модификации и варианты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники без отступления от объема и сущности настоящего изобретения. Несмотря на то что настоящее изобретение 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 изделия, генерирующего аэрозоль, или в смежных областях, должны быть включены в объем представленной ниже формулы изобретения.

Изобретение относится к кальянному картриджу. Кальянный картридж содержит корпус, определяющий полость. Субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости. Картридж также имеет нагреваемую площадь поверхности. Отношение нагреваемой площади поверхности картриджа к объему полости находится в диапазоне от приблизительно 1 см^-1 до приблизительно 4 см^-1. Максимальная внутренняя ширина полости может составлять 4 см. Высота полости может составлять 3 см или более. Изобретение позволяет оказывать существенное влияние на общую выработку аэрозоля и на количество мелассы, которое может быть использовано. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 21 ил., 2 табл., 2 пр.

1. Кальянный картридж, содержащий:

корпус, определяющий полость, имеющую площадь поверхности и объем;

субстрат, образующий аэрозоль, размещенный в полости;

по меньшей мере один тепловой мостик, расположенный в полости и имеющий площадь поверхности; и

нагреваемую площадь поверхности;

причем нагреваемая площадь поверхности включает в себя площадь поверхности полости и площадь поверхности указанного по меньшей мере одного теплового мостика, при этом отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости находится в диапазоне от 1 см^-1 до 4 см^-1.

2. Кальянный картридж по п. 1, отличающийся тем, что отношение нагреваемой площади поверхности к объему полости составляет от 1,2 см^-1 до 3 см^-1.

3. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нагреваемая площадь поверхности составляет от 25 см² до 100 см², предпочтительно нагреваемая площадь поверхности составляет от 25 см² до 55 см².

4. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус имеет длину, составляющую 10 см или менее, предпочтительно длина составляет от 3,5 см до 7 см.

5. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус имеет внутренний диаметр, составляющий 1 см или более, предпочтительно внутренний диаметр составляет от 1,5 см до 4 см.

6. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что объем полости составляет от 10 см³ до 50 см³.

7. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что объем субстрата в полости составляет от 20 см³ до 25 см³.

8. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что субстрат, образующий аэрозоль, содержит мелассу, предпочтительно масса мелассы составляет от 3 г до 25 г.

9. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что картридж имеет цилиндрическую или усеченно-коническую форму.

10. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус имеет максимальную внутреннюю ширину 4 см.

11. Кальянный картридж по п. 9, отличающийся тем, что полость имеет высоту 3 см или более, причем предпочтительно высота больше ширины.

12. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нагреваемая площадь поверхности имеет теплопроводность, составляющую по меньшей мере 100 Вт∙м^-1∙K^-1.

13. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус содержит верхнюю часть, нижнюю часть и боковую стенку, проходящую между верхней частью и нижней частью, при этом тепловой мостик находится в тепловом контакте с одной или более из верхней части, нижней части и боковой стенки.

14. Кальянный картридж по п. 13, отличающийся тем, что корпус дополнительно содержит скошенную кромку между нижней частью и боковой стенкой, причем предпочтительно скошенная кромка находится под углом к нижней части, составляющим от 15° до 20°.

15. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус имеет усеченно-коническую форму, причем боковая стенка отклоняется от продольной оси корпуса под углом 4,5°.

16. Кальянный картридж по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что тепловой мостик делит полость картриджа на более чем одно отделение.

17. Кальянная система, содержащая:

кальянный картридж по любому из пп. 1-16; и

кальянное устройство, содержащее:

резервуар для вмещения картриджа;

нагревательный элемент для нагрева субстрата, формирующего аэрозоль, когда картридж вмещен в резервуар кальянного устройства;

сосуд, имеющий уровень заполнения жидкостью и определяющий свободное пространство над уровнем заполнения жидкостью;

трубку для аэрозоля для передачи аэрозоля из резервуара в место, находящееся ниже уровня заполнения жидкостью в сосуде; и

выпускной элемент, находящийся в сообщении со свободным пространством.