КАЛЬЯННОЕ УСТРОЙСТВО С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПЕРФОРИРОВАНИЯ КАРТРИДЖА Российский патент 2024 года по МПК A24F1/30 A24F40/40 A24F47/00 

Настоящее изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозоль, и к картриджам, содержащим субстрат, образующий аэрозоль, для использования в устройствах, генерирующих аэрозоль, и, более конкретно, для перфорирования картриджа, связанного с использованием устройств, генерирующих аэрозоль.

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 одно выпускное отверстие или более одного выпускного отверстия, так что устройство может быть использовано одновременно более чем одним потребителем. Некоторые рассматривают использование кальянных устройств как способ проведения досуга и социальный опыт.

Как правило, традиционные кальяны используют в комбинации с субстратом, иногда называемым в данной области техники кальянным табаком, табачной мелассой или просто мелассой. Традиционные субстраты для кальяна содержат сравнительно много сахара (в некоторых случаях до ~ 50% по сравнению с ~ 20%, как правило, содержащихся в обычных табачных субстратах, таких как сгораемые сигареты). 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.

В традиционных кальянных устройствах используется древесный уголь, например, пеллеты древесного угля для нагрева и иногда сжигания табачного субстрата с целью генерирования аэрозоля для вдыхания пользователем. Использование древесного угля для нагрева табака может вызывать полное или частичное сгорание табака или других ингредиентов. Дополнительно древесный уголь может генерировать вредные или потенциально вредные продукты, такие как монооксид углерода, которые могут смешиваться с паром кальяна и проходить через емкость с водой к выпускному отверстию.

Одним способом уменьшения образования монооксида углерода и побочных продуктов сгорания является использование вместо табака жидкости для электронных сигарет. В кальянных устройствах, в которых используют жидкости для электронных сигарет, исключаются побочные продукты сгорания, но потребители кальяна лишаются традиционных ощущений, связанных с употреблением табачного продукта.

Были предложены другие кальянные устройства, в которых используют электрические нагреватели для нагрева, а не сгорания табака. Такие электрически нагреваемые кальянные устройства для нагрева без сжигания нагревают табачный субстрат до температуры, достаточной для образования аэрозоля из субстрата без сгорания субстрата, и поэтому уменьшают или устраняют побочные продукты, связанные с горением табака.

В кальянных устройствах может использоваться картридж для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Картридж может быть заполнен таким субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак, предпочтительно субстрат для кальяна, например мелассу - смесь табака, воды, сахара и других компонентов, таких как глицерин, ароматизаторы и т. д. Нагревательная система электрически нагреваемого кальянного устройства нагревает содержимое картриджа для генерирования аэрозоля, который по пути потока воздуха переносится к пользователю.

Для способствования прохождению потока воздуха через картридж и потоку аэрозоля из картриджа кальянный картридж может иметь один или более проемов в одной или более стенках. Картридж может содержать один или более проемов в верхней части, один или более проемов в нижней части, или и то, и другое: один или более проемов в верхней части и один или более проемов в нижней части. В альтернативном варианте осуществления, верхняя сторона может быть открытой, то есть верхняя стенка может частично или полностью отсутствовать. Любые проемы или отверстия в верхней и нижней стенках могут быть закрыты во время хранения посредством съемного (например, отрывного) герметизирующего слоя, такого как пленка, наклейка или облицовка. Съемный слой обеспечивает возможность защиты содержимого (например, мелассы) от воздействия воздуха и кислорода. Съемный слой может удалять (например, стягивать или снимать) пользователь перед первым использованием картриджа.

Проемы или отверстия в картридже, если их оставить неуплотненными, могут приводить к потере свежести (например, содержания влаги) или загрязнению субстрата, а также к проблемам с утечкой. По одной или более причинам, например для поддержания свежести, для предотвращения утечки субстрата или для сохранения качества и целостности субстрата во время хранения, желательно закрывать или уплотнять отверстия или проемы картриджа перед использованием или между сеансами использования, если содержимое картриджа не используется сразу.

Некоторые кальянные устройства выполнены с возможностью прокалывания картриджа при вставке картриджа в кальянное устройство с образованием одного или более проемов. Срок хранения картриджей для кальяна, не имеющих проемов, как правило, превышает срок хранения картриджей для кальяна, имеющих проемы, даже если проемы запечатаны.

Однако образование отверстий после вставки картриджа для кальяна в кальянное устройство может иметь недостатки. Например, если пользователь не использует кальянное устройство и соответствующий картридж немедленно или не израсходует субстрат, образующий аэрозоль, в картридже в течение обычного периода времени, необходимого для израсходования субстрата, субстрат, образующий аэрозоль, может потерять свежесть или содержимое картриджа может вытекать. Если содержимое картриджа вытекает, когда картридж находится в кальянном устройстве, то вытекшее содержимое, которое может содержать большое количество сахара, может быть трудно очистить, и это может привести к загрязнению устройства.

Пользователь может вставить картридж в кальянное устройство и не использовать сразу же кальянное устройство по ряду причин. Например, пользователь может пожелать вставить картридж для использования впоследствии. Пользователь может вставить картридж и после этого решить, что он предпочел бы другое содержимое картриджа, например, картридж с субстратом, образующим аэрозоль, с другим вкусовым профилем. Пользователь может вставить картридж с намерением немедленного использования, но может отвлечься перед использованием.

Различные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к кальянным устройствам, выполненным с возможностью прокалывания картриджей, содержащих субстрат, образующий аэрозоль. Кальянные устройства выполнены с возможностью предотвращения прокалывания картриджа до вставки картриджа в приемное гнездо устройства. Предпочтительно чтобы прокалывание картриджа требовало отдельного действия помимо вставки картриджа в приемное гнездо кальянного устройства. То есть кальянное устройство предпочтительно выполнено таким образом, что вставка картриджа в приемное гнездо устройства, без дополнительных действий, не приводит к прокалыванию картриджа.

Таким образом, пользователь может вставить картридж в кальянное устройство, чтобы и картридж, и устройство были готовы к использованию в будущем без потери свежести или утечки, если прокалывающий механизм не был приведен в действие. Пользователь может извлечь из кальянного устройства ранее вставленный картридж, например, если пользователь передумает, какой картридж он хотел бы использовать, без прокалывания картриджа. Кроме того, если пользователь не может начать запланированный сеанс кальяна после вставки картриджа в устройство, пользователь может быть уверен, что картридж сохранит содержимое свежим и не протечет, пока механизм прокалывания не будет приведен в действие в более позднее время. Таким образом, можно сохранить свежесть содержимого картриджа и избежать загрязнения устройства.

Кальянное устройство в соответствии с настоящим изобретением может содержать сосуд, содержащий внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости. Сосуд может содержать впускное отверстие и выпускное отверстие свободного пространства. Кальянное устройство может содержать приемное гнездо для размещения картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Кальянное устройство может содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева картриджа при размещении картриджа в приемном гнезде для генерирования аэрозоля. Кальянное устройство может содержать трубку, по которой сгенерированный аэрозоль может протекать из приемного гнезда в сосуд через впускное отверстие сосуда. Кальянное устройство содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания картриджа. Кальянное устройство может содержать исполнительный элемент, функционально связанный с прокалывающим элементом. Приведение в действие исполнительного элемента может привести к прокалыванию картриджа прокалывающим элементом. Кальянное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо. Кальянное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока картридж уже не будет вставлен в приемное гнездо.

Кальянное устройство может содержать предохранитель, который препятствует исполнительному элементу приводить в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа. Предохранитель может содержать один или более механических компонентов, электромеханических компонентов и электрических компонентов. Электрический предохранитель может содержать электронную схему управления и инструкции для предотвращения или приведения в действие исполнительного элемента в зависимости от того, вставлен ли картридж в приемное гнездо и т. п.

Вставка картриджа в приемное гнездо может привести к перемещению предохранителя из первого положения во второе положение. В первом положении предохранитель может предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа. Во втором положении предохранитель может позволить исполнительному элементу приводить в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа.

Кальянное устройство может содержать датчик для определения того, вставлен ли картридж в приемное гнездо. Если картридж вставлен в приемное гнездо, исполнительному элементу может быть разрешено приводить в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа. Например, датчик может быть функционально связан с электронной схемой управления, которая препятствует исполнительному элементу приводить в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа, если датчик не обнаружит картридж в приемном гнезде. Например, исполнительный элемент может содержать двигатель, а электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предотвращения движения двигателя, если датчик не обнаружит картридж в приемном гнезде. В качестве другого примера электронная схема управления может быть функционально связана с предохранителем, который препятствует исполнительному элементу приводить в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа, если датчик не обнаружит картридж в приемном гнезде.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения кальянное устройство содержит сосуд, содержащий внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости. Сосуд содержит впускное отверстие и выпускное отверстие свободного пространства. Кальянное устройство дополнительно содержит приемное гнездо для размещения картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль; нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева картриджа при размещении картриджа в приемном гнезде для генерирования аэрозоля; трубку, по которой сгенерированный аэрозоль может протекать в сосуд через впускное отверстие; прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания картриджа; и исполнительный элемент, функционально связанный с прокалывающим элементом. Приведение в действие исполнительного элемента приводит к прокалыванию картриджа прокалывающим элементом. Кальянное устройство выполнено таким образом, чтобы предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо.

Кальянное устройство может содержать предохранитель, который препятствует исполнительному элементу приводить в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа. Предохранитель может предусматривать один или более механических компонентов, электромеханических компонентов и электрических компонентов. Электрический предохранитель может содержать электронную схему управления и инструкции для предотвращения или приведения в действие исполнительного элемента в зависимости от того, вставлен ли картридж в приемное гнездо и т. п.

Кальянное устройство может содержать датчик для определения того, вставлен ли картридж в приемное гнездо.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения кальянное устройство содержит сосуд, содержащий внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости. Сосуд содержит впускное отверстие и выпускное отверстие свободного пространства. Кальянное устройство дополнительно содержит приемное гнездо для размещения картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль; нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева картриджа при размещении картриджа в приемном гнезде для генерирования аэрозоля; трубку, по которой сгенерированный аэрозоль может протекать в сосуд через впускное отверстие; прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания картриджа; и исполнительный элемент, функционально связанный с прокалывающим элементом. Приведение в действие исполнительного элемента приводит к прокалыванию картриджа прокалывающим элементом. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть приемного гнезда для размещения картриджа.

Кальянное устройство может содержать предохранительный механизм, который предотвращает приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа. Предохранитель может представлять собой механический предохранитель и/или электрический предохранитель. Электрический предохранитель может содержать электронную схему управления и инструкции для предотвращения или приведения в действие исполнительного элемента в зависимости от того, вставлен ли картридж в приемное гнездо и т. п.

Кальянное устройство может содержать датчик для определения того, вставлен ли картридж в приемное гнездо.

Термины, используемые в данном документе, будут иметь свои общепринятые определения, если они не определены иначе в данном документе.

Термин «аэрозоль» используется в данном документе для обозначения суспензии твердых частиц или капель жидкости или комбинации твердых частиц и капель жидкости в газе. Газ может представлять собой воздух. Твердые частицы или капли жидкости могут содержать одно или более летучих вкусоароматических соединений. Аэрозоль может быть видимым или невидимым. Аэрозоль может содержать пары веществ, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми. Аэрозоль может содержать пары веществ, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми, в комбинации с твердыми частицами или в комбинации с каплями жидкости, или в комбинации как с твердыми частицами, так и с каплями жидкости. В некоторых вариантах осуществления аэрозоль содержит никотин.

Термин «субстрат, образующий аэрозоль» используется в данном документе для обозначения материала, способного высвобождать одно или более летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления может выполняться нагрев субстрата, образующего аэрозоль, для испарения одного или более компонентов субстрата, образующего аэрозоль, с образованием аэрозоля. В альтернативном варианте осуществления вместо нагрева или сгорания в некоторых случаях летучие соединения могут быть высвобождены посредством химической реакции или посредством механического воздействия, такого как воздействие ультразвуком. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен внутри картриджа. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на подложку или опору путем адсорбции, нанесения покрытия, пропитки или иным способом. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые выделяются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. К качестве альтернативы, образующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не содержащий табака. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как вкусоароматические вещества.

Термины «неотделимый» и «выполненный как одно целое» используются в данном документе для описания элементов, выполненных как одно целое (в виде одного неразъемного фрагмента). Неотделимые или выполненные как одно целое компоненты могут быть выполнены таким образом, что их нельзя отделить друг от друга, не вызвав структурное повреждение фрагмента.

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

В данном документе союз «или» в целом используется в своем значении, включающем «одно или другое или оба», если из содержания явно не следует иное.

Термин «приблизительно» используется в данном документе в сочетании с числовыми значениями, чтобы включать нормальные вариации в измерениях, ожидаемые специалистами в данной области техники, и подразумевается, что он имеет то же значение, что и «примерно». Под термином «приблизительно» понимается охватывание типичной погрешности. Типичная погрешность может составлять, например, ± 5% от заявленного значения.

В данном документе 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, описание одного или более предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения, включая формулу изобретения.

В данном документе термин «по существу» можно понимать как модифицирующий следующий за ним термин на по меньшей мере приблизительно 90%, по меньшей мере приблизительно 95% или по меньшей мере приблизительно 98%. В данном документе термин «не по существу» может пониматься как имеющий обратное значение термина «по существу», то есть как модифицирующий следующий за ним термин не более чем на 10%, не более чем на 5% или не более чем на 2%.

Любое направление, упомянутое в данном документе, такое как «верх», «низ», «левый», «правый», «верхний», «нижний», и другие направления или ориентации описаны в данном описании для ясности и краткости, но не предназначены для ограничения фактического устройства или системы. Устройства и системы, описанные в данном документе, могут использоваться в разных направлениях и ориентациях.

Любой подходящий кальянный картридж можно использовать с кальянным устройством, описанным в настоящем изобретении. Картридж может содержать корпус, определяющий полость. В полости картриджа может быть расположен субстрат, образующий аэрозоль. Корпус может быть образован из одного или более термостойких материалов. Корпус может быть образован из термостойкого металла или полимера. Корпус может содержать теплопроводный материал. Например, корпус может содержать любое из алюминия, меди, цинка, никеля, серебра, любых их сплавов и их комбинаций. Предпочтительно корпус содержит алюминий.

Картридж может иметь любую подходящую форму. Например, картридж может иметь форму, выполненную с возможностью размещения в кальянном устройстве. 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.

Кальянное устройство выполнено с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в картридже. Устройство предпочтительно может быть выполнено с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в картридже благодаря проводимости. Картридж предпочтительно имеет форму и размер, обеспечивающие возможность контакта с нагревательным элементом кальянного устройства или минимальное расстояние от него. Это может обеспечить эффективную передачу тепла от нагревательного элемента на субстрат, образующий аэрозоль, в картридже, что является преимуществом. Тепло может генерироваться посредством любого подходящего механизма, например посредством резистивного нагрева или посредством индукции или комбинацией резистивного нагрева и индукции. Для способствования индукционному нагреву картридж может быть обеспечен токоприемником. Например, корпус картриджа может быть выполнен из или содержать материал (например алюминий), который способен действовать как токоприемник. В некоторых вариантах осуществления в полости картриджа может быть предусмотрен токоприемный материал. Токоприемный материал может быть предусмотрен в полости картриджа в любой форме, например, в виде порошка, цельного блока, стружек и т. п.

В полости, определенной корпусом картриджа, может быть предусмотрен любой подходящий субстрат, образующий аэрозоль Субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой предпочтительно субстрат, способный высвобождать летучие соединения. Субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой предпочтительно субстрат, способный высвобождать соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены посредством химической реакции или посредством механического воздействия, такого как воздействие ультразвуком. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на подложку или опору путем адсорбции, нанесения покрытия, пропитки или иным способом.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать матрицу из никотиновой соли. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит табак. Материал, содержащий табак, предпочтительно содержит летучие табачные вкусоароматические соединения, 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, альтернативно или дополнительно может содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является субстратом для кальяна. Под субстратом для кальяна следует понимать расходный материал, подходящий для использования в кальянном устройстве. Субстрат для кальяна может содержать мелассу.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, один или более из: порошка, гранул, шариков, стружек, тонких нитей, полос или листов. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать 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. Подходящие вещества для образования аэрозоля включают соединения или смеси соединений, которые при использовании облегчают образование плотного и устойчивого аэрозоля и которые по существу устойчивы к термическому разложению при рабочей температуре кальянного устройства. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Особо предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать любое подходящее количество вещества для образования аэрозоля. Например, содержание вещества для образования аэрозоля в субстрате может быть равным или больше чем 5% в пересчете на сухой вес и предпочтительно больше чем 30 масс. % в пересчете на сухой вес. Содержание вещества для образования аэрозоля может составлять меньше приблизительно 95% в пересчете на сухой вес. Предпочтительно содержание вещества для образования аэрозоля составляет до приблизительно 55%.

Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин или смесь глицерина и одного или более других подходящих веществ для образования аэрозоля, таких как перечисленные выше.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы, подсластители и т. п. В некоторых примерах субстрат, образующий аэрозоль, содержит один или более сахаров в любом подходящем количестве. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит инвертный сахар. Инвертный сахар представляет собой смесь глюкозы и фруктозы, полученную посредством разделения сахарозы. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит от приблизительно 1% до приблизительно 40 масс. % сахара, такого как инвертный 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, имбирь или их комбинации), 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, образующий аэрозоль, может содержать мелассу. В данном документе «меласса» означает состав субстрата, образующего аэрозоль, содержащий приблизительно 20% или более сахара. Например, меласса может содержать по меньшей мере приблизительно 25 масс. % сахара, например по меньшей мере приблизительно 35 масс. % сахара. Как правило, меласса будет содержать меньше приблизительно 60 масс. % сахара, например меньше приблизительно 50 масс. % сахара.

Любое подходящее количество субстрата, образующего аэрозоль (например мелассы или табачного субстрата), может быть размещено в полости. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления от приблизительно 3 г до приблизительно 25 г субстрата, образующего аэрозоль, размещено в полости. Картридж может содержать по меньшей мере 6 г, по меньшей мере 7 г, по меньшей мере 8 г или по меньшей мере 9 г субстрата, образующего аэрозоль. Картридж может содержать до 15 г, до 12 г, до 11 г или до 10 г субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно от приблизительно 7 г до приблизительно 13 г субстрата, образующего аэрозоль, размещено в полости.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен на термостабильном носителе или встроен в него. Термин «термостабильный» используется в данном документе для обозначения материала, который по существу не разлагается при температурах, до которых, как правило, нагревается субстрат (например, от приблизительно 150°C до приблизительно 300°C). 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 подобного бумаге материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы. В альтернативном варианте осуществления носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, стружек, тонких нитей, полос 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.

Корпус картриджа может содержать одну или более стенок. В некоторых вариантах осуществления корпус содержит верхнюю стенку, нижнюю стенку и боковую стенку. Боковая стенка может быть цилиндрической или усеченно-конической, проходящей от нижней части к верхней части. Корпус может содержать одну или более частей. Например, боковая стенка и нижняя стенка могут быть выполнены как одно целое единой частью. Боковая стенка и нижняя стенка могут быть двумя частями, выполненными с возможностью зацепления друг с другом любым подходящим способом. Например, боковая стенка и нижняя стенка могут быть выполнены с возможностью зацепления друг с другом резьбовым зацеплением или посадкой с натягом. Боковая стенка и нижняя стенка могут состоять из двух частей, соединенных вместе. Например, боковая стенка и нижняя стенка могут быть соединены вместе сваркой или клеем. Верхняя стенка и боковая стенка могут быть выполнены как одно целое единой частью. Боковая стенка и верхняя стенка могут быть двумя частями, выполненными с возможностью зацепления друг с другом любым подходящим способом. Например, боковая стенка и верхняя стенка могут быть выполнены с возможностью зацепления друг с другом резьбовым зацеплением или посадкой с натягом. Боковая стенка и верхняя стенка могут состоять из двух частей, соединенных вместе. Например, боковая стенка и верхняя стенка могут быть соединены вместе сваркой или клеем. Верхняя стенка, боковая стенка и нижняя стенка могут быть выполнены как одно целое единой частью. Верхняя стенка, боковая стенка и нижняя стенка могут быть тремя отдельными частями, выполненными с возможностью зацепления друг с другом любым подходящим способом. Например, верхняя стенка, боковая стенка и нижняя стенка могут быть выполнены с возможностью зацепления резьбовым зацеплением, посадкой с натягом, сваркой или клеем.

Одна или более стенок корпуса могут образовывать нагреваемую стенку или поверхность. В данном документе термины «нагреваемая стенка» и «нагреваемая поверхность» означают область стенки или поверхности, на которую тепло может быть передано прямо или косвенно. Нагреваемая стенка или поверхность может функционировать как поверхность передачи тепла, по которой тепло может передаваться снаружи корпуса в полость или на внутреннюю поверхность полости.

Предпочтительно корпус картриджа имеет длину (например, осевую длину вдоль вертикальной центральной оси) приблизительно 15 см или меньше. В некоторых вариантах осуществления корпус имеет длину приблизительно 10 см или меньше. Корпус может иметь внутренний диаметр приблизительно 1 см или больше. Внутренний диаметр корпуса может составлять приблизительно 1,75 см или больше. Картридж может иметь нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 25 см² до приблизительно 100 см², например, от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². Объем полости может составлять от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³; предпочтительно 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. Внутренний диаметр корпуса может составлять от приблизительно 1,5 см до приблизительно 4 см. Корпус может иметь нагреваемую площадь поверхности в полости от приблизительно 30 см² до приблизительно 100 см², например от приблизительно 70 см² до приблизительно 100 см². Объем полости может составлять от приблизительно 10 см³ до приблизительно 50 см³; предпочтительно от приблизительно 25 см³ до приблизительно 40 см³. Предпочтительно корпус имеет цилиндрическую или усеченно-коническую форму.

Корпус картриджа может содержать одно или более отверстий или вентиляционных проемов, проходящих через одну или более стенок корпуса. Вентиляционные проемы могут быть впускными отверстиями, выпускными отверстиями или и теми, и другими. Вентиляционные проемы могут быть размещены на нижней стенке, на верхней стенке, по бокам или в их комбинации картриджа. Предпочтительно корпус картриджа не содержит никаких отверстий или вентиляционных проемов до прокалывания прокалывающим элементом кальянного устройства. Прокалывающий элемент может создавать в картридже одно или более отверстий или вентиляционных проемов.

Корпус картриджа может содержать одно или более отверстий или вентиляционных проемов до прокалывания прокалывающим элементом кальянного устройства. После прокалывания прокалывающими элементами картридж может содержать одно или более дополнительных отверстий.

После прокалывания картриджа картридж может содержать один или более впускных отверстий и один или более выпускных отверстий. Одно или более впускных отверстий и одно или более выпускных отверстий позволяют воздуху протекать через субстрат, образующий аэрозоль, при использовании картриджа с кальянным устройством. В некоторых вариантах осуществления верхняя стенка картриджа может отсутствовать или она может иметь одно или более отверстий для определения указанных одного или более выпускных отверстий картриджа. Нижняя стенка картриджа может определять одно или более отверстий для образования указанных одного или более выпускных отверстий картриджа.

Одно или более отверстий, образованных прокалывающим элементом кальянного устройства, вместе с отверстиями, имеющимися в картридже до прокалывания прокалывающим элементом, если таковые имеются, могут образовывать одно или более впускных и выпускных отверстий, которые имеют размер и форму, обеспечивающие 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 может быть измерено способом, изложенным в стандарте ISO 6565:2002.

Указанные одно или более отверстий в корпусе могут занимать 5% или больше, 10% или больше, 15% или больше, 20% или больше или 25% или больше площади стенки, в которой имеются эти отверстия. Например, при наличии отверстий в верхней стенке, эти отверстия могут занимать по меньшей мере 5% площади верхней стенки. Указанные одно или более отверстий в корпусе могут покрывать 75% или меньше, 50% или меньше, 40% или меньше или 30% или меньше площади стенки, в которой находятся эти отверстия.

Если картридж содержит какие-либо отверстия или вентиляционные проемы до прокалывания прокалывающим элементом кальянного устройства, картридж может дополнительно содержать уплотнение или слой, покрывающий эти отверстия или вентиляционные проемы до использования. Указанное уплотнение предпочтительно является достаточным для предотвращения протекания воздуха через отверстия или вентиляционные проемы для предотвращения утечки содержимого картриджа и продления срока хранения. Уплотнение может содержать съемную этикетку, наклейку, фольгу и т. п. Указанные этикетка, наклейка или фольга могут быть прикреплены к картриджу любым подходящим способом, например с помощью клея, обжатия, сварки, или они могут быть присоединены к картриджу иным образом. Уплотнение может содержать язычок, за который можно ухватиться для отслаивания или удаления этикетки, наклейки или фольги с картриджа.

Картридж может представлять собой кальянный картридж, который может быть использован с любым подходящим кальянным устройством. Предпочтительно кальянное устройство выполнено с возможностью достаточного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в картридже, с образованием аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, но без сгорания субстрата, образующего аэрозоль. Аэрозоль может быть образован из субстрата, образующего аэрозоль, путем испарения одного или более компонентов субстрата, образующего аэрозоль. Например, кальянное устройство может быть выполнено с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до температуры в диапазоне от приблизительно 150°C до приблизительно 300°C; более предпочтительно от приблизительно 180°C до приблизительно 250°C или от приблизительно 200°C до приблизительно 230°C для испарения одной или более составляющих субстрата, образующего аэрозоль.

Кальянное устройство может содержать приемное гнездо для размещения картриджа. Кальянное устройство может содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью контакта или нахождения в непосредственной близости с корпусом картриджа, когда картридж вставлен в приемное гнездо. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть приемного гнезда. Например, нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть поверхности приемного гнезда. Кальянный картридж может быть выполнен с возможностью передачи тепла от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль, в полости благодаря 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. Нагревательный элемент может образовывать по меньшей мере часть поверхности приемного гнезда.

Кальянное устройство может содержать электронную схему управления, функционально связанную с нагревательным элементом. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью управления нагревом нагревательного элемента. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью управления температурой, до которой нагревается субстрат, образующий аэрозоль, в картридже. Электронная схема управления 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. Электронная схема управления может содержать запоминающее устройство, которое хранит инструкции, приводящие к выполнению одним или более компонентами схемы функции или аспекта электронной схемы управления. Функции, свойственные электронным схемам управления, 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 электронная схема управления 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, электронная схема управления может регулировать температуру резистивного элемента.

Кальянное устройство может содержать датчик температуры, такой как термопара. Датчик температуры может быть функционально связан с электронной схемой управления 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 размещении внутрь приемного гнезда для отслеживания температуры нагреваемого субстрата, образующего аэрозоль. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно датчик температуры может находиться в контакте с нагревательным элементом. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно датчик температуры может быть расположен так, чтобы определять температуру на выпускном отверстии для аэрозоля кальянного устройства или его части. Датчик может передавать сигналы относительно измеренной температуры на электронную схему управления. Электронная схема управления в ответ на сигнал может регулировать нагрев нагревательных элементов для достижения подходящей температуры на датчике.

Электронная схема управления 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 обладать одной или более характеристиками: быть перезаряжаемыми, съемными и сменными. Может быть использована любая подходящая батарея. Например, батареи повышенной мощности или стандартные батареи, имеющиеся на рынке, такие как используемые для промышленных электроинструментов высокой мощности. В альтернативном варианте осуществления блок питания может представлять собой электрический блок питания любого типа, включая супер- или гиперконденсатор. В альтернативном варианте осуществления 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 приемное гнездо картриджа, нагревательный элемент, выпускное отверстие для аэрозоля и впускное отверстие для воздуха. Приемное гнездо картриджа выполнено с возможностью вмещения картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Нагревательный элемент может определять по меньшей мере часть поверхности приемного гнезда.

Кальянное устройство содержит впускной канал для воздуха, находящийся в сообщении по текучей среде с приемным гнездом. При использовании, когда субстрат, образующий аэрозоль, внутри картриджа нагревается, компоненты вещества для образования аэрозоля в субстрате испаряются. Воздух, поступающий из впускного канала для воздуха через картридж, захватывается аэрозолем, генерируемым из компонентов вещества для образования аэрозоля в картридже.

В некоторых электрически нагреваемых кальянных устройствах используется предварительно нагретый воздух и обычно используется такой путь потока воздуха, при котором воздух при затяжке проходит вблизи от источника тепла. Дополнительно в некоторых электрически нагреваемых кальянных устройствах используются элементы, увеличивающие передачу тепла путем излучения благодаря увеличению площади нагретой поверхности.

Впускной канал для воздуха может содержать одну или более прорезь, проходящих через приемное гнездо картриджа. Воздух извне кальянного устройства может протекать через канал и в приемное гнездо картриджа через одну или более прорезь. Если канал содержит более одной прорези, канал может содержать коллектор. Коллектор может направлять воздух, протекающий через канал, в каждую прорезь. Предпочтительно кальянное устройство содержит два или более впускных каналов для воздуха.

Как описано выше, кальянное устройство содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания картриджа с образованием одного или более отверстий (таких как впускные, выпускные или впускные и выпускные отверстия) в корпусе картриджа для обеспечения потока воздуха через картридж. Прокалывающий элемент может быть функционально связан с исполнительным элементом. Приведение в действие исполнительного элемента приводит к прокалыванию картриджа прокалывающим элементом. Предпочтительно кальянное устройство выполнено таким образом, чтобы предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока кальянное устройство не будет вставлено в приемное гнездо. Предпочтительно приведение в действие исполнительного элемента представляет собой отдельное действие помимо вставки картриджа в приемное гнездо или закрытия крышки после вставки картриджа в приемное гнездо.

Кальянное устройство может содержать любой подходящий прокалывающий элемент. Например, прокалывающий элемент может механически прокалывать корпус картриджа, может прокалывать корпус картриджа путем фокусировки энергии на корпусе картриджа и т. п. Например, прокалывающий элемент может содержать удлиненный элемент, содержащий сужающийся конец для прокалывания корпуса картриджа, прокалывающий элемент может содержать лазер или другой подходящий элемент для генерирования энергии и фокусировки энергии в одном или более местах корпуса картриджа для образования отверстий, прокалывающий элемент может нагревать картридж для обеспечения образования отверстий в корпусе картриджа в предварительно определенных термолабильных местах картриджа и т. п.

Если картридж изготовлен с предрасположенностью к образованию отверстий в корпусе при нагревании картриджа, нагревательный элемент кальянного устройства может служить в качестве прокалывающего элемента. Предпочтительно нагревательный элемент образует по меньшей мере часть приемного гнезда.

Прокалывающий элемент, который выполнен с возможностью генерирования и фокусировки энергии в одном или более местах корпуса, может содержать источник энергии, например источник света. Такой прокалывающий элемент может содержать одну или более подходящих линз для фокусировки энергии, испускаемой из источника, в одно или более мест корпуса картриджа. Например, прокалывающий элемент может содержать лазер. Источник энергии может быть функционально связан с электронной схемой управления кальянного устройства. Исполнительный элемент также может быть функционально связан с электронной схемой управления. Приведение в действие исполнительного элемента может привести к активации источника энергии электронной схемой управления.

Прокалывающий элемент, который выполнен с возможностью механического прокалывания, может содержать удлиненный элемент с сужающимся концом. Удлиненный элемент может быть функционально связан с исполнительным элементом. Приведение в действие исполнительного элемента может привести к проколу картриджа сужающимся концом с образованием одного или более отверстий в корпусе картриджа.

Например, приведение в действие исполнительного элемента может привести к перемещению удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение. Перемещение удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение может привести к прокалыванию картриджа удлиненным элементом. Кальянное устройство может дополнительно содержать пружину, функционально связанную с исполнительным элементом для смещения исполнительного элемента в положение, при котором удлиненный элемент находится во втянутом положении.

Кальянное устройство может содержать любой подходящий исполнительный элемент, который функционально связан с прокалывающим элементом. Исполнительный элемент может содержать тумблер, кнопку, ползунок и т. п. Предпочтительно исполнительный элемент представляет собой отдельный элемент кальянного устройства, который специально разработан для приведения в действие прокалывающего элемента.

В некоторых вариантах осуществления перемещение исполнительного элемента вызывает перемещение прокалывающих элементов. Например, исполнительный элемент может содержать вдавливаемую кнопку. Нажатие кнопки может вызвать перемещение прокалывающего элемента, например, удлиненного элемента, таким образом, чтобы прокалывающий элемент прокалывал картридж, например, путем перемещения удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение. Пружина может быть функционально связана с кнопкой для смещения кнопки в положение, при котором удлиненный элемент находится во втянутом положении, когда кнопка не нажата.

В некоторых вариантах осуществления исполнительный элемент функционально связан с электронной схемой управления, которая может быть соединена с прокалывающим элементом. Например, электронная схема управления может быть функционально связана с двигателем, выполненным с возможностью перемещения прокалывающего элемента, например удлиненного элемента, таким образом, чтобы прокалывающий элемент прокалывал картридж, например, путем перемещения удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение. Двигатель также может перемещать удлиненный элемент из выдвинутого положения во втянутое положение после прокалывания картриджа. В качестве другого примера электронная схема управления может быть функционально связана с источником энергии прокалывающего элемента, например, лазером, выполненным с возможностью направления испускаемой энергии в место корпуса картриджа. В качестве еще одного примера электронная схема управления может быть функционально связана с нагревательным элементом, выполненным с возможностью отверстий в термолабильных частях корпуса картриджа. Приведение в действие исполнительного элемента, например, путем переключения тумблера, нажатия кнопки, скольжения ползунка и т. п. может привести к тому, что электронная схема управления даст команду двигателю переместить удлиненный элемент, что приведет к активации источника энергии, что приведет к нагреву нагревательного элемента и т. п.

Кальянное устройство может содержать предохранитель, выполненный таким образом, чтобы предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо. Как используется в настоящем изобретении, «предохранитель» представляет собой механизм, который предотвращает приведение в действие исполнительного элемента, чтобы прокалывающий элемент не прокалывал картридж. Может использоваться любой подходящий механизм. Например, предохранитель может содержать один или более электрических компонентов, механических компонентов или электромеханических компонентов.

В некоторых вариантах осуществления, в которых прокалывающий элемент содержит удлиненный элемент, который перемещается из втянутого положения в выдвинутое положение, при котором удлиненный элемент прокалывает картридж, предохранитель содержит механический механизм, который предотвращает перемещение исполнительным элементом удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо. Например, вставка картриджа в приемное гнездо может вызывать перемещение элемента предохранителя из первого положения во второе положение. Элемент предохранителя в первом положении может предотвращать перемещение исполнительным элементом удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение. Элемент предохранителя во втором положении может позволять исполнительному элементу перемещать удлиненный элемент из втянутого положения в выдвинутое положение. Предохранитель может содержать механический элемент предохранителя, который выступает в приемное гнездо таким образом, что вставка картриджа в приемное гнездо приводит к перемещению элемента предохранителя из первого положения во второе положение.

Предохранитель может содержать двигатель. Например, двигатель может быть функционально связан с механическим элементом, который предотвращает прокалывание картриджа прокалывающим элементом. Механический элемент может контактировать с исполнительным элементом, прокалывающим элементом или другим подходящим элементом таким образом, чтобы предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа.

Электронная схема управления кальянного устройства может служить в качестве предохранителя. Например, электронная схема управления может быть функционально связана с двигателем, который функционально связан с прокалывающим элементом, например, прокалывающим элементом, содержащим удлиненный элемент. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предотвращения активации двигателя, когда картридж вставлен в приемное гнездо. В качестве другого примера электронная схема управления может быть функционально связана с прокалывающим элементом, содержащим источник энергии или нагревательный элемент, и может быть выполнена с возможностью предотвращения активации источника энергии или нагревательного элемента до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо.

Кальянное устройство может содержать один или более датчиков для определения того, вставлен ли картридж в приемное гнездо. Датчик может быть функционально связан с электронной схемой управления, которая может предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока датчик не обнаружит, что картридж вставлен в приемное гнездо.

Кальянное устройство может необязательно содержать датчик для определения того, был ли уже использован вставленный картридж, и может предотвращать приведение исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа, если датчик обнаружил, что картридж был использован. Таким образом, активацию прокалывающего элемента можно предотвращать до тех пор, пока в приемное гнездо не будет вставлен неиспользованный картридж, который ранее не был проколот.

Для определения того, вставлен ли картридж в приемное гнездо и находится ли в приемном гнезде неиспользованный картридж, может быть использован любой подходящий датчик. Например, датчик может включать оптический датчик, датчик потока воздуха, емкостный датчик, индукционный датчик и т. п.

При использовании и после прокалывания прокалывающим элементом картридж содержит одно или более отверстий (например, впускные, выпускные, или впускные и выпускные отверстия), образованных в корпусе для обеспечения потока воздуха через картридж. Воздух, который поступает в картридж, может протекать по субстрату, образующему аэрозоль, и/или через него, вовлекая аэрозоль и выходя из картриджа и приемного гнезда через выпускное отверстие для аэрозоля. Из выпускного отверстия для аэрозоля воздух, несущий аэрозоль, поступает в сосуд кальянного устройства.

Кальянное устройство может содержать любой подходящий сосуд, определяющий внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости и определяющий выпускное отверстие в свободном пространстве над уровнем заполнения жидкостью. Сосуд может содержать оптически прозрачный или непрозрачный кожух, чтобы потребителю было видно содержимое, которое содержится в сосуде. Сосуд может содержать элемент ограничения наполнения жидкостью, такой как линия заполнения жидкостью. Кожух сосуда может быть образован из любого подходящего материала. Например, кожух сосуда может содержать стекло или подходящий жесткий пластиковый 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 красители и ароматизаторы. Например, в воду можно добавлять одно или оба из растительных или травяных добавок.

Аэрозоль, захваченный в воздухе, выходящем из выпускного отверстия для аэрозоля приемного гнезда, может проходить через трубку, расположенную в сосуде. Трубка может быть связана с выпускным отверстием для аэрозоля элемента, генерирующего аэрозоль 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 выпускное отверстие свободного пространства для доставки потребителю.

Выпускное отверстие свободного пространства может быть связано со шлангом, содержащим мундштук, для доставки аэрозоля потребителю. Мундштук может содержать элемент активации, например переключатель, активируемый пользователем, детектор затяжки, выполненный с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжки на мундштуке, или оба: переключатель, активируемый пользователем, и детектор затяжки. Элемент активации функционально связан с электронной схемой управления кальянного устройства. Элемент активации может быть связан посредством беспроводной связи с электронной схемой управления. Активация элемента активации может обеспечивать активацию нагревательного элемента электронной схемой управления вместо постоянной подачи энергии на нагревательный элемент. Соответственно, использование элемента активации 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. Картридж можно подготовить путем удаления любого съемного слоя (если имеется). Часть элемента, генерирующего аэрозоль, может быть снята или открыта для обеспечения возможности вставки картриджа в приемное гнездо. Затем снова прикрепляют или закрывают элемент, генерирующий аэрозоль.

Исполнительный элемент может приводиться в действие пользователем, например, путем переключения тумблера, нажатия кнопки, сдвига ползунка и т. п. В некоторых вариантах осуществления исполнительный элемент может приводиться в действие с помощью электронной схемы управления устройства при обнаружении того, что картридж вставлен в приемное гнездо. Если картридж вставлен в закрытое приемное гнездо, приведение в действие исполнительного элемента приводит к тому, что прокалывающий элемент прокалывает картридж, образуя одно или более отверстий в корпусе картриджа.

Затем устройство может быть включено до или после приведения в действие исполнительного элемента, в зависимости от ситуации. Включение устройства может инициировать профиль нагрева нагревательного элемента для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до температуры, которая находится на уровне или выше температуры испарения, но ниже температуры сгорания субстрата, образующего аэрозоль. Соединения, образующие аэрозоль, субстрата, образующего аэрозоль, испаряются, генерируя аэрозоль. Пользователь может осуществлять затяжку через мундштук по желанию. Пользователь может продолжать использовать устройство, сколько пожелает или до тех пор, пока аэрозоль не перестанет быть виден или не перестанет доставляться. В некоторых вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью автоматического выключения при израсходовании пригодного для использования субстрата, образующего аэрозоль, в картридже или отделении картриджа. В некоторых вариантах осуществления потребитель может разместить в устройстве новый картридж, например, после получения от устройства сообщения о том, что субстрат, образующий аэрозоль, в картридже израсходован или почти израсходован. 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 внешний воздух протекать через впускное отверстие для воздуха устройства во впускной канал для воздуха и в приемное гнездо. Воздух затем может протекать через картридж в приемное гнездо и захватываться аэрозолем, полученным из субстрата, образующего аэрозоль. Воздух с захваченным аэрозолем затем выходит из выпускного отверстия для аэрозоля приемного гнезда, 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 отверстия свободного пространства и через шланг и мундштук для доставки потребителю. Поток внешнего воздуха и поток аэрозоля внутри кальянного устройства могут быть приведены в действие затяжкой от пользователя.

Далее ссылка будет сделана на графические материалы, на которых изображен один или более вариантов осуществления, описанных в настоящем изобретении. Однако следует понимать, что другие варианты осуществления, не изображенные на графических материалах, попадают в рамки объема и сущности настоящего изобретения. Одинаковые номера, используемые на фигурах, относятся к одинаковым компонентам. Использование разных номеров для обозначения компонентов на разных фигурах не предназначено для указания того, что компоненты под разными номерами не могут быть одинаковыми с компонентами под другими номерами или подобными им. Фигуры представлены с целью иллюстрации, а не ограничения. Схематические изображения, представленные на фигурах, не обязательно выполнены в масштабе.

На Фиг. 1 представлен схематический вид кальянного устройства.

На Фиг. 2A и 2B представлены схематические виды в поперечном сечении кальянного устройства, на которых показаны некоторые компоненты для иллюстрации варианта осуществления прокалывающего элемента.

На Фиг. 3-5 представлены схематические графические изображения кальянных устройств, имеющих различные прокалывающие элементы, функционально связанные с электронной схемой управления.

На Фиг. 6A и 6B представлены схематические графические изображения, иллюстрирующие вариант осуществления приемного гнезда кальянного устройства, содержащего предохранитель.

На Фиг. 7A и 7B представлены схематические графические изображения, иллюстрирующие некоторые компоненты варианта осуществления элемента предохранителя, исполнительного элемента и прокалывающего элемента.

На Фиг. 1 представлен схематический вид в поперечном сечении примера кальянного устройства 100. Устройство 100 содержит сосуд 17, определяющий внутренний объем, выполненный с возможностью содержания жидкости 19 и определяющий выпускное отверстие 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 одну или обе из растительных добавок или травяных добавок.

Устройство 100 также содержит элемент 130, генерирующий аэрозоль. Элемент 130, генерирующий аэрозоль, содержит приемное гнездо 140, выполненное с возможностью вмещения картриджа 200, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Элемент 130, генерирующий аэрозоль, также может содержать нагревательный элемент 160. Нагревательный элемент 160 может образовывать по меньшей мере одну поверхность приемного гнезда 140. В изображенном варианте осуществления нагревательный элемент 160 определяет боковые поверхности приемного гнезда 140. Элемент 130, генерирующий аэрозоль, также содержит впускной канал 170 для воздуха, который втягивает воздух в устройство 100. В некоторых вариантах осуществления часть впускного канала 170 для воздуха образована нагревательным элементом 160 для нагрева воздуха перед вхождением воздуха в приемное гнездо 140. Затем предварительно нагретый воздух поступает в картридж 200, который также нагревается нагревательным элементом 160, чтобы переносить аэрозоль, генерируемый веществом для образования аэрозоля и субстратом, образующим 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 отверстия 15 свободного пространства сосуда 17. Шланг 20 может быть прикреплен к выпускному отверстию 15 свободного пространства для переноса аэрозоля в рот пользователя. Мундштук 25 может быть прикреплен к шлангу 20 или образовывать его часть.

Иллюстративный путь потока воздуха устройства при использовании изображен жирными стрелками на Фиг. 1.

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

Электронная схема 30 управления и блок 35 питания могут быть расположены в любом подходящем месте элемента 130, генерирующего аэрозоль, включая места, отличные от нижней части элемента 130, как показано на Фиг. 1.

Кальянное устройство 100 содержит исполнительный элемент 300, например, вдавливаемую кнопку, функционально связанный с прокалывающим элементом (не показанным на Фиг. 1) для прокалывания картриджа 200 перед использованием.

На Фиг. 2A и 2B показаны варианты осуществления прокалывающего элемента 400. Прокалывающий элемент 400 функционально связан с исполнительным элементом 300. Исполнительный элемент 300 представляет собой кнопку, содержащую удлиненный стержень, соединенный с платформой 330 прокалывающего элемента 400. Исполнительный элемент 300 проходит через отверстие в кожухе 105 кальянного устройства 100.

Прокалывающий элемент 400 содержит удлиненные элементы 310, 315, имеющие сужающиеся концы для прокалывания картриджа в приемном гнезде 140, образованном по меньшей мере частично нагревательным элементом 160. Прокалывающий элемент 400 также содержит верхние 330 и нижние 335 платформы, из которых выдвигаются удлиненные элементы 310, 315. В части верхней платформы 330 образованы прорези 165, позволяющие удлиненным элементам 310 выдвигаться в приемное гнездо 140 для прокалывания картриджа при нажатии на исполнительный элемент 300 (Фиг. 2B). Для смещения удлиненных элементов 310 и исполнительного элемента 300 в неактивированное положение используют пружины 320 или другие смещающие элементы (Фиг. 2A).

Прокалывающий элемент 400 также содержит удлинители 340, проходящие от платформы 330, и рычажные элементы 350, соединяющие платформу 335 с удлинителями 340. Прокалывающий элемент 400 также содержит элементы 360, вокруг которых поворачиваются рычажные элементы 350. Пружинные элементы 325 или другие смещающие элементы могут перемещать платформу 335 и удлиненные элементы 315 во втянутое положение (Фиг. 2A). При нажатии на исполнительный элемент 300 удлинители 340 перемещаются вниз, что приводит к повороту рычажных элементов 350 и вызывает перемещение нижней платформы 335 вверх, в результате чего удлиненный элемент 315 вставляется в приемное гнездо 140 для прокалывания картриджа, вставленного в приемное гнездо 140 (Фиг. 2B).

На Фиг. 3-5 представлены схематические графические изображения кальянных устройств 100, имеющих различные прокалывающие элементы 400, функционально связанные с электронной схемой 30 управления. Электронная схема управления функционально связана с блоком 35 питания и исполнительным элементом 300. Приведение в действие исполнительного элемента 300 приводит к активации прокалывающего элемента 400 электронной схемой 35 управления. На Фиг. 3 прокалывающий элемент 400 содержит двигатель 410 и удлиненный элемент с сужающимся концом 315. Активация двигателя 410 электронной схемой управления заставляет удлиненный элемент 315 выдвигаться в приемное гнездо 140 для прокалывания картриджа в приемном гнезде 140. На Фиг. 4 прокалывающий элемент содержит источник 420 энергии, функционально связанный с электронной схемой 30 управления, и содержит колонку 430, выполненную с возможностью фокусировки энергии от источника 420 энергии в месте картриджа в приемном гнезде 140. На Фиг. 5 прокалывающий элемент 400 содержит нагревательный элемент 160, который функционально связан с электронной схемой 30 управления. Приведение в действие исполнительного элемента 300 приводит к активации нагревательного элемента 160 электронной схемой 30 управления, который может достаточно нагреть картридж в приемном гнезде 140 для образования отверстий в картридже в термолабильных местах картриджа.

Кальянные устройства 100, изображенные на Фиг. 3-5, содержат датчик 500, выполненный с возможностью определения того, вставлен ли картридж в приемное гнездо 140. Датчик 500 функционально связан с электронной схемой 30 управления. Если картридж вставлен в приемное гнездо 140, датчик может посылать сигнал на электронную схему 30 управления таким образом, чтобы электронная схема 30 управления разрешала активацию прокалывающего элемента 400 при приведении в действие исполнительного элемента 300. Если картридж не вставлен в приемное гнездо 310, электронная схема 30 управления предотвращает активацию прокалывающего элемента 400 при приведении в действие исполнительного элемента 300. Таким образом, электронная схема управления и датчик действуют как предохранитель.

На Фиг. 6A и 6B представлено приемное гнездо 140 кальянного устройства, которое содержит предохранитель 600, выступающий в приемное гнездо 140. Вставка картриджа 200 в приемное гнездо 140 приводит к перемещению предохранителя 600. Перемещение предохранителя 600 при размещении картриджа 200 в приемном гнезде 140 может привести к тому, что защелка или другой подходящий стопорный механизм (не показан) позволит удлиненному элементу (такому, как показан на Фиг. 2A и 2B) для проткнуть картридж 200. Когда картридж 200 не вставлен в приемное гнездо 140 (Фиг. 6A), предохранитель 600 может быть расположен таким образом, чтобы предотвратить прокалывание картриджа 200 удлиненным элементом путем предотвращения приведения в действие исполнительного элемента.

На Фиг. 7A и 7B показан вариант осуществления предохранителя 600, выполненного таким образом, чтобы предотвращать приведение исполнительным элементом 300 в действие прокалывающего элемента 400 для прокалывания картриджа до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо. Предохранитель 600 содержит двигатель 410 и стержень 610, выдвигаемый и втягиваемый двигателем 410. В выдвинутом положении (Фиг. 6A) стержень 610 взаимодействует с платформой 335 прокалывающего элемента 400, предотвращая приведение в действие исполнительного элемента для продвижения удлиненного элемента 315, который функционально связан с платформой 335. Во втянутом положении (Фиг. 6B) стержень 610 не взаимодействует с платформой 335, обеспечивая приведение в действие исполнительного элемента 300 для продвижения удлиненного элемента 315 и прокалывания картриджа в приемном гнезде. Двигатель 410 может быть связан с электронной схемой управления и датчиком, в зависимости от ситуации.

Таким образом, описаны кальянные устройства, содержащие механизмы для прокалывания картриджа. 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 генерирующих аэрозоль изделий или в смежных областях, должны быть включены в объем нижеследующей формулы изобретения.

Группа изобретений относится к области табакокурения, в частности к кальянным устройствам. Кальянное устройство содержит сосуд, содержащий внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости. Сосуд содержит впускное отверстие и выпускное отверстие свободного пространства. Устройство содержит приёмное гнездо для размещения картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания картриджа при размещении картриджа в приемном гнезде. Устройство содержит трубку, по которой сгенерированный аэрозоль может протекать в сосуд через впускное отверстие. Прокалывающий элемент выполнен с возможностью прокалывания картриджа. Исполнительный элемент функционально связан с прокалывающим элементом. Приведение исполнительного элемента в действие приводит к прокалыванию картриджа прокалывающим элементом. Предохранитель функционально связан с исполнительным элементом и выполнен с возможностью предотвращения приведения исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо. Достигается технический результат – исключение непреднамеренного прокалывания картриджа и сохранение свежести его содержимого. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Кальянное устройство, содержащее:

сосуд, содержащий внутренний объем, выполненный с возможностью вмещения жидкости, причем сосуд содержит впускное отверстие и выпускное отверстие свободного пространства;

приемное гнездо для размещения картриджа, причем картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль;

нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания картриджа при размещении картриджа в приемном гнезде;

трубку, по которой сгенерированный аэрозоль может протекать в сосуд через впускное отверстие;

прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания картриджа;

исполнительный элемент, функционально связанный с прокалывающим элементом, при этом приведение исполнительного элемента в действие приводит к прокалыванию картриджа прокалывающим элементом, и

предохранитель, функционально связанный с исполнительным элементом и выполненный с возможностью предотвращения приведения исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо.

2. Кальянное устройство по п. 1, отличающееся тем, что прокалывающий элемент содержит удлиненный элемент, при этом приведение в действие исполнительного элемента приводит к перемещению удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение, и при этом перемещение удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение вызывает прокалывание картриджа удлиненным элементом.

3. Кальянное устройство по п. 2, отличающееся тем, что предохранитель предотвращает перемещение исполнительным элементом удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение до тех пор, пока картридж не будет вставлен в приемное гнездо.

4. Кальянное устройство по п. 3, отличающееся тем, что вставка картриджа в приемное гнездо приводит к перемещению предохранителя из первого положения во второе положение, при этом предохранитель в первом положении предотвращает перемещение исполнительным элементом удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение, и при этом предохранитель во втором положении позволяет исполнительному элементу перемещать удлиненный элемент из втянутого положения в выдвинутое положение.

5. Кальянное устройство по п. 4, отличающееся тем, что по меньшей мере часть предохранителя проходит в приемное гнездо таким образом, что вставка картриджа в приемное гнездо приводит к перемещению предохранителя из первого положения во второе положение.

6. Кальянное устройство по п. 3, дополнительно содержащее датчик, выполненный с возможностью определения факта вставки картриджа в приемное гнездо, при этом датчик функционально связан с предохранителем таким образом, что предохранитель предотвращает перемещение исполнительным элементом удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение до тех пор, пока датчик не определит, что картридж вставлен в приемное гнездо.

7. Кальянное устройство по п. 6, дополнительно содержащее контроллер, функционально связанный с датчиком и предохранителем.

8. Кальянное устройство по п. 7, отличающееся тем, что предохранитель содержит двигатель, и при этом контроллер выполнен с возможностью обеспечения перемещения двигателем прокалывающего элемента из первого положения во второе положение, при определении датчиком факта вставки картриджа в приемное гнездо.

9. Кальянное устройство по любому из пп. 2-8, дополнительно содержащее пружину, функционально связанную с исполнительным элементом для смещения исполнительного элемента в направлении положения, при котором удлиненный элемент находится во втянутом положении.

10. Кальянное устройство по п. 1, дополнительно содержащее датчик, выполненный с возможностью определения факта вставки картриджа в приемное гнездо, при этом датчик функционально связан с исполнительным элементом таким образом, что исполнительный элемент не приводит в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа до тех пор, пока датчик не определит, что картридж вставлен в приемное гнездо.

11. Кальянное устройство по п. 10, отличающееся тем, что прокалывающий элемент содержит удлиненный элемент, при этом исполнительный элемент содержит двигатель, и при этом кальянное устройство дополнительно содержит контроллер, функционально связанный с датчиком и двигателем, при этом контроллер выполнен с возможностью приведения двигателя в движение, чтобы вызвать перемещение удлиненного элемента из втянутого положения в выдвинутое положение для прокалывания картриджа, когда датчик определяет, что картридж вставлен в приемное гнездо.

12. Кальянное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что кальянное устройство содержит датчик, выполненный с возможностью определения того, был ли проткнут картридж, вставленный в приемном гнезде, при этом кальянное устройство выполнено с возможностью предотвращения приведения исполнительным элементом в действие прокалывающего элемента для прокалывания картриджа, если картридж, вставленный в приемном гнезде, был проколот.

13. Кальянное устройство по любому из пп. 1, 10, 12, отличающееся тем, что прокалывающий элемент содержит лазер.

14. Кальянное устройство по любому из пп. 1-13, отличающееся тем, что нагревательный элемент образует по меньшей мере часть приемного гнезда для размещения картриджа.

15. Способ, включающий в себя этапы, на которых:

вставляют картридж в приемное гнездо кальянного устройства по любому из пп. 1-14; и

приводят в действие исполнительный элемент, приводящий в действие прокалывающий элемент для прокалывания картриджа.