Устройство нагрева курительной смеси Российский патент 2024 года по МПК A24F1/30 

Изобретение относится к области курения с использованием кальяна и касается курительных устройств с электрическим нагревом, в частности, для нагрева курительной смеси в чаше кальяна.

Известно устройство нагрева курительной смеси, описанное в патентном документе US20160249677A1 (МПК A24F1/30; A24F47/00, опубликован 01.09.2016). Устройство состоит из нагревательного элемента, выполненного с возможностью подключения к источнику питания и размещенного в корпусе, устанавливаемом на чашу кальяна и выполненном с возможностью прохождения и нагрева воздушного потока, возникающего при вдохе. В нижнем основании корпуса расположены выходные отверстия, через которые воздух поступает в чашу кальяна. Нижнее основание корпуса также является экраном, отделяющим нагревательный элемент от кальянной смеси, предохраняющим ее от подгорания и обеспечивающим равномерный прогрев. Таким образом, нагрев курительной смеси в известном устройстве происходит, как непосредственно от нагревательного элемента через нижнее основание корпуса, так и от воздуха, поступающего в кальянную чашу при вдохе. При этом достигаются достаточно хорошие дымность и органолептические показатели самого дыма. Однако известный способ имеет существенный недостаток. Он заключается в следующем. В процессе курения и продувки кальяна через отверстия в нижнем основании корпуса испаряемые компоненты курительной смеси попадают на нагревательный элемент и внутренние части корпуса, нагретые до высоких температур, 450 - 800 градусов Цельсия, в результате чего происходит их разложение с образованием токсичных компонентов. Так, в случае использования табачной кальянной смеси, которая обычно содержит большой процент глицерина, около нагревательного элемента образуется очень опасное отравляющее и канцерогенное вещество - акролеин, являющееся продуктом дегидратации глицерина при температуре выше 290 градусов Цельсия. При вдохе пары акролеина затягиваются в кальян воздушным потоком и попадая в дыхательные пути курящего, вызывают раздражение, проявляющееся в виде першения в горле, ощущения горечи, кашле. В случаях же когда образуются условия накопления акролеина, например, расположения нагревательного элемента в корпусе с закрытыми или недостаточными вентиляционными отверстиями последствия могут быть более серьезными, вплоть до сильного отравления.

Известно также устройство нагрева курительной смеси, описанное в патентном документе RU2748793C1 (МПК A24F1/30 A24F40/46, опубликован 31.05.2021), выбранное в качестве ближайшего аналога. Устройство состоит из нагревательного элемента, выполненного с возможностью подключения к источнику питания и размещенного в корпусе, выполненном с возможностью прохождения и нагрева воздушного потока, возникающего при вдохе и устанавливаемом на чашу кальяна, в нижнем основании которого расположены выходные отверстия, между нагревательным элементом и нижним основанием корпуса расположен ограничитель объема воздушного потока, проходящего через нагревательный элемент, представляющий собой пластину с отверстиями, при этом ниже указанного ограничителя в корпусе нагревательного элемента выполнены боковые отверстия. Суммарное сечение которых для достижения ощутимого эффекта должно в 3-6 раз, превышать суммарное сечение отверстий в пластине ограничителя. В этом случае, при вдохе небольшая часть воздушного потока проходит через нагревательный элемент и пластину ограничителя, а другая часть поступает в чашу через боковые отверстия, непосредственно из окружающей среды. Соответственно, в процессе курения и продувки кальяна большая часть испаряемых компонентов будет выходить через боковые отверстия, минуя нагревательный элемент и внутренние части корпуса. Чем выше температурный диапазон нагревательного элемента, тем выше соотношение суммарных сечений боковых отверстий и отверстий в пластине ограничителя и тем меньше испаряемых компонентов курительной смеси попадает на нагревательный элемент. За счет используемых технических решений в описываемом устройстве достигаются очень хорошие органолептические показатели дыма, обеспечивается комфортное курение без раздражения органов дыхания.

Однако указанное устройство имеет недостаток. Он заключается в том, что при необходимости изменить температуру нагрева курительной смеси или ее испаряемых компонентов в процессе курения, из-за инерционности нагревательного элемента такое изменение происходит с задержкой, иногда до десятков секунд, что может вызвать определенный дискомфорт. Особенно это проявляется при появлении признаков перегрева курительной смеси, когда нужно быстро ее остудить. Необходимо отметить, что первое устройство, описанное выше, также имеет этот недостаток.

Задача изобретения состоит в создании устройства нагрева курительной смеси, которое позволяет избежать недостатков известных решений. Технический результат, проявляющийся при использовании заявленного устройства, заключается в возможности быстрого изменения температуры курительной смеси и ее испаряемых компонентов в процессе курения, что делает этот процесс более комфортным.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном устройстве нагрева курительной смеси, которое состоит из нагревательного элемента, выполненного с возможностью подключения к источнику питания и размещенного в корпусе, выполненном с возможностью прохождения и нагрева воздушного потока, возникающего при вдохе и устанавливаемом на чашу кальяна, в нижнем основании которого расположены выходные отверстия, между нагревательным элементом и нижним основанием корпуса расположен ограничитель объема воздушного потока, проходящего через нагревательный элемент, представляющий собой пластину с отверстиями, при этом ниже указанного ограничителя в корпусе нагревательного элемента выполнены боковые отверстия, на внешней стенке корпуса установлено регулировочное кольцо таким образом, что при его повороте вокруг своей оси обеспечивается перекрытие боковых отверстий.

Благодаря тому что на внешней стенке корпуса установлено регулировочное кольцо, способное перекрывать боковые отверстия, появляется возможность менять соотношение воздушных потоков - нагретого нагревательным элементом и поступающего из внешней среды и имеющего ее температуру, тем самым быстро меняя температуру суммарного воздушного потока, поступающего в чашу кальяна через отверстия в нижнем основании корпуса. При этом в определенных условиях, например при раскуривании кальяна, когда курительная смесь недостаточно прогрета и испарения ее компонентов малы, возможно полное перекрытие боковых отверстий. При этом весь воздушный поток, поступающий в чашу кальяна, будет нагреваться нагревательным элементом, что позволит быстро разогреть курительную смесь, после чего боковые отверстия могут быть полностью или частично открыты для обеспечения комфортных параметров курения.

Схема устройства, иллюстрирующая принцип его работы, представлена на Фиг. 1. На Фиг. 2 и на Фиг. 3 представлены варианты возможной реализации устройства. На фигурах цифрами обозначены:

1 - нагревательный элемент,

2 - корпус,

3 - источник питания,

4 - соединительный кабель,

5 - чаша кальяна,

6 - входные отверстия,

7 - выходные отверстия,

8 - ограничитель объема воздушного потока,

9 - боковые отверстия,

10 - регулировочное кольцо,

11 - ручка,

12 - штифты,

13 - держатель,

14 - втулка.

Нагревательный элемент (1), размещенный в корпусе (2), подключенный к источнику питания (3), посредством соединительного кабеля (4). Устройство нагрева установлено на чаше кальяна (5), в которую помещается курительная смесь. Корпус (2) содержит входные отверстия (6) и выходные отверстия (7) в нижнем основании корпуса. В корпусе, между нагревательным элементом (1) и нижним основанием расположен ограничитель объема воздушного потока (8), проходящего через нагревательный элемент (1), представляющий собой пластину с отверстиями. Ниже ограничителя объема воздушного потока (8) в корпусе выполнены боковые отверстия (9). На внешней стенке корпуса установлено регулировочное кольцо (10), снабженное ручкой (11). Нагревательный элемент (1) может быть выполнен в виде спирали из нихромовой проволоки, согнутой в кольцо. Питание нагревательного элемента (1) может быть выполнено от источника (3) постоянного тока, например, 12 В, 10А с ШИМ регулятором тока нагрузки, через соединительный кабель (4). Значение температуры нагрева курительной смеси в статическом режиме может меняться установкой соответствующего значения тока нагрузки в ШИМ регуляторе. Корпус (2) нагревательного элемента (1) выполнен с входными и выходными отверстиями (6 и 7), в частности, входные отверстия (6) могут быть выполнены на крышке или в верхней части корпуса (2), а выходные отверстия (7) - в основании корпуса. Ограничитель объема воздушного потока, проходящего через нагревательный элемент, может быть выполнен в виде дюралюминиевой или стальной пластины толщиной 1-2 мм, с отверстиями диаметром 1-3 мм, расположенными по диаметру кольца нагревателя. Регулировочное кольцо (10) может быть изготовлено, например, из стали толщиной 2 мм или другого материала, имеющего рабочую температуры до 250 градусов Цельсия. Ручка (11) может также быть выполнена из стали и, в простейшем случае, представлять из себя тонкий (1-2 мм в диаметре) стержень, приваренный к регулировочному кольцу (10).

Устройство работает следующим образом. Корпус с нагревательным элементом (1) устанавливают на чашу кальяна (5) с курительной смесью, подают на нагревательный элемент (1) питание от источника (3), подключенного с помощью соединительного кабеля (4). Нагревательный элемент (1) через нижнее основание корпуса (2) нагревает курительную смесь, размещенную в чаше кальяна (5). При этом температура в верхней части чаши кальяна (5) у нижнего основания корпуса (2) составляет 200-250 градусов Цельсия. При вдохе пользователя кальяна внутри колбы образуется область пониженного давления, под влиянием которой возникает поток воздуха, направленный к колбе по шахте кальяна. Небольшая часть воздушного потока проходит через нагревательный элемент (1), нагревается и через ограничитель объема воздушного потока (8) и далее через выходные отверстия (7), поступает в чашу кальяна (5) а другая часть воздушного потока поступает в чашу кальяна (5) через боковые отверстия (9), непосредственно из окружающей среды. Регулируя перекрытие боковых отверстий (9) регулировочным кольцом (10), можно быстро и эффективно менять температуру суммарного воздушного потока, поступающего в емкость (5) через выходные отверстия (7), и тем самым температуру курительной смеси и ее испаряемых компонентов. На Фиг. 2 более детально показана нижняя часть корпуса (2) заявляемого устройства с регулировочным кольцом (10) и одной из возможных реализаций боковых отверстий (9) в виде горизонтальных прорезей. В этом варианте регулировочное кольцо (10) удерживается на корпусе (2) с помощью штифтов (12), закрепленных на корпусе (2) и вставленных в прорези, выполненные в регулировочном кольце (10) с наклоном. При вращении регулировочного кольца (10) за ручку (11) оно поднимается или опускается, соответственно открывая или перекрывая боковые отверстия (9). Очевидно, что боковые отверстия (9) могут быть выполнены в другом виде из-за технологических, экономических и других соображений и это не меняет суть предлагаемого изобретения. Следует отметить принципиальную важность регулировки температуры суммарного воздушного потока, поступающего в чашу кальяна (5) именно перекрытием боковых отверстий (9), а не, например, входных отверстий (6). При перекрытии входных отверстий (6), которые обеспечивают циркуляцию воздуха, в корпусе (2) возможно накопление продуктов разложения испаряемых компонентов курительной смеси, в том числе акролеина, кроме того перекрытие этих отверстий будет сильно влиять на тепловой режим нагревательного элемента (1), что может потребовать его подстройки при таком перекрытии, создавая дополнительные неудобства при использовании устройства.

На Фиг. 3 представлен вариант еще одной возможной реализации заявленного устройства. Здесь нижнее основание корпуса (2) вместе с ограничителем объема воздушного потока (8), регулировочным кольцом (10) с ручкой (11) выполнено в виде съемной конструкции, снабженной держателем (13), а ограничитель объема воздушного потока (8) крепится к нему, например, через втулку (14) так, чтобы обеспечивалось его свободное вращение. Таким образом ограничитель объема воздушного потока (8) может быть сдвинут в плоскости своего расположения относительно нижнего основания корпуса (2). При этом верхняя часть корпуса (2) с нагревательным элементом (1) может быть установлена на нижнюю часть и устройство будет работать без ограничителя объема воздушного потока (8). Такое решение позволяет осуществить ускоренный прогрев курительной смеси в начале сеанса курения, так как нагревательный элемент (1) напрямую осуществляет нагрев нижнего основания корпуса (2). После прогрева курительной смеси ограничитель объема воздушного потока (8) может быть возвращен на место.

Промышленная применимость. Представленные фигуры, описание конструкции и использования устройства не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения и использования в объеме заявляемой формулы. Приведенные примеры реализации устройства нагрева курительной смеси и его использования не ограничивают объем заявленного решения представленными частными формами исполнения отдельных элементов или их взаимосвязей. Следует понимать, что заявленное изобретение может быть реализовано в других вариантах устройства, с иными элементами, взаимосвязями и условиями, чем описаны выше, в сочетании с другими существующими и будущими технологиями.

Изобретение относится к области курения с использованием кальяна и касается курительных устройств с электрическим нагревом, в частности для нагрева курительной смеси в чаше кальяна. Технический результат заключается в возможности быстрого изменения температуры курительной смеси и ее испаряемых компонентов в процессе курения, что делает этот процесс более комфортным, и достигается тем, что в устройстве нагрева курительной смеси, которое состоит из нагревательного элемента, выполненного с возможностью подключения к источнику питания и размещенного в корпусе, выполненном с возможностью прохождения и нагрева воздушного потока, возникающего при вдохе, и устанавливаемом на чашу кальяна, в нижнем основании которого расположены выходные отверстия, между нагревательным элементом и нижним основанием корпуса расположен ограничитель объема воздушного потока, проходящего через нагревательный элемент, представляющий собой пластину с отверстиями, при этом ниже указанного ограничителя в корпусе нагревательного элемента выполнены боковые отверстия, на внешней стенке корпуса установлено регулировочное кольцо, закрепленное таким образом, что при его повороте вокруг своей оси обеспечивается перекрытие боковых отверстий. На внешней стенке корпуса установлено регулировочное кольцо, способное перекрывать боковые отверстия, появляется возможность менять соотношение воздушных потоков - нагретого нагревательным элементом и поступающего из внешней среды и имеющего ее температуру. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство нагрева курительной смеси, которое состоит из нагревательного элемента, выполненного с возможностью подключения к источнику питания и размещенного в корпусе, выполненном с возможностью прохождения и нагрева воздушного потока, возникающего при вдохе, и устанавливаемом на чашу кальяна, в нижнем основании которого расположены выходные отверстия, между нагревательным элементом и нижним основанием корпуса расположен ограничитель объема воздушного потока, проходящего через нагревательный элемент, представляющий собой пластину с отверстиями, при этом ниже указанного ограничителя в корпусе нагревательного элемента выполнены боковые отверстия, отличающееся тем, что на внешней стенке корпуса установлено регулировочное кольцо, а боковые отверстия выполнены в виде горизонтальных прорезей, причем регулировочное кольцо удерживается на корпусе с помощью штифтов, закрепленных на корпусе и вставленных в прорези, выполненные в регулировочном кольце с наклоном так, что при его повороте вокруг своей оси обеспечивается перекрытие боковых отверстий.

2. Устройство нагрева курительной смеси по п. 1, отличающееся тем, что регулировочное кольцо снабжено ручкой.

3. Устройство нагрева курительной смеси по п. 1, отличающееся тем, что нижнее основание корпуса вместе с ограничителем объема воздушного потока и регулировочным кольцом выполнено в виде съёмной конструкции.

4. Устройство нагрева курительной смеси по п. 3, отличающееся тем, что нижнее основание корпуса снабжено держателем, а ограничитель объема воздушного потока крепится к нему таким образом, чтобы обеспечивалось его свободное вращение в плоскости расположения.