[go: up one dir, main page]

RU2774803C1 - Aerosol generating element with infrared heating - Google Patents

Aerosol generating element with infrared heating Download PDF

Info

Publication number
RU2774803C1
RU2774803C1 RU2021118709A RU2021118709A RU2774803C1 RU 2774803 C1 RU2774803 C1 RU 2774803C1 RU 2021118709 A RU2021118709 A RU 2021118709A RU 2021118709 A RU2021118709 A RU 2021118709A RU 2774803 C1 RU2774803 C1 RU 2774803C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aerosol
forming substrate
generating element
receiver
hookah
Prior art date
Application number
RU2021118709A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберт Эмметт
Ана Исабель ГОНСАЛЕС ФЛОРЕС
Original Assignee
Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Филип Моррис Продактс С.А. filed Critical Филип Моррис Продактс С.А.
Application granted granted Critical
Publication of RU2774803C1 publication Critical patent/RU2774803C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aerosol production.
SUBSTANCE: aerosol generating element for generating an aerosol in a hookah device containing a receiver for placing an aerosol-forming substrate and a photonic device made with the ability to generate an IR beam, and the aerosol generating element is made with the ability to heat the aerosol-forming substrate by directing the IR beam onto the aerosol-forming substrate. The present invention additionally relates to a hookah device containing the said aerosol generating element, to an aerosol generating system containing the said hookah device and an aerosol generating product, and to a method for aerosol formation in a hookah device. The aerosol generating element according to the present invention provides an alternative heating system in which the substrate forming the aerosol is heated as a result of absorption of IR radiation.
EFFECT: heating with IR radiation provides the advantage of high speed, flexibility and efficiency of heating.
20 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль элементу для генерирования аэрозоля в кальянном устройстве. Более конкретно, настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль элементу, в котором аэрозоль генерируется путем нагрева образующего аэрозоль субстрата с помощью инфракрасного (ИК) излучения. Настоящее изобретение дополнительно относится к кальянному устройству, содержащему генерирующий аэрозоль элемент, к генерирующей аэрозоль системе, содержащей кальянное устройство и генерирующее аэрозоль изделие, и к способу генерирования аэрозоля в кальянном устройстве.The present invention relates to an aerosol generating element for generating an aerosol in a hookah device. More specifically, the present invention relates to an aerosol generating element in which an aerosol is generated by heating an aerosol-forming substrate with infrared (IR) radiation. The present invention further relates to a hookah device comprising an aerosol generating element, an aerosol generating system comprising a hookah device and an aerosol generating article, and a method for generating aerosol in the hookah device.

Традиционные кальянные устройства используются для курения табачного субстрата и выполнены таким образом, что пар и дым проходят через колбу с водой перед их вдыханием потребителем. Кальянные устройства могут содержать один выход или более чем один выход, так что обеспечивается возможность одновременного использования устройства более чем одним потребителем. Многие рассматривают использование кальянных устройств как способ проведения досуга и социальный опыт.Traditional hookah devices are used to smoke a tobacco substrate and are designed in such a way that the vapor and smoke pass through a bulb of water before being inhaled by the consumer. Hookah devices may contain one outlet or more than one outlet, so that it is possible to use the device at the same time by more than one consumer. Many consider the use of hookah devices as a way of spending leisure time and social experience.

Традиционные кальянные устройства используют древесный уголь для нагрева или сжигания табачного субстрата, чтобы генерировался аэрозоль для вдыхания пользователем. Во время использования традиционного кальянного устройства могут образовываться высокие уровни угарного газа и нежелательные побочные продукты сгорания, такие как полициклические ароматические углеводороды, а также другие вредные и потенциально вредные компоненты. Угарный газ может генерироваться древесным углем, а также в результате горения табачного субстрата.Traditional hookah devices use charcoal to heat or burn a tobacco substrate to generate an aerosol for inhalation by the user. During use of a traditional hookah device, high levels of carbon monoxide and unwanted combustion by-products such as polycyclic aromatic hydrocarbons, as well as other harmful and potentially harmful components, can be generated. Carbon monoxide can be generated by charcoal, as well as from the combustion of tobacco substrate.

Один из способов уменьшения образования угарного газа и побочных продуктов сгорания состоит в использовании вместо древесного угля электрических нагревателей, например резистивных нагревателей, которые нагревают табачный субстрат до температуры, достаточной для образования аэрозоля из указанного субстрата без сжигания субстрата.One way to reduce the formation of carbon monoxide and combustion by-products is to use electric heaters, such as resistance heaters, instead of charcoal, which heat the tobacco substrate to a temperature sufficient to form an aerosol from said substrate without burning the substrate.

Однако по сравнению с традиционными кальянными устройствами, работающими на древесном угле, в устройствах с электрическим нагревом могут иметь место такие негативные моменты, как меньшая общая масса аэрозоля, меньшее количество видимого аэрозоля, меньший объем аэрозоля или любая комбинация вышеперечисленного. Ухудшение одного или более из указанных свойств аэрозоля может быть особенно выражено во время первых затяжек вследствие худшего контакта между субстратом и нагреваемой поверхностью. Следовательно, время, затрачиваемое на нагрев субстрата до тех пор, пока не станет доступной первая затяжка для потребления (время TT1P), может быть сравнительно длительным по сравнению с традиционным кальянными устройствами, нагреваемыми с помощью древесного угля.However, compared to traditional charcoal-fired hookah devices, electrically heated devices can have negative points such as less total aerosol mass, less visible aerosol, less aerosol volume, or any combination of the above. The deterioration of one or more of these properties of the aerosol can be especially pronounced during the first puffs due to poorer contact between the substrate and the heated surface. Therefore, the time taken to heat the substrate until the first puff for consumption (TT1P time) is available can be relatively long compared to traditional charcoal-heated hookah devices.

В традиционных кальянах древесный уголь обеспечивает уникальную характеристику нагрева, поскольку он не осуществляет одновременный и равномерный нагрев всего образующего аэрозоль субстрата в одно и то же время. Перемещение древесного угля к разным точкам с требуемой скоростью составляет важную часть ритуала и ощущений от курения традиционных кальянов.In traditional hookahs, charcoal provides a unique heating characteristic because it does not simultaneously and uniformly heat all of the aerosol-forming substrate at the same time. Moving charcoal to different points at the required speed is an important part of the ritual and feeling of smoking traditional hookahs.

Было бы желательно создать такое кальянное устройство, которое снижало бы образование угарного газа и нежелательных побочных продуктов сгорания по сравнению с традиционными кальянными устройствами на древесном угле.It would be desirable to provide a hookah device that would reduce the production of carbon monoxide and unwanted combustion by-products compared to traditional charcoal hookah devices.

Было бы желательно создать кальянное устройство с характеристикой нагрева, совпадающей, похожей или имитирующей ритуал и ощущения от курения традиционных кальянов.It would be desirable to provide a hookah device with a heating characteristic that matches, resembles or mimics the ritual and feel of smoking traditional hookahs.

В различных аспектах настоящего изобретения предложен генерирующий аэрозоль элемент для генерирования аэрозоля в кальянном устройстве. Генерирующий аэрозоль элемент содержитприемник для размещения образующего аэрозоль субстрата и фотонного устройства, выполненного с возможностью генерирования луча ИК-излучения. Указанный генерирующий аэрозоль элемент выполнен с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата путем направления луча ИК-излучения на образующий аэрозоль субстрат.In various aspects of the present invention, an aerosol generating element is provided for generating an aerosol in a hookah device. The aerosol-generating element comprises a receiver for receiving an aerosol-forming substrate and a photonic device configured to generate an IR beam. Said aerosol-generating element is configured to heat the aerosol-forming substrate by directing an IR beam onto the aerosol-forming substrate.

Таким образом, фотонное устройство действует как ИК-излучатель. В целом, генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению использует ИК-излучение для нагрева одного или более компонентов образующего аэрозоль субстрата. В некоторых вариантах осуществления образующий аэрозоль субстрат может содержать табак, как будет описано ниже.Thus, the photonic device acts as an IR emitter. In general, the aerosol generating element of the present invention uses infrared radiation to heat one or more components of the aerosol generating substrate. In some embodiments, the aerosol-forming substrate may comprise tobacco, as will be described below.

Таким образом, генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению обеспечивает альтернативную систему нагрева, в которой образующий аэрозоль субстрат нагревается в результате поглощения ИК-излучения. Нагрев с помощью ИК-излучения обеспечивает преимущество, состоящее в высокой скорости, гибкости и эффективности нагрева. Thus, the aerosol-generating element of the present invention provides an alternative heating system in which the aerosol-generating substrate is heated by absorbing IR radiation. IR heating provides the advantage of high speed, flexibility and heating efficiency.

В отличие от проводимости или конвекции, излучение переносит энергию посредством электромагнитных волн. Как следствие, не требуется присутствие промежуточной среды или «теплоносителя». Это обеспечивает возможность содействия сокращению времени, необходимого для доведения образующего аэрозоль субстрата до требуемой температуры. Это может быть особенно полезно в течение периода предварительного нагрева образующего аэрозоль субстрата. Кроме того, не требуется физический контакт между генерирующим аэрозоль элементом и образующим аэрозоль субстратом. Генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению обеспечивает возможность бесконтактного нагрева образующего аэрозоль субстрата.Unlike conduction or convection, radiation carries energy through electromagnetic waves. As a consequence, the presence of an intermediate medium or "coolant" is not required. This makes it possible to help reduce the time required to bring the aerosol-forming substrate to the desired temperature. This can be particularly useful during the preheating period of the aerosol-forming substrate. In addition, no physical contact is required between the aerosol generating element and the aerosol generating substrate. The aerosol-generating element of the present invention allows non-contact heating of an aerosol-forming substrate.

Генерирующий аэрозоль элемент может использоваться с образующим аэрозоль субстратом для образования аэрозоля. В частности, генерирующий аэрозоль элемент может вмещать и нагревать образующий аэрозоль субстрат для генерирования аэрозоля. Образующий аэрозоль субстрат может нагреваться, но не сжигаться, с помощью генерирующего аэрозоль элемента. Генерирующий аэрозоль элемент может содержать нагревательный элемент. Нагревательный элемент может содержать электрический нагревательный элемент. The aerosol-generating element may be used with an aerosol-forming substrate to generate an aerosol. In particular, the aerosol generating member can contain and heat the aerosol generating substrate to generate the aerosol. The aerosol-generating substrate may be heated, but not incinerated, by the aerosol-generating element. The aerosol generating element may include a heating element. The heating element may comprise an electrical heating element.

В некоторых вариантах осуществления генерирующий аэрозоль элемент может содержать элементы традиционного кальянного устройства, такие как любое из следующего: приемник для размещения образующего аэрозоль субстрата, покровную пластину для покрытия указанного приемника, картридж, содержащий образующий аэрозоль субстрат, фольгу для покрытия указанного картриджа и по меньшей мере одну гранулу древесного угля для нагрева образующего аэрозоль субстрата.In some embodiments, the aerosol-generating element may comprise elements of a conventional hookah device, such as any of the following: a receptacle for receiving an aerosol-forming substrate, a cover plate for covering said receptacle, a cartridge containing an aerosol-forming substrate, a foil for covering said cartridge, and at least one pellet of charcoal to heat the aerosol-forming substrate.

Разные материалы поглощают ИК-излучение на разных частотах. Правильный выбор длины волны обеспечивает возможность содействия эффективному нагреву определенных веществ, в то время как другие вещества будут оставаться при значительно более низких температурах. Соответственно, генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению обеспечивает возможность целенаправленного нагрева в зависимости от одного или более компонентов образующего аэрозоль субстрата. Целенаправленное ИК-излучение не обязательно нагревает окружающий воздух. Это означает возможность достижения более эффективного нагрева. Кроме того, обеспечивается более свободное проектирование, поскольку воздушный зазор не приводит к большим тепловым потерям, как это имеет место в традиционной кальянной системе с электрическим нагревом. Таким образом, потенциально необходимо меньшее количество изоляционного материала.Different materials absorb IR radiation at different frequencies. Proper choice of wavelength makes it possible to promote efficient heating of certain substances, while other substances will remain at much lower temperatures. Accordingly, the aerosol generating element of the present invention enables targeted heating depending on one or more components of the aerosol generating substrate. Targeted IR radiation does not necessarily heat the surrounding air. This means that more efficient heating can be achieved. In addition, a freer design is provided, since the air gap does not lead to large heat losses, as is the case in a traditional electrically heated hookah system. Thus, potentially less insulating material is needed.

Возможно манипулирование лучами ИК-излучениями таким образом, чтобы облучался лишь конкретный участок образующего аэрозоль субстрата. Кроме того, известно, что ИК-поглощение связано с низкой пропускающей способностью. ИК-лучи обеспечивают возможность нагрева лишь облучаемого участка образующего аэрозоль субстрата. Соответственно, генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению обеспечивает возможность целенаправленного нагрева в зависимости от пространства.It is possible to manipulate the IR beams so that only a specific area of the aerosol-forming substrate is irradiated. In addition, IR absorption is known to be associated with low transmittance. The IR rays allow only the irradiated portion of the aerosol-forming substrate to be heated. Accordingly, the aerosol generating element of the present invention enables targeted heating depending on space.

Еще одно преимущество средств ИК-нагрева по настоящему изобретению состоит в быстрой тепловой реакции. Обеспечивается возможность нагрева образующего аэрозоль субстрата по существу лишь во время облучения.Another advantage of the IR heating means of the present invention is the rapid thermal response. It is possible to heat the aerosol-forming substrate substantially only during irradiation.

Кроме того, ИК-нагрев обеспечивает высокую гибкость пространственного расположения ИК-излучателя и субстрата. Это открывает широкие возможности для геометрического проектирования генерирующего аэрозоль элемента и кальянного устройства.In addition, IR heating provides high flexibility in the spatial arrangement of the IR emitter and substrate. This opens up wide possibilities for the geometric design of the element generating the aerosol and the hookah device.

В некоторых вариантах осуществления луч ИК-излучения может подвергаться манипулированию между фотонным устройством и образующим аэрозоль субстратом. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно обеспечивается содействие манипулированию ИК-лучом посредством оптического элемента.In some embodiments, an IR beam may be manipulated between a photonic device and an aerosol-forming substrate. In some embodiments, the implementation is preferably provided to facilitate the manipulation of the IR beam through the optical element.

В некоторых вариантах осуществления генерирующий аэрозоль элемент дополнительно содержит оптический элемент, расположенный между фотонным устройством и указанным приемником и выполненный с возможностью манипулирования лучом ИК-излучения.In some embodiments, the aerosol generating element further comprises an optical element positioned between the photonic device and said receiver and configured to manipulate the IR beam.

Выражение «манипулирование лучом ИК-излучения» может включать любые изменения оптического тракта луча ИК-излучения. Примеры включают любое из следующего: отражение луча ИК-излучения, отклонение луча ИК-излучения, сужение луча ИК-излучения и расширение луча ИК-излучения. The expression "IR beam manipulation" may include any changes to the optical path of the IR beam. Examples include any of the following: IR beam reflection, IR beam deflection, IR beam narrowing, and IR beam widening.

Термин «оптический элемент» включает любой элемент, который способен манипулировать лучом ИК-излучения. Примеры включают зеркала, криволинейные зеркала, линзы, выпуклые линзы и вогнутые линзы. Вогнутые линзы обеспечивают возможность расширения луча ИК-излучения и, таким образом, возможность снижения плотности энергии луча ИК-излучения. Такая конфигурация может быть особенно полезна для поддержания субстрата при заданной пониженной температуре в течение длительных временных интервалов, когда затяжка не осуществляется, например на этапе предварительного нагрева или между затяжками. Выпуклые линзы обеспечивают возможность сужения луча ИК-излучения, и таким образом, возможность повышения плотности энергии луча ИК-излучения. Суженный или сфокусированный луч обеспечивает возможность быстрого израсходования определенных областей субстрата.The term "optical element" includes any element that is capable of manipulating an IR beam. Examples include mirrors, curved mirrors, lenses, convex lenses and concave lenses. The concave lenses allow the IR beam to expand and thus the ability to reduce the energy density of the IR beam. Such a configuration may be particularly useful for maintaining the substrate at a given reduced temperature for long periods of time when a puff is not being performed, such as during a preheat step or between puffs. Convex lenses allow narrowing of the IR beam, and thus the ability to increase the energy density of the IR beam. A narrowed or focused beam allows certain areas of the substrate to be used up quickly.

Согласно одному или более вариантам осуществления, оптический элемент генерирующего аэрозоль элемента по настоящему изобретению может быть расположен на оптическом держателе. Оптический держатель может быть подвижным. Перемещение оптического держателя может осуществляться механическим, электрическим или электромеханическим способом. Перемещение может осуществляться с помощью любых подходящих средств. Примеры могут включать шаговые двигатели и/или эксцентрические винты. Перемещение может осуществляться вручную пользователем. Предпочтительно, перемещение осуществляется автоматически посредством компонентов с электронным управлением.According to one or more embodiments, the optical element of the aerosol generating element of the present invention may be located on the optical holder. The optical holder may be movable. The movement of the optical holder can be mechanical, electrical or electromechanical. The movement may be by any suitable means. Examples may include stepper motors and/or eccentric screws. The movement can be done manually by the user. Preferably, the movement is carried out automatically by means of electronically controlled components.

Местоположение оптического элемента может регулироваться во время использования посредством оптического держателя. Оптический элемент, расположенный на оптическом держателе, обеспечивает возможность манипулирования лучом ИК-излучения. Оптический элемент, расположенный на оптическом держателе, обеспечивает возможность динамического манипулирования лучом ИК-излучения.The location of the optical element can be adjusted during use by means of the optical holder. The optical element located on the optical holder makes it possible to manipulate the infrared radiation beam. The optical element located on the optical holder provides the possibility of dynamic manipulation of the infrared radiation beam.

Термин «подвижный оптический держатель» включает держатель любого типа для оптического элемента, обеспечивающий возможность перемещения оптического элемента в разные местоположения или в разных направлениях относительно падающего луча ИК-излучения. Таким образом обеспечивается возможность измененяемого манипулирования лучом ИК-излучения с помощью оптического элемента путем перемещения оптического элемента посредством подвижного оптического держателя. The term "movable optical holder" includes any type of holder for an optical element that allows the optical element to be moved to different locations or in different directions relative to the incident IR beam. Thus, it is possible to change the manipulation of the infrared radiation beam with the optical element by moving the optical element by means of a movable optical holder.

Выражение «динамическое манипулирование лучом ИК-излучения» означает, что возможно манипулирование лучом ИК-излучения во время использования генерирующего аэрозоль элемента в кальянном устройстве.The expression "dynamic manipulation of the IR beam" means that it is possible to manipulate the IR beam during use of the aerosol generating element in the hookah device.

Выражение «во время использования» может относиться к любому моменту времени, когда имеет место использование кальянного устройства пользователем. Выражение «во время использования» может относиться к любому моменту времени, когда кальянное устройство включено. Выражение «во время использования» может относиться к любому моменту времени, когда происходит подача мощности на фотонное устройство. Выражение «во время использования» может относиться к моменту времени в течение затяжки или между затяжками.The expression "during use" can refer to any point in time when the use of the hookah device by the user takes place. The expression "during use" can refer to any moment in time when the hookah device is turned on. The expression "during use" can refer to any point in time when power is supplied to the photonic device. The expression "during use" may refer to a point in time during a puff or between puffs.

Манипулирование лучом ИК-излучения может осуществляться с помощью подвижного оптического держателя. Механическое, электронное или электромеханическое перемещение может осуществляться с помощью любых подходящих средств. Примеры могут включать шаговые двигатели, эксцентрические винты, пьезоэлектрические винты или их комбинации. Перемещение может осуществляться вручную пользователем. Предпочтительно, перемещение осуществляется автоматически посредством компонентов с электронным управлением.Manipulation of the infrared radiation beam can be carried out using a movable optical holder. The mechanical, electronic or electromechanical movement may be by any suitable means. Examples may include stepper motors, eccentric screws, piezoelectric screws, or combinations thereof. The movement can be done manually by the user. Preferably, the movement is carried out automatically by means of electronically controlled components.

В целом, управление процессом динамического манипулирования лучом ИК-излучения может осуществляться с помощью компьютерной программы, выполняемой в электронной схеме. Управление частью динамического манипулирования или всем динамическим манипулированием может осуществляться автоматически, например, в соответствии с компьютерной программой. Компьютерная программа может храниться на машиночитаемом носителе для долговременного хранения данных. Управление одним или более аспектами динамического манипулирования может частично или полностью осуществляться пользователем. Например, пользователь может регулировать скорость динамического манипулирования. Пользователь может управлять местоположением на субстрате, на которое направляется ИК-луч. Например, могут быть предусмотрены средства, которые обеспечивают возможность ввода команд пользователем и, таким образом, возможность динамического манипулирования лучом ИК-излучения в соответствии с предпочтениями пользователя. Такие средства могут представлять собой любые подходящие средства, известные специалистам в данной области техники. Примером является блок управления, содержащий пользовательский интерфейс. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс может содержать электронные, механические или электромеханические средства пользовательского интерфейса. In general, the process of dynamic manipulation of the IR beam can be controlled by a computer program executing in an electronic circuit. Some or all of the dynamic manipulation may be controlled automatically, for example in accordance with a computer program. The computer program may be stored on a computer-readable medium for non-volatile data storage. One or more aspects of dynamic manipulation may be partially or wholly controlled by the user. For example, the user can adjust the speed of dynamic manipulation. The user can control the location on the substrate to which the IR beam is directed. For example, means may be provided that allow user input of commands and thus the ability to dynamically manipulate the IR beam according to the user's preferences. Such means may be any suitable means known to those skilled in the art. An example is a control block containing a user interface. In some embodiments, the user interface may comprise electronic, mechanical, or electromechanical user interface means.

Динамическое манипулирование лучом ИК-излучения обеспечивает возможность динамического манипулирования траекторией луча. Таким образом, динамическое манипулирование лучом ИК-излучения обеспечивает возможность облучения различных участков образующего аэрозоль субстрата. Таким образом, динамическое манипулирование лучом ИК-излучения обеспечивает возможность избирательного облучения образующего аэрозоль субстрата, что, в свою очередь, обеспечивает возможность избирательного генерирования аэрозоля. Динамическое манипулирование лучом ИК-излучения обеспечивает возможность последовательного облучения образующего аэрозоль субстрата. С помощью генерирующего аэрозоль элемента по настоящему изобретению обеспечивается возможность последовательного нагрева различных участков образующего аэрозоль субстрата. Управление последовательным нагревом может частично или полностью осуществляться пользователем. Генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению может имитировать перемещение древесного угля поверх субстрата, и таким образом дополнительно обеспечивается возможность сохранения традиционного ритуала курения.Dynamic manipulation of the IR beam allows dynamic manipulation of the beam path. Thus, dynamic manipulation of the IR beam makes it possible to irradiate different regions of the aerosol-forming substrate. Thus, dynamic manipulation of the IR beam allows the aerosol-forming substrate to be selectively irradiated, which in turn allows the aerosol to be selectively generated. The dynamic manipulation of the IR beam enables sequential irradiation of the aerosol-forming substrate. With the aerosol generating element of the present invention, it is possible to sequentially heat different portions of the aerosol generating substrate. The sequential heating can be partially or completely controlled by the user. The aerosol generating element of the present invention can simulate the movement of charcoal on top of the substrate, and thus further enables the traditional smoking ritual to be preserved.

Фотонное устройство генерирующего аэрозоль элемента функционирует как ИК-излучатель. При выборе подходящего ИК-излучателя следует учитывать состав образующего аэрозоль субстрата. ИК-излучатель может быть выбран с учетом одного или более свойств ИК-излучателя. Одно или более свойств ИК-излучателя могут быть выбраны в зависимости от одного или более компонентов образующего аэрозоль субстрата. Например, указанные одно или более свойств ИК-излучателя могут включать любое из следующего: длину волны, частоту, размер пятна, источник смещения, импульсный/непрерывный тип волны, энергию и мощность, или любую комбинацию вышеперечисленного. Например, длина волны излучения ИК-излучателя может быть выбрана с учетом поглощения ИК-излучения одним или более компонентами образующего аэрозоль субстрата. Длина волны излучения ИК-излучателя может быть выбрана с учетом пропускания ИК-излучения одним или более компонентами образующего аэрозоль субстрата. The photonic device of the aerosol generating element functions as an IR emitter. When choosing a suitable IR emitter, the composition of the aerosol-forming substrate must be taken into account. The IR emitter may be selected based on one or more properties of the IR emitter. One or more properties of the IR emitter may be selected depending on one or more components of the aerosol-forming substrate. For example, said one or more properties of an IR emitter may include any of the following: wavelength, frequency, spot size, bias source, pulsed/continuous wave type, energy and power, or any combination of the above. For example, the emission wavelength of the IR emitter may be selected based on the absorption of IR radiation by one or more components of the aerosol-forming substrate. The wavelength of the IR emitter may be selected based on the transmission of IR radiation by one or more components of the aerosol-forming substrate.

Длина волны излучения ИК-излучателя может соответствовать полосам ИК-поглощения компонента образующего аэрозоль субстрата. Длина волны излучения ИК-излучателя может соответствовать полосам ИК-поглощения двух или более компонентов образующего аэрозоль субстрата.The emission wavelength of the IR emitter may correspond to the IR absorption bands of the aerosol-forming substrate component. The wavelength of the IR emitter may correspond to the IR absorption bands of the two or more components of the aerosol-forming substrate.

Например, длина волны излучения ИК-излучателя может соответствовать полосам ИК-поглощения одним или более из глицерина, мелассы, сахаров, инвертных сахаров, табака, табачного продукта или любого другого компонента образующего аэрозоль субстрата, как будет описано далее.For example, the wavelength of the IR emitter may correspond to IR absorption bands of one or more of glycerol, molasses, sugars, invert sugars, tobacco, tobacco product, or any other component of the aerosol-forming substrate, as will be described below.

Термин «длина волны» может относиться к одной длине волны, множеству отдельных длин волн, диапазону длин волн, множеству диапазонов длин волн или любой их комбинации.The term "wavelength" may refer to a single wavelength, a plurality of individual wavelengths, a range of wavelengths, a plurality of wavelength ranges, or any combination thereof.

Например, в образующем аэрозоль субстрате может присутствовать сравнительно большое количество глицерина, и требования к длине волны могут быть адаптированы к полосам сильного поглощения глицерином. Полосы сильного ИК-поглощения глицерином обнаруживаются на длинах волн ИК-излучения от 1300 нанометров до 2000 нанометров. Соответственно, возможна эмиссия ИК-излучателем ИК-излучения в диапазоне от 800 нанометров до 2300 нанометров, предпочтительно от 1300 нанометров до 2000 нанометров.For example, a relatively large amount of glycerol may be present in the aerosol-forming substrate, and the wavelength requirements may be adapted to the strong absorption bands of glycerol. Bands of strong IR absorption by glycerol are found at IR wavelengths from 1300 nanometers to 2000 nanometers. Accordingly, it is possible for the IR emitter to emit IR radiation in the range of 800 nanometers to 2300 nanometers, preferably 1300 nanometers to 2000 nanometers.

В некоторых вариантах возможна эмиссия ИК-излучателем ИК-излучения с мощностью в диапазоне от 0,1 Ватта до 30 Ватт, предпочтительно от 0,5 Ватта до 25 Ватт, более предпочтительно от 1 Ватта до 20 Ватт и более предпочтительно от 1 Ватта до 3 Ватт. В некоторых вариантах осуществления используют сравнительно высокую мощность для предварительного нагрева образующего аэрозоль субстрата. В некоторых вариантах осуществления используют сравнительно низкую мощность для осуществления затяжек по требованию.In some embodiments, it is possible for the IR emitter to emit IR radiation with a power in the range of 0.1 watt to 30 watts, preferably 0.5 watt to 25 watts, more preferably 1 watt to 20 watts, and more preferably 1 watt to 3 watts. Watt. In some embodiments, relatively high power is used to preheat the aerosol-forming substrate. In some embodiments, relatively low power is used to deliver puffs on demand.

При работе в режиме «затяжек по требованию» ИК-излучатель должен иметь возможность доведения минимального количества генерирующего аэрозоль субстрата, требующегося для генерирования аэрозоля за одну затяжку, до 250 градусов по Цельсию не более чем за 5 секунд, предпочтительно не более чем за 2 секунды, предпочтительно не более чем за 1 секунду. Минимальное количество генерирующего аэрозоль субстрата, требующееся для генерирования аэрозоля за одну затяжку, может составлять до 1,2 кубического сантиметра. When operating in "puffs on demand" mode, the IR emitter must be able to bring the minimum amount of aerosol generating substrate required to generate aerosol in one puff to 250 degrees Celsius in no more than 5 seconds, preferably no more than 2 seconds, preferably no more than 1 second. The minimum amount of aerosol generating substrate required to generate aerosol per puff can be up to 1.2 cubic centimeters.

В некоторых вариантах осуществления плотность энергии луча ИК-излучения может находиться в диапазоне от 0,010 Ватта на квадратный сантиметр до 30 Ватт на квадратный сантиметр, предпочтительно от 0,050 Ватта на квадратный сантиметр до 6 Ватт на квадратный сантиметр, и более предпочтительно от 0,100 Ватта на квадратный сантиметр до 3 Ватт на квадратный сантиметр.In some embodiments, the energy density of the IR beam may range from 0.010 watts per square centimeter to 30 watts per square centimeter, preferably from 0.050 watts per square centimeter to 6 watts per square centimeter, and more preferably from 0.100 watts per square centimeter up to 3 watts per square centimeter.

В некоторых вариантах осуществления диаметр луча ИК-излучения может находиться в диапазоне от 1 миллиметра до 110 миллиметров, предпочтительно от 2 миллиметров до 100 миллиметров, и более предпочтительно от 5 миллиметров до 80 миллиметров. В целом сравнительно большие диаметры используются для предварительного нагрева образующего аэрозоль субстрата. В некоторых вариантах осуществления сравнительно малые диаметры используются для осуществления затяжки по требованию.In some embodiments, the IR beam diameter may range from 1 millimeter to 110 millimeters, preferably from 2 millimeters to 100 millimeters, and more preferably from 5 millimeters to 80 millimeters. In general, relatively large diameters are used to preheat the aerosol-forming substrate. In some embodiments, comparatively small diameters are used for on-demand tightening.

Термин «диаметр луча ИК-излучения» может относиться к диаметру той области образующего аэрозоль субстрата, которая непосредственно облучается лучом ИК-излучения.The term "IR beam diameter" may refer to the diameter of that region of the aerosol-forming substrate that is directly irradiated by the IR beam.

Расстояние между ИК-излучателем и образующим аэрозоль субстратом может составлять до 30 сантиметров, предпочтительно до 20 сантиметров, и более предпочтительно до 10 сантиметров.The distance between the IR emitter and the aerosol-forming substrate may be up to 30 centimeters, preferably up to 20 centimeters, and more preferably up to 10 centimeters.

Регулирование интенсивности нагрева образующего аэрозоль субстрата с помощью ИК-излучателя может осуществляться путем перемещения длины волны нагрева на небольшую величину с выходом из резонанса относительной той длины волны, которая уже выбрана. Это обеспечивает преимущество, состоящее в максимизации поглощения требуемым соединением, например глицерином, в образующем аэрозоль субстрате. В некоторых вариантах осуществления регулирование интенсивности нагрева образующего аэрозоль субстрата может осуществляться путем изменения мощности, подаваемой на ИК-излучатель.The regulation of the heating intensity of the aerosol-forming substrate using an IR emitter can be carried out by moving the heating wavelength by a small amount, leaving the resonance relative to the wavelength that has already been selected. This provides the advantage of maximizing uptake of the desired compound, such as glycerol, in the aerosol-forming substrate. In some embodiments, the heating intensity of the aerosol-forming substrate may be controlled by varying the power supplied to the IR emitter.

В некоторых вариантах осуществления ИК-излучатель может содержать лазер. В некоторых вариантах осуществления ИК-излучатель может содержать лазерный диод. Фотонное устройство генерирующего аэрозоль элемента по настоящему изобретению может содержать лазерный ИК-диод. In some embodiments, the implementation of the IR emitter may contain a laser. In some embodiments, the IR emitter may comprise a laser diode. The photonic device of the aerosol generating element of the present invention may comprise an IR laser diode.

Фотонное устройство по настоящему изобретению может использоваться в качестве единственного средства нагрева для нагрева образующего аэрозоль субстрата. В некоторых вариантах осуществления фотонное устройство по настоящему изобретению может использоваться в сочетании с одним или более дополнительными средствами нагрева. В качестве дополнительных средств нагрева могут использоваться любые средства нагрева. Примеры включают средства электрического нагрева, такие как средства резистивного нагрева, средства индукционного нагрева или сочетание обоих из средств резистивного нагрева и средств индукционного нагрева.The photonic device of the present invention can be used as the sole heating means for heating the aerosol-forming substrate. In some embodiments, the implementation of the photonic device of the present invention can be used in combination with one or more additional means of heating. Any heating means can be used as additional heating means. Examples include electrical heating means such as resistive heating means, induction heating means, or a combination of both of resistive heating means and induction heating means.

В одном или более вариантах осуществления генерирующий аэрозоль элемент может дополнительно содержать дополнительные средства нагрева, такие как средства электрического нагрева, выполненные с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата, размещенного в указанном приемнике. Дополнительные средства электрического нагрева могут находиться в тепловом контакте с приемником. В одном или более вариантах осуществления по меньшей мере часть приемника может быть образована дополнительными средствами электрического нагрева. In one or more embodiments, the aerosol generating element may further comprise additional heating means, such as electrical heating means, configured to heat the aerosol generating substrate disposed in said receptacle. Additional electrical heating means may be in thermal contact with the receiver. In one or more embodiments, at least a portion of the receiver may be formed by additional electrical heating means.

Предпочтительно, дополнительные средства нагрева содержат средства резистивного нагрева. Например, дополнительные средства нагрева могут содержать одну или более резистивных проволок или других резистивных элементов. Резистивные проволоки могут находиться в контакте с теплопроводным материалом для распределения производимого тепла по более широкой области. Примеры подходящих проводящих материалов включают алюминий, медь, цинк, никель, серебро и их комбинации. Для целей настоящего изобретения, если резистивные проволоки находятся в контакте с теплопроводным материалом, то резистивные проволоки и теплопроводный материал представляют собой ту часть средств нагрева, которая образует по меньшей мере участок поверхности указанного приемника. Preferably, the additional heating means comprise resistive heating means. For example, the additional heating means may comprise one or more resistive wires or other resistive elements. The resistance wires may be in contact with the thermally conductive material to distribute the heat produced over a wider area. Examples of suitable conductive materials include aluminum, copper, zinc, nickel, silver, and combinations thereof. For the purposes of the present invention, if the resistive wires are in contact with a thermally conductive material, then the resistive wires and thermally conductive material are that part of the heating means which forms at least a portion of the surface of said receiver.

В некоторых примерах дополнительные средства нагрева содержат средства индукционного нагрева. Например, дополнительные средства нагрева могут содержать токоприемный материал, который образует поверхность указанного приемника. В контексте данного документа термин «токоприемный» относится к материалу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. При размещении токоприемника в переменном электромагнитном поле, в токоприемнике обычно наводятся вихревые токи и могут возникать потери на гистерезис, что приводит к нагреву токоприемника. Поскольку токоприемник расположен в тепловом контакте с образующим аэрозоль субстратом или в непосредственной тепловой близости к нему, субстрат нагревается токоприемником таким образом, что образуется аэрозоль. Предпочтительно, токоприемник расположен по меньшей мере частично в непосредственном физическом контакте с образующим аэрозоль субстратом или картриджем, заключающим в себе образующий аэрозоль субстрат.In some examples, the additional heating means comprise induction heating means. For example, the additional heating means may comprise a current collector material which forms the surface of said collector. In the context of this document, the term "sink" refers to a material that is capable of converting electromagnetic energy into heat. When a current collector is placed in an alternating electromagnetic field, eddy currents are usually induced in the current collector and hysteresis losses may occur, which leads to heating of the current collector. Since the current collector is located in thermal contact with or in close thermal proximity to the aerosol-forming substrate, the substrate is heated by the current collector in such a way that an aerosol is formed. Preferably, the current collector is located at least partially in direct physical contact with the aerosol-forming substrate or a cartridge containing the aerosol-forming substrate.

Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву. Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать или состоять из ферромагнитного материала, например ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, и феррита. Подходящий токоприемник может быть выполнен из алюминия или содержать его.The current collector can be made of any material that can be subjected to induction heating. The current collector may be made of any material that can be inductively heated to a temperature sufficient to generate an aerosol from the aerosol-forming substrate. Preferred current collectors contain metal or carbon. A preferred current collector may comprise or be composed of a ferromagnetic material such as ferritic iron, a ferromagnetic alloy such as ferromagnetic steel or stainless steel, and ferrite. A suitable current collector may be made of or comprise aluminum.

Предпочтительные токоприемники представляют собой токоприемники из металла, например из нержавеющей стали. Тем не менее, материалы токоприемника могут также содержать графит, молибден, карбид кремния, алюминий, ниобий, сплавы инконель (аустенитные суперсплавы на основе никель-хрома), металлизированные пленки, керамику, например такую, как диоксид циркония, переходные металлы, например такие, как Fe, Co, Ni, или полуметаллы (металлоиды), например такие, как B, C, Si, P, Al, или они могут быть изготовлены из вышеперечисленного.Preferred pantographs are metal pantographs, such as stainless steel. However, current collector materials may also contain graphite, molybdenum, silicon carbide, aluminium, niobium, inconel alloys (austenitic nickel-chromium based superalloys), metallized films, ceramics such as zirconium dioxide, transition metals such as such as Fe, Co, Ni, or semi-metals (metalloids), such as B, C, Si, P, Al, or they can be made from the above.

Токоприемник предпочтительно содержит более чем 5%, предпочтительно более чем 20%, предпочтительно более чем 50% или 90% ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше 250 градусов по Цельсию. Подходящие токоприемники могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например металлические дорожки, выполненные на поверхности керамического сердечника.The current collector preferably contains more than 5%, preferably more than 20%, preferably more than 50% or 90% of ferromagnetic or paramagnetic materials. Preferred pantographs can be heated to temperatures in excess of 250 degrees Celsius. Suitable current collectors may comprise a non-metal core with a metal layer located on the non-metal core, such as metal tracks formed on the surface of the ceramic core.

Кальянное устройство также может содержать одну или более катушек индуктивности, выполненных с возможностью создания вихревых токов и/или потерь на гистерезис в материале токоприемника, что приводит к нагреву материала токоприемника. Материал токоприемника также может быть размещен в картридже, заключающем в себе генерирующий аэрозоль субстрат. Токоприемник, содержащий указанный материал токоприемника, может содержать любой подходящий материал, такой как описанные, например, в опубликованных патентных заявках PCT WO 2014/102092 и WO 2015/177255.The hookah device may also contain one or more inductors configured to create eddy currents and/or hysteresis losses in the current collector material, which leads to heating of the current collector material. The current collector material may also be placed in a cartridge containing an aerosol generating substrate. A current collector containing said current collector material may comprise any suitable material such as those described, for example, in PCT published patent applications WO 2014/102092 and WO 2015/177255.

Дополнительные средства нагрева, независимо от того, являются они средствами индукционного нагрева или токоприемником, могут быть термически соединены с нагревательным блоком. Дополнительные средства нагрева могут находиться в непосредственном контакте с нагревательным блоком. Нагревательный блок может содержать любой подходящий теплопроводный материал. В некоторых вариантах осуществления нагревательный блок содержит алюминий, оксид алюминия или алюмооксидную керамику. Нагревательный блок может образовывать наружную поверхность дополнительных средств нагрева.Additional heating means, whether induction heating means or a current collector, may be thermally connected to the heating block. Additional heating means may be in direct contact with the heating block. The heating block may comprise any suitable thermally conductive material. In some embodiments, the heating block comprises aluminium, alumina, or alumina ceramic. The heating block may form the outer surface of the additional heating means.

Генерирующий аэрозоль элемент может нагревать образующий аэрозоль субстрат с помощью вышеупомянутых средств нагрева для генерирования аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления образующий аэрозоль субстрат предпочтительно нагревают до температуры в диапазоне от приблизительно 150°C до приблизительно 250°C, более предпочтительно от приблизительно 180°C до приблизительно 230°C или от приблизительно 200°C до приблизительно 230°C.The aerosol-generating member may heat the aerosol-generating substrate with the above-mentioned aerosol-generating heating means. In some embodiments, the aerosol-forming substrate is preferably heated to a temperature in the range of from about 150°C to about 250°C, more preferably from about 180°C to about 230°C, or from about 200°C to about 230°C.

В некоторых вариантах осуществления ИК-луч может быть задуман как расходующее средство, то есть образование аэрозоля имеет место по существу лишь там, где ИК-луч облучает образующий аэрозоль субстрат. Если дополнительно обеспечены средства электрического нагрева, то в некоторых вариантах осуществления эти средства электрического нагрева могут поддерживать субстрат при постоянной температуре, меньшей температуры испарения образующего аэрозоль субстрата. Средства ИК-нагрева могут обеспечивать дополнительную энергию для нагрева соединений до температуры, превышающей температуру испарения образующего аэрозоль субстрата, в результате чего генерируется аэрозоль.In some embodiments, the implementation of the IR beam can be conceived as a consumable means, that is, the formation of an aerosol occurs essentially only where the IR beam irradiates the aerosol-forming substrate. If electrical heating means are additionally provided, then in some embodiments, these electrical heating means can maintain the substrate at a constant temperature below the vaporization temperature of the aerosol-forming substrate. The IR heating means can provide additional energy to heat the compounds to a temperature above the vaporization temperature of the aerosol-forming substrate, thereby generating an aerosol.

В некоторых вариантах осуществления ИК-луч обеспечивает возможность содействия быстрому начальному испарению части образующего аэрозоль субстрата, в то время как дополнительный электрический нагрев означает нагрев большей части образующего аэрозоль субстрата в течение более длительного периода. В некоторых традиционных компоновках с электрическим нагревом может иметь место сравнительно большая задержка между включением электрического кальянного устройства для подачи энергии на средства электрического нагрева и моментом времени, когда пользователь сможет осуществить первую затяжку. Этот период времени известен из уровня техники как «время до первой затяжки» (TT1P). Таким образом, комбинация ИК-луча и дополнительных средств электрического нагрева обеспечивает возможность содействия уменьшению TT1P путем обеспечения аэрозоля для первых одной, двух или более затяжек посредством одного лишь ИК-нагрева до тех пор, пока дополнительные средства электрического нагрева не будут способны довести сравнительно больший объем образующего аэрозоль субстрата до температуры испарения.In some embodiments, the IR beam allows for the rapid initial evaporation of a portion of the aerosol-forming substrate, while additional electrical heating means heating the majority of the aerosol-forming substrate for a longer period. In some conventional electrically heated arrangements, there may be a relatively long delay between turning on the electric hookah device to supply power to the electrically heated means and the time the user is able to take their first puff. This period of time is known in the art as "time to first puff" (TT1P). Thus, the combination of the IR beam and additional electrical heating means makes it possible to help reduce TT1P by providing an aerosol for the first one, two or more puffs through IR heating alone, until the additional electrical heating means is able to deliver a comparatively larger volume. aerosol-forming substrate to the evaporation temperature.

В одном или более вариантах осуществления генерирующий аэрозоль элемент содержит окно. Окно может быть расположено между фотонным устройством и приемником. В одном или более вариантах осуществления указанное окно может быть по существу прозрачным для луча ИК-излучения. Указанное окно может быть расположено в месте, находящемся между оптическим элементом и приемником. В данных вариантах осуществления обеспечивается возможность передачи ИК-излучения в указанный приемник через указанное окно. Таким образом, указанное окно обеспечивает возможность предотвращения накопления остатков на поверхности ИК-излучателя или оптического элемента. Указанное окно служит для предотвращения загрязнения ИК-излучателя и оптического элемента. В противном случае возможно накопление остатков, таких как грязь и мусор, на оптическом элементе и/или ИК-излучателе. Указанное окно является менее чувствительным к такому загрязнению и возможна его более простая очистка. С этой целью указанное окно может представлять собой съемный компонент, который выполнен с возможностью отсоединения от устройства для очистки.In one or more embodiments, the aerosol generating element comprises a window. The window may be located between the photonic device and the receiver. In one or more embodiments, said window may be substantially transparent to the IR beam. Said window may be located at a location between the optical element and the receiver. In these embodiments, the implementation allows the transmission of IR radiation to the specified receiver through the specified window. Thus, said window makes it possible to prevent the accumulation of residues on the surface of the IR emitter or optical element. This window serves to prevent contamination of the IR emitter and the optical element. Otherwise, residues such as dirt and debris may accumulate on the optical element and/or the IR emitter. Said window is less sensitive to such contamination and can be more easily cleaned. To this end, said window may be a removable component which is detachable from the cleaning device.

В одном или более вариантах осуществления оптический элемент содержит зеркало для отражения луча ИК-излучения. Зеркало может действовать в качестве оптического элемента, который манипулирует лучом ИК-излучения посредством отражения луча указанным зеркалом. Возможно регулирование размеров облучаемого участка образующего аэрозоль субстрата путем отражения луча ИК-излучения указанным зеркалом. Зеркало может представлять собой криволинейное зеркало.In one or more embodiments, the implementation of the optical element contains a mirror to reflect the beam of infrared radiation. The mirror can act as an optical element that manipulates the IR beam by reflecting the beam on said mirror. It is possible to control the size of the irradiated area of the aerosol-forming substrate by reflecting the IR beam by said mirror. The mirror may be a curved mirror.

Предпочтительно, радиус или эффективный радиус криволинейного зеркала не является постоянным, и возможно динамическое манипулирование им. Подходящие средства для манипулирования радиусом криволинейного зеркала включают, без ограничения, давление воды или воздуха. Подходящие зеркала с переменным радиусом имеются в продаже и обеспечивают возможность динамического изменения характеристик луча во время работы. С этой целью поверхность зеркал выполняют из гибкого материала. Путем изменения прикладываемого давления воды или воздуха деформируют гибкую поверхность зеркала. Эта деформация изменяет кривизну зеркала и обеспечивает возможность динамического манипулирования лучом ИК-излучения.Preferably, the radius or effective radius of the curvilinear mirror is not constant and can be manipulated dynamically. Suitable means for manipulating the radius of the curved mirror include, without limitation, water or air pressure. Suitable variable radius mirrors are commercially available and allow the beam characteristics to be dynamically changed during operation. For this purpose, the surface of the mirrors is made of a flexible material. By changing the applied pressure of water or air, the flexible surface of the mirror is deformed. This deformation changes the curvature of the mirror and allows dynamic manipulation of the IR beam.

В качестве альтернативы или дополненительно, возможно динамическое манипулирование местоположением ИК-луча на образующем аэрозоль субстрате с помощью оптического держателя, на котором может быть расположено зеркало. Например, возможно динамическое манипулирование углом отражения зеркала с помощью микроструктурированного узла или шаговых двигателей.Alternatively or additionally, it is possible to dynamically manipulate the location of the IR beam on the aerosol-forming substrate using an optical holder on which a mirror can be placed. For example, it is possible to dynamically manipulate the reflection angle of a mirror using a microstructured assembly or stepper motors.

В одном или более вариантах осуществления луч ИК-излучения содержит падающий луч ИК-излучения, распространяющийся от фотонного устройства в направлении криволинейного зеркала, и отраженный луч ИК-излучения, распространяющийся от криволинейного зеркала к указанному приемнику, причем между падающим лучом ИК-излучения и отраженным лучом ИК-излучения имеет место некоторый угол, предпочтительно составляющий приблизительно 90 градусов. Таким образом, луч отклоняют на некоторый угол, предпочтительно на угол приблизительно 90 градусов, посредством криволинейного зеркала. Благодаря отклонению луча ИК-излучения на заданный угол вдоль его пути от фотонного устройства к указанному приемнику, обеспечивается возможность разработки генерирующего аэрозоль элемента с различными геометрическими параметрами. Например, если луч отклоняется под заданным углом, то фотонное устройство не обязательно должно быть размещено на одной линии с облучаемой поверхностью образующего аэрозоль субстрата, заключенного в указанном приемнике. Это обеспечивает возможность более компактной конструкции кальянного устройства.In one or more embodiments, the IR beam comprises an incident IR beam propagating from the photonic device towards the curved mirror and a reflected IR beam propagating from the curved mirror to said receiver, wherein between the incident IR beam and the reflected the IR beam has an angle, preferably approximately 90 degrees. Thus, the beam is deflected through an angle, preferably around 90 degrees, by means of a curved mirror. Due to the deflection of the infrared radiation beam at a predetermined angle along its path from the photonic device to the specified receiver, it is possible to develop an aerosol generating element with different geometric parameters. For example, if the beam is deflected at a given angle, then the photonic device need not be placed in line with the irradiated surface of the aerosol-forming substrate contained in said receiver. This allows for a more compact design of the hookah device.

В одном или более вариантах осуществления оптический элемент может содержать линзы. Оптический элемент может содержать одну или более вогнутых линз для расширения луча ИК-излучения в направлении указанного приемника и выпуклых линз для сужения луча ИК-излучения в направлении указанного приемника.In one or more embodiments, the implementation of the optical element may contain lenses. The optical element may include one or more concave lenses to widen the IR beam towards said receiver and convex lenses to narrow the IR beam towards said receiver.

Вогнутые линзы обеспечивают возможность расширения луча ИК-излучения и, таким образом, снижения плотности энергии луча ИК-излучения. Такая конфигурация может быть особенно полезна для поддержания субстрата при заданной пониженной температуре в течение длительных временных интервалов, когда затяжка не осуществляется, например на этапе предварительного нагрева или между затяжками.Concave lenses allow the IR beam to expand and thus reduce the energy density of the IR beam. Such a configuration can be particularly useful for maintaining the substrate at a given reduced temperature for long periods of time when a puff is not being performed, such as during a preheat step or between puffs.

Выпуклые линзы обеспечивают возможность сужения луча ИК-излучения и, таким образом, повышения плотности энергии луча ИК-излучения. Суженный или сфокусированный луч обеспечивает возможность быстрого израсходования определенных областей субстрата.Convex lenses allow narrowing of the IR beam and thus increase the energy density of the IR beam. A narrowed or focused beam allows certain areas of the substrate to be used up quickly.

В одном или более вариантах осуществления оптический элемент может содержать регулируемые линзы, которые способны переключаться между выпуклой и вогнутой формами. Подобно регулируемым зеркалам, описанным выше, эти регулируемые линзы могут быть изготовлены из гибкого материала, и возможно их переключение путем изменения прикладываемого давления воды или воздуха. Как и в предыдущем случае, обусловленная давлением деформация обеспечивает возможность изменения кривизны линз.In one or more embodiments, the optical element may include adjustable lenses that are capable of switching between convex and concave shapes. Similar to the adjustable mirrors described above, these adjustable lenses can be made from a flexible material and can be switched by varying the applied water or air pressure. As in the previous case, the pressure-induced deformation allows the curvature of the lenses to change.

В вариантах осуществления, в которых радиус криволинейного зеркала не является постоянным и возможно динамическое манипулирование им аналогично указанным линзам, указанное криволинейное зеркало может использоваться в качестве оптического элемента для выборочного сужения и/или расширения ИК-луча. В результате увеличения радиуса кривизны криволинейного зеркала происходит расширение луча в направлении указанного приемника. В результате уменьшения радиуса кривизны криволинейного зеркала происходит сужение луча в направлении указанного приемника.In embodiments where the radius of the curvilinear mirror is not constant and can be dynamically manipulated in a manner similar to said lenses, said curvilinear mirror may be used as an optical element to selectively narrow and/or widen the IR beam. As a result of the increase in the radius of curvature of the curvilinear mirror, the beam expands in the direction of the specified receiver. As a result of reducing the radius of curvature of the curvilinear mirror, the beam narrows in the direction of the specified receiver.

В одном или более вариантах осуществления оптический элемент может быть соединен с блоком управления. Блок управления может быть расположен таким образом, чтобы пользователь имел возможность выбора конкретного участка образующего аэрозоль субстрата, размещенного в указанном приемнике, для нагрева с помощью ИК-излучения. Блок управления содержит пользовательский интерфейс, который обеспечивает возможность ввода команд пользователем и, таким образом, возможность манипулирования лучом ИК-излучения в соответствии с предпочтениями пользователя. Пользовательский интерфейс может содержать сенсорный экран, на котором пользователь может указывать, какая область субстрата должна быть нагрета. Оптический держатель, который может быть выполнен с возможностью перемещения, например, посредством шаговых двигателей, в этом случае может приводиться в действие для направления ИК-луча в назначенную точку субстрата. В дополнение, дисплей может показывать, какие части субстрата уже были потреблены или по меньшей мере облучены. Блок управления может быть предусмотрен для максимального сохранения ритуала в кальянах, работающих не на древесном угле. В целом, согласно настоящему изобретению, может использоваться любой подходящий образующий аэрозоль субстрат. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно представляет собой субстрат, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит твердое вещество.In one or more embodiments, the implementation of the optical element may be connected to the control unit. The control unit may be positioned so that the user is able to select a specific area of the aerosol-forming substrate placed in said receptacle for heating with IR radiation. The control unit contains a user interface that allows the user to enter commands and thus the ability to manipulate the IR beam according to the user's preferences. The user interface may include a touch screen on which the user may indicate which area of the substrate is to be heated. The optical holder, which can be movable, for example by means of stepper motors, can then be actuated to direct the IR beam to a designated point on the substrate. In addition, the display can show which portions of the substrate have already been consumed or at least irradiated. A control unit can be provided to maximize the preservation of the ritual in non-charcoal hookahs. In general, according to the present invention, any suitable aerosol-forming substrate can be used. The aerosol-forming substrate is preferably a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Volatile compounds may be released as a result of heating the aerosol-forming substrate. The aerosol-forming substrate may be solid or liquid, or contain both solid and liquid components. Preferably, the aerosol-forming substrate contains a solid.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Содержащий никотин образующий аэрозоль субстрат может содержать матрицу из никотиновой соли. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит табак, и содержащий табак материал предпочтительно содержит летучие вкусоароматические соединения табака, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть получен в результате агломерации частиц табака. В качестве альтернативы или дополнительно, образующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не содержащий табака. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.The aerosol-forming substrate may contain nicotine. The nicotine-containing aerosol-forming substrate may comprise a nicotine salt matrix. The aerosol-forming substrate may contain material of vegetable origin. The aerosol-forming substrate preferably comprises tobacco, and the tobacco-containing material preferably contains volatile tobacco flavor compounds which are released from the aerosol-forming substrate upon heating. The aerosol-forming substrate may comprise homogenized tobacco material. Homogenized tobacco material can be obtained by agglomeration of tobacco particles. Alternatively or additionally, the aerosol-forming substrate may comprise a tobacco-free material. The aerosol-forming substrate may comprise homogenized plant material.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, комочки, крупицы, тонкие трубочки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяной лист, табачный лист, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и взорванный табак. The aerosol-forming substrate may comprise, for example, one or more of the following: powder, granules, lumps, grains, tubes, strips, or sheets containing one or more of the following: grass leaf, tobacco leaf, tobacco vein fragments, reconstituted tobacco, homogenized tobacco, extruded tobacco and blown tobacco.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и которые являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре кальянного устройства. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Особо предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин. Образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как вкусоароматические вещества. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В особенно предпочтительном варианте осуществления вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин.The aerosol-forming substrate may contain at least one aerosol-forming agent. The aerosol generating agent may be any suitable known compound or mixture of compounds which, when used, produces a dense and stable aerosol and which is substantially resistant to thermal degradation at the operating temperature of the hookah device. Suitable aerosol forming agents are well known in the art and include, without limitation: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerin; esters of polyhydric alcohols such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Particularly preferred aerosol forming agents are polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and most preferably glycerol. The aerosol-forming substrate may contain other additives and ingredients such as flavoring agents. The aerosol-forming substrate preferably contains nicotine and at least one aerosol-forming agent. In a particularly preferred embodiment, the aerosol generating agent is glycerol.

Образующий аэрозоль субстрат, может содержать любое подходящее количество вещества для образования аэрозоля. Например, содержание вещества для образования аэрозоля может составлять 5% или более в пересчете на сухой вес, предпочтительно более чем 30% по весу в пересчете на сухой вес. Содержание вещества для образования аэрозоля может составлять менее чем приблизительно 95% в пересчете на сухой вес. Предпочтительно, содержание вещества для образования аэрозоля составляет до приблизительно 55%.The aerosol-forming substrate may contain any suitable amount of an aerosol-forming agent. For example, the content of the aerosol generating agent may be 5% or more on a dry weight basis, preferably more than 30% by weight on a dry weight basis. The content of the substance to form an aerosol may be less than about 95% based on dry weight. Preferably, the aerosolizing agent content is up to about 55%.

Образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может содержать тонкий слой, на первую основную поверхность и/или на вторую основную поверхность которого нанесен субстрат. Носитель может быть выполнен, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, перфорированной металлической фольги или любой другой термически стабильной полимерной матрицы. В качестве альтернативы, носитель может присутствовать в форме порошка, гранул, зерен, кусочков, тонких трубочек, полосок или листов. Носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые включены табачные компоненты. Нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.The aerosol-forming substrate may be provided on or embedded in a thermostable support. The carrier may comprise a thin layer, on the first main surface and/or on the second main surface of which the substrate is applied. The carrier may be, for example, paper or paper-like material, carbon fiber nonwoven mat, light open-cell metal mesh, perforated metal foil, or any other thermally stable polymeric matrix. Alternatively, the carrier may be present in the form of a powder, granules, grains, pieces, thin tubes, strips or sheets. The carrier may be a non-woven web or bundle of fibers in which tobacco components are included. The nonwoven web or fiber bundle may contain, for example, carbon fibres, natural cellulose fibers or fibers from cellulose derivatives.

В некоторых примерах образующий аэрозоль субстрат содержит один или более сахаров в любом подходящем количестве. Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит инвертный сахар, который представляет собой смесь глюкозы и фруктозы, полученную посредством разделения сахарозы. Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит от приблизительно 1% до приблизительно 40% по весу сахара, такого как инвертный сахар. В некоторых примерах один или более сахаров могут быть смешаны с подходящим носителем, таким как кукурузный крахмал или мальтодекстрин.In some examples, the aerosol-forming substrate contains one or more sugars in any suitable amount. Preferably, the aerosol-forming substrate contains an invert sugar, which is a mixture of glucose and fructose obtained by separation of sucrose. Preferably, the aerosol-forming substrate contains from about 1% to about 40% by weight of sugar, such as invert sugar. In some examples, one or more sugars may be mixed with a suitable carrier such as cornstarch or maltodextrin.

В некоторых примерах образующий аэрозоль субстрат содержит одно или более веществ для улучшения органолептических свойств. Подходящие вещества для улучшения органолептических свойств включают вкусоароматические вещества и вещества, воздействующие на органы чувств, такие как холодящие вещества. Подходящие вкусоароматические вещества включают натуральный или синтетический ментол, мяту перечную, мяту курчавую, кофе, чай, специи (такие как корица, гвоздика и/или имбирь), какао, ваниль, фруктовые ароматы, шоколад, эвкалипт, герань, эвгенол, агаву, можжевельник, анетол, линалоол и любую их комбинацию.In some examples, the aerosol-forming substrate contains one or more sensory enhancers. Suitable substances for improving organoleptic properties include flavoring substances and substances that act on the senses, such as cooling agents. Suitable flavoring agents include natural or synthetic menthol, peppermint, spearmint, coffee, tea, spices (such as cinnamon, cloves and/or ginger), cocoa, vanilla, fruit flavors, chocolate, eucalyptus, geranium, eugenol, agave, juniper , anethole, linalool and any combination thereof.

В некоторых примерах образующий аэрозоль субстрат присутствует в виде суспензии. Например, образующий аэрозоль субстрат может присутствовать в виде мелассы. В контексте данного документа термин «меласса» означает состав образующего аэрозоль субстрата, содержащий приблизительно 25% или более сахара. Например, меласса может содержать по меньшей мере приблизительно 30% по весу сахара, например по меньшей мере приблизительно 40% по весу сахара. Обычно меласса будет содержать менее чем приблизительно 60% по весу сахара, например менее чем приблизительно 50% по весу сахара.In some examples, the aerosol-forming substrate is present as a slurry. For example, the aerosol-forming substrate may be present in the form of molasses. As used herein, the term "molasses" means an aerosol-forming substrate composition containing approximately 25% or more sugar. For example, molasses may contain at least about 30% by weight of sugar, such as at least about 40% by weight of sugar. Typically, molasses will contain less than about 60% by weight of sugar, such as less than about 50% by weight of sugar.

Термин «табачный материал» относится к материалу или веществу, содержащему табак, который содержит, например, табачные смеси или ароматизированный табак.The term "tobacco material" refers to a material or substance containing tobacco, which contains, for example, tobacco blends or flavored tobacco.

В контексте данного документа термин «аэрозоль», используемый при описании потока аэрозоля, может относиться к аэрозолю, воздуху, содержащему аэрозоль или пар, или к воздуху с вовлеченным аэрозолем. Воздух, содержащий пар, может быть предшественником воздуха, содержащего аэрозоль, например, после его охлаждения или ускорения.In the context of this document, the term "aerosol" as used in describing an aerosol stream may refer to an aerosol, air containing an aerosol or vapor, or air with entrained aerosol. The vapor-containing air may be a precursor to the aerosol-containing air, for example after it has been cooled or accelerated.

ИК-излучатель может быть адаптирован к полосам ИК-поглощения любым из компонентов образующего аэрозоль субстрата. ИК-излучатель может быть адаптирован к ИК-пропусканию любым из компонентов образующего аэрозоль субстрата.The IR emitter can be adapted to the IR absorption bands by any of the components of the aerosol-forming substrate. The IR emitter can be adapted for IR transmission by any of the components of the aerosol-forming substrate.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложено кальянное устройство, содержащее генерирующий аэрозоль элемент, описанный выше. В одном или более вариантах осуществления кальянное устройство может дополнительно содержать аэрозольную шахту и колбу для жидкости.According to another aspect of the present invention, there is provided a hookah device comprising an aerosol generating element as described above. In one or more embodiments, the hookah device may further comprise an aerosol shaft and a liquid flask.

При использовании генерируемый аэрозоль может проходить через аэрозольную шахту. Аэрозольная шахта может также именоваться в данном документе стволовой трубкой. Аэрозольная шахта содержит ближний концевой участок, образующий ближнее отверстие, расположенное с возможностью приема потока воздуха из генерирующего аэрозоль элемента. Шахта содержит дальний концевой участок, образующий дальнее отверстие, расположенное во внутренней области колбы. Колба выполнена с возможностью приема жидкости до уровня заполнения жидкостью. Аэрозольная шахта сообщается по текучей среде с колбой. Между генерирующим аэрозоль элементом и внутренней областью колбы может быть образован канал для потока воздуха. В частности, генерирующий аэрозоль элемент сообщается по текучей среде с колбой посредством указанной шахты. Внутренняя область колбы содержит нижний объем для приема жидкости и верхний объем для свободного пространства над жидкостью. Колба содержит выход свободного пространства над жидкостью, сообщающийся с верхним объемом колбы выше уровня заполнения жидкостью. Согласно некоторым вариантам осуществления, с выходом свободного пространства над жидкостью может быть соединен шланг. Со шлангом может быть соединен мундштук для осуществления пользователем затяжек на кальянном устройстве.In use, the generated aerosol can pass through the aerosol shaft. An aerosol shaft may also be referred to herein as a stem tube. The aerosol shaft comprises a proximal end portion forming a proximal opening positioned to receive an air flow from an aerosol generating element. The shaft contains a distal end section forming a distal opening located in the inner region of the flask. The flask is configured to receive liquid up to the liquid filling level. The aerosol shaft is in fluid communication with the flask. An air flow channel may be formed between the aerosol generating element and the interior of the bulb. In particular, the aerosol generating element is in fluid communication with the flask through said shaft. The inner region of the flask contains a lower volume for receiving liquid and an upper volume for free space above the liquid. The flask contains an outlet of free space above the liquid, which communicates with the upper volume of the flask above the liquid filling level. In some embodiments, a hose may be connected to the headspace outlet. A mouthpiece can be connected to the hose for the user to puff on the hookah device.

Колба может содержать оптически прозрачный или непрозрачный корпус, чтобы потребителю было видно содержимое, заключенное в колбе. Колба может содержать отметку заполнения жидкостью, например линию заполнения жидкостью. Корпус колбы может быть выполнен из любого подходящего материала. Например, корпус колбы может содержать стекло или подходящий жесткий пластмассовый материал. Предпочтительно, колба выполнена с возможностью отсоединения от части кальянного устройства, содержащей генерирующий аэрозоль элемент, чтобы потребитель имел возможность заполнения или очистки колбы.The flask may contain an optically transparent or opaque body so that the contents contained in the flask can be seen by the consumer. The bulb may include a liquid fill mark, such as a liquid fill line. The bulb body may be made of any suitable material. For example, the bulb body may comprise glass or a suitable rigid plastic material. Preferably, the bulb is detachable from the portion of the hookah device containing the aerosol generating element to allow the user to fill or clean the bulb.

Колба может быть заполнена до уровня заполнения жидкостью. Жидкость предпочтительно содержит воду, в которую при необходимости могут быть добавлены красители и/или вкусоароматические вещества. Например, в воду могут быть добавлены растительные и/или травяные добавки. В некоторых вариантах осуществления аэрозоль может быть видоизменен путем его втягивания через жидкость.The flask can be filled up to the fill level with liquid. The liquid preferably contains water, to which colorants and/or flavors may be added, if necessary. For example, vegetable and/or herbal supplements may be added to the water. In some embodiments, the aerosol may be modified by being drawn through a liquid.

Возможно протекание воздуха через генерирующий аэрозоль элемент для втягивания аэрозоля из генерирующего аэрозоль элемента через аэрозольную шахту. Аэрозольная шахта может образовывать канал для потока воздуха. Поток воздуха может выходить из кальянного устройства через выход свободного пространства над жидкостью в колбе. Возможно протекание воздуха через аэрозольную шахту в результате приложения отрицательного давления к выходу свободного пространства над жидкостью. Источником отрицательного давления могут быть всасывание или затяжка, осуществляемые пользователем. В результате этого обеспечивается возможность втягивания аэрозоля через аэрозольную шахту и через жидкость, заключенную во внутренней области колбы. Пользователь может осуществлять всасывание через мундштук, сообщающийся по текучей среде с выходом свободного пространства над жидкостью, для генерирования или обеспечения отрицательного давления на выходе свободного пространства над жидкостью или на мундштуке. В некоторых вариантах осуществления воздушный поток может поступать в приемник образующего аэрозоль субстрата кальянного устройства, протекать вдоль образующего аэрозоль субстрата или через него и вовлекать аэрозоль. Затем воздух с вовлеченным аэрозолем может протекать с выхода в указанном приемнике через шахту в колбу. It is possible for air to flow through the aerosol generating element to draw aerosol from the aerosol generating element through the aerosol shaft. The aerosol shaft may form a channel for air flow. The air flow can exit the hookah device through the outlet of the free space above the liquid in the flask. It is possible for air to flow through the aerosol shaft as a result of applying negative pressure to the headspace outlet. The source of negative pressure may be suction or puffing by the user. As a result, the aerosol can be drawn through the aerosol shaft and through the liquid enclosed in the inner region of the flask. The user may draw through a mouthpiece in fluid communication with the headspace outlet to generate or provide negative pressure at the headspace outlet or on the mouthpiece. In some embodiments, the airflow may enter the hookah device's aerosol-forming substrate receptacle, flow along or through the aerosol-forming substrate, and entrain the aerosol. The aerosol-entrained air can then flow from the outlet in said receiver through the shaft into the flask.

В контексте данного документа выражение «дальше по потоку» относится к направлению вдоль аэрозольной шахты от генерирующего аэрозоль элемента к внутренней области. Выражение «выше по потоку» относится к направлению, противоположному указанному направлению ниже по потоку, или к направлению вдоль аэрозольной шахты от внутренней области колбы к генерирующему аэрозоль элементу.In the context of this document, the expression "downstream" refers to the direction along the aerosol shaft from the aerosol generating element to the inner region. The expression "upstream" refers to a direction opposite to the specified downstream direction, or to the direction along the aerosol shaft from the interior of the bulb to the aerosol generating element.

Аэрозольная шахта расположена между генерирующим аэрозоль элементом и внутренней областью колбы. Аэрозольная шахта может содержать один или более компонентов вдоль аэрозольной шахты. Аэрозольная шахта содержит ближний концевой участок, образующий ближнее отверстие, расположенное с возможностью приема потока воздуха из генерирующего аэрозоль элемента. Аэрозольная шахта содержит дальний концевой участок, образующий дальнее отверстие, расположенное во внутренней области колбы. Дальний концевой участок аэрозольной шахты может проходить в объем жидкости во внутренней области колбы во время использования кальянного устройства. The aerosol shaft is located between the aerosol generating element and the interior of the flask. The aerosol shaft may contain one or more components along the aerosol shaft. The aerosol shaft comprises a proximal end portion forming a proximal opening positioned to receive an air flow from an aerosol generating element. The aerosol shaft contains a distal end section forming a distal opening located in the inner region of the flask. The distal end portion of the aerosol shaft may extend into the volume of liquid in the interior of the bulb during use of the hookah device.

Аэрозольная шахта может быть описана как имеющая продольную ось, проходящую через ближний концевой участок и дальний концевой участок. Поперечное направление может быть определено как направление, перпендикулярное продольной оси. Например, поперечное сечение, окружность, ширина, или диаметр аэрозольной шахты могут быть определены в поперечном направлении или в плоскости, перпендикулярной продольной оси.The aerosol well can be described as having a longitudinal axis through a proximal end portion and a distal end portion. The transverse direction can be defined as the direction perpendicular to the longitudinal axis. For example, the cross section, circumference, width, or diameter of the aerosol shaft may be defined in the transverse direction or in a plane perpendicular to the longitudinal axis.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая кальянное устройство по настоящему изобретению и генерирующее аэрозоль изделие. В целом, генерирующее аэрозоль изделие представляет собой расходную часть, которую съемно устанавливают в приемнике генерирующего аэрозоль элемента. Генерирующее аэрозоль изделие содержит образующий аэрозоль субстрат.According to another aspect of the present invention, an aerosol generating system is provided, comprising the hookah device of the present invention and an aerosol generating article. In general, the aerosol generating article is a consumable part that is removably installed in the receiver of the aerosol generating element. The aerosol generating article comprises an aerosol generating substrate.

В одном или более вариантах осуществления генерирующее аэрозоль изделие состоит из образующего аэрозоль субстрата. Например, генерирующее аэрозоль изделие может представлять собой гранулированную кальянную мелассу. В одном или более вариантах осуществления генерирующее аэрозоль изделие содержит картридж, содержащий наружный корпус, охватывающий образующий аэрозоль субстрат.In one or more embodiments, the aerosol generating article consists of an aerosol generating substrate. For example, the aerosol-generating article may be granulated hookah molasses. In one or more embodiments, the aerosol generating article comprises a cartridge comprising an outer housing enclosing an aerosol generating substrate.

В целом, указанный приемник выполнен с возможностью размещения образующего аэрозоль субстрата или генерирующего аэрозоль изделия. Таким образом, приемник выполнен с возможностью размещения образующего аэрозоль субстрата или картриджа, заключающего в себе образующий аэрозоль субстрат.Generally, said receptacle is configured to receive an aerosol-generating substrate or an aerosol-generating article. Thus, the receptacle is configured to receive an aerosol-forming substrate or a cartridge containing an aerosol-forming substrate.

Приемник может содержать любое подходящее количество отверстий, сообщающихся с одним или более впускными каналами для воздуха. В некоторых вариантах осуществления приемник может содержать от 1 до 1000 отверстий, например от 1 до 500 отверстий. Отверстия могут иметь одинаковый размер или разные размеры. Отверстия могут иметь одинаковую или разную форму. Отверстия могут быть распределены равномерно или неравномерно. Отверстия могут быть выполнены в приемнике в любом подходящем месте. Например, отверстия могут быть выполнены в верхней стороне и/или в нижней стороне приемника. Предпочтительно, отверстия выполнены в нижней стороне приемника.The receiver may include any suitable number of openings in communication with one or more air inlets. In some embodiments, the implementation of the receiver may contain from 1 to 1000 holes, such as from 1 to 500 holes. The holes may be the same size or different sizes. The holes may have the same or different shapes. The holes may be evenly or unevenly distributed. Holes may be provided in the receiver at any suitable location. For example, holes may be provided in the top side and/or bottom side of the receptacle. Preferably, the holes are provided in the underside of the receiver.

Приемник предпочтительно выполнен с такими размерами и формой, что обеспечивается возможность контакта между одной или более стенками или верхней стороной приемника и образующим аэрозоль субстратом или картриджем, содержащим образующий аэрозоль субстрат, при размещении картриджа в приемнике. Это обеспечивает преимущество, состоящее в содействии кондуктивному нагреву образующего аэрозоль субстрата с помощью нагревательного элемента. The receptacle is preferably sized and shaped to allow contact between one or more walls or the top of the receptacle and an aerosol-forming substrate or a cartridge containing an aerosol-forming substrate when the cartridge is placed in the receptacle. This provides the advantage of facilitating conductive heating of the aerosol-forming substrate by the heating element.

Предпочтительно, внутренняя сторона приемника и наружная сторона картриджа, содержащего образующий аэрозоль субстрат, имеют схожие размеры и форму. Предпочтительно, отношение высоты к ширине основания (или диаметру) внутренней стороны приемника составляет более чем приблизительно 1,5 к 1. Предпочтительно, отношение высоты к ширине основания (или диаметру) наружной стороны картриджа составляет более чем приблизительно 1,5 к 1. Такие отношения обеспечивают возможность более эффективного расходования образующего аэрозоль субстрата внутри картриджа во время использования, благодаря обеспечению возможности проникновения тепла от нагревательных элементов в середину картриджа. Например, в приемнике и картридже диаметр (или ширина) основания могут превышать высоту в число раз, составляющее от приблизительно 1,5 до приблизительно 5 раз, или от приблизительно от 1,5 до приблизительно 4 раз, или от приблизительно 1,5 до приблизительно 3 раз. Аналогичным образом, в приемнике и картридже высота может превышать диаметр (или ширину) основания в число раз, составляющее от приблизительно 1,5 до приблизительно 5 раз, или от приблизительно 1,5 до приблизительно 4 раз, или от приблизительно 1,5 до приблизительно 3 раз. Предпочтительно, отношение высоты к диаметру основания или отношение диаметра основания к высоте в приемнике и картридже составляет от приблизительно 1,5 к 1 до приблизительно 2,5 к 1.Preferably, the inside of the receptacle and the outside of the cartridge containing the aerosol-forming substrate are of similar size and shape. Preferably, the height to width ratio of the base (or diameter) of the inside of the receptacle is greater than about 1.5 to 1. Preferably, the height to width ratio of the base (or diameter) of the outside of the cartridge is greater than about 1.5 to 1. Such ratios allow more efficient use of the aerosol-forming substrate within the cartridge during use by allowing heat from the heating elements to penetrate into the middle of the cartridge. For example, in a receptacle and cartridge, the diameter (or width) of the base may be a factor of about 1.5 to about 5 times the height, or about 1.5 to about 4 times, or about 1.5 to about 3 times. Similarly, in the receptacle and cartridge, the height may exceed the diameter (or width) of the base by a factor of about 1.5 to about 5 times, or about 1.5 to about 4 times, or about 1.5 to about 3 times. Preferably, the height to base diameter ratio or base diameter to height ratio in the receptacle and cartridge is from about 1.5 to 1 to about 2.5 to 1.

В некоторых вариантах осуществления каждая из внутренней стороны приемника и наружной стороны картриджа имеет диаметр основания в диапазоне от приблизительно 15 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров и высоту в диапазоне от приблизительно 40 миллиметров до приблизительно 60 миллиметров.In some embodiments, each of the inside of the receptacle and the outside of the cartridge has a base diameter in the range of about 15 millimeters to about 30 millimeters and a height in the range of about 40 millimeters to about 60 millimeters.

Приемник может быть выполнен из одной или более частей. Предпочтительно, приемник выполнен из двух или более частей. Предпочтительно, по меньшей мере одна часть приемника выполнена с возможностью перемещения относительно другой части, чтобы обеспечивалась возможность доступа к внутренней области приемника для вставки картриджа в приемник. Например, одна часть может быть выполнена с возможностью разъемного прикрепления к другой части для обеспечения возможности вставки образующего аэрозоль субстрата или картриджа, заключающего в себе образующий аэрозоль субстрат, при разъединении указанных частей. Указанные части могут быть выполнены с возможностью скрепления любым подходящим способом, например посредством резьбового взаимодействия, фрикционной посадки, защелкивающегося соединения или тому подобного. В некоторых вариантах осуществления указанные части прикреплены друг к другу посредством шарнира. Если указанные части скреплены посредством шарнира, то эти части могут также содержать фиксирующий механизм для фиксации указанных частей относительно друг друга при нахождении приемника в закрытом положении. В некоторых вариантах осуществления приемник содержит выдвижную секцию, которая может быть выдвинута для обеспечения возможности размещения образующего аэрозоль субстрата или картриджа в указанной выдвижной секции, и которая может быть задвинута для обеспечения возможности использования кальянного устройства.The receiver may be made from one or more parts. Preferably, the receiver is made of two or more parts. Preferably, at least one part of the receptacle is movable relative to the other to allow access to the interior of the receptacle to insert a cartridge into the receptacle. For example, one part may be releasably attachable to another part to allow insertion of an aerosol-forming substrate or a cartridge containing an aerosol-forming substrate when said parts are separated. These parts can be made with the possibility of fastening in any suitable way, for example, through threaded engagement, friction fit, snap connection or the like. In some embodiments, these parts are attached to each other by means of a hinge. If said parts are hinged, these parts may also include a locking mechanism for locking said parts relative to each other when the receptacle is in the closed position. In some embodiments, the receptacle comprises a drawer that can be pulled out to allow the aerosol-forming substrate or cartridge to be placed in said drawer, and that can be pushed back to allow the hookah device to be used.

С кальянным устройством, описанным в данном документе, может использоваться любое подходящее генерирующее аэрозоль изделие для по меньшей мере частичного вмещения образующего аэрозоль субстрата. Генерирующее аэрозоль изделие может содержать картридж. Картридж и/или содержимое картриджа могут быть расположены с возможностью их нагрева нагревательным элементом. В качестве альтернативы, в приемнике может быть размещен образующий аэрозоль субстрат, который обеспечен не в картридже.Any suitable aerosol generating article may be used with the hookah device described herein to at least partially contain the aerosol generating substrate. The aerosol generating article may comprise a cartridge. The cartridge and/or the contents of the cartridge may be arranged to be heated by a heating element. Alternatively, the receptacle may contain an aerosol-forming substrate that is not provided in the cartridge.

Предпочтительно, картридж содержит теплопроводный корпус. Например, корпус может содержать любое из следующего: алюминий, медь, цинк, никель, серебро и любые комбинации одного или более из них. Предпочтительно, корпус содержит алюминий. В некоторых вариантах осуществления картридж содержит один или более материалов, менее теплопроводных, чем алюминий. Например, корпус может содержать любой подходящий термостабильный полимерный материал. Если материал является достаточно тонким, то обеспечивается возможность переноса достаточного количества тепла через корпус на размещенный в нем образующий аэрозоль субстрат несмотря на то, что корпус выполнен из материала, который обладает сравнительно не очень высокой теплопроводностью.Preferably, the cartridge includes a thermally conductive body. For example, the body may contain any of the following: aluminum, copper, zinc, nickel, silver, and any combination of one or more of these. Preferably, the housing comprises aluminum. In some embodiments, the implementation of the cartridge contains one or more materials that are less thermally conductive than aluminum. For example, the housing may comprise any suitable thermostable polymeric material. If the material is thin enough, sufficient heat can be transferred through the housing to the aerosol-forming substrate placed therein, despite the fact that the housing is made of a material which has a relatively low thermal conductivity.

Картридж может содержать одно или более отверстий. В некоторых вариантах осуществления указанные одно или более отверстий могут быть выполнены в верхней стороне и нижней стороне корпуса, чтобы обеспечивалась возможность протекания потока воздуха через картридж при использовании. Если верхняя сторона приемника содержит одно или более отверстий, то по меньшей мере некоторые из отверстий в верхней стороне картриджа могут быть выровнены с отверстиями в верхней стороне приемника. Картридж может содержать выравнивающий элемент, выполненный с возможностью стыковки с комплементарным выравнивающим элементом приемника для выравнивания отверстий картриджа с отверстиями приемника при вставке картриджа в приемник. Отверстия в корпусе картриджа могут быть покрыты во время хранения для предотвращения вытекания хранящегося в картридже образующего аэрозоль субстрата из картриджа. Дополнительно или в качестве альтернативы, размеры отверстий в корпусе картриджа могут быть достаточно малыми для предотвращения или уменьшения выхода образующего аэрозоль субстрата из картриджа. Если отверстия покрыты, то потребитель может снять покрытие перед вставкой картриджа в приемник. В некоторых вариантах осуществления кальянное устройство выполнено с возможностью прокалывания картриджа с образованием отверстий в картридже. В некоторых вариантах осуществления приемник кальянного устройства выполнен с возможностью прокалывания картриджа с образованием отверстий в картридже. The cartridge may contain one or more holes. In some embodiments, said one or more openings may be provided in the top side and bottom side of the housing to allow air to flow through the cartridge during use. If the top side of the receptacle contains one or more holes, then at least some of the holes in the top side of the cartridge may be aligned with the holes in the top side of the receptacle. The cartridge may include an alignment element configured to mate with a complementary alignment element of the receptacle to align the cartridge openings with the receptacle openings when the cartridge is inserted into the receptacle. The openings in the cartridge body may be covered during storage to prevent the aerosol-forming substrate stored in the cartridge from leaking out of the cartridge. Additionally or alternatively, the openings in the cartridge body may be small enough to prevent or reduce the release of the aerosol-forming substrate from the cartridge. If the holes are covered, then the consumer can remove the cover before inserting the cartridge into the receptacle. In some embodiments, the hookah device is configured to pierce the cartridge to form holes in the cartridge. In some embodiments, the receiver of the hookah device is configured to pierce the cartridge to form holes in the cartridge.

Картридж может иметь любую подходящую форму. Предпочтительно, картридж имеет форму усеченного конуса или цилиндра.The cartridge may be in any suitable shape. Preferably, the cartridge is in the form of a truncated cone or cylinder.

Картридж может иметь крышку. Крышка может быть выполнена с возможностью съема. Съемная крышка может быть снята перед использованием генерирующего аэрозоль элемента для облучения образующего аэрозоль субстрата в картридже. Это обеспечивает возможность минимизации потерь энергии из-за поглощения материалом в месте сопряжения и обеспечивает возможность максимизации непосредственного облучения образующего аэрозоль субстрата. Картридж может быть многоразовым, так что пользователь покупает субстрат отдельно и загружает субстрат вручную вместо покупки предварительно подготовленных кальянных картриджей. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности более точной имитации традиционного ритуала курения кальяна.The cartridge may have a cap. The cover can be made with the possibility of removal. The removable cover may be removed prior to using the aerosol generating element to irradiate the aerosol generating substrate in the cartridge. This allows minimization of energy loss due to absorption by the material at the interface and allows maximization of direct irradiation of the aerosol-forming substrate. The cartridge can be reusable so that the user buys the substrate separately and loads the substrate manually instead of buying pre-prepared hookah cartridges. This provides the advantage of being able to more closely mimic the traditional hookah smoking ritual.

В одном или более вариантах осуществления генерирующее аэрозоль изделие содержит картридж, содержащий наружную оболочку, охватывающую образующий аэрозоль субстрат, и генерирующий аэрозоль элемент выполнен с возможностью либо непосредственного нагрева образующего аэрозоль субстрата внутри картриджа, либо непосредственного нагрева наружной оболочки картриджа и косвенного нагрева образующего аэрозоль субстрата внутри картриджа через наружную оболочку картриджа.In one or more embodiments, the aerosol-generating article comprises a cartridge comprising an outer shell enclosing an aerosol-forming substrate, and the aerosol-generating element is configured to either directly heat the aerosol-forming substrate within the cartridge, or directly heat the outer shell of the cartridge and indirectly heat the aerosol-forming substrate within. cartridge through the outer shell of the cartridge.

Кальянное устройство может содержать электронную схему управления, функционально соединенную с резистивным нагревательным элементом, катушкой индуктивности, фотонным устройством, оптическим элементом и/или подвижным оптическим держателем. Электронная схема управления выполнена с возможностью управления нагревом нагревательного элемента.The hookah device may contain an electronic control circuit operatively connected to a resistive heating element, an inductor, a photonic device, an optical element and/or a movable optical holder. The electronic control circuit is configured to control the heating of the heating element.

Электронная схема управления может быть обеспечена в любой подходящей форме. Электронная схема управления может содержать контроллер. Электронная схема управления может содержать память. Память может содержать инструкции, которые инициируют выполнение одним или более компонентами кальянного устройства функций или аспектов электронной схемы управления. Функции, относящиеся к электронной схеме управления, в настоящем изобретении могут быть реализованы в виде одного или более из программного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения и аппаратного обеспечения. Память может представлять собой машиночитаемый носитель для долговременного хранения данных.The electronic control circuit may be provided in any suitable form. The electronic control circuit may include a controller. The electronic control circuit may include a memory. The memory may contain instructions that cause one or more components of the hookah device to perform functions or aspects of the electronic control circuit. The functions related to the electronic control circuit in the present invention may be implemented as one or more of software, firmware, and hardware. The memory may be a computer-readable medium for long-term storage of data.

В частности, один или более из компонентов, таких как контроллеры, описанных в данном документе, могут содержать процессор, такой как центральный процессор (CPU), компьютер, логическую матрицу или другое устройство, способное направлять данные, поступающие в электронную схему управления или из нее. Контроллер может содержать одно или более вычислительных устройств, имеющих память, средства обработки и аппаратные средства связи. Контроллер может содержать схему, используемую для соединения различных компонентов контроллера друг с другом или с другими компонентами, функционально соединенными с контроллером. Функции контроллера могут выполняться аппаратным обеспечением. Функции контроллера могут выполняться инструкциями, хранящимися на машиночитаемом носителе для долговременного хранения данных. Функции контроллера могут выполняться как аппаратными средствами, так и инструкциями, хранящимися на машиночитаемом носителе для долговременного хранения данных.In particular, one or more of the components such as controllers described herein may comprise a processor, such as a central processing unit (CPU), computer, logic array, or other device capable of directing data to or from the control electronics. . The controller may include one or more computing devices having memory, processing means, and communication hardware. The controller may include circuitry used to connect the various components of the controller to each other or to other components operatively coupled to the controller. The functions of the controller may be performed by hardware. The functions of the controller may be performed by instructions stored on a computer-readable storage medium for non-volatile data storage. The functions of the controller may be performed either by hardware or by instructions stored on a computer-readable storage medium for non-volatile data storage.

Если контроллер содержит процессор, то этот процессор в некоторых вариантах осуществления может содержать любые одно или более из следующего: микропроцессор, микроконтроллер, цифровой сигнальный процессор (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA) и эквивалентную дискретную или интегральную логическую схему. В некоторых вариантах осуществления процессор может содержать множество компонентов, таких как любая комбинация из одного или более микропроцессоров, одного или более контроллеров, одного или более DSP, одной или более ASIC и одной или более FPGA, а также других дискретных или интегральных логических схем. Функции, отнесенные к контроллеру или процессору в данном документе, могут быть реализованы в виде программных средств, программно-аппаратных средств, аппаратных средств или любой их комбинации. Хотя в данном документе контроллер описан как система на основе процессора, альтернативный контроллер может использовать другие компоненты, такие как реле и таймеры, для достижения требуемых результатов, либо отдельно, либо в комбинации с системой на основе микропроцессора. If the controller includes a processor, then that processor, in some embodiments, may include any one or more of the following: a microprocessor, a microcontroller, a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), and an equivalent discrete or integrated logic circuit. In some embodiments, a processor may comprise a plurality of components, such as any combination of one or more microprocessors, one or more controllers, one or more DSPs, one or more ASICs, and one or more FPGAs, as well as other discrete or integrated logic circuits. Functions referred to in this document as a controller or processor may be implemented in software, firmware, hardware, or any combination thereof. Although the controller is described herein as a processor based system, an alternative controller may use other components such as relays and timers to achieve the desired results, either alone or in combination with a microprocessor based system.

В одном или более вариантах осуществления примеры систем, способов и интерфейсов могут быть реализованы с помощью одной или более компьютерных программ и вычислительного устройства, которое может содержать один или более процессоров и/или память. Программный код и/или логика, описанные в данном документе, могут быть применены к входным данным или информации для выполнения функций, описанных в данном документе, и генерирования требуемых выходных данных/информации. Указанные выходные данные или информация могут применяться в качестве входных данных для одного или более других устройств или способов, описанных в данном документе, или они могут применяться известным способом. Из вышеизложенного со всей очевидностью следует, что функции контроллера, описанные в данном документе, могут быть реализованы любым способом, известным специалистам в данной области техники.In one or more embodiments, exemplary systems, methods, and interfaces may be implemented using one or more computer programs and a computing device, which may include one or more processors and/or memory. Program code and/or logic described herein may be applied to input data or information to perform the functions described in this document and generate the desired output data/information. Said output or information may be used as input to one or more of the other devices or methods described herein, or they may be used in a known manner. From the foregoing, it clearly follows that the functions of the controller described in this document can be implemented in any way known to specialists in this field of technology.

В некоторых вариантах осуществления электронная схема управления может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электронная схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи мощности. Подача мощности на нагревательный элемент или на катушку индуктивности может осуществляться в виде импульсов электрического тока. In some embodiments, the control electronics may comprise a microprocessor, which may be a programmable microprocessor. The electronic circuit may be configured to control the power supply. The power supply to the heating element or to the inductor can be carried out in the form of electric current pulses.

Если нагревательный элемент содержит резистивный нагревательный элемент, то в некоторых вариантах осуществления электронная схема управления может быть выполнена с возможностью измерения или отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления электронная схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента. Таким образом, электронная схема управления имеет возможность регулирования температуры резистивного элемента.If the heating element comprises a resistive heating element, then in some embodiments, the control electronics may be configured to measure or monitor the electrical resistance of the heating element. In some embodiments, the control electronics may be configured to control the supply of power to the heating element in response to the electrical resistance of the heating element. Thus, the electronic control circuit has the ability to control the temperature of the resistive element.

Если нагревательные компоненты содержат катушку индуктивности, и указанный нагревательный элемент содержит материал токоприемника, то в некоторых вариантах осуществления электронная схема управления может быть выполнена с возможностью отслеживания параметров катушки индуктивности. В некоторых вариантах осуществления электронная схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей мощности на катушку индуктивности в зависимости от параметров этой катушки, таких как описанные, например, в WO 2015/177255. Таким образом, электронная схема управления имеет возможность регулирования температуры материала токоприемника.If the heating components comprise an inductor and said heating element comprises a current collector material, then in some embodiments, the control electronics may be configured to monitor the parameters of the inductor. In some embodiments, the implementation of the electronic control circuit may be configured to control the supply of power to the inductor depending on the parameters of this coil, such as described, for example, in WO 2015/177255. Thus, the electronic control circuit has the ability to control the temperature of the current collector material.

Кальянное устройство может содержать датчик температуры. Датчик температуры может содержать термопару. Датчик температуры может быть функционально соединен с электронной схемой управления для регулирования температуры нагревательных элементов. Датчик температуры может быть расположен в любом подходящем месте. Например, датчик температуры может быть выполнен с возможностью вставки в образующий аэрозоль субстрат, или картридж, который вмещается внутри указанного приемника, для отслеживания температуры нагреваемого образующего аэрозоль субстрата. Дополнительно или в качестве альтернативы, датчик температуры может находиться в контакте с нагревательным элементом. Дополнительно или в качестве альтернативы, датчик температуры может быть расположен с возможностью определения температуры на аэрозольном выходе кальянного устройства, таком как аэрозольный выход генерирующего аэрозоль элемента. Дополнительно или в качестве альтернативы, датчик температуры может находиться в контакте с охлаждающим элементом, таким как нагреваемая сторона теплового насоса. Датчик может передавать сигналы, относящиеся к измеренной температуре, на электронную схему управления, которая может регулировать нагрев нагревательных элементов для достижения подходящей температуры на датчике.The hookah device may contain a temperature sensor. The temperature sensor may contain a thermocouple. A temperature sensor may be operatively connected to an electronic control circuit to control the temperature of the heating elements. The temperature sensor may be located in any suitable location. For example, a temperature sensor may be configured to be inserted into an aerosol-forming substrate, or a cartridge that fits within said receptacle, to monitor the temperature of the heated aerosol-forming substrate. Additionally or alternatively, the temperature sensor may be in contact with the heating element. Additionally or alternatively, a temperature sensor may be positioned to sense the temperature at the aerosol outlet of the hookah device, such as the aerosol outlet of the aerosol generating element. Additionally or alternatively, the temperature sensor may be in contact with a cooling element such as the heated side of a heat pump. The sensor may send signals related to the sensed temperature to an electronic control circuit which may regulate the heating of the heating elements to achieve a suitable temperature at the sensor.

Может использоваться любая подходящая термопара, такая как термопара типа K. Термопара может быть размещена в картридже в месте, где температура является самой низкой. Например, термопара может быть размещена в центре или в середине картриджа. В некоторых кальянных устройствах термопара может быть размещена под образующим аэрозоль субстратом (таким как меласса), например, путем размещения термопары между приемником субстрата и нагревательным элементом (таким как древесный уголь) с последующим размещением субстрата сверху.Any suitable thermocouple may be used, such as a type K thermocouple. The thermocouple may be placed in the cartridge at the location where the temperature is lowest. For example, a thermocouple may be placed in the center or in the middle of the cartridge. In some hookah devices, a thermocouple can be placed under an aerosol-forming substrate (such as molasses), for example by placing the thermocouple between the substrate receptacle and a heating element (such as charcoal) and then placing the substrate on top.

Независимо от того, содержит кальянное устройство датчик температуры или нет, это устройство предпочтительно выполнено с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата, размещенного в указанном приемнике, до величины, достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания образующего аэрозоль субстрата.Whether or not the hookah device includes a temperature sensor, the device is preferably configured to heat the aerosol-forming substrate disposed in said receptacle to a value sufficient to generate the aerosol without burning the aerosol-forming substrate.

Электронная схема управления может быть функционально соединена с источником питания кальянного устройства. Кальянное устройство может содержать любой подходящий источник питания. Например, источник питания кальянного устройства может представлять собой батарею или комплект батарей (например, пакет батарей). В некоторых вариантах осуществления один или более компонентов батареи, например катодные и анодные элементы, или даже вся батарея могут быть адаптированы для соответствия геометрическим параметрам той части кальянного устройства, в которой они размещаются. В некоторых случаях батарея или компонент батареи могут быть адаптированы для соответствия геометрическим параметрам путем обкатки или сборки. Батареи источника питания могут быть перезаряжаемыми. Батареи источника питания могут быть съемными и сменными. Может использоваться любая подходящая батарея. Например, батареи для тяжелых условий работы или стандартные батареи, имеющиеся в продаже, такие как используемые в мощных промышленных электрических инструментах для тяжелых условий работы. В качестве альтернативы, источник питания может представлять собой источник электрического питания любого типа, содержащий супер- или гиперконденсатор. В некоторых вариантах осуществления кальянное устройство может быть выполнено с возможностью соединения с наружным источником электрического питания, и оно может быть спроектировано для этой цели в электрическом и электронном аспекте. Независимо от типа используемого источника питания, источник питания предпочтительно обеспечивает достаточно энергии для нормального функционирования кальянного устройства в течение приблизительно 30 минут, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 50 минут, более предпочтительно по меньшей мере 70 минут непрерывной работы устройства до того, как потребуется перезарядка или подключение к наружному источнику электрического питания.The electronic control circuit can be functionally connected to the power source of the hookah device. The hookah device may contain any suitable power source. For example, the hookah device's power source may be a battery or a set of batteries (eg, a battery pack). In some embodiments, one or more of the battery components, such as the cathode and anode cells, or even the entire battery, may be adapted to match the geometry of the part of the hookah device in which they are placed. In some cases, a battery or battery component may be adapted to fit the geometry by running or assembly. The power supply batteries may be rechargeable. The power supply batteries can be removable or replaceable. Any suitable battery may be used. For example, heavy duty batteries or commercially available standard batteries such as those used in heavy duty industrial power tools. Alternatively, the power supply may be any type of electrical power supply containing a super or hypercapacitor. In some embodiments, the hookah device may be configured to be connected to an external electrical power source and may be electrically and electronically designed for this purpose. Regardless of the type of power source used, the power source preferably provides enough power to operate the hookah device normally for about 30 minutes, preferably at least about 50 minutes, more preferably at least 70 minutes of continuous device operation before needing to be recharged or plugged in. to an external power supply.

Кальянное устройство может содержать ускоряющий элемент. Давление воздуха с вовлеченным аэрозолем может снижаться при прохождении через один или более ускоряющих элементов. Затем воздух с вовлеченным аэрозолем проходит через стволовую трубку в колбу, и далее возможно его вдыхание пользователем. Ускоряющий элемент может быть расположен вдоль аэрозольной шахты, например вдоль канала для потока воздуха аэрозольной шахты. В частности, ускоряющий элемент может быть расположен вдоль аэрозольной шахты. Ускоряющий элемент может образовывать единое целое с частью канала для потока воздуха или аэрозольной шахты. Ускоряющий элемент может быть выполнен с возможностью ускорения аэрозоля, который протекает через ускоряющий элемент.The hookah device may contain an accelerating element. The air pressure with entrained aerosol may decrease as it passes through one or more accelerating elements. The aerosol-entrained air then passes through the stem tube into the flask and can then be inhaled by the user. The accelerating element may be located along the aerosol shaft, for example along the air flow channel of the aerosol shaft. In particular, the accelerating element may be located along the aerosol shaft. The accelerating element may be integral with a portion of the air flow channel or aerosol shaft. The accelerating element may be configured to accelerate the aerosol that flows through the accelerating element.

Кальянное устройство может содержать охлаждающий элемент. Охлаждающий элемент может быть расположен вдоль канала для потока воздуха или аэрозольной шахты. Охлаждающий элемент может образовывать единое целое с частью канала для потока воздуха или аэрозольной шахты. Охлаждающий элемент выполнен с возможностью охлаждения аэрозоля в канале для потока воздуха, в частности воздуха, который протекает через охлаждающий элемент или мимо него. Охлаждающий элемент может быть расположен ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль элемента вдоль канала для потока воздуха. В частности, охлаждающий элемент может быть расположен между генерирующим аэрозоль элементом и концом канала для потока воздуха или по меньшей мере между генерирующим аэрозоль элементом и колбой. Дополнительно, охлаждающий элемент может быть расположен смежно или как можно ближе к замедляющей камере или замедляющей части стволовой трубки, что обеспечивает возможность содействия быстрому охлаждению для выработки аэрозоля. Охлаждающий элемент может использовать пассивное охлаждение и/или активное охлаждение. Охлаждающий элемент может содержать трубку из теплопроводного материала. The hookah device may contain a cooling element. The cooling element may be located along the air flow channel or aerosol shaft. The cooling element may be integral with a portion of the air flow path or aerosol shaft. The cooling element is adapted to cool the aerosol in the air flow channel, in particular the air that flows through or past the cooling element. The cooling element may be located downstream of the aerosol generating element along the air flow path. In particular, the cooling element may be located between the aerosol generating element and the end of the air flow channel, or at least between the aerosol generating element and the bulb. Additionally, the cooling element may be located adjacent to or as close as possible to the retardation chamber or retardation portion of the stem tube, which enables rapid cooling to be promoted for aerosol generation. The cooling element may use passive cooling and/or active cooling. The cooling element may include a tube of heat-conducting material.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложен способ образования аэрозоля в кальянном устройстве. Согласно указанному способу, генерируют луч ИК-излучения с помощью фотонного устройства. Далее, направляют луч ИК-излучения от фотонного устройства на образующий аэрозоль субстрат, размещенный в приемнике кальянного устройства. В завершение, нагревают образующий аэрозоль субстрат, размещенный в приемнике, с помощью луча ИК-излучения. Таким образом, температура образующего аэрозоль субстрата повышается при поглощении ИК-излучения. Температура образующего аэрозоль субстрата может увеличиваться при поглощении ИК-излучения до тех пор, пока она не достигнет температуры испарения, при которой образуется аэрозоль.According to another aspect of the present invention, a method is provided for generating an aerosol in a hookah device. According to this method, an infrared radiation beam is generated using a photonic device. Next, an IR beam is directed from the photonic device to an aerosol-forming substrate placed in the receiver of the hookah device. Finally, the aerosol-forming substrate placed in the receiver is heated with an IR beam. Thus, the temperature of the aerosol-forming substrate rises when IR radiation is absorbed. The temperature of the aerosol-forming substrate may increase upon absorption of IR radiation until it reaches the evaporation temperature at which the aerosol is formed.

В одном или более вариантах осуществления способа длину волны луча ИК-излучения выбирают таким образом, чтобы она соответствовала длине волны, при которой по меньшей мере компонент образующего аэрозоль субстрата поглощает ИК-излучение.In one or more embodiments of the method, the wavelength of the IR beam is selected to match the wavelength at which at least a component of the aerosol-forming substrate absorbs IR.

В одном или более вариантах осуществления способа этот способ включает манипулирование лучом ИК-излучения перед нагревом образующего аэрозоль субстрата, размещенного в приемнике кальянного устройства, посредством луча ИК-излучения. В некоторых вариантах осуществления способа манипулирование лучом ИК-излучения включает использование одного или более оптических элементов для манипулирования лучом ИК-излучения. В некоторых вариантах осуществления указанные один или более оптических элементов могут быть обеспечены на подвижном держателе. Таким образом обеспечивается возможность избирательного, например последовательного, нагрева различных участков образующего аэрозоль субстрата.In one or more embodiments of the method, the method includes manipulating an IR beam prior to heating an aerosol-forming substrate placed in a hookah device receiver with an IR beam. In some embodiments of the method, manipulation of the IR beam includes using one or more optical elements to manipulate the IR beam. In some embodiments, said one or more optical elements may be provided on a movable holder. In this way, it is possible to selectively, for example sequentially, heat different regions of the aerosol-forming substrate.

В некоторых вариантах осуществления способа он включает динамическое манипулирование лучом ИК-излучения. В некоторых вариантах осуществления указанное динамическое манипулирование может осуществляться с помощью подвижного держателя оптического элемента таким образом, чтобы имел место избирательный, например последовательный, нагрев различных участков образующего аэрозоль субстрата.In some embodiments of the method, it includes dynamic manipulation of the IR beam. In some embodiments, said dynamic manipulation may be performed by a movable optical element holder such that there is selective, eg sequential, heating of different regions of the aerosol-forming substrate.

В одном или более вариантах осуществления способа он включает нагрев образующего аэрозоль субстрата с помощью дополнительных средств электрического нагрева. Таким образом обеспечивается возможность одновременного нагрева образующего аэрозоль субстрата с помощью обоих из луча ИК-излучения и указанных дополнительных средств электрического нагрева.In one or more embodiments of the method, it comprises heating the aerosol-forming substrate with additional electrical heating means. In this way, it is possible to simultaneously heat the aerosol-forming substrate with both of the IR beam and said additional electrical heating means.

Ниже в качестве примера приведен в хронологическом порядке один способ использования кальянного устройства, описанного в данном документе. Колба может быть отделена от других компонентов кальянного устройства и заполнена водой. В воду для придания вкуса и аромата могут быть добавлены одно или более из натуральных фруктовых соков, растительных добавок и травяных добавок. Количество добавляемой жидкости должно покрывать часть основной шахты, но не должно превышать отметку уровня заполнения, которая при необходимости может присутствовать на колбе. Затем колбу снова прикрепляют к кальянному устройству. Часть генерирующего аэрозоль элемента может быть отделена или открыта для обеспечения возможности вставки образующего аэрозоль субстрата или картриджа в приемник. Затем генерирующий аэрозоль элемент снова присоединяют или закрывают. Затем устройство может быть включено. Пользователь может осуществлять затяжки из мундштучной части до тех пор, пока не будет произведен необходимый объем аэрозоля для заполнения камеры, имеющей вход для ускорения воздуха. Пользователь может осуществлять затяжки на мундштучной части по своему желанию. Пользователь может продолжать использовать устройство до тех пор, пока в камере больше не будет виден аэрозоль. Предпочтительно, устройство будет автоматически выключено при израсходовании доступного образующего аэрозоль субстрата, заключенного в картридже или обеспеченного отдельно. В качестве альтернативы или дополнительно, потребитель может заправить устройство новым образующим аэрозоль субстратом или новым картриджем после, например, приема от устройства сигнала о том, что расходные материалы израсходованы или по существу израсходованы. После заправки новым субстратом или новым картриджем возможно продолжение использования устройства. Предпочтительно, кальянное устройство может быть в любое время отключено потребителем, например, путем выключения питания устройства.Below, in chronological order, one way of using the hookah device described in this document is given as an example. The flask can be separated from the other components of the hookah device and filled with water. One or more of natural fruit juices, herbal supplements, and herbal supplements may be added to the water to add flavor and aroma. The amount of liquid added should cover part of the main shaft, but should not exceed the fill level mark, which, if necessary, may be present on the flask. The flask is then reattached to the hookah device. A portion of the aerosol generating element may be detached or opened to allow insertion of the aerosol generating substrate or cartridge into the receptacle. The aerosol generating element is then reattached or closed. The device can then be turned on. The user may puff from the mouthpiece until the required volume of aerosol is produced to fill the chamber having an inlet for air acceleration. The user can puff on the mouthpiece as desired. The user may continue to use the device until no more aerosol is visible in the chamber. Preferably, the device will automatically turn off when the available aerosol-forming substrate, contained in the cartridge or provided separately, is used up. Alternatively or additionally, the consumer may prime the device with a new aerosol-forming substrate or a new cartridge after, for example, receiving a signal from the device that the consumables are used up or substantially used up. After refilling with a new substrate or a new cartridge, it is possible to continue using the device. Preferably, the hookah device can be turned off by the consumer at any time, for example by turning off the power to the device.

В некоторых примерах пользователь может активировать один или более нагревательных элементов с помощью активирующего элемента, например, на мундштуке. Активирующий элемент может быть связан с электронной схемой управления, например, посредством беспроводной связи, и он может передавать на электронную схему управления сигнал для активации нагревательного элемента с его переводом из режима ожидания в режим полного нагрева. Предпочтительно, такая ручная активация возможна лишь во время осуществлении пользователем затяжек на мундштуке для предотвращения перегрева или ненужного нагрева образующего аэрозоль субстрата в картридже.In some examples, the user may activate one or more heating elements with an activation element, such as on a mouthpiece. The activating element may be in communication with the control electronics, for example by wireless communication, and may provide a signal to the control electronics to activate the heating element from standby to full heat. Preferably, such manual activation is only possible while the user is puffing on the mouthpiece to prevent overheating or unnecessary heating of the aerosol-forming substrate in the cartridge.

В некоторых примерах мундштук содержит датчик затяжки, который посредством беспроводной связи соединен с электронной схемой управления, и осуществление потребителем затяжек на мундштуке приводит к активации нагревательных элементов с их переводом из режима ожидания в режим полного нагрева.In some examples, the mouthpiece includes a puff sensor that is wirelessly connected to an electronic control circuit, and when the user puffs on the mouthpiece, the heating elements are activated from standby to full heat.

Кальянное устройство по настоящему изобретению может иметь любой подходящий вариант управления прохождением воздуха. В одном примере осуществление затяжек пользователем будет создавать эффект всасывания, приводящий к низкому давлению внутри устройства, что, в свою очередь, будет приводить к протеканию наружного воздуха через вход для воздуха устройства во впускной канал для воздуха и далее в приемник генерирующего аэрозоль элемента. Затем воздух может протекать через образующий аэрозоль субстрат или картридж, заключающий в себе субстрат, в приемник для переноса аэрозоля через аэрозольный выход приемника. Затем аэрозоль может втекать в первое отверстие входа для ускорения воздуха указанной камеры (если только выход генерирующего аэрозоль элемента одновременно не служит в качестве входа для ускорения воздуха указанной камеры). При протекании воздуха через вход указанной камеры происходит ускорение воздуха. Ускоренный воздух выходит с указанного входа через второе отверстие для поступления в основную камеру указанной камеры, где воздух замедляется. Замедление в указанной основной камере обеспечивает возможность улучшения зародышеобразования, что приводит к улучшению видимого аэрозоля в камере. Воздух, преобразованный в аэрозоль, может затем выходить из камеры и протекать через основную шахту (если только эта основная шахта не является основной камерой указанной камеры) в жидкость внутри колбы. Затем аэрозоль в виде пузырьков будет выходить из жидкости в свободное пространство над жидкостью в колбе, выходить через выход указанного свободного пространства и поступать через шланг и мундштук для доставки потребителю. Поток наружного воздуха и поток аэрозоля внутри кальянного устройства могут создаваться под действием затяжки, осуществляемой пользователем. The hookah device of the present invention may have any suitable airflow control. In one example, puffing by the user will create a suction effect resulting in low pressure within the device, which in turn will cause outside air to flow through the air inlet of the device into the air inlet and on to the aerosol generating element receiver. Air can then flow through the aerosol-forming substrate or cartridge containing the substrate into the receptacle to transfer the aerosol through the aerosol outlet of the receptacle. The aerosol can then flow into the first air acceleration inlet of said chamber (unless the outlet of the aerosol generating element simultaneously serves as an air acceleration inlet of said chamber). When air flows through the inlet of said chamber, air is accelerated. Accelerated air exits said inlet through a second opening to enter the main chamber of said chamber where the air is decelerated. The retardation in said main chamber allows for improved nucleation, resulting in an improvement in the visible aerosol in the chamber. Aerosolized air may then exit the chamber and flow through the main shaft (unless that main shaft is the main chamber of said chamber) into the liquid within the bulb. The bubble aerosol will then exit the liquid into the headspace above the liquid in the flask, exit through said headspace outlet, and flow through the hose and mouthpiece for delivery to the consumer. The flow of outside air and the flow of aerosol inside the hookah device can be created under the action of the puff carried out by the user.

Предпочтительно, сборка всех основных частей кальянного устройства по настоящему изобретению обеспечивает герметичное функционирование устройства. Герметичное функционирование должно обеспечивать надлежащее управление потоком воздуха. Герметичное функционирование может быть достигнуто любым подходящим образом. Например, для обеспечения герметичного уплотнения могут использоваться уплотнители, такие как уплотнительные кольца и шайбы. Preferably, the assembly of all the main parts of the hookah device according to the present invention ensures the tight functioning of the device. Sealed operation must ensure proper airflow control. Sealed operation may be achieved in any suitable manner. For example, seals such as O-rings and washers may be used to provide a tight seal.

Уплотнительные кольца и уплотнительные шайбы или другие уплотнительные элементы могут быть выполнены из любого подходящего материала или материалов. Например, уплотнения могут содержать одно или более из соединений графена и соединений кремния. Предпочтительно, указанные материалы одобрены для использования в изделиях, потребляемых людьми, Управлением США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов.O-rings and sealing washers or other sealing elements may be made from any suitable material or materials. For example, the seals may contain one or more of graphene compounds and silicon compounds. Preferably, said materials are approved for use in articles for human consumption by the US Food and Drug Administration.

Основные части, такие как камера, основная шахта, отходящая от камеры, наружный кожух приемника и колба, могут быть изготовлены из любого подходящего материала или материалов. Например, эти части могут быть независимо изготовлены из стекла, соединений на основе стекла, полисульфона (PSU), полиэфирсульфона (PES) или полифенилсульфона (PPSU). Предпочтительно, указанные части изготовлены из материалов, подходящих для использования в стандартных посудомоечных машинах.The main parts, such as the chamber, the main shaft extending from the chamber, the outer casing of the receiver and the bulb, can be made of any suitable material or materials. For example, these parts can be independently made from glass, glass-based compounds, polysulfone (PSU), polyethersulfone (PES), or polyphenylsulfone (PPSU). Preferably, said parts are made from materials suitable for use in standard dishwashers.

В некоторых примерах мундштук по настоящему изобретению содержит штыревой/гнездовой элемент быстроразъемного соединителя для соединения с блоком шланга.In some examples, the mouthpiece of the present invention includes a male/female quick connector for connection to a hose assembly.

Электронное кальянное устройство с ИК-нагревом может работать следующим образом. Картридж, заполненный образующим аэрозоль субстратом, может быть нагрет с помощью ИК-излучения. С этой целью генерирующий аэрозоль элемент направляет ИК-излучение на образующий аэрозоль субстрат. Генерирующий аэрозоль элемент может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечиваемая температура была достаточной для генерирования аэрозоля без сгорания или сжигания образующего аэрозоль субстрата. Пользователь может втягивать воздух из электрического кальянного устройства, при этом воздух может поступать внутрь по впускному каналу для воздуха, проходить через охлаждающий элемент, проходить вдоль картриджа, далее к нижней стороне картриджа и затем к нижней стороне приемника. Возможно ускорение генерируемого аэрозоля во время прохождения через ускоряющий элемент. До или во время ускорения возможно охлаждение генерируемого аэрозоля с помощью охлаждающего элемента для усиления конденсации в аэрозоле. Аэрозоль может претерпевать изменение давления при поступлении в камеру и расширяться внутри камеры, что может замедлять аэрозоль перед прохождением через основную шахту или стволовую трубку, которая частично погружена в воду в нижнем объеме колбы. Генерируемый аэрозоль проходит через воду и расширяется в верхнем пространстве колбы перед выводом посредством шланга.An electronic hookah device with IR heating can work as follows. A cartridge filled with an aerosol-forming substrate can be heated with IR radiation. To this end, the aerosol-generating element directs IR radiation onto the aerosol-generating substrate. The aerosol generating element may be configured such that the temperature provided is sufficient to generate the aerosol without combusting or burning the aerosol-forming substrate. The user may draw air from the electric hookah device, whereby the air may enter through the air inlet, pass through the cooling element, pass along the cartridge, on to the underside of the cartridge, and then to the underside of the receptacle. It is possible to accelerate the generated aerosol during passage through the accelerating element. Before or during acceleration, it is possible to cool the generated aerosol with a cooling element to enhance condensation in the aerosol. The aerosol may undergo a pressure change upon entering the chamber and expand within the chamber, which may delay the aerosol before passing through the main shaft or stem tube that is partially submerged in water in the lower volume of the flask. The generated aerosol passes through the water and expands in the top space of the flask before being discharged via a hose.

В одном или более вариантах осуществления способа образующий аэрозоль субстрат содержит кальянную мелассу.In one or more embodiments of the method, the aerosol-forming substrate comprises hookah molasses.

Согласно аспекту настоящего изобретения, предложен машиночитаемый носитель для долговременного хранения данных, содержащий программное обеспечение для выполнения вышеописанного способа. According to an aspect of the present invention, a computer-readable storage medium for long-term data storage is provided, comprising software for performing the method described above.

Согласно аспекту настоящего изобретения, предложен контроллер, выполненный с возможностью реализации вышеописанного способа. В некоторых вариантах осуществления указанный контроллер содержит программное обеспечение для выполнения вышеописанного способа. В некоторых вариантах осуществления программное обеспечение обеспечено в качестве части контроллера на вышеописанном машиночитаемом носителе для долговременного хранения данных. According to an aspect of the present invention, there is provided a controller capable of implementing the method described above. In some embodiments, the implementation of the specified controller contains software for performing the above described method. In some embodiments, the software is provided as part of the controller on the above-described computer-readable storage medium for non-volatile data storage.

Все научные и технические термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Определения, приведенные в данном документе, предназначены для облегчения понимания определенных терминов, часто используемых в настоящем документе.All scientific and technical terms used in this document have the meanings commonly used in the art, unless otherwise indicated. The definitions provided in this document are intended to facilitate understanding of certain terms commonly used in this document.

Признаки, описанные в отношении одного аспекта, могут быть в равной степени применены к другим аспектам настоящего изобретения.The features described in relation to one aspect can be equally applied to other aspects of the present invention.

Изобретение будет далее описано исключительно на примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:The invention will now be described solely by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

на Фиг. 1 показано кальянное устройство, содержащее генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению; на Фиг. 2 показан генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления;in FIG. 1 shows a hookah device containing an aerosol generating element of the present invention; in FIG. 2 shows an aerosol generating element of the present invention according to one embodiment;

на Фиг. 3A и 3B показаны генерирующие аэрозоль элементы по настоящему изобретению согласно еще одному варианту осуществления;in FIG. 3A and 3B show aerosol generating elements of the present invention according to another embodiment;

на Фиг. 4А показан генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению согласно еще одному варианту осуществления;in FIG. 4A shows an aerosol generating element of the present invention according to another embodiment;

На Фиг. 4В показан генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению согласно еще одному варианту осуществления;On FIG. 4B shows an aerosol generating element of the present invention according to another embodiment;

на Фиг. 5A показано кальянное устройство по настоящему изобретению согласно одному варианту осуществления, содержащее генерирующий аэрозоль элемент по настоящему изобретению; in FIG. 5A shows a hookah device of the present invention according to one embodiment, comprising an aerosol generating element of the present invention;

на Фиг. 5B показан блок управления для использования с генерирующим аэрозоль элементом по настоящему изобретению; и in FIG. 5B shows a control unit for use with an aerosol generating element of the present invention; and

на Фиг. 6 показан ИК-спектр глицерина.in FIG. 6 shows the IR spectrum of glycerin.

Кальянное устройство 100 содержит генерирующий аэрозоль элемент 10, выполненный с возможностью размещения в нем образующего аэрозоль субстрата 20 (не показан). Генерирующий аэрозоль элемент 10 может нагревать образующий аэрозоль субстрат 20, например, посредством ИК-излучения, как описано ниже в отношении Фиг. 2, для генерирования аэрозоля. При использовании генерируемый аэрозоль протекает через аэрозольную шахту. Аэрозольная шахта может быть обеспечена как часть стволовой трубки 34. Аэрозольная шахта содержит ближний концевой участок, образующий ближнее отверстие 42, расположенное с возможностью приема потока воздуха из генерирующего аэрозоль элемента 10, и дальний концевой участок, образующий дальнее отверстие 44, расположенное во внутренней области колбы 46. Hookah device 100 includes an aerosol generating element 10 configured to accommodate an aerosol generating substrate 20 (not shown). The aerosol-generating element 10 may heat the aerosol-generating substrate 20, for example, by means of IR radiation, as described below with respect to FIG. 2 to generate an aerosol. In use, the generated aerosol flows through the aerosol shaft. The aerosol shaft may be provided as part of the stem tube 34. The aerosol shaft comprises a proximal end portion defining a proximal opening 42 positioned to receive airflow from the aerosol generating element 10 and a distal end portion defining a distal opening 44 located in the interior of the bulb. 46.

Стволовая трубка 34 сообщается по текучей среде с колбой 46. Между генерирующим аэрозоль элементом 10 и внутренней областью колбы 46 образован канал для потока воздуха. В частности, генерирующий аэрозоль элемент 10 сообщается по текучей среде с колбой 46 посредством стволовой трубки 34, по меньшей мере частично образующей указанный канал для потока воздуха. Внутренняя область колбы 46 содержит верхний объем 48 для свободного пространства над жидкостью и нижний объем 50 для жидкости. Шланг 52 сообщается по текучей среде с верхним объемом 48 через выход 54 свободного пространства над жидкостью, выполненный с той стороны колбы 46, которая лежит выше уровня заполнения жидкостью. Мундштук 56 соединен со шлангом 52 для пользователя устройства 100.The stem tube 34 is in fluid communication with the bulb 46. Between the aerosol generating element 10 and the interior of the bulb 46, an air flow channel is formed. In particular, the aerosol generating element 10 is in fluid communication with the bulb 46 via a stem tube 34 at least partially defining said air flow channel. The inner region of the flask 46 contains the upper volume 48 for the headspace of the liquid and the lower volume 50 for the liquid. Hose 52 is in fluid communication with upper volume 48 through headspace outlet 54 on the side of bulb 46 above the liquid fill level. The mouthpiece 56 is connected to the hose 52 for the user of the device 100.

Генерируемый аэрозоль может протекать через генерирующий аэрозоль элемент 10 и канал для потока воздуха, проходящий через стволовую трубку 34, в нижний объем 49. Аэрозоль может проходить через жидкость в нижнем объеме 49 и подниматься в верхний объем 48. Осуществление пользователем затяжек на мундштуке 56 шланга 52 обеспечивает возможность втягивания аэрозоля в верхний объем 48 и далее через выход 54 свободного пространства над жидкостью в шланг 20 для вдыхания. В частности, отрицательное давление на мундштуке 56 может преобразовываться в отрицательное давление на выходе 54 свободного пространства над жидкостью, создавая поток воздуха через генерирующий аэрозоль элемент 10 и стволовую трубку 34. The generated aerosol can flow through the aerosol generating element 10 and the airflow channel through the stem tube 34 into the lower volume 49. The aerosol can pass through the liquid in the lower volume 49 and rise into the upper volume 48. User puffs on the mouthpiece 56 of the hose 52 allows the aerosol to be drawn into the upper volume 48 and further through the free space outlet 54 into the hose 20 for inhalation. In particular, negative pressure at mouthpiece 56 can be converted to negative pressure at headspace outlet 54, creating an airflow through aerosol generating element 10 and stem tube 34.

На Фиг. 2 показан вариант осуществления генерирующего аэрозоль элемента 10 по настоящему изобретению как части кальянного устройства 100 по Фиг. 1. Генерирующий аэрозоль элемент 10 содержит фотонное устройство 14, выполненное с возможностью генерирования и эмиссии луча ИК-излучения 16. В варианте осуществления по Фиг. 2 луч ИК-излучения 16 генерируется лазерным ИК-диодом, эмитирующим излучение с длиной волны от 1300 нанометров до 2000 нанометров с мощностью от 1 Ватта до 20 Ватт. Генерирующий аэрозоль элемент 10 дополнительно содержит приемник 18 для размещения образующего аэрозоль субстрата 20. Генерирующий аэрозоль элемент 10 выполнен с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата 20 путем направления луча ИК-излучения 16 от фотонного устройства 14 на образующий аэрозоль субстрат 20, размещенный в приемнике 18. Оптический элемент 22 расположен на пути луча ИК-излучения 16 между фотонным устройством 14 и приемником 18. Оптический элемент 22 выполнен с возможностью манипулирования лучом ИК-излучения 16. В варианте осуществления по Фиг. 2 оптический элемент 22 содержит криволинейное зеркало для манипулирования лучом 16 ИК-излучения путем отражения луча 16 таким образом, чтобы луч 16 изменял направление. Предпочтительно, радиус криволинейного зеркала не является постоянным, и возможно динамическое манипулирование им с помощью, например, давления воды или воздуха.On FIG. 2 shows an embodiment of an aerosol generating element 10 of the present invention as part of the hookah device 100 of FIG. 1. The aerosol generating element 10 includes a photonic device 14 configured to generate and emit an IR beam 16. In the embodiment of FIG. 2, the IR beam 16 is generated by an IR laser diode emitting radiation at a wavelength of 1300 nanometers to 2000 nanometers with a power of 1 watt to 20 watts. The aerosol-generating element 10 further comprises a receiver 18 for receiving the aerosol-forming substrate 20. The aerosol-generating element 10 is configured to heat the aerosol-forming substrate 20 by directing an IR beam 16 from the photonic device 14 onto the aerosol-forming substrate 20 disposed in the receiver 18. Optical element 22 is located in the path of IR beam 16 between photonic device 14 and receiver 18. Optical element 22 is configured to manipulate IR beam 16. In the embodiment of FIG. 2, optical element 22 includes a curved mirror for manipulating infrared beam 16 by reflecting beam 16 so that beam 16 changes direction. Preferably, the radius of the curved mirror is not constant and can be manipulated dynamically by, for example, water or air pressure.

Оптический элемент 22 установлен в генерирующем аэрозоль элементе 10 посредством оптического держателя 24. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 2, луч 16 ИК-излучения содержит падающий луч ИК-излучения, распространяющийся от фотонного устройства 14 в направлении криволинейного зеркала, и отраженный луч ИК-излучения, распространяющийся от криволинейного зеркала к приемнику 18. Криволинейное зеркало отражает луч 16 ИК-излучения, изменяя направление луча на новое направление, которое образует угол приблизительно 90 градусов с исходным направлением луча. Таким образом, угол между падающим лучом ИК-излучения и отраженным лучом ИК-излучения составляет приблизительно 90 градусов. Тем не менее, при необходимости возможно регулирование угла отражения до других значений.The optical element 22 is mounted in the aerosol generating element 10 by means of an optical holder 24. In the embodiment shown in FIG. 2, the IR beam 16 comprises an incident IR beam propagating from the photonic device 14 in the direction of the curved mirror and a reflected IR beam propagating from the curved mirror to the receiver 18. The curved mirror reflects the IR beam 16 by changing direction. beam to a new direction that forms an angle of approximately 90 degrees with the original beam direction. Thus, the angle between the incident IR beam and the reflected IR beam is approximately 90 degrees. However, if necessary, it is possible to adjust the angle of reflection to other values.

Оптический держатель 24 может быть выполнен с возможностью перемещения с целью регулирования угла отражения до разных значений. Возможно динамическое манипулирование местом на образующем аэрозоль субстрате 20, куда направляется луч 16 ИК-излучения, с помощью подвижного оптического держателя 24. Например, возможно манипулирование углом поворота криволинейного зеркала относительно падающего луча ИК-излучения с помощью подвижного оптического держателя 24. Например, подвижный оптический держатель 24 может содержать микроструктурированный узел шаговых двигателей. Таким образом обеспечивается возможность достижения избирательного нагрева дискретных участков образующего аэрозоль субстрата 20. В свою очередь, избирательный нагрев обеспечивает возможность осуществления последовательного нагрева различных участков образующего аэрозоль субстрата 20.The optical holder 24 may be movable to adjust the angle of reflection to different values. It is possible to dynamically manipulate the location on the aerosol-forming substrate 20 where the IR beam 16 is directed using a movable optical holder 24. For example, it is possible to manipulate the angle of rotation of a curved mirror with respect to the incident IR beam using a movable optical holder 24 may contain a microstructured stepper motor assembly. In this way, selective heating of discrete regions of the aerosol-forming substrate 20 is enabled. In turn, selective heating enables sequential heating of different regions of the aerosol-forming substrate 20.

Вариант осуществления по Фиг. 2 дополнительно содержит окно 26, расположенное в месте между оптическим элементом 22 и приемником 18 и являющееся по существу прозрачным по отношению к лучу 16 ИК-излучения. Отраженный луч 16 ИК-излучения передается в приемник 18 через окно 26. Окно 26 предотвращает накопление остатков на поверхности лазерного диода и на криволинейном зеркале.The embodiment of FIG. 2 further comprises a window 26 located at a location between the optical element 22 and the receiver 18 and is substantially transparent with respect to the IR beam 16 . The reflected IR beam 16 is transmitted to the receiver 18 through the window 26. The window 26 prevents the accumulation of residues on the surface of the laser diode and on the curved mirror.

На Фиг. 2 дополнительно показаны несколько деталей работающего примера генерирующего аэрозоль элемента 10 в кальянном устройстве 12.On FIG. 2 further shows several details of a working example of the aerosol generating element 10 in the hookah device 12.

Для обеспечения возможности поступления потока воздуха в устройство приемник 18 содержит по меньшей мере один вход 28 для воздуха. В приемнике 18 может быть размещен образующий аэрозоль субстрат 20. Образующий аэрозоль субстрат 20 может быть обеспечен как часть генерирующего аэрозоль изделия, находящаяся внутри капсулы 30. В некоторых вариантах осуществления крышка капсулы 30 может быть открыта или снята до нагрева. В некоторых вариантах осуществления, например таких, как проиллюстрированный вариант осуществления, капсула 30 размещена на расстоянии до 5 сантиметров от лазерного ИК-диода. В некоторых вариантах осуществления, например таких, как проиллюстрированный вариант осуществления, капсула 30 не имеет крышки. Это обеспечивает возможность предотвращения или по меньшей мере уменьшения потерь энергии из-за поглощения материалом в месте сопряжения. Это также обеспечивает возможность содействия максимизации непосредственного облучения образующего аэрозоль субстрата 20. In order to allow air flow into the device, the receiver 18 includes at least one air inlet 28 . Aerosol generating substrate 20 may be placed in receptacle 18. Aerosol generating substrate 20 may be provided as part of an aerosol generating article within capsule 30. In some embodiments, capsule lid 30 may be opened or removed prior to heating. In some embodiments, such as the illustrated embodiment, the capsule 30 is placed up to 5 centimeters away from the IR laser diode. In some embodiments, such as the illustrated embodiment, capsule 30 does not have a lid. This makes it possible to prevent or at least reduce the loss of energy due to absorption by the material at the interface. It also provides the ability to help maximize direct exposure to the aerosol-forming substrate 20.

При поглощении луча 16 ИК-излучения температура образующего аэрозоль субстрата 20 повышается до тех пор, пока она не достигнет температуры, при которой генерируется пар и образуется аэрозоль в приемнике 18. Нижняя сторона капсулы 30 оснащена выходом для потока воздуха, таким как одно или более отверстий 32, для обеспечения возможности создания потока воздуха через капсулу 30.Upon absorption of the IR beam 16, the temperature of the aerosol-forming substrate 20 rises until it reaches a temperature at which steam is generated and an aerosol is formed in the receiver 18. The underside of the capsule 30 is provided with an airflow outlet, such as one or more holes 32 to allow air to flow through capsule 30.

В целом, воздух поступает в приемник 18 через вход 28 для воздуха, проходит через образующий аэрозоль субстрат 20 и выходит из капсулы 30 через отверстия 32, расположенные на нижней стороне капсулы 30. Затем генерируемый аэрозоль проходит через стволовую трубку 34 в воду и накапливается в свободном пространстве над жидкостью в колбе (на Фиг. 2 не показано). Далее аэрозоль проходит через выход свободного пространства над жидкостью через шланг к мундштуку (элементы, не показанные на Фиг. 1), где возможно вдыхание аэрозоля пользователем.In general, air enters the receptacle 18 through the air inlet 28, passes through the aerosol-forming substrate 20, and exits the capsule 30 through openings 32 located on the underside of the capsule 30. The generated aerosol then passes through the stem tube 34 into the water and accumulates in the free space above the liquid in the flask (not shown in Fig. 2). The aerosol then passes through the headspace outlet through a hose to a mouthpiece (items not shown in FIG. 1) where the aerosol can be inhaled by the user.

На рис. 3A и 3B показаны другие варианты осуществления частей генерирующего аэрозоль элемента 10 по настоящему изобретению. На Фиг. 3А и 3В приемник не показан. В отличие от варианта осуществления по Фиг. 2, оптический элемент 22 в варианте осуществления по Фиг. 3A и 3B содержат выпуклую линзу. Как можно видеть из Фиг. 3A и 3B, выпуклая линза оптического элемента 22 манипулирует лучом 16 ИК-излучения таким образом, чтобы сузить его после прохождения через оптический элемент 22. Сужение и, следовательно, фокусировка луча 16 ИК-излучения повышает плотность энергии луча 16 ИК-излучения. Сфокусированный луч обеспечивает возможность быстрого расходования определенных областей образующего аэрозоль субстрата 20.On fig. 3A and 3B show other embodiments of parts of an aerosol generating element 10 of the present invention. On FIG. 3A and 3B the receiver is not shown. Unlike the embodiment of FIG. 2, the optical element 22 in the embodiment of FIG. 3A and 3B contain a convex lens. As can be seen from FIG. 3A and 3B, the convex lens of the optical element 22 manipulates the IR beam 16 so as to narrow it after passing through the optical element 22. Narrowing and hence focusing the IR beam 16 increases the energy density of the IR beam 16. The focused beam allows certain areas of the aerosol-forming substrate 20 to be rapidly consumed.

Кроме того, оптический элемент 22 содержит подвижный оптический держатель 24 для динамического манипулирования траекторией луча 16 ИК-излучения. Это визуально показано в виде различных ориентаций оси выпуклой линзы оптического элемента 22 на Фиг. 3A и 3B. Таким образом, на Фиг. 3A и 3B показаны две из нескольких различных конфигураций оптического элемента, которые могут быть получены в результате регулирования посредством подвижного оптического держателя 24. Перемещение подвижного оптического держателя 24 может быть реализовано с помощью шаговых двигателей. Как можно видеть из Фиг. 3A и 3B, манипулирование траекторией сфокусированного луча 16 осуществляется путем перемещения оптического держателя 24. Путем манипулирования траекторией фокусированного луча 16 ИК-излучения осуществляется манипулирование тем, где именно луч 16 ИК-излучения будет падать на образующий аэрозоль субстрат 20. Как следствие, обеспечивается возможность избирательного облучения образующего аэрозоль субстрата 20. Таким образом возможно избирательное облучение образующего аэрозоль субстрата 20. Скорость, с которой осуществляется манипулирование траекторией луча, может быть задана либо производителем, либо пользователем в соответствии с их собственными предпочтениями. Такая конфигурация может быть особенно полезной для кальянной системы с осуществлением затяжек по требованию.In addition, the optical element 22 includes a movable optical holder 24 for dynamically manipulating the path of the IR beam 16 . This is visually shown in the various orientations of the axis of the convex lens of the optical element 22 in FIG. 3A and 3B. Thus, in FIG. 3A and 3B show two of several different optical element configurations that can be achieved by adjusting the movable optical holder 24. Movement of the movable optical holder 24 can be realized using stepper motors. As can be seen from FIG. 3A and 3B, manipulation of the path of the focused IR beam 16 is accomplished by moving the optical holder 24. By manipulating the path of the focused IR beam 16, it is possible to manipulate exactly where the IR beam 16 will strike the aerosol-forming substrate 20. As a result, selective irradiation of the aerosol-forming substrate 20. Thus, selective irradiation of the aerosol-forming substrate 20 is possible. The speed at which the beam path is manipulated can be set by either the manufacturer or the user according to their own preferences. This configuration can be especially useful for a hookah system with on-demand puffs.

На Фиг. 4A показан еще один вариант осуществления частей генерирующего аэрозоль элемента 10 по настоящему изобретению. Как и в предыдущем случае, приемник на Фиг. 4A не показан. Образующий аэрозоль субстрат 20 обеспечен в капсуле 30 с открытой крышкой. В отличие от ранее описанных вариантов осуществления, в варианте осуществления по Фиг. 4A оптический элемент 22 содержит вогнутую линзу. Как можно видеть из Фиг. 4A, вогнутая линза оптического элемента 22 манипулирует лучом 16 ИК-излучения таким образом, чтобы расширить луч 16 ИК-излучения после прохождения через оптический элемент 22. Такая конфигурация особенно полезна для поддержания субстрата при оптимальной температуре в течение длительных интервалов времени, когда затяжки не осуществляются, например периодов предварительного нагрева или между затяжками.On FIG. 4A shows another embodiment of parts of an aerosol generating element 10 of the present invention. As in the previous case, the receiver in FIG. 4A is not shown. The aerosol-forming substrate 20 is provided in a capsule 30 with an open lid. Unlike the previously described embodiments, in the embodiment of FIG. 4A, the optical element 22 includes a concave lens. As can be seen from FIG. 4A, the concave lens of the optical element 22 manipulates the IR beam 16 in such a way as to expand the IR beam 16 after passing through the optical element 22. This configuration is especially useful for maintaining the substrate at the optimum temperature for long periods of time when no puffs are made. such as preheat periods or between puffs.

Генерирующий аэрозоль элемент 10 в варианте осуществления по Фиг. 4A также содержит дополнительные средства электрического нагрева. Указанные дополнительные средства электрического нагрева включают средства 36 резистивного нагрева. В данном варианте осуществления луч 16 ИК-излучения задуман как расходующее средство, то есть образование аэрозоля происходит по существу лишь в том месте, где луч 16 ИК-излучения облучает образующий аэрозоль субстрат 20. Средства 36 резистивного нагрева поддерживают субстрат при постоянной температуре, меньшей температуры испарения образующего аэрозоль субстрата. Средства ИК-нагрева обеспечивают дополнительную энергию, необходимую для доведения одного или более соединений образующего аэрозоль субстрата 20 до температуры испарения или более высокой температуры для генерирования аэрозоля.The aerosol generating element 10 in the embodiment of FIG. 4A also contains additional electrical heating means. Said additional electrical heating means include resistive heating means 36 . In this embodiment, the IR beam 16 is conceived as a consumable means, i.e., aerosol formation occurs essentially only at the point where the IR beam 16 irradiates the aerosol-forming substrate 20. The resistive heating means 36 maintains the substrate at a constant temperature, less than the temperature evaporation of the aerosol-forming substrate. The IR heating means provides the additional energy needed to bring one or more compounds of the aerosol-forming substrate 20 to a vaporization temperature or higher temperature to generate an aerosol.

На Фиг. 4B показан еще один вариант осуществления частей генерирующего аэрозоль элемента 10 по настоящему изобретению. Как и в предыдущем случае, приемник на Фиг. 4B не показан. Вариант осуществления по Фиг. 4B схож с вариантом осуществления по Фиг. 4A. Сфокусированный луч ИК-излучения 16 задуман как расходующее средство, и образование аэрозоля происходит по существу лишь на отдельном участке образующего аэрозоль субстрата 20, где сфокусированный луч 16 ИК-излучения облучает образующий аэрозоль субстрат 20. On FIG. 4B shows another embodiment of parts of an aerosol generating element 10 of the present invention. As in the previous case, the receiver in FIG. 4B is not shown. The embodiment of FIG. 4B is similar to the embodiment of FIG. 4A. The focused IR beam 16 is conceived as a consumable means, and aerosol generation occurs essentially only at a separate area of the aerosol-forming substrate 20, where the focused IR beam 16 irradiates the aerosol-forming substrate 20.

Вариант осуществления по Фиг. 4B отличается от варианта осуществления по Фиг. 4A тем, что оптический элемент 22 по Фиг. 4B содержит выпуклую линзу вместо вогнутой линзы. The embodiment of FIG. 4B differs from the embodiment of FIG. 4A in that the optical element 22 of FIG. 4B contains a convex lens instead of a concave lens.

Оптический элемент 22 по Фиг. 4B содержит подвижный оптический держатель 24 для динамического манипулирования траекторией луча 16 ИК-излучения. Данная конфигурация схожа с конфигурацией оптического элемента 22 и подвижного оптического держателя 24 в варианте осуществления по Фиг. 3A и 3B. The optical element 22 of FIG. 4B includes a movable optical holder 24 for dynamically manipulating the path of the IR beam 16 . This configuration is similar to that of the optical element 22 and the movable optical holder 24 in the embodiment of FIG. 3A and 3B.

Таким образом обеспечивается возможность облучения образующего аэрозоль субстрата 20 лучом 16 ИК-излучения последовательным образом.In this way, it is possible to irradiate the aerosol-forming substrate 20 with the IR beam 16 in a sequential manner.

На Фиг. 5A и 5B показан блок 38 управления для использования с генерирующим аэрозоль элементом 10 по настоящему изобретению. Блок 38 управления обеспечивает возможность максимального сохранения ритуала в кальянном устройстве 12 согласно настоящему изобретению, работающем не на древесном угле. On FIG. 5A and 5B show a control unit 38 for use with an aerosol generating element 10 of the present invention. The control unit 38 enables the maximum preservation of the ritual in the non-charcoal hookah device 12 of the present invention.

На Фиг. 5A показан на виде сбоку блок 38 управления, расположенный на верхней стороне генерирующего аэрозоль элемента 10. Кроме того, показана стволовая трубка 34 кальянного устройства 12. На Фиг. 5B показан на виде сверху блок 38 управления, содержащий пользовательский интерфейс 40. Пользовательский интерфейс 40 содержит дисплей. Дисплей визуализирует нагреваемые области образующего аэрозоль субстрата посредством контурной карты. В дополнение, дисплей может показывать, какие участки образующего аэрозоль субстрата 20 уже потреблены. Дисплей также имеет функцию пользовательского средства ввода в виде сенсорного экрана. Соответственно, при использовании блока 38 управления, например, с вариантами осуществления, в которых генерирующий аэрозоль элемент 10 содержит средства для манипулирования лучом 16 ИК-излучения, например с вариантом осуществления, показанным на Фиг. 3A и 3B, пользователь имеет возможность ввода указания на то, какая область образующего аэрозоль субстрата 20 должна быть нагрета. Например, пользователь может коснуться или нажать и удерживать область на сенсорном экране дисплея для управления местоположением, в которое направляется ИК-луч излучения 16. В результате этого действия шаговые двигатели подвижного оптического держателя 24 активно направляют луч 16 ИК-излучения в назначенную точку на образующем аэрозоль субстрате 20.On FIG. 5A shows in side view the control unit 38 located on the upper side of the aerosol generating element 10. In addition, the stem tube 34 of the hookah device 12 is shown. FIG. 5B shows a top view of a control unit 38 including a user interface 40. The user interface 40 includes a display. The display visualizes the heated areas of the aerosol-forming substrate by means of a contour map. In addition, the display can show which portions of the aerosol-forming substrate 20 have already been consumed. The display also has a user input feature in the form of a touch screen. Accordingly, when using the control unit 38, for example with embodiments in which the aerosol generating element 10 comprises means for manipulating the IR beam 16, for example with the embodiment shown in FIG. 3A and 3B, the user is able to enter an indication of which area of the aerosol-forming substrate 20 is to be heated. For example, the user can touch or press and hold an area on the touch screen display to control the location to which the IR beam 16 is directed. As a result of this action, the stepper motors of the movable optical holder 24 actively direct the IR beam 16 to a designated point on the aerosol generator. substrate 20.

Типовой субстрат, используемый с кальянными устройствами, такой как двойная яблочная меласса Al-Fakher, может иметь состав, содержащий, например, от 15 до 30 процентов табака, от 45 до 55 процентов глицерина и от 15 до 30 процентов сахара. Как можно видеть в ИК-спектре глицерина, изображенном на Фиг. 6 (взято из Xu, M., Wang, X., Jin, B. и Ren, H. Micromachines 2014, 6 (2), 186-195), глицерин имеет полосы сильного поглощения в диапазоне от 1300 до 2000 нанометров. Соответственно, подходящий ИК-излучатель, применяемый с кальянным устройством по настоящему изобретению, может представлять собой, например, лазерный диод, способный эмитировать свет с длиной волны от 1300 до 2000 нанометров.A typical substrate used with hookah devices, such as Al-Fakher double apple molasses, may have a composition containing, for example, 15 to 30 percent tobacco, 45 to 55 percent glycerol, and 15 to 30 percent sugar. As can be seen in the IR spectrum of glycerol shown in FIG. 6 (taken from Xu, M., Wang, X., Jin, B. and Ren, H. Micromachines 2014, 6(2), 186-195), glycerol has strong absorption bands ranging from 1300 to 2000 nanometers. Accordingly, a suitable IR emitter for use with the hookah device of the present invention may be, for example, a laser diode capable of emitting light at a wavelength of 1300 to 2000 nanometers.

В некоторых вариантах осуществления для обеспечения надлежащего использования кальянного устройства лазерный ИК-диод должен быть способен предварительно нагревать открытую часть субстрата от комнатной температуры до целевой температуры, составляющей приблизительно 200 градусов по Цельсию, за не более чем приблизительно 4 минуты. После этого этапа предварительного нагрева постоянное испарение в течение типового периода использования, составляющего около 40 минут, должно быть облегчено за счет мощности нагрева ИК-излучателя. In some embodiments, to ensure proper use of the hookah device, the IR laser diode must be able to preheat the exposed portion of the substrate from room temperature to a target temperature of approximately 200 degrees Celsius in no more than approximately 4 minutes. After this pre-heating step, continuous evaporation over a typical usage period of about 40 minutes should be facilitated by the heating power of the IR emitter.

Если предположить, что приблизительно треть всего материала субстрата, представляющая собой материал на поверхности субстрата, подвергается воздействию ИК-излучения и нагревается им, то можно сделать вывод, что лазерный ИК-диод должен обеспечивать мощность предварительного нагрева от 7 до 20 Ватт. Assuming that approximately one third of the entire substrate material, which is the material on the surface of the substrate, is exposed to and heated by IR radiation, it can be concluded that the laser IR diode should provide a preheating power of 7 to 20 watts.

После достижения целевой температуры 200 градусов по Цельсию кальян обычно используется в течение приблизительно 40 минут, и рабочая температура должна поддерживаться постоянной в течение этого периода использования на уровне целевой температуры. За этот период использования в целом испаряется в общей сложности 2,8 грамма субстрата мелассы. При вышеуказанном составе двойной яблочной мелассы Al-Fakher, для такого испарения потребуется непрерывная пониженная мощность излучения от 1 до 3 Ватт. After reaching the target temperature of 200 degrees Celsius, the hookah is typically used for approximately 40 minutes and the operating temperature must be kept constant during this period of use at the target temperature. During this period of use, a total of 2.8 grams of molasses substrate evaporates in total. With the above Al-Fakher double apple molasses formulation, such evaporation would require a continuous reduced power of 1 to 3 watts.

В данном примере требования к плотности мощности для предварительного нагрева двойной яблочной мелассы Al-Fakher за не более чем 4 минуты до целевой температуры 200 градусов по Цельсию составляют приблизительно от 1 до 1,5 Ватта на квадратный сантиметр. Во время использования кальянного устройства плотность мощности лазерного ИК-диода может быть уменьшена до приблизительно 0,3-0,7 Ватта на квадратный сантиметр.In this example, the power density requirement for preheating Al-Fakher double apple molasses for no more than 4 minutes to a target temperature of 200 degrees Celsius is approximately 1 to 1.5 watts per square centimeter. During use of the hookah device, the power density of the IR laser diode can be reduced to approximately 0.3-0.7 watts per square centimeter.

Claims (30)

1. Генерирующий аэрозоль элемент для генерирования аэрозоля в кальянном устройстве, содержащий:1. An aerosol generating element for generating an aerosol in a hookah device, comprising: - приемник для размещения образующего аэрозоль субстрата; и- a receiver for placing an aerosol-forming substrate; and - фотонное устройство, выполненное с возможностью генерирования луча ИК-излучения; причем- a photonic device configured to generate a beam of infrared radiation; and упомянутый генерирующий аэрозоль элемент выполнен с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата путем направления луча ИК-излучения на образующий аэрозоль субстрат.said aerosol-generating element is configured to heat the aerosol-forming substrate by directing an IR beam onto the aerosol-forming substrate. 2. Генерирующий аэрозоль элемент по п. 1, в котором длина волны луча ИК-излучения соответствует длине волны, на которой по меньшей мере компонент образующего аэрозоль субстрата поглощает ИК-излучение.2. The aerosol-generating element of claim 1, wherein the wavelength of the IR beam corresponds to a wavelength at which at least a component of the aerosol-forming substrate absorbs IR radiation. 3. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, в котором диапазон длин волн луча ИК-излучения составляет от 800 нанометров до 2300 нанометров, предпочтительно от 1300 нанометров до 2000 нанометров.3. An aerosol generating element according to any one of the preceding claims, wherein the wavelength range of the IR beam is from 800 nanometers to 2300 nanometers, preferably from 1300 nanometers to 2000 nanometers. 4. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, в котором диаметр луча ИК-излучения составляет в диапазоне от 1 миллиметра до 110 миллиметров, предпочтительно от 2 миллиметров до 100 миллиметров, а более предпочтительно от 5 миллиметров до 80 миллиметров.4. An aerosol generating element according to any one of the preceding claims, wherein the IR beam diameter is in the range of 1 millimeter to 110 millimeters, preferably 2 millimeters to 100 millimeters, and more preferably 5 millimeters to 80 millimeters. 5. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, в котором мощность луча ИК-излучения составляет в диапазоне от 0,1 Ватта до 30 Ватт, предпочтительно от 0,5 Ватта до 25 Ватт, более предпочтительно от 1 Ватта до 20 Ватт, а еще более предпочтительно от 1 Ватта до 3 Ватт.5. An aerosol generating element according to any one of the preceding claims, wherein the power of the IR beam is in the range of 0.1 Watt to 30 Watt, preferably 0.5 Watt to 25 Watt, more preferably 1 Watt to 20 Watt, and even more preferably 1 watt to 3 watts. 6. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, в котором плотность энергии луча ИК-излучения может составлять в диапазоне от 0,010 Ватта на квадратный сантиметр до 30 Ватт на квадратный сантиметр, предпочтительно от 0,050 Ватта на квадратный сантиметр до 6 Ватт на квадратный сантиметр, а более предпочтительно от 0,100 Ватта на квадратный сантиметр до 3 Ватт на квадратный сантиметр.6. An aerosol generating element according to any one of the preceding claims, wherein the energy density of the IR beam can be in the range of 0.010 watts per square centimeter to 30 watts per square centimeter, preferably 0.050 watts per square centimeter to 6 watts per square centimeter, and more preferably from 0.100 watts per square centimeter to 3 watts per square centimeter. 7. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, в котором фотонное устройство содержит лазерный ИК-диод.7. An aerosol generating element according to any one of the preceding claims, wherein the photonic device comprises an IR laser diode. 8. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий оптический элемент, расположенный между фотонным устройством и приемником и выполненный с возможностью манипулирования лучом ИК-излучения.8. Aerosol generating element according to any one of the preceding claims, further comprising an optical element located between the photonic device and the receiver and configured to manipulate the infrared radiation beam. 9. Генерирующий аэрозоль элемент по п. 8, в котором оптический элемент расположен на подвижном оптическом держателе для динамического манипулирования лучом ИК-излучения.9. An aerosol generating element according to claim 8, wherein the optical element is located on a movable optical holder for dynamic manipulation of the IR beam. 10. Генерирующий аэрозоль элемент по п. 8 или 9, дополнительно содержащий окно, расположенное между фотонным устройством и приемником и являющееся по существу прозрачным для луча ИК-излучения.10. Aerosol generating element according to claim 8 or 9, further comprising a window located between the photonic device and the receiver and being essentially transparent to the infrared radiation beam. 11. Генерирующий аэрозоль элемент по п. 10, причем генерирующий аэрозоль элемент содержит оптический элемент, и при этом упомянутое окно расположено в месте, находящемся между оптическим элементом и приемником.11. An aerosol generating element according to claim 10, wherein the aerosol generating element comprises an optical element, and wherein said window is located at a location between the optical element and the receiver. 12. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, в котором луч ИК-излучения содержит падающий луч ИК-излучения, распространяющийся от фотонного устройства к оптическому элементу, и отраженный луч ИК-излучения, распространяющийся от оптического элемента к приемнику, и при этом между падающим лучом ИК-излучения и отраженным лучом ИК-излучения имеется угол, предпочтительно составляющий приблизительно 90 градусов, предпочтительно при этом упомянутый оптический элемент содержит криволинейное зеркало для отражения луча ИК-излучения, предпочтительно при этом упомянутым криволинейным зеркалом можно динамически манипулировать.12. An aerosol generating element according to any one of the preceding claims, wherein the IR beam comprises an incident IR beam propagating from the photonic device to the optical element and a reflected IR beam propagating from the optical element to the receiver, and between the incident IR beam and the reflected IR beam have an angle, preferably approximately 90 degrees, preferably said optical element comprises a curved mirror for reflecting the IR beam, preferably said curved mirror can be dynamically manipulated. 13. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из пп. 8-12, в котором оптический элемент содержит одну или обе из:13. Generating aerosol element according to any one of paragraphs. 8-12, in which the optical element contains one or both of: вогнутой линзы для расширения луча ИК-излучения в направлении к приемнику иconcave lens to expand the IR beam towards the receiver and выпуклой линзы для сужения луча ИК-излучения в направлении к приемнику.convex lens to narrow the IR beam towards the receiver. 14. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий средство электрического нагрева, выполненное с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата, размещенного в приемнике, причем предпочтительно упомянутое средство электрического нагрева представляет собой одно или более из средства резистивного нагрева и средства индукционного нагрева.14. An aerosol-generating element according to any one of the preceding claims, further comprising electrical heating means configured to heat the aerosol-generating substrate disposed in the receptacle, preferably said electrical heating means being one or more of a resistive heating means and an induction heating means. 15. Генерирующий аэрозоль элемент по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий блок управления для выбора пользователем конкретного участка приемника, подлежащего нагреву.15. An aerosol generating element according to any one of the preceding claims, further comprising a control unit for selecting by the user a specific area of the receiver to be heated. 16. Кальянное устройство, содержащее генерирующий аэрозоль элемент по одному из предыдущих пунктов.16. A hookah device containing an aerosol-generating element according to one of the previous paragraphs. 17. Генерирующая аэрозоль система, содержащая кальянное устройство по п. 16 и образующий аэрозоль субстрат, 17. An aerosol generating system comprising a hookah device according to claim 16 and an aerosol-forming substrate, причем упомянутый образующий аэрозоль субстрат выполнен с возможностью его размещения в приемнике генерирующего аэрозоль элемента кальянного устройства, иwherein said aerosol-generating substrate is configured to be placed in the receiver of the aerosol-generating element of the hookah device, and при этом упомянутый образующий аэрозоль субстрат выполнен с возможностью его нагрева генерирующим аэрозоль элементом кальянного устройства.wherein said aerosol-generating substrate is configured to be heated by an aerosol-generating element of the hookah device. 18. Генерирующая аэрозоль система по п. 17, содержащая картридж, содержащий наружную оболочку, охватывающую образующий аэрозоль субстрат.18. The aerosol generating system of claim 17, comprising a cartridge comprising an outer shell enclosing the aerosol-forming substrate. 19. Генерирующая аэрозоль система по п. 17 или 18, в которой образующий аэрозоль субстрат содержит кальянную мелассу.19. An aerosol-generating system according to claim 17 or 18, wherein the aerosol-generating substrate comprises hookah molasses. 20. Способ образования аэрозоля в кальянном устройстве, включающий:20. A method for the formation of an aerosol in a hookah device, including: (а) генерирование луча ИК-излучения посредством фотонного устройства,(a) generating a beam of infrared radiation by means of a photonic device, (b) направление луча ИК-излучения от фотонного устройства на образующий аэрозоль субстрат, размещенный в приемнике кальянного устройства, и(b) directing a beam of infrared radiation from the photonic device onto an aerosol-forming substrate placed in the receiver of the hookah device, and (с) нагревание образующего аэрозоль субстрата, размещенного в приемнике кальянного устройства, посредством луча ИК-излучения.(c) heating the aerosol-forming substrate placed in the receiver of the hookah device with an infrared beam.
RU2021118709A 2019-01-14 2020-01-13 Aerosol generating element with infrared heating RU2774803C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19151641.8 2019-01-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2774803C1 true RU2774803C1 (en) 2022-06-23

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014102092A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Philip Morris Products S.A. Heating assembly for an aerosol generating system
WO2015177255A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Philip Morris Products S.A. Inductive heating device for heating an aerosol-forming substrate
WO2016019573A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 刘水根 Electronic hookah charcoal and method for heating tobacco leaves by electronic hookah charcoal
WO2016184783A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 British American Tobacco (Investments) Limited Article and apparatus for generating an aerosol

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014102092A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Philip Morris Products S.A. Heating assembly for an aerosol generating system
WO2015177255A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Philip Morris Products S.A. Inductive heating device for heating an aerosol-forming substrate
WO2016019573A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 刘水根 Electronic hookah charcoal and method for heating tobacco leaves by electronic hookah charcoal
WO2016184783A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 British American Tobacco (Investments) Limited Article and apparatus for generating an aerosol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2764904C1 (en) Aerosol generating system heated by radiation, a cartridge, an aerosol generating element, and an associated method
JP7684347B2 (en) Infrared heating type aerosol generating element
RU2758447C1 (en) Aerosol generating device
RU2765702C2 (en) Hookah device with preheating of air without burning
EP3451861B1 (en) Aerosol generating systems
US20220330613A1 (en) Shisha device with dielectric heater
KR102208736B1 (en) Fine particle generator
EA036871B1 (en) Method for operating an electronic vapour inhaler
CN116981368A (en) Dielectrically heated aerosol generation system with optimized dimensions
CA3210850A1 (en) Dielectrically heated aerosol-generating system with segmented heater
JP2022088438A (en) Handheld inhalable steam generator and method
JP2024509903A (en) Aerosol generator with photonic heating means
RU2774803C1 (en) Aerosol generating element with infrared heating
US12507732B2 (en) Infrared heated aerosol-generating element
RU2844066C1 (en) Hookah device with dielectric heater
KR102699324B1 (en) Aerosol-generating device that utilizes heat from the susceptor's outer surface
RU2809626C1 (en) Hookah system with heating block containing two electrodes
RU2776284C2 (en) Hookah device with active cooling, providing improved aerosol characteristics
RU2827724C1 (en) Aerosol-generating device
KR20250160504A (en) Smoking system