RU2844066C1 - Кальянное устройство с диэлектрическим нагревателем - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к генерирующим аэрозоль устройствам. Кальянное устройство содержит полость для жидкости, содержащую объем жидкости, через который аэрозоль, генерируемый кальянным устройством, проходит перед вдыханием пользователем, полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего образующий аэрозоль субстрат, генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия. Полость для жидкости имеет выпускное отверстие свободного пространства. Полость для изделия находится в сообщении по текучей среде с полостью для жидкости. Генератор электромагнитного поля содержит магнетрон или твердотельный РЧ-транзистор. Полость для изделия содержит одну или более наружных стенок, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, при этом одна или более прорезей образованы в одной или более наружных стенках. Таким образом обеспечивается равномерный управляемый нагрев субстрата, образующего аэрозоль, возможность удержания электромагнитного поля в полости для изделия для эффективного нагрева и предотвращение утечки излучения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к кальянной системе для генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль (образующего аэрозоль субстрата). В частности, настоящее изобретение относится к кальянной системе, кальянному устройству и кальянному изделию для использования с кальянным устройством.

Традиционные кальянные устройства иногда называют в данной области техники хукой, чилимом, нагриле или кальяном. Традиционные кальянные устройства отличаются от других устройств, генерирующих аэрозоль, тем, что летучие соединения, высвобождаемые из нагретого субстрата в кальянном устройстве, проходят через резервуар с жидкостью перед попаданием в дыхательные пути пользователя. Традиционные кальянные устройства могут содержать одно выпускное отверстие или более одного выпускного отверстия, так что устройство может быть использовано одновременно более чем одним пользователем.

Как правило, традиционные кальяны используют в комбинации с субстратом для кальяна, иногда называемым в данной области техники кальянным табаком, табачной мелассой или просто мелассой. Традиционные субстраты для кальяна характеризуются относительно высоким содержанием сахара, которое в некоторых случаях составляет до приблизительно 50 процентов по сравнению с приблизительно 20 процентами, которые могут содержаться в стандартных сгораемых сигаретах.

В традиционных кальянных устройствах также используется древесный уголь для нагрева или иногда сжигания субстрата для кальяна с целью генерирования аэрозоля для вдыхания пользователем. Использование древесного угля для нагрева субстрата для кальяна может вызывать полное или частичное сгорание табака и других ингредиентов, входящих в состав субстрата для кальяна.

На сегодняшний день известны различные типы электрических кальянных систем. В электрических кальянных системах источник тепла на основе древесного угля, использующийся в традиционном кальянном устройстве, заменен на электрически питаемый нагреватель. Почти все предлагаемые электрические кальянные системы нагревают субстрат, образующий аэрозоль, при помощи одного или более из следующего: передачи тепла от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль, излучения тепла из нагревательного элемента в субстрат, образующий аэрозоль, или прохождения нагретого воздуха через субстрат, образующий аэрозоль. Как правило, нагревание осуществляют путем пропускания электрического тока через электрически резистивный нагревательный элемент, что приводит к джоулеву нагреву нагревательного элемента. Кроме того, предложены системы индукционного нагрева, в которых джоулев нагрев происходит в результате вихревых токов, индуцируемых в нагревательном элементе токоприемника.

Одна проблема, присущая ранее предложенным электрическим кальянным устройствам, заключается в том, что эти устройства могут вызывать неравномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль. Часть субстрата, образующего аэрозоль, которая расположена ближе всего к нагревательному элементу, нагревается быстрей или до более высоких температур по сравнению с теми частями субстрата, образующего аэрозоль, которые более удалены от нагревательного элемента.

Было бы желательным иметь возможность обеспечить равномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, таким способом, который предоставляет большую конструктивную гибкость, а также обеспечивает управление нагревом.

Согласно настоящему изобретению предлагается кальянное устройство для нагрева субстрата, образующего аэрозоль (образующего аэрозоль субстрата), для генерирования аэрозоля. Кальянное устройство может содержать полость для жидкости, выполненную с возможностью размещения в ней некоторого объема жидкости. Полость для жидкости может иметь выпускное отверстие свободного пространства. Кальянное устройство может содержать полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней субстрата, образующего аэрозоль. Полость для изделия может находиться в сообщении по текучей среде с полостью для жидкости. Кальянное устройство может содержать: генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия.

В частности, согласно настоящему изобретению предлагается кальянное устройство для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, причем указанное кальянное устройство содержит: полость для жидкости, выполненную с возможностью размещения в ней объема жидкости, причем указанная полость для жидкости имеет выпускное отверстие свободного пространства; полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней субстрата, образующего аэрозоль, причем указанная полость для изделия находится в сообщении по текучей среде с полостью для жидкости; и генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия.

Такое кальянное устройство выполнено с возможностью обеспечения диэлектрического нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Диэлектрический нагрев может быть равномерным по всему объему субстрата, образующего аэрозоль, без создания горячих участков. Кроме того, для диэлектрического нагрева не требуется контакт между нагревательным элементом и субстратом, образующим аэрозоль. Это означает, что нет необходимости чистить нагревательный элемент в отличие от стандартных компоновок, в которых остатки аэрозоля могут накапливаться на поверхности электрических нагревательных элементов. Кальянное устройство обеспечивает значительную гибкость конструкции в отношении формы, объема и состава субстрата, образующего аэрозоль, и соответственно формы и объема полости для изделия.

Генератор электромагнитного поля может относиться к любому подходящему типу генератора электромагнитного поля, который выполнен с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия.

Предпочтительно генератор электромагнитного поля содержит твердотельный РЧ-транзистор.

Применение твердотельного РЧ-транзистора обеспечивает компактность кальянного устройства. Стандартным средством для генерирования РЧ-излучения для нагрева, например в бытовых микроволновых печах, является магнетрон. Магнетроны являются громоздкими и требуют высокого напряжения для работы. Кроме того, магнетроны имеют относительно нестабильную выходную частоту и характеризуются относительно коротким сроком службы. РЧ-транзистор может обеспечить стабильную работу в течение многих циклов использования и требует гораздо более низких рабочих напряжений.

Преимущественно, твердотельный РЧ-транзистор может быть выполнен с возможностью генерирования и усиления РЧ-электромагнитного поля. Использование одного транзистора для осуществления генерирования и усиления РЧ-электромагнитного поля позволяет сделать кальянное устройство компактным. Твердотельный РЧ-транзистор может представлять собой, например, транзистор типа LDMOS, полевой транзистор на основе арсенида галлия, карбидокремниевый полевой транзистор с затвором Шотки или нитрид-галлиевый полевой транзистор на гетероструктурах.

Хотя предпочтительно, чтобы генератор электромагнитного поля содержал твердотельный РЧ-транзистор, предусматривается, что в некоторых вариантах осуществления генератор электромагнитного поля может содержать магнетрон или другой подходящий генератор электромагнитного поля, способный генерировать РЧ-электромагнитное поле.

В контексте данного документа под термином «радиочастотный» (РЧ) следует понимать частоту от приблизительно 3 герц (Гц) до приблизительно 3 терагерц (ТГц). Соответственно, в контексте данного документа РЧ-частоты включают в себя микроволновые частоты. Предпочтительно РЧ-электромагнитное поле имеет частоту от приблизительно 1 мегагерца (МГц) до приблизительно 50 гигагерц (ГГц). Более предпочтительно РЧ-электромагнитное поле имеет частоту от приблизительно 4 мегагерц (МГц) до приблизительно 30 гигагерц (ГГц). РЧ-электромагнитное поле может иметь частоту от приблизительно 100 мегагерц (МГц) до приблизительно 10 гигагерц (ГГц). В одном варианте осуществления РЧ-электромагнитное поле имеет частоту приблизительно 4 мегагерца (МГц). В одном варианте осуществления РЧ-электромагнитное поле имеет частоту приблизительно 3 гигагерца (ГГц). В одном варианте осуществления РЧ-электромагнитное поле имеет частоту приблизительно 2,4 гигагерца (ГГц).

В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, обычно является частью изделия, генерирующего аэрозоль. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой субстрат для кальяна, образующий аэрозоль.

Субстрат для кальяна, образующий аэрозоль, может иногда называться в данной области техники кальянным табаком, табачной мелассой или просто мелассой. Субстрат для кальяна, образующий аэрозоль, может иметь относительно высокое содержание сахара по сравнению со стандартными сгораемыми сигаретами или расходуемыми изделиями на основе табака, которые предназначены для нагревания без горения, чтобы имитировать ощущение при курении. Далее будет приведено более подробное описание субстрата, образующего аэрозоль.

В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой картридж для кальянного устройства. Картридж для кальянного устройства содержит субстрат, образующий аэрозоль. Предпочтительно картридж для кальянного устройства содержит субстрат для кальяна, образующий аэрозоль. Картридж для кальянного устройства выполнен с возможностью размещения в кальянном устройстве и возможностью функционирования с кальянным устройством для генерирования аэрозоля, который может вдыхать пользователь, который делает вдох или затяжку через мундштук кальянного устройства. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым.

В контексте данного документа термин «кальянное устройство» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Кальянное устройство является отдельным от субстрата, образующего аэрозоль. Кальянное устройство выполнено с возможностью объединения с субстратом, образующим аэрозоль, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен как часть изделия, генерирующего аэрозоль. Кальянное устройство выполнено отдельным от изделия, генерирующего аэрозоль. Кальянное устройство выполнено с возможностью объединения с изделием, генерирующим аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, который входит в состав изделия, генерирующего аэрозоль. Кальянные устройства отличаются от других устройств, генерирующих аэрозоль, по меньшей мере тем, что летучие соединения, высвобождаемые из нагретого субстрата, проходят через резервуар с жидкостью кальянного устройства перед попаданием в дыхательные пути пользователя. Кальянные устройства могут содержать более одного выпускного отверстия, так что устройство может быть использовано одновременно более чем одним пользователем. Кальянное устройство может содержать канал для потока воздуха, такой как трубка мундштука, для направления летучих соединений, высвобождаемых из субстрата, образующего аэрозоль, в резервуар с жидкостью.

В контексте данного документа термин «кальянная система» относится к комбинации кальянного устройства с субстратом, образующим аэрозоль, или изделием, генерирующим аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль. В кальянной системе происходит взаимодействие субстрата, образующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль, с кальянным устройством для генерирования аэрозоля.

Кальянное устройство отличается от других устройств, генерирующих аэрозоль, тем, что аэрозоль, генерируемый кальянным устройством, проходит через некоторый объем жидкости, как правило воды, перед попаданием указанного аэрозоля в дыхательные пути пользователя. Более конкретно, когда пользователь кальянного устройства делает затяжку, летучие соединения, высвобождаемые из нагретого субстрата, образующего аэрозоль, поступают через канал для потока воздуха кальянного устройства в некоторый объем жидкости. Летучие соединения поступают из указанного объема жидкости в свободное пространство кальянного устройства, где летучие соединения образуют аэрозоль. Затем аэрозоль, находящийся в свободном пространстве, вытягивается из указанного свободного пространства через выпускное отверстие свободного пространства для вдыхания пользователем. Объем жидкости, как правило, воды, предназначен для снижения температуры летучих соединений и может увеличить содержание воды в аэрозоле, образованном в свободном пространстве кальянного устройства. Этот процесс добавляет отличительные характеристики процессу использования кальянного устройства пользователем, а также придает отличительные характеристики аэрозолю, генерируемому кальянным устройством и вдыхаемому пользователем.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления кальянное устройство содержит канал для потока воздуха для переноса летучих соединений, высвобожденных из нагретого субстрата, образующего аэрозоль, из полости для изделия в полость для жидкости. Более конкретно, кальянное устройство может содержать канал для потока воздуха, выполненный с возможностью переноса летучих соединений, высвобожденных из нагретого субстрата, образующего аэрозоль, из полости для изделия в объем жидкости, находящейся в полости для жидкости. Как правило, канал для потока воздуха выполнен с возможностью передачи аэрозоля из полости для изделия в место, находящееся ниже уровня заполнения жидкостью в полости для жидкости. Уровень заполнения жидкостью в полости для жидкости представляет собой уровень, до которого полость для жидкости должна быть заполнена жидкостью, чтобы кальянное устройство могло оптимально функционировать. Канал для потока воздуха может характеризоваться наличием отверстия, ведущего в полость для жидкости и находящегося ниже уровня заполнения жидкостью полости для жидкости.

Кальянное устройство содержит выпускное отверстие свободного пространства. Выпускное отверстие свободного пространства представляет собой выпускное отверстие, через которое аэрозоль может быть выведен из полости для жидкости. Выпускное отверстие свободного пространства может быть расположено выше уровня заполнения жидкостью полости для жидкости. Пространство, находящееся над уровнем заполнения жидкостью полости для жидкости, именуют свободным пространством. Свободное пространство в полости для жидкости представляет собой пространство, в котором летучие соединения, втянутые из полости для изделия и через объем жидкости в полость для жидкости, могут конденсироваться с образованием аэрозоля, который является пригодным для вдыхания пользователем. Свободное пространство в полости для жидкости не должно содержать какого-либо объема жидкости, находящейся в полости для жидкости. Соответственно, свободное пространство может располагаться над уровнем заполнения жидкостью полости для жидкости, который является уровнем, до которого полость для жидкости должна быть заполнена жидкостью. Выпускное отверстие свободного пространства может быть расположено таким образом, чтобы обеспечивать возможность отведения аэрозоля из полости для жидкости. Выпускное отверстие свободного пространства может сообщаться по текучей среде со свободным пространством.

Мундштук может сообщаться по текучей среде с выпускным отверстием свободного пространства. Мундштук может быть выполнен таким образом, чтобы пользователь мог делать затяжку и получать аэрозоль, генерируемый кальянным устройством. В некоторых вариантах осуществления мундштук может быть зафиксирован в выпускном отверстии свободного пространства. Иными словами, мундштук может быть прикреплен к выпускному отверстию свободного пространства, в результате чего мундштук не может быть извлечен из выпускного отверстия свободного пространства без повреждения мундштука и/или выпускного отверстия свободного пространства. Мундштук может быть соединен с возможностью съема с выпускным отверстием свободного пространства. Иными словами, мундштук может быть выполнен с возможностью присоединения к выпускному отверстию свободного пространства и извлечения из выпускного отверстия свободного пространства. В некоторых вариантах осуществления мундштук может быть взаимозаменяемым со съемным одноходовым воздушным клапаном. Таким образом, если предусмотрено более одного выпускного отверстия свободного пространства, количество мундштуков может быть скорректировано в соответствии с количеством пользователей в ходе любого сеанса использования без отрицательного влияния на показатель сопротивления затяжке (RTD) устройства. Мундштук может содержать шланг, который соединен с выпускным отверстием свободного пространства. Шланг может быть гибким шлангом.

Мундштук может содержать элемент активации. Элемент активации может содержать переключатель, активируемый пользователем. Мундштук может содержать датчик затяжки, предназначенный для обнаружения затяжки пользователя через мундштук. Элемент активации может содержать как переключатель, активируемый пользователем, так и датчик затяжки. Элемент активации может быть функционально подключен к схеме управления кальянного устройства. Элемент активации может быть подключен к схеме управления кальянного устройства при помощи беспроводного соединения. Приведение в действие элемента активации может вызывать активацию нагревательного элемента посредством схемы управления кальянного устройства вместо постоянной подачи энергии на нагревательный элемент. Соответственно, использование элемента активации может способствовать экономии энергии по сравнению с устройствами, в которых такие элементы не используются для обеспечения нагрева по необходимости вместо постоянного нагрева.

Кальянное устройство может содержать множество выпускных отверстий свободного пространства. Например, кальянное устройство может содержать два, три, четыре, пять или шесть выпускных отверстий свободного пространства. Наличие более одного выпускного отверстия свободного пространства может позволить более чем одному пользователю одновременно втягивать аэрозоль из полости для жидкости. Иными словами, наличие множества выпускных отверстий свободного пространства может позволить множеству пользователей одновременно использовать кальянное устройство.

Кальянное устройство содержит полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней изделия, генерирующего аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль.

Желательно, чтобы электромагнитное излучение, генерируемое при помощи генератора электромагнитного поля, удерживалось в полости для изделия. Это необходимо как для обеспечения эффективного нагрева, так и для предотвращения утечки излучения. Такая утечка излучения может вызвать повреждение других компонентов системы, в том числе самого генератора электромагнитного поля. Кроме того, желательно свести к минимуму воздействие РЧ-излучения на пользователя. Преимущественно, полость для изделия может содержать одну или более наружных стенок, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Одна или более наружных стенок полости для изделия могут содержать любой подходящий материал, который является непроницаемым для РЧ-излучения, такой как алюминий, нержавеющая сталь, серебро или золото. Одна или более наружных стенок полости для изделия могут характеризоваться наличием полированной поверхности для улучшения отражения РЧ-излучения внутри полости.

Кроме того, излучение должно иметь возможность попадания в полость для изделия. Соответственно, одна или более прорезей могут быть образованы в одной или более наружных стенках, чтобы обеспечить возможность проникновения электромагнитного поля в полость для изделия. Наличие одной или более прорезей, через которые может проходить электромагнитное поле, обеспечивает возможность проникновения электромагнитного поля в полость для изделия. Одна или более прорезей могут характеризоваться любой подходящей формой и размером для обеспечения возможности проникновения электромагнитного поля в полость для изделия. Например, по меньшей мере одна из одной или более прорезей может характеризоваться L-образной формой, S-образной формой, T-образной формой или I-образной формой.

Полость для изделия может содержать одну или более стенок, которые являются проницаемыми для РЧ-электромагнитного поля. В частности, полость для изделия может содержать одну или более стенок, которые являются проницаемыми для РЧ-электромагнитного поля, при этом субстрат, образующий аэрозоль, заключен в обертку или тару, выполненную из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Одна или более прорезей могут быть выполнены в обертке или таре, которая окружает субстрат, образующий аэрозоль, чтобы обеспечить возможность проникновения электромагнитного поля.

Полость для изделия может характеризоваться любыми подходящими формой и размером. В частности, полость для изделия может характеризоваться формой и размером, которые подобраны в соответствии с формой и размером изделия, генерирующего аэрозоль.

Полость для изделия может характеризоваться любым подходящим поперечным сечением. Например, полость для изделия может иметь круглую, овальную, прямоугольную, квадратную, треугольную или любую другую многоугольную форму поперечного сечения.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия является по существу цилиндрической.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия имеет по существу форму усеченного конуса. В некоторых вариантах осуществления ширина или диаметр одного конца полости для изделия превышает ширину или диаметр другого конца полости для изделия. Иными словами, полость для изделия может сужаться от одного конца к другому. Наличие у полости для изделия одного конца, который уже другого конца, может позволить полости для изделия удерживать изделие, генерирующее аэрозоль, в полости для изделия лишь под воздействием силы тяжести.

Полость для изделия может содержать отверстие. Полость для изделия может быть выполнена с возможностью размещения в ней изделия, образующего аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль, через отверстие. Полость для изделия может содержать открытый конец. Полость для изделия может быть выполнена с возможностью размещения в ней изделия, образующего аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль, через открытый конец.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия может содержать подвижное укупорочное средство. Подвижное укупорочное средство может быть выполнено с возможностью по существу закрытия открытого конца полости для изделия. Когда подвижное укупорочное средство расположено таким образом, чтобы по существу закрывать открытый конец полости для изделия, указанное подвижное укупорочное средство может по существу препятствовать удалению изделия, образующего аэрозоль, из полости для изделия. Подвижное укупорочное средство может быть выполнено с возможностью поворота для закрытия открытого конца полости для изделия. Подвижное укупорочное средство может быть выполнено с возможностью скольжения для закрытия открытого конца полости для изделия. Подвижное укупорочное средство может быть присоединено с возможностью съема к открытому концу полости для изделия, чтобы по существу закрывать открытый конец полости для изделия.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия может содержать два открытых конца. Например, полость для изделия может содержать открытый первый конец и открытый второй конец, расположенный напротив первого конца. Преимущественно, выполнение полости для изделия с двумя открытыми концами может позволить воздуху проходить через полость для изделия от одного открытого конца к другому.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия может содержать открытый конец и закрытый конец. Закрытый конец может позволить полости для изделия удерживать изделие, генерирующее аэрозоль, в полости для изделия.

В некоторых чрезвычайно предпочтительных вариантах осуществления полость для изделия имеет по существу форму усеченного конуса, у которой первый конец уже второго конца. В этих вариантах осуществления первый конец полости для изделия может быть открытым, при этом второй конец полости для изделия также может быть открытым. Это может позволить воздуху проходить через полость для изделия от первого конца ко второму концу. В этих вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, которое выполнено с возможностью размещения в полости для изделия, может содержать проницаемую для текучей среды первую концевую внешнюю поверхность и проницаемую для текучей среды вторую концевую внешнюю поверхность. Проницаемые для текучей среды первая и вторая концевые внешние поверхности изделия, генерирующего аэрозоль, могут позволить воздуху протекать через полость для изделия между первым концом и вторым концом, когда изделие, генерирующее аэрозоль, расположено в полости для изделия. В этих вариантах осуществления предпочтительно проницаемые для текучей среды первая и вторая концевые внешние поверхности изделия, генерирующего аэрозоль, являются проницаемыми для РЧ-электромагнитного поля. Например, проницаемые для текучей среды первая и вторая концевые внешние поверхности могут быть выполнены из металлической сетки.

Полость для изделия может характеризоваться любыми подходящими формой и размерами. Полость для изделия может иметь длину от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров, от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 90 миллиметров или от приблизительно 25 миллиметров до приблизительно 80 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления полость для изделия может иметь длину приблизительно 33 миллиметра, приблизительно 34 миллиметра, приблизительно 35 миллиметров, приблизительно 36 миллиметров, приблизительно 37 миллиметров, приблизительно 38 миллиметров, 39 миллиметров, приблизительно 40 миллиметров, приблизительно 41 миллиметр или приблизительно 42 миллиметра. Полость для изделия может иметь ширину или диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 70 миллиметров, от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 60 миллиметров или от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления полость для изделия может иметь ширину или диаметр приблизительно 35 миллиметров, приблизительно 36 миллиметров, приблизительно 37 миллиметров, приблизительно 38 миллиметров, 39 миллиметров, приблизительно 40 миллиметров, приблизительно 41 миллиметр, приблизительно 42 миллиметра, приблизительно 43 миллиметра, приблизительно 44 миллиметра или приблизительно 45 миллиметров.

В контексте данного документа термин «длина» означает максимальный продольный размер между основанием или нижним концом и верхним концом кальянного устройства, компонента кальянного устройства, изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента изделия, генерирующего аэрозоль. В контексте данного документа термин «ширина» или «диаметр» означает максимальный поперечный размер кальянного устройства, компонента кальянного устройства, изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента изделия, генерирующего аэрозоль. Например, когда изделие, генерирующее аэрозоль, имеет форму усеченного конуса, ширина или диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, являются шириной или диаметром основания усеченного конуса, которое является самой широкой частью изделия, генерирующего аэрозоль, в любой точке по длине изделия, генерирующего аэрозоль. Поперечный размер представляет собой размер, измеренный в направлении, поперечном продольному направлению, причем продольное направление является направлением, в котором измеряются продольные размеры. В контексте данного документа термин «поперечное сечение» означает сечение, выполненное вдоль поперечной плоскости.

В контексте данного документа термины «верхний» и «нижний» означают относительные положения элементов или частей элементов кальянного устройства, компонента кальянного устройства, изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента изделия, генерирующего аэрозоль.

Полость для изделия может быть расположена в нагревательном узле. Нагревательный узел может содержать полость для изделия и генератор электромагнитного поля. Нагревательный узел может дополнительно содержать одно или более из следующего: схема управления, блок питания и манипуляторы электромагнитного поля, такие как волноводы и антенны, что более подробно описано ниже. Нагревательный узел может дополнительно содержать один или более электрических соединителей для электрического присоединения к нагревательному узлу одного или более электрических компонентов, таких как схема управления, блок питания и манипуляторы электромагнитного поля.

Нагревательный узел может содержать одну или более наружных стенок, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Предпочтительно все наружные стенки нагревательного узла образованы из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Нагревательный узел может содержать отверстие для обеспечения вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость для изделия. Нагревательный узел может содержать подвижное укупорочное средство, такое как крышка или дверь, которое выполнено с возможностью перемещения между открытым положением и закрытым положением. Открытое положение может обеспечивать возможность вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость для изделия, а закрытое положение может по существу предотвращать извлечение или препятствовать извлечению изделия, генерирующего аэрозоль, из полости для изделия. Подвижное укупорочное средство может быть присоединено с возможностью перемещения, например с возможностью поворота или скольжения, к наружной стенке нагревательного узла. Подвижное укупорочное средство может быть присоединено с возможностью съема к наружной стенке нагревательного узла.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать объемный резонатор, расположенный между полостью для изделия и генератором электромагнитного поля. В контексте данного документа термин «объемный резонатор» означает структуру, которая может удерживать электромагнитные волны заданной частоты. В этом случае выбранная частота электромагнитных волн соответствует РЧ-области спектра. Для удержания электромагнитных волн объемный резонатор изготавливают из отражающего материала, подобранного специально для этой частоты, например, металлов. Структура может быть как полой, так и заполненной диэлектрическим материалом. Задача объемного резонатора заключается в обеспечении отражения электромагнитных волн в прямом и обратном направлении во внутреннем объеме, чтобы усилить образование стоячих волн и минимизировать потери мощности.

Объемный резонатор усиливает РЧ-электромагнитное поле на резонансной частоте и может быть спроектирован для согласования импеданса генератора электромагнитного поля и нагрузки, которая в этом случае представляет собой субстрат, образующий аэрозоль, в полости для изделия, чтобы оптимизировать поглощение энергии нагрузкой и минимизировать отражение излучения от нагрузки. Благодаря этому повышается эффективность нагрева и минимизируется утечка излучения из системы. Объемный резонатор может быть расположен между генератором электромагнитного поля и полостью для изделия.

Кальянное устройство может содержать волновод. Волновод может быть расположен смежно с полостью для изделия. Волновод может быть предусмотрен для обеспечения возможности проникновения РЧ-электромагнитного поля в полость для изделия через одну или более прорезей или точек входа. РЧ-излучение может свободно распространяться внутри волновода. Волновод может характеризоваться наличием наружных стенок, которые непроницаемы для РЧ-электромагнитного излучения. Волновод может быть расположен между генератором электромагнитного поля и полостью для изделия. Волновод может быть расположен между генератором электромагнитного поля и объемным резонатором.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать антенну, присоединенную к генератору электромагнитного поля и выполненную с возможностью направления РЧ-электромагнитного поля. Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать множество антенн, которые присоединены к генератору электромагнитного поля и выполнены с возможностью направления РЧ-электромагнитного поля. Одна или более антенн могут быть расположены по меньшей мере частично в полости для изделия. При использовании одна или более антенн могут быть расположены по меньшей мере частично с субстратом, образующим аэрозоль, в полости для изделия. При использовании одна или более антенн могут быть выполнены с возможностью прокалывания тары или обертки, в которой заключен субстрат, образующий аэрозоль. Одна или более антенн могут проходить через прорезь в наружной стенке полости для изделия. Одна или более антенн могут быть присоединены к волноводу. Одна или более антенн могут быть присоединены к волноводу, который присоединен к генератору электромагнитного поля. Одна или более антенн могут быть расположены по меньшей мере частично внутри объемного резонатора. Одна или более антенн могут быть расположены между генератором электромагнитного поля и полостью для изделия. Одна или более антенн могут быть расположены между волноводом и полостью для изделия. Одна или более антенн могут быть расположены между волноводом и объемным резонатором.

Наличие антенны для направления излучения, генерируемого при помощи генератора электромагнитного поля, может улучшить эффективность устройства. Одна или более антенн могут содержать электропроводный штырь.

Кальянное устройство может содержать впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может обеспечить втягивание окружающего воздуха в кальянное устройство. Корпус кальянного устройства может содержать впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может обеспечить втягивание окружающего воздуха в полость для изделия. В вариантах осуществления, в которых один или более концов полости для изделия расположены на внешней поверхности кальянного устройства, полость для изделия может содержать впускное отверстие для воздуха. В вариантах осуществления, в которых полость для изделия содержит открытый конец для размещения в ней изделия, генерирующего аэрозоль, открытый конец может образовывать впускное отверстие для воздуха.

Путь потока воздуха может быть задан между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием свободного пространства. Путь потока воздуха может проходить через полость для изделия. Путь потока воздуха может проходить через полость для изделия в полость для жидкости. Путь потока воздуха может проходить от полости для изделия через канал для потока воздуха и далее в место полости для жидкости, находящееся ниже уровня заполнения жидкостью полости для жидкости. Путь потока воздуха может проходить от места, находящегося ниже уровня заполнения жидкостью полости для жидкости, в свободное пространство полости для жидкости и далее из выпускного отверстия свободного пространства.

Путь потока воздуха может содержать одну или более лабиринтообразных частей, проходящих мимо одного или более элементов защиты от излучения. В вариантах осуществления, в которых путь потока воздуха проходит через полость для изделия или через генерируемое РЧ-электромагнитное поле, путь потока воздуха может содержать лабиринтообразную часть за одним или более элементами защиты от излучения, чтобы предотвратить утечку РЧ-излучения через впускное отверстие для воздуха или выпускное отверстие для воздуха. Один или более проницаемых для текучей среды элементов защиты от излучения могут быть установлены на пути потока воздуха. Например, металлическая сетка может быть установлена на пути потока воздуха.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия выполнена таким образом, что путь потока воздуха через полость для изделия совмещен с каналом для потока воздуха. В некоторых вариантах осуществления полость для изделия выполнена таким образом, что путь потока воздуха через полость для изделия по существу совпадает с направлением, в котором РЧ-электромагнитное поле проникает в полость. В некоторых вариантах осуществления полость для изделия выполнена таким образом, что путь потока воздуха через полость для изделия проходит по существу поперек направления, в котором РЧ-электромагнитное поле проникает в полость.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия содержит первый конец, второй конец, находящийся напротив первого конца, и боковую сторону, проходящую между первым концом и вторым концом. В этих вариантах осуществления полость для изделия может быть выполнена с возможностью обеспечения потока воздуха через полость для изделия между первым концом и вторым концом. В этих вариантах осуществления полость для изделия может быть выполнена с возможностью обеспечения проникновения РЧ-электромагнитной энергии в полость для изделия с боковой стороны. Например, одна или более прорезей могут быть предусмотрены в боковой стенке полости для изделия, которая выполнена из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Например, боковая стенка полости может содержать материал, который является по существу проницаемым для РЧ-электромагнитного поля.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия содержит первый конец, второй конец, находящийся напротив первого конца, первую боковую сторону, проходящую между первым концом и вторым концом, и вторую боковую сторону, находящуюся напротив первой стороны и проходящую между первым концом и вторым концом. Полость для изделия может быть выполнена с возможностью обеспечения потока воздуха через полость для изделия между первой боковой стороной и второй боковой стороной. Полость для изделия может быть выполнена с возможностью обеспечения проникновения РЧ-электромагнитной энергии в полость для изделия по меньшей мере с одного из первого конца и второго конца.

При использовании РЧ-транзистора для генерирования РЧ-электромагнитного поля можно использовать схему управления по замкнутому контуру. Кальянное устройство может содержать датчик, расположенный в полости для изделия или смежно с ней, причем указанный датчик предоставляет сигнал, характеризующий температуру в полости для изделия, и контроллер, присоединенный для приема сигнала от датчика и присоединенный для управления генератором электромагнитного поля в зависимости от сигнала, поступающего от датчика.

Датчик может содержать датчик температуры, который непосредственно измеряет температуру. Датчик может содержать антенну для отбора проб или множество антенн для отбора проб, выполненных с возможностью обнаружения возмущения электромагнитного поля в полости для изделия, которое характеризует температуру в полости для изделия. Диэлектрические свойства субстрата, образующего аэрозоль, изменяются в зависимости от температуры. Частота и/или амплитуда электромагнитного поля могут регулироваться контроллером на основе сигнала от датчика для управления нагревом, осуществляемым устройством.

Датчик может обнаружить как избыточный, так и недостаточный нагрев. Частота и амплитуда электромагнитного поля могут быть соответствующим образом отрегулированы в зависимости от того, обнаружен ли избыточный или недостаточный нагрев. Схема управления кальянного устройства может быть выполнена с возможностью регулировки по меньшей мере одного из частоты или амплитуды электромагнитного поля на основе того, обнаружен ли датчиком избыточный или недостаточный нагрев.

Датчиком можно обнаруживать сбои. Если сбой обнаружен, может осуществляться автоматическое выключение кальянного устройства. Кроме того, имеется возможность обнаружения присутствия неподходящих материалов в полости для изделия. Если неподходящий материал обнаружен в полости для изделия, может осуществляться автоматическое выключение кальянного устройства. Аналогично, если сигнал датчика свидетельствует об отсутствии субстрата, образующего аэрозоль, в полости для изделия, может осуществляться автоматическое выключение устройства. Для автоматического выключения кальянного устройства схема управления кальянным устройством может быть выполнена с возможностью прерывания подачи электрической энергии на генератор электромагнитного поля. Такой тип управления невозможен, если для генерации РЧ-излучения используется магнетрон.

Может быть желательно поддерживать температуру внутри полости для изделия в пределах заданного температурного диапазона. Может быть желательно поддерживать температуру субстрата, образующего аэрозоль, ниже температуры, при которой происходит воспламенение субстрата, образующего аэрозоль.

Возможность управлять степенью нагрева, осуществляемого кальянным устройством, на основе сигнала обратной связи также позволяет использовать разные субстраты, образующие аэрозоль. Разные субстраты, образующие аэрозоль, может быть желательно нагревать до разных температур. Соответственно, наличие механизма управления температурой позволяет достичь оптимальных условий для разных субстратов, образующих аэрозоль, или разных конструкций изделий, образующих аэрозоль.

Кальянное устройство может содержать детектор затяжек, выполненный с возможностью обнаружения того, когда пользователь кальянного устройства делает затяжку. В контексте данного документа термин «затяжка» обозначает втягивание, осуществляемое пользователем в кальянной системе для получения аэрозоля. Детектор затяжек может содержать датчик температуры. Детектор затяжек может содержать датчик давления. Детектор затяжек может содержать как датчик температуры, так и датчик давления.

Кальянное устройство может содержать схему управления. Схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей питания на генератор электромагнитного поля. Схема управления может содержать одно или более из следующего: микропроцессор, программируемый микропроцессор, микроконтроллер и специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Например, в некоторых вариантах осуществления схема управления может содержать одно или более из следующего: датчики, переключатели и отображающие элементы. Схема управления может содержать датчик РЧ-мощности. Схема управления может содержать усилитель мощности.

В некоторых вариантах осуществления кальянное устройство выполнено с возможностью присоединения к внешнему источнику питания. Например, кальянное устройство может быть выполнено с возможностью присоединения к источнику питания от электросети.

В некоторых вариантах осуществления кальянное устройство содержит источник питания. Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. Источник питания может содержать батарею или другой вид устройства накопления заряда, такого как конденсатор. Источник питания может содержать перезаряжаемую ионно-литиевую батарею. В некоторых вариантах осуществления источник питания представляет собой перезаряжаемый источник питания. Кальянное устройство может быть выполнено с возможностью присоединения к внешнему источнику питания для перезарядки перезаряжаемого источника питания.

Схема управления может быть выполнена с возможностью управления мощностью, подаваемой на генератор электромагнитного поля из источника питания.

Источник питания может обеспечивать мощность в диапазоне от приблизительно 0,5 ватта до приблизительно 50 ватт. В некоторых вариантах осуществления источник питания может обеспечивать мощность в диапазоне от приблизительно 1 ватта до приблизительно 40 ватт или от приблизительно 2 ватт до приблизительно 30 ватт.

Если генератор электромагнитного поля представляет собой твердотельный РЧ-транзистор, импеданс генератора электромагнитного поля может быть менее или равен приблизительно 100 Ом. Импеданс генератора электромагнитного поля может быть менее или равен 75 Ом. Импеданс генератора электромагнитного поля может быть более приблизительно 1 Ом. Импеданс генератора электромагнитного поля может быть более приблизительно 10 Ом. Импеданс генератора электромагнитного поля может находиться в диапазоне от 50 Ом до 75 Ом.

Если генератор электромагнитного поля представляет собой твердотельный РЧ-транзистор, прямое напряжение на генераторе электромагнитного поля может быть менее или равно приблизительно 100 В. Прямое напряжение на генераторе электромагнитного поля может быть более или равно приблизительно 1 В. Прямое напряжение на генераторе электромагнитного поля может находиться в диапазоне от приблизительно 1 В до приблизительно 100 В.

Кальянное устройство может содержать сосуд. Полость для жидкости может представлять собой внутренний объем сосуда. Сосуд может быть выполнен с возможностью размещения в нем жидкости. Сосуд может задавать полость для жидкости. Сосуд может содержать выпускное отверстие свободного пространства. Сосуд может задавать уровень заполнения жидкостью. Например, сосуд может содержать элемент ограничения уровня заполнения жидкостью. Элемент ограничения уровня заполнения жидкостью представляет собой индикатор, предусмотренный в сосуде для указания желательного уровня, до которого полость для жидкости должна быть заполнена жидкостью. Выпускное отверстие свободного пространства может быть расположено выше уровня заполнения жидкостью. Выпускное отверстие свободного пространства может быть расположено выше элемента ограничения уровня заполнения жидкостью. Сосуд может содержать оптически прозрачную часть. Наличие оптически прозрачной части может позволить пользователю видеть содержимое сосуда. Сосуд может быть выполнен из любого подходящего материала. Например, сосуд может быть выполнен из стекла или жесткого пластмассового материала. В некоторых вариантах осуществления сосуд выполнен с возможностью отсоединения от остального кальянного узла. В некоторых вариантах осуществления сосуд выполнен с возможностью отсоединения от части, генерирующей аэрозоль, кальянного узла. Преимущественно, наличие съемного сосуда позволяет пользователю заполнить жидкостью полость для жидкости, удалить жидкость из полости для жидкости и произвести очистку сосуда.

Пользователь может заполнять сосуд до уровня заполнения жидкостью. Предпочтительно, жидкость включает в себя воду. Жидкость может содержать воду с добавлением одного или более из красителей или ароматизаторов. Например, в воду можно добавлять одну или обе из растительных или травяных добавок.

Сосуд может характеризоваться любыми подходящими формой и размером. Полость для жидкости может характеризоваться любыми подходящими формой и размером. Свободное пространство может характеризоваться любыми подходящими формой и размером.

Как правило, во время использования кальянное устройство согласно настоящему изобретению предназначено для размещения на плоской поверхности, а не для удержания пользователем. Следовательно, кальянное устройство согласно настоящему изобретению может иметь конкретную рабочую ориентацию или ряд ориентаций, в которых устройство должно находиться во время использования. Соответственно, в контексте данного документа термины «выше» и «ниже» означают относительные положения элементов кальянного устройства или кальянной системы, когда кальянное устройство или кальянная система находится в рабочей ориентации.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия расположена выше полости для жидкости. В этих вариантах осуществления канал для потока воздуха может проходить от полости для изделия до места, находящегося ниже уровня заполнения жидкостью полости для жидкости. Преимущественно, благодаря этому может обеспечиваться доставка летучих соединений, высвобожденных из субстрата, образующего аэрозоль, в полость для изделия, из полости для изделия в объем жидкости в полости для жидкости, а не в свободное пространство над полостью для жидкости. В этих вариантах осуществления канал для потока воздуха может проходить от полости для аэрозоля в полость для жидкости через свободное пространство в полости для жидкости выше уровня заполнения жидкостью и далее в объем жидкости ниже уровня заполнения жидкостью. Канал для потока воздуха может проходить в полость для жидкости через верхнюю часть или верхний конец полости для жидкости.

В некоторых вариантах осуществления полость для изделия расположена ниже полости для жидкости. В этих вариантах осуществления одноходовой клапан может располагаться между полостью для изделия и полостью для жидкости. Одноходовой клапан может предотвращать попадание жидкости из полости для жидкости в полость для изделия под действием силы тяжести. В этих вариантах осуществления одноходовой клапан может располагаться в канале для потока воздуха, проходящем из полости для изделия в полость для жидкости. В этих вариантах осуществления канал для потока воздуха может проходить в полость для жидкости до места, находящегося ниже уровня заполнения жидкостью. Канал для потока воздуха может проходить в полость для жидкости через нижний конец полости для жидкости.

Согласно некоторым особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения предлагается кальянное устройство для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, причем указанное кальянное устройство содержит: полость для жидкости, выполненную с возможностью размещения в ней объема жидкости, причем указанная полость для жидкости имеет выпускное отверстие свободного пространства; полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней субстрата, образующего аэрозоль, причем указанная полость для изделия находится в сообщении по текучей среде с полостью для жидкости; и генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия, причем указанный генератор электромагнитного поля содержит твердотельный РЧ-транзистор.

Согласно некоторым особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения предлагается кальянное устройство для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, причем указанное кальянное устройство содержит: полость для жидкости, выполненную с возможностью размещения в ней объема жидкости, причем указанная полость для жидкости имеет выпускное отверстие свободного пространства; полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней субстрата, образующего аэрозоль; канал для потока воздуха, проходящий между полостью для изделия и полостью для жидкости, причем указанный канал для потока воздуха соединяет по текучей среде полость для изделия и полость для жидкости; мундштук, находящийся в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием свободного пространства полости для жидкости; и генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия.

Согласно некоторым особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения предлагается кальянное устройство для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, причем указанное кальянное устройство содержит: полость для жидкости, выполненную с возможностью размещения в ней объема жидкости, причем указанная полость для жидкости имеет выпускное отверстие свободного пространства; нагревательный узел, содержащий полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней субстрата, образующего аэрозоль, и наружный корпус, выполненный из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля; канал для потока воздуха, проходящий между полостью для изделия и полостью для жидкости, причем указанный канал для потока воздуха соединяет по текучей среде полость для изделия и полость для жидкости; мундштук, находящийся в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием свободного пространства полости для жидкости; и генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия.

Согласно настоящему изобретению также предлагается изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с кальянным устройством, описанным выше.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может относиться к любому подходящему типу изделия, генерирующего аэрозоль, для использования с кальянным устройством. Изделие, генерирующее аэрозоль, которое специально разработано для использования с кальянным устройством, может именоваться картриджем для кальянного устройства. Изделие, генерирующее аэрозоль, которое специально разработано для использования с кальянным устройством, оснащенным генератором электромагнитного поля, может именоваться картриджем для кальянного устройства, оснащенного генератором электромагнитного поля.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любые подходящие форму и размер. В частности, изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму и размер, которые подобраны в соответствии с формой и размером полости для изделия кальянного устройства.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь круглую, овальную, прямоугольную, квадратную, треугольную или любую другую многоугольную форму поперечного сечения.

В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, является по существу цилиндрическим.

В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет по существу форму усеченного конуса. В некоторых вариантах осуществления ширина или диаметр первого конца изделия, генерирующего аэрозоль, превышает ширину или диаметр второго конца изделия, генерирующего аэрозоль, который находится напротив первого конца. Иными словами, изделие, генерирующее аэрозоль, может сужаться от первого конца ко второму концу. Наличие у изделия, генерирующего аэрозоль, второго конца, который уже первого конца, может обеспечить удержание изделия, генерирующего аэрозоль, в комплементарной полости для изделия под действием силы тяжести.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров, от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 90 миллиметров или от приблизительно 25 миллиметров до приблизительно 80 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину приблизительно 33 миллиметра, приблизительно 34 миллиметра, приблизительно 35 миллиметров, приблизительно 36 миллиметров, приблизительно 37 миллиметров, приблизительно 38 миллиметров, 39 миллиметров, приблизительно 40 миллиметров, приблизительно 41 миллиметр или приблизительно 42 миллиметра. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь ширину или диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 70 миллиметров, от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 60 миллиметров или от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь ширину или диаметр приблизительно 35 миллиметров, приблизительно 36 миллиметров, приблизительно 37 миллиметров, приблизительно 38 миллиметров, 39 миллиметров, приблизительно 40 миллиметров, приблизительно 41 миллиметр, приблизительно 42 миллиметра, приблизительно 43 миллиметра, приблизительно 44 миллиметра или приблизительно 45 миллиметров.

Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть заключен в обертку или тару. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может иметь покрытие.

Обертка может задавать полость для субстрата. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен в полости для субстрата внутри обертки.

В некоторых вариантах осуществления обертка может содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть обертки содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля. В некоторых вариантах осуществления вся обертка может содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля.

Одна или более прорезей могут быть образованы в обертке для обеспечения возможности проникновения РЧ-электромагнитного поля в субстрат, образующий аэрозоль. В частности, когда все части обертки содержат материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, одна или более прорезей могут быть образованы в обертке для обеспечения возможности проникновения электромагнитного поля в субстрат, образующий аэрозоль.

По меньшей мере часть обертки может быть проницаемой для текучей среды. Проницаемая для текучей среды часть обертки может позволить летучим соединениям, высвобождаемым из субстрата, образующего аэрозоль, высвобождаться из изделия, генерирующего аэрозоль. Часть обертки, содержащая материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, также может быть проницаемой для текучей среды. Например, проницаемый для текучей среды материал, который является непроницаемым для РЧ-электромагнитного поля, может представлять собой металлическую сетку. Соответственно, по меньшей мере часть обертки может быть образована из металлической сетки. В некоторых вариантах осуществления обертка может быть образована из металлической сетки.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть заключен в тару. Тара может определять полость для субстрата. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен в полости для субстрата внутри тары.

В некоторых вариантах осуществления тара может содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля.

В некоторых вариантах осуществления тара может содержать одну или более стенок. По меньшей мере одна стенка тары может содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля. Все стенки тары могут содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля.

Тара может содержать верхнюю стенку, нижнюю стенку и боковую стенку, проходящую между верхней стенкой и нижней стенкой. Верхняя стенка может состоять из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Нижняя стенка может состоять из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Боковая стенка может состоять из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. В некоторых вариантах осуществления каждая из верхней стенки, нижней стенки и боковой стенки содержат материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля.

Одна или более прорезей могут быть образованы в таре для обеспечения возможности проникновения РЧ-электромагнитного поля. В частности, когда каждая из верхней стенки, нижней стенки и боковой стенки тары содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, одна или более прорезей могут быть образованы в таре для обеспечения возможности проникновения РЧ-электромагнитного поля в субстрат, образующий аэрозоль.

В некоторых вариантах осуществления, содержащих тару, верхняя и нижняя стенки тары содержат материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля. В некоторых из этих вариантов осуществления боковая стенка не содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, для обеспечения возможности проникновения РЧ-электромагнитного поля в области боковой стенки.

В некоторых вариантах осуществления, содержащих тару, боковая стенка тары содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля. В некоторых из этих вариантов осуществления верхняя стенка содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, а нижняя стенка не содержит материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, для обеспечения возможности проникновения РЧ-электромагнитного поля в области нижней стенки. В некоторых из этих вариантов осуществления нижняя стенка содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, а верхняя стенка не содержит материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, для обеспечения возможности проникновения РЧ-электромагнитного поля в области верхней стенки.

В некоторых вариантах осуществления, содержащих тару, у которой каждая из верхней стенки, нижней стенки и боковой стенки содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, одна или более прорезей образованы в стенке тары для обеспечения возможности проникновения электромагнитного поля. В некоторых из этих вариантов осуществления одна или более прорезей образованы в верхней стенке. В некоторых из этих вариантов осуществления одна или более прорезей образованы в нижней стенке. В некоторых из этих вариантов осуществления одна или более прорезей образованы в боковой стенке.

По меньшей мере часть тары может быть проницаемой для текучей среды. Проницаемая для текучей среды часть тары может позволить летучим соединениям, высвобождаемым из субстрата, образующего аэрозоль, высвобождаться из изделия, генерирующего аэрозоль. Стенка тары, содержащая материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, также может быть проницаемой для текучей среды. Например, проницаемый для текучей среды материал, который является непроницаемым для РЧ-электромагнитного поля, может представлять собой металлическую сетку. Соответственно, по меньшей мере часть тары может быть образована из металлической сетки. В некоторых вариантах осуществления тара может быть образована из металлической сетки.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль, имеет покрытие. В контексте данного документа термин «покрытие» означает слой материала, который покрывает субстрат, образующий аэрозоль, и приклеен к нему. Покрытие может быть нанесено таким образом, чтобы покрывать поверхность по меньшей мере части субстрата, образующего аэрозоль, и приклеиваться к ней любыми подходящими способами, известными в уровне техники, включая, но без ограничения, напыление, осаждение из паровой фазы, погружение, передачу материала (например, нанесение кистью или склеивание), электростатическое осаждение или любую их комбинацию.

В некоторых вариантах осуществления покрытие может содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля.

Одна или более областей внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль, могут быть обнажены. Иными словами, одна или более областей внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль, могут не содержать какого-либо покрытия. Это может гарантировать то, что летучие соединения, высвобождаемые из субстрата, образующего аэрозоль, смогут выйти за пределы изделия, генерирующего аэрозоль. Если покрытие содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, это также может способствовать проникновению РЧ-электромагнитного поля к субстрату, образующему аэрозоль.

В некоторых вариантах осуществления покрытие может содержать проницаемый для текучей среды материал.

В некоторых вариантах осуществления одна или более областей внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль, может быть покрыта первым покрытием, при этом одна или более областей внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль, может быть покрыта вторым покрытием. Одно из первого покрытия и второго покрытия может содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля. Одно из первого покрытия и второго покрытия может содержать проницаемый для текучей среды материал. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления одно из первого покрытия и второго покрытия содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, а другое из первого покрытия и второго покрытия содержит проницаемый для текучей среды материал. Это может обеспечить проникновение РЧ-электромагнитного поля в субстрат, образующий аэрозоль, в одной области субстрата, образующего аэрозоль, и может обеспечить прохождение воздуха через субстрат, образующий аэрозоль, в другой области субстрата, образующего аэрозоль, без выхода РЧ-электромагнитного поля из субстрата, образующего аэрозоль, в этой области.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть обертки или тары, внутри которых заключен субстрат, образующий аэрозоль, имеет покрытие. Покрытие может содержать материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля.

Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой любой подходящий субстрат, способный высвобождать летучие соединения при нагревании.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму суспензии. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать мелассу. В контексте данного документа «меласса» означает состав субстрата, образующего аэрозоль, содержащий суспензию, имеющую по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу сахара. Например, меласса может содержать по меньшей мере приблизительно 25 процентов по весу сахара, например по меньшей мере приблизительно 35 процентов по весу сахара. Как правило, меласса будет содержать меньше приблизительно 60 процентов по весу сахара, например меньше приблизительно 50 процентов по весу сахара.

Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является субстратом для кальяна. В контексте данного документа «субстрат для кальяна» относится к составу субстрата, образующего аэрозоль, содержащему по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу сахара. Субстрат для кальяна может содержать мелассу. Субстрат для кальяна может содержать суспензию, имеющую по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу сахара.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие компоненты.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Содержащий никотин субстрат, образующий аэрозоль, может содержать матрицу из никотиновой соли. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал на основе растений. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит табак. Материал, содержащий табак, предпочтительно содержит летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации табака в виде частиц. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, один или более из: порошка, гранул, пеллет, кусочков, тонких нитей, полос или листов. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно или более из следующего: травяной лист, табачный лист, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и расширенный табак. Табак может представлять собой табак огневой сушки.

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

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

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

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

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

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен на термостабильном носителе или встроен в него. Термин «термостабильный» используется в данном случае для обозначения материала, который по существу не разлагается при температурах, до которых, как правило, нагревается субстрат (например, от приблизительно 150 °C до приблизительно 300 °C). Носитель может содержать тонкий слой, на котором субстрат нанесен на первую основную поверхность, на вторую основную внешнюю поверхность или как на первую, так и на вторую основные поверхности. Носитель может быть образован, например, из бумаги или подобного бумаге материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы. Альтернативно носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубок, полосок или листов. Носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые включены табачные компоненты. Нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак, сахар и вещество для образования аэрозоля. В этих вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать от 10 процентов до 40 процентов по весу табака. В этих вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать от 20 процентов до 50 процентов по весу сахара. В этих вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать от 25 процентов до 55 процентов по весу вещества для образования аэрозоля. В некоторых особо предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит от 20 процентов до 30 процентов по весу табака, от 30 процентов до 40 процентов по весу сахара и от 35 процентов до 45 процентов по весу вещества для образования аэрозоля. В некоторых особо предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать от приблизительно 25 процентов по весу табака, приблизительно 35 процентов по весу сахара и приблизительно 40 процентов по весу вещества для образования аэрозоля. В этих предпочтительных вариантах осуществления табак может представлять собой табачный лист огневой сушки. В этих предпочтительных вариантах осуществления сахар может представлять собой сахарозу или инвертированный сахар. В этих предпочтительных вариантах осуществления вещество для образования аэрозоля может представлять собой пропиленгликоль.

Согласно некоторым особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения предлагается изделие, генерирующее аэрозоль, для кальянной системы, причем указанное изделие, генерирующее аэрозоль, содержит: состав субстрата, образующего аэрозоль, который содержит суспензию, имеющую по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу сахара; и одну или более внешних поверхностей, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля.

Согласно некоторым особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагается изделие, генерирующее аэрозоль, для кальянной системы, причем указанное изделие, генерирующее аэрозоль, содержит: субстрат, образующий аэрозоль; и покрытие, нанесенное по меньшей мере на часть внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль, из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля.

Согласно некоторым особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения предлагается изделие, генерирующее аэрозоль, для кальянной системы, причем указанное изделие, генерирующее аэрозоль, содержит: субстрат, образующий аэрозоль; и обертку, заключающую в себе субстрат, образующий аэрозоль, причем указанная обертка содержит одну или более проницаемых для текучей среды областей и одну или более областей, образованных из материала непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля.

Согласно настоящему изобретению предлагается кальянная система, содержащая кальянное устройство, описанное выше, и изделие, генерирующее аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль.

В частности, согласно настоящему изобретению предлагается кальянная система, содержащая кальянное устройство, описанное выше, и изделие, генерирующее аэрозоль, описанное выше.

В частности, согласно настоящему изобретению предлагается кальянная система, содержащая кальянное устройство и изделие, генерирующее аэрозоль. Кальянное устройство содержит: полость для жидкости, выполненную с возможностью размещения в ней объема жидкости, причем указанная полость для жидкости имеет выпускное отверстие свободного пространства; полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней субстрата, образующего аэрозоль, причем указанная полость для изделия находится в сообщении по текучей среде с полостью для жидкости; и генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, образующий аэрозоль.

В некоторых из этих вариантов осуществления полость для изделия содержит одну или более стенок, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, и отверстие для обеспечения возможности вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость для изделия. В этих вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать внешнюю поверхность, которая образована из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Внешняя поверхность изделия, генерирующего аэрозоль, может быть выполнена таким образом, что, когда изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости для изделия, одна или более стенок полости для изделия, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, выровнены относительно внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль, которая образована из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, для образования оболочки вокруг субстрата, образующего аэрозоль, которая ограничена поверхностями, которые образованы из материалов, непроницаемых для РЧ-электромагнитного поля.

Следует отметить, что признаки, описанные в отношении кальянного устройства или изделия, генерирующего аэрозоль, могут быть применены к кальянной системе согласно настоящему изобретению.

Также следует иметь в виду, что отдельно взятые комбинации различных признаков, описанных выше, могут быть независимо реализованы, предоставлены и использованы.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примеров со ссылками на прилагаемые графические материалы, где:

на фиг. 1 показано схематическое изображение системы диэлектрического нагрева;

на фиг. 2 показано схематическое изображение системы управления в режиме замкнутого контура для кальянной системы с системой диэлектрического нагрева согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 показано схематическое изображение варианта осуществления кальянной системы с системой диэлектрического нагрева;

на фиг. 4 показано схематическое изображение нагревательного узла кальянного устройства и изделия, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью использования с кальянным устройством согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 5 показано схематическое изображение нагревательных узлов разных вариантов осуществления кальянного устройства согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 6 показано схематическое изображение нагревательного узла кальянного устройства и изделия, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью использования с кальянным устройством согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 7 показано схематическое изображение нагревательного узла кальянного устройства и изделия, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью использования с кальянным устройством согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 показано схематическое изображение нагревательного узла кальянного устройства и изделия, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью использования с кальянным устройством согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 9 показано схематическое изображение варианта осуществления кальянной системы с системой диэлектрического нагрева.

На фиг. 1 показано схематическое изображение системы для осуществления нагрева с помощью радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения, который иногда называют диэлектрическим нагревом. Система содержит генератор 10 радиочастотного сигнала, усилитель 12 мощности, присоединенный к генератору сигнала для усиления радиочастотного сигнала, и антенны 16, расположенные внутри полости 14 для изделия, причем антенны 16 присоединены к выходу усилителя 12 мощности. Выход усилителя 12 мощности подается обратно в генератор 10 сигналов для обеспечения управления в режиме замкнутого контура. Изделие 18, которое должно быть нагрето, помещают в полость 14 для изделия и подвергают воздействию радиочастотного электромагнитного излучения. Полярные молекулы внутри изделия 18 согласуются с колебательным электромагнитным полем, так что полярные молекулы совершают колебания под воздействием совершающего колебания электромагнитного поля. Это вызывает повышение температуры изделия 18. Этому виду нагрева присуще преимущество, заключающееся в том, что он является равномерным по всему объему изделия (при условии, что полярные молекулы равномерно распределены). Еще одно преимущество заключается в том, что диэлектрический нагрев представляет собой бесконтактную форму нагрева, которая не требует отведения или конвекции тепла от высокотемпературного нагревательного элемента.

На фиг. 2 показана схема управления, которая может использоваться в любом из вариантов осуществления, описанных на фиг. 3-9. Как описано выше, система содержит схему управления для генератора электромагнитного поля. В примере, показанном на фиг. 2, генератор 11 электромагнитного поля содержит твердотельный РЧ-транзистор типа LDMOS, который осуществляет функцию как генератора 10 РЧ-сигнала, так и усилителя 12 мощности для усиления генерируемого РЧ-электромагнитного сигнала. Выход из твердотельного РЧ-транзистора поступает на излучающую антенну 16, расположенную для облучения субстрата 20, образующего аэрозоль, который находится внутри изделия 18, генерирующего аэрозоль, которое расположено в полости 14 для изделия.

Схема управления содержит микроконтроллер 26, который может управлять как частотой, так и выходной мощностью твердотельного РЧ-транзистора. Один или более датчиков предоставляют входные данные для микроконтроллера 26. Микроконтроллер 26 регулирует частоту или выходную мощность или частоту и выходную мощность генератора 11 электромагнитного поля на основе входных данных датчиков. В примере, показанном на фиг. 2, представлен датчик 28 температуры, установленный для измерения температуры внутри полости 14 для изделия. Антенна 30 для отбора проб может быть предусмотрена в полости 14 для изделия в качестве альтернативы датчику 28 температуры или в дополнение к нему. Антенна 30 для отбора проб выполнена в качестве приемника и может обнаруживать возмущение электромагнитного поля в полости 14 для изделия, которое является показателем эффективности поглощения энергии субстратом 20, образующим аэрозоль. Кроме того, предусмотрен датчик 32 РЧ-мощности для определения выходной мощности генератора 11 электромагнитного поля.

Микроконтроллер 26 принимает сигналы от датчика 32 РЧ-мощности, датчика 28 температуры и антенны 30 для отбора проб. Эти сигналы могут использоваться для определения по меньшей мере одного из следующего: является ли температура слишком низкой, является ли температура слишком высокой, имеет ли место неисправность, и, имеет ли место отсутствие субстрата или использование субстрата с неподходящими диэлектрическими свойствами в полости 14 для изделия.

Исходя из определения, сделанного микроконтроллером 26, осуществляют регулировку частоты и мощности электромагнитного поля, генерируемого твердотельным РЧ-транзистором, или отключение электромагнитного поля. Как правило, желательно обеспечить стабильный и постоянный объем аэрозоля, что достигается поддержанием субстрата, образующего аэрозоль, в пределах определенного температурного диапазона. Тем не менее, желаемая целевая температура может варьировать со временем, так как происходит изменение состава субстрата, образующего аэрозоль, а также температуры окружающей системы. Кроме того, диэлектрические свойства субстрата, образующего аэрозоль, изменяются с температурой, в результате чего может быть необходима регулировка электромагнитного поля по мере повышения или уменьшения температуры.

Должно быть ясно, что признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть применены к другим вариантам осуществления. Описанные варианты осуществления предоставляют преимущества равномерного, бесконтактного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, управляемым способом для получения аэрозоля с определенными желаемыми свойствами. По сравнению с обычным микроволновым нагревом с помощью магнетрона использование твердотельного РЧ-транзистора обеспечивает лучшее управление частотой и мощностью, а также увеличивает срок службы.

В вариантах осуществления, описанных со ссылкой на фиг. 3-8, используются основные принципы нагрева и управления, показанные на фиг. 1 и 2. Кроме того, в вариантах осуществления, описанных со ссылкой на фиг. 3-8, используется твердотельный радиочастотный (РЧ) транзистор для осуществления функций генерирования сигнала и усиления мощности, как показано на фиг. 1. Однако возможно реализовать описанные варианты осуществления с использованием РЧ-транзистора для генерирования сигнала и отдельного электронного компонента или компонентов для обеспечения усиления мощности. Кроме того, возможно реализовать описанные варианты осуществления с использованием обычных систем микроволнового нагрева, таких как системы, в которых применяется магнетрон.

На фиг. 3 представлено схематическое изображение кальянной системы согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Кальянное устройство 50 содержит сосуд 52, ограничивающий полость 54 для жидкости. Сосуд 52 выполнен с возможностью удержания объема жидкости в полости 54 для жидкости и изготовлен из жесткого оптически прозрачного материала, такого как стекло. В этом варианте осуществления сосуд 52 имеет по существу форму усеченного конуса и при использовании опирается своим широким концом на плоскую горизонтальную поверхность, такую как стол или полка. Полость 54 для жидкости разделена на две секции: секцию 56 для жидкости для размещения объема жидкости и свободное пространство 58 над секцией 58 для жидкости. Уровень 60 заполнения жидкостью находится на границе между секцией 56 для жидкости и свободным пространством 58, при этом уровень 60 заполнения жидкостью обозначен на сосуде 52 пунктирной линией, отмеченной на внешней поверхности сосуда 52. Выпускное отверстие 62 свободного пространства предусмотрено на боковой стенке сосуда 52 выше уровня 60 заполнения жидкостью. Выпускное отверстие 62 свободного пространства позволяет осуществлять отведение текучей среды из свободного пространства 58 полости 54 для жидкости. Мундштук 64 присоединен к выпускному отверстию 62 свободного пространства при помощи гибкого шланга 66. Пользователь может осуществлять затяжку через мундштук 64 для отведения текучей среды из свободного пространства 58 для вдыхания.

Кальянное устройство 50 дополнительно содержит нагревательный узел 70, содержащий генератор электромагнитного поля, в соответствии с настоящим изобретением. Примеры разных нагревательных узлов будут рассмотрены более подробно ниже со ссылкой на фиг. 4, 5, 6, 7 и 8. Нагревательный узел 70 расположен над сосудом 52 при помощи канала 72 для потока воздуха. В этом варианте осуществления нагревательный узел 70 поддерживается над сосудом 52 при помощи канала 72 для потока воздуха, однако следует понимать, что в других вариантах осуществления нагревательный узел 70 может поддерживаться над сосудом 52 при помощи корпуса кальянного устройства или другой подходящей опоры. Канал 72 для потока воздуха проходит от нагревательного узла 70 в полость 54 для жидкости сосуда 52. Канал 72 для потока воздуха проходит через свободное пространство 58 и ниже уровня 60 заполнения жидкостью в секцию 58 для жидкости. Канал 72 для потока воздуха характеризуется наличием выпускного отверстия 74 в секции 56 для жидкости полости 54 для жидкости ниже уровня 60 заполнения жидкостью. Такая компоновка позволяет воздуху втягиваться из нагревательного узла 70 в мундштук 64. Воздух может втягиваться из окружающей среды, которая находится снаружи устройства 50, в нагревательный узел 70, через нагревательный узел 70, через канал 72 для потока воздуха в объем жидкости, расположенный в секции 56 для жидкости полости 54 для жидкости, и далее из объема жидкости в свободное пространство 58, а затем из свободного пространства 58 сосуда через выпускное отверстие 62 свободного пространства, через шланг 66 в мундштук 64.

При использовании пользователь может осуществлять затяжку через мундштук 64 кальянного устройства 50 для получения аэрозоля из кальянного устройства 50. Более конкретно, изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположено в полости для изделия, находящейся внутри нагревательного узла 70 кальянного устройства 50. Нагревательный узел 70 может функционировать для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, внутри изделия, генерирующего аэрозоль, и высвобождения летучих соединений из нагретого субстрата, образующего аэрозоль. Когда пользователь делает затяжку через мундштук 64 кальянного устройства 50, происходит снижение давления внутри кальянного устройства 50, что вызывает втягивание летучих соединений, высвобожденных из субстрата, образующего аэрозоль, из нагревательного узла 70 в канал 72 для потока воздуха. Летучие соединения поступают из канала 72 для потока воздуха через выпускное отверстие 74 в объем жидкости, находящийся в секции 56 для жидкости полости 54 для жидкости. Летучие соединения охлаждаются в объеме жидкости и выпускаются в свободное пространство 58 над уровнем 60 заполнения жидкостью. Летучие соединения в свободном пространстве 58 конденсируются с образованием аэрозоля, который втягивается из свободного пространства через выпускное отверстие 62 свободного пространства и попадает в мундштук 64 для вдыхания пользователем.

На фиг. 4 показаны схематические изображения нагревательного узла 70 кальянного устройства 50, показанного на фиг. 3, в сочетании с изделием 90, генерирующим аэрозоль, которые образуют кальянную систему согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4a показан нагревательный узел 70 и изделие 90, генерирующее аэрозоль, перед вставкой изделия 90, генерирующего аэрозоль, в полость 14 для изделия нагревательного узла 70. На фиг. 4b показано изделие 90, генерирующее аэрозоль, после размещения в полости 14 для изделия нагревательного узла 70.

Как показано на фиг. 4а, нагревательный узел 70 содержит наружный корпус 71. Наружный корпус 71 образует цилиндрическую трубку, которая выполнена открытой на одном конце для вставки изделия 90, генерирующего аэрозоль, и по существу закрытой на противоположном конце. Наружный корпус 71 образован из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного излучения, такого как алюминий.

Полость 14 для изделия ограничена внутри наружного корпуса 71 при помощи основания 78 и боковой стенки 76, проходящей между периферией основания 78 и открытым концом наружного корпуса 71. Полость 14 для изделия выполнена с возможностью размещения в ней изделия 90, генерирующего аэрозоль, и характеризуется формой и размером, которые подобраны в соответствии с формой и размером изделия 90, генерирующего аэрозоль. Диаметр основания 78 полости 14 для изделия меньше диаметра открытого конца наружного корпуса 71, так что боковая стенка 76 наклонена относительно цилиндрической боковой стенки наружного корпуса 71. Соответственно, полость 14 для изделия имеет по существу форму усеченного конуса, которая открыта на своем широком конце для размещения в ней изделия 90, генерирующего аэрозоль. Боковая стенка 76 и основание 78 полости 14 для изделия выполнены из материала, который является непроницаемым для РЧ-электромагнитного излучения, например алюминия. Однако основание 78 полости 14 для изделия содержит множество прорезей 79, выполненных с возможностью обеспечения распространения РЧ-электромагнитного поля в полость 14 для изделия через основание 78.

Объемный резонатор 80 расположен ниже основания 78 полости 14 для изделия. В этом варианте осуществления объемный резонатор 80 ограничен между основанием 78 полости 14 для изделия, по существу закрытым концом наружного корпуса 71 и внутренней стенкой 82. Внутренняя стенка 82 проходит между периферией основания 78 полости 14 для изделия и по существу закрытым концом наружного корпуса 71. В этом варианте осуществления внутренняя стенка 82 образована из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного излучения, например алюминия.

Следует понимать, что в других вариантах осуществления положение внутренней стенки 82 может быть изменено для того, чтобы изменить размер и форму объемного резонатора 80. Может быть необходимым изменить положение внутренней стенки 82, чтобы обеспечить резонирование электромагнитного поля конкретной частоты внутри объемного резонатора 80.

Предпочтительно основание 78 и боковая стенка 76 полости 14 для изделия, а также внутренняя стенка 82 и наружный корпус 71 характеризуются наличием полированных поверхностей для улучшения отражения РЧ-излучения.

Нагревательный узел 70 дополнительно содержит генератор 11 электромагнитного поля. Генератор 11 электромагнитного поля содержит твердотельный РЧ-транзистор типа LDMOS, который осуществляет функцию как генератора РЧ-сигнала, так и усилителя мощности для усиления генерируемого РЧ-электромагнитного сигнала. Выход твердотельного РЧ-транзистора соединен с волноводом 15. Волновод 15 проходит в объемный резонатор 80 через по существу закрытый конец наружного корпуса 71. Волновод 15 соединен с антенной 16, которая расположена внутри объемного резонатора 80 и выполнена с возможностью излучения РЧ-электромагнитного поля, генерируемого твердотельным РЧ-транзистором, в объемный резонатор 80.

Генератор 11 электромагнитного поля соединен с блоком питания (не показан) и схемой управления (не показана) кальянного устройства, при этом схема управления выполнена с возможностью управления подачей питания от источника питания к генератору 11 электромагнитного поля. В этом варианте осуществления блок питания представляет собой перезаряжаемую ионно-литиевую батарею, при этом кальянное устройство 50 содержит разъем питания, который позволяет подключить кальянное устройство 50 к питанию от электросети для подзарядки блока питания. Оснащение кальянного устройства 50 блоком питания, таким как батарея, обеспечивает портативность кальянного устройства 50 и позволяет применять его на открытом воздухе или в местах, где питание от электросети недоступно.

Нагревательный узел 70 расположен над сосудом 52 кальянного устройства 50 при помощи канала 72 для потока воздуха. Канал 72 для потока воздуха неподвижно прикреплен к по существу закрытому концу наружного корпуса 71 нагревательного узла 70. Следует иметь в виду, что в других вариантах осуществления нагревательный узел 70 может быть прикреплен с возможностью снятия к каналу 72 для потока воздуха, в результат чего нагревательный узел 70 может быть удален для очистки или замены, если это необходимо. В по существу закрытом конце наружного корпуса 71 предусмотрено отверстие 73 для сообщения по текучей среде объемного резонатора 80 с каналом 72 для потока воздуха. Элемент защиты от излучения (не показан), выполненный в виде металлической сетки, расположен поверх отверстия 73 наружного корпуса 71, чтобы по существу предотвратить выход РЧ-электромагнитного поля из объемного резонатора 80 в канал 72 для потока воздуха без существенного влияния на поток текучей среды между объемным резонатором 80 и каналом 72 для потока воздуха.

Соответственно, нагревательный узел 70 выполнен таким образом, чтобы воздух мог втягиваться из полости 14 для изделия в объемный резонатор 80 через прорези 79 в основании 78, а затем из объемного резонатора 80 в канал 72 для потока воздуха через отверстие 73 и элемент защиты от излучения.

Изделие 90, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат 92, образующий аэрозоль. В этом варианте осуществления субстрат 92, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат для кальяна, содержащий мелассу и табак. Субстрат 92, образующий аэрозоль, заключен в тару. Тара имеет по существу форму усеченного конуса, которая подобрана в соответствии с формой полости 14 для изделия. Тара содержит нижнюю стенку 94, верхнюю стенку 96 и боковую стенку 98, проходящую между нижней стенкой 94 и верхней стенкой 96. Нижняя стенка 94 и боковая стенка 98 тары образованы из материала, проницаемого для текучей среды и по существу проницаемого для РЧ-электромагнитного поля, такого как перфорированный картон или пластмассовый материал. Это позволяет воздуху поступать в изделие, генерирующее аэрозоль, и выходить из него через нижнюю стенку 94 и боковую стенку 98, а также обеспечивает возможность проникновения РЧ-электромагнитного поля в изделие, генерирующее аэрозоль, через нижнюю стенку 94 и боковую стенку 98. Верхняя стенка 96 содержит материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, такой как металлическая сетка. Это позволяет воздуху поступать в изделие, генерирующее аэрозоль, через верхнюю стенку 96 и предотвращает проникновение РЧ-электромагнитного поля за пределы изделия, генерирующего аэрозоль, через верхнюю стенку 96.

Как показано на фиг. 4b, когда изделие 90, генерирующее аэрозоль, размещено в полости 14 для изделия нагревательного узла 70, нижняя стенка 94 изделия 90, генерирующего аэрозоль, взаимодействует с нижней стенкой 78 полости 14 для изделия, а боковая стенка 98 изделия 90, генерирующего аэрозоль, взаимодействует с боковой стенкой 76 полости 14 для изделия. Верхняя стенка 96, образованная из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, совмещается и взаимодействует с боковой стенкой 76 полости 14 для изделия, которая также образована из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. В этом положении субстрат 92, образующий аэрозоль, окружен материалом, непроницаемым для РЧ-электромагнитного поля, в области верхней стенки 96 изделия 90, генерирующего аэрозоль, а также боковой стенки 76 и основания 78 полости 14 для изделия. Прорези 79 в основании 78 полости 14 для изделия представляют собой единственную точку входа и выхода, через которую РЧ-электромагнитное поле может проникнуть в субстрат 92, образующий аэрозоль, и покинуть его.

Когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 64 кальянного устройства 50, воздух втягивается в кальянное устройство 50 через верхнюю стенку 96 изделия 90, генерирующее аэрозоль. Путь потока воздуха через изделие 90, генерирующее аэрозоль, и нагревательный узел 70 показан стрелками на фиг. 4b. Воздух втягивается в изделие 90, генерирующее аэрозоль, через верхнюю стенку 96 изделия 90, генерирующего аэрозоль, через субстрат 92, образующий аэрозоль, и далее в объемный резонатор 80 нагревательного узла 70 через нижнюю стенку 94 изделия 90, генерирующего аэрозоль, и прорези 79 в нижней стенке 78 полости 14 для изделия. Затем из объемного резонатора 80 воздух втягивается в канал 72 для потока воздуха через отверстие 73 в наружном корпусе 71 нагревательного узла 70.

При использовании электроэнергия подается на генератор 11 электромагнитного поля из блока питания, когда пользователь активирует кальянное устройство 50. В этом варианте осуществления кальянное устройство активируется пользователем путем нажатия на кнопку активации (не показана), предусмотренную на внешней поверхности нагревательного узла 70. Следует понимать, что в других вариантах осуществления кальянное устройство может активироваться другим способом, например, при обнаружении осуществления пользователем затяжки через мундштук 64 посредством датчика затяжки, предусмотренного в мундштуке 64. Когда электроэнергия подается в генератор 11 электромагнитного поля, генератор 11 электромагнитного поля осуществляет генерирование и усиление РЧ-электромагнитного поля с частотой от 900 МГц до 2,4 ГГц. РЧ-электромагнитное поле направляется по волноводу 15 и испускается в объемный резонатор 80 при помощи антенны 16. Из объемного резонатора 80 РЧ-электромагнитное поле распространяется в субстрат 92, образующий аэрозоль, изделия 90, генерирующего аэрозоль, через прорези 79 в нижней стенке 78 полости 14 для изделия и нижней стенке 94 изделия 90, генерирующего аэрозоль. Верхняя стенка 96 изделия 90, генерирующего аэрозоль, предотвращает проникновение РЧ-электромагнитного поля за пределы изделия 90, генерирующего аэрозоль. РЧ-электромагнитное поле вызывает диэлектрический нагрев субстрата 90, образующего аэрозоль, который высвобождает летучие соединения. Как описано выше, температура в полости 14 для изделия может регулироваться с использованием механизма управления с обратной связью. Для того чтобы подать сигнал обратной связи в схему управления кальянного устройства 50, можно осуществлять измерение температуры внутри полости 14 для изделия или можно измерять другой параметр, указывающий на температуру внутри полости для субстрата. Схема управления выполнена с возможностью регулировки частоты и/или амплитуды РЧ-электромагнитного поля для того, чтобы поддерживать температуру внутри полости 14 для изделия в пределах желаемого температурного диапазона.

Когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 64 кальянного устройства 50, летучие соединения, высвобождаемые из нагретого субстрата 90, образующего аэрозоль, захватываются потоком воздуха через изделие 90, генерирующее аэрозоль, и выходят из изделия 90, генерирующего аэрозоль, через объемный резонатор 80, попадая в канал для потока воздуха 72. Из канала для потока воздуха летучие соединения втягиваются через кальянное устройство 50 в мундштук 66, а затем из него, как описано выше.

На фиг. 5 показаны нагревательные узлы 70 для кальянного устройства согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения. Нагревательные узлы 70, показанные на фиг. 5, по существу подобны нагревательному узлу 70, показанному на фиг. 4, и одинаковые ссылочные позиции используются для представления одинаковых признаков.

Нагревательный узел 70, показанный на фиг. 5A, отличается от нагревательного узла 70, показанного на фиг. 4, тем, что основание 78 полости 14 для изделия не содержит прорезей 79, в результате чего РЧ-электромагнитное поле не способно распространяться из объемного резонатора 80 в полость 14 для изделия через основание 78 полости 14 для изделия. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5a, прорези 83 выполнены во внутренней стенке 82, а прорези 77 выполнены в боковой стенке 76 полости 14 для изделия. Соответственно, РЧ-электромагнитное поле способно проникать в полость 14 для изделия через боковую стенку 76 полости 14 для изделия и через прорези 83 во внутренней стенке 82. Эта компоновка изменяет форму и размер объемного резонатора 80 по сравнению с объемным резонатором 80 варианта осуществления, показанного на фиг. 4. Изменения размера и формы объемного резонатора 80 могут быть необходимыми при использовании РЧ-электромагнитного поля с различными частотами для обеспечения того, чтобы РЧ-электромагнитное поле резонировало внутри объемного резонатора 80.

Нагревательный узел 70, показанный на фиг. 5b, отличается от нагревательного узла 70, показанного на фиг. 4, тем, что, помимо основания 78 полости 14 для изделия, содержащего прорези 79, внутренняя стенка 82 также содержит прорези 83, а боковая стенка 76 полости 14 для изделия содержит прорези 77, в результате чего РЧ-электромагнитное поле может проникать в полость 14 для изделия как через основание 78, так и через боковую стенку 76 полости 14 для изделия. Эта компоновка позволяет создать объемный резонатор 80 с дополнительными альтернативными размером и формой, в результате чего может быть предоставлен подходящий объемный резонатор для РЧ-электромагнитного поля альтернативной частоты.

На фиг. 6 показаны нагревательный узел 70 для кальянного устройства и изделие 90, генерирующее аэрозоль, которые образуют кальянную систему согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Нагревательный узел 70 и изделие 90, генерирующее аэрозоль, показанные на фиг. 6, по существу подобны нагревательному узлу 70 и изделию 90, генерирующему аэрозоль, показанным на фиг. 4, и одинаковые ссылочные позиции используются для представления одинаковых признаков. На фиг. 6a показан нагревательный узел 70 и изделие 90, генерирующее аэрозоль, перед вставкой изделия 90, генерирующего аэрозоль, в полость 14 для изделия нагревательного узла 70. На фиг. 6b показано изделие 90, генерирующее аэрозоль, после размещения в полости 14 для изделия нагревательного узла 70.

Нагревательный узел 70, показанный на фиг. 6, отличается от нагревательного узла 70, показанного на фиг. 4, тем, что основание 78 полости 14 для изделия, боковая стенка 76 полости 14 для изделия и внутренняя стенка 82 образованы из материала, который является по существу проницаемым для РЧ-электромагнитного поля, такого как жесткий пластмассовый материал, керамика или глина. В этом варианте осуществления каждое из основания 78 полости 14 для изделия, боковой стенки 76 полости 14 для изделия и внутренней стенки 82 выполнены проницаемыми для текучей среды, в результате чего воздух может проходить через каждую из этих стенок. Следует понимать, что в других вариантах осуществления основание 78 полости 14 для изделия может быть проницаемым для текучей среды, а боковая стенка 76 полости 14 для изделия и внутренняя стенка 82 могут быть по существу непроницаемыми для текучей среды, или боковая стенка 76 полости 14 для изделия и внутренняя стенка 82 могут быть проницаемыми для текучей среды, а основание 78 полости 14 может быть по существу непроницаемым для текучей среды.

Изделие 90, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 6, отличается от изделия 90, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 4, тем, что нижняя стенка 94 и боковая стенка 80 изделия, генерирующего аэрозоль, образованы из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Для того чтобы позволить РЧ-электромагнитному полю входить в изделие 90, генерирующее аэрозоль, и нагревать субстрат 92, образующий аэрозоль, множество прорезей 95 предусмотрены в нижней стенке 94 и боковой стенке 90. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления предусмотрена только одна прорезь на одной из нижней и верхней стенок. Кроме того, следует понимать, что размер и форма одной или более прорезей может варьировать в зависимости от геометрии изделия, генерирующего аэрозоль, и кальянного устройства. В этих вариантах осуществления прорези 95 также делают нижнюю стенку 95 и боковую стенку 98 проницаемыми для текучей среды, так что воздух может втягиваться через изделие 90, генерирующее аэрозоль, и поступать в нагревательный узел 70 кальянного устройства 50.

Преимущество снабжения нижней стенки и боковой стенки изделия, генерирующего аэрозоль, материалом, непроницаемым для РЧ-электромагнитного поля, заключается в том, что количество, размер, форма и компоновка прорезей в нижней стенке и боковой стенке могут быть выбраны в зависимости от субстрата, образующего аэрозоль, который заключен внутри изделия, генерирующего аэрозоль. Количество, размер, форма и компоновка прорезей в нижней стенке и боковой стенке могут влиять на РЧ-электромагнитное поле внутри изделия, генерирующего аэрозоль, что, в свою очередь, влияет на нагрев субстрата, образующего аэрозоль, и температуру, до которой нагревается субстрат, образующий аэрозоль.

На фиг. 7 показаны нагревательный узел 70 для кальянного устройства и изделие 90, генерирующее аэрозоль, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Нагревательный узел 70 и изделие 90, генерирующее аэрозоль, показанные на фиг. 7, по существу подобны нагревательному узлу 70 и изделию, генерирующему аэрозоль, показанным на фиг. 4, и одинаковые ссылочные позиции используются для представления одинаковых признаков.

Нагревательный узел 70, показанный на фиг. 7, содержит наружный корпус 71, образующий цилиндрическую трубку, которая открыта на одном конце и по существу закрыта на противоположном конце. Наружный корпус 71 образован из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного излучения.

Полость 14 для изделия ограничена внутри наружного корпуса 71 и имеет такие размеры и форму, которые позволяют разместить в ней изделие 90, генерирующее аэрозоль. Нагревательный узел расположен над сосудом 52 кальянного устройства 50 при помощи канала 72 для потока воздуха, который проходит в по существу закрытый конец наружного корпуса 71 нагревательного узла 70 для соединения по текучей среде полости 14 для изделия с сосудом 52 кальянного устройства 50. Элемент защиты от излучения (не показан), выполненный в виде металлической сетки, расположен в канале 72 для потока воздуха для предотвращения выхода РЧ-электромагнитного поля из полости 14 для изделия через канал 72 для потока воздуха.

Нагревательный узел 70, показанный на фиг. 7, отличается от нагревательного узла 70, показанного на фиг. 4, тем, что нагревательный узел 70, показанный на фиг. 7, содержит укупорочное средство 75. Укупорочное средство 75 выполнено подвижным относительно открытого конца наружного корпуса 71 нагревательного узла 70, чтобы по существу закрывать указанный открытый конец. Укупорочное средство 75 содержит наружный корпус, аналогичный наружному корпусу 71 нагревательного узла, который выполнен из такого же материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, и имеет такую размер и форму, которые позволяют совмещаться и входить в зацепление с наружным корпусом 71 для закрытия открытого конца. Укупорочное средство 75 присоединено с возможностью поворота к наружному корпусу 71 при помощи шарнира и может поворачиваться между открытым положением, как показано на фиг. 7a, и закрытым положением, как показано на фиг. 7b. Когда укупорочное средство 75 находится в открытом положении, открытый конец наружного корпуса 71 открыт для вставки изделия 90, генерирующего аэрозоль, в полость 14 для изделия, а также для удаления изделия 90, генерирующего аэрозоль, из полости 14 для изделия. Когда укупорочное средство 75 находится в закрытом положении, полость 14 для изделия окружена материалом, непроницаемым для РЧ-электромагнитного поля, в результате чего РЧ-электромагнитное поле не может распространяться за пределы полости 14 для изделия.

В этом варианте осуществления укупорочное средство 75 также содержит генератор 11 электромагнитного поля, выполненный в виде твердотельного РЧ-транзистора типа LDMOS, волновод 15, присоединенный к твердотельному РЧ-транзистору, объемный резонатор 80 и антенну 16, присоединенную к волноводу 16 и расположенную в объемном резонаторе 80. В этом варианте осуществления объемный резонатор 80 содержит по существу цилиндрическое тело из диэлектрического материала, заключенное в металлическую внешнюю тару. Металлическая внешняя тара объемного резонатора 80 содержит пару прорезей 79, которые позволяют РЧ-электромагнитному полю, генерируемому при помощи генератора 11 электромагнитного поля и направляемому в объемный резонатор 80, распространяться из объемного резонатора 80 в полость 14 для изделия, когда укупорочное средство 75 находится в закрытом положении. Схема управления (не показана) и батарея (не показана) также находятся внутри укупорочного средства 75 для обеспечения управляемой подачи электроэнергии в генератор 11 электромагнитного поля.

Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления кальянное устройство может содержать электрические компоненты в сосуде 50 или мундштуке 64, которые требуют подачи электроэнергии от батареи или управляющих сигналов от схемы управления. В этих вариантах осуществления гибкая схема или провод может проходить от схемы управления и батареи, находящимся в укупорочном средстве 75, через шарнир к компонентам, расположенным в других местах кальянного устройства 50.

В этом варианте осуществления укупорочное средство 75 также содержит впускное отверстие для воздуха (не показано), выполненное в виде проницаемой для текучей среды области из материала, который является непроницаемым для РЧ-электромагнитного поля. Впускное отверстие для воздуха позволяет воздуху втягиваться в полость 14 для изделия, когда укупорочное средство 75 находится в закрытом положении.

Этот вариант осуществления имеет чрезвычайно преимущественную конфигурацию, так как она проста в изготовлении и содержит относительно небольшое количество составных частей. Кроме того, поскольку полость 14 для изделия полностью закрыта материалом, непроницаемым для РЧ-электромагнитного поля, не требуется, чтобы какие-либо внешние поверхности изделия 90, генерирующего аэрозоль, были образованы из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля. Поскольку изделие 90, генерирующее аэрозоль, обычно представляет собой одноразовый компонент кальянной системы, благодаря этому может снизиться стоимость изготовления изделия 90, генерирующего аэрозоль.

На фиг. 8 показаны нагревательный узел 70 для кальянного устройства 50 и изделие 90, генерирующее аэрозоль, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Нагревательный узел 70 и изделие 90, генерирующее аэрозоль, показанные на фиг. 8, по существу подобны нагревательному узлу 70 и изделию 90, генерирующему аэрозоль, показанным на фиг. 7, и одинаковые ссылочные позиции используются для представления одинаковых признаков. На фиг. 7a показан нагревательный узел 70 и изделие 90, генерирующее аэрозоль, перед вставкой изделия 90, генерирующего аэрозоль, в полость 14 для изделия нагревательного узла 70. На фиг. 7b показано изделие 90, генерирующее аэрозоль, после размещения в полости 14 для изделия нагревательного узла 70.

Нагревательный узел 70, показанный на фиг. 8, отличается от нагревательного узла 70, показанного на фиг. 7, тем, что нагревательный узел 70, показанный на фиг. 8, содержит генератор 11 электромагнитного поля, волновод 15, антенну 60 и объемный резонатор 80 в наружном корпусе 71, а не в укупорочном средстве 75. В этом варианте осуществления укупорочное средство 75 представляет собой просто покрытие, закрывающее полость 14 для изделия, чтобы предотвратить выход РЧ-электромагнитного поля из полости 14 для изделия.

Объемный резонатор 80 нагревательного узла 70, показанного на фиг. 8, содержит по существу кольцевидное тело из диэлектрического материала, заключенное в металлическую внешнюю тару. Объемный резонатор 80 содержит конусовидный внутренний проход, который расширяется в направлении открытого конца наружного корпуса 71. В этом варианте осуществления внутренний проход объемного резонатора 80 по существу ограничивает полость 14 для изделия, которая выполнена с возможностью размещения в ней изделия 90, генерирующего аэрозоль, по существу в форме усеченного конуса. Множество прорезей 79 выполнены в металлической внешней таре объемного резонатора 80 со стороны внутреннего прохода, чтобы позволить РЧ-электромагнитному полю распространяться в полость 14 для изделия.

В этом варианте осуществления путь потока воздуха через нагревательный узел 70 проходит по существу вдоль всей полости 14 для изделия в направлении канала 72 для потока воздуха, при этом РЧ-электромагнитное поле распространяется от объемного резонатора 80 в полость 14 для изделия в направлении по существу поперек потока воздуха. Такая компоновка обеспечивает удаление устройства, генерирующего электромагнитное поле, с пути потока воздуха через нагревательный узел 70. Этот тип компоновки может облегчить управление сопротивлением затяжке на протяжении нагревательного узла 70. Этот тип компоновки также может упростить управление температурой устройства, генерирующего электромагнитное поле, поскольку температура устройства, генерирующего электромагнитное поле, с меньшей вероятностью будет колебаться во время использования в результате того, что пользователь делает затяжку через кальянное устройство и втягивает воздух через устройство, генерирующее электромагнитное поле.

На фиг. 9 показана кальянная система согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Эта кальянная система подобна кальянной системе, показанной на фиг. 3, и одинаковые ссылочные позиции применяются для представления одинаковых признаков.

Кальянное устройство 50 содержит сосуд 52, ограничивающий полость 54 для жидкости, которая разделена на две секции, а именно на секцию 56 для жидкости, содержащую объем жидкости, и свободное пространство 58 над секцией для жидкости. В этом варианте осуществления сосуд 52 является по существу цилиндрическим. Уровень 60 заполнения жидкостью задан по границе между секцией 56 для жидкости и свободным пространством 58 и обозначен пунктирной линией 60 на внешней поверхности сосуда 52. Выпускное отверстие 62 свободного пространства предусмотрено на боковой стенке сосуда 52 выше уровня заполнения жидкостью и выполнено с возможностью обеспечения втягивания текучей среды из полости для жидкости через свободное пространство 58. Мундштук 64 присоединен к выпускному отверстию 62 свободного пространства при помощи гибкого шланга 66.

Сосуд 52 расположен на нагревательном узле 70, который в этом варианте осуществления представляет собой цилиндрический блок, характеризующийся диаметром, который по существу равен диаметру сосуда 52. Соответственно, когда сосуд 52 и нагревательный блок 70 совмещены друг с другом для использования, кальянное устройство 50 образует по существу цилиндрический блок.

Нагревательный узел 70 по существу подобен нагревательному узлу, показанному на фиг. 7, и одинаковые ссылочные позиции используются для представления одинаковых признаков.

Нагревательный узел 70 содержит наружный корпус 71, образованный из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного излучения. Наружный корпус 71 образует цилиндрическую трубку, которая по существу закрыта с обоих концов. Дверь (не показана) сформирована в боковой стенке наружного корпуса 71 и присоединена к боковой стенке при помощи шарнира. Дверь выполнена с возможностью поворота между открытым положением и закрытым положением, чтобы изделия, генерирующие аэрозоль, могли быть вставлены в нагревательный узел 70 и удалены из нагревательного узла 70. Дверь выполнена с возможностью запирания в закрытом положении для обеспечения того, что дверь не откроется в процессе работы кальянного устройства 50, при этом дверь образована из металлической сетки, непроницаемой для РЧ-электромагнитного излучения, но проницаемой для текучей среды, в результате чего окружающий воздух может втягиваться в нагревательный узел 70.

Полость 14 для изделия ограничена внутри нагревательного узла 70 для размещения в ней изделия 90, генерирующего аэрозоль. В этом варианте осуществления полость 14 для изделия имеет по существу форму усеченного конуса, так что полость 14 для изделия выполнена с возможностью размещения в ней изделия 90, генерирующего аэрозоль, по существу в форме усеченного конуса. Полость 14 для изделия расположена над объемным резонатором 80. В этом варианте осуществления объемный резонатор 80 содержит по существу цилиндрическое тело из диэлектрического материала, заключенное в металлическую внешнюю тару. Металлическая внешняя тара объемного резонатора 80 содержит пару прорезей 79, которые предусмотрены для обеспечения возможности РЧ-электромагнитному полю распространяться из объемного резонатора 80 в полость 14 для изделия.

Генератор 11 электромагнитного поля, выполненный в виде твердотельного РЧ-транзистора типа LDMOS, предусмотрен ниже объемного резонатора 80. Выход генератора 80 электромагнитного поля соединен с волноводом 15, выполненным в виде волноводной трубки для направления электромагнитных волн. Волновод 15 предназначен для направления РЧ-электромагнитного поля, генерируемого посредством генератора 11 электромагнитного поля, в антенну 16, которая расположена в объемном резонаторе 80. При такой компоновке РЧ-электромагнитное поле, генерируемое посредством генератора 11 электромагнитного поля, направляется в объемный резонатор 80 и распространяется из объемного резонатора 80 через прорези 79 в полость 14 для изделия для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, расположенного в полости 14 для изделия. Генератор 11 электромагнитного поля соединен со схемой управления (не показана) и ионно-литиевой батареей (не показана), которые расположены и выполнены для управления подачей электроэнергии в генератор 11 электромагнитного поля, чтобы управлять РЧ-электромагнитным полем, генерируемым генератором 11 электромагнитного поля.

Канал 72 для потока воздуха проходит из полости 14 для изделия в сосуд 52 до места в секции 56 для жидкости, находящегося ниже уровня 60 заполнения жидкостью. Канал 72 для потока воздуха соединяет по текучей среде полость для изделия с секцией 56 для жидкости сосуда 52. Для того чтобы предотвратить вытекание жидкости из секции 56 для жидкости в полость 14 для изделия через канал 72 для потока воздуха под действием силы тяжести, одноходовой клапан (не показан) расположен в канале 72 для потока воздуха в области отверстия 73 между нагревательным узлом 70 и сосудом 52. Одноходовой клапан не позволяет текучей среде поступать из сосуда 52 в нагревательный узел 70, при этом требуется достижение минимального давления, прежде чем текучая среда сможет поступать из нагревательного узла 70 в сосуд 52.

При использовании, когда пользователь делает затяжку через мундштук 64, окружающий воздух всасывается в кальянное устройство 50 через дверь из сетки (не показана) и далее в полость 14 для изделия. Датчик затяжки (не показан), предусмотренный в полости 14 для изделия и соединенный со схемой управления и батареей, определяет, что пользователь делает затяжку через мундштук 64, когда воздух поступает в полость 14 для изделия. Когда датчик затяжки обнаруживает, что пользователь делает затяжку через мундштук 64, схема управления подает электроэнергию из батареи в генератор 11 электромагнитного поля, что вызывает распространение РЧ-электромагнитного поля в полость 14 для изделия и нагрев субстрата, образующего аэрозоль, в изделии 90, генерирующем аэрозоль. В результате нагревания субстрата, образующего аэрозоль, происходит выделение летучих соединений. Воздух, втягиваемый в полость 14 для изделия, захватывает с собой высвобожденные летучие соединения, при этом захваченные летучие соединения проходят через канал 72 для потока воздуха, и далее через одноходовой клапан в секцию 56 для жидкости сосуда 52. Летучие соединения охлаждаются в объеме жидкости в секции 56 для жидкости и высвобождаются из жидкости в свободное пространство 58, где происходит их конденсация с образованием аэрозоля. Аэрозоль втягивается из свободного пространства 58 через выпускное отверстие 62 свободного пространства, проходит по шлангу 66 и затем попадает в мундштук 64 для вдыхания пользователем.

Следует понимать, что описанные выше варианты осуществления являются только иллюстративными вариантами осуществления, при этом также предусмотрены различные другие варианты осуществления согласно настоящему изобретению. Например, следует понимать, что описанные выше варианты осуществления нагревательного узла могут использоваться с любой подходящей конфигурацией кальянного устройства, например с устройствами, показанными на фиг. 3 и 9. Например, также следует понимать, что сосуды, изделия, образующие аэрозоль, и другие элементы кальянных систем согласно настоящему изобретению могут иметь любые необходимые формы и размеры. Например, жидкость внутри секций для жидкости кальянных устройств предпочтительно является водой, но может быть любой другой подходящей жидкостью.

Claims (20)

1. Кальянное устройство для нагрева образующего аэрозоль субстрата для генерирования аэрозоля, причем кальянное устройство содержит:

полость для жидкости, содержащую объем жидкости, через который аэрозоль, генерируемый кальянным устройством, проходит перед вдыханием пользователем, причем указанная полость для жидкости имеет выпускное отверстие свободного пространства;

полость для изделия, выполненную с возможностью размещения в ней изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего образующий аэрозоль субстрат, причем указанная полость для изделия находится в сообщении по текучей среде с полостью для жидкости; и

генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля в полости для изделия, причем указанный генератор электромагнитного поля содержит магнетрон или твердотельный РЧ-транзистор,

причем полость для изделия содержит одну или более наружных стенок, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, при этом одна или более прорезей образованы в одной или более наружных стенках.

2. Кальянное устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор электромагнитного поля содержит твердотельный РЧ-транзистор, при этом указанный твердотельный РЧ-транзистор выполнен с возможностью генерирования и усиления РЧ-электромагнитного поля.

3. Кальянное устройство по любому из пп. 1-2, отличающееся тем, что полость для изделия содержит открытый конец для размещения изделия, образующего аэрозоль, которое содержит образующий аэрозоль субстрат и по существу закрытый конец.

4. Кальянное устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее антенну, присоединенную к генератору электромагнитного поля и выполненную с возможностью направления РЧ-электромагнитного поля.

5. Кальянное устройство по п. 4, отличающееся тем, что антенна расположена по меньшей мере частично в полости для изделия.

6. Кальянное устройство по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащее объемный резонатор между полостью для изделия и генератором электромагнитного поля.

7. Кальянное устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что содержит датчик, расположенный в полости для изделия или смежно с ней, причем указанный датчик предоставляет сигнал, характеризующий температуру в полости для изделия, и контроллер, присоединенный для приема сигнала от датчика и присоединенный для управления генератором электромагнитного поля в зависимости от сигнала, поступающего от датчика.

8. Кальянная система, содержащая кальянное устройство по любому из пп. 1-7, и изделие, генерирующее аэрозоль, которое содержит образующий аэрозоль субстрат.

9. Кальянная система по п. 8, отличающаяся тем, что образующий аэрозоль субстрат содержит табак.

10. Кальянная система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что изделие, генерирующее аэрозоль, содержит одну или более внешних поверхностей, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля.

11. Кальянная система по п. 10, отличающаяся тем, что одна или более прорезей образованы в одной или более внешних поверхностях, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля.

12. Кальянная система по п. 10 или 11, отличающаяся тем, что материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, образует покрытие на одной или более внешних поверхностях.

13. Изделие, генерирующее аэрозоль, для кальянной системы по любому из пп. 8-9, причем указанное изделие, генерирующее аэрозоль, содержит:

образующий аэрозоль субстрат; и

одну или более внешних поверхностей, образованных из материала, непроницаемого для РЧ-электромагнитного поля, причем указанный материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, является проницаемым для текучей среды.

14. Изделие, генерирующее аэрозоль, по п. 13, отличающееся тем, что материал, непроницаемый для РЧ-электромагнитного поля, представляет собой металлическую сетку.