КАЛЬЯН С ПЛОТНЫМ СОПРЯЖЕНИЕМ С КАПСУЛОЙ
HOOKAH WITH TIGHT JUNCTION WITH CAPSULE

Изобретение относится к кальяну с корпусом, в котором объединены емкость, подлежащая наполнению жидкостью и имеющая, по меньшей мере, одно всасывающее соединение, и соединенная с ней нагревательная камера, причем указанная нагревательная камера имеет приемник для капсулы, которая содержит вещество для образования дыма, причем указанный приемник одновременно является нагревательным элементом для капсулы.
Кальян такого типа, также известный как шиша или хука и ведущий свою историю с Востока, приобретает всё бóльшую популярность, особенно среди подростков и молодежи, в частности как альтернатива сигаретам. Такие кальяны известны, например, из документа US 4031906 или US 2012/0042884. Кальян указанного типа содержит емкость, которую частично наполняют водой или другой жидкостью. Всасывание через мундштук приводит к созданию отрицательного давления в емкости. Кроме того, предусмотрена шахта для дыма, частично выступающая в воду, которая имеет верхнюю секцию на верхнем конце для размещения табака, который нагревается углем, лежащим сверху верхней секции. Курильщик вдыхает смесь воздуха, пара и частиц дыма, которая образуется при нагревании табака. Понятно, что нагревание раскаленным углем может привести к отравлению монооксидом углерода, случаям воспламенения или в экстремальных ситуациях даже к возгоранию. Кроме того, поскольку кальян наполняют вручную, нельзя обеспечить его качественное наполнение, соответствующее правовым требованиям. В принципе, кальян, известный в настоящее время как шиша, можно использовать только на открытом воздухе или в помещениях с гарантированной подачей свежего воздуха. Кроме того, кальяны, изготавливаемые по существующему уровню техники, также имеют весьма большой вес и объем, они должны собираться из нескольких частей, и транспортирование отдельных частей создает сложности. Чистка этих кальянов также являются трудоемким процессом и часто не удовлетворяет гигиеническим стандартам. Из документа US 4,133,318 известны электронные кальяны, с помощью которых можно уменьшить некоторые из вышеуказанных проблем, хотя еще не в удовлетворительной степени. Подтверждено, что кальяны из документа WO 2017/080545 являются особо преимущественными.
Однако существующие кальяны всё еще имеют недостатки в отношении такого требующего внимания вопроса, как эффективная передача тепла между нагревательной камерой и вставленной в нее капсулой с веществом для образования дыма.
Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить кальян, который также известен как шиша или хука и отличается тем, что он является особо эффективным и обеспечивает заданную передачу тепла между нагревательной камерой кальяна и вставленной в нее капсулой.
Эта задача изобретения решается с помощью плотного сопряжения приемника и капсулы.
Важно обеспечить высокую эффективность передачи тепла между нагревательной камерой и капсулой, вставляемой в нагревательную камеру и наполненную жидким или твердым веществом, что достигается посредством плотного сопряжения приемника или деталей этого приемника, с одной стороны, и капсулы, с другой стороны. Идеальная передача тепла от нагревательного элемента в капсулу исключительно важна для обеспечения оптимального процесса курения. Это обеспечивается с помощью точной тепловой и геометрической фиксации и/или согласования трех компонентов, а именно, нагревательной камеры, приемника и капсулы.
Конусность на стороне приемника или на стороне капсулы также крайне важна для плотного сопряжения. Эта конусность позволяет выполнять конкретную заданную передачу тепла благодаря плотному сопряжению стенок приемника, которые окружают боковые стороны капсулы, и самой капсулы. Чем более плотно капсула расположена в приемнике, тем более эффективной является передача тепла снаружи, т.е. в направлении от нагревательной камеры к капсуле. Допускается небольшой зазор, но это не должно приводить к дребезжанию капсулы по периферии приемника. Следовательно, приемник выполнен с возможностью обеспечения вставления капсулы в кальян или, точнее говоря, в нагревательную камеру, причем приемник также служит в качестве нагревательного элемента для капсулы, где стенка, окружающая капсулу, имеет особое значение.
В особо преимущественном варианте плотного сопряжения такого типа боковая стенка приемника сужается на конус в направлении к внутренней стороне нагревательной камеры с углом конусности приблизительно 5 - 10°, предпочтительно приблизительно 7°. Своего рода подгонка капсулы к приемнику посредством зажимания достигается, если, как приемник, так и капсула, имеют конусность, как указано выше. За небольшим углублением постоянного диаметра, которое продолжается параллельно продольной оси приемника или капсулы, соответственно, на стороне в направлении от внутренней области приемника продолжается намного бóльшая сужающаяся секция приемника или капсулы, соответственно.
Идеальная геометрия достигается в случае, когда диаметр приемника между передней и задней сторонами приемника или капсулы, соответственно, постоянно увеличивается приблизительно в 1,1 – 1,25 раза, приблизительно в 1,17 раза.
По варианту выполнения изобретения приемник имеет на внутренней стороне торцевую стенку с отверстием, причем торцевая стенка продолжается, по существу, поперек продольной оси корпуса. Эта торцевая стенка формирует конец приемника в направлении внутреннего пространства нагревательной камеры.
В другом направлении приемника целесообразно, чтобы приемник имел с наружной стороны кольцо крепления, которое продолжается поперек продольной оси корпуса, причем приемник для капсулы встраивается в это кольцо крепления. Другими словами, кольцо крепления и нагревательная камера, соответственно, образованы и расположены относительно друг друга так, что кольцо крепления имеет центральное отверстие, через которое вставляют капсулу в приемное отверстие. Вместе с тем, в зависимости от расположения емкости, нагревательной камеры и т.д., кольцо крепления образует верхний или нижний конец корпуса или нагревательной камеры.
Кроме того, кольцо крепления служит в качестве упора для кольцевого выступа на стороне капсулы, когда капсулу вставляют в нагревательную камеру. Таким образом, кольцо крепления обеспечивает вставление капсулы в нагревательную камеру, в частности, благодаря тому, что капсула имеет кольцевой выступ, с помощью которого она упирается в кольцо крепления.
Другое практически применимое решение по изобретению состоит в том, что кольцо крепления должно быть соединено с кольцевым выступом, предусмотренным на наружной стороне приемника, или должно быть выполнено как одно целое с указанным кольцевым выступом. Этот кольцевой выступ на приемнике обеспечивает неподвижное соединение между приемником и кольцом крепления в качестве дополнительного элемента для встраивания приемника для капсулы в кольцо крепления.
Согласно изобретению выше несколько раз была упомянута важность плотного крепления капсулы в приемнике для требуемой передачи тепла капсуле. Разумеется, капсула также должна удерживаться с задней стороны, имеющей кольцевой выступ, так чтобы она не выскальзывала из приемника. Исходя из этого, предусмотрено, что нагревательная камера закрывается с помощью основания или крышки, причем основание имеет на внутренней стороне крепеж, который воздействует на капсулу, которая должна быть вставлена или уже вставлена в приемник. Впуск воздуха в нагревательную камеру предусмотрен или в основании, или в стенке приемника. Когда крышка закрыта и, таким образом, также и нагревательная камера, капсула по изобретению занимает функциональное положение сама по себе, т.е. конечное положение вставленного, защелкнутого, закрепленного болтами и т.д. основания соответствует функциональному положению капсулы, в котором можно начинать курение. Когда основание удалено, капсулу вставляют сверху или снизу, в зависимости от конструкции кальяна, в нагревательную камеру, так что капсула полностью помещается в корпус кальяна. Использованный картридж можно удалять из камеры и заменять новым картриджем, который наполнен веществом.
Эти функции дополняются с помощью крепежа на внутренней стороне основания, причем внутренняя сторона обращена к приемнику.
Согласно предложению, относящемуся к такому крепежу, основание имеет на внутренней стороне кольцевой валик, который расположен и/или спроектирован соответственно кольцевому выступу капсулы. Таким образом, этот кольцевой валик имеет диаметр меньше диаметра кольца крепления, и кольцевой валик расположен точно напротив кольцевого выступа капсулы, так что кольцевой валик автоматически вдавливает капсулу в приемник, когда крышка закрыта.
В качестве дополнительных удерживающих средств на крепеже предусмотрены запирающие средства. В частности, это означает, что кольцевой валик имеет запирающие средства, которые расклиниваются в приемнике капсулы и, тем самым, обеспечивают дополнительное устойчивое сопряжение капсулы с приемником и, тем самым, с нагревательной камерой.
К примеру, предусмотрено, что запирающие средства расположены регулируемым образом в радиальном направлении и, тем самым, расклиниваются в приемник капсулы в выдвинутом положении.
По другому преимущественному варианту выполнения изобретения основание содержит с наружной стороны ручку для приведения в действие основания, с помощью которой основание может смещаться, например, во время вращения при установке и удалении основания.
С помощью этого механизма для выталкивания использованной капсулы из гнезда приемника в направлении, противоположном направлению вставления, использованные капсулы можно выталкивать из гнезда приемника на стороне камеры нагрева без необходимости контакта пользователя с частями кальяна или капсул, которые могут нагреваться до высоких температур. Таким образом, исключаются риски отрицательного влияния на здоровье пользователей из-за высоких температур до 200°C, до которых могут нагреваться капсулы кальянов, например, при заклинивании капсулы во время вытаскивания. Кроме того, процессы расширения капсулы также неактуальны, поскольку капсула может выталкиваться из приемника в направлении от емкости особо эффективным образом. Возможность управления указанным механизмом снаружи нагревательной камеры служит той же цели, в частности, для обеспечения достаточного расстояния между рукой пользователя и нагревательной камерой и/или капсулой внутри нагревательной камеры.
В преимущественном варианте выполнения изобретения всасывающий шланг перемещается в направлении его продольной оси. Это решение является особо оптимальным в отношении такого механизма, поскольку всасывающий шланг в любом случае имеет дополнительную функцию и служит в качестве механизма для выталкивания капсул. Кроме того, это выполняется с полностью безопасного расстояния с учетом высокой температуры использованной капсулы в нагревательной камере. Благодаря простому нажатию на всасывающий шланг к капсуле прикладывается усилие в направлении, противоположном направлению, в котором она вставляется. Соответственно, капсула высвобождается из гнезда в приемнике на стороне нагревательной камеры. Для более удобного обращения предусматривается, что всасывающий шланг перемещается, преодолевая сопротивление пружины, так что всасывающий шланг возвращается в исходное положение после использования для высвобождения капсулы, и свободный ход всасывающего шланга во время использования кальяна ограничивается.
Кроме того, предусмотрены емкость и часть корпуса, содержащая электронный блок, соединенные друг с другом с возможностью разборки, и клапан в области, где выпускное отверстие всасывающего шланга выходит в приемник. Корпус кальяна состоит, по существу, из емкости в качестве первой части корпуса, второй части корпуса, содержащей электронные компоненты и всасывающий шланг, и третьей части корпуса, содержащей нагревательную камеру для капсулы, предпочтительно в указанном порядке в направлении сверху вниз. Емкость и часть корпуса, содержащая электронный узел, соединены друг с другом с возможностью разборки и также соединены клапаном, который обеспечивает дополнительное уплотнение, что является особо эффективным способом защиты кальяна по изобретению от утечки добавочного воздуха. Клапан предпочтительно расположен по центру и, если необходимо, часть клапана выступает внутрь емкости. Клапан плотно сопряжен с всасывающим шлангом, выступающим вверх из указанной части корпуса. Всасывающий шланг, нижний конец которого открыт в нагревательную камеру и проходит через часть корпуса, соединен с клапаном на его верхнем конце посредством плотного сопряжения, так чтобы исключить утечку дополнительного воздуха по всему области соединения. Конкретно это означает, что всасывающий шланг выходит снизу в основание емкости, поэтому основание, в общем, должно быть достаточно прочным и образовывать устойчивую установочную опору для клапана и конца шланга. По целесообразному варианту выполнения изобретения основание емкости имеет полое пространство с встроенной центральной установочной пластиной для фиксации всасывающего шланга. Установочная пластина, расположенная по центру в полом пространстве при прочих равных условиях относительно прочного основания, служит в качестве установочной опоры для всасывающего шланга.
Настоящее изобретение отличается тем, что, оно, в частности, предусматривает изготовление кальяна (или шиши или хуки), который отличается компактностью, безопасностью, удобством использования, несложной чисткой и большим разнообразием вариантов конструкции. Пользователь сначала втягивает воздух через впуск сверху или снизу корпуса в нагревательную камеру, в которой находится табакосодержащее или нетабакосодержащее жидкое или твердое вещество для образования дыма, помещенное в капсулу, которую вставляют в нагревательную камеру, как в печь. Благодаря этому капсула находится до некоторой степени в воздушном потоке, который пользователь генерирует у верхнего конца корпуса посредством втягивания воздуха, т.е. создания отрицательного давления. Вместе с тем твердое или жидкое вещество для образования дыма нагревается с помощью механизма нагрева. Из вставленной в нагревательную камеру капсулы смесь воздуха и вещества для образования дыма следует через всасывающий шланг в верхнюю емкость, также именуемую водяным резервуаром, где она проходит через воду и затем может вдыхаться пользователем через всасывающее устройство. Плотное сопряжение приемника и капсулы, в частности, стенки камеры, которая окружает капсулу, и самóй капсулы, способствует идеальной передаче тепла от нагревательной камеры капсуле и, тем самым, образованию дыма. Обеспечивается своего рода преимущественный эффект зажимания, в том смысле, что конусность приемника и конусность капсулы соответствуют друг другу. Как вариант или дополнение, можно использовать регулирующий элемент, который, в рабочем положении прикладывает усилие зажатия к капсуле и, таким образом, удерживает ее на месте.
Другие признаки и преимущества предмета изобретения станут понятными из приведенного ниже описания приложенных чертежей, где показан пример предпочтительной конструкции с местными видами и изображениями отдельных деталей. На чертежах:
на фиг. 1 – вид кальяна спереди;
на фиг. 2 – вставленная капсула на частичном виде в разрезе;
на фиг. 3 – кольцо крепления и приемник;
на фиг. 4 – вид нагревательной камеры с наружной стороны с вставленной капсулой;
на фиг. 5 – вид в разрезе приемника, капсулы и основания;
на фиг. 6 – вид сверху конструкции из фиг. 5;
на фиг. 7 – вид в перспективе основания;
на фиг. 8 – вид сверху основания;
на фиг. 9 – место из фиг. 10;
на фиг. 10 – кольцо крепления, приемник и капсула;
на фиг. 11 – вид в разрезе приемника
на фиг. 12 – вид сверху приемника;
на фиг. 13 - капсула
на фиг. 14 – подпружиненный всасывающий шланг; и
на фиг. 15 – вид в разрезе по выпуску всасывающего шланга.
На фиг. 1 показан кальян 1, также известный как шиша или хука, с корпусом 2. Емкость 3 закрыта сверху крышкой 41. Всасывающий шланг 34 соединен на одном конце с соединительным патрубком 33, который является частью крышки 41, и содержит на другом конце сменный мундштук 35. Возможно присоединение нескольких шлангов 34, 36. Номер позиции 38 обозначает уровень воды, содержащейся в емкости 3, поскольку допускается только частичное наполнение емкости 3. Нагревательная камера и батарея, а также блок управления скрыты под кожухом 42. Номер позиции 39 обозначает переключатель вкл./выкл./режим ожидания для выполнения действий с кальяном. Номера позиций 10 и 10' обозначают две капсулы с перфорированными отверстиями 43, содержащие вещество для образования дыма. Впуск воздуха в виде нескольких прорезей обозначен номером позиции 37.
На фиг. 2 показан приемник 5 для капсулы 10. Вместе с тем ясно видно точное сопряжение между боковой стенкой 7 (наружной) приемника 5 и стенкой 12 (внутренней) капсулы. Две стенки 7, 12 продолжаются в направлении внутренней стороны 8 нагревательной камеры 4 в форме конуса 15, т.е. под предпочтительным углом α приблизительно 7°. С внутренней стороны 16 приемник 5 имеет переднюю стенку 19 с отверстием, которая продолжается, по существу, поперек продольной оси корпуса, а также приемника 5. Между торцевой стенкой 19 приемника 5 и торцевой стенкой 13 капсулы 10 может оставаться свободное пространство 44. Идеальная геометрия достигается в случае, когда диаметр приемника 5, если смотреть в направлении потока, между передней стороной 6 и задней стороной 9 приемника 5 или капсулы постоянно увеличивается приблизительно в 1,1 – 1,25 раза, приблизительно в 1,17 раза, в рассматриваемом случае приблизительно от 31 мм приблизительно до 36 мм. На фигуре также ясно виден кольцевой выступ 11, который в свою очередь, продолжается поперек продольной оси с наружной стороны 14 приемника 5. Приемник 5 для капсулы встроен в кольцо 22 крепления с наружной стороны 17.
На фиг. 3 показан разрез по линии A-A на фиг. 3, и на фиг. 3 в направлении снаружи внутрь показаны кольцо 22 крепления, кольцевой выступ 37, стенка 12 в форме конуса 7, торцевая стенка 19 и отверстие 18.
Кроме того, на фиг. 4 показан перспективный вид части корпуса с нагревательной камерой и капсулой 10, вставленной в кольцо 22 крепления. Капсула 10 имеет кольцевой выступ 11, который сначала переходит в канавку 45 и затем в диск 46 с перфорированными отверстиями 43.
Как показано на фиг. 5, особую важность имеет взаимодействие нагревательной камеры 4, приемника 5, стенки 7, стенки 12 и крышки или основания 24. Нагревательную камеру 4 закрывают с помощью основания 24, причем капсула принимает функциональное положение, самое позднее, после крепления, кручения или вставления основания 24 в нагревательную камеру 4. Ручка 29 используется для приведения в действие основания, в рассматриваемом случае посредством поворачивания.
Эта ручка также обозначена номером позиции 29 на фиг. 6. В свою очередь, линия A-A обозначает линию разреза, показанного на фиг. 5.
На фиг. 7 показано основание 24, имеющее на внутренней стороне 25 крепеж 27 в форме кольцевого валика 28, и на наружной стороне 26 ручку 29. Запирающие средства обозначены номером позиции 30 и служат для дополнительного расклинивания крышки 24 в приемнике (на фигуре не показано).
На фиг. 8 показана внутренняя сторона 25 крышки 24 с крепежом 27 в форме кольцевого валика 28, которая соответствует кольцевому выступу капсулы (на фигуре не показано).
На фиг. 9 показано место, обведенное кружком на фиг. 10, в форме включения приемника в состав кольца 22 крепления. Кольцо 22 крепления соединено с кольцевым выступом 42 на стороне приемника. В то же самое время капсула 10 с кольцевым выступом 11 находится в приемнике 5 и очень плотно прилегает к нему благодаря равномерной конусности приблизительно 7°. Также следует отметить, что для согласования с кольцом 22 крепления капсула 10 имеет секцию 31 между кольцевым выступом 11 и ее фактической стенкой 20, причем стенка 20 капсулы 10 продолжается в точности параллельно продольной оси 21.
На фиг. 11 показана описанная выше секция 31 капсулы 10 между кольцевым выступом и стенкой 12. То же самое относится к фиг. 12.
Соответственно, на фиг. 13 показана капсула 10 с конической стенкой между кольцевым выступом 11 и выпуском 47.
На фиг. 14 показан разрез. Номер позиции 61 обозначает всасывающий шланг, который может перемещаться в направлении продольной оси 63, и к всасывающему шлангу 61 должно прикладываться давление вручную или с помощью контроллера в направлении стрелки 60. Всасывающий шланг 61 имеет две секции 62, 64 разных диаметров. Внутренняя секция 62 всасывающего шланга 61, которая обращена к нагревательной камере 4, имеет диаметр меньше диаметра наружной секции 64, обращенной к емкости (на чертеже не показана), так что образован заплечик 67 или упор, который воздействует на пружину во время толкания всасывающего шланга 61. При необходимости может быть предусмотрена внутренняя трубка 58, которая имеет соответствующие секции 62, 64. В ином случае вторая секция 62 шланга окружена нажимной пружиной 66 или в стенке 68 нагревательной камеры 4, обращенной к емкости, выполнена полость 59 под пружину. Ясно видно, что передний конец 65 внутренней секции 62 шланга выступает в нагревательную камеру 4. Номер позиции 69 обозначает направляющую для всасывающего шланга 6.
Кроме того, на фиг. 15 показан кальян 1 в разрезе. В центре расположен участок основания, и ниже его расположена нагревательная камера 4 с приемником 5 для капсулы 10 и съемным основанием 24. Когда эти два компонента собраны, резьба обеспечивает автоматическое позиционирование помещенного в центре клапана 48, который расположен в основании 54 емкости или продолжается на некоторое расстояние во внутреннюю часть 53 емкости. На фиг. 15 показана прочная многослойная конструкция основания 54 емкости 3. У отверстия 57 всасывающего шланга 61 с целью крепления установлены три уплотнения в виде уплотняющих колец 49, 50 и 51 круглого сечения. Клапан 48 и всасывающий шланг 61 расположены на общей продольной оси 52. В основании 54 имеется полое пространство, обозначенное номером позиции 55, которое служит для размещения центральной установочной пластины 56, в которую фактически выходит всасывающий шланг 61.