СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА КУРЕНИЯ КАЛЬЯНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF IMPROVING THE QUALITY OF SMOKING HOOKAH AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Группа изобретений относится преимущественно к сфере обслуживания и может найти применение при использовании кальяна, на предприятиях общественного питания, где наряду с напитками и блюдами реализуются табачные изделия и/или разрешено их употребление, а также при индивидуальном использовании табачных изделий по желанию потребителя.
Известно, что когда человек вдыхает через шланг кальяна содержимое колбы, создается область пониженного давления внутри колбы. На место ушедшего воздуха через слой воды засасывается воздух из шахты, куда, в свою очередь, он, за отсутствием другого пути, попадает через перфорацию в фольге и слой табака.
Таким образом, до легких воздух проходит путь через все части кальяна. На практике происходит следующее:
1. Проходя через область, близкую к углю, воздух разогревается. При этом, частично захватываются продукты горения. Количество их обратно пропорционально уровню очищенности.
2. Разогретый воздух попадает в чашку через перфорацию в фольге. В зависимости от количества отверстий и их размера, может варьироваться равномерность прохождения воздуха и его чистота (вместе с воздухом может попадать зола от угля).
3. Проходя через слой табака, разогретый воздух передает часть энергии сиропу, а, в зависимости от степени разогретости, может и поджигать листья. Сироп испаряется и насыщает воздух своими парами, а также, никотином и смолами.
4. Разогретый дым начинает охлаждаться на пути в шахте. При этом на стенках из дыма конденсируются вредные примеси. То, насколько дым охладится, напрямую зависит от свойств шахты, жидкой среды, площади контакта и теплопроводности материала. Чем эффективнее охлаждение, тем больше конденсируется вредных примесей из дыма.
5. После шахты дым проходит через жидкую среду (например, воду), где происходит дополнительное охлаждение. При этом жидкая среда забирает большую часть оставшихся вредных примесей. По данным исследований вода отфильтровывает от 70% до 90% никотина и не более 50% смол. Кроме того, еще около 10% вредных веществ оседает на стенках шахты и в трубке. Таким образом, дым кальяна, вдыхаемый курильщиком не безвреден, хотя и на 80% состоит из водяного пара.
6. Очищенный дым поднимается в колбе и попадает в шланг, а затем в легкие.
Жидкость в колбе это, во-первых, фильтр для дыма, во-вторых, охлаждающая среда. Самым распространенным вариантом является вода. Но часто в кальян на воде добавляют травы и кусочки фруктов.  В кальян можно налить и другие жидкости, например - молоко, сок, но их обязательно нужно разбавлять с водой, чтобы предотвратить вспенивание.
Также добавляют в жидкость лед. Поскольку одна из главных функций воды в кальяне - охлаждать, можно сделать это с помощью льда или специальных охлаждающих шариков.
Однако лед быстро тает, а шарики нагреваются, таким образом, охлаждающий эффект будет кратковременным.
Также известно, что при курении кальяна выделаются смолы, которые оседая на стенках, засыхают, что загрязняет колбу и дает неприятный привкус, дополнительно ухудшая качество дыма. Чтобы не допускать этого, кальян промывают перед началом курения, а тщательную мойку проводят после 5го – 6го раза курения.
Для очистки кальяна обычно используют различные методы: очистку этиловым, изопропиловым спиртом, ацетоном или любым другим сильным растворителем; очистку ершиком с добавлением моющего средства или легкого абразива - пищевую кухонную соль мелкого или среднего помола или соду.
Следует учесть, что сильный запах моющих средств, спиртов или ацетона полностью не выветривается, что существенно ухудшает качество курения кальяна.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящей группы изобретений является разработка способа и устройства для улучшения качества курения кальяна за счет снижения токсичности курения посредством снижения температуры дыма вследствие постоянного принудительного перемешивания жидкой среды в колбе кальяна. Благодаря принудительному перемешиванию смешивается верхний нагретый слой жидкой среды с холодным нижним. Таким образом, происходит лучшее конденсирование дыма на стенках колбы и шланга, как следствие очищение дыма и меньшее раздражение слизистых оболочек курильщика. Кроме того, задачей настоящей группы изобретений является исключение неприятных запахов внутри кальяна, которые могут возникать из-за засыхания жидкой среды и смол на стенках колбы.
Технический результат заявленной группы изобретений заключается в улучшении качества курения кальяна, а именно в более эффективном охлаждении жидкой среды, и как следствие снижении токсичности дыма. Кроме того, технический результат заключается в снижении неприятных запахов в колбе кальяна за счет того, что постоянное принудительное перемешивание не позволяет жидкой среде и смолам засыхать на стенках колбы.
Заявленный технический результат достигается за счет применения способа и конструкции устройства для улучшения качества курения кальяна, которое включает подготовленный к курению кальян, наполненный жидкой средой, подставку, содержащую крышку и корпус, в который встроена магнитная мешалка, содержащая блок питания, магнитный подвижный якорь, помещенный в жидкую среду кальяна, и привод для вращения магнитного подвижного якоря.
Конструкция устройства, с применением которого реализован способ улучшения качества дыма кальяна, наглядно продемонстрирован на фиг. 1-2.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлен вид спереди устройства для улучшения качества курения кальяна.
На фиг. 2 представлен вид сверху подставки устройства для улучшения качества курения кальяна.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 и 2 показывают комплексный, включающий все возможные функции, вариант выполнения устройства для улучшения качества курения кальяна согласно настоящему изобретению на виде спереди и на виде сверху подставки устройства. Устройство содержит курительное приспособление - кальян (2), наполненное жидкой средой (1), подставку со встроенной магнитной мешалкой, содержащей блок питания (12), магнитный подвижный якорь (5), расположенный в жидкой среде (1) на немагнитной стенке колбы (3), и привод с регулируемой скоростью (4) для вращения магнитного подвижного якоря (5), расположенный вне указанной жидкой среды внутри подставки (6), содержащей корпус (7) с крышкой (8).  При этом внутри корпуса подставки дополнительно размещены блок охлаждения (9), по меньшей мере один элемент подсветки (10), блок воспроизведения звука (11), блок управления всеми функциями устройства (13), панель управления (14), расположенная на внешней стороне корпуса (7) подставки (6).
Блок питания заключен внутрь подставки устройства и представляет собой источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов устройства и подзарядки мобильных устройств электроэнергией постоянного тока путем преобразования сетевого напряжения до требуемых значений. При этом питание может быть осуществлено как от сетевого адаптера, так и от аккумуляторов или батареек или с помощью технологии беспроводной зарядки Qi или подобные. В этом случае модуль передатчик встраивается, например, в стол, а модуль приемник встраивается в подставку заявляемого устройства.
Корпус подставки устройства выполнен в форме, выбранной из группы: круг, квадрат, прямоугольник, овал, трапеция и т.д. Основным условием для правильной работы устройства является твердая плоская поверхность центральной части крышки для установки на нее кальяна таким образом, чтобы дно колбы кальяна находилось по центру. При этом в центре крышки может быть выполнено углубление круглой формы с диаметром превышающем диаметр дна колбы, для лучшей фиксации кальяна на подставке устройства.
В одном из вариантов осуществления изобретения в корпусе подставки устройства предусмотрены отсеки для хранения аксессуаров, например пульта управления, табака и т.п.
Корпус подставки изготовлен из материала, выбранного из группы: пластик, металл, дерево и т.д.
Крышка изготовлена из материала, выбранного из группы: пластик, стекло и т.д.
В одном из вариантов осуществления изобретения в корпус подставки встраивают подсветку, состоящую из по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы ламп накаливания, люминесцентных ламп, галогеновых и светодиодных ламп разных цветов. При этом свечение ламп может быть, как постоянным, так и контролируемым микроконтроллером. При этом лампы расположены по периметру внутри корпуса подставки устройства и направлены таким образом, что свет от них, проходя через отверстия в крышке корпуса подставки, попадает на светоотражающую жидкую среду. В этом случае, колба кальяна выполнена из прозрачного материала.
Привод магнитной мешалки устанавливают в устройство с возможностью регулировки скорости с целью осуществления контроля за интенсивностью перемешивания и создания вихревых эффектов. В зависимости от объема и вязкости жидкой среды скорость вращения магнитного якоря регулируется таким образом, чтобы исключить попадание жидкой среды в шланг кальяна.
В качестве жидкой среды для усиления эффекта снижения токсичности дыма применяют воду с добавлением, например лимонного сока или активированного угля. Данные дополнительные компоненты, обладая хорошими сорбционными свойствами, выполняют роль фильтров вредных и токсичных компонентов дыма.
С целью улучшения положительных психологических и физиологических ощущений человека и достижения релаксационного эффекта применяют жидкую среду, обладающую не только хорошими сорбционными свойствами, но и цветовыми акцентами. Для этого в воду добавляют разнообразные пищевые красители, например со светоотражающими элементами. Такой специально приготовленный состав жидкой среды абсолютно безвреден для курильщика. Благодаря перемешиванию подвижным магнитным якорем жидкой среды, например, с добавленным в колбу перламутрового пищевого красителя, при одновременном попадании света от лампочек подсветки, создаются привлекающие внимание вихревые эффекты, оказывающие влияние на снятие психофизиологического напряжения человека.
В стандартной конструкции кальяна дым проходит через воду в колбе, нагревая верхние слои воды. Благодаря принудительному перемешиванию смешивается верхний нагретый слой воды с холодным нижним, что приводит к более эффективному охлаждению жидкой среды, и как следствие снижению токсичности дыма. Для усиления указанного эффекта в конструкции устройства по настоящему изобретению может быть дополнительно предусмотрен охлаждающий блок, например, содержащий элементы Пельтье или аккумуляторы холода, которые дополнительно охлаждают колбу с жидкой средой снизу через подставку, а принудительное перемешивание жидкости в колбе усиливает эффект. Дополнительное охлаждение дыма положительно сказывается на качестве курения.
В одном из вариантов осуществления изобретения подставка устройства дополнительно снабжена мультимедийным блоком, предназначенным для воспроизведения аудио-визуального контента, представляющим собой набор плат с электронными компонентами.
В одном из вариантов осуществления изобретения подставка устройства дополнительно снабжена блоком управления всеми функциями устройства, представляющим собой набор плат с электронными компонентами, в частности микроконтроллером и датчиками, выполненным с возможностью частично или полностью объединять электронные компоненты в блоки и крепить их внутри или снаружи корпуса, позволяющим управлять пользователю устройством с помощью кнопок на панели управления, встроенным тач-скрином, с прикладыванием RFID меток или технологии NFC, с пульта дистанционного управления по радио каналу или ИК порту, посредством смартфона, планшета или компьютера, любого другого носимого устройства (смарт часы и т.п.) через bluetooth, wifi или по любому другому протоколу передачи данных. В указанном блоке управления может быть также предусмотрен динамик и датчик вибрации, что позволяет синхронизировать световые и звуковые эффекты с дыханием человека во время курения. Это приводит к снятию напряжения и расслаблению за счет воздействия одновременно световыми и звуковыми сигналами, соответствующими по частоте циклам дыхания курильщика. На внешней стороне корпуса подставки устройства предусмотрена панель управления, позволяющая курильщику регулировать за счет встроенного микроконтроллера скорость вращения магнитного якоря, световые и звуковые эффекты, следить за индикаторами включения/выключения, работой отдельных блоков, уровня заряда встроенного аккумулятора и т.д.
Кроме того, при использовании описанного в настоящем изобретении устройства, ввиду постоянного принудительного перемешивания жидкой среды в колбе кальяна, практически не происходит оседания и засыхания смол на стенках колбы, кальян не загрязняется и достаточно легко промывается после окончания сеанса курения от используемой жидкой среды и смол путем добавления в пустую колбу воды и включения устройства на максимальную скорость вращения магнитного якоря. Для более эффективного очищения кальяна в воду можно добавить абразив в виде соли среднего помола или соды. Уже через несколько секунд работы устройства кальян станет значительно чище. При этом не останется никакого постороннего неприятного запаха, плохо отражающегося на качестве курения кальяна.
Ниже приведен пример способа улучшения качества курения кальяна с применением заявленного устройства со всеми функциональными возможностями путем постоянного перемешивания с одновременным охлаждением светоотражающей и фильтрующей токсичные компоненты дыма жидкой среды, содержащейся в заявленном устройстве, выполненным с возможностью управления функциями устройства и создания привлекающих внимание вихревых эффектов.
Способ осуществляется следующим образом. Устройство готовится к началу работы, в колбу кальяна заливается специально приготовленная жидкая среда, в качестве которой выступает вода, например, с добавлением измельченного активированного угля и перламутрового пищевого красителя, содержащего в составе светоотражающие элементы. При этом в колбу наливают жидкую среду таким образом, чтобы шахта кальяна уходила в колбу на 0,5-5,0 см. В колбу с жидкой средой помещают магнитный якорь. Далее проводят подготовку табака, закладку его в чашку и установку чашки на кальян. После раскаливают уголь и раскуривают кальян. Подготовленный к курению кальян устанавливают на крышку корпуса подставки по центру и включают на панели управления устройства режим работы магнитной мешалки, звуко- и световоспроизведение. Выбирают приемлемую скорость вращения подвижного магнитного якоря, громкость звука, сценарий работы лампочек подсветки и т.д. Вначале курильщик индивидуально настраивает устройство под себя, выбирает уровень воздействующих световых и звуковых сигналов, которые остаются неизменными до тех пор, пока не потребуется, например, снизить интенсивность воздействия. Далее, при закреплении вызванного состояния релаксации, курильщик может зафиксировать полученный результат при помощи пульта управления, что позволит в следующий раз нажатием одной кнопки выбрать нужную программу работы устройства.
Заявляемое устройство было подвергнуто испытаниям. Выбрано 3 группы, состоящих из 20 человек каждая. Все испытуемые, занимающиеся одинаковым родом деятельности, после трудового рабочего дня в состоянии утомления и усталости были помещены в равные условия. Для определения изменения психофизиологического состояния испытуемых были использованы предварительно смонтированные на них датчики измерения частоты пульса и дыхания.
Одной группе испытуемых было предложено употребить обычный кальян с традиционным табаком на воде, второй группе испытуемых  было предложено употребить кальян по настоящему изобретению с постоянным принудительным перемешиванием светоотражающей и фильтрующей токсичные компоненты дыма жидкой среды, с дополнительным охлаждением, а также с возможностью управления всеми функциями устройства и создания привлекающих внимание вихревых эффектов посредством подсветки. Каждый испытуемый второй группы имел возможность самостоятельно устанавливать интенсивность вихревых эффектов, уровень световых и звуковых сигналов. Третья группа просто находилась в состоянии покоя без употребления кальяна.
После анализа данных приборов испытуемых, было подтверждено более значительное снижение психофизиологического напряжения второй группы испытуемых по сравнению с первой и третьей группами.
Таким образом, приготовление кальяна с применением заявленного способа и устройства позволяет существенно улучшить качество курения.