-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kamin für eine Wasserpfeife, wobei der Kamin aufweist, eine Brennkammer mit einem Volumen zum Aufnehmen eines Brennstoffs, einen Abgaskatalysator, ein Gasübergabeelement, das derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass in einem Betrieb des Kamins und wenn der Kamin mit einem Pfeifenkopf der Wasserpfeife verbunden ist, aus dem Gasübergabeelement ausströmendes Gas in eine Tabakaufnahme des Pfeifenkopfes einströmt.
-
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Wasserpfeife mit einem derartigen Kamin.
-
Wasserpfeifen, insbesondere in der Form von Shishas, erfreuen sich zunehmender Beliebtheit in allen Teilen der Welt.
-
Bei traditionellen Wasserpfeifen wird ein Wassergefäß von einem Pfeifenverschluss verschlossen, welcher gleichzeitig als Träger für eine Rauchsäule sowie zum Anschließen von Schläuchen dient. Auf die Rauchsäule wird an ihrem oberen Ende ein Pfeifenkopf aufgesteckt, welcher der Aufnahme des Tabaks und eines Brennstoffs, insbesondere einer Kohle aus Kokosnuss, dient. Dazu verfügt der Pfeifenkopf über eine Tabakaufnahme, häufig in Form einer Schüssel, in welche der Tabak eingebracht wird, wobei der Brennstoff auf eine gelochte Abdeckung über dem Tabak aufgelegt wird.
-
Als zunehmend problematisch stellt sich heraus, dass Wasserpfeifen in vielen Ländern in geschlossenen Räumen verwendet werden. Dies vor allem auch in Bars, in welchen dann eine Vielzahl von Wasserpfeifen gleichzeitig betrieben wird.
-
Bei der Verbrennung des Brennstoffs kommt es unter anderem zur Emission von Kohlenstoffmonoxid (auch Kohlenmonoxid, kurz: CO). Kohlenstoffmonoxid ist für den Menschen giftig, da es den Sauerstofftransport durch das Blut reduziert bzw. unterbindet. Bei übermäßiger Einatmung von Kohlenstoffmonoxid kommt es zu einer Rauchgasvergiftung. Häufig übersteigen heute die in Shisha-Bars gemessenen Konzentrationen an CO den zulässigen Grenzwert von 30 ppm gemäß Arbeitsstättenverordnung um ein Vielfaches.
-
Daher ist aus der
DE 20 2019 101 425 U1 eine Wasserpfeife mit einem Katalysator bekannt. In dem Katalysator wird das in den aufsteigenden Brennstoffabgasen vorhandene Kohlenmonoxid teilweise katalytisch reduzieren. Hierbei sind zwei Betriebszustände zu differenzieren. Im Ruhemodus steigen heiße Abgase durch den Katalysator und werden weitgehend unschädlich gemacht. Im Rauchbetrieb kehrt sich die Strömungsrichtung um. Hierbei kühlt sich der Katalysator durch die angesaugte Umgebungsluft ab und könnte unter seine Aktivierungstemperatur fallen. Aufgrund der Anordnung des Brennstoffs gelangen die angesaugten Abgase nicht durch den Katalysator, wodurch die aus der
DE 20 2019 101 425 U1 bekannte Konstruktion keinen Einfluss auf das im Rauch enthaltene Kohlenmonoxid und weitere Gase hat. Wie bei den sonstigen bekannten Wasserpfeifen wirkt sich das im Rauch enthaltene Kohlenmonoxid negativ auf den Raucher aus, insbesondere durch eine empfundene Schläfrigkeit nach dem Rauchen.
-
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung für eine Wasserpfeife bereitzustellen, welche zumindest eines der genannten Probleme löst.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Kamin für eine Wasserpfeife gelöst, wobei der Kamin aufweist, eine Brennkammer mit einem Volumen zum Aufnehmen eines Brennstoffs, einen Abgaskatalysator, ein Gasübergabeelement, das derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass in einem Betrieb des Kamins und wenn der Kamin mit einem Pfeifenkopf der Wasserpfeife verbunden ist, aus dem Gasübergabeelement ausströmendes Gas in eine Tabakaufnahme des Pfeifenkopfes einströmt und eine Gasführung, wobei die Gasführung derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass in einem Betrieb des Kamins in der Brennkammer erhitztes Gas durch den Abgaskatalysator hindurch und außerhalb des Volumens der Brennkammer in das Gasübergabeelement strömt.
-
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass der Abgaskatalysator im Gasstrom nach der Brennkammer so angeordnet ist, bzw. die Gasführung derart ausgestaltet ist, dass die gesamten durch den Verbrennungsprozess gebildeten Abgase katalytisch behandelt werden. Auf diese Weise wird das gesamte über oder durch den Tabak gezogene Gas, welches dann nach dem Durchtritt durch das Wassergefäß vom Raucher als Rauch eingeatmet wird, nahezu vollständig von schädlichen Gasen befreit. Gegenüber herkömmlichen Wasserpfeifen lässt sich ein wesentlich reduzierter CO-Gehalt nachweisen.
-
Das Funktionsprinzip einer Wasserpfeife ist ähnlich dem einer chemischen Waschflasche. Ein mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefülltes Wassergefäß wird mit einem Wasserpfeifenverschluss verschlossen, welcher ein Durchgangsloch aufweist. Durch das Durchgangsloch im Wasserpfeifenverschluss ist eine Rauchsäule in das Wassergefäß hindurchgeführt, sodass in einem Betrieb der Wasserpfeife das Ende der Rauchsäule unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Wassergefäß liegt. An dem anderen Ende der Rauchsäule, d. h. an ihrem oberen Ende, ist der Pfeifenkopf zur Aufnahme des Tabaks angeordnet.
-
Der Pfeifenkopf dient in herkömmlichen Wasserpfeifen auch der Aufnahme des Brennstoffs. Dabei werden der Brennstoff, insbesondere eine Kohle, und der Tabak nicht in unmittelbaren Kontakt bzw. in Eingriff miteinander gebracht. Der Tabak wird somit nicht verbrannt, sondern seine Inhaltsstoffe werden durch das Vorbeiführen das von der Kohle erhitzten Gases verdampft und aus dem Tabak herausgelöst.
-
Neben dem Durchgangsloch für die Rauchsäule weist der Wasserpfeifenverschluss zudem Aufnahmen für einen oder mehrere Schläuche auf, wobei die Aufnahmen den Außenraum mit dem Innenraum des Wassergefäßes verbinden. Beim Rauchen zieht der Raucher Gas ein, sodass in dem Wassergefäß ein Unterdruck erzeugt wird, welcher dazu führt, dass Gas von der Kohle in Richtung des Tabaks und an diesem vorbeiströmt. Der so entstehende Rauch gelangt von dem Pfeifenkopf der Wasserpfeife über die Rauchsäule, durch das Wasser und die Aufnahmen für den Schlauch in dem Wasserpfeifenverschluss und zuletzt durch den Schlauch bis in den Mund des Rauchers.
-
Bei der Benutzung herkömmlicher Wasserpfeifen wird der Brennstoff im einfachsten Fall durch eine gelochte Aluminiumfolie, welche oberhalb der Tabakaufnahme gespannt wird, von dem Tabak getrennt auf den Tabak in der Tabakaufnahme des Pfeifenkopfes aufgelegt. Bei dem erfindungsgemäßen Kamin erfolgt stattdessen die Verbrennung des Brennstoffs in dem Volumen der Brennkammer. Dabei ist der Kamin derart mit dem Pfeifenkopf verbindbar, dass das über das Gasübergabeelement aus dem Kamin austretende Gas in die Tabakaufnahme des Pfeifenkopfes einströmt.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Volumen der Brennkammer abgeschlossen bzw. abschließbar, sodass das von dem Brennstoff erhitzte Gas ausschließlich durch den Abgaskatalysator aus der Brennkammer austreten kann. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Brennkammer durch eine Wand von der Umgebung abgeschlossen.
-
Es versteht sich, dass in einer Ausführungsform der Erfindung die Brennkammer einen Luftzufuhrdurchlass aufweist, durch welchen Frischluft für die Verbrennung des Brennstoffs in das Volumen der Brennkammer einströmen kann. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Luftzufuhrdurchlass in der Wand der Brennkammer vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Luftzufuhrdurchlass mit einem einstellbaren Strömungsquerschnitt versehen. Auf diese Weise lässt sich der Verbrennungsprozess des Brennstoffs durch Einstellen der Frischluftzufuhr in die Brennammer steuern.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Wand der Brennkammer zwei gegeneinander verschiebbare oder verdrehbare Wandelemente auf, wobei jedes der Wandelemente mindestens einen Wandabschnitt und mindestens eine Durchbrechung aufweist und wobei die Wandabschnitte und Durchbrechungen derart angeordnet sind, dass der mindestens eine Wandabschnitt des einen Wandelements die mindestens eine Durchbrechung des anderen Wandelements einstellbar abdeckt. Auf diese Weise wird ein Luftzufuhrdurchlass mit einem einstellbaren Strömungsquerschnitt realisiert.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Wandabschnitte und Durchbrechungen derart angeordnet, dass bei vollständigem Öffnen des Luftzufuhrdurchlasses der Brennstoff in das Volumen der Brennkammer eingelegt werden kann.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind auf einer Bodenfläche der Brennkammer, auf welcher der Brennstoff aufgelegt wird, Vorsprünge vorgesehen, die eine Luftzufuhr zum Brennstoff auch auf derjenigen Seite des Brennstoffs ermöglichen, auf welcher der Brennstoff auf der Bodenfläche aufliegt. Auf diese Weise wird eine bessere Verbrennung des Brennstoffs gewährleistet.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Abgaskatalysator ein Metallfolienkatalysator. In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Abgaskatalysator ein sogenanntes Washcoat auf, welches dazu dient, die Oberfläche des vom Abgas des Brennstoffs durchströmten Abgaskatalysators zu erhöhen. In einer weiteren Ausführungsform ist auf das Washcoat einen Edelmetall-Coat aufgebracht, dass der eigentlichen Reinigung des Abgases dient. In dem erfindungsgemäßen Kamin kommt in einer Ausführungsform ein Metallfolienkatalysator zum Einsatz, so wie er in Serie für Motorräder mit kleinem Hubraum kommerziell erhältlich ist.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung bewirkt der Abgaskatalysator zumindest einen der nachfolgenden Reinigungsprozesse für das Abgases, nämlich eine Oxidation von CO zu CO2, eine vollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, die gegebenenfalls in dem Brennstoff enthalten sind und eine Reduktion von Stickoxiden zu Stickstoff (N2).
-
Das Gasübergabeelement im Sinne der vorliegenden Erfindung dient dazu, dass das vom Abgaskatalysator gereinigte Gas in die Tabakaufnahme des eigentlichen Pfeifenkopfes einströmen kann. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gasübergabeelement eine gitterartige Struktur, die ein gleichmäßiges Ausströmen des Gases aus dem Kamin in die Tabakaufnahme ermöglicht. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gasübergabeelement ein in einem plattenförmigen Element eingebrachte Lochmuster, das ein gleichmäßiges Ausströmen des Gases aus dem Kamin in die Tabakaufnahme ermöglicht.
-
Entscheidend für die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile ist, dass die Gasführung so ausgestaltet ist, dass das von dem Brennstoff erhitzte Gas ausschließlich durch den Abgaskatalysator in das Gasübergabeelement und weiter in die Tabakaufnahme strömt. Dazu ist es in einer Ausführungsform der Erfindung erforderlich, dass es keine direkte Verbindung zwischen dem Volumen der Brennkammer und dem Gasübergabeelement bzw. der Tabakaufnahme des Pfeifenkopfes gibt. Vielmehr muss das gesamte Gas durch den Abgaskatalysator hindurchströmen bevor sie das Gasübergabeelement erreicht und aus diesem austritt. Dazu ist es erforderlich, dass die Gasführung so gestaltet ist, dass das von dem Abgaskatalysator gereinigte Gas außerhalb des Volumens der Brennkammer in das Gasübergabeelement geführt wird.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Gasführung eine Gasaustrittsöffnung der Brennkammer, eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaustrittsöffnung des Abgaskatalysators, mindestens einen Bypasskanal, der eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaustrittsöffnung aufweist, wobei die Gaseintrittsöffnung des Abgaskatalysators derart mit der Gasaustrittsöffnung der Brennkammer verbunden ist, dass in dem Betrieb des Kamins von dem Brennstoff erhitztes Gas aus der Brennkammer in den Abgaskatalysator strömt, wobei die Gasaustrittsöffnung des Abgaskatalysators derart mit der Gaseintrittsöffnung des Bypasskanals verbunden ist, dass in dem Betrieb des Kamins aus dem Abgaskatalysator ausströmendes Gas in den mindestens einen Bypasskanal einströmt, wobei die Gasaustrittsöffnung des mindestens einen Bypasskanal derart mit dem Gasübergabeelement verbunden ist, dass in dem Betrieb des Kamins Gas aus dem mindestens einen Bypasskanal in das Gasübergabeelement strömt, wobei der mindestens eine Bypasskanal derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass der Bypasskanal in dem Betrieb des Kamins das Gas außerhalb des Volumens der Brennkammer führt. Eine derart ausgestaltete Gasführung gewährleistet, dass ausschließlich Gas in das Gasübergabeelement und weiterhin die Tabakaufnahme gelangt, die von dem Abgaskatalysator gereinigt wurde.
-
Es versteht sich, dass der Bypasskanal, auch wenn er sich durch die Brennkammer hindurch erstreckt, von dieser durch eine Wand abgetrennt ist und nicht zum Volumen der Brennkammer gehört.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Gasführung eine Mehrzahl von Bypasskanälen auf.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist in dem Betrieb des Kamins, d. h. dann wenn der Kamin mit dem Pfeifenkopf verbunden ist, der Abgaskatalysator oberhalb der Brennkammer angeordnet. Eine solche Anordnung dient dazu, den Abgaskatalysator möglichst effizient mit dem in der Brennkammer verbrennenden Brennstoff zu heizen und von der bei dem Verbrennungsprozess entstehenden Asche fern zu halten.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Abgaskatalysator derart angeordnet, dass in dem Betrieb des Kamins der in dem Volumen der Brennkammer aufgenommene Brennstoff den Abgaskatalysator auf seine Betriebstemperatur heizt. Typische Abgaskatalysatoren, so wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung in Ausführungsformen zum Einsatz kommen haben eine Betriebs- oder Aktivierungstemperatur in einem Bereich von 300° C bis 800° C. Um eine solche Betriebstemperatur des Abgaskatalysators zu erreichen, muss dieser in der Nähe und insbesondere in einer Ausführungsform in thermischer Verbindung mit dem Volumen der Brennkammer angeordnet sein.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Gasübergabeelement unterhalb der Brennkammer angeordnet. In einer solchen Ausführungsform kann der Kamin auf einen herkömmlichen Pfeifenkopf aufgesetzt werden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Abgaskatalysator von einem Gehäuse umgeben, wobei das Gehäuse derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass zwischen dem Abgaskatalysator und einer Innenwandfläche des Gehäuses ein Gasführungsspalt als Teil der Gasführung ausgebildet ist. Dieser Gasführungsspalt verbindet die Gasaustrittsöffnung des Abgaskatalysators mit der Gaseintrittsöffnung des Bypasskanals. Der Gasführungsspalt zwischen Gehäuse und Abgaskatalysator ermöglicht eine sehr effiziente Einbindung des Abgaskatalysators in die Gasführung. Darüber hinaus dient das Gehäuse als Isolierung für den Abgaskatalysator und als wärmespeichernde Masse, welche den Abgaskatalysator bei seiner Betriebs- bzw. Aktivierungstemperatur halten, auch wenn es bei der Verbrennung des Brennstoffs zu Temperaturschwankungen kommt.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der mindestens eine Bypasskanal durch die Brennkammer hindurch. Beispielsweise ist in einer Ausführungsform der Erfindung der Bypasskanal in Form eines Rohrs, welches sich durch die Brennkammer hindurch erstreckt, ausgestaltet. Auf diese Weise kann der Kamin sehr platz- bzw. raumsparend ausgestaltet werden. In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet der mindestens eine Bypasskanal den Gasführungsspalt mit dem Gasübergabeelement, sodass in dem Betrieb des Kamins Gas aus dem Gasführungsspalt durch den mindestens ein Bypasskanal in das Gasübergabeelement strömt.
-
Der erfindungsgemäße Kamin kann ein gesondertes Element darstellen, welches auf den Pfeifenkopf einer herkömmlichen Wasserpfeife als Nachkauf oder Zurüstteil aufgesetzt wird.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Kamin daher ein Aufnahmeelement zum Verbinden des Kamins mit dem Pfeifenkopf der Wasserpfeife auf. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Aufnahmeelement eine Aufnahmefläche zum Aufsetzen des Kamins auf den Pfeifenkopf der Wasserpfeife, wobei die Aufnahmefläche das Gasübergabeelement ringförmig umgibt. Eine solche Ausgestaltung des Aufnahmeelements ermöglicht es, den erfindungsgemäßen Kamin mit beinahe jedem Typ von Pfeifenkopf durch einfaches Aufstellen des Kamins auf den Pfeifenkopf zu verbinden. Dabei dichtet die Aufnahmefläche weitgehend gegen den oberen Rand des Pfeifenkopfes ab, sodass die aus dem Gasübergabeelement ausströmendes Gas in die Tabakaufnahme des Pfeifenkopfes einströmt.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist der Kamin ein Bestandteil des Pfeifenkopfes der Wasserpfeife. Insbesondere ist in einer Ausführungsform der Erfindung der Kamin einstückig mit dem Pfeifenkopf ausgestaltet oder fest mit diesem verbunden.
-
Darüber hinaus wird die oben genannte Aufgabe auch von einer Wasserpfeife mit einem Kamin in einer Ausführungsform, sowie sie zuvor beschrieben wurden, gelöst.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Wasserpfeife ein Wassergefäß, einen das Wassergefäß verschließenden Wasserpfeifenverschluss mit einer Schlauchaufnahme und einem Durchgangsloch, einen Pfeifenkopf, einen an der Schlauchaufnahme aufgenommenen Schlauch und eine in dem Durchgangsloch des Wasserpfeifenverschlusses aufgenommene Rauchsäule, wobei die Rauchsäule den Pfeifenkopf mit dem Wassergefäß verbindet, wobei der Kamin derart über dem Pfeifenkopf angeordnet ist, dass in dem Betrieb der Wasserpfeife von dem Brennstoff erhitztes Gas zunächst durch den Abgaskatalysator strömt bevor es in die Tabakaufnahme des Pfeifenkopfes einströmt.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich. In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
- 1 ist eine isometrischen Darstellung von schräg oben einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamins für eine Wasserpfeife.
- 2 ist eine isometrischen Darstellung von schräg unten des Kamins aus 1.
- 3 ist eine schematische Schnittansicht des Kamins aus den 1 und 2.
- 4 ist eine Seitenansicht des Kamins aus den 1 bis 3 aufgesetzt auf den Pfeifenkopf einer Wasserpfeife.
- 5 ist eine isometrische Explosionszeichnung des Kamins aus den 1 bis 4.
- 6 ist eine teilweise weggebrochene schematische Seitenansicht einer Wasserpfeife mit dem Kamin aus den 1 bis 5.
-
Die in 6 dargestellte Wasserpfeife 1 in Form einer Shisha weist eine Wassergefäß 5 auf, das zum Rauchen teilweise mit Wasser gefüllt wird. Ein Verschluss 2 verschließt zusammen mit einer Dichtung 3 das Wassergefäß 5 der Shisha. Neben seiner dichtenden Funktion hält der Verschluss 2 auch die Rauchsäule 4 in einer zentrierten Positionen, sodass beim Rauchen das untere Ende der Rauchsäule 4 in die in dem Wassergefäß 5 stehende Flüssigkeit eingetaucht ist. Die Rauchsäule 4 verbindet dann die Flüssigkeit bzw. das Wassergefäß 5 mit dem Pfeifenkopf 6. Zudem bildet der Verschluss 2 einen Träger für einen sogenannten Schlauchadapter 7, welcher zur Aufnahme, eines Schlauchs 8 dient. Am anderen Ende des Schlauchs 8 ist ein Mundstück 11 vorgesehen, welches der Raucher in den Mund nimmt. Der Tabak wird in eine Tabakaufnahme 13 in dem Pfeifenkopf 6 eingelegt.
-
Eine vergrößerte Darstellung des Pfeifenkopfes 6 mit dem darauf aufgesetzten erfindungsgemäßen Kamin 10 ist in 4 dargestellt. In der teilweise transparenten Ansicht aus 4 ist auch die Aufnahme 11 für die Rauchsäule 4 zu erkennen sowie die Tabakaufnahme 13 in Form einer um ein Loch 12 herum angeordnete Schüssel 13 zu erkennen.
-
Der erfindungsgemäße Kamin 10 dient nun dazu, eine für den Rauchprozess notwendige Verbrennung eines Brennstoffs (in den Figuren nicht gezeigt) zu ermöglichen und das dabei entstehende erhitzte Gas zu reinigen und so weiterzuleiten, dass das erhitzte und gereinigte Gas den Tabak in der Tabakaufnahme 13 des Pfeifenkopfes 6 durchströmt. Diese Funktionalität des Kamins 10 wird nun anhand der detaillierten Darstellungen des Kamins 10 aus den 1 bis 3 sowie 5 genauer beschrieben.
-
Der Kamin 10 weist eine Brennkammer 14 mit einem Volumen 15 zur Aufnahme des Brennstoffs auf. Bei dem Brennstoff handelt es sich um einen Festbrennstoff in Form von Kohle, welche in das Volumen 15 der Brennkammer 14 eingelegt wird. Damit die Kohle gut verbrennen kann weist die Bodenfläche 16 der Brennkammer eine Mehrzahl von Distanzvorsprüngen 17 auf, auf welche die Kohle aufgelegt wird, sodass sie auch von unten von Frischluft mit Sauerstoff für die Verbrennung angeströmt werden kann. Die Brennkammer wird nach unten von der Bodenfläche 16 dicht abgeschlossen, sodass durch die Bodenfläche 16 kein erhitztes Gas aus der Brennkammer 14 austreten kann.
-
Ferner weist die Brennkammer zwei Wandelemente 18, 19 auf. Diese sind in der dargestellten Ausführungsform kreisringförmig bzw. teilkreisringförmig und konzentrisch zueinander ausgestaltet. Dabei ist das äußere Wandelement 18 gegenüber dem inneren Wandelement 19 verdrehbar angeordnet. Jedes der beiden Wandelemente 18, 19 weist Wandabschnitte 20, 21 sowie Durchbrechungen 22 auf. Durch Verdrehen des äußeren Wandelements 18 gegenüber dem inneren Wandelement 19 können die Durchbrechungen 22 des äußeren Wandelements 18 und des inneren Wandelements 19 in Umfangsrichtung entweder vollständig an der gleichen Position angeordnet werden, sodass jeweils eine große Öffnung entsteht oder die Durchbrechungen 22 können wechselseitig von den Wandabschnitten 20,21 verdeckt werden, sodass die Wand der Brennkammer 14 im Wesentlichen vollständig geschlossen ist.
-
Der vollständig offene Zustand der Durchbrechungen 22 ist in den 1 und 2 gezeigt. In diesem Zustand kann die Kohle gut in das Volumen 15 der Brennkammer 14 eingelegt werden. Während des Verbrennungsvorgangs ist eine gewisse Zufuhr an Frischluft mit Sauerstoff erforderlich, wobei deren Menge mit Hilfe des verdrehbaren Wandelements 18 einstellbar ist. Die Durchbrechung 22 dient während der Verbrennung als Luftzufuhrdurchlass, dessen Strömungsquerschnitt einstellbar ist.
-
Das aufsteigende erhitzte Gas führt auch die Verbrennungsemissionen der Kohle mit sich. Daher weist die Brennkammer 14 in ihrer Deckelfläche 23 eine einzige Gasaustrittsöffnung 24 auf, durch welche das gesamte erhitzte Gas samt dem Abgas aus der Brennkammer ausströmt. Mit anderen Worten ausgedrückt tritt das gesamte Abgas durch die Gasaustrittsöffnung 24 aus.
-
Unmittelbar an die Gasaustrittsöffnung 24 der Brennkammer 14 schließt sich die Gaseintrittsöffnung 25 eines Abgaskatalysators 26 an. Bei dem Abgaskatalysator 26 handelt es sich um einen Metallfolienkatalysator mit einem Washcoat und einem Edelmetall-Coat. Der Abgaskatalysator 26 dient der Oxidation von CO zu CO2, der vollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen aus der Kohle sowie der Reduktion von Stickoxiden NOx zu Stickstoff (N2). Dieser Abgaskatalysator 26 reinigt das aus der Brennkammer austretende Gas beinahe vollständig von CO.
-
Ein Versuch mit der dargestellten Ausführungsform hat folgendes ergeben. Die Konzentration an CO in der Raumluft betrug vor dem Starten des Verbrennungsvorgangs ca. 15 ppm. Bei einer herkömmlichen Shisha betrug die CO-Konzentration im Rauch mit ansaugendem Gebläse bei einem industriellen CO-Messgerät der Fa. Forensic Detectors über 200 ppm. Beim Ausatmen der Rauchgase betrug die Konzentration ca. 120 bis 170 ppm. Mit dem erfindungsgemäßen Kamin mit Abgaskatalysator war weder mit ansaugendem Gebläse im Rauch (bei abgenommenen Gehäuse) noch beim Ausatmen der Rauchgase einen Anstieg der CO-Konzentration gegenüber der natürlichen Konzentration im Raum von 15 ppm messbar.
-
Der Abgaskatalysator 26 ist von einem domförmigen Gehäuse 27 umgeben. Das gesamte aus der Gasaustrittsöffnung 28 des Abgaskatalysators austretende Gas wird von dem Gehäuse 27 aufgefangen. Dabei ist zwischen dem Gehäuse 27 und dem Abgaskatalysator 26 ein Gasführungsspalt 29 in Form eines Ringraums ausgebildet, durch welchen das aus dem Abgaskatalysator 26 ausströmende Gas geführt wird.
-
Anhand der Darstellung aus 4 wird klar, dass das erhitzte Gas nun aus dem Ringraum des Gasführungsspalts 29 nach unten geleitet werden muss, damit das erhitzte Gas am Tabak in der Tabakaufnahme vorbei und weiter in die Rauchsäule strömen kann. Dazu weist der Kamin 10 in der dargestellten Ausführungsform drei Bypasskanäle 30 auf. Die Gaseintrittsöffnungen 31 der Bypasskanäle 30 münden in den Ringraum 29 während die Gasaustrittsöffnungen 32 in ein unter dem Boden 16 der Brennkammer 15 angeordnetes Gasübergabeelement 33 mündet. Das erhitzte Gas strömt beim Rauchen daher aus dem Ringraum 29 durch die Bypasskanäle 30 in das Gasübergabeelement 33. Die Bypasskanäle 30 sind platzsparend so angeordnet, dass sie sich durch die Brennkammer 15 hindurch erstrecken, wobei das Volumen der Brennkammer 15 strikt gegenüber dem Inneren bzw. dem Volumen der Bypasskanäle 30 abgedichtet ist, sodass keine erneute Verunreinigung das vom Abgaskatalysator 26 gereinigten Gases auftreten kann.
-
Das Gasübergabeelement 33 wird von einem scheibenförmigen Spalt 34 sowie einem Austrittsgitter 35 gebildet. Das erhitzte Gas tritt dann durch das Gitter 35 aus dem Kamin 10 aus und strömt auf und durch den Tabak.
-
Weiterhin weist der Kamin 10 an dem Scheitelpunkt seines domförmigen Gehäuses 27 einen den Gasführungsspalt 29 mit einer Umgebung 36 des Kamins 10 verbindenden Luftdurchlass 37 auf. Der Luftdurchlass 37 verfügt über einen mit Hilfe eines Absperrkörpers 38 einstellbaren Strömungsquerschnitt. Durch den Luftdurchlass 37 kann zum einen Frischluft beim Rauchen, d.h. beim Erzeugen eines Unterdrucks in dem Wasserbehälter 5 mithilfe der Lungen, zuströmen. Die beim Ziehen an der Pfeife zuströmende Frischluft mischt sich in dem Ringraum mit den heißen Abgasen und kühlt diese herunter, so dass der Tabak nicht überhitzt. Zudem kann aber auch Abgas durch den Luftdurchlass 37 austreten, wenn gerade nicht an der Shisha gezogen wird. Dies gewährleistet eine konstante Verbrennung und eine kontinuierliche Durchströmung des Kamins.
-
Zum Aufsetzen des Kamins 10 auf den Pfeifenkopf 6 weist der Kamin 10 an seiner Unterseite eine Aufnahmefläche 39 auf, welche das Gasübergabeelement 33 kreisringförmig umgibt.
-
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
-
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
-
Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen“ nicht andere Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wasserpfeife
- 2
- Verschluss
- 3
- Dichtung
- 4
- Rauchsäule
- 5
- Wassergefäß
- 6
- Pfeifenkopf
- 7
- Schlauchadapter
- 8
- Schlauch
- 10
- Kamin
- 11
- Mundstück
- 12
- Loch
- 13
- Tabakaufnahme
- 14
- Brennkammer
- 15
- Volumen der Brennkammer
- 16
- Boden
- 17
- Distanzvorsprung
- 18
- äußeres Wandelement
- 19
- inneres Wandelement
- 20, 21
- Wandabschnitt
- 22
- Durchbrechung
- 23
- Deckelfläche
- 24
- Gasaustrittsöffnung der Brennkammer
- 25
- Gaseintrittsöffnung des Abgaskatalysators
- 26
- Abgaskatalysator
- 27
- Gehäuse
- 28
- Gasaustrittsöffnung
- 29
- Gasführungsspalt
- 30
- Bypasskanal
- 31
- Gaseintrittsöffnung des Bypasskanals
- 32
- Gasaustrittsöffnung des Bypasskanals
- 33
- Gasübergabeelement
- 34
- Spalt
- 35
- Austrittsgitter
- 36
- Umgebung
- 37
- Luftdurchlass
- 38
- Absperrkörper
- 39
- Aufnahmefläche
