DE202021002844U1 - Computergestützter Regler eines elektrischen Shisha-Heizelementes zur Verdampfung von Shisha- Tabak oder Shiazo-Dampfsteinen - Google Patents

Abstract

Computergestützter Regler eines elektrischen Shisha-Heizelementes zur Verdampfung von Shisha-Tabak oder Shiazo-Dampfsteinen dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung des elektrischen Heizelementes mithilfe der Messung von der Temperatur im Tabak bzw. in den Shiazo-Dampfsteinen, computergestützt so geregelt wird, dass eine optimale Verdampfung stattfindet.

Description

• Zur Verdampfung des Shisha-Tabaks in einer Wasserpfeife (1) (Shisha) wird üblicherweise Kohle verwendet. Die Kohle liegt dabei üblicherweise mit einem gewissen Abstand von einigen Millimetern zum eigentlichen Tabak, sodass der Tabak nicht verbrennt, sondern verdampft wird. Im Falle eines direkten Kontakts von Kohle und dem Tabak bei der Wasserpfeife entsteht eine unerwünschte Verbrennung und es kommt zu einem bitteren Geschmack in dem Rauch der Wasserpfeife.
• Seit einiger Zeit gibt es die Möglichkeit die Kohle durch elektrische Heizelemente (2) zu tauschen. Bei den elektrischen Heizelementen gibt es verschiedene zur Auswahl, beispielsweise besteht das Heizelement aus einem Heizdraht oder einem „Positive Temperature Coefficient“ (PTC)-Heizelement. Die Art des elektrischen Heizelementes ist bei der computergestützten Reglung der Heizleistung nicht von primärer Bedeutung, da prinzipiell jede Art dieser elektrischen Heizelemente geregelt werden kann. Wichtig bei der Auswahl des elektrischen Heizelementes ist lediglich die ausreichende Heizleistung, damit der Tabak verdampft werden kann.
• Die aktuell handelsüblichen elektrischen Heizelemente sind direkt über ein Netzteil an der Stromversorgung angeschlossen und werden auf den Wasserpfeifenkopf (3) zum Ersatz der Kohle aufgesetzt. Die Heizleistung kann bei einigen Herstellern auch an dem Netzteil manuell verändert werden. Jedoch bleibt die Heizleistung nach einer manuellen Einstellung konstant. Dies führt zu folgendem Problem, welches durch den Schutzanspruch 1 gelöst werden soll: Die Heizleistung ist durch manuelles Einstellen entweder zu hoch oder zu niedrig, selten optimal oder nur für eine kurze Zeitperiode optimal. Dies führt dazu das der Tabak verbrennen kann oder die Rauchentwicklung zu gering ist.
• Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
• Anstatt einer manuellen Einstellung der Heizleistung, wird die Heizleistung abhängig von der gemessenen Temperatur im Wasserpfeifenkopf geregelt. Dazu muss im Wasserpfeifenkopf ein Temperatursensor (4) angebracht werden, der sich im direkten Kontakt mit dem Tabak befindet. Dazu befindet sich eine Öffnung (5) im Wasserpfeifenkopf. Der Temperatursensor ist dabei an einem Messumformer (6) angeschlossen. Der Messumformer schickt die elektrischen Spannungswerte an einen Computer (7), der die Spannungswerte zur Temperatur umrechnet und als Eingangswert für die Reglung verarbeitet. Abhängig von dem eingegangen Temperaturwert regelt der Computer die Heizleistung.
• Zur Regelung der Heizleistung gibt der Computer ein Rechtecksignal der elektrischen Spannung an einen Signalumformer aus. Das Rechtecksignal kann bei konstanter Frequenz in der Breite bzw. Länge variiert werden. Dies führt dazu, dass eine variable Ausgabe des Rechtecksignals zwischen 0 % und 100% der Maximalspannung eingestellt werden kann. Dieses Verfahren wird als Pulsweitenmodulation (PWM) bezeichnet. Das Rechtecksignal wird von dem Computer, abhängig der Programmierung und des eingegangenen Temperaturwertes im Wasserpfeifenkopf eingestellt und ausgegeben. Durch ein Umformschaltung wird dieses zu konstanten Spannungswerten zwischen 0-5 Volt oder 0-10 Volt umgewandelt. Dies ist nötig, um einen Potentiometer ersetzen zu können. Prinzipiell kann das Rechtecksignal direkt an das Heizelement angeschlossen werden, jedoch reicht die vom Computer ausgegebene elektrische Leistung nicht aus, um die das Heizelement auf die notwendige Temperatur von ca. 150°C zu bringen. Daher wird das Rechtecksignal erst zu konstanten Spannungswerten umgeformt und an einen Pulsweitenmodulator (8) als Eingangswert weitergegeben, sodass dieser mit einem Netzteil (9) vorgeschaltet, genügend elektrische Leistung aufbringen kann, um das Heizelement zu versorgen. Das elektrische Heizelement wird also mit einem Rechtecksignal von elektrischer Spannung versorgt, welches beispielsweise variabel zwischen dauerhaft 0 V und dauerhaft 12 Volt oder 24 Volt eingestellt werden kann. Somit ist die Heizleistung zwischen Minimal und Maximal beliebig einstellbar.
• Bezugszeichenliste

(1)

Wasserpfeife bzw. Shisha

(2)

Elektrisches Heizelement

(3)

Wasserpfeifenkopf

(4)

Temperatursensor

(5)

Öffnung für den Temperatursensor

(6)

Messumformer

(7)

Computer

(8)

Pulsweitenmodulator

(9)

Netzteil

(10)

Lokale Spannungsversorgung bzw. Steckdose

Claims (3)

1. Computergestützter Regler eines elektrischen Shisha-Heizelementes zur Verdampfung von Shisha-Tabak oder Shiazo-Dampfsteinen dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung des elektrischen Heizelementes mithilfe der Messung von der Temperatur im Tabak bzw. in den Shiazo-Dampfsteinen, computergestützt so geregelt wird, dass eine optimale Verdampfung stattfindet.
2. Computergestützter Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Temperatur im Tabak bzw. in den Shiazo-Dampfsteinen während der des Verdampfungsprozesses gemessen wird. Zusätzlich zu der Temperatur können weitere Eingangswerte wie die Rauchentwicklung, der Volumenstrom oder diverse Drücke an unterschiedlichen Stellen der Shisha gemessen werden.
3. Computergestützter Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler den Wert der Heizleistung abhängig von dem Wert der Temperatur oder anderer Eingangsgrößen einstellt. Dabei kann der Reglertyp beispielsweise ein PID-Regler sein.

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