RU2801448C1 - Method for heating smoking mixture and device for its implementation - Google Patents
Method for heating smoking mixture and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801448C1 RU2801448C1 RU2022110132A RU2022110132A RU2801448C1 RU 2801448 C1 RU2801448 C1 RU 2801448C1 RU 2022110132 A RU2022110132 A RU 2022110132A RU 2022110132 A RU2022110132 A RU 2022110132A RU 2801448 C1 RU2801448 C1 RU 2801448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- bowl
- heating element
- smoking
- mixture
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к способам нагрева курительной смеси, как табакосодержащих, так и других органических смесей, а также к устройствам его осуществления. Способ и устройство могут быть реализованы, в частности, при нагреве курительной смеси в традиционных кальянных системах. The invention relates to methods for heating a smoking mixture, both tobacco-containing and other organic mixtures, as well as devices for its implementation. The method and device can be implemented, in particular, when heating the smoking mixture in traditional hookah systems.
Уровень техники State of the art
С точки зрения физики курение ароматической смеси (в т.ч. табакосодержащей) при использовании кальяна является сложным многофазным процессом, включающим в себя множество этапов.From the point of view of physics, smoking an aromatic mixture (including tobacco-containing) when using a hookah is a complex multi-phase process that includes many stages.
В течение фазы прогрева курительной смеси, а также в процессе курения, в кальяне имеют место следующие процессы:During the heating phase of the smoking mixture, as well as during smoking, the following processes take place in the hookah:
• кондуктивная передача тепла от устройства нагрева к стенке чаши с курительной смесью;• conductive heat transfer from the heating device to the wall of the bowl with the smoking mixture;
• кондуктивная передача тепла от чаши к непосредственно курительной смеси;• conductive heat transfer from the bowl to the smoking mixture itself;
• теплопередача (как излучением, так и конвекцией) от нижней части устройства нагрева к поверхности курительной смеси;• heat transfer (both by radiation and convection) from the bottom of the heating device to the surface of the smoking mixture;
• сброс тепла во внешнюю среду от поверхности устройства нагрева за счет конвекции (в большей степени) и излучения (в меньшей степени);• heat discharge into the external environment from the surface of the heating device due to convection (to a greater extent) and radiation (to a lesser extent);
• сброс тепла от чаши во внешнюю среду за счет конвекции (в большей степени) и излучения (в меньшей степени).• discharge of heat from the bowl into the external environment due to convection (to a greater extent) and radiation (to a lesser extent).
Непосредственно в процессе курения добавляются следующие процессы:The following processes are added directly in the process of smoking:
• создание разряжения в колбе за счет силы легких пользователя при затяжке;• creating a vacuum in the flask due to the strength of the user's lungs when tightening;
• течение воздуха через аэродинамический канал кальяна, обусловленное созданием разрежения при затяжке;• air flow through the aerodynamic channel of the hookah, due to the creation of rarefaction during tightening;
• нагрев поступающего из внешнего пространства воздуха при прохождении через устройство нагрева;• heating of the air coming from the external space while passing through the heating device;
• нагрев воздухом курительной смеси и внутренней поверхности чаши кальяна;• air heating of the smoking mixture and the inner surface of the hookah bowl;
• испарение компонентов курительной смеси и их унос в направленном потоке воздуха через аэродинамический канал кальяна;• evaporation of the components of the smoking mixture and their entrainment in a directed air flow through the aerodynamic channel of the hookah;
• конденсация паров компонентов курительной смеси в процессе смешения и охлаждения потоков воздуха (как по мере продвижения в шахте кальяна, так и в процессе барботирования через жидкость);• condensation of vapors of the components of the smoking mixture in the process of mixing and cooling of air flows (both as it moves in the hookah shaft, and in the process of bubbling through the liquid);
• поступление порции воздуха, содержащей смесь парообразных и конденсированных (в виде тумана) частиц в легкие курильщика;• intake of a portion of air containing a mixture of vaporous and condensed (in the form of mist) particles into the smoker's lungs;
• выдыхание смеси парообразных и конденсированных частиц.• exhalation of a mixture of vaporous and condensed particles.
Для успешного качественного курения устройство нагрева курительной смеси должно обеспечивать процесс курения всеми ресурсами, необходимыми для протекания процесса курения в каждой его фазе.For successful high-quality smoking, the smoking mixture heating device must provide the smoking process with all the resources necessary for the smoking process to proceed in each of its phases.
При курении традиционного кальяна в качестве источника тепла (нагретого тела) в системе, выступает, как правило, один или несколько тлеющих брикетов плотного кокосового угля, размещаемых в специализированном устройстве нагрева (калауде) или на слое фольги с перфорацией, непосредственно устанавливаемых на чаше с курительной смесью. Поскольку в процессе затяжки скорость протекания воздушных потоков вокруг углей увеличивается, это приводит к повышению скорости их горения, что сопровождается интенсивным выделением тепла и, тем самым, к нагреву проходящего рядом с углями воздуха. Причём скорость окисления будет зависеть как от организации каналов протекания воздуха между углями, так и от скорости протекания воздуха (что обусловлено интенсивностью затяжки). При этом, сторона угля, которая непосредственно контактирует с поверхностью калауда (дном) практически не имеет притока воздуха, и, соответственно, окисляется (сгорает) значительно медленнее, сохраняясь в течение всего процесса курения и образуя, своего рода, естественный термобарьер между зоной горения/тления (боковой поверхностью угля) и поверхностью калауда.When smoking a traditional hookah, as a heat source (heated body) in the system, as a rule, one or more smoldering briquettes of dense coconut charcoal, placed in a specialized heating device (kalaud) or on a layer of perforated foil, directly installed on the bowl with a smoking room, acts. mixture. Since in the process of tightening the speed of air flow around the coals increases, this leads to an increase in the speed of their combustion, which is accompanied by intense heat release and, thereby, to heating of the air passing next to the coals. Moreover, the oxidation rate will depend both on the organization of air flow channels between the coals and on the air flow rate (which is due to the puff intensity). At the same time, the side of the coal that is in direct contact with the surface of the kaloud (bottom) has practically no air inflow, and, accordingly, oxidizes (burns out) much more slowly, remaining throughout the entire smoking process and forming a kind of natural thermal barrier between the combustion zone / smoldering (side surface of coal) and the surface of kaloud.
Кроме того, традиционные конструкции калауда выполнены таким образом, что их дно и боковые стенки имеют значительную площадь контакта в местах соединения, и как следствие, высокую кондуктивную теплопроводность. Такое решение позволяет обеспечить определенный баланс между теплом, поступающим ко дну калауда от лежащих на нем углей и сбрасываемым в окружающее пространство теплом от стенок калауда, которые в данном случае выполняют функцию радиатора. Данный баланс, как правило, достигается при температурах дна калауда в диапазоне от 230°С до 290°С (в зависимости от количества размещенных в калауде углей и конструкции калауда). Оптимальная температура определяется пользователем в процессе курения на основании вкусового восприятия и может зависеть от предпочтений пользователя и от свойств курительной смеси.In addition, traditional kaloud designs are made in such a way that their bottom and side walls have a significant contact area at the junctions, and as a result, high conductive thermal conductivity. This solution makes it possible to provide a certain balance between the heat coming to the bottom of the kaloud from the coals lying on it and the heat discharged into the surrounding space from the walls of the kaloud, which in this case act as a radiator. This balance, as a rule, is achieved at temperatures of the bottom of the kaloud in the range from 230°C to 290°C (depending on the amount of coal placed in the kalaud and the design of the kaloud). The optimum temperature is determined by the user during smoking based on taste perception and may depend on the user's preference and on the properties of the smoking mixture.
В процессе курения, когда интенсивность выделения тепла от углей увеличивается, дополнительное охлаждение дна калауда осуществляется за счет обтекания холодным воздухом участков поверхности дна через специально выполненные зазоры между стенкой калауда и дном. Таким образом, конструкция калауда и особенности протекания процесса окисления углей на калауде позволяют осуществлять курение смеси, управляемо нагревая ее и не допуская ее горения вследствие перегрева.During smoking, when the intensity of heat release from coals increases, additional cooling of the kaloud bottom is carried out due to the flow of cold air around the bottom surface areas through specially made gaps between the kaloud wall and the bottom. Thus, the design of the kaloud and the peculiarities of the process of coal oxidation on the kalaud make it possible to smoke the mixture, heating it in a controlled manner and preventing its combustion due to overheating.
Другим важным аспектом процесса курения является распределение молекул поступающего в чашу с курительной смесью воздуха по энергиям, которое обеспечивается продуманной геометрией каналов для смешения потоков нагретого от углей и холодного (поступающего в зазор между дном и стенками калауда) воздуха. Из физики известно, что процесс испарения вещества имеет вероятностную природу и определяется вероятностью сообщения молекуле испаряемого вещества энергии, превышающей величину энергии активации испарения (или энергии активации десорбции в случае десорбции с поверхности иного материала). Another important aspect of the smoking process is the energy distribution of the molecules of the air entering the bowl with the smoking mixture, which is provided by the well-thought-out geometry of the channels for mixing the flows of heated from coals and cold (entering the gap between the bottom and the walls of the kaloud) air. It is known from physics that the process of evaporation of a substance is of a probabilistic nature and is determined by the probability of imparting energy to the molecule of the evaporated substance that exceeds the activation energy of evaporation (or the activation energy of desorption in the case of desorption from the surface of another material).
В силу того, что основным компонентом курительной смеси, определяющей ее дымность является, как правило, глицерин (температура кипения 290°С, удельная теплота испарения 1,26*10-19 Дж/молекулу), но при этом смеси содержат сахара (патоку), интенсивное окисление которых начинается при температуре 234°С (глюкоза), особенностью поступающего в чашу с курительной смесью потока воздуха должна являться существенная неоднородность температуры воздуха для отдельный составляющих потока.Due to the fact that the main component of the smoking mixture, which determines its smokiness, is, as a rule, glycerin (boiling point 290 ° C, specific heat of evaporation 1.26 * 10 -19 J / molecule), but the mixtures contain sugar (molasses) , the intensive oxidation of which begins at a temperature of 234 ° C (glucose), a feature of the air flow entering the bowl with the smoking mixture should be a significant inhomogeneity of the air temperature for the individual components of the flow.
В поступающей смеси воздуха должны присутствовать «горячие» молекулы (присутствие которых маловероятно для гомогенизированного относительно температуры потоку воздуха), способные передать молекулам глицерина достаточное количество энергии для их испарения, при этом средняя температура смеси потоков воздуха должна быть на уровне 200°С – 230°С, чтобы препятствовать процессу окисления компонентов смеси. В традиционном калауде такое сочетание температур отдельных составляющих потока воздуха, поступающего в чашу с курительной смесью, реализуется за счет контакта потоков горячего воздуха, нагретого от поверхности углей, и холодного, поступающего через боковые щели между стенкой калауда и дном, непосредственно в отверстии входа воздуха в чашу с курительной смесью. Вследствие такой реализации потоки воздуха не успевают перемешаться и обладают требуемой температурной неоднородностью. Такая неоднородность позволяет обеспечить эффективное испарение глицерина и ароматических компонентов курительной смеси, а в результате дальнейшего перемешивания и гомогенизации температуры потока в процессе движения воздуха по шахте кальяна обеспечить конденсацию паров глицерина в туман (дым).The incoming air mixture must contain “hot” molecules (the presence of which is unlikely for a temperature-homogenized air stream) capable of transferring sufficient energy to glycerol molecules for their evaporation, while the average temperature of the air stream mixture should be at the level of 200 ° C - 230 ° C, to prevent the process of oxidation of the components of the mixture. In a traditional kaloud, such a combination of temperatures of the individual components of the air flow entering the bowl with the smoking mixture is realized due to the contact of hot air flows heated from the surface of the coals and cold air flowing through the side slots between the wall of the kaloud and the bottom, directly in the air inlet into the bowl. a bowl of smoking mixture. As a result of this implementation, the air flows do not have time to mix and have the required temperature inhomogeneity. Such heterogeneity allows for the effective evaporation of glycerin and aromatic components of the smoking mixture, and as a result of further mixing and homogenization of the flow temperature during the movement of air through the hookah shaft, to ensure the condensation of glycerin vapor into fog (smoke).
Таким образом, традиционный калауд и кокосовый уголь являются примером саморегулирующейся системы поддержания требуемой температуры нагрева курительной смеси и обеспечения требуемой температурной неоднородности потоков подводимого к курительной смеси воздуха. Главным недостатком курения кальяна с использованием угля является значительное выделение CO2 и CO в процессе курения, что может оказывать негативное влияние на курильщика. Данных недостатков лишены известные системы электрического нагрева курительной смеси. Thus, traditional kaloud and coconut charcoal are an example of a self-regulating system for maintaining the required heating temperature of the smoking mixture and ensuring the required temperature inhomogeneity of the air flows supplied to the smoking mixture. The main disadvantage of hookah smoking with charcoal is the significant release of CO 2 and CO during the smoking process, which can have a negative effect on the smoker. These shortcomings are deprived of the known system of electrical heating of the smoking mixture.
Например, известно устройство, описанное в патенте № 187422 «Устройство для нагрева табакосодержащей курительной смеси в чаше кальяна». Устройство для нагрева табакосодержащей курительной смеси в чаше кальяна содержит корпус, который выполнен в виде пустотелого цилиндрического или призматического тела, на боковой поверхности которого по периметру с внешней стороны размещены цилиндрические отсеки-ячейки для автономных источников питания, продольная ось которых параллельна продольной оси корпуса, и снабжен ромашкообразной крышкой, по периметру которой расположены лепестковые выступы - крышечки для соответствующих отсеков-ячеек, а нагревательный элемент выполнен в виде пластины из материала с высокой теплопроводностью со сквозными отверстиями, прикрепленной снизу к нижней части корпуса посредством стержневых держателей с образованием воздушного зазора, в теле которой выполнены внутренние радиальные полости, в которых установлен, по меньшей мере, один электрический нагреватель. В верхней части корпуса расположен блок питания и управления, к которому подключены электрические контакты отсеков-ячеек для автономных источников питания и электрический нагреватель.For example, a device is known, described in patent No. 187422 "Device for heating a tobacco-containing smoking mixture in a hookah bowl". A device for heating a tobacco-containing smoking mixture in a bowl of a hookah contains a housing, which is made in the form of a hollow cylindrical or prismatic body, on the side surface of which, along the perimeter from the outside, there are cylindrical compartments-cells for autonomous power sources, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the housing, and equipped with a chamomile-shaped cover, along the perimeter of which there are petal ledges - covers for the corresponding compartments-cells, and the heating element is made in the form of a plate of a material with high thermal conductivity with through holes, attached from below to the lower part of the body by means of rod holders with the formation of an air gap in the body which has internal radial cavities in which at least one electric heater is installed. In the upper part of the housing there is a power supply and control unit, to which the electrical contacts of compartments for autonomous power sources and an electric heater are connected.
Ближайшим аналогом заявленного технического устройства и способа, реализуемого при его использовании, является изобретение по патенту RU № 2 767 010 «Устройство для нагрева курительной смеси в чаше кальяна». Изобретение относится к нагревательному устройству и может быть использовано для нагрева курительных смесей, в частности содержащих табак, в традиционных кальянах. Устройство для нагрева курительной смеси в чаше кальяна содержит корпус, состоящий из верхней части, имеющей, по крайней мере, одно впускное отверстие и нижней части, имеющей, по крайней мере, одно выпускное отверстие. Между частями корпуса имеется, по крайней мере, одно продувочное отверстие. В верхней части корпуса имеется нагреватель, обеспечивающий нагрев, поступающего в чашу воздуха, имеющий, по крайней мере, одно, продувочное отверстие. В нижней части корпуса имеется нагреватель, располагающийся над чашею с курительной смесью и обеспечивающий ее нагрев. Нагреватель имеет блок управления нагревателями, связанный с источником питания. Достигается эффективный нагрев курительной смеси в чаше кальяна и соответственно эффективное формирование газовой смеси в кальяне, что позволяет оптимизировать процесс курения кальяна.The closest analogue of the claimed technical device and the method implemented using it is the invention according to the patent RU No. 2 767 010 "Device for heating the smoking mixture in the hookah bowl" . The invention relates to a heating device and can be used to heat smoking mixtures, in particular those containing tobacco, in traditional hookahs. A device for heating a smoking mixture in a bowl of a hookah contains a body consisting of an upper part having at least one inlet and a lower part having at least one outlet. Between the body parts there is at least one purge hole. In the upper part of the housing there is a heater that provides heating of the air entering the bowl, having at least one purge hole. In the lower part of the body there is a heater located above the bowl with the smoking mixture and providing its heating. The heater has a heater control unit connected to the power supply. Efficient heating of the smoking mixture in the hookah bowl and, accordingly, effective formation of the gas mixture in the hookah is achieved, which allows optimizing the hookah smoking process.
Недостатком представленного изобретения является отсутствие обусловленного конструкцией механизма обеспечения стабилизации температуры дна устройства для нагрева курительной смеси, которое может быть реализовано либо за счет ограничения подводимой к источнику нагрева дна устройства энергии, при использовании сигнала обратной связи, например за счет передачи сигнала от термочувствительного элемента к блоку управления, либо посредством сброса избыточно подводимого тепла в окружающую среду за счет балансировки подводимой энергии с величиной сбрасываемого тепла в окружающее пространство. Другим недостатком представленной конструкции является схема подачи в чашу с курительной смесью потока воздуха через единый канал нагрева (впускное отверстие) и последующее прохождение потока через серию отверстий между секциями корпуса. Такое решение позволяет обеспечить эффективный нагрев поступающего в чашу потока воздуха и, как следствие, интенсификацию выпаривания ароматизатора курительной смеси, однако приводит к гомогенизации потоков воздуха по температуре, в связи с чем не обеспечиваются условия для последующей эффективной конденсации паров глицерина в туман, что приводит к снижению плотности тумана (низкой концентрации конденсированных частиц в объеме вдыхаемого в процессе затяжки воздуха).The disadvantage of the present invention is the absence of a mechanism for ensuring the stabilization of the temperature of the bottom of the device for heating the smoking mixture due to the design, which can be implemented either by limiting the energy supplied to the heating source of the bottom of the device, using a feedback signal, for example, by transmitting a signal from the temperature-sensitive element to the block control, or by discharging excess heat input into the environment by balancing the input energy with the amount of heat discharged into the environment. Another disadvantage of the presented design is the scheme of supplying an air flow to the bowl with a smoking mixture through a single heating channel (inlet) and the subsequent passage of the flow through a series of holes between the housing sections. This solution allows for efficient heating of the air flow entering the bowl and, as a result, intensification of the evaporation of the flavoring of the smoking mixture, however, it leads to homogenization of air flows in temperature, and therefore conditions for the subsequent effective condensation of glycerin vapor into fog are not provided, which leads to decrease in fog density (low concentration of condensed particles in the volume of air inhaled during the puff).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат заключается в повышении стабильности нагрева курительной смеси в чаше, и как следствие, в увеличении длительности курения, улучшению вкусовых характеристик за счет более качественной отдачи вкуса от курительной смеси при указанном способе нагрева, в повышении дымности процесса курения. The technical result consists in increasing the stability of heating the smoking mixture in the bowl, and as a result, in increasing the duration of smoking, improving the taste characteristics due to better taste release from the smoking mixture with the specified heating method, in increasing the smokiness of the smoking process.
Технический результат достигается обеспечением требуемой температурной стабилизации поверхности курительной смеси и подачи потоков воздуха с требуемой средней температурой и температурной неоднородностью, а также конструкцией устройства, а именно тем, что устройство состоит из трех основных элементов: термостабилизируемого дна устройства, нагревательного элемента для нагрева подводимого воздуха, (представляющего собой открытую спираль или радиатор с присоединенным к нему нагревательным элементом, нагревающего подводимый воздух в процессе затяжки), кожуха, содержащего каналы подвода холодного воздуха и – что позволяет разделить процесс нагревания на два этапа и сделать его более устойчивым.The technical result is achieved by providing the required temperature stabilization of the surface of the smoking mixture and supplying air flows with the required average temperature and temperature inhomogeneity, as well as the design of the device, namely, the fact that the device consists of three main elements: a heat-stabilized bottom of the device, a heating element for heating the supplied air, (which is an open coil or a radiator with a heating element attached to it, which heats the supplied air during the tightening process), a casing containing cold air supply channels and - which allows you to divide the heating process into two stages and make it more stable.
Конструкция устройства представлена на Фиг.1. Заявленное устройство состоит из термостабилизируемого дна (1), кожуха (2) и нагревательного элемента (3) для нагрева подводимого воздуха. Дно (1) представляет собой плоскую деталь, непосредственно устанавливаемую на чашу (4) с курительной смесью (5), к которой присоединен нагревательный элемент – ТЭН или плоский нагревательный элемент (6) и датчик температуры (7). В качестве датчика температуры (7) может быть использована термопара (реализация датчика путем измерения термоЭДС термочувствительного элемента), терморезистор (реализация датчика путем измерения электросопротивления термочувствительного элемента), а также сам нагреватель донышка (реализация датчика путем измерения электросопротивления материала встроенного нагревательного элемента), если изменение его сопротивления в процессе нагрева позволяет судить о температуре с погрешностью не более 10°С. В дне выполнены отверстия (8), предназначенные для пропуска нагретого воздуха во внутренний объем чаши, содержащей курительную смесь, в процессе затяжки. Кожух (2) представляет собой цилиндрическую деталь, функцией которой является удержание нагревательного элемента для нагрева воздуха на заданном расстоянии от поверхности донышка, которое функционально обусловлено необходимостью термической развязки между собой нагревательного элемента и донышка, и составляет не менее 0,5 мм над поверхностью дна. Кожух может иметь отверстия на боковой стороне (9) или быть установлен на донышко с некоторым, обусловленным конструкцией, зазором, чтобы обеспечивать смешение горячего воздуха, прошедшего через нагревательный элемент для нагрева подводимого воздуха и холодного воздуха, поступающих через боковые отверстия или через зазор между донышком и кожухом. Нагревательный элемент (3) для нагрева подводимого воздуха представляет собой открытую спираль из термостойкого металла или сплава, удельное электрическое сопротивление которого составляет не менее 0,1*10-6 Ом*м, (например, из нихрома) или радиатор, теплопроводность которого составляет не менее 30 Вт/(м*°С), с присоединенным к нему нагревательным элементом – ТЭНом или плоским нагревательным элементом. Время, необходимое для достижения нагревательным элементом рабочего режима не превышает 30 секунд. Функцией нагревательного элемента для нагрева подводимого воздуха является интенсивный нагрев части воздуха поступающего через отверстия донышка в чашу с курительной смесью в процессе затяжки до температуры, способной инициировать интенсивное испарение глицерина с поверхности предварительно прогретой курительной смеси. Также в устройстве имеется блок управления нагревателями, связанный с датчиком температуры дна устройства нагрева курительной смеси и источником питания, который обеспечивает подачу электрической энергии от источника питания нагревательным элементам устройства нагрева курительной смеси.The design of the device is shown in Fig.1. The claimed device consists of a heat-stabilized bottom (1), a casing (2) and a heating element (3) for heating the supplied air. The bottom (1) is a flat part, directly installed on the bowl (4) with the smoking mixture (5), to which the heating element is attached - a heating element or a flat heating element (6) and a temperature sensor (7). As a temperature sensor (7), a thermocouple can be used (implementation of the sensor by measuring the thermoEMF of the thermosensitive element), a thermistor (implementation of the sensor by measuring the electrical resistance of the thermosensitive element), as well as the bottom heater itself (implementation of the sensor by measuring the electrical resistance of the material of the built-in heating element), if the change in its resistance during the heating process makes it possible to judge the temperature with an error of no more than 10°C. Holes (8) are made in the bottom, designed to pass heated air into the internal volume of the bowl containing the smoking mixture during the tightening process. The casing (2) is a cylindrical part, the function of which is to hold the heating element for air heating at a given distance from the bottom surface, which is functionally determined by the need for thermal decoupling between the heating element and the bottom, and is at least 0.5 mm above the bottom surface. The casing may have openings on the side (9) or be mounted on the bottom with some design gap to allow mixing of hot air passing through the heating element to heat the inlet air and cold air entering through the side openings or through the gap between the bottom and casing. The heating element (3) for heating the supplied air is an open coil made of a heat-resistant metal or alloy, the electrical resistivity of which is at least 0.1 * 10-6 Ohm * m, (for example, from nichrome) or a radiator, the thermal conductivity of which is not less than 30 W / (m * ° С), with a heating element attached to it - a heating element or a flat heating element. The time required for the heating element to reach the operating mode does not exceed 30 seconds. The function of the heating element for heating the supplied air is to intensively heat part of the air entering through the holes of the bottom into the bowl with the smoking mixture during the puff to a temperature capable of initiating intensive evaporation of glycerin from the surface of the preheated smoking mixture. The device also has a heater control unit connected to the bottom temperature sensor of the smoking mixture heating device and a power source, which provides electrical energy from the power source to the heating elements of the smoking mixture heating device.
Процесс курения кальяна можно условно разделить на две фазы: подготовительная фаза, заключающаяся в прогреве чаши и курительной смеси, и основная фаза – непосредственно процесс курения. Конструкция устройства, при использовании заявленного способа нагрева, с учетом временных и мощностных характеристик, позволяет осуществить эффективный нагрев во время протекания обеих фаз. В процессе курения имеется возможность регулировки температуры дна устройства нагрева курительной смеси и мощности, подводимой к нагревательному элементу для нагрева подводимого воздуха в зависимости от предпочтительной температуры курения конкретной курительной смеси, а также предпочтений пользователя по интенсивности курения.The hookah smoking process can be conditionally divided into two phases: the preparatory phase, which consists in heating the bowl and the smoking mixture, and the main phase, the smoking process itself. The design of the device, when using the claimed method of heating, taking into account the time and power characteristics, allows for efficient heating during the flow of both phases. During smoking, it is possible to adjust the temperature of the bottom of the device for heating the smoking mixture and the power supplied to the heating element to heat the supplied air, depending on the preferred smoking temperature of a particular smoking mixture, as well as user preferences for smoking intensity.
За счет предложенной конструкции нагревателя курительной смеси в чаше кальяна, благодаря наличию нагревательного элемента для нагрева подводимого в чашу воздуха, каналов подвода холодного воздуха минуя верхний нагреватель, термостабилизируемого дна с нагревателем и датчиком температуры, достигается повышение точности стабилизации температуры курительной смеси до погрешности не более 15°С в чаше кальяна и подвод термически неоднородной смеси воздуха в чашу, содержащую курительную смесь, что позволяет эффективно осуществлять формирование газовой смеси для испарения компонентов курительной смеси с последующим интенсивным туманообразованием (дымом), и обеспечить высокую продолжительность курения с оптимальными органолептическими характеристиками процесса.Due to the proposed design of the smoking mixture heater in the hookah bowl, due to the presence of a heating element for heating the air supplied to the bowl, cold air supply channels bypassing the upper heater, a heat-stabilized bottom with a heater and a temperature sensor, an increase in the accuracy of stabilizing the temperature of the smoking mixture is achieved up to an error of no more than 15 °С in the bowl of the hookah and the supply of a thermally inhomogeneous mixture of air into the bowl containing the smoking mixture, which allows the effective formation of a gas mixture for the evaporation of the components of the smoking mixture, followed by intense fogging (smoke), and to ensure a long duration of smoking with optimal organoleptic characteristics of the process.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
В предпочтительном варианте осуществления заявленное устройство состоит из термостабилизируемого дна (1) со встроенным плоским нагревательным элементом (6) и датчик температуры (7), при этом в дне есть сквозные отверстия (8) для прохода воздуха в чашу (4) с курительной смесью (5), из кожуха (2), обеспечивающего удержание нагревательного элемента для нагрева подводимого воздуха на заданном расстоянии от термостабилизированного дна (1), содержащего обусловленные конструкцией отверстия (8), которые обеспечивают поступление воздуха в отверстия дна для прохода воздуха в чашу с курительной смесью минуя нагревательный элемент (3) для нагрева подводимого воздуха (3), и из нагревательного элемента (3) для нагрева подводимого воздуха, представляющего собой открытую спираль из нихрома.In a preferred embodiment, the claimed device consists of a heat-stabilized bottom (1) with a built-in flat heating element (6) and a temperature sensor (7), while the bottom has through holes (8) for air to pass into the bowl (4) with the smoking mixture ( 5), from a casing (2), which ensures the retention of the heating element for heating the supplied air at a predetermined distance from the heat-stabilized bottom (1), which contains openings (8) determined by the design, which ensure the flow of air into the bottom openings for air to pass into the bowl with the smoking mixture bypassing the heating element (3) for heating the supplied air (3), and from the heating element (3) for heating the supplied air, which is an open nichrome coil.
Способ нагрева курительной смеси при использовании заявленного устройства выглядит следующим образом.The method of heating the smoking mixture when using the claimed device is as follows.
На первой фазе реализуются следующие действия:In the first phase, the following actions are implemented:
1) Пользователь устанавливает устройство для нагрева на чашу (4) с курительной смесью (5) и включает его на нагрев, используя блок управления, связанный с источником питания.1) The user installs the heating device on the bowl (4) with the smoking mixture (5) and turns it on for heating using the control unit connected to the power source.
2) Устройство выходит на установленный пользователем посредством использования блока управления рабочий температурный режим для дна – от 200℃ до 300℃ в зависимости от типа чаши и типа курительной смеси.2) The device reaches the operating temperature set by the user through the use of the control unit for the bottom - from 200℃ to 300℃, depending on the type of bowl and the type of smoking mixture.
3) После выхода дна устройства на рабочий температурный режим устройство прогревает чашку (4) с курительной смесью (5) в течение не менее чем 1 минуты.3) After the bottom of the device reaches the operating temperature, the device warms up the cup (4) with the smoking mixture (5) for at least 1 minute.
4) По завершению прогрева чаши включается нагревательный элемент (3) для нагрева подводимого воздуха и вывода элемента на рабочий режим.4) Upon completion of the heating of the bowl, the heating element (3) is turned on to heat the inlet air and bring the element to the operating mode.
5) После выхода нагревательного элемента (3) для нагрева подводимого воздуха на рабочий режим система готова к процессу курения. В апробированном варианте выход нагревательного элемента на рабочий режим достигается через 15 секунд после включения.5) After the heating element (3) has reached the operating mode for heating the supplied air, the system is ready for the smoking process. In the tested version, the output of the heating element to the operating mode is achieved 15 seconds after switching on.
Вторая фаза курения заключается в поддержании устройством для нагрева курительной смеси условий, необходимых для стабильного курения смеси пользователем. При этом устройство обеспечивает подачу установленной мощности к нагревательному элементу (3) для нагрева подводимого воздуха и поддерживает квазистационарный температурный режим дна (1) устройства нагрева курительной смеси или отрабатывает изменения температурного режима дна устройства для нагрева курительной смеси или мощности, подводимой к нагревательному элемент для нагрева подводимого воздуха, инициированные пользователем за счет применения блока управления. На данной фазе пользователь имеет возможность применения классического способа курения кальяна, при этом заявленный технический эффект будет достигнут за счет конструкции устройства и способа его применения с учетом временных и мощностных характеристик.The second phase of smoking consists in the maintenance by the device for heating the smoking mixture of the conditions necessary for stable smoking of the mixture by the user. At the same time, the device provides the supply of the installed power to the heating element (3) for heating the supplied air and maintains a quasi-stationary temperature regime of the bottom (1) of the device for heating the smoking mixture or works out changes in the temperature regime of the bottom of the device for heating the smoking mixture or the power supplied to the heating element for heating supply air, initiated by the user through the use of the control unit. At this phase, the user has the opportunity to use the classic hookah smoking method, while the claimed technical effect will be achieved through the design of the device and the way it is used, taking into account time and power characteristics.
По завершению курения пользователь отключает устройство используя блок управления, выполнение каких-либо специальных действий для завершения процедуры курения не требуется.Upon completion of smoking, the user turns off the device using the control unit; no special actions are required to complete the smoking procedure.
Claims (13)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801448C1 true RU2801448C1 (en) | 2023-08-08 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU140206U1 (en) * | 2013-12-10 | 2014-05-10 | Владимир Валерьевич Барабаш | DEVICE FOR FORMING A SMOKING GAS MIXTURE IN KALYAN |
| US20160249677A1 (en) * | 2009-02-26 | 2016-09-01 | Edwar Bishara | Electric heater for hookah |
| US20220039460A1 (en) * | 2019-03-07 | 2022-02-10 | Adalsia Limited | Hookah device |
| RU2767010C1 (en) * | 2021-08-06 | 2022-03-16 | Акционерное Общество "Фэйт" | Device for heating the smoking mixture in the hookah bowl |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160249677A1 (en) * | 2009-02-26 | 2016-09-01 | Edwar Bishara | Electric heater for hookah |
| RU140206U1 (en) * | 2013-12-10 | 2014-05-10 | Владимир Валерьевич Барабаш | DEVICE FOR FORMING A SMOKING GAS MIXTURE IN KALYAN |
| US20220039460A1 (en) * | 2019-03-07 | 2022-02-10 | Adalsia Limited | Hookah device |
| RU2767010C1 (en) * | 2021-08-06 | 2022-03-16 | Акционерное Общество "Фэйт" | Device for heating the smoking mixture in the hookah bowl |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN211298447U (en) | Non-contact electronic cigarette heater | |
| TWI804468B (en) | On-demand, portable convection vaporizer and method of regulating temperature of a vaporizer | |
| KR102106048B1 (en) | Method and system for vaporization of a substance | |
| US9820511B2 (en) | Herbal vaporization apparatus and method | |
| WO2015193456A1 (en) | Improved vaporizer and vaporizing method | |
| KR20090046820A (en) | Volatilization device | |
| WO2023029482A1 (en) | Aerosol generation device having induction heating tube | |
| CN115551378A (en) | Heater for a carburettor device with an air preheating element and method for producing the same | |
| CN110035787B (en) | Hand-held vaporizer device | |
| US20230063191A1 (en) | Temperature Profiles for Operating a Dual Convection and Conduction Oven | |
| RU2801448C1 (en) | Method for heating smoking mixture and device for its implementation | |
| JP2023503543A (en) | Aerosol generator and aerosol generation system | |
| CN208080537U (en) | A kind of composite heating type device for flue-cured tobacco | |
| RU229654U1 (en) | Device for heating a hookah bowl with a smoking mixture | |
| WO2020134767A1 (en) | Bowl assembly and flue-cured electronic cigarette | |
| RU2798315C2 (en) | Device for heating the smoking mixture in the hookah bowl | |
| CN217771486U (en) | Water tobacco electric heating device and water tobacco system | |
| CN212787427U (en) | Non-contact electronic cigarette heater | |
| RU2829123C1 (en) | Smoking mixture heating device | |
| RU2783997C1 (en) | Device for heating tobacco-containing smoking mixture in a hookah bowl | |
| US20230363402A1 (en) | Smoke generating assembly for an indoor smoker | |
| RU2817807C1 (en) | Aerosol generator with cold zone heater | |
| WO2024036729A1 (en) | Atomization apparatus | |
| CN116725244A (en) | Water pipe electric heating device and water pipe system | |
| EA044381B1 (en) | DEVICE GENERATING AEROSOL, METHOD AND CONTROL CIRCUIT FOR IT |