電動水煙設備、與其一起使用的可燃材料的器皿及其控制方法與流程

本發(fā)明涉及水管領域，更具體地說，涉及電操作的水煙裝置。

背景技術：

水煙(hookah)，也稱為水煙袋(narghile)、argileh、阿拉伯水煙(shisha)，水煙筒(hubble-bubble)和goza，是水管吸煙的流行設備。傳統(tǒng)水煙使用木炭點燃可燃材料并產生煙。可燃材料被放置在煙壺中，用穿孔的鋁覆蓋，木炭磚被點燃并放置在其上。通過軟管進行吸氣而將空氣吸入到煙壺中，加熱可燃材料并產生煙。煙由管吸入水中，最后通過軟管排出。

傳統(tǒng)水煙存在若干問題。例如，準備、操作和維護水煙可能是乏味的任務。需要許多不同的工具，包括磨砂、尖頭、刷子等。制備用于吸煙的水煙的過程是耗時、麻煩的且需要一定水平的技能。為了制備水煙用于吸煙，人們必須處理松散的煙草或其它可燃材料，將其放入煙壺中并以適當?shù)姆绞礁采w它，使得其能夠最佳地產生煙。操作水煙同樣很復雜。人們必須操縱或更換木炭，以便在最佳溫度下加熱可燃材料，并且確?？扇疾牧献罱K被全部消耗。最后，維護水煙是一個同樣艱巨的任務。清潔煙壺需要去除消耗掉的可燃材料及由此產生的汁液。另外，可能需要進行多個部件的復雜拆卸和手動清潔或更換。

還存在與傳統(tǒng)水煙相關的若干健康和安全問題。例如，木炭的使用產生有毒的化學品，例如一氧化碳或金屬，其最終被用戶吸入。此外，在操作期間，木炭可能變得危險。沒有什么保護措施來阻止用戶不慎觸及木炭和被燒。此外，傳統(tǒng)水煙很容易傾翻，并且木炭不固定于煙壺。存在木炭落在水煙周圍的區(qū)域的潛在風險，造成損壞或身體傷害。

申請人已知的是美國專利8,550,091(yomtov等人)和美國專利申請2006/0086365(liu)和2010/0212679(bishara)。liu、yomtov和bishara各自公開了用電加熱部件代替木炭來修改水煙的方法。缺點是，這些電加熱部件在電力上沒有效率。另外，他們沒有公開在簡化水煙制備用于吸煙上的改進。此外，他們公開的是使用外部電氣部件和布線，有可能使水煙不太穩(wěn)定且更難以運輸和操作。

申請人還已知國際專利申請wo2013/001272(jalloul等人)。jalloul公開了一種預包裝的可發(fā)煙材料器皿。缺點是，在jalloul中公開的器皿被設計成與傳統(tǒng)的水煙設備一起使用，因此不適于與電熱水煙一起使用。此外，該器皿需要在傳統(tǒng)的水煙壺周圍使用專門保持設備以便正常工作。

鑒于上述情況，需要一種改進的電動水煙設備及其操作方法，以克服現(xiàn)有技術中的至少一些問題。還需要一種適于與電動水煙一起使用的改進器皿。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明一方面，提供了一種電動水煙設備。該設備包括用于容納液體且設有孔口的容器。設備也包括具有第一區(qū)段和第二區(qū)段的殼體，以及導管。第一區(qū)段可移除地安裝在容器的孔口上，并與容器一起形成排煙室。排煙室設有煙出口，煙出口可連接到軟管。第二區(qū)段包括燃燒單元和電子器件單元。燃燒單元包括器皿架和加熱單元，器皿架被構造成保持可燃材料的器皿，加熱單元被構造成加熱器皿并且從可燃材料產生煙。電子器件單元包括電氣電力單元和連接到電力單元的可編程控制器，所述可編程控制器被構造成以可控方式對加熱單元供電。最后，導管形成從燃燒單元到煙出口的煙路徑的一部分。導管具有第一末端和第二末端。第一末端在燃燒單元中延伸，第二末端在容器中延伸。第二末端的尺寸和構造被設定為用于在設備的操作期間浸入在液體中。

根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種用于控制電動水煙設備的方法。所述方法首先包括步驟：提供諸如上述的電動水煙。接著，該方法包括步驟：通過將電力從電氣電力單元提供給加熱單元，對器皿加熱。最后，該方法包括步驟：使用可編程控制器控制加熱單元的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種可燃材料的器皿。器皿包括具有頂表面和底表面的器皿主體，所述頂表面是凹形的并且在其外緣處由凸緣定界。器皿的頂表面包括突起，所述突起具有在由所述凸緣限定的平面下方的突起最高點。在突起的側壁中設有多個孔，所述孔穿透器皿主體的頂表面和底表面。最后，器皿包括由頂表面支撐的可燃材料。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個實施例的水煙設備的透視圖。

圖2是圖1的水煙設備的分解透視圖。

圖2a是根據(jù)一個實施例，圖1的水煙設備中的可編程控制器的示意圖。

圖3是圖1的水煙設備的側視橫截面圖。

圖4是根據(jù)一個可能實施例，圖1的水煙設備中的殼體的橫截面圖。

圖5是根據(jù)一個可能實施例，圖1的水煙設備中的加熱板的俯視圖。

圖6是根據(jù)一個可能實施例，圖1的水煙設備中的器皿架的透視圖。

圖7是根據(jù)一個實施例的器皿的透視圖。

圖8a是圖7的器皿的附視圖。

圖8b是圖8a的器皿沿著線b-b截取的橫截面圖。

圖8c是圖8b沿著線c截取的詳圖。

圖9是流程圖，舉例說明根據(jù)一個實施例，用于將器皿插入到水煙設備中的過程。

圖10是流程圖，舉例說明根據(jù)一個實施例，用于控制水煙設備中的加熱單元的過程。

圖11是流程圖，舉例說明根據(jù)一個實施例，在圖10的過程中用于單獨地控制加熱元件的過程。

具體實施方式

在下面的描述中，相同的附圖標記指代相似的元件。如果在某些附圖中更清楚地標識了某些元件，則在其它附圖中可以不標識這些元件。本說明書中描述的實施例只是優(yōu)選實施例；它們僅是為了示例目的給出的。

此外，應當理解，除非另有說明，諸如“頂”、“底”、“側”、“下”、“上”等位置描述是在附圖的情境中進行的，不應被認為是限制性的或暗示在使用期間所采取的方位。

一、概述

參考圖1、圖2和圖3，根據(jù)一個可能實施例提供了一種電動水煙設備1。水煙1主要由殼體6安裝在容器2上方構成，其中導管28在兩者之間延伸。

容器2是被構造成用以容納液體31的罐子。所述容器可以由任何液體不可滲透的材料制成，例如塑料或玻璃。容器2設置有在基部3和孔口4之間延伸的側壁5。在所示的實施例中，容器2基本上是圓柱形的，但是其它構造也是可能的。基部3允許容器穩(wěn)定地擱置。在本實施例中，基部3是平坦表面，但是其它構造也是可能的。例如，基部3可以包括腿，或者其尺寸和形狀可以被設定成安裝在標準汽車杯架內。在本實施例中，在基部3上設置有臺座7。臺座7可以由例如硅酮或橡膠制成，有助于防止水煙1的橫向移動，同時還增加了其穩(wěn)定性。在一些實施例中，基部3可以設置有適配器，用以安裝在標準汽車杯架等中?？卓?是允許液體31注入容器2中的開口，并且其尺寸和形狀被設定為使殼體6安裝在其上。在本實施例中，容器2經由螺紋連接35裝配到殼體6。優(yōu)選的是，容器2和殼體6之間的連接是氣密的，例如使用安裝在罐上的墊圈實現(xiàn)。當然，其它類型的連接也是可以的，例如卡扣連接、磁性連接或壓配合連接，這些連接也可以提供氣密密封。

殼體6包括第一區(qū)段8和第二區(qū)段9。第一區(qū)段8安裝在容器2的孔口4上方，并與容器2一起形成排煙室12。排煙室12是被隔離的空間，煙能夠積聚在該空間中，同時被用戶吸入。排煙室12設置有允許煙離開排煙室的煙出口14。煙出口14可以是能夠連接到軟管15的，優(yōu)選的是通過氣密連接，例如經由固定于軟管15端部的密封件進行連接。在操作中，用戶通過軟管15吸入，將煙抽吸到排煙室12中，并最終通過煙出口14排出。

排煙室12還設置有單向閥34。單向閥34是當正壓力、即大于環(huán)境大氣壓力的壓力施加在排煙室12內時允許氣體離開排煙室12的通道。當施加零或負壓力時，單向閥34用作屏障，以有效地阻止氣體通過，并保持施加在排煙室12內的任何真空。這種構造使得當用戶通過煙出口14吸氣時，單向閥34關閉，因此用戶能夠像沒有閥一樣從排煙室12吸入煙。然而，當存在過量的煙時，或者如果在排煙室中存在陳舊的煙，則用戶可以代之以經過煙出口14吹氣，導致單向閥34打開，因此使得煙被排出排煙室。在圖示的實施例中，單向閥34是設置在殼體6的第一區(qū)段8下側附近的傘形閥。閥34的主體可以位于殼體6的外側，通過與殼體6的內側相連的管接頭安裝。其它閥位置和構造當然是可能的。本發(fā)明還允許使用其它類型的單向閥，例如球閥?？梢蕴峁┮恍]有單向閥的實施例。

在一些實施例中，排煙室12可包括用于與多個軟管15連接的多個煙出口14。在這樣的實施例中，煙出口14還可以包括單向閥34。在該構造中，用戶將能夠沿著軟管15中的一個吸氣，而不會通過其它煙出口14損失任何抽吸力，因為其它煙出口14將被它們各自的單向閥34阻塞。

殼體的第二區(qū)段9容納燃燒單元16和電子器件單元22。燃燒單元16是可燃材料(例如煙草)被加熱以產生煙的地方。燃燒單元16包括器皿架18和加熱單元20。器皿架18是尺寸和形狀被設定為用于支撐器皿100的承座。器皿100可以填充有可燃材料。在一些實施例中，器皿100是預包裝的，意味著它們能夠在被放置在器皿架18中之前被填充和密封。加熱單元20是能夠將可燃材料加熱到發(fā)煙溫度的電動裝置。電子器件單元22包含操作水煙1所需的大量電子器件。其可以包括為加熱單元20供電的電氣電力單元24，以及可控地為加熱單元20供電的可編程控制器26。

導管28用于將煙從燃燒單元16引導到排煙室12中。它包括伸進燃燒單元16內的第一末端29和伸進容器2內的第二末端30。在操作中，第二末端30優(yōu)選的是浸沒在液體31中。在該構造中，導管28形成從燃燒單元到煙出口14的煙路徑32的一部分。煙路徑32開始于最初產生煙的燃燒單元16中，通過導管28，然后進入容器2中，到達液體31下面，向上通過液體31進入排煙室12，最后通過煙出口14出去。用戶通過煙出口14吸氣導致煙沿著煙路徑32行進，之后到達用戶的口部。在一個優(yōu)選實施例中，沿著煙路徑32連接的每個部件都包括氣密密封。以這種方式，從煙出口14吸氣產生吸力，該吸力唯一地從燃燒單元16抽吸煙。利用密封件，在部件之間沒有可以吸入空氣而導致吸力損失的間隙。當然，只要導管完成其作為煙路徑32的作用，其它構造也是可能的。

在所示的實施例中，導管28是由玻璃制成的直的豎桿。在該構造中，導管28可經由燃燒單元16移除以便于維護。第一末端29還是擴口的，這確保了導管28只能以一個可能的取向插入，并且還有助于在導管28和燃燒單元16之間形成密封。當然，其它導管28構造和材料也是可能的。例如，導管28能夠由不與水反應的任何材料制成。導管28還可以是例如由塑料或橡膠等制成的可彎曲管。在一個優(yōu)選實施例中，導管28沿其長度密封。這意味著當煙從燃燒單元16行進直到其被浸沒在容器2中的液體31下方時沒有損失。在一些實施例中，導管28的每個末端29、30都可以設有引入孔或擴散孔33。在替代實施例中，導管可以由幾個子區(qū)段連接在一起制成。

二、殼體

在本實施例中，殼體6是與容器互補的圓柱形形狀。它可以由金屬或任何其它耐熱材料制成，例如塑料或陶瓷。殼體6設有用于覆蓋燃燒單元16的移除式蓋42。移除式蓋42設有進氣孔46，當通過導管28施加吸力時，允許環(huán)境空氣進入燃燒單元16。在所示的實施例中，進氣孔46是固定的，然而在其它實施例中，蓋42可以設置有調節(jié)機構，例如可旋轉盤，其允許控制進氣孔的尺寸和/或數(shù)量。在該構造中，用戶能夠根據(jù)他或她的吸煙偏好來控制點燃的可燃材料可獲得多少空氣。優(yōu)選的是，蓋42可包括絕熱材料，例如硅酮或陶瓷，以便保護性地防護外部用戶以免被燃燒單元16灼燒。

進一步參考圖4，移除式蓋42經由鉸鏈44被附接到殼體6。在這一方式中，蓋能夠從一側升起以允許接近器皿架18。蓋設置有用于保持蓋關閉的閂鎖機構43。在本實施例中，閂鎖機構包括蓋42中的舌部和殼體6中的相應凹槽。其它類型的閉鎖機構也是可能的。例如，蓋可以利用磁性保持閉合。在本實施例中，通過以足夠的力提起蓋，能夠使閂脫離。在其它實施例中，閂能夠通過按鈕或通過電控制而脫離。閂鎖機構43還可以設置有可控制的鎖定機構。在這種情況下，當水煙操作時，閂鎖機構能夠被鎖定，以防止在加熱機構處于危險溫度時用戶打開蓋42。

在所示實施例中，殼體6設置有將第一和第二區(qū)段8、9分離開的分隔件38，在本實施例中是板。當將殼體6組裝在容器上時，板38通過蓋住容器2的孔口4而完成排煙室12。板38用于將第二區(qū)段8與第一區(qū)段9隔離，并且阻擋排煙室12中的煙或液體進入第二區(qū)段8。殼體6還在第二區(qū)段9的上部附近設置有器皿架18。器皿架18和板38間隔開，從而限定了用于容納電子器件單元22的電子器件室23。

板38可以設置有通道，允許排煙室12與第二區(qū)段9中的部件之間流體連通。在本實施例中，存在將燃燒單元16連接到排煙室12的導管通道40。在所示的實施例中，導管通道40是從板38延伸到燃燒單元16中的器皿架18的底部的中空管。中空管40的尺寸和形狀被設定為接收導管28?？梢岳斫?，中空管40允許燃燒單元16和排煙室12之間經由導管28連通，同時維持電子器件室23和排煙室12之間的隔離，從而保護安放在電子器件室23內的電氣部件免受排煙室12中的液體31或煙的影響。如果水煙設備1傾斜或倒置，則通過導管通道40行進的液體31將在管40的界限內行進，直到到達器皿架18。因此，液體31不具有進入電子器件室23的路徑。在該構造中，在排煙室12和電子器件室23之間存在獨立于導管28的永久密封。因此，導管28可以容易地移除，而不影響所述密封。在一些實施例中，導管通道40可以用于完成煙路徑32。例如，導管28可以被構造成使得第一末端29密封地連接到板38中圍繞導管通道40的下側。在該構造中，導管通道40用于將來自燃燒單元16的煙向下引導到板38，而導管28完成煙路徑32并將煙從板38引導到容器6中。在其它實施例中，導管通道40可以是板38中的簡單的孔，導管28可以穿過該孔。然而，液體31會有可能通過導管和通道孔40之間的區(qū)域進入電子器件室23。因此，在導管28和圍繞孔40的板38之間需要額外的密封。該密封將受到導管28的位置和構造的影響，難以確保特別好的密封，并且難以移除導管28。

板38可以設有附加的通道，以允許一些電子器件，例如專門的傳感器，與排煙室12連通。在所示的實施例中，存在傳感器通道41。傳感器通道41將電子器件室23中的傳感器17與排煙室12連接。在所示的實施例中，傳感器通道41是位于板38上且正好在煙出口14上方的、具有圓柱形壁的小孔。圓柱形壁被構造成用于經由例如柔性管附接到壓力傳感器17的輸入端，同時使傳感器17的主體位于電子器件室23中。壓力傳感器17可以檢測排煙室12內的壓力變化，以確定用戶何時通過煙出口14吸氣。所感測的信息可以用于控制水煙。優(yōu)選的是，在傳感器通道41周圍存在永久密封，使得沒有煙或液體31可以進入電子器件室23。在其它實施例中，可以使用其它類型的傳感器來檢測排煙室內的氣體流動，例如渦輪、運動傳感器或煙探測器。一些實施例允許使用多個傳感器，每個傳感器均具有它們自己的通道。另外，通道可以用于允許傳感器的探測部分進入排煙室12。

更詳細地說，電子器件室23被構造成安放多個電子部件。在電子器件室23內是電子支撐件27，電子支撐件27被構造為接收和支撐電力單元24和可編程控制器26。殼體6還在電子器件室23中設有氣孔25，以幫助冷卻電子部件。它還可以設有一個或多個輸入/輸出(i/o)出口58，用于允許諸如燈或按鈕等的i/o元件56被看見，并且/或者與殼體6的外部相互作用。在一些實施例中，i/o元件56中的一個可以是一led或者是一系列l(wèi)ed。led可以是用以指示電力單元24的電力水平的電力水平指示器。led還可以是用以指示加熱單元的電力狀態(tài)的電力狀態(tài)指示器燈，例如用以指示加熱單元是否是在全電力下操作，以低電力模式操作，或者用以指示加熱單元是否處在開/熱或者關/安全以進行處理。其它實施例還可以具有裝飾性的led，或者用以明亮諸如加熱單元20、器皿架18或者容器2等不同功能的部件的led。例如，殼體6可以設有朝向容器向下發(fā)光的圓形形式的led，并且這些led還可以用以指示加熱單元的電力狀態(tài)或者水煙的其它功能狀態(tài)。

在所示的實施例中，電力單元24是包括可再充電電池的直流(dc)電力單元。但是，在其它實施例中，電力單元24可以是交流(ac)電力單元。電力單元24可以包括保護電路模塊(pcm)，用以保護電池免于過充電、過放電或者漏液。它還可以包括用于監(jiān)測電池溫度的溫度傳感器，諸如熱電偶。電力單元24還可以包括ac-dc轉換器，以允許通過外部ac電力對電池進行充電。該裝置可以僅由電力單元24供電，或者也可以由外部電力供電，該外部電力可以是ac或dc。外部電力可以由殼體6的側面上的電力入口58接收。來自電力單元24的dc電力用于對可編程控制器26供電。加熱單元20也可以由dc電力供電，或者由ac電力供電。

進一步參考圖2a，在本實施例中，可編程控制器26是包括處理器261和可編程存儲器262的印刷電路板(pcb)。在一些實施例中，pcb26還可以包括無線通信裝置263，諸如藍牙或wi-fi芯片等。pcb26與加熱單元20、i/o元件56和傳感器17電連通。響應于來自傳感器17、i/o元件56和/或無線通信裝置263的輸入信號，控制器26根據(jù)其程序指令操作加熱單元20。關于程序指令的細節(jié)將在本公開中稍后給出。

電子部件在電子器件室23內的布置可以根據(jù)不同的實施例而變化。優(yōu)選的是，電子器件圍繞公共中心軸線、即導管28均勻地布置，以確保具有均勻的重量分布，以利于水煙設備1的總體穩(wěn)定和對中平衡。

三、加熱單元

更詳細地說，如圖2中最佳所示，加熱單元20包括加熱板21。加熱板21是平坦盤狀的加熱元件，其可以被供給電力以將器皿100中的可燃材料加熱至發(fā)煙溫度。在本實施例中，加熱板21由加熱板支撐件19支撐在器皿架18上方。在該構造中，加熱板21不與器皿100直接接觸。加熱板21和支撐件19也可集成在移除式蓋42內。在該構造中，當打開蓋42時，加熱元件21與蓋42一起移動。其它構造當然是可能的。例如，加熱板21可以設置在器皿架下方，或者可以集成到器皿架18中。

在一個優(yōu)選實施例中，加熱板21被構造為使得其溫度和熱分布可以被控制。進一步參考圖5，加熱板21可以包括單獨的加熱區(qū)段60a、60b和60c。每個加熱區(qū)段包括單獨可控的電阻元件62a、62b和62c。在該構造中，加熱板21的特定區(qū)段可以由電子器件單元22啟動，以便僅加熱容納在器皿中的可燃材料的相應部分。這允許可燃材料在期望的溫度下燃燒，同時還有利于來自器皿的最佳產出。其它變型也是可能的。例如，一個加熱區(qū)段60a的電阻元件62a的各部分可以與另一區(qū)段60b的電阻元件62b交織在一起。當然，加熱板可以設有比圖5中所示更多或更少的加熱區(qū)段。

加熱單元20還可以包括用于監(jiān)測燃燒單元16的溫度的溫度傳感器，例如熱電偶63。在本實施例中，熱電偶集成在加熱板21中，并測量加熱板21的溫度。來自熱電偶的信號可以由可編程控制器26解釋，以便控制加熱單元20的操作。在其它實施例中，溫度傳感器可以布置在其它地方。例如，溫度傳感器可以集成到器皿架18中或移除式蓋42中。

加熱單元20中的電阻元件62a、62b、62c中的每一個經由連接線64a、64b和64c電連接到電子器件單元22。每個電阻元件62a、62b、62c具有用以從電力單元24向其提供電流的專用連接。從電力單元24流出的電流由可編程控制器26控制。當然，在其它實施例中，加熱單元20可以通過與電力單元24的不同類型連接來供電。例如，其可以通過磁感應被加熱。在本實施例中，熱電偶63經由連接線64d直接連接到可編程控制器26。在其它實施例中，例如可以以無線方式連接。

四、器皿架

仍然參考圖1至圖3，器皿架18是尺寸和形狀被設定為用于接收器皿100的承座。器皿架18在形狀上與器皿100互補，使得器皿100可以穩(wěn)定地配合在器皿架18內，并且使得在器皿架18和器皿100之間存在氣密密封。在本實施例中，器皿架18坐落在殼體6內的唇緣上，并且靠在導管通道管40頂部上且密封連接到導管通過管40。另外，器皿架18的尺寸還設定為用作電子器件室23頂部的帽，以將電子器件室與燃燒單元16密封分離。

進一步參考圖6，器皿架18包括凹形部分51和圍繞其周邊用于與殼體連接的凸緣47。在本實施例中，凹形部分51是倒置的圓頂，用于接收器皿100的相應部分，但是在其它構造中，凹形部分51可以有不同的形狀，用于適應不同的器皿設計。器皿架18還設有中心孔口48，以允許導管28穿過并進入導管通道40。在本實施例中，中心孔口48被構造為當導管28插入時支撐導管28。特別是，中心孔口48包括抵靠部分49，抵靠部分49是在圓頂51的下部附近的平坦區(qū)域。抵靠部分49用于提供抵抗導管28的第一末端29擴張的法向力，從而阻止導管28完全穿過中心孔口48。

更詳細地說，器皿架18可以包括用于容易地從其移除器皿100的機構。在本實施例中，移除機構為凹口52。凹口52是器皿架18中的小切口或凹部，靠近凸緣47與圓頂51相接的位置。凹口52設置成使得當器皿裝配在器皿架18內時，凹口52靠在器皿100的外邊緣下方。凹口52的尺寸被設定為用于容納用戶的手指或指甲，以允許用戶在器皿100下方實現(xiàn)杠桿作用，以易于移除器皿100。其它類型的移除機構也是可能的。例如，移除機構可以是杠桿、致動桿或可控的壓縮空氣射流。

器皿架18也可以被構造成容納移除式蓋42的構造。在本實施例中，器皿架18設有用于容納蓋42中的鉸鏈機構44的切口或者凹部54。

在一個優(yōu)選實施例中，在器皿架18和器皿100存在氣密密封。器皿架18因此可以設有凹槽50，用于緊密地接收器皿100的一部分，并且也可以在器皿架18與器皿100接合的位置處設有o形圈55或者墊圈。例如，o形圈或者墊圈可以設置在圓頂51中。優(yōu)選的是，在器皿架18和導管28之間也存在氣密密封。因此，o形圈或者墊圈也可以設置在導管28與器皿架18接合的位置處。例如，o形圈或者墊圈可以沿著導管28的擴張部提供，或者沿著器皿架18的抵靠部分49提供。

在一些實施例中，器皿架18可以設有傳感器，用以為可編程控制器26提供關于器皿100的信息。例如，器皿架18可以設有用以檢測器皿100是否是新的或用過的掃描傳感器53，諸如光學掃描器、射頻標識符(rfid)掃描器等等。類似的掃描傳感器53也可以用以檢測器皿是否是認證的或者是否是仿制品，例如通過掃描器皿100上呈現(xiàn)的條型碼或者其它的視覺或者rfid。在替代實施例中，掃描傳感器53可以布置在其它地方，諸如布置在蓋42中。

從目前所述實施例可以理解，各個容器2、電子器件室23和燃燒單元16沿著共用的豎向軸線，即沿著導管/桿28的軸線，一個堆疊在另一個之上，其中以容器2形成基部，水煙設備1被支撐在該基部的頂部上。在這一構造下，重量是均勻分布的，以允許穩(wěn)定地支撐水煙設備1，即使當容器2為空時也是如此，并且不需要圍繞基部的附加支撐部件。當容器2被填充液體31時，由液體31提供的額外重量位于水煙設備1的基部附近，從而為其提供了較低的重心，從而提供了穩(wěn)定性。該穩(wěn)定構造與密封隔室、使用包裝器皿100和不存在熱炭的組合使得水煙設備1不太可能溢出液體31或熱材料。

五、器皿

參考圖7，示出了可燃材料的器皿100的一個實施例的單個視圖。器皿100具有凹形區(qū)段103，凹形區(qū)段103的外邊緣由凸緣104限定，并且凹形區(qū)段103的內邊緣由突起105限定。凹形區(qū)段103支撐可燃材料101，例如煙草。該突起包括朝向突起最高點113向上延伸的側壁106。側壁106包含若干孔108，這些孔108優(yōu)選的是略高于該突起的中間高度，這些孔的尺寸被設定為允許來自器皿的煙通過而阻擋可燃材料的通過。

進一步參考圖8a、8b和8c，本實施例中的突起的形狀被設定為用于與水煙器設備中的導管接觸。該突起是中空的，以允許煙通過孔108被吸入導管。突起105的高度優(yōu)選的是處于與凸緣104相同的高度，或者剛好低于凸緣104的高度。換句話說，凸緣104限定延伸過器皿100的頂部的平面114，并且該突起在平面114下方。

器皿包括頂表面109和底表面110。頂表面109被構造成用于支撐可燃材料101，而底側110被構造成靠在器皿架上。頂表面109可以襯有防水材料，以阻止來自可燃材料的液體逸出器皿。底表面110可以設有例如密封元件118，諸如塑料或橡膠o形圈，以確保與器皿架和/或導管的氣密密封。凸緣104設有卷繞區(qū)段112，用于裝配在器皿架的相應區(qū)段內，提供更緊密密封。

在本實施方式中，凹形區(qū)段103是具有平坦下部107的圓頂狀。其它形狀也是可能的，例如圓柱體。在所示的實施例中，來自可燃材料的液體可以在圓頂103的底部附近積聚，并且將被集中到突起105周圍的小的區(qū)域。在這種構造中，液體只會潤濕少量的可燃材料，而不是如器皿是圓柱形那樣擴散開并覆蓋較大區(qū)域。

在本實施例中，孔108布置在較高的高度，使得液體不能容易地進入，從而有效地阻止液體進入導管且由此使清潔更容易?？?08可以布置在突起105的頂部，但是在本實施例中，它們被布置為略高于突起105的半高，以獲得最佳的煙流。在這一構造中，孔有效地布置在可用的可燃材料的高度的中間點處。當器皿100填充有可燃材料時，材料將堆積高于孔108。因此，當可燃材料燃燒時，煙可以容易地被向下吸入一小段距離而進入到孔中。當燃燒時，可燃材料最終將下降至低于孔。此時，煙可以容易地被向上吸入一小段距離直到孔。由于液體聚積在圓頂103的底部，孔位于液體聚積的高度的上方。

器皿100可以由任何耐熱材料制成，例如鋁。它還可以設有透氣膜115或蓋，以用于容納可燃物101材料和/或用于保護器皿，同時在使用時允許空氣通過。例如，穿孔的鋁箔114可以沿著由凸緣114限定的平面永久設置。在這一實施例中，器皿100可以說是預先包裝的。預先包裝的器皿100還可以設有可剝離或可移除的塑料或鋁罩119，所述塑料或鋁罩119可以覆蓋穿孔鋁箔114的頂部，并且還延伸以覆蓋中空突起105的下側。優(yōu)選的是，凸緣104設有臺階111。這允許將可移除的罩119結合到凸緣104，而不結合到滲透膜115。在該構造中，可移除的罩119可以由用戶剝離，而不會意外地移除滲透膜115。在一些實施例中，器皿可以設有標識符標簽116。標識符標簽116可以是rfid或者光學標簽，包含例如允許水煙設備中的掃描器檢測器皿是新的或者是用過的、或者是經認證的或是仿制品的信息。光學標簽可以是激光蝕刻或者是物理標記。當器皿100已被使用時，標簽可以改變。例如，可以在使用時將數(shù)字信息寫入到rfid標簽，或者光學標簽可以用在達到預定溫度時改變外觀的材料制成。標簽116也可以包含只有認證制造商才知道的唯一密鑰或者代碼，以允許水煙設備識別器皿100的制造來源。當然，關于器皿的任何其它信息也可以包含在標簽116中，諸如加熱指令、有效日期等等。在所示的實施例中，標簽116鄰近凸緣104布置。當然，在其它實施例中，標簽可以布置在其它地方，諸如沿著頂表面109、底表面110的任何地方，或者甚至例如布置在透氣膜115中。六、可編程控制器和操作方法

如前所述，水煙設備的操作由可編程控制器控制，可編程控制器在本示例中是至少包含處理器和可編程序存儲器的pcb?？刂破魅〉脕碜愿鞣N傳感器產生的反饋信號的輸入，諸如壓力傳感器或者煙流傳感器，并且根據(jù)存儲在可編程序存儲器中的指令，響應控制輸出元件，諸如加熱單元或者led。

參考圖9和10，示出了一種用于控制電動水煙設備的方法。該方法包括提供一種電動水煙，諸如上文所述的電動水煙；通過對水煙的加熱單元提供電力來加熱器皿；和使用水煙的可編程控制器控制水煙的加熱單元的溫度。

該方法以圖9開始，其中示出了用于將器皿插入到水煙設備中/替代水煙設備中的器皿的過程。該過程可以以多種方式啟動。例如，當用戶嘗試通過推壓按鈕來打開蓋時，可以啟動該過程。按鈕產生反饋信號，控制器接收到該反饋信號。

首先，在步驟901中，控制器使用來自溫度傳感器的反饋信號，確定加熱單元是否處于安全溫度。如果加熱單元過熱，則控制器將會把蓋鎖定在閉合位置，并且將等待加熱單元冷卻到安全溫度902。一旦控制器已經確定加熱單元處于安全溫度，它將會允許蓋打開903。例如，控制器可以解鎖蓋，以允許用戶手動地打開蓋，或者電氣控制致動器以自動地打開蓋。接著，用戶將器皿904插入并閉合蓋905。蓋可以由控制器自動地閉合，例如在用戶推壓按鈕之后或者在使用傳感器檢測到存在器皿之后使用致動器閉合蓋。最后，控制器將使用傳感器，諸如光學傳感器或者rfid傳感器，來檢測器皿是否是新的或者是用過的906。如果器皿不是新的，則控制器會拒斥該器皿，例如通過重新打開蓋，或者阻擋水煙設備的進一步操作。也可以執(zhí)行類似步驟，用以通過掃描條型碼或者rfid檢測器皿的認證，以避免使用假冒器皿。

進一步參考圖10，示出了用下載操作水煙設備的過程。這一過程包括響應于用戶吸氣而加熱器皿。例如，可以通過閉合蓋并且通過推壓按鈕而對系統(tǒng)上電，來啟動這一過程。例如根據(jù)前述的過程，如果安裝了新的可用器皿且該器皿被接受，則可以啟動圖10的過程。

該過程通過使用來自電氣電力單元的電力給加熱單元供電至也稱為滿電力模式的第一水平而開始(步驟1001)。第一水平是溫度足夠高以引燃容納在器皿中的可燃材料的預定狀態(tài)，該溫度例如在150℃和500℃之間?？梢酝ㄟ^對加熱單元提供預定量的電力和/或通過使用反饋信號監(jiān)測溫度并且調制電力以實現(xiàn)所需溫度，對加熱單元進行供電。如果沒有足夠電力使加熱單元達到溫度，則控制器可以對單元斷電，而不是繼續(xù)。

一旦加熱單元已經達到期望的第一溫度，則水煙準備用于抽煙。只要水煙保持工作，則加熱單元保持在第一溫度。為確定水煙是否工作，可使用定時器結合吸氣傳感器，諸如排煙室中的壓力傳感器或者移動傳感器。在步驟1002中，控制器將定時器設定為第一預定時間。接著，控制器等待一小段時間(步驟1003)，諸如在5秒和120秒之間。如果用戶在所述一小段時間期間進行了吸氣，則定時器復位至第一預定時間，并再次從步驟1002繼續(xù)。如果用戶在該時段期間尚未吸氣，則處理器使定時器遞減(步驟1005)。每一次定時器被遞減，處理器檢查定時器是否已經期滿，即定時器已被遞減至零(步驟1006)。如果在定時器仍保留有時間，則處理器再次等待并且繼續(xù)從步驟1003開始。如果定時器已經期滿，則處理器會將系統(tǒng)置于低電力模式。

在低電力模式中，加熱單元的供電被減小至第二低電力水平(步驟1007)。第二電力水平是加熱單元保持在預定低電力溫度下的預定狀態(tài)，所述預定低電力溫度低至剛好保持可燃材料不會燃燒，而又高到增加少量的熱就將允許其燃燒。例如，在150℃和500℃之間。在這一方式中，設備可以節(jié)省電力，同時可以在需要時快速退出低電力模式。

一旦加熱單元已經冷卻至第二電力水平，則處理器會將定時器設定至第二預定時間(步驟1008)。第二預定時間是這樣的一段時間，在該時間后設備如果不工作將關掉。一旦已經設定定時器，則控制器將等待一小段時間(步驟1009)，之后檢查看是否用戶已經在該時段期間吸氣。如果用戶已經吸氣，則給加熱單元供電回到第一電力水平，并且過程從步驟1001以滿電力模式繼續(xù)。如果用戶尚未吸氣，則定時器遞減(步驟1011)。如果定時器尚未期滿，則處理器將再次等待并且從步驟1009繼續(xù)。但是，如果定時器已經達到零，則加熱單元被斷電(步驟1013)。當斷電時，設備可以進入例如低電力睡眠模式，其中只有一些部件保持工作以檢測用戶何時開始再次使用該設備。一旦加熱單元已被斷電，則用戶將需要通過例如按壓按鈕或者通過經由軟管吸氣而重新啟動該過程，

上述過程是用于操作電動水煙設備的方法的示例性實施例。其它的變化或添加也是可能的。例如，處理器一次只能加熱加熱元件的一部分。在一個實施例中，步驟1001和1002可以被組合。進一步參考圖11，步驟1001和1002可以包括首先復位定時器1101，然后確定多個加熱元件中的哪個加熱元件加熱(步驟1102)，最后單獨地將多個加熱元件加熱到第一電力水平(步驟1103)。在某個實施例中，處理器可以包含其它的定時器或者計數(shù)器以在步驟1002中進行確定，以便對加熱元件的一部分單獨供電預定時間量或者用于預定次數(shù)吸氣，之后，可以對加熱元件的不同部分供電。

進一步的變型也是可能的。例如，在步驟1104中，可編程控制器可以控制led，例如通過改變led的強度、顏色或者開/關狀態(tài)，以指示設備是否處于滿電力模式、低電力模式，或者是否在睡眠或供電減少。還可以控制led以指示加熱單元是否處于安全溫度，蓋是否已被鎖定，或者器皿被拒斥。

如前所述，可編程控制器的一些實施例可以包括無線通信裝置。在這樣的實施例中，經由無線通信裝置接收的信息可以用于對可編程控制器編程以便定制其行為。例如，無線遠程或移動裝置(諸如，運行應用程序的智能電話或平板)可以經由無線通信裝置與可編程控制器通信，以便設置在步驟1001和1007中在第一和第二狀態(tài)中使用的溫度、在步驟1003和1008中的不工作時間，或者在步驟1104中的led的強度、顏色或開/關狀態(tài)。在一些實施例中，可以經由無線通信裝置接收音樂數(shù)據(jù)，在這種情況下，可以響應于音樂數(shù)據(jù)來控制步驟1104中的led的參數(shù)，即led參數(shù)的改變可以與音樂同步。