本发明属于吸烟者用品的技术领域，特别涉及一种水烟筒。
背景技术：
阿拉伯水烟(HOOKAH)最初起源于十三世纪的印度，从十六世纪开始在中东地区流行。在中东，特别是在古代奥斯曼帝国时期的土耳其和伊朗，水烟曾一度被看作是“舞蹈的公主和蛇”。后来逐渐流传到阿拉伯国家，被阿拉伯人发扬光大，成了一种民间吸食烟草的通用方式。
经过长期的积累和沉淀，阿拉伯水烟的构造已非常成熟。
美国专利文献US1513147(公告日：1924年10月28日)揭示了一种常规的阿拉伯水烟。如附图1所示，包括液体容器(liquidcontainer)201、烟座(member)202、烟草容器(tobaccocontainer)203、进烟管(threadedtube)204和出烟软管(flexibletube)205。其中，括号中的英文摘自原文，中文为意译。烟草容器203、烟座202和液体容器201从上到下依次通过螺纹气密连接。进烟管204贯通烟座202，连接烟草容器202和液体容器201。出烟软管205连接液体容器201，可供使用者吸食烟气。其工作原理为：使用者从出烟软管205吸气，在液体容器201的液面上方形成负压。由于压差的缘故，在烟草容器203中被熏烤的烟草所产生的烟气通过进烟管204进入液体容器201的液体中，经过液体的过滤，烟气灌注到液体容器201的液面上方，通过出烟软管205被使用者所吸食。
美国专利文献US3882875(公告日：1975年5月13日)揭示了一种带进气装置的水烟。如附图2所示，水烟的液体容器的上侧设有一进气装置301，其中具有连通外部大气和液体容器内部的孔道302。其工作原理为：使用者首先用手指堵住进气装置301的孔道302，缓慢吸气，使烟气经过液体过滤后进入液面上方；然后松开手指，继续吸食烟气。这样可在进烟管之外提供另一空气进入的通道，从而提升吸烟的舒适性。
但是，常规的阿拉伯水烟在使用中仍然存在着一些令人不适的缺陷。例如：
1)用于熏烤烟草的燃炭所产生的一氧化碳(CO)随烟气经过液体时，基本无法被液体过滤。这些烟气被使用者吸食后，会导致眩晕、恶心等轻度一氧化碳中毒现象。
2)进烟管直接通入液面之下，烟气从进烟管口涌出后以大气泡形态浮出液体，无法与液体全面接触。这些烟气不但难以被有效过滤，而且难以带出液体内的芳香性化合物，不能让使用者获得更加舒适的体验。
3)对于不设进气装置的水烟，由于空气仅能从烟草容器的进口流入，如果使用者吸气过快，液面上方的烟气浓度过高而空气浓度过低，使用者容易产生“醉烟”的症状。对于设有进气装置的水烟，由于进气装置的位置距离出烟接口近于烟草容器，如果使用者吸气过快，液面上方的空气浓度过高而烟气浓度过低，无法让使用者感到满足。
虽然，也有一些现有技术对上述缺陷提出了改良方案，但效果并不显著。
中国专利CN201119417Y(公告日：2008年9月24日)揭示了一种电热水烟锅。如附图3所示，水烟具有一电热烟锅，包括电源插头401、电热丝402和导热杯403。电热丝402通过电源插头401外接外部电源并发热。导热杯403将电热丝402产生的热量传导至烟草容器中的烟草，从而达到熏烤的效果。虽然，电热的方式解决了一氧化碳的问题，使用简便且清洁，但是同时也破坏了吸食阿拉伯水烟过程中的动手乐趣。而且，明火炭烤中包含温度上升和下降的过程，可以使烟草产生具有层次性味道的烟气，这也是电热方式难以实现的。
中国专利CN2501324Y(公告日：2002年7月24日)揭示了一种可调节吸烟浓度的水烟壶。如附图5所示，水烟具有一进气调节阀600，包括接头601和盖帽606。接头601设有与液体容器连通的进气管602。盖帽606设有与大气连通的开孔605。接头601和盖帽606通过螺纹连接，二者之间的内部空间设有可气密阻塞进气管602端口的阻气元件603，以及迫使阻气元件603远离进气管602端口的弹簧604。通过旋转调节接头601和盖帽606之间的距离，可控制进气管602与外部大气的连通与否以及气流量大小，从而达到调节吸烟浓度的效果。虽然，这种进气调节阀解决调节进气的问题，提升使用者的吸烟舒适感，但是，其需要手动调节。而且，如果多人共享吸食水烟时，难以同时满足多人的吸气习惯。
综上所述，目前尚缺乏一种既保留传统乐趣，又可自动调节进烟和进气的阿拉伯水烟。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种既保留传统乐趣，又可自动调节进烟和进气的阿拉伯水烟。
本发明的技术方案为：一种阿拉伯水烟，具有依次连接的烟锅、烟座和液体容器。烟座内设有一连通液体容器的进烟管，其外设有一出烟软管。该阿拉伯水烟还包括过滤元件、进气阀、出烟调节装置和进烟装置。其中，过滤元件容纳于进烟管的上方，其中填充滤除一氧化碳的P形氧化物催化剂。其中，进气阀包括一进气通道和一阻塞元件，进气通道两端的内径小于其中部的内径，阻塞元件容纳于进气通道的中部，且不会掉出进气通道。其中，出烟调节装置设于出烟软管，其具有一阻气元件，阻气元件在第一位置和第二位置之间移动：位于第一位置时，阻气元件所在位置的该段出烟软管与大气不连通；位于第二位置时，阻气元件所在位置的该段出烟软管与大气的连通口径随出烟软管内烟气流量的增大而增大。其中，进烟装置设于进烟管的下端，其包括依次设置的喷射部和分流部，进烟管流出的烟气经喷射部加速后，在分流部被随机地双向分流入液体容器。
在某优选的实施例中，烟座包括相互隔离的上烟座和下烟座，进烟管的上端开口位于上烟座，且过滤元件卡合于上烟座的内壁。
在某优选的实施例中，过滤元件为由两个半球形滤网卡合构成的球形元件。
在某优选的实施例中，P形氧化物催化剂为二元霍加拉特剂或由氧化铜、氧化锰、氧化银、氧化铝其中一种构成的单组元催化剂。
在某优选的实施例中，出烟调节装置具有一套筒，其中设有一贯通孔。贯通孔两端分别连接两段出烟软管，其中部设有一连通大气的气孔，阻气元件容纳于气孔中。且，贯通孔两端的内径均大于中部的内径。
在某优选的实施例中，气孔的内径由内向外减小，阻气元件可沿气孔轴向移动，且可应压力而发生形变。
在某优选的实施例中，阻气元件为橡胶盘、橡胶球、橡胶片的其中一种。
在某优选的实施例中，进烟装置具有一壳体，喷射部设于壳体靠近进烟管的一侧，其为一内径小于进烟管的开孔，分流部位于喷射部下方，为一凹形元件。
在某优选的实施例中，进烟装置还包括一设于分流部下方的整流部。
在某优选的实施例中，进烟装置还包括复数个设于壳体下端的发泡孔。
本发明的有益之处在于：1)保留了阿拉伯水烟的烧炭乐趣，且通过过滤元件清除一氧化碳，从而有助于吸烟者的身体健康；2)通过进烟装置随机分流进入液体的烟气，有效对整个容器中的液体进行扰动，既可提升液体对于烟气的滤过，又有助于烟气带出液体中更多的芳香性化合物，从而提升烟气口感；3)通过出烟调节装置，根据使用者的吸气速度自动调节空气进量，从而有效避免使用者产生呛烟或醉烟的不良体验。
附图说明
图1为现有技术US1513147所揭露的水烟结构示意图。
图2为现有技术US3882875所揭露的水烟结构示意图。
图3为现有技术CN201119417Y所揭露的电热烟锅结构示意图。
图4为现有技术CN201064181Y所揭露的水烟结构示意图。
图5为现有技术CN2501324Y所揭露的进气调节阀示意图。
图6为本发明的阿拉伯水烟整体结构示意图。
图7为过滤元件的结构示意图。
图8为出烟调节装置的结构示意图。
图9为阻气元件处于第一位置时的出烟调节装置示意图。
图10为阻气元件处于第二位置时的出烟调节装置示意图。
图11为实施一的进烟装置结构示意图。
图12为实施一中烟气经进烟装置后向右分流的示意图。
图13为实施一中烟气经进烟装置后向左分流的示意图。
图14为实施七的进烟装置结构示意图。
图15为实施八的进烟装置结构示意图。
附图标记的含义：
本发明：100-阿拉伯水烟，101-烟锅，102-烟座，103-炭灰托盘，104-进气阀，105-出烟接口，106-出烟软管，107-进烟管，108-液体容器；
109-过滤元件，1091(1092)-半球形滤网；
110-出烟调节装置，1101-套筒，1102-贯通孔，1103-气孔，1104-橡胶盘，1105-橡胶垫片，1106-螺栓；
111-进烟装置，1111-壳体，1112-喷射口，1113-凹形元件，1114-整流元件，1115-发泡孔，1116-第一分流通道，1117-第二分流通道，1118-整流腔；
现有技术US1513147：201-液体容器，202-烟座，203-烟草容器，204-进烟管，205-出烟软管；
现有技术US3882875：301-进气装置，302-孔道；
现有技术CN201119417Y：电源插头-401，电热丝-402，导热杯-403；
现有技术CN201064181Y：进烟管-501，开孔502；
现有技术CN2501324Y：600-进气调节阀，601-接头，602-进气管，603-阻气元件，604-弹簧，605-开孔，606-盖帽。
具体实施方式
以下结合附图具体描述本发明的阿拉伯水烟。
第一实施例
参见附图6。本发明的阿拉伯水烟100具有从上到下依次连接的烟锅101、烟座102和液体容器108。烟座102内设有一连通液体容器108的进烟管107，其外设有一出烟软管106。
烟锅101用于容纳和熏烤烟草。本发明的烟锅101为传统的土耳其烟锅，具有依次相连的锅体(图未标)、进烟腔(图未标)和底座(图未标)。锅体与进烟腔之间、进烟腔与底座之间设有复数个进烟孔(图未标)。锅体可容纳烟草、烟膏或烟石等。锅体上方可设置锡纸或炭网，通过放置烧炭进行熏烤。底座内侧设有气密性的胶套或塑料螺纹结构，可与烟座102气密连接。
烟座102用于传导和吸食烟气。本发明的烟座102为藕形烟座，包括上烟座(图未标)和下烟座(图未标)。上烟座的上端外侧设有气密性的胶套或塑料螺纹结构，可与烟锅101的底座气密连接，从而传导烟气。
上烟座的中部可卡合炭灰托盘103，从而承接从烟锅101上飘落的炭灰或烟灰。上烟座和下烟座之间设有气密性的连接件，进烟管107穿过该连接件，其上端开口位于上烟座并且朝向烟锅101的底座，其下端伸入液体容器108。因此，烟锅101中产生的烟气进入上烟座后将沿着进烟管107进入液体容器108。
下烟座设有一出烟接口105和一进气阀104。出烟接口105可气密地连接出烟软管106，从而供使用者通过出烟软管106吸食烟气。进气阀104包括一进气通道(图未标)和一阻塞元件(图未标)。进气通道由下烟座外壁向外侧斜上方延伸构成，连通下烟座和外部大气。进气通道两端的内径小于其中部的内径。阻塞元件容纳于进气通道的中部。阻塞元件只能在进气通道中部移动，且不会掉出进气通道。由于进气通道倾斜向上延伸，阻塞元件在重力作用下，一般落于进气通道靠近下烟座的一端。
当正常使用时，使用者吸气使下烟座内处于负压，外部大气迫使阻塞元件向内抵靠，并卡合于进气通道内径较小的位置，从而使下烟座与外部大气隔离，便于使用者吸食烟气。当下烟座内的烟气浓度过高时，使用者吹气使下烟座内的气压高于外部大气，迫使阻塞元件向进烟通道中部移动并悬浮(或被顶抵)于内径较大的位置，因此下烟座与外部大气连通。下烟座内的烟气由于压差而流出，从而降低下烟座内的烟气浓度。
液体容器108用于容纳过滤烟气的液体。例如，清水、冰水混合物、红酒、牛奶、红茶等，可根据使用者的喜好自行添加。液体容器108的形状呈上窄下宽。液体容器108上端设有气密性的胶套或塑料螺纹结构，可与烟座102的下烟座气密连接，从而传导烟气。进烟管107穿过烟座102的下烟座和液体容器108的上部，其下端靠近液体容器108的底部。使用时，需要添加液体浸没进烟管107下端才能实现过滤。
本发明的阿拉伯水烟100进一步包括过滤元件109、出烟调节装置110和进烟装置111。
过滤元件109用于过滤烟气中的一氧化碳(CO)，其容纳于烟座102内的进烟管107的上方，卡合于烟座102的上烟座的内壁。参见附图7，过滤元件109包括两半球形滤网(1091、1092)，其边缘分别设有牙和槽(图未标)，可卡合构成一球形过滤元件。过滤元件109内填充二元霍加拉特(Hopcalite)剂。二元霍加拉特(Hopcalite)由40％CuO和60％MnO2构成。
其工作原理为：炭未充分燃烧所产生的一氧化碳(CO)，随高温烟气通过过滤元件109时，经霍加拉特剂催化，被转化为无害的二氧化碳(CO2)。其反应机理参见张纪领，尹燕华，张志梅，CO低温氧化霍加拉特催化剂的研究[J]，工业催化，2007年6月，第15卷第6期：58-59。
出烟调节装置110可根据使用者的吸气自动调节出烟浓度。参见附图8，出烟调节装置110设于出烟软管106，具有一套筒1101。套筒1101中开设一贯通孔1102，其两端的内径均大于中部的内径。贯通孔1102的两端分别气密地连接2段出烟软管106。贯通孔1102的中部开设一气孔1103，其向外连通大气，且其内径由内向外减小。一橡胶盘1104倒置于气孔1103中，其盘口朝向贯通孔1102内侧，盘底朝向外部大气。一螺栓1106通过螺纹孔(图未标)穿过套筒1101并连接于橡胶盘1104的盘底(气孔1103通过螺纹孔周围的1个或数个孔道连接外部大气)。螺栓1106与橡胶盘1104的连接处还设有一直径大于橡胶盘1104盘底的橡胶垫片1105。通过旋转螺栓1106可使橡胶盘1104沿螺栓1106的轴向在气孔1103中移动。
螺栓1106与螺纹孔的螺纹配合满足以下动作状态：1)参见附图9，可使橡胶盘1104处于这样的第一位置，橡胶盘1104的外侧面与橡胶垫片1105与气孔1103的内壁紧密接触，始终密封气孔1103；2)参见附图8和10，可使橡胶盘1104处于这样的第二位置，橡胶盘1104的侧面与气孔1103的内壁接触而橡胶垫片1105不与气孔1103的内壁接触，处于一般状态时，橡胶盘1104密封气孔1103，处于变形状态时(橡胶盘1104的盘口向内弯折)，橡胶盘1104与气孔1103之间产生空隙。
其工作原理为：若使用者不需要自动调节出烟浓度，旋转螺栓1106，使橡胶盘1104处于第一位置。此时气孔1103始终被密封，使用者直接吸食液体容器1108内液面之上的烟气。若使用者需要自动调节出烟浓度，旋转螺栓1106，使橡胶盘1104处于第二位置。此时，仅橡胶盘1104的侧面与气孔1103的内壁接触。由于贯通孔1102的中部内径减小，因此，烟气经过时流速增大。根据伯努利原理(由于贯通孔1102中部狭小，故可近似为等高流体)，流速增大时，流体内压强减小。当使用者缓慢吸气，贯通孔1102内的烟气压强大于外部大气，橡胶盘1104仍密封气孔1103，使用者可吸食到浓度较高的烟气；当使用者快速吸气，贯通孔1102内的烟气压强减小，直至小于外部大气时，橡胶盘1104发生变形，其与气孔1103之间产生空隙，外部空气涌入，将降低烟气流浓度。上述空隙可随使用者吸气速度的增大而扩大，并引入更多空气，从而防止使用者因吸气过急发生呛烟或醉烟。
进烟装置111用于发散烟气，并扰动液体容器108内的液体。参见附图11，进烟装置111设于进烟管107的下端，具有一壳体1111，其外轮廓呈两端扁平的类球体或类椭球体。一喷射口1112形成于壳体1111与进烟管107连接的位置，且其内径从上至下减小。一出烟口(图未标)形成于壳体1111的下端，且包括复数个发泡孔1115。壳体1111内还设有分流元件1113和整流元件1114。此例中，分流元件1113为一凹形元件，其设于壳体1111内部空间的中部附近。整流元件1114为两柱形元件，其设于分流元件1113与出烟口之间，且沿喷射口1112的中轴线对称。喷射口1112与分流元件1113之间形成分流腔(图未标)。分流元件1113与壳体1111的内壁之间分别形成第一分流通道1116和第二分流通道1117。分流元件1113与整流元件1114之间形成整流腔1118。
从第一分流通道1116(或第二分流通道1117)流出的烟气进入整流腔1118，将受到整流元件1114的阻碍。阻碍作用一方面可降低主流烟气的流速，另一方面可避免小股烟气从第二分流通道1117(或第一分流通道1116)回流而扰乱分流腔。之后主流烟气经发泡孔1115，以小气泡的方式进入液体。并且，由于小气泡流随机地左右偏摆，将扰动整个液体容器108内的液体进行流动交换。这样不但可以增强液体对于烟气的过滤，而且有助于烟气带出液体中更多的芳香性化合物，从而提升烟气口感。
第二实施例
过滤元件109的填充物可选择其他P型氧化物(p-typeaxid)催化剂。P型氧化物是以空穴作为载流子传导电荷的一类金属氧化物。P型氧化物包括氧化铜、氧化锰、氧化银、氧化铝等。
第二实施例中采用单组元催化剂，具体为担载氧化铜(CuO)的蜂窝状堇青石。其反应机理参见卢冠中，汪仁，氧化铈在非贵金属氧化物催化剂中的作用——NO+CO反应[J]，中国稀土学报，1991年12月，第9卷第4期：330。其中，由于蜂窝状堇青石美观且具有良好的热稳定性，因此代替氧化铈作为负载。
第三实施例
第三实施例中采用单组元催化剂，具体为担载MnO2纳晶锰氧化物的蜂窝状堇青石。其反应机理参见刘允萍，袁峻峻，林培琰等，纳晶锰氧化物对CO氧化反应的催化活性研究，化学物理学报，1999年2月，第12卷第1期：83-84。
第四实施例
出烟调节装置110的气孔1103中设置其他可变形的阻气元件。
第四实施例采用空心橡胶球作为阻气元件，且未设置橡胶垫片(图未示)。因此，螺栓1106与螺纹孔的螺纹配合满足以下动作状态：1)可使橡胶球处于这样的第一位置，橡胶球的外侧面与气孔1103的内壁充分接触，难以再发生形变，从而始终密封气孔1103；2)可使橡胶球处于这样的第二位置，橡胶球的外侧面与气孔1103的内壁接触，但允许再发生形变，因此，处于一般状态时，橡胶球密封气孔1103，处于变形状态时(橡胶球内凹)，橡胶球与气孔1103之间产生空隙。
第五实施例
出烟调节装置110可采用其他方式使阻气元件在第一位置和第二位置之间移动。
第五实施例采用橡胶片作为阻气元件，且未设置橡胶垫片。另外，采用橡胶杆代替螺栓。橡胶杆经通孔穿过套筒1101并连接于橡胶片(图未示)。橡胶杆与通孔之间过盈配合，一般状态时保持定位，用力推拉时可以移动。而且，橡胶杆与通孔之间的配合满足以下动作状态：1)可使橡胶片处于这样的第一位置，胶片的端面与气孔1103的内壁充分接触，难以再发生形变，从而始终密封气孔1103；2)可使橡胶片处于这样的第二位置，橡胶片的边缘与气孔1103的内壁接触，因此，处于一般状态时，橡胶片密封气孔1103，处于变形状态时(橡胶片向贯通孔内弯曲)，橡胶片与气孔1103之间产生空隙。
第六实施例
进烟装置111未设置整流部。这样，从第一分流通道1116(或第二分流通道1117)流出烟气的大部分沿第一分流通道1116(或第二分流通道1117)所延伸的方向流动，经发泡孔1115以小气泡的方式进入液体，而小部分将沿第二分流通道1117(或第一分流通道1116)回流至分流腔。此时，由于后续的主流烟气将沿第二分流通道1117流动，因此，该小部分烟气将对主流烟气产生一些干扰。但是，由于主流烟气的流量显著大于该小部分烟气的流量，因此，主流烟气仍将裹挟该小部分烟气沿第二分流通道1117流出。从整体而言，出烟装置111仍然可使烟气随机地左右分流而出。
第七实施例
进烟装置111可采用其他形状的整流元件1114。此例中，整流元件1114具体为一倒三角形元件，其沿喷射口1112的中轴线对称。且，三角形的底边朝向分流元件1113，而顶角朝向发泡孔1115。
第八实施例
进烟装置111可采用其他形状的分流元件1113。此例中。分流元件1113具体为一新月形元件，其沿喷射口1112的中轴线对称。且，新月的凹部朝向喷射口1112，凸部朝向整流元件1114。
综上所述，本发明通过新增过滤元件、进烟装置和出烟调节装置，从而提供一种既保留传统乐趣，又可自动调节进烟和进气的阿拉伯水烟。其具有以下显著的技术效果：
1)且通过过滤元件清除一氧化碳，从而有助于吸烟者的身体健康。
2)通过进烟装置随机分流进入液体的烟气，有效对整个容器中的液体进行扰动，既可提升液体对于烟气的滤过，又有助于烟气带出液体中更多的芳香性化合物，从而提升烟气口感。
3)通过出烟调节装置，根据使用者的吸气速度自动调节空气进量，从而有效避免使用者产生呛烟或醉烟的不良体验。
以上显示和描述了本发明的基本结构、工作原理和技术优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。