HRP940121A2 - Electrical smoking apparatus for creating and delivering flavours, and a process for the production thereof - Google Patents
Electrical smoking apparatus for creating and delivering flavours, and a process for the production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- HRP940121A2 HRP940121A2 HR940121A HRP940121A HRP940121A2 HR P940121 A2 HRP940121 A2 HR P940121A2 HR 940121 A HR940121 A HR 940121A HR P940121 A HRP940121 A HR P940121A HR P940121 A2 HRP940121 A2 HR P940121A2
- Authority
- HR
- Croatia
- Prior art keywords
- cigarette
- tobacco
- filter
- heater
- flavored
- Prior art date
Links
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 title claims description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 title claims description 17
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 title claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 13
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 claims description 314
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 249
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 claims description 151
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 claims description 151
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 122
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 103
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 44
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 27
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 claims description 12
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 11
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 5
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 229910021326 iron aluminide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 229910000907 nickel aluminide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 29
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 208000021063 Respiratory fume inhalation disease Diseases 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 3
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 3
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000687448 Homo sapiens REST corepressor 1 Proteins 0.000 description 2
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 2
- 102100024864 REST corepressor 1 Human genes 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 2
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 2
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 2
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 1
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 description 1
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 235000019568 aromas Nutrition 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
Porijeklo izuma The origin of the invention
Ovaj izum se odnosi na napravu za pušenje kod koje se cigarete koriste s upaljačima, te postupak za njezinu izradu. This invention relates to a smoking device in which cigarettes are used with lighters, and a process for its production.
U našem US patentu br. 5,060,671 opisana je električna naprava za pušenje, a koji je kao referenca ovdje uključen u cijelosti. Taj patent je opisivao napravu za pušenje koja je opremljena setom električnih grijača za jednokratnu upotrebu. Punjenje sredstva s aromom duhana, na primjer duhan ili duhanske prerađevine, se stavlja na svaki grijači element. Jednokratni grijač/ jedinica za proizvodnju arome se spaja na izvor električne energije kao što je akumulator ili kondenzator, kao i na upravljački sklop za aktiviranje grijača koji reagira na uvlačenje dima pušača ili na pritisak ručne sklopke. Upravljački sklop je izveden tako da se kod svakog uvlačenja dima uključuje najmanje jedan, ali manje od ukupnog broja grijačih elemenata, te tako da se prethodno određeni broj dimova, od kojih svaki sadrži prethodno izmjerenu količinu supstance duhanske arome, na pr. aerosol koji sadrži aromu duhana, ispušta pušaču. Upravljački sklop po mogućnosti sprečava uključivanje svakog pojedinog grijača više nego jednom, kako bi se spriječilo pregrijavanje sredstva s aromom duhana koje se nalazi na grijaču. Kod takvih artikala (naprava), grijač se baca zajedno s ostatkom potrošenog duhanskog materijala. Također, električni spojevi između grijača i baterijskog uloška moraju biti takvi da izdrže višekratno vađenje i ponovno spajanje kod zamjene dijelova za proizvodnju arome. In our US patent no. No. 5,060,671 describes an electric smoking device, which is incorporated herein by reference in its entirety. That patent described a smoking device equipped with a set of disposable electric heaters. A filling of a tobacco-flavored agent, for example tobacco or tobacco products, is placed on each heating element. The disposable heater/flavoring unit connects to an electrical power source such as a battery or capacitor, as well as a control circuit to activate the heater that responds to the pull of smoke from the smoker or to the push of a hand switch. The control system is designed so that with each smoke intake, at least one, but less than the total number of heating elements, is switched on, and so that a previously determined number of smokes, each of which contains a previously measured amount of tobacco aroma substance, e.g. an aerosol containing the aroma of tobacco, released by the smoker. The control circuit preferably prevents each individual heater from being turned on more than once to prevent overheating of the tobacco flavoring agent located on the heater. With such articles (devices), the heater is thrown away together with the rest of the spent tobacco material. Also, the electrical connections between the heater and the battery cartridge must be such that they can withstand repeated removal and reconnection when replacing the aroma production parts.
U našoj još važećoj US Patentnoj prijavi ser.br. 07/666,926 podnijetoj 11.ožujka 1991, koja se sada napušta u korist stalne prijave ser.br. 08/012,799,podnijete 2.veljače 1995, otkrivena je električna naprava (artikal) za pušenje koji ima grijaće elemente za višekratnu upotrebu te jednokratni dio za proizvodnju duhanske arome. Taj dio koji se baca uključuje, po mogućnosti, aromatski segment i filterski segment koji je pričvršćen tankim filterskim papirom ili na drugi način. U svakom slučaju, kod grijaćih elemenata za višekratnu upotrebu postoje određene poteškoće u primjeni, naročito zbog toga što ostatak aerosola pokazuje tendenciju taloženja kondenzata na grijaće elemente kao i na druge trajne sastavne komponente naprave. In our still valid US Patent application ser. no. 07/666,926 filed on March 11, 1991, which is now abandoned in favor of permanent application ser. no. 08/012,799, filed on February 2, 1995, disclosed an electric smoking device (article) that has reusable heating elements and a disposable part for producing tobacco flavoring. This disposable portion includes, preferably, an aromatic segment and a filter segment that is attached with a thin filter paper or other means. In any case, with heating elements for multiple use there are certain difficulties in application, especially because the rest of the aerosol shows a tendency to deposit condensate on the heating elements as well as on other permanent components of the device.
Cilj predmetnog izuma je ublažavanje prije navedenih problema. The aim of the present invention is to alleviate the above-mentioned problems.
Ovaj izum, u svojim različitim izvedbama (aspektima), definiran je neovisnim patentnim zahtjevima na koje se treba pozvati. This invention, in its various embodiments (aspects), is defined by the independent patent claims to which reference should be made.
Naprava za pušenje izvedena prema ovom izumu, a kod koje se cigarete koriste s upaljačima, ima prednost što omogućava poboljšanu dobavu (stvaranje) arome. Prednost naprave za pušenje izvedene prema ovom izumu je i u tome da se grijaći elementi upaljača mogu višekratno koristiti, dok je volumen dijelova koji se bacaju sveden na minimum. The smoking device according to the present invention, in which cigarettes are used with lighters, has the advantage of enabling improved delivery (creation) of aroma. The advantage of the smoking device made according to this invention is that the heating elements of the lighter can be used multiple times, while the volume of discarded parts is reduced to a minimum.
Naprava koja je izvedena prema ovom izumu ima prednost da je kondenzacija aerosola na grijaće elemente i druge sastavne komponente upaljača svedena na minimum. The device according to the present invention has the advantage that aerosol condensation on the heating elements and other constituent components of the lighter is minimized.
Artikal za pušenje koji je izveden prema ovom izumu kao i proizvodni postupci za njegovu izradu a koji također uključuju ovaj izum, imaju prednost što su jednostavniji i s povoljnom cijenom, čak i kod današnjih brzina masovne proizvodnje. The smoking article made in accordance with the present invention as well as the manufacturing processes for making it and also incorporating the present invention have the advantage of being simple and cost-effective, even at today's mass production speeds.
Izvedbe koje uključuju ovaj izum imaju daljnju prednost što omogućavaju poboljšanu proizvodnju i dobavu aerosola i arome pušaču. Embodiments incorporating the present invention have the further advantage of enabling improved production and delivery of aerosol and aroma to the smoker.
U skladu s jednom preporučenom izvedbom koja odgovara jednoj varijanti (aspektu) ovog izuma, predviđeno je da se za proizvodnju i davanje duhanske arome u aparatu za pušenje koristi cigareta, pri čemu taj sustav uključuje elemente za grijanje. Cigareta uključuje nosač koji ima prvi i drugi kraj razmaknut u uzdužnom smjeru, te koji ima prvu i drugu površinu. Prva površina određuje šupljinu između prvog i drugog kraja, a druga površina uključuje zonu koja se stavlja uz elemente grijača. Materijal s aromom duhana se stavlja na prvu površinu nosača. Materijal s aromom duhana proizvodi aromu duhana u šupljini radi dobave pušaču kada se taj materijal zagrijava pomoću elemenata za zagrijavanje. Nosač i materijal s aromom duhana omogućavaju poprečno strujanje zraka u šupljini. In accordance with one recommended embodiment corresponding to one variant (aspect) of this invention, it is provided that a cigarette is used for the production and delivery of tobacco aroma in the smoking apparatus, wherein this system includes heating elements. The cigarette includes a carrier having first and second ends spaced apart in the longitudinal direction, and having first and second surfaces. The first surface defines a cavity between the first and second ends, and the second surface includes a zone that is placed adjacent to the heater elements. The tobacco-flavored material is placed on the first surface of the carrier. The tobacco-flavored material produces tobacco flavor in the cavity for delivery to the smoker when the material is heated by the heating elements. The support and material with tobacco aroma enable the transverse flow of air in the cavity.
U skladu s preporučenom izvedbom u drugoj varijanti ovog izuma, u napravi za pušenje koja daje pušaču aromu duhana koristi se upaljač u kombinaciji s cigaretom koja se može vaditi, pri čemu upaljač uključuje držač (pritezni element) u koji se, kroz prvi kraj, stavlja cigareta. Držač grijača je izveden tako da omogućava poprečno strujanje zraka do barem jednog dijela cigarete. In accordance with the recommended embodiment in the second variant of this invention, in the smoking device that gives the smoker the aroma of tobacco, a lighter is used in combination with a cigarette that can be removed, wherein the lighter includes a holder (tension element) into which, through the first end, cigarette. The holder of the heater is designed in such a way that it enables a transverse flow of air to at least one part of the cigarette.
U držaču grijača smješten je veći broj elemenata za grijanje. A large number of heating elements are placed in the heater holder.
Svaki od elemenata za zagrijavanje ima površinu koja je postavljena odmah do površine onog dijela cigarete do koje je omogućeno poprečno strujanje zraka. Each of the heating elements has a surface that is placed immediately next to the surface of that part of the cigarette to which the transverse flow of air is enabled.
Predviđen je sustav za aktiviranje (uključivanje) jednog ili nekoliko od ukupnog broja električnih grijača, tako da se na cigareti proizvede prethodno određena količina arome duhana. Do poprečnog strujanja zraka dolazi kada pušač uvuče dim na cigareti postavljenoj u upaljač. A system is provided for activating (switching on) one or several of the total number of electric heaters, so that a predetermined amount of tobacco aroma is produced on the cigarette. Cross-flow of air occurs when a smoker draws in smoke from a cigarette placed in the lighter.
U skladu s preporučenom izvedbom druge varijante predmetnog izuma, omogućena je naprava za pušenje za davanje duhanske arome pušaču. Ova naprava pojedinačno uključuje veći broj električnih elemenata za zagrijavanje, tako da se u šupljini cigarete stvara prethodno određena količina duhanske arome. In accordance with the recommended embodiment of the second variant of the subject invention, a smoking device is provided for providing tobacco aroma to the smoker. This device individually includes a number of electrical elements for heating, so that a previously determined amount of tobacco aroma is created in the cavity of the cigarette.
U skladu s preporučenom izvedbom još jedne varijante predmetnog izuma, predviđen je element grijača za primjenu u napravi za pušenje koja daje pušaču aromu duhana. Grijaći element uključuje prvi kraj i drugi kraj, te više zakrivljenih zona između prvog i drugog kraja radi povećanja električnog otpora grijaćeg elementa. Grijaći element je izrađen od otpornog materijala i ima prvu i drugu površinu uglavnom usmjerenu (postavljenu) u ravnini, te ima ukupnu dužinu L, ukupnu širinu W i debljinu T. Efektivna dužina grijaćeg elementa u električnom smislu je puno veća od dužine L, a efektivna električna površina poprečnog presjeka grijaćeg elementa je manja od umnoška W i T. In accordance with the recommended embodiment of another variant of the subject invention, a heater element is provided for use in a smoking device that provides the smoker with a tobacco aroma. The heating element includes a first end and a second end, and a plurality of curved zones between the first and second ends to increase the electrical resistance of the heating element. The heating element is made of a resistant material and has the first and second surfaces mostly oriented (placed) in a plane, and has a total length L, a total width W and a thickness T. The effective length of the heating element in the electrical sense is much greater than the length L, and the effective the electrical cross-sectional area of the heating element is less than the product of W and T.
U skladu s preporučenom izvedbom još jednog aspekta predmetnog izuma, opisan je postupak za proizvodnju sklopa grijača kao cjeline za primjenu u aparatu za pušenje za stvaranje i davanje arome duhana pušaču. In accordance with a recommended embodiment of another aspect of the present invention, a process for manufacturing a heater assembly as a whole for use in a smoking apparatus for creating and imparting tobacco flavor to a smoker is described.
U skladu s tim postupkom, ploča ( lim ) od elektrootpornog materijala se reže radi oblikovanja većeg broja grijaćih elemenata koji su međusobno spojeni barem na jednom kraju. Ploča je cilindrično oblikovana. In accordance with this procedure, a plate (sheet) made of electrically resistant material is cut to form a large number of heating elements that are connected to each other at least at one end. The plate is cylindrical.
Sada će biti opisane, pomoću primjera, izvedbe ovog izuma u svojim različitim varijantama, uz pozivanje na priložene crteže, kod kojih: The embodiments of this invention in their various variants will now be described, by means of examples, with reference to the attached drawings, in which:
Slika 1 daje shematski prikaz u perspektivi naprave za pušenje koja uključuje ovaj izum; Figure 1 is a schematic perspective view of a smoking device incorporating the present invention;
Slika 2 je shematski prikaz djelomičnog presjeka u perspektivi aparata za pušenje prema ovom izumu; Fig. 2 is a schematic partial cross-sectional perspective view of a smoking apparatus according to the present invention;
Slika 3A je nacrt presjeka sklopa grijača koji uključuje ovaj izum; Figure 3A is a cross-sectional view of a heater assembly incorporating the present invention;
Slika 3B je bokocrt u presjeku 3B-3B sa slike 3A; Figure 3B is a side view in section 3B-3B of Figure 3A;
Slika 4A shematski prikaz u perspektivi cigarete prema ovom izumu; Figure 4A is a schematic perspective view of a cigarette according to the present invention;
Slika 4B je nacrt uzdužnog presjeka 4B-4B sa slike 4A; Figure 4B is a longitudinal cross-sectional view 4B-4B of Figure 4A;
Slika 5 je shematski montažni crtež sklopa grijača prema ovom izumu; Figure 5 is a schematic assembly drawing of a heater assembly according to the present invention;
Slika 6 je pogled u perspektivi na grijač izveden prema ovom izumu; Fig. 6 is a perspective view of a heater constructed according to the present invention;
Slika 7 je prikaz razvijenog plašta grijača prema ovom izumu; Figure 7 is a view of a developed heater jacket according to the present invention;
Slika 8 je pogled u perspektivi na dio grijaćeg elementa prema ovom izumu; Figure 8 is a perspective view of a portion of a heating element according to the present invention;
Slika 9 je pogled u perspektivi na utični element prema ovom izumu; Figure 9 is a perspective view of a plug-in element according to the present invention;
Slika 10A je nacrt u presjeku odstojnog elementa prema ovom izumu: Figure 10A is a cross-sectional view of a spacer according to the present invention:
Slika 10B je shematski bokocrt u ravnini 10B-10B sa slike 10A; Figure 10B is a schematic side view in plane 10B-10B of Figure 10A;
Slika 10C je shematski bokocrt u ravnini 10C-10C sa slike 10A; Figure 10C is a schematic side view in plane 10C-10C of Figure 10A;
Slika 11A je shematski nacrt presjeka baze prema ovom izumu; Figure 11A is a schematic cross-sectional view of a base according to the present invention;
Slika 11B je shematski prikaz bokocrta u ravnini 11B-11B sa slike 11A; Figure 11B is a schematic side view in plane 11B-11B of Figure 11A;
Slika 11C je shematski prikaz bokocrta u ravnini 11C-11C sa slike 11A; Figure 11C is a schematic side view in plane 11C-11C of Figure 11A;
Slika 12A je shematski prikaz u perspektivi kombiniranog baze i odstojnog komada; Figure 12A is a schematic perspective view of the combined base and spacer;
Slika 12B je shematski nacrt presjeka u ravnini 12B-12B sa slike:12A; Figure 12B is a schematic cross-sectional view in plane 12B-12B of Figure:12A;
Slika 12C je shema bokocrta u ravnini 12C-12C sa slike 12A; Figure 12C is a schematic side view in plane 12C-12C of Figure 12A;
Slika 12D je shema bokocrta u ravnini 12D-12D sa slike 12A; Figure 12D is a schematic side view in plane 12D-12D of Figure 12A;
Slika 13 je bokocrt prstena u skladu s jednom izvedbom predmetnog izuma; Figure 13 is a side view of a ring in accordance with one embodiment of the present invention;
Slika 14A je shematski pogled u perspektivi na poklopac (kapu) u skladu s jednom izvedbom predmetnog izuma; Figure 14A is a schematic perspective view of a cap in accordance with one embodiment of the present invention;
Slika 14B je shematski nacrt presjeka u ravnini 14B-14B sa slike 14A; Figure 14B is a schematic cross-sectional view in plane 14B-14B of Figure 14A;
Slika 14C je shema bokocrta u ravnini 14C-14C sa slike 14A; Figure 14C is a schematic side view in plane 14C-14C of Figure 14A;
Slika 14D je shema bokocrta u ravnini 14D-14D sa slike 14A; Figure 14D is a schematic side view in plane 14D-14D of Figure 14A;
Slika 15A je shematski nacrt rukavca grijača u skladu s ovim izumom; Figure 15A is a schematic diagram of a heater sleeve in accordance with the present invention;
Slika 15B je bokocrt u ravnini 15B-15B sa slike 15A; Figure 15B is a side view in plane 15B-15B from Figure 15A;
Slike 16 i 17 prikazuju shematske nacrte uzdužnog presjeka dijelova aparata za pušenje na kojima su prikazani putovi strujanja zraka u aparatu za pušenje; Figures 16 and 17 show schematic drawings of the longitudinal section of parts of the smoking apparatus showing the air flow paths in the smoking apparatus;
Slika 18 je spojna shema upravljačkog kruga prema ovom izumu; Fig. 18 is a connection diagram of the control circuit according to the present invention;
Slika 19 je shematski nacrt uzdužnog presjeka još jednog aparata za pušenje koji uključuje izvedbe u skladu s ovim izumom; Fig. 19 is a schematic drawing in longitudinal section of another smoking apparatus incorporating embodiments in accordance with the present invention;
Slika 20 je shematski nacrt uzdužnog presjeka još jednog sklopa grijača koji sadrži predmetni izum; Figure 20 is a schematic drawing of a longitudinal section of another heater assembly incorporating the present invention;
Slika 21 je shematski prikaz u perspektivi uređaja za proizvodnju srednjeg dijela cigarete za jednokratnu upotrebu koja se koristi u aparatu za pušenje sa slike 19; Fig. 21 is a schematic perspective view of an apparatus for producing the middle portion of a disposable cigarette used in the smoking apparatus of Fig. 19;
Slika 22 je shematski nacrt uzdužnog presjeka aparata za pušenje u izvedbi koja omogućava obodno uvlačenje i izrađenoj u skladu s ovim izumom; Fig. 22 is a schematic drawing of a longitudinal cross-section of a smoking apparatus in an embodiment that allows circumferential retraction and is made in accordance with the present invention;
Slika 23 je spojna shema koja prikazuje još jedan upravljački krug u skladu s ovim izumom; i Figure 23 is a circuit diagram showing another control circuit in accordance with the present invention; and
Slika 24 je spojna shema mreže za vremensko reguliranje upravljačkog kruga sa slike 23. Figure 24 is a connection diagram of the network for time regulation of the control circuit from Figure 23.
Detaljan opis Detailed description
Aparat za pušenje 21 u skladu s predmetnim izumom, vidljiv je na slikama 1 i 2. Aparat za pušenje 21 uključuje cigaretu 23 i upaljač 25 za višekratnu upotrebu. Cigareta 23 je prilagođena za umetanje i vađenje iz grla 27 na prednjem kraju 29 upaljača 25. Aparat za pušenje 21 se koristi na gotovo jednak način kao i konvencionalne cigarete. Cigareta 23 se baca nakon jednog ili više ciklusa uvlačenja dimova. Upaljač 25 se po mogućnosti baca nakon većeg broja ciklusa uvlačenja dimova nego cigareta 23. The smoking apparatus 21 according to the present invention is visible in Figures 1 and 2. The smoking apparatus 21 includes a cigarette 23 and a lighter 25 for multiple use. The cigarette 23 is adapted to be inserted and removed from the throat 27 at the front end 29 of the lighter 25. The smoking apparatus 21 is used in almost the same way as conventional cigarettes. The cigarette 23 is discarded after one or more smoke inhalation cycles. The lighter 25 is preferably thrown away after a greater number of smoke inhalation cycles than the cigarette 23.
Upaljač 25 uključuje kućište 31, te ima prednji i stražnji dio 33 i 35. Izvor energije 37 koji opskrbljuje energijom grijaće elemente za zagrijavanje cigarete 23 je smješten, po mogućnosti, u stražnjem dijelu 35 upaljača 25. Stražnji dio 35 treba biti izveden tako da se lako otvara i zatvara, na primjer vijcima ili uskočnim zatvaračima, kako bi se omogućila lagana zamjena izvora energije 37. Prednji dio 33 je predviđen za smještaj grijaćih elemenata i upravljačkog kruga u električnoj vezi s izvorom energije 37 koji se nalazi u stražnjem dijelu 35. Prednji dio 33 treba imati mogućnost laganog spajanja na stražnji dio 35, na primjer zglobnim spajanjem ili pomoću utičnice. Kućište 31 treba po mogućnosti biti izrađeno iz tvrdog materijala otpornog na toplinu. U preporučene materijale spadaju materijali na bazi metala ili, još bolje, na bazi polimera. Kućište 31 treba biti izvedeno tako da odgovara i dobro leži u ruci pušača te da ima, u predmetnoj izvedbi, ukupne dimenzije 10.7 cm x 3.8 cm x 1,5 cm. The lighter 25 includes a housing 31, and has a front and rear part 33 and 35. The energy source 37 that supplies energy to the heating elements for heating the cigarette 23 is located, if possible, in the rear part 35 of the lighter 25. The rear part 35 should be designed so that easily opens and closes, for example with screws or snap fasteners, to allow easy replacement of the power source 37. The front part 33 is provided for housing the heating elements and the control circuit in electrical connection with the power source 37 located in the rear part 35. the part 33 should be able to be easily connected to the rear part 35, for example by hinged connection or by means of a socket. The housing 31 should preferably be made of hard, heat-resistant material. Recommended materials include metal-based materials or, even better, polymer-based materials. The housing 31 should be designed so that it fits and lies well in the hand of the smoker and that, in the version in question, it has overall dimensions of 10.7 cm x 3.8 cm x 1.5 cm.
Izvor energije 37 je dimenzioniran tako da daje dovoljno snage za grijaće elemente koji zagrijavaju cigaretu 23. The energy source 37 is sized to provide enough power for the heating elements that heat the cigarette 23.
Izvor energije 37 treba po mogućnosti biti zamjenjiv i s mogućnošću ponovnog punjenja i može se sastojati od kondenzatora ili baterijskog uloška. U predloženoj izvedbi izvor energije je zamjenjiva, akumulatorska baterija ( u stvari četiri nikalkadmij baterijska uloška spojena u seriju) s ukupnim naponom bez opterećenja od 4.8 do 5.6 V. Tražene karakteristike izvora energije 37 su u svakom slučaju odabrane u skladu s karakteristikama ostalih komponenti aparata za pušenje 21, naročito u skladu s karakteristikama elemenata za grijanje. U.S. patent br. 5,144,962 opisuje nekoliko oblika izvora energije koji se mogu koristiti uz aparat za pušenje prema predmetnom izumu, kao što su izvori energije s ponovno punjivim baterijama te izvori energije s kondenzatorom s brzim pražnjenjem koji se puni baterijama (akumulatorom), te je zbog toga ovaj patent ovdje naveden kao referenca. The energy source 37 should preferably be replaceable and rechargeable and may consist of a capacitor or a battery pack. In the proposed embodiment, the energy source is a replaceable, rechargeable battery (in fact, four nickel-cadmium battery cartridges connected in series) with a total no-load voltage of 4.8 to 5.6 V. The required characteristics of the energy source 37 are in any case selected in accordance with the characteristics of the other components of the apparatus for smoking 21, especially in accordance with the characteristics of the heating elements. LOUSE. patent no. 5,144,962 describes several forms of power sources that can be used with the smoking apparatus of the present invention, such as rechargeable battery power sources and battery-charged fast-discharge capacitor power sources (accumulator), which is why this patent is here listed as a reference.
Uglavnom cilindrični sklop grijača 39 koji zagrijava cigaretu 23 i drži cigaretu u određenom položaju u odnosu na upaljač 25, kao i električni upravljački sklop (krug) 41 za upućivanje prethodno određene količine energije od izvora energije 37 do grijaćih elemenata ( nisu vidljivi na slikama 1 i 2) u sklopu grijača, smješteni su u prednjem dijelu 33 upaljača. U sada predloženoj izvedbi, sklop grijača 39 sadrži osam radijalno razmještenih grijaćih elemenata 43, prikazanih na slici 3A, koji se pojedinačno napajaju energijom iz izvora energije 37 preko upravljačkog sklopa 41 kako bi zagrijavali osam zona po periferiji cigarete 23 te proizveli osam "dimova" arome duhana. Iako se može ugraditi i neki drugi broj grijaćih elemenata 43, preporuča se osam grijaćih elemenata i to već iz razloga što se i kod konvencionalne cigarete može postići nominalno osam uvlačenja dimova, te zbog toga što se za osam elemenata može postići električno upravljanje binarnim uređajima. A mainly cylindrical heater assembly 39 that heats the cigarette 23 and holds the cigarette in a certain position relative to the lighter 25, as well as an electrical control assembly (circuit) 41 for sending a predetermined amount of energy from the energy source 37 to the heating elements (not visible in Figures 1 and 2) as part of the heater, they are located in the front part of 33 lighters. In the presently proposed embodiment, the heater assembly 39 contains eight radially spaced heating elements 43, shown in Figure 3A, which are individually supplied with energy from the power source 37 via the control assembly 41 to heat eight zones around the periphery of the cigarette 23 and produce eight aroma "smokes" tobacco. Although some other number of heating elements 43 can be installed, eight heating elements are recommended for the reason that even with a conventional cigarette, nominally eight smoke intakes can be achieved, and because eight elements can be electrically controlled by binary devices.
Preporuča se da se upravljački sklop 41 aktivira pomoću osjetila (senzora) 45 koje reagira na uvlačenje dima, prikazano na slici 2, i koje je osjetljivo ili na promjene tlaka ili promjene strujanja zraka koje se javljaju kada pušač uvuče dim na cigareti 23. Osjetilo 45 koje reagira na uvlačenje dima smješteno je po mogućnosti u prednjem dijelu 33 upaljača 25, a s prostorom unutar sklopa grijača 39 i u blizini cigarete 23 je povezano preko prolaza 47 koji se proteže kroz odstojni element 49 i bazu 50 sklopa grijača te, ako se to traži, preko cijevi osjetila (nije prikazana). Osjetilo 45 koje reagira na uvlačenje dima i koje je prikladno za korištenje u aparatu za pušenje 21 je opisano u U.S. Patentu br. 5,060,671,iz kojeg izum ovdje naveden kao referenca, i izvedeno je u obliku silikonskog osjetila Model 163PCO1D35,kojeg je proizveo Odjel mikrosklopki (Microswitch division) proizvođača Honeywell Inc., Freeport, 111., koje uključuje odgovarajući grijaći element 43 kao rezultat promjene tlaka kada pušač uvuče dim na cigareti 23. Osjetila za protok (strujanje), poput onih koja koriste principe mjerenja brzine strujanja pomoću vruće žice, uspješno su u praksi dokazana kao korisna za aktiviranje jednog odgovarajućeg od svih grijaćih elemenata 43 na osnovu registriranja promjene u struji zraka. It is recommended that the control circuit 41 be actuated by a smoke-intake responsive sensor 45, shown in Figure 2, which is sensitive to either pressure changes or airflow changes that occur when the smoker inhales the smoke on the cigarette 23. Sensor 45 which reacts to smoke intake is located preferably in the front part 33 of the lighter 25, and is connected to the space inside the heater assembly 39 and in the vicinity of the cigarette 23 via a passage 47 that extends through the spacer element 49 and the base 50 of the heater assembly and, if required, via the sensor tube (not shown). A smoke responsive sensor 45 suitable for use in the smoking apparatus 21 is described in U.S. Pat. Patent no. 5,060,671, from which the invention is incorporated herein by reference, and is made in the form of a silicon sensor Model 163PCO1D35, manufactured by the Microswitch division of Honeywell Inc., Freeport, 111., which includes a corresponding heating element 43 as a result of a change in pressure when the smoker inhales cigarette smoke 23. Flow sensors, such as those using the principles of hot wire flow velocity measurement, have been successfully proven in practice to be useful for activating a corresponding one of all heating elements 43 based on registering a change in air flow.
Na vanjskoj strani upaljača 25, po mogućnosti na prednjem dijelu 33, postavljen je indikator 51 za indikaciju broja "dimova" koji su preostali na cigareti 23 umetnutoj u upaljač. Indikator 51 ima sedmerosegmentni ekran (display) s tekućim kristalom. U sada predloženoj izvedbi, indikator 51 pokazuje brojku "8" kada se svjetlosni snop kojeg emitira svjetlosni senzor 53, vidljiv na slici 2, odbije od prednje strane umetnute nove cigarete 23, te ga ponovno uhvati svjetlosni senzor. Svjetlosno osjetilo 53 je po mogućnosti ugrađeno u otvor 55 odstojnog elementa 49 i baze 50 sklopa grijača 39, što se vidi, na primjer, na slici 3A. Svjetlosno osjetilo 53 daje signal upravljačkom sklopu 41 koji dalje šalje signal u indikator 51. Brojka "8" na ekranu indikatora 51 pokazuje da na svakoj cigareti 23 još postoji osam "dimova", tj., niti jedan od grijaćih elemenata 43 nije bio uključen za zagrijavanje cigarete. On the outside of the lighter 25, preferably on the front part 33, an indicator 51 is placed to indicate the number of "smokes" remaining on the cigarette 23 inserted in the lighter. Indicator 51 has a seven-segment screen (display) with a liquid crystal. In the currently proposed embodiment, the indicator 51 shows the number "8" when the light beam emitted by the light sensor 53, visible in Figure 2, is reflected from the front of the inserted new cigarette 23, and is again captured by the light sensor. The light sensor 53 is preferably incorporated into the opening 55 of the spacer 49 and the base 50 of the heater assembly 39, as seen, for example, in Figure 3A. The light sensor 53 gives a signal to the control unit 41, which further sends a signal to the indicator 51. The number "8" on the screen of the indicator 51 shows that there are still eight "smokes" on each cigarette 23, i.e., none of the heating elements 43 were turned on for heating a cigarette.
Nakon što je cigareta 23 popušena do kraja, indikator pokazuje brojku "0". Kada se cigareta 23 izvadi iz upaljača 25, svjetlosno osjetilo 53 ne registrira prisutnost cigarete 23 te se indikator 51 isključuje. Svjetlosno osjetilo 53 je tako modulirano da ne emitira svjetlosni snop neprekidno, te na taj način ne troši nepotrebno energiju iz izvora energije 37. Predmetno svjetlosno osjetilo 53, prikladno za primjenu u aparatu za pušenje 21, je tipa OPR5005 Light Sensor, proizvođača OPTEK Technology Inc., 1215 West Crosby Road, Carrollton, Texas 75006. After cigarette 23 has been smoked to the end, the indicator shows the number "0". When the cigarette 23 is removed from the lighter 25, the light sensor 53 does not register the presence of the cigarette 23 and the indicator 51 turns off. The light sensor 53 is modulated in such a way that it does not emit a light beam continuously, and thus does not unnecessarily consume energy from the energy source 37. The light sensor 53 in question, suitable for use in the smoking device 21, is of the OPR5005 Light Sensor type, manufactured by OPTEK Technology Inc. ., 1215 West Crosby Road, Carrollton, Texas 75006.
Kao jedna od mogućih alternativa za primjenu gore navedenog svjetlosnog osjetila 53, može se za otkrivanje prisutnosti ili nepostojanja cigarete 23 ugraditi mehanička sklopka, kao i dugme za poništavanje (nije prikazano) za vraćanje upravljačkog sklopa 41 u početno stanje kada se u upaljač 25 stavlja nova cigareta, odnosno da bi indikator 51 pokazivao brojku "8", itd. Izvori energije, upravljački sklopovi, osjetila koja reagiraju na uvlačenje dima, te indikatori koji se mogu primijeniti za aparat za pušenje 21 iz predmetnog izuma, opisani su u U.S. patentu br. 5,060,671 na koji se ovdje poziva. Prolaz 47 i otvor 55 u odstojnom elementu 49 i bazi 50 sklopa grijača trebaju za vrijeme pušenja biti po mogućnosti nepropusni za zrak. As one of the possible alternatives for the application of the above-mentioned light sensor 53, a mechanical switch can be installed to detect the presence or absence of a cigarette 23, as well as a reset button (not shown) for returning the control circuit 41 to the initial state when a new cigarette is inserted into the lighter 25 cigarette, that is, the indicator 51 would show the number "8", etc. Power sources, control circuits, smoke-responsive sensors, and indicators applicable to the smoking apparatus 21 of the present invention are described in U.S. Pat. patent no. 5,060,671 which is incorporated herein by reference. The passage 47 and the opening 55 in the spacer element 49 and the base 50 of the heater assembly should be preferably airtight during smoking.
Ovdje preferirana cigareta 23 za korištenje u aparatu za pušenje 21 vidi se detaljnije na slikama 4A i 4B, iako cigareta može biti u bilo kojem željenom obliku u kojem može pušaču davati aromu duhana kada se cigareta zagrijava pomoću grijaćih elemenata 43. Cigareta 23 uključuje duhanski papir (tkanje) 57 koji je izrađen od nosivog dijela ili plenuma 59 (prostora koji je ispunjen nekom tvari) koji nosi materijal s duhanskom aromom 61, a koji po mogućnosti uključuje duhan. Duhanski papir 57 je omotan oko i ukrućen pomoću cilindričnog povratnog filtera 63 na jednom kraju i cilindričnog prvog filtera sa slobodnim prolazom 65 na suprotnom kraju. Taj prvi filter sa slobodnim prolazom 65 treba, po mogućnosti, biti filter tipa "otvorene cijevi" koji ima uzdužni prolaz 67 koji prolazi kroz sredinu prvog filtera sa slobodnim prolazom te na taj način omogućava mali otpor uvlačenju dima odnosno slobodan protok. Here, the preferred cigarette 23 for use in the smoking apparatus 21 is seen in more detail in Figures 4A and 4B, although the cigarette may be in any desired form in which it can impart a tobacco flavor to the smoker when the cigarette is heated by the heating elements 43. The cigarette 23 includes tobacco paper. (weaving) 57 which is made of a supporting part or plenum 59 (a space filled with a substance) which carries a tobacco-flavoured material 61, which preferably includes tobacco. The tobacco paper 57 is wrapped around and stiffened by a cylindrical return filter 63 at one end and a cylindrical free-pass first filter 65 at the opposite end. That first filter with a free passage 65 should, if possible, be an "open pipe" type filter that has a longitudinal passage 67 that passes through the middle of the first filter with a free passage and thus enables a small resistance to smoke entrainment, i.e. free flow.
Ako se to želi, oko duhanskog sloja (papira) 57 može biti omotan cigaretni papir 69. Tipovi papira koji se mogu primijeniti kao vanjski omotni papir 69 uključuju papir male osnovne težine, po mogućnosti papir s premazom duhanske arome ili papir na bazi duhana kako bi se pojačala duhanska aroma svakog aromatiziranog "dima". Na omotni papir 69 može se nanijeti premaz tekućeg ekstrakta u koncentriranom ili razblaženom obliku. Omotni papir 69 treba po mogućnosti imati minimalnu težinu i poroznost uz istovremeno dovoljnu vlačnu čvrstoću radi postupaka strojne obrade. Ovdje preferirane karakteristike papira na bazi duhana uključuju osnovnu masu (kod 60% relativne vlažnosti) između 20-25 g/m2, minimalnu propusnost od 0-25 CORESTA (definirano kao količina zraka, mjerena u kubičnim centimetrima) koja prolazi kroz jedan kvadratni centimetar materijala, na pr. lista papira, u jednoj minuti uz pad tlaka od 1.0 kPa), vlačnu čvrstoću ≥ 2000 grama/27 mm širine (1 in/min - 2,54 cm/min), promjer rupica u papiru 1.3-1.5 mila (1mil=0,001 in=0,0254 mm - nap.pr.), sadržaj CaCO3 ≤ 5%, citrat 0%. Materijali za izradu omotnog papira 69 po mogućnosti uključuju 75% papira na bazi duhana (smjesa za punjenje otvrdnjena na dimu ili mješovito na dimu/zraku koja se ne koristi za cigare i svježa (svjetla) stabljika). Mogu se dodati lanena vlakna u količini koja nije veća od neophodne da se postigne odgovarajuća vlačna čvrstoća. Omotni papir 69 može biti također konvencionalni papir s lanenim vlaknima osnovne mase 15-20 g/m2 ili takav papir s premazom ekstrakta. Vezivo u obliku limunskog pektina se može dodati u količinama koje su manje ili jednake 1%. Može se dodati i glicerin u količini koja nije veća od neophodne da se postigne krutost papira kao kod klasične cigarete. If desired, cigarette paper 69 may be wrapped around the tobacco layer (paper) 57. Types of paper that can be used as the outer wrapper 69 include light basis weight paper, preferably tobacco flavored paper or tobacco based paper to the tobacco aroma of each flavored "smoke" intensified. Wrapping paper 69 can be coated with liquid extract in concentrated or diluted form. Wrapping paper 69 should preferably have minimal weight and porosity while at the same time having sufficient tensile strength for machining procedures. Here, the preferred characteristics of tobacco-based paper include a basis weight (at 60% relative humidity) between 20-25 g/m2, a minimum permeability of 0-25 CORESTA (defined as the amount of air, measured in cubic centimeters) passing through one square centimeter of the material , for example sheet of paper, in one minute with a pressure drop of 1.0 kPa), tensile strength ≥ 2000 grams/27 mm width (1 in/min - 2.54 cm/min), hole diameter in the paper 1.3-1.5 mils (1mil=0.001 in =0.0254 mm - eg.pr.), CaCO3 content ≤ 5%, citrate 0%. Materials for making the wrapper 69 preferably include 75% tobacco-based paper (non-cigar smoke-cured or mixed smoke/air-cured filler compound and fresh (light) stem). Flax fibers may be added in an amount no greater than necessary to achieve adequate tensile strength. The wrapping paper 69 can also be conventional paper with flax fibers of a basis weight of 15-20 g/m2 or such paper with an extract coating. A binder in the form of lemon pectin may be added in amounts less than or equal to 1%. Glycerin can also be added in an amount that is not greater than necessary to achieve the stiffness of the paper as in a classic cigarette.
Cigareta 23 ima također i cilindrični pisak 71 (vrh cigarete koji se stavlja u usta), po mogućnosti konvencionalni filter tipa RDT (Resistance to draw - Otpor uvlačenju), te cilindrični drugi filter slobodnog protoka 73. Filter (pisak) 71 i drugi filter slobodnog protoka 73 su međusobno vezani tankim filterskim papirom 75. Taj filterski papir 75 prelazi preko jednog kraja drugog filtera sa slobodnim prolazom 73 te je spojen na omotni papir 69 kako bi učvrstio jedan kraj prvog filtera slobodnog prolaza 65 u položaju sasvim do kraja drugog filtera sa slobodnim prolazom. Poput prvog filtera sa slobodnim prolazom 65 i drugi filter sa slobodnim prolazom 73 je izveden s uzdužnim prolazom 77 koji se proteže kroz njegovu sredinu. Povratni filter 63 i prvi filter sa slobodnim prolazom 65 tvore, zajedno s duhanskim papirom 57, šupljinu 79 unutar cigarete 23. Preporučuje se da unutrašnji promjer uzdužnog prolaza 77 drugog filtera sa slobodnim prolazom 73 bude veći od unutrašnjeg promjera uzdužnog prolaza 67 prvog filtera sa slobodnim prolazom 65. Ovdje preporučeni unutrašnji promjeri uzdužnog prolaza 67 su između 1-4 mm, a za uzdužni prolaz 77 između 2-6 mm. Primijećeno je da različiti unutrašnji promjeri prolaza 67 i 77 povoljno utječu na razvoj traženog miješanja ili turbulencije između aerosola koji se razvija iz zagrijavanog materijala s aromom duhana i zraka uvučenog iz vanjskog prostora oko cigarete 23 za vrijeme povlačenja dima na cigareti te na taj način dovode do poboljšanog stvaranja arome duhana i omogućavaju da veća površina od samo jednog kraja filtera 71 bude izložena miješanom aerosolu. Aroma duhana koja se razvija zagrijavanjem materijala s aromom duhana 61 je primarno u parnoj fazi unutar šupljine 79 te prelazi u vidljivi aerosol nakon miješanja u prolazu 77. Osim gore opisanog prvog filtera sa slobodnim prolazom 65 koji ima uzdužni prolaz 67, postoje i druge izvedbe koje mogu proizvesti traženo miješanje parne faze arome duhana s uvučenim zrakom, koje uključuju one izvedbe kod kojih je prvi filter sa slobodnim prolazom izveden u obliku filtera s većim brojem malih prigušnica, tj. prvi filter sa slobodnim prolazom može biti u obliku pčelinjeg saća ili metalne ploče koja ima u sebi veći broj otvora. Cigarette 23 also has a cylindrical mouthpiece 71 (the tip of the cigarette that is placed in the mouth), preferably a conventional filter of the RDT (Resistance to draw) type, and a cylindrical second free-flow filter 73. Filter (mouthpiece) 71 and a second free-flow filter flow lines 73 are bound together by a thin filter paper 75. This filter paper 75 passes over one end of the second free-pass filter 73 and is connected to the wrapping paper 69 to secure one end of the first free-pass filter 65 in position all the way to the end of the second free-pass filter passing through. Like the first free-pass filter 65, the second free-pass filter 73 is made with a longitudinal passage 77 extending through its middle. The return filter 63 and the first free-pass filter 65 form, together with the tobacco paper 57, a cavity 79 inside the cigarette 23. It is recommended that the inner diameter of the longitudinal passage 77 of the second free-pass filter 73 be greater than the inner diameter of the longitudinal passage 67 of the first free-pass filter through the passage 65. The internal diameters of the longitudinal passage 67 recommended here are between 1-4 mm, and for the longitudinal passage 77 between 2-6 mm. It has been observed that the different inner diameters of the passages 67 and 77 favorably affect the development of the required mixing or turbulence between the aerosol that is developed from the heated tobacco flavor material and the air drawn in from the outer space around the cigarette 23 during the smoking of the cigarette and thus lead to improved tobacco aroma creation and allow a larger area than just one end of the filter 71 to be exposed to the mixed aerosol. The tobacco aroma developed by heating the tobacco aroma material 61 is primarily in the vapor phase within the cavity 79 and becomes a visible aerosol after mixing in the passage 77. In addition to the above described first free passage filter 65 having a longitudinal passage 67, there are other designs which can produce the required mixing of the vapor phase of the tobacco aroma with entrained air, which include those embodiments where the first free-pass filter is made in the form of a filter with a large number of small chokes, i.e. the first free-pass filter can be in the form of a honeycomb or a metal plate which has a larger number of openings.
Zrak se po mogućnosti uvlači u cigaretu 23 uglavnom kroz duhanski papir 57 i omotni papir 69, u poprečnom ili radijalnom smjeru, a ne kroz povratni filter 63 u uzdužnom smjeru. Kao što je u daljnjem tekstu objašnjeno, poželjno je ipak da se kod uvlačenja prvog dima na cigareti dozvoli strujanje zraka kroz povratni filter kako bi se smanjio otpor uvlačenju ("RTD"). Razumije se da uvlačenje zraka u cigaretu 23 u uzdužnom smjeru dovodi do toga da se aerosol, razvijen zagrijavanjem duhanskog papira 57 pomoću grijaćih elemenata 43 koji su radijalno postavljeni oko duhanskog papira, ne odvodi potpuno iz šupljine 79. Ovdje se preferira da duhanska aroma bude proizvedena gotovo isključivo kao funkcija sastava duhanskog papira i energetskog nivoa grijaćih elemenata 43. U skladu s tim, udio struje zraka kroz cigaretu koji je rezultat uzdužnog strujanja kroz povratni filter 63 treba po mogućnosti biti minimalan za vrijeme pušenja, osim za vrijeme uvlačenja prvog dima. Nadalje, povratni filter 63 smanjuje na najmanju mjeru povratno strujanje aerosola iz šupljine 79 nakon zagrijavanja materijala s duhanskom aromom 61, tako da je mogućnost oštećenja komponenti upaljača 25 uslijed povratnog strujanja aerosola iz cigarete 23 smanjena na minimum. Air is preferably drawn into the cigarette 23 mainly through the tobacco paper 57 and wrapping paper 69, in the transverse or radial direction, and not through the return filter 63 in the longitudinal direction. As explained below, it is still preferable to allow the air to flow through the return filter when drawing the first smoke on the cigarette in order to reduce resistance to drawing ("RTD"). It is understood that drawing air into the cigarette 23 in the longitudinal direction results in the aerosol, developed by heating the tobacco paper 57 by means of the heating elements 43 radially arranged around the tobacco paper, not being completely removed from the cavity 79. Here, it is preferred that the tobacco flavor is produced almost exclusively as a function of the composition of the tobacco paper and the energy level of the heating elements 43. Accordingly, the portion of the air stream through the cigarette resulting from the longitudinal flow through the return filter 63 should preferably be minimal during smoking, except during the first smoke inhalation. Furthermore, the return filter 63 minimizes the backflow of aerosol from the cavity 79 after heating the tobacco flavor material 61, so that the possibility of damage to the components of the lighter 25 due to the backflow of aerosol from the cigarette 23 is reduced to a minimum.
Nosivi dio ili plenum 59 koji nosi materijal s aromom duhana 61 omogućava razdvajanje grijaćih elemenata 45 i aromatiziranog materijala, prenosi toplinu proizvedenu grijaćim elementima na aromatizirani materijal, te održava koheziju cigarete nakon pušenja. Preporučeni nosivi dijelovi 59 uključuju one koji su sastavljeni od neisprepletih ugljenih vlakana, a prednost im se daje zbog njihove toplinske stabilnosti. Takvi nosači su detaljnije opisani u važećoj US Patentnoj prijavi ser. br. 07/943,747, podnijetoj 11. rujna 1992, koja je ovdje uključena kao referenca. Takve mreže trebaju po mogućnosti imati debljinu približno između 0.05 mm i 0.11 mm te biti sastavljene od nepletenih ugljenih vlakana ( s osnovnom težinom u opsegu od približno 6 g/m2 do približno 12 g/m2 i s promjerom vlakana između približno 7 m i 30 m). Dužine vlakana trebaju omogućiti da mreža podnese vlačna naprezanja do kojih dolazi tokom obrade. Mreža treba po mogućnosti sadržavati vezivo koje je prikladno za korištenje u električnim napravama za pušenje (tj. sa svojstvima koja su prihvatljiva). The supporting part or plenum 59 which carries the tobacco flavor material 61 enables separation of the heating elements 45 and the flavored material, transfers the heat produced by the heating elements to the flavored material, and maintains the cohesion of the cigarette after smoking. Recommended bearing members 59 include those composed of non-interwoven carbon fibers, preferred for their thermal stability. Such carriers are described in more detail in current US Patent Application Ser. no. 07/943,747, filed Sep. 11, 1992, which is incorporated herein by reference. Such nets should preferably have a thickness of approximately between 0.05 mm and 0.11 mm and be composed of non-woven carbon fibers (with a basis weight in the range of approximately 6 g/m2 to approximately 12 g/m2 and with a fiber diameter between approximately 7 m and 30 m). The length of the fibers should allow the net to withstand the tensile stresses that occur during processing. The mesh should preferably contain a binder suitable for use in electronic smoking devices (ie with properties that are acceptable).
Drugi nosivi dijelovi 59 uključuju lagana metalna sita s otvorenom mrežom ili perforirane metalne folije. Na primjer, koristi se sito koje ima masu u opsegu od približno 5 g/m2 do 15 g/m2 i žice promjera od približno 0.038 mm (oko 1.5 mil) do približno 0.076 mm ( oko 3.0 mil). Druga izvedna sita je izrađena od folije (na pr. aluminijske) debljine 0.0064 mm (oko 0.25 mil) s perforacijom promjera u opsegu od približno 0.3 mm do približno 0.5 mm, kako bi se smanjila masa folije za približno 30 % odnosno 50%. Perforacija takve folije je po mogućnosti izrađena u cik-cak uzorku ili nekontinuirano, s prekidima (tj. perforacija nije ravna) kako bi se smanjilo bočno odvođenje topline iz materijala s aromom duhana 61. Other load-bearing parts 59 include lightweight open-mesh metal screens or perforated metal foils. For example, a screen having a mass in the range of approximately 5 g/m 2 to 15 g/m 2 and wire diameters of approximately 0.038 mm (about 1.5 mil) to approximately 0.076 mm (about 3.0 mil) is used. Another embodiment of the screen is made of foil (e.g. aluminum) 0.0064 mm (about 0.25 mil) thick with perforation diameters ranging from approximately 0.3 mm to approximately 0.5 mm, in order to reduce the weight of the foil by approximately 30% and 50%, respectively. The perforation of such a film is preferably made in a zigzag pattern or discontinuously, with breaks (i.e. the perforation is not flat) in order to reduce lateral heat dissipation from the tobacco flavoring material 61.
Takva metalna sita i folije se ugrađuju u cigaretu 23 na različite načine uključujući, na primjer, (1) lijevanjem suspenzije s aromom duhana na traku i prekrivanjem te suspenzije nosivim elementom u obliku sita ili folije prije sušenja, i (2) lijepljenjem, u slojevima, nosača u formi sita ili folije na osnovni sloj s aromom duhana u obliku lista ili mreže pomoću odgovarajućeg ljepila. Zbog mogućnosti električnog kratkog spoja u ili između grijaćih elemenata 43 u slučaju kada se koristi metalni nosivi dio, takvi nosači uglavnom ne smiju biti u direktnom dodiru s grijaćim elementima. Za postizanje električne izolacije između metalnog nosača 59 i električnih grijaćih elemenata 43 u slučaju kada se primjenjuje metalni nosivi dio, koriste se po mogućnosti odgovarajuća veziva i papir male osnovne težine, kao što je omotni papir 69. Such metal screens and foils are incorporated into the cigarette 23 in a variety of ways including, for example, (1) casting a tobacco flavor suspension onto a strip and covering that suspension with a screen or foil carrier before drying, and (2) gluing, in layers , carrier in the form of a sieve or foil on the base layer with tobacco aroma in the form of a leaf or net using a suitable adhesive. Due to the possibility of an electrical short circuit in or between the heating elements 43 in the case where a metal bearing part is used, such supports should generally not be in direct contact with the heating elements. To achieve electrical isolation between the metal support 59 and the electrical heating elements 43 in the case where a metal support part is used, suitable binders and paper of low basis weight, such as wrapping paper 69, are preferably used.
Duhanski papir )tkanje) 57 koje se ovdje preporučuje, oblikuje se primjenom postupka za izradu papira. U tom postupku, duhan u trakama se ispire s vodom. Otopljene tvari se koriste u kasnijoj fazi premazivanja. Preostalo (ekstrakcijom dobiveno) vlakno se koristi u izradi osnovne pletene strukture. Ugljena vlakna se raspršuju u vodi i dodaje se natrijev alginat. Svaki drugi hidrokoloid koji ne reagira s dimom arome duhana, topljiv je u vodi i ima odgovarajuću molekularnu masu da daje čvrstoću duhanskom papiru 57, može se dodati umjesto natrijevog alginata. Taj rastvor se miješa sa suspenzijom izvučenih vlakana duhana i aromama po izboru. Dobivena smjesa se mokra polaže na žicu i nit se propušta uzduž preostalog dijela konvencionalnog stroja za izradu papira kako bi se oblikovalo osnovno tkanje. Topive tvari uklonjene ispiranjem traka duhana nanose se u obliku premaza na jednu stranu osnovnog tkanja, po mogućnosti pomoći standardnog uređaja za premazivanje s povratnm valjanjem, postavljenim nakon sušionika s valjkom ili tipa "Yankee". Topive duhanske tvari/duhanska prašina ili čestice trebaju po mogućnosti varirati u rasponu omjera od 1:1 do 20:1. Suspenzija se može na osnovno tkanje (pletivo) nanijeti lijevanjem ili izvlačenjem. Postupak premazivanja se alternativno može izvršiti odvojeno. Za vrijeme ili nakon faze premazivanja dodaju se arome uobičajene u duhanskoj industriji (proizvodnji cigareta). Radi poboljšanja svojstva suspenzije za premazivanje, dodaje se pektin ili neki drugi hidrokoloid, po mogućnosti u opsegu od 0.1 do 2.0%. The tobacco paper (weave) 57 recommended here is formed using the paper making process. In this process, the tobacco in strips is washed with water. Dissolved substances are used in the later stage of coating. The remaining (extracted) fiber is used in the production of the basic knitted structure. Carbon fibers are dispersed in water and sodium alginate is added. Any other hydrocolloid that does not react with tobacco flavoring smoke, is soluble in water, and has a suitable molecular weight to impart strength to the tobacco paper 57 may be added in place of the sodium alginate. This solution is mixed with a suspension of extracted tobacco fibers and aromas of choice. The resulting mixture is placed wet on the wire and the thread is passed along the remainder of the conventional papermaking machine to form the base weave. Soluble substances removed by washing the tobacco strips are applied as a coating to one side of the base fabric, preferably with the aid of a standard roll-back coating device installed after a roller or "Yankee" dryer. Soluble tobacco/tobacco dust or particles should preferably vary in the ratio range of 1:1 to 20:1. The suspension can be applied to the base fabric (knitting) by casting or drawing. Alternatively, the coating process can be carried out separately. During or after the coating phase, flavorings common in the tobacco industry (cigarette production) are added. In order to improve the properties of the coating suspension, pectin or another hydrocolloid is added, preferably in the range of 0.1 to 2.0%.
Bez obzira na to koji tip nosača 59 se koristi, materijal s aromom duhana 61,koji je nanijet na unutrašnju površinu nosača, oslobađa kod zagrijavanja arome te ima sposobnost prianjanja na površinu nosača. U takve materijale spadaju neprekinuti (kontinuirani) listovi, pjene, gelovi, isušene suspenzije ili suhe suspenzije nanijete raspršivanjem, koje po mogućnosti, iako to nije nužno, sadrže duhan ili duhanske prerađevine, a detaljnije su opisani u prije navedenoj US Patentnoj prijavi ser. br. 07/943,747. Preporučuje se da se neki ovlaživač, poput glicerina ili propilen glikola, dodaje duhanskom papiru 57 za vrijeme obrade i to u količinama od 0.5% do 10% težinskih u odnosu na masu papira. Ovlaživač omogućuje stvaranje vidljivog aerosola djelujući kao prethodnik aerosola. Regardless of which type of carrier 59 is used, the tobacco flavor material 61, which is applied to the inner surface of the carrier, releases the aroma when heated and has the ability to adhere to the carrier surface. Such materials include continuous (continuous) sheets, foams, gels, dried suspensions or spray-applied dry suspensions, which preferably, although not necessarily, contain tobacco or tobacco products, and are described in more detail in the aforementioned US Patent Application Ser. no. 07/943,747. It is recommended that some humectant, such as glycerine or propylene glycol, be added to the tobacco paper 57 during processing in amounts of 0.5% to 10% by weight in relation to the weight of the paper. The humidifier enables the formation of a visible aerosol by acting as an aerosol precursor.
Kada pušač ispušta aerosol koji sadrži dim arome duhana i ovlaživač, ovlaživač kondenzira u atmosferi, a kondenzirani ovlaživač dovodi do pojave uobičajenog dima cigarete. When a smoker emits an aerosol containing tobacco flavor smoke and a humidifier, the humidifier condenses in the atmosphere, and the condensed humidifier leads to the appearance of normal cigarette smoke.
Obzirom da je materijal s aromom duhana 61 prema predmetnom izumu nanijet na površinu nosača 59, njegova svojstva odavanja arome mogu široko varirati kako bi se omogućilo da profil stvaranja (davanja) arome od jednog do drugog uvlačenja dima bude selektivno mijenjan. Na primjer, materijal s aromom duhana 61 koji se nalazi uz prvi grijaći element 43 može sadržavati prvu količinu ili tip aromatskog sredstva, dok materijal uz drugi grijaći element može sadržavati drugu različitu količinu ili tip arome. Na taj način, dobava aromatiziranog dima duhana pušaču može biti selektivno varirana ili određena korištenjem različitih profila materijala s aromom duhana koji se nanose na površinu nosivog materijala. Pušač može, na primjer, umetnuti cigaretu 23 u upaljač 25 tako, da ona bude u odnosu na stalne grijaće elemente u određenom položaju, ako se želi da određeni grijač zagrijava prethodno određeni dio nejednoliko raspoređenog materijala s aromom duhana. Since the tobacco flavoring material 61 of the present invention is applied to the surface of the carrier 59, its flavoring properties can be varied widely to allow the flavoring profile to be selectively varied from one puff to the next. For example, the tobacco flavoring material 61 adjacent to the first heating element 43 may contain a first amount or type of flavoring agent, while the material adjacent to the second heating element may contain a second different amount or type of flavoring agent. In this way, the delivery of flavored tobacco smoke to the smoker can be selectively varied or determined by using different profiles of tobacco flavoring material applied to the surface of the carrier material. The smoker can, for example, insert a cigarette 23 into the lighter 25 so that it is in a certain position with respect to the permanent heating elements, if it is desired that a certain heater heats a predetermined part of the non-uniformly distributed material with tobacco aroma.
Dodatno tome, aromatizirani duhanski dim može u skladu s ovim izumom biti selektivno variran i dovođenjem kontrolirane količine energije grijaćim elementima 43. Na primjer, ako je količina energije dovedena prvom grijaćem elementu 43 (na pr. 20 Joule-a) veća od količine dovedene drugom (na pr. 15 Joule-a), tada je temperatura koju postigne prvi grijač uglavnom veća od temperature drugog grijača. Zbog toga prvi grijaći element uglavnom proizvodi više aromatiziranog duhanskog dima od drugog grijača. Na taj način se količina aromatiziranog duhanskog dima može selektivno kontrolirati variranjem količine energije do jednog do drugog uvlačenja dima. Additionally, the flavored tobacco smoke can be selectively varied in accordance with the present invention by supplying a controlled amount of energy to the heating elements 43. For example, if the amount of energy supplied to the first heating element 43 (e.g. 20 Joules) is greater than the amount supplied to the second (eg 15 Joules), then the temperature reached by the first heater is generally higher than the temperature of the second heater. Because of this, the first heating element generally produces more flavored tobacco smoke than the second heating element. In this way, the amount of flavored tobacco smoke can be selectively controlled by varying the amount of energy from one puff to the next.
Cigareta 23 je po mogućnosti uglavnom konstantnog promjera po cijeloj svojoj dužini te, poput konvencionalne cigarete, ima promjer između približno 7.5 mm i 8.5 mm, tako da pušač koji koristi napravu za pušenje 21 ima u ustima sličan osjećaj kao kod konvencionalne cigarete. U ovdje predloženoj izvedbi, cigareta 23 ima dužinu od 58 mm, od kraja do kraja, čime se omogućava korištenje standardnih strojeva za pakiranje u procesu pakiranja tih cigareta. Zajednička dužina filterskog piska 71 i drugog filtera sa slobodnim prolazom 73 treba po mogućnosti biti 30 mm. Filterski papir 75 treba prelaziti 5 mm preko kraja drugog filtera sa slobodnim prolazom 73 i preko duhanskog papira 57. Preporučuje se dužina duhanskog papira 57 od 28 mm. Duhanski papir 57 je na suprotnim krajevima nošen pomoću povratnog filtera 63, čija je preporučena dužina 7 mm, i prvog filtera sa slobodnim prolazom 65, koji treba po mogućnosti imati dužinu 7 mm. Šupljina 79 koju određuje duhanski papir 57, povratni filter 63 i filter sa slobodnim prolazom 63, ima dužinu od 14 mm. The cigarette 23 is preferably of substantially constant diameter throughout its length and, like a conventional cigarette, has a diameter between approximately 7.5 mm and 8.5 mm, so that a smoker using the smoking device 21 has a similar mouthfeel to a conventional cigarette. In the embodiment proposed here, the cigarette 23 has a length of 58 mm, end to end, which enables the use of standard packaging machines in the process of packaging these cigarettes. The common length of the filter nozzle 71 and the second filter with a free passage 73 should preferably be 30 mm. The filter paper 75 should extend 5 mm over the end of the second free-pass filter 73 and over the tobacco paper 57. A length of tobacco paper 57 of 28 mm is recommended. The tobacco paper 57 is carried at the opposite ends by means of the return filter 63, the recommended length of which is 7 mm, and the first filter with a free passage 65, which should preferably have a length of 7 mm. The cavity 79 defined by the tobacco paper 57, the return filter 63 and the free passage filter 63 has a length of 14 mm.
Kada se cigareta 23 stavlja u grlo 27 na prednjem kraju 29 upaljača 25, ona dosjeda ili skoro dosjeda na unutrašnju donju površinu 81 odstojnog elementa 49 sklopa grijača 39, što se vidi na slici 3A, odmah do prolaza 47 koji je povezan sa senzorom 45 koji reagira na uvlačenje dima i s otvorom 55 za svjetlosni senzor 53. U tom položaju se šupljina 79 cigarete 23 nalazi neposredno uz grijaće elemente 43, a uglavnom cijeli onaj dio cigarete koji uključuje drugi filter sa slobodnim prolazom 73 i filterski pisak 71 se nalazi izvan upaljača 25. Dijelovi grijaćih elemenata 43 su po mogućnosti usmjereni radijalno prema unutra tako da je omogućeno držanje cigarete 23 u određenom položaju u odnosu na grijač 25 te da je omogućen prijenos topline između grijača i duhanskog papira 57, bilo direktno ili kroz omotni papir 69. Prema tome, cigareta 23 treba biti izvedena tako da se može stiskati kako bi se moglo dozvoliti grijaćim elementima da se utiskuju u strane cigarete. When the cigarette 23 is inserted into the throat 27 at the front end 29 of the lighter 25, it abuts or nearly abuts the inner lower surface 81 of the spacer 49 of the heater assembly 39, as seen in Figure 3A, immediately adjacent to the passage 47 which is connected to the sensor 45 which reacts to smoke intake and with an opening 55 for the light sensor 53. In this position, the cavity 79 of the cigarette 23 is located directly next to the heating elements 43, and mostly the entire part of the cigarette that includes the second filter with a free passage 73 and the filter whistle 71 is located outside the lighter 25 The parts of the heating elements 43 are preferably directed radially inwards so that it is possible to hold the cigarette 23 in a certain position in relation to the heater 25 and that the transfer of heat between the heater and the tobacco paper 57 is enabled, either directly or through the wrapping paper 69. Therefore , the cigarette 23 should be squeezable in order to allow the heating elements to be pressed into the sides of the cigarette.
Strujanje zraka kroz cigaretu 23 se postiže na više načina. Na primjer, kod izvedbe cigarete 23 prikazane na slici 4A i 4B, omotni papir 69 i duhanski papir 57 su dovoljno zračno propustljivi kako bi se postigao željeni otpor uvlačenju (RTD) tako da, kada pušač uvlači dim na cigareti, zrak struji u šupljinu 79 poprečno ili radijalno kroz omotni papir i duhanski papir. Kao što je gore navedeno, može se primijeniti zračno propusni nepovratni filter 69 kako bi se postiglo uzdužno strujanje zraka u šupljinu 79. The flow of air through the cigarette 23 is achieved in several ways. For example, in the embodiment of the cigarette 23 shown in Figures 4A and 4B, the wrapping paper 69 and the tobacco paper 57 are sufficiently air permeable to achieve the desired resistance to draw (RTD) so that when the smoker draws smoke on the cigarette, air flows into the cavity 79 transversely or radially through wrapping paper and tobacco paper. As noted above, an air-permeable non-return filter 69 may be applied to achieve longitudinal air flow into the cavity 79 .
Ako se želi, poprečno strujanje zraka u šupljinu 79 se može postići nizom radijalnih perforacija (nije prikazano) na omotnom papiru 69 i duhanskom papiru 57 u jednoj ili u više zona koje graniče sa šupljinom. Za takve perforacije je ustanovljeno da poboljšavaju stvaranje aromatiziranog dima duhana i aerosola. Na duhanskom papiru 57 izvodi se perforacija gustoće od 1 otvora na 1-2 kvadratna milimetra s promjerom otvora od 0.4 mm do 0.7 mm. Time se postiže poroznost CORESTA između 100-500. Omotni papir 69 ima propusnost od 100 do 1000 CORESTA. Naravno, da bi se postigle željene karakteristike pušenja, kao što je otpor uvlačenju, mogu se koristiti i gustoća perforacije i pripadajući promjer otvora različiti od navedenih. If desired, transverse air flow into the cavity 79 can be achieved by a series of radial perforations (not shown) in the wrapping paper 69 and the tobacco paper 57 in one or more zones bordering the cavity. Such perforations have been found to enhance the production of flavored tobacco smoke and aerosols. Perforation is performed on tobacco paper 57 with a density of 1 hole per 1-2 square millimeters with a hole diameter of 0.4 mm to 0.7 mm. This achieves the porosity of COREST between 100-500. Wrapping paper 69 has a permeability of 100 to 1000 COREST. Of course, in order to achieve the desired smoking characteristics, such as drag resistance, the perforation density and the corresponding opening diameter other than those mentioned can be used.
Poprečno strujanje zraka u šupljinu 79 može se također omogućiti bušenjem perforacije kroz oba papira, tj. kroz omotni papir 69 i duhanski papir 57. Kod oblikovanja cigarete 23 s takvom perforacijom, omotni papir 69 i duhanski papir 57 se buše zajedno nakon što su postavljeni jedan na drugi, ili se buše odvojeno i nakon toga postavljaju jedan na drugi tako da se perforacije poravnaju ili preklope. Transverse flow of air into the cavity 79 can also be made possible by punching a perforation through both papers, i.e. through the wrapping paper 69 and the tobacco paper 57. In forming the cigarette 23 with such a perforation, the wrapping paper 69 and the tobacco paper 57 are perforated together after being placed one on each other, or they are drilled separately and then placed on top of each other so that the perforations are aligned or overlapped.
Ovdje predložena izvedba sklopa grijača 39 vidi se na slikama 3A i 3B. Modificirana izvedba sklopa grijača 39A s kombiniranim odstojnim i baznim elementom 49A prikazana je u rasklopljenom stanju na slici 5. The embodiment of the heater assembly 39 proposed here is seen in Figures 3A and 3B. A modified version of the heater assembly 39A with a combined spacer and base element 49A is shown in the disassembled state in Figure 5.
Element 49A sklopa grijača 39A zamjenjuje odstojni element 49 i bazu 50 sklopa grijača 39 prikazanog na slici 3A. Osnovne funkcije osiguravanja prostora za prihvaćanje cigarete 23 i ugradnje grijaći elemenata za zagrijavanje cigarete mogu se, naravno, postići i sklopovima grijača drugačijim od onih prikazanih na slikama 3A-3B i 5. Element 49A of heater assembly 39A replaces spacer element 49 and base 50 of heater assembly 39 shown in Figure 3A. The basic functions of providing a space for accepting the cigarette 23 and installing heating elements for heating the cigarette can, of course, be achieved with heater assemblies other than those shown in Figures 3A-3B and 5.
Prema slikama 3A-3B, sklop grijača 39 je postavljen u grlu 27 upaljača 25. Cigareta 23 se umeće, prvo povratni filter 63, u grlo 27 upaljača 25 u uglavnom cilindrični prostor sklopa grijača 39 koji prostor je određen (omeđen) prstenastim poklopcem 83 koji ima jedan otvoreni kraj za prihvaćanje cigarete, jednim neobaveznim cilindričnim zaštitnim rukavcem grijača 85, jednim cilindričnim rukavcem za zrak 87, sklopom grijača 89 zajedno s grijaćim elementima 43, električki provodljivim zatikom ili zajedničkim provodničkim sklopom 91, koji služi kao zajednički provodnik za grijaće elemente sklopa grijača, i odstojnim elementom 49. Donja unutrašnja površina 81 odstojnog elementa 49 zaustavlja cigaretu 23 u željenom položaju u sklopu grijača 39 tako da su grijaći elementi 43 postavljeni sasvim do šupljine 79 u cigareti. U sklopu grijača 39A prikazanom na slici 5, donja unutrašnja površina 81A elementa 49A zaustavlja cigaretu 23 u željenom položaju u sklopu grijača. According to Figures 3A-3B, the heater assembly 39 is placed in the throat 27 of the lighter 25. The cigarette 23 is inserted, first the return filter 63, into the throat 27 of the lighter 25 in the generally cylindrical space of the heater assembly 39 which space is defined (bounded) by the annular cover 83 which has one open end for receiving a cigarette, one optional cylindrical heater sleeve 85, one cylindrical air sleeve 87, a heater assembly 89 together with heating elements 43, an electrically conductive pin or common conductor assembly 91, which serves as a common conductor for the heating elements of the assembly heater, and the spacer element 49. The lower inner surface 81 of the spacer element 49 stops the cigarette 23 in the desired position in the heater assembly 39 so that the heating elements 43 are placed all the way to the cavity 79 in the cigarette. In the heater assembly 39A shown in Figure 5, the lower inner surface 81A of the element 49A stops the cigarette 23 in the desired position in the heater assembly.
U biti je cijeli sklop grijača 39 smješten u unutrašnjosti i učvršćen pomoću tijesnog dosjeda u kućište 31 prednjeg dijela 33 upaljača 25. Prednji rub 93 poklopca 83 je po mogućnosti smješten na prednji kraj 29 upaljača 25 ili je malo izvučen preko njega, te uključuje unutrašnji skošeni ili zaobljeni dio kako bi se postiglo vođenje cigarete 23 u sklopu grijača 39. Dijelovi grijaćih elemenata 43 sklopa grijača 89 i zatici 95 zatičnog sklopa 91 su učvršćeni oko vanjske površine 97 odstojnog elementa 49 tarnim dosjedom pomoću prstena 99. Stražnji krajevi 101 grijaćih elemenata 43 a stražnji krajevi 103 od, po mogućnosti, zatika 95 su zavareni na zatike 104 koji čvrsto dosjedaju u produžetak koji prelazi preko donje vanjske površine 105, vidljivo na slici 3B, baze 50 kroz provrte 107 u bazi predviđene za spajanje upravljačkog sklopa 41 i izvora energije 37. Zatici 104 trebaju biti dovoljno dobro spojeni na bazu 50 tako da blokiraju strujanje zraka kroz provrte 107. Zatici 104 dosjedaju u odgovarajuće spojnice (ležišta) (nisu prikazane), omogućujući na taj način učvršćenje i nošenje sklopa grijača 39 u upaljaču 25, te stvarajući tako mogućnost povezivanja vodičima ili štampanim krugovima tih spojnica s različitim električnim elementima. Ostala dva zatika 95 osiguravaju dodatni oslonac za ojačavanje zatičnog sklopa 91. Prolaz 47 u odstojnom elementu 49 i bazi 50 povezan je sa senzorom 45 koji reagira na uvlačenje dima i sa senzorom 53 koji ustanovljuje prisustvo ili nepostojanje cigarete 23 u upaljaču 25. Essentially, the entire heater assembly 39 is located inside and fixed by means of a tight fit in the housing 31 of the front part 33 of the lighter 25. The front edge 93 of the cover 83 is preferably located on the front end 29 of the lighter 25 or is slightly extended over it, and includes an internal bevel or a rounded part to achieve the guidance of the cigarette 23 in the heater assembly 39. The parts of the heating elements 43 of the heater assembly 89 and the pins 95 of the pin assembly 91 are fixed around the outer surface 97 of the spacer element 49 in a frictional fit by means of a ring 99. The rear ends 101 of the heating elements 43 a the rear ends 103 of, preferably, pins 95 are welded to pins 104 which tightly fit into an extension that passes over the lower outer surface 105, visible in Figure 3B, of the base 50 through holes 107 in the base provided for connecting the control assembly 41 and the power source 37 The pins 104 should be sufficiently attached to the base 50 so that they block the flow of air through the holes 107. The pins 104 fit in o suitable couplings (bearings) (not shown), thereby enabling the fastening and carrying of the heater assembly 39 in the lighter 25, and thus creating the possibility of connecting these couplings with different electrical elements by means of conductors or printed circuits. The other two pins 95 provide additional support for strengthening the pin assembly 91. The passage 47 in the spacer element 49 and the base 50 is connected to the sensor 45 which reacts to the intake of smoke and to the sensor 53 which determines the presence or absence of a cigarette 23 in the lighter 25.
Na sličan način, u sklopu grijača 39A prikazanom na slici 5, dijelovi grijaćih elemenata 43 grijača 89, te zatici 95 zatičnog sklopa 91 su učvršćeni oko jedne vanjske površine 97A elementa 49A tarnim disjedom pomoću prstena 99. Stražnji krajevi 101 grijaćih elemenata 43 i stražnji krajevi 103 od, po mogućnosti, dva zatika 95 prelaze preko donje vanjske površine 105A elementa 49A za spajanje upravljačkog kruga 41 i izvora energije 37. In a similar way, in the heater assembly 39A shown in Figure 5, the parts of the heating elements 43 of the heater 89, and the pins 95 of the pin assembly 91 are fixed around one outer surface 97A of the element 49A by means of a friction disc using a ring 99. The rear ends 101 of the heating elements 43 and the rear ends 103 of, preferably, two pins 95 pass over the lower outer surface 105A of the element 49A for connecting the control circuit 41 and the power source 37.
Element 49A se po mogućnosti oblikuje pomoću prirubničkog kraja 109 u kojem su izvedena najmanje dva utora ili provrta 107A kroz koje stražnji krajevi 103 od dva zatika 95 prelaze preko donje vanjske površine 105A. Ostala dva zatika 95 osiguravaju dodatnu čvrstoću zatičnom sklopu 91. Stražnji krajevi 101 grijaćih elemenata 43 su savijeni kako bi se prilagodili prirubničkom kraju 109 i prelaze preko donje vanjske površine 105A radijalno izvan vanjskog ruba 111 prirubničkog kraja. Prolaz 47 u elementu 49A povezuje senzor 45 koji reagira na uvlačenje dima a svjetlosni senzor 53 ustanovljuje da li je cigareta 23 stavljena u upaljač 25 ili ne. The element 49A is preferably formed by means of a flanged end 109 in which at least two grooves or bores 107A are provided through which the rear ends 103 of the two pins 95 pass over the lower outer surface 105A. The other two pins 95 provide additional strength to the pin assembly 91. The rear ends 101 of the heating elements 43 are bent to conform to the flange end 109 and pass over the lower outer surface 105A radially outside the outer edge 111 of the flange end. The passage 47 in the element 49A connects the sensor 45 which reacts to the drawing in of smoke and the light sensor 53 determines whether the cigarette 23 is placed in the lighter 25 or not.
Grijač 89, prikazan na slici 3A, 5 i 6, je po mogućnosti izrađen iz jedne, laserom rezane ploče takozvane superlegure koja ima kombinaciju svojstava visoke mehaničke čvrstoće i otpornosti na površinsko trošenje kod visokih temperatura. Ploča se reže odn. oblikuje bilo prosijecanjem (utiskivanjem) ili bušenjem ili, što je još bolje, pomoću CO2 lasera, kako bi se dobio općeniti obris (kontura) 115 grijača 89, vidljiv na slici 7. The heater 89, shown in Figure 3A, 5 and 6, is preferably made from a single, laser-cut sheet of a so-called superalloy that has a combination of high mechanical strength and surface wear resistance properties at high temperatures. The plate is cut or is shaped either by cutting (stamping) or drilling or, even better, by means of a CO2 laser, to obtain the general outline (contour) 115 of the heater 89, visible in Figure 7.
Na uzorku 115, elementi grijaća 43 se međusobno spajaju svojim stražnjim krajevima 101 pomoću stražnjeg dijela 117 izrezane ploče grijača 115 a, na prednjim krajevima 119, pomoću dijela koji oblikuje prednji dio 121 grijača 89. Dva bočna dijela 123 se protežu između stražnjeg dijela 117 i prednjeg dijela 121. Stražnji dio 117 i bočni dijelovi 123 služe, dok još ne oblikuju dio gotovog grijača 89, za rukovanje izrezanom pločom 115 za vrijeme obrade. In the pattern 115, the heater elements 43 are connected to each other at their rear ends 101 by means of the rear part 117 of the cut-out heater plate 115 and, at the front ends 119, by means of the part forming the front part 121 of the heater 89. The two side parts 123 extend between the rear part 117 and of the front part 121. The back part 117 and the side parts 123 serve, while not yet forming part of the finished heater 89, to handle the cut plate 115 during processing.
Nakon što je oblikovana ploča 115, svaki grijaći element 43 ima široki dio 125 koji se, kod gotovog grijača 89, nalazi neposredno uz duhanski papir 57, te uski dio 127 za izvedbu električnih priključaka s upravljačkim sklopom 41. Ako se to želi, uski dio 127 svakog grijaćeg elementa 43 se može opremiti (izvesti) s proširenim kontaktima 129 u blizini stražnjeg kraja 101 kako bi se omogućilo stvaranje zavarenih spojeva sa zaticima 104 ili za učvršćenje u spojnice (ležišta)(koje nisu prikazane) za električni spoj s upravljačkim krugom 41. Osnovni oblik ploče grijača 115 se dalje obraduje, najbolje daljnjim rezanjem pomoću lasera, kako bi se dobio "otisak stopala" 131 u obliku serpentine, što se vidi na slikama 6 i 8, iz širokog dijela 125. Naravno, ako se to želi, otisak stopala 131 može se izrezivati istovremeno kada i osnovni oblik 115. After the plate 115 is formed, each heating element 43 has a wide part 125 which, in the finished heater 89, is located directly next to the tobacco paper 57, and a narrow part 127 for making electrical connections with the control assembly 41. If desired, the narrow part 127 of each heating element 43 may be provided with extended contacts 129 near the rear end 101 to allow welding with pins 104 or to be fixed in connectors (seats) (not shown) for electrical connection with the control circuit 41 .The basic shape of the heater plate 115 is further processed, preferably by further laser cutting, to produce a serpentine "footprint" 131, as seen in Figures 6 and 8, from the wide portion 125. Of course, if desired, footprint 131 can be cut at the same time as the basic shape 115.
Preporučljivo je da se rezana ili prema uzorku oblikovana ploča elektropolira kako bi se izravnali i izgladili rubovi pojedinih grijaćih elemenata 43. Glatki rubovi grijaćih elemenata 43 omogućavaju umetanje cigarete 23 u upaljač 25 bez zapinjanja. It is recommended that the cut or patterned plate be electropolished in order to level and smooth the edges of the individual heating elements 43. The smooth edges of the heating elements 43 enable the cigarette 23 to be inserted into the lighter 25 without sticking.
Rezana oblikovana ploča se valja (omotava) oko držača (nije prikazan) da bi se dobio cilindričan oblik. Stražnji dio 117 kao i bočni dijelovi 123 se zatim odrežu, a rubovi 133 prednjeg dijela 121 se zajedno zavare kako bi se dobio jednostruki, integralni grijač 89, kao što je prikazano na slici 6. The cut shaped plate is rolled (wrapped) around a holder (not shown) to form a cylindrical shape. The rear portion 117 as well as the side portions 123 are then cut off and the edges 133 of the front portion 121 are welded together to form a single, integral heater 89, as shown in Figure 6.
Grijač 89 se može izraditi i na bilo koji drugi odgovarajući način koji nam stoji na raspolaganju. Na primjer, u skladu s jednim alternativnim postupkom, grijač 89 se oblikuje iz ploče koja se na početku oblikuje u cijev (nije prikazano), a zatim se reže kako bi se dobio veći broj grijaćih elemenata kao na slici 6. Osim toga, grijač 89 se može oblikovati od većeg broja pojedinačnih grijaćih elemenata 43 koji se spajaju, na primjer točkastim zavarivanjem, na zajednički prsten ili traku (nije prikazano) koja ima iste funkcije kao i prednji dio 121, odnosno služi kao zajednički električni vodič za grijače elemente i njihov mehanički držač. Nadalje, prednji dio 121 grijača 89 može biti zavaren ili na drugi način pričvršćen na kalibracioni prsten (nije prikazan) koji ima unutrašnji promjer u osnovi jednak cigareti 23. Kalibracioni prsten omogućava zadržavanje sklopa grijača u željenom obliku i pojačava čvrstoću. Heater 89 can be made in any other suitable way available to us. For example, according to one alternative method, the heater 89 is formed from a plate that is initially formed into a tube (not shown) and then cut to produce a plurality of heating elements as in Figure 6. Additionally, the heater 89 can be formed from a number of individual heating elements 43 which are connected, for example by spot welding, to a common ring or strip (not shown) which has the same functions as the front part 121, i.e. it serves as a common electrical conductor for the heating elements and their mechanical bracket. Further, the front portion 121 of the heater 89 may be welded or otherwise attached to a calibration ring (not shown) having an inner diameter substantially equal to the cigarette 23. The calibration ring allows the heater assembly to be held in the desired shape and increases strength.
Zatični sklop 91 koji je prikazan na slici 9, oblikovan je po mogućnosti jednim od postupaka sličnih postupku opisanom u vezi grijača 89. Kao i grijač 89, pojedini zatici 95 kao i trakasti dio za oblikovanje prednjeg dijela 135 zatičnog sklopa 91 se također režu iz ravne ploče električki vodljivog materijala, a zatim valjaju i zavaruju kako bi se dobio cilindrični oblik. Zatični sklop 91 se oblikuje s unutrašnjim promjerom koji je uglavnom jednak vanjskom promjeru grijača 89. Prednji dio 121 grijača 89 se tada umeće u prednji dio 135 zatičnog sklopa 91 te se ta dva dijela međusobno učvršćuju, po mogućnosti točkastim zavarivanjem, tako da su četiri zatika 95 smještena u slobodnom prostoru između susjednih parova grijaćih elemenata 43. Kao Što se vidi na slici 3B, četiri zatika 95 ( od kojih su u stvari samo dva spojena električki na zatike 104 koji se u predloženoj izvedbi protežu kroz bazu 50 ) su po mogućnosti radijalno smještena pod kutem od 22.5° u odnosu na susjedni grijaći element 43 (od ukupno osam grijaćih elemenata) i njegov spojeni zatik 104 koji se proteže kroz bazu. The pin assembly 91 shown in Figure 9 is preferably formed by one of the methods similar to the process described in connection with the heater 89. Like the heater 89, the individual pins 95 as well as the strip part for forming the front part 135 of the pin assembly 91 are also cut from a flat sheets of electrically conductive material, then rolled and welded to form a cylindrical shape. The pin assembly 91 is formed with an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the heater 89. The front part 121 of the heater 89 is then inserted into the front part 135 of the pin assembly 91 and the two parts are secured together, preferably by spot welding, so that the four pins 95 located in the free space between adjacent pairs of heating elements 43. As can be seen in Figure 3B, the four pins 95 (of which only two are connected electrically to the pins 104 which in the proposed embodiment extend through the base 50) are preferably radially located at an angle of 22.5° in relation to the adjacent heating element 43 (out of a total of eight heating elements) and its connected pin 104 extending through the base.
Različite izvedbe upaljača 25 u skladu s predmetnim izumom su sve predviđene da u standardnim uvjetima korištenja proizvedu i pošalju pušaču odgovarajuću količinu aromatiziranog dima duhana. Preciznije, ovdje se kao poželjna količina smatra isporuka pušaču između 5 i 13 mg, po mogućnosti između 7 i 10 mg, aerosola u svih 8 dimova, pri čemu jedno uvlačenje dima sadrži 35 ml u trajanju od dvije sekunde. Ustanovljeno je da bi za postizanje takve dobave grijaći elementi 43 trebali biti u mogućnosti postići temperaturu između 200°C i 900°C kada postoji prijenos topline između grijača i cigarete 23. Nadalje, grijaći elementi 43 bi po mogućnosti trebali trošiti između 5 i približno 40 Joule-a energije, poželjnije između 10 Joule-a i 25 Joule-a, a još bolje oko 15 Joulea. Niži utrošak energije se postiže kod grijaćih elemenata koji su savinuti prema unutra u smjeru cigarete 23 kako bi se poboljšali uvjeti prijenosa topline. The various designs of the lighter 25 in accordance with the present invention are all intended to produce and deliver to the smoker an adequate amount of flavored tobacco smoke under standard conditions of use. More precisely, the delivery to the smoker of between 5 and 13 mg, preferably between 7 and 10 mg, of aerosol in all 8 smokes is considered here as a desirable amount, whereby one inhalation of smoke contains 35 ml for two seconds. It has been found that to achieve such a supply, the heating elements 43 should be able to reach a temperature between 200°C and 900°C when there is heat transfer between the heater and the cigarette 23. Furthermore, the heating elements 43 should preferably consume between 5 and approximately 40 Joules of energy, preferably between 10 Joules and 25 Joules, more preferably around 15 Joules. Lower energy consumption is achieved with heating elements that are bent inwards in the direction of the cigarette 23 to improve heat transfer conditions.
Grijaći elementi 43 sa željenim karakteristikama imaju po mogućnosti aktivnu površinu između približno 3 mm2 i 25 mm2 i otpor koji približno iznosi oko 0.5 Ω do približno 3.0 Ω. Još povoljnije je ako grijaći elementi 43 imaju otpor između približno 0.8 Ω i 2.1 Ω. Naravno, otpor grijača je također uvjetovan određenim izvorom energije 37 koji se koristi za isporuku potrebne električne energije za zagrijavanje grijaćih elemenata 43. Na primjer, gore navedeni otpori grijaćeg elementa odgovaraju izvedbama kod kojih električnu energiju daju četiri serijski spojene nikel-kadmij baterijske ćelije s ukupnim naponom bez opterećenja od približno 4.8 do 5.8 volti. Ako se, kao alternativa, koristi šest ili osam takvih serijski spojenih baterija, grijaći elementi 43 će imati otpor između približno 3 Ω i 5 Ω odnosno između 5 Ω i 7 Ω. Heating elements 43 with the desired characteristics preferably have an active surface between approximately 3 mm2 and 25 mm2 and a resistance of approximately 0.5 Ω to approximately 3.0 Ω. It is even more advantageous if the heating elements 43 have a resistance between approximately 0.8 Ω and 2.1 Ω. Of course, the resistance of the heater is also conditioned by a certain energy source 37 that is used to deliver the necessary electrical energy to heat the heating elements 43. For example, the above resistances of the heating element correspond to designs where the electrical energy is provided by four serially connected nickel-cadmium battery cells with a total with no-load voltage of approximately 4.8 to 5.8 volts. If, alternatively, six or eight such series-connected batteries are used, the heating elements 43 will have a resistance between approximately 3 Ω and 5 Ω and between 5 Ω and 7 Ω, respectively.
Materijali od kojih se izrađuju grijaći elementi 43 se po mogućnosti odabiru tako da osiguravaju pouzdano ponovljeno korištenje u najmanje 1800 ciklusa uključivanja/isključivanja bez greške. Sklop grijača 39 se po mogućnosti odbacuje neovisno o upaljaču 25 uključujući i izvor energije 37 i upravljački sklop, i odbacuje se po mogućnosti nakon 3600 ciklusa ili više. Materijali grijaćeg elementa se odabiru na osnovu njihove otpornosti na oksidaciju i općenitom nepostojanju reaktivnosti kako bi se osiguralo da oni neće oksidirati ili na drugi način reagirati s cigaretom 23 kod bilo koje temperature koja se može pojaviti. Ako se to želi, grijaći elementi se mogu hermetički zatvoriti u materijal slabe toplinske provodljivosti poput keramičkog materijala, kako bi se dodatno onemogućila oksidacija i reakcija. The materials of which the heating elements 43 are made are preferably selected to ensure reliable repeated use of at least 1800 on/off cycles without failure. The heater assembly 39 is preferably discarded independently of the igniter 25 including the power source 37 and control assembly, and is preferably discarded after 3600 cycles or more. Heating element materials are selected based on their resistance to oxidation and general lack of reactivity to ensure that they will not oxidize or otherwise react with the cigarette 23 at any temperature that may occur. If desired, the heating elements can be hermetically sealed in a material of poor thermal conductivity, such as a ceramic material, to further prevent oxidation and reaction.
Na osnovu tih kriterija, materijali za elemente električnih grijača uključuju legirane poluvodiče ( na pr. silikon), ugljik grafit, nehrđajući čelik, tantal, metalne keramičke matrice i metalne legure, kao što su na primjer legure sa sadržajem nikla, kroma i željeza. Silikonski poluvodički materijal s primjesom fosfornih nečistoća do nivoa u rasponu od 5 x 1018 nečistoća/cm3 do 5 x 1019 nečistoća/cm3, što odgovara specifičnom otporu u rasponu od približno 1 x 10-2 Ω-cm do približno 1 x 10-3 Ω-cm, opisan je u važećoj U.S. patentnoj prijavi ser.br. 07/943,505, koja je navedena kao referenca. Odgovarajuće metalno-keramičke matrice uključuju silikon karbid aluminij i silikon karbid titan. Prikladni su također i intermetalni spojevi otporni na oksidaciju kao što su aluminidi nikla i aluminidi željeza. Based on these criteria, materials for electric heater elements include alloyed semiconductors (eg silicon), carbon graphite, stainless steel, tantalum, metal ceramic matrices and metal alloys, such as alloys containing nickel, chromium and iron. A silicon semiconductor material doped with phosphorus impurities to a level in the range of 5 x 1018 impurities/cm3 to 5 x 1019 impurities/cm3, corresponding to a specific resistance in the range of approximately 1 x 10-2 Ω-cm to approximately 1 x 10-3 Ω -cm, is described in current U.S. Pat. patent application ser. no. 07/943,505, which is incorporated by reference. Suitable metal-ceramic matrices include silicon carbide aluminum and silicon carbide titanium. Oxidation-resistant intermetallic compounds such as nickel aluminides and iron aluminides are also suitable.
Još je povoljnije da su električni grijaći elementi 43 izrađeni od toplinski otporne legure koja pokazuje kombinaciju svojstava visoke mehaničke čvrstoće i otpornosti na površinsko trošenje kod visokih temperatura. It is even more advantageous that the electric heating elements 43 are made of a heat-resistant alloy that exhibits a combination of properties of high mechanical strength and resistance to surface wear at high temperatures.
Grijaći elementi 43 se po mogućnosti izrađuju iz materijala koji ima visoku čvrstoću i površinsku stabilnost kod temperatura do približno 80% njegove točke taljenja. Takve legure uključuju one legure koje se uobičajeno nazivaju super-legure i uglavnom se baziraju na niklu, željezu ili kobaltu. Povoljno je da super-legura grijaćih elemenata 43 uključuje aluminij radi daljnjeg poboljšanja karakteristike grijaćeg elementa ( na pr. otpornosti na oksidaciju). Takav materijal se može nabaviti od proizvođača Haynes International, Inc. of Kokomo, Indiana, pod imenom (nazivom) Haynes 214 legura. Taj visokotemperaturni materijal sadrži, između ostalih elemenata, oko 75% nikla, oko 16% kroma, oko 4.5% aluminija i oko 3% težinskih željeza. The heating elements 43 are preferably made from a material that has high strength and surface stability at temperatures up to approximately 80% of its melting point. Such alloys include those commonly referred to as superalloys and are generally based on nickel, iron or cobalt. Advantageously, the super-alloy of the heating elements 43 includes aluminum to further improve the characteristics of the heating element (eg resistance to oxidation). Such material is available from the manufacturer Haynes International, Inc. of Kokomo, Indiana, under the name(s) of Haynes 214 alloy. This high-temperature material contains, among other elements, about 75% nickel, about 16% chromium, about 4.5% aluminum and about 3% iron by weight.
Kao što je gore navedeno, pojedinačni grijaći elementi 43 grijača 89 uključuju po mogućnosti dio 131 u obliku "otiska stopala" s većim brojem međusobno spojenih zakrivljenih zona -uglavnom S-oblika- radi povećanja efektivnog otpora svakog grijaćeg elementa. Zavojiti obris otiska stopala 131 grijaćih elemenata 43 povećava električni otpor bez povećanja ukupne dužine ili smanjenja širine poprečnog presjeka grijaćeg elementa. Grijaći elementi 43 koji imaju otpor u rasponu od približno 0.5 Ω do približno 3 Ω i čija je dužina otiska stopala prilagođena tako da odgovara za postavljanje u sklop grijača 39 sa slike 3A i sklopa grijača 39A sa slike 5, imaju po mogućnosti N međusobno spojenih zona S-oblika, pri čemu N je u rasponu od približno tri do približno 12, još bolje između šest i deset. As noted above, the individual heating elements 43 of the heater 89 preferably include a "footprint" shaped portion 131 with a plurality of interconnected curved zones - generally S-shaped - to increase the effective resistance of each heating element. The sinuous outline of the footprint 131 of the heating elements 43 increases the electrical resistance without increasing the overall length or reducing the cross-sectional width of the heating element. Heating elements 43 having a resistance in the range of approximately 0.5 Ω to approximately 3 Ω and whose footprint length is adapted to fit into the heater assembly 39 of Figure 3A and the heater assembly 39A of Figure 5 preferably have N interconnected zones S-shaped, wherein N is in the range of about three to about 12, more preferably between six and ten.
Ako se otisak stopala grijača 131 prikazan na slici 8 prvo reže u oblik širokog dijela 125 sa slike 7, tako da široki dio ima širinu W1, dužinu L1 i debljinu T, otpor od jednog kraja 125' do suprotnog kraja 125'' širokog dijela određen je jednadžbom: If the heater footprint 131 shown in Figure 8 is first cut into the shape of the wide portion 125 of Figure 7, such that the wide portion has a width W1, a length L1, and a thickness T, the resistance from one end 125' to the opposite end 125'' of the wide portion is determined is the equation:
[image] [image]
gdje znači specifični otpor određenog materijala koji se koristi. Nakon oblikovanja otiska stopala 131, otpor otiska stopala je povećan obzirom da je efektivna električna dužina otpora grijaćeg elementa 43 povećana dok je površina poprečnog presjeka smanjena. Na primjer, nakon što je otisak stopala oblikovan u grijaćem elementu 43, tok struje kroz grijaći element se odvija po putanji P. Putanja P ima efektivnu električnu duljinu od približno 9 ili 10 x W1 ( za skoro pet punih okreta otiska stopala grijaćeg elementa), nasuprot početnoj električnoj duljini L1. Nadalje, poprečni presjek se smanjio sa W1 x T na W2 x T. U skladu s predmetnim izumom, obje naveden promjene, tj. povećanje električne duljine i smanjenje poprečnog presjeka, imaju tendenciju povećavanja ukupnog električnog otpora grijaćeg elementa 43, obzirom da je električni otpor proporcionalan električnoj duljini i obrnuto proporcionalan površini poprečnog presjeka. where means the specific resistance of the particular material used. After forming the footprint 131, the resistance of the footprint is increased since the effective electrical resistance length of the heating element 43 is increased while the cross-sectional area is reduced. For example, after the footprint is formed in the heating element 43, current flow through the heating element is along path P. Path P has an effective electrical length of approximately 9 or 10 x W1 (for nearly five full revolutions of the footprint of the heating element), opposite the initial electrical length L1. Furthermore, the cross-section has decreased from W1 x T to W2 x T. In accordance with the present invention, both of these changes, i.e., the increase in electrical length and the decrease in cross-section, tend to increase the total electrical resistance of the heating element 43, since the electrical resistance is proportional to electrical length and inversely proportional to cross-sectional area.
Prema tome, oblikovanjem otiska stopala 131 u grijaćem elementu 43 postiže se smanjenje volumena vodičkog materijala koji se koristi uz istovremeno postizanje prethodno određenog otpora preko zadane površine zagrijavanja, na pr, 3 mm2 do 25 mm2. Navedena karakteristika predmetnog izuma omogućava najmanje tri prednosti. Therefore, by shaping the footprint 131 in the heating element 43, a reduction in the volume of the conductive material used is achieved while at the same time achieving a predetermined resistance over a given heating surface, for example, 3 mm2 to 25 mm2. The above characteristic of the subject invention provides at least three advantages.
Prvo, za zadani otpor, grijaći element 43 se oblikuje iz pravokutne ploče koja ima manju dužinu nego što bi bilo potrebno da je oblikovan kao linearni element. To omogućava kompaktniju izvedbu sklopa grijača 39 i proizvodnju upaljača 25 uz niže proizvodne troškove. First, for a given resistance, the heating element 43 is formed from a rectangular plate having a smaller length than would be necessary if it were formed as a linear element. This enables a more compact design of the heater assembly 39 and the production of the lighter 25 with lower production costs.
Drugo, obzirom da se energija koja je potrebna za zagrijavanje grijaćeg elementa 43 do zadane radne temperature u mirujućem zraku povećava kako se povećava i masa grijaćeg elementa, izvedba grijaćeg elementa sa zavojima je energetski povoljna obzirom da omogućava postizanje zadanog otpora kod smanjenog volumena. Na primjer, ako je volumen grijaćeg elementa 43 smanjen dva puta (faktor dva), tada se i masa smanjuje u istom omjeru. Na taj način, obzirom da je energija potrebna za zagrijavanje grijaćeg elementa 43 do zadane radne temperature u mirnom zraku uglavnom proporcionalna masi i toplinskom kapacitetu grijaćeg elementa, smanjenje volumena za faktor dva također smanjuje dva puta i potrebnu energiju. Time se postiže energetski efikasniji grijaći element 43. Second, given that the energy required to heat the heating element 43 to the set operating temperature in still air increases as the mass of the heating element increases, the design of the heating element with turns is energetically favorable, since it enables the achievement of the set resistance at a reduced volume. For example, if the volume of the heating element 43 is reduced twice (a factor of two), then the mass is also reduced in the same proportion. In this way, given that the energy required to heat the heating element 43 to the set operating temperature in still air is mainly proportional to the mass and heat capacity of the heating element, reducing the volume by a factor of two also reduces the necessary energy by two times. This results in a more energy efficient heating element 43.
Treća prednost smanjenog volumena grijaćeg elementa 43 zavojne izvedbe je vezana uz vremensko trajanje reakcije grijaćeg elementa. Vremensko reagiranje je definirano kao duljina vremena koje je potrebno da određeni grijaći element 43 promijeni prvu (početnu) temperaturu u neku drugu, višu temperaturu kao reakcija na dovedenu (ulaznu) energiju. Budući je vremensko reagiranje grijaćeg elementa 43 uglavnom proporcionalno njegovoj masi, poželjno je da grijaći element sa smanjenim volumenom ima također i smanjeno vrijeme reakcije. Zbog toga grijaći elementi 43 u zavojnoj izvedbi, osim svoje kompaktnosti i energetske iskoristivosti, imaju i sposobnost bržeg zagrijavanja na radnu temperaturu. Ova karakteristika predmetnog izuma također rezultira boljom iskoristivošću grijaćeg elementa 43. The third advantage of the reduced volume of the heating element 43 of the coil design is related to the time duration of the reaction of the heating element. Time response is defined as the length of time it takes for a specific heating element 43 to change the first (initial) temperature to another, higher temperature as a reaction to the supplied (input) energy. Since the time response of the heating element 43 is generally proportional to its mass, it is desirable that a heating element with a reduced volume also has a reduced response time. For this reason, the heating elements 43 in the spiral version, apart from their compactness and energy efficiency, also have the ability to heat up to the working temperature more quickly. This characteristic of the subject invention also results in a better utilization of the heating element 43.
Na taj način, izvođenjem većeg broja okreta u grijaćim elementima 43 (na pr. u obliku zavoja), otpor grijaćeg elementa je povećan bez potrebe da se poveća dužina ili smanji površina poprečnog presjeka grijaćeg elementa. Postoje naravno i drugi uzorci grijaćeg elementa 43 osim onog koji je prikazan na slici 8 pomoću kojih se mogu primijeniti principi iskorišteni u navedenoj izvedbi, a time isto tako postići kompaktan i efikasan grijaći element. In this way, by making more turns in the heating elements 43 (eg in the form of a bend), the resistance of the heating element is increased without the need to increase the length or reduce the cross-sectional area of the heating element. There are, of course, other models of the heating element 43 besides the one shown in Figure 8, by means of which the principles used in the above design can be applied, thereby also achieving a compact and efficient heating element.
Otisak stopala 131 se urezuje u grijaće elemente 43 pomoću bilo kojeg kompatibilnog postupka, po mogućnosti laserom (najbolje CO2 laserom). Zbog malih geometrijskih veličina koje se pojavljuju kod grijaćih elemenata 43 sa zavojima ( na primjer, zazor B na slici 8 bi trebao biti reda veličine od 0.1 mm do približno 0.25 mm), lasersko rezanje ima prednost pred drugim postupcima za izrezivanje otiska stopala 131. Obzirom da je laserska energija prilagođena za koncentraciju na male volumene, laserska energija omogućava svestranu, brzu, točnu i automatiziranu obradu. Osim toga, obrada laserom smanjuje inducirana naprezanja materijala koji se reže, kao i površinu materijala pod djelovanjem topline (tj. oksidiran materijal) u usporedbi s ostalim postupcima rezanja ( na pr. obrada električnim pražnjenjem ). Ostali kompatibilni postupci uključuju obradu električnim pražnjenjem, precizno prosjecanje utiskivanjem, kemijsko nagrizanje i kemijsko glodanje (mljevenje). Također je moguće oblikovati otisak stopala 131 konvencionalnim postupcima pomoću alata za prosjecanje, iako je ova alternativa manje privlačna zbog trošenja reznog alata, barem kod izvedbi sa zavojima. The footprint 131 is etched into the heating elements 43 using any compatible process, preferably a laser (preferably a CO2 laser). Due to the small geometrical sizes that occur with the heating elements 43 with turns (for example, the gap B in Figure 8 should be on the order of 0.1 mm to approximately 0.25 mm), laser cutting has an advantage over other methods for cutting the footprint 131. Whereas that laser energy is adapted for concentration on small volumes, laser energy enables versatile, fast, accurate and automated processing. In addition, laser processing reduces the induced stresses of the material being cut, as well as the surface of the material under the influence of heat (i.e. oxidized material) compared to other cutting processes (eg electric discharge processing). Other compatible processes include electric discharge machining, precision embossing, chemical etching, and chemical milling (grinding). It is also possible to form the footprint 131 by conventional methods using a cutting tool, although this alternative is less attractive due to the wear of the cutting tool, at least in the winding designs.
Osim za rezanje grijaćih elemenata 43 sa zavojima, laser se isto može vrlo prikladno iskoristiti i za efikasno spajanje (vezanje) različitih komponenti upaljača (po mogućnosti laser s itrij-aluminij-granatom (YAG) ). Na primjer, grijač 89 i zatični sklop 91 se po mogućnosti točkasto zavaruju jedan na drugi primjenom CO2 ili YAG lasera. Osim toga, stražnji krajevi 101 ili prošireni kontakti 129 grijaćih elemenata 43 se po mogućnosti također zavaruju laserom na električne priključke (zatike) 104 u bazi 50 ili na odgovarajuće kružne elemente ili utičnice. Naravno, za međusobno spajanje različitih komponenti upaljača postoje i različite konvencionalne metode spajanja. In addition to cutting the heating elements 43 with turns, the laser can also be very conveniently used for the efficient joining (bonding) of different components of the lighter (preferably a laser with yttrium-aluminum-garnet (YAG)). For example, the heater 89 and pin assembly 91 are preferably spot welded to each other using a CO2 or YAG laser. In addition, the rear ends 101 or extended contacts 129 of the heating elements 43 are preferably also laser welded to the electrical connections (pins) 104 in the base 50 or to corresponding circular elements or sockets. Of course, there are also various conventional connection methods for connecting the different components of the lighter to each other.
U skladu s predmetnim izumom, na minimum su smanjena toplinski inducirana naprezanja u grijaćim elementima 43 koja bi mogla izazvati oštećenja. Kao što se vidi na slici 6 stražnji krajevi 101 ( ili prošireni kontakti 129 ) koji su zavareni na zatike 104 ili na druge električne sklopove ili komponente, i dijelovi otiska stopala 131, koji proizvode toplinu, oblikovani su kao jednostruki grijaći element 43 čime je izbjegnuta potreba zavarivanja zasebnih dijelova otiska stopala i krajnjih dijelova. Ustanovljeno je da takvo zavarivanje proizvodi neželjeno iskrivljavanje za vrijeme zagrijavanja grijaćih elemenata. Uzdužne središnje osi krajnjih dijelova 101 ili kontakata 129 trebaju po mogućnosti biti poravnate sa središnjim osima otisaka stopala 131.Isto je tako primijećeno da i neporavnate središnje osi uzrokuju distorzije za vrijeme zagrijavanja grijaćih elemenata. Nadalje, suprotni krajevi 131' i 131'' otisaka stopala 131 se po mogućnosti simetrično dodiruju sa nezavojitim dijelovima grijaćeg elementa 43, tj. svaka točka u istom smjeru. Simetrija krajeva 131' i 131'' ima tendenciju sprečavanja krajeva otisaka stopala 131 izvijanja u suprotnim smjerovima za vrijeme zagrijavanja a time i oštećenja otiska stopala. Prelazne površine 137' i 137'' na krajevima 131' i 131'' otiska stopala 131, a između nezavojitih dijelova grijaćeg elementa 43 i krajeva su po mogućnosti skošene kao što se vidi na slici 6. Skošene prelazne površine 137' i 137'' također smanjuju toplinski inducirana naprezanja. In accordance with the present invention, thermally induced stresses in the heating elements 43, which could cause damage, are reduced to a minimum. As seen in Figure 6, the rear ends 101 (or extended contacts 129) which are welded to the pins 104 or other electrical assemblies or components, and the heat producing portions of the footprint 131, are formed as a single heating element 43, thereby avoiding the need to weld separate parts of the footprint and end parts. Such welding has been found to produce unwanted distortion during heating of the heating elements. The longitudinal central axes of the end parts 101 or contacts 129 should preferably be aligned with the central axes of the footprints 131. It has also been observed that misaligned central axes cause distortions during heating of the heating elements. Furthermore, the opposite ends 131' and 131'' of the footprints 131 preferably symmetrically contact the uncurved parts of the heating element 43, i.e. each point in the same direction. The symmetry of the ends 131' and 131'' tends to prevent the ends of the footprints 131 from buckling in opposite directions during heating and thus from damaging the footprint. The transitional surfaces 137' and 137'' at the ends 131' and 131'' of the footprint 131, and between the non-curved parts of the heating element 43 and the ends are preferably beveled as shown in Figure 6. Bevelled transitional surfaces 137' and 137'' they also reduce thermally induced stresses.
Grijaći elementi 43 i sklop grijača 39 imaju još neke dodatne karakteristike kojima se izbjegavaju problemi vezani uz zagrijavanje i ponovljeno zagrijavanje. Na primjer za vrijeme zagrijavanja grijaći elementi 43 pokazuju tendenciju širenja. Obzirom da su grijaći elementi 43 učvršćeni između nepomičnog prednjeg kraja 135 zatičnog sklopa 91 pričvršćenog na prednji dio 121 grijača 89 i prstena 99 u blizini stražnjih krajeva 101 grijaćih elemenata, ekspanzija grijaćih elemenata će rezultirati bilo u željenom savijanju grijaćih elemenata prema unutra u smjeru cigarete 23 ili u neželjenom savijanju prema van suprotno od cigarete. Kod vanjskog savijanja pojavit će se toplinski zazor između grijaćeg elementa 43 i cigarete 23. To dovodi do neefikasnog i nekonzistentnog zagrijavanja duhanskog papira 57 uslijed promjene stupnja međusobnog kontakta između površina grijaćeg elementa i cigarete. Heating elements 43 and heater assembly 39 have some additional features that avoid problems related to heating and reheating. For example, during heating, the heating elements 43 show a tendency to expand. Since the heating elements 43 are secured between the stationary front end 135 of the pin assembly 91 attached to the front 121 of the heater 89 and the ring 99 near the rear ends 101 of the heating elements, expansion of the heating elements will result in either the desired bending of the heating elements inwardly in the direction of the cigarette 23 or in unwanted bending outwards opposite to the cigarette. During external bending, a thermal gap will appear between the heating element 43 and the cigarette 23. This leads to inefficient and inconsistent heating of the tobacco paper 57 due to a change in the degree of mutual contact between the surfaces of the heating element and the cigarette.
Kako bi se izbjeglo savijanje u vanjskom smjeru, pojedini grijaći elementi 43 grijača 89 su po mogućnosti oblikovani tako da imaju željenu izvijenost prema unutra, kao što se vidi na slici 3 A. Savijanje prema unutra osigurava čvrsti dosjed i dobar toplinski kontakt između grijaćih elemenata 43 i cigarete 23. Prema unutra savijeni oblik grijaćih elemenata 43 se postiže bilo kojim od velikog broja mogućih načina, kao što je oblikovanje cilindričnih grijača, poput onog prikazanog na slici 6, na kalupu ( nije prikazan ) koji ima željenu iskrivljenost prema unutra. Preporuča se, da se prema unutra izvijeni oblik izvede u grijaćim elementima 43 kod prosjecanja i prešanja ( nije prikazano ) In order to avoid bending in the outward direction, the individual heating elements 43 of the heater 89 are preferably shaped to have the desired inward curvature, as seen in Figure 3 A. The inward bending ensures a tight fit and good thermal contact between the heating elements 43 and cigarettes 23. The inwardly bent shape of the heating elements 43 is achieved in any of a number of possible ways, such as forming cylindrical heaters, such as that shown in Figure 6, on a mold (not shown) having the desired inward curvature. It is recommended that an inward curved shape be made in the heating elements 43 during cutting and pressing (not shown).
Prije oblikovanja grijača 89 u cilindar. Oblik s unutrašnjim iskrivljenjem grijaćih elemenata 43 će kod širenja grijaćih elemenata za vrijeme zagrijavanja rezultirati u daljnjem izvijanju prema unutra. Ta izvijenost treba po mogućnosti po cijeloj dužini otiska stopala 151 biti relativno blaga. Skošene prelazne površine 137' 137'' mogu biti jače izvijene od osjetljivih otiska stopala 131. Na taj način izbjegnuta je koncentracija toplinskih naprezanja na osjetljivijim dijelovima grijaćih elemenata 43. Before forming the heater 89 into a cylinder. The shape with internal distortion of the heating elements 43 will result in further bending inward when the heating elements expand during heating. This curvature should preferably be relatively mild along the entire length of the footprint 151. Beveled transition surfaces 137' 137'' can be more curved than the sensitive footprints 131. In this way, the concentration of thermal stresses on the more sensitive parts of the heating elements 43 is avoided.
Po želji, oko otiska stopala 131 grijaćih elemenata 43 stavlja se prsten ( nije prikazan). Taj prsten služi kao odvodnik topline te se, kod širenja otisaka stopala 131 grijaćih elemenata 43 kod zagrijavanja, otisci stopala prisiljavaju na ekspanziju u smjeru prema unutra, prema cigareti 23. If desired, a ring (not shown) is placed around the footprint 131 of the heating elements 43. This ring serves as a heat sink and, when the footprints 131 of the heating elements 43 expand during heating, the footprints are forced to expand inwardly, towards the cigarette 23.
Osim prije opisanog grijača 89, sklop grijača 39 prikazan na slici 3A uključuje također i odstojni element 49 te bazu sklopa grijača 50, Odstojni element 49, pojedinačno prikazan na slikama 10A-10C, ima cilindričnu vanjsku površinu 97 na koju su zatici 91 i grijaći elementi 43 pričvršćeni tarnim dosjedom pomoću prstena 99. In addition to the previously described heater 89, the heater assembly 39 shown in Figure 3A also includes a spacer element 49 and a heater assembly base 50. The spacer element 49, shown individually in Figures 10A-10C, has a cylindrical outer surface 97 to which the pins 91 and heating elements are attached. 43 attached with a friction fit using a ring 99.
Odstojni element 49 dalje uključuje podnu stijenku 139, Čija donja unutrašnja površina 81 služi za ograničavanje daljnjeg kretanja cigarete 23 u upaljač 25 tako da cigareta dođe u ispravan položaj u odnosu na grijaće elemente 43, te cilindričnu unutrašnju stijenku 141 kako bi se omogućio prolaz cigarete u odstojni element. U podnoj stijenci 139 je oblikovan dio 47' prolaza 47 za povezivanje sa senzorom 45 koji reagira na uvlačenje dima. Dio 47' je po mogućnosti u obliku rupe ili provrta koji prolazi kroz podnu stijenku 139 paralelno središnjoj osi odstojnog elementa 49. Isto tako je u podnoj stijenci 139 izveden otvor 55 za svjetlosni senzor 53. Prigušnica 143 za prvo uvlačenje se proteže od vanjske površine 97 odstojnog elementa 49 do dijela 55' otvora. Prigušnica (grlo) 143 za prvo uvlačenje dima pomaže postizanje željenog otpora uvlačenju (RTD) za vrijeme prvog uvlačenja dima na cigareti 23 otvaranjem dodatnog prolaza za struju zraka iz zone oko cigarete do zone koja se nalazi uz povratni filter 63. Obzirom da duhanski papir 57 i omotni papir 69 nastoje ograničiti strujanje zraka u cigaretu 23 sve dok grijaći element 43 ne zagrije jednu zonu na cigareti, prigušnica 143 osigurava strujanje zraka do zone sklopa grijača 39 pomoću povratnog filtera 63 cigarete. Povratni filter 63 pušta dovoljnu količinu zraka u cigaretu 23 kako bi se postigao manji otpor uvlačenju (RTD) nego što bi bio inače. U svakom slučaju, povratni filter 63 treba biti što je moguće zbijeniji (gust, tijesan) a da istovremeno omogućava gore navedeno strujanje zraka za vrijeme prvog uvlačenje, tako da aerosol koji je zaostao u šupljini 79 nakon uvlačenja dima na cigareti 23 ne prođe natrag u upaljač kroz povratni filter. Nakon prvog uvlačenja dima cigarete 23, dio duhanskog papira 57 i omotnog papira 69 koji je bio zagrijan uključivanjem grijaćeg elementa postaje propusniji za zrak. Prema tome, strujanje zraka kroz prigušnicu 143 za prvo uvlačenje i povratni filter postaje bez značaja za sva uvlačenja dima na cigareti 23 nakon prvog uvlačenja. The spacer element 49 further includes a floor wall 139, whose lower inner surface 81 serves to limit the further movement of the cigarette 23 into the lighter 25 so that the cigarette comes into the correct position in relation to the heating elements 43, and a cylindrical inner wall 141 to enable the passage of the cigarette in spacer element. In the floor wall 139, a part 47' of the passage 47 is formed for connection with the sensor 45 which reacts to the inflow of smoke. The part 47' is preferably in the form of a hole or bore that passes through the floor wall 139 parallel to the central axis of the spacer element 49. Likewise, an opening 55 for the light sensor 53 is made in the floor wall 139. The damper 143 for the first insertion extends from the outer surface 97 of the spacer element 49 to the part 55' of the opening. Throat 143 for the first draw of smoke helps achieve the desired draw resistance (RTD) during the first draw of smoke on the cigarette 23 by opening an additional passage for the air flow from the zone around the cigarette to the zone adjacent to the return filter 63. Given that the tobacco paper 57 and wrapping paper 69 tend to restrict the flow of air into the cigarette 23 until the heating element 43 heats one zone on the cigarette, the choke 143 ensures the flow of air to the zone of the heater assembly 39 by means of the return filter 63 of the cigarette. The return filter 63 allows a sufficient amount of air into the cigarette 23 to achieve a lower resistance to draw (RTD) than would otherwise be the case. In any case, the return filter 63 should be as compact as possible (dense, tight) while at the same time enabling the aforementioned air flow during the first inhalation, so that the aerosol that remained in the cavity 79 after the inhalation of smoke on the cigarette 23 does not pass back into igniter through the return filter. After the first inhalation of cigarette smoke 23, part of the tobacco paper 57 and wrapping paper 69 that was heated by turning on the heating element becomes more permeable to air. Therefore, the airflow through the first draw choke 143 and the return filter becomes irrelevant for all smoke draws on the cigarette 23 after the first draw.
Baza 50, kako se vidi na slikama 11A-11C, je uglavnom cilindričnog oblika i uključuje podnu stijenku 151, zatike ili vodiče 104 za spajanje sa zaticima 95, te grijaće elemente 43 koji prolaze kroz provrte 107 izrađene u podnoj stijenci i prelaze preko donje vanjske površine 105 baze. Baza 50 je po mogućnosti izvedena s cilindričnom vanjskom površinom 153 i cilindričnom unutrašnjom stijenkom 155, pri čemu unutrašnja stijenka ima promjer koji je veći od vanjskog promjera odstojnog elementa 49, a uglavnom isti vanjskom promjeru prstena 99. Odstojni element 49 se drži u određenom položaju u odnosu na bazu 50 pomoću tarnog dosjeda između unutrašnje stijenke 169 zračnog rukavca 87, prstena 99 i vanjske površine 97 odstojnog elementa. Način učvršćenja rukavca za zrak 87 na bazu 50 je razjašnjen u daljnjem tekstu. Odstojni element i baza 50 mogu se učvrstiti drugim, odn. dodatnim sredstvima kao što su ljepilo, vijci ili uskočni dosjed. Osim toga, na odstojnom elementu i bazi 50 može se izraditi jedan ili više grebena i utora (nisu prikazani) kako bi se osigurao željeni međusobni položaj odstojnog elementa i baze pod određenim kutem. Dio 47'' prolaza 47 je izveden u podnoj stijenci 151 i on se po mogućnosti proteže od točke u blizini središnjice baze 50 do obodnog ruba baze. Ako se to želi, dio 47'' može biti djelomično izveden u obliku žljeba na unutrašnjoj površini 157 podne stijenke, pri čemu taj žljeb postaje zračno nepropusan nakon ugradnje odstojnog elementa 49. Preporuča se da dio 47'' bude u obliku uzdužnih i radijalnih provrta koji se međusobno sijeku izrađenih u podnoj stijenci 151. U podnoj stijenci je izveden dio 55'' otvora 55. Dijelovi 47' i 55' odstojnog elementa 49 su poravnati (u istom smjeru) s dijelovima 47'' i 55'' baze 50 da bi oblikovali prolaz 47 i otvor 55. The base 50, as seen in Figures 11A-11C, is generally cylindrical in shape and includes a floor wall 151, pins or guides 104 for connection to the pins 95, and heating elements 43 that pass through holes 107 made in the floor wall and pass over the lower outer area of 105 bases. The base 50 is preferably made with a cylindrical outer surface 153 and a cylindrical inner wall 155, wherein the inner wall has a diameter that is greater than the outer diameter of the spacer element 49, and generally the same as the outer diameter of the ring 99. The spacer element 49 is held in a certain position in relative to the base 50 by means of a frictional fit between the inner wall 169 of the air sleeve 87, the ring 99 and the outer surface 97 of the spacer element. The method of securing the air sleeve 87 to the base 50 is explained below. The spacer element and the base 50 can be fixed with other, or with additional means such as glue, screws or snap-on fasteners. In addition, one or more ridges and grooves (not shown) may be formed on the spacer and base 50 to provide a desired mutual position of the spacer and base at a certain angle. A portion 47'' of the passage 47 is formed in the floor wall 151 and preferably extends from a point near the center of the base 50 to the peripheral edge of the base. If desired, the part 47'' can be partly made in the form of a groove on the inner surface 157 of the floor wall, whereby this groove becomes air-tight after the installation of the spacer element 49. It is recommended that the part 47'' be in the form of longitudinal and radial holes which intersect with each other made in the floor wall 151. In the floor wall, a part 55'' of the opening 55 is made. would form passage 47 and opening 55.
Element 49A sklopa grijača 39A u izvedbi prema slici 5, vidi se dalje na slikama 12A-12D. Element 49A ima cilindričnu vanjsku površinu 97A na koju se zatici 95 i grijaći elementi 43 učvršćuju pomoću prstena 99. Element 49A ima osim toga podnu stijenku 139A, čija unutrašnja površina 81A služi za blokiranje daljnjeg kretanja cigarete 23 u upaljač 25 tako da cigareta bude u ispravnom položaju u odnosu na grijaće elemente 43 i na cilindričnu unutrašnju stijenku 141A elementa, kako bi se omogućio prolaz cigareti u element. U elementu 49A može se također izraditi i prigušnica za prvo uvlačenje (nije prikazana). U donjoj stijenci 139A je izveden prolaz 47A za vezu sa senzorom 45 koji se aktivira uvlačenjem. Prolaz 47A je po mogućnosti u obliku rupe ili provrta koji prolazi kroz podnu stijenku 139A paralelno sa središnjicom elementa 49A. U podnoj stijenci 139A izveden je također i otvor 55A za svjetlosni senzor 53. Kako je prije navedeno, stražnji krajevi 101 grijaćih elemenata 43 i stražnji krajevi 103, po mogućnosti, barem dvaju zatika 95, prelaze preko vanjske površine 105A podne stijenke elementa 49A radi spajanja na upravljački sklop 41 i izvor energije 37. Element 49A je po mogućnosti izveden s prirubničkim krajem 109 u kojem su izrađena najmanje dva utora ili provrta 107A kroz koje prolaze stražnji krajevi 103 dvaju zatika 95 tako da vire izvan vanjske površine 105A podne stijenke. Stražnji krajevi 101 grijaćih elemenata 43 su savijeni kako bi odgovarali obliku prirubničkog kraja 109, te prelaze preko vanjske površine 105A podne stijenke u radijalnom smjeru izvan vanjske ivice 111 prirubničkog kraja. Na vanjski rub 111 prirubničkog kraja 109 dosjeda rukavac za zrak 87A kako bi se dodatno učvrstili krajevi 101 grijaćih elemenata 43 u svojem položaju. Element 49A of the heater assembly 39A in the embodiment of Figure 5 is seen further in Figures 12A-12D. The element 49A has a cylindrical outer surface 97A to which the pins 95 and the heating elements 43 are fixed by means of a ring 99. The element 49A also has a floor wall 139A, the inner surface 81A of which serves to block the further movement of the cigarette 23 into the lighter 25 so that the cigarette is in the correct position in relation to the heating elements 43 and to the cylindrical inner wall 141A of the element, in order to enable the passage of cigarettes into the element. A choke for the first feed (not shown) can also be made in element 49A. In the lower wall 139A, there is a passage 47A for connection with the sensor 45, which is activated by pulling it in. The passage 47A is preferably in the form of a hole or bore that passes through the floor wall 139A parallel to the center of the element 49A. In the floor wall 139A, there is also an opening 55A for the light sensor 53. As previously stated, the rear ends 101 of the heating elements 43 and the rear ends 103, preferably at least two pins 95, pass over the outer surface 105A of the floor wall of the element 49A for connection to the control assembly 41 and the power source 37. The element 49A is preferably made with a flanged end 109 in which at least two grooves or holes 107A are made through which the rear ends 103 of the two pins 95 pass so that they protrude beyond the outer surface 105A of the floor wall. The rear ends 101 of the heating elements 43 are bent to match the shape of the flange end 109, and pass over the outer surface 105A of the floor wall in a radial direction beyond the outer edge 111 of the flange end. An air sleeve 87A fits on the outer edge 111 of the flanged end 109 in order to additionally fix the ends 101 of the heating elements 43 in their position.
Osim ako je drugačije naznačeno, daljnje razmatranje naprave za pušenje 21 se odnosi, radi lakšeg praćenja, prvenstveno na komponente sklopa grijača 39 prikazanog na slikama 3A-3B. Razumije se, međutim, da se ovo razmatranje može općenito primijeniti na izvedbu sklopa grijača 39A prikazanog na slici 5, kao i na druge izvedbe koje ovdje nisu posebno prikazane ili razmatrane. Kao što je prije navedeno, sklop grijača može uključivati i druge uređaje koji mogu izvršavati različite funkcije sklopa grijača, kao što je stvaranje prostora u blizini grijaćih elemenata za zagrijavanje cigarete. Na slici 13 vidi se bokocrt prstena 99 koji učvršćuje grijaće elemente 43 i zatike 95 oko vanjske površine 97 odstojnog elementa 49 sa slike 3A. Unutrašnji promjer prstena 99 je dovoljno velik da dozvoljava prstenu da okruži i učvrsti grijaće elemente 43 na cilindričnu vanjsku površinu 97 putem tarnog dosjeda. Unless otherwise indicated, further discussion of the smoking device 21 relates, for ease of reference, primarily to the components of the heater assembly 39 shown in Figures 3A-3B. It will be understood, however, that this consideration may apply generally to the embodiment of the heater assembly 39A shown in Figure 5, as well as to other embodiments not specifically shown or discussed herein. As previously noted, the heater assembly may include other devices that may perform various functions of the heater assembly, such as creating a space near the heating elements for heating the cigarette. Figure 13 shows a side view of the ring 99 that secures the heating elements 43 and pins 95 around the outer surface 97 of the spacer element 49 from Figure 3A. The inner diameter of the ring 99 is large enough to allow the ring to surround and secure the heating elements 43 to the cylindrical outer surface 97 by a frictional fit.
Uzdužni žljebovi 159 su pod međusobnim kutem od 90° postavljeni oko unutrašnjeg oboda prstena 99 kako bi prihvatili uglavnom deblje zatike 95 tako da prsten može obuhvatiti i učvrstiti zatike na vanjsku površinu 97. Longitudinal grooves 159 are disposed at a mutual angle of 90° around the inner periphery of the ring 99 to accept generally thicker pins 95 so that the ring can embrace and secure the pins to the outer surface 97.
Rukavac za zrak 87 je postavljen prvim krajem 161 na bazu 50, a drugim krajem 163 na poklopac 83. Prvi kraj 161 zračnog rukavca 87 je, po mogućnosti, izveden s vanjskim rubom (grebenom) 165 koji zahvaća u unutrašnji utor 167 na unutrašnjoj stijenci 155 baze 50. Na sličan način, drugi kraj 163 zračnog rukavca 87 je, po mogućnosti, izveden s vanjskim grebenom 171 za zahvaćanje u unutrašnji utor 173 na unutrašnjem rubu 175 poklopca 83. Rukavac za zrak 87A kod izvedbe sklopa grijača 39A prikazanog na slici 5 se razlikuje od izvedbe rukavca za zrak 87 prikazanog na slici 3 u tome, da je prvi kraj 161A zračnog rukavca 87A po mogućnosti izveden s unutrašnjim utorom 165A u koji zahvaća vanjski rub 167A na vanjskom rubu 111 prirubničkog kraja 109 elementa 49A. Dijelovi grijaćih elemenata 43 u blizini stražnjih krajeva 101 prolaze između međusobno zahvaćenih dijelova elementa 49A i zračnog rukavca 87A. The air sleeve 87 is placed with the first end 161 on the base 50, and with the second end 163 on the cover 83. The first end 161 of the air sleeve 87 is preferably made with an outer edge (ridge) 165 that engages in an inner groove 167 on the inner wall 155. base 50. In a similar way, the other end 163 of the air sleeve 87 is, if possible, made with an outer ridge 171 for engagement in the inner groove 173 on the inner edge 175 of the cover 83. The air sleeve 87A in the embodiment of the heater assembly 39A shown in Figure 5 is differs from the design of the air sleeve 87 shown in Figure 3 in that the first end 161A of the air sleeve 87A is preferably made with an internal groove 165A into which the outer edge 167A engages on the outer edge 111 of the flange end 109 of the element 49A. Parts of the heating elements 43 near the rear ends 101 pass between the mutually engaged parts of the element 49A and the air sleeve 87A.
Kako se vidi iz daljnjeg razmatranja u vezi sa slikom 17, ako se želi povećati protok zraka, može se izraditi jedna ili više radijalnih rupa ili provrta kroz dijelove sklopa grijača 39 poput zračnog rukavca 87, po mogućnosti na mjestima uzduž zračnog rukavca gdje struja zraka nije blokirana ili prisiljena da se kreće vijugavim putem kod poklopca 85 ili odstojnog elementa 49 prije nego dođe do cigarete 23. As will be seen from further consideration in connection with Fig. 17, if it is desired to increase air flow, one or more radial holes or bores may be made through portions of heater assembly 39 such as air sleeve 87, preferably at locations along the air sleeve where the air flow is not blocked or forced to travel in a tortuous path at the cover 85 or spacer 49 before reaching the cigarette 23.
Poklopac 83 sklopa grijača 39, koji se vidi na slici 3A, i poklopac 83A sklopa grijača 39A, koji se vidi na slici 5, slični su u svakom pogledu osim što poklopac 83 ima unutrašnju stijenku 177 dulju od unutrašnje stijenke 177A poklopca 83A. Unutrašnji promjer unutrašnje stijenke 177 poklopca 83 ne treba biti veći od vanjskog promjera cigarete 23, već po mogućnosti malo manji, kako bi nakon umetanja u upaljač 25 cigareta bila pritisnuta i čvrsto držana na mjestu. Preporuča se duža unutrašnja stijenka 177 poklopca 39 koja daje dodatni oslonac cigareti 23. Radi lakšeg praćenja ovog razmatranja, poklopac 83A je prikazan odvojeno na slikama 14A-14D. The cover 83 of the heater assembly 39, seen in Figure 3A, and the cover 83A of the heater assembly 39A, seen in Figure 5, are similar in every respect except that the cover 83 has an inner wall 177 longer than the inner wall 177A of the cover 83A. The inner diameter of the inner wall 177 of the cover 83 should not be larger than the outer diameter of the cigarette 23, but preferably a little smaller, so that after insertion into the lighter 25 the cigarette is pressed and held firmly in place. A longer inner wall 177 of the cap 39 is recommended to provide additional support to the cigarette 23. For ease of following this consideration, the cap 83A is shown separately in Figures 14A-14D.
Poklopac 83A je izveden s većim brojem uzdužnih provrta ili prolaza 179A koji se protežu kroz poklopac od zaobljenog ili skošenog prednjeg kraja 93A do stražnjeg lica 181A da se omogući strujanje zraka u prostor u sklopu grijača 39A za prihvaćanje cigarete 23, između cigarete i zračnog rukavca 87, tako da poprečna (tj. radijalno prema unutra) struja zraka prolazi kroz duhanski papir 57 kod ostiska stopala 131 grijaćih elemenata 43. Kao što se vidi na slici 3A, u preporučenoj izvedbi poklopca 83 sklopa grijača 39, provrti ili prolazi 179 su oblikovani tako da su veći u blizini stražnjeg lica 181 nego što su u blizini prednjeg kraja 93, kako bi se postigao željeni otpor uvlačenju (RTD). Kod jedne druge izvedbe poklopca, uzdužne rupe ili provrti su zamijenjeni s uzdužnim žljebovima (nisu prikazani) koji su izvedeni na unutrašnjoj stijenci kape. The cap 83A is formed with a plurality of longitudinal bores or passages 179A extending through the cap from the rounded or beveled front end 93A to the rear face 181A to allow air to flow into the space within the heater assembly 39A for receiving the cigarette 23, between the cigarette and the air sleeve 87. , so that a transverse (ie, radially inward) stream of air passes through the tobacco paper 57 at the footprint 131 of the heating elements 43. As seen in Figure 3A, in the recommended embodiment of the cover 83 of the heater assembly 39, the holes or passages 179 are shaped so that they are greater near the rear face 181 than they are near the front end 93, in order to achieve the desired drag resistance (RTD). In another embodiment of the cap, the longitudinal holes or bores are replaced with longitudinal grooves (not shown) which are formed on the inner wall of the cap.
Prema slikama 14A-14D, obodni žljeb 183A je izrađen na stražnjem licu 181A kako bi prihvatio i podupirao zaštitni rukavac grijača 85 (ugradnja po izboru), odvojeno prikazan na slikama 15A-15B. Rukavac grijača 85 je cjevni element koji ima prvi i drugi kraj, 185 odn. 187, prilagođene za dosjed u utor 183A. Obodni utor 183A je izveden na većem polumjeru nego što su provrti ili prolazi 179A kako bi se omogućilo uvođenje zraka u sklop grijača 39 kada pušač povuče dim na cigareti 23. Referring to Figures 14A-14D, a circumferential groove 183A is formed on the rear face 181A to receive and support the heater guard sleeve 85 (optional installation), shown separately in Figures 15A-15B. The heater sleeve 85 is a tubular element that has a first and a second end, 185 or. 187, adjusted to fit into slot 183A. The circumferential groove 183A is formed at a larger radius than the bores or passages 179A to allow air to be introduced into the heater assembly 39 when the smoker takes a puff on the cigarette 23.
Poklopac 83, prikazan na slici 3A, može biti izrađen lijevanjem ili strojnom obradom. Preporuča se da se poklopac izradi lijevanjem u jednom komadu, kao što je poklopac 83A na slici 5. Ako se poklopac izrađuje strojnom obradom, tada se on oblikuje od dva dijela, vanjskog dijela 83' i unutrašnjeg dijela 83'', kako se vidi na slici 3A, koji se međusobno spajaju. Prije montaže unutrašnjeg dijela u vanjski dio 83', izradi se na vanjskoj površini unutrašnjeg dijela 83'' obodno upuštenje koje, nakon spajanja unutrašnjeg i vanjskog dijela, oblikuje žljeb 183. Time je kod strojno obrađenog dvodjelnog poklopca 83 izbjegnuta potreba strojne obrade jednodjelnog poklopca radi oblikovanja žljeba 183. Cover 83, shown in Figure 3A, may be cast or machined. It is recommended that the cap be cast in one piece, such as cap 83A in Figure 5. If the cap is machined, then it is formed in two parts, an outer part 83' and an inner part 83'', as seen in FIG. Figure 3A, which connect to each other. Before assembling the inner part into the outer part 83', a circumferential recess is made on the outer surface of the inner part 83'', which, after joining the inner and outer parts, forms a groove 183. This avoids the need for machining the one-piece cover with the machined two-part cover 83 of groove shaping 183.
Uklanjanje i zamjenu rukavca grijača 85 novim rukavcem vrši pušač u intervalima po želji (na primjer nakon pušenja 30-60 cigareta 23). Rukavac grijača 85 sprečava izlaganje unutrašnje stijenke 169 zračnog rukavca 87 zaostalom aerosolu koji je proizveden u zoni između grijaćih elemenata 43 i rukavca za zrak. Umjesto toga, taj aerosol djeluje na rukavac grijača 85. The removal and replacement of the sleeve of the heater 85 with a new sleeve is performed by the smoker at desired intervals (for example, after smoking 30-60 cigarettes 23). The heater sleeve 85 prevents exposure of the inner wall 169 of the air sleeve 87 to the residual aerosol produced in the zone between the heating elements 43 and the air sleeve. Instead, that aerosol acts on the heater sleeve 85.
Rukavac grijača 85 je izrađen od materijala poput papira ili plastike otpornog na toplinu, a pušač ga mijenja nakon što je popušio veći broj cigareta. Dakle, nasuprot izvedbi "cijev-u-cijevi" uključujući i cijev za zaštitu od aerosola koja se stavlja na komponentu za proizvodnju arome, a koja se odbacuje zajedno s tom komponentom nakon što je iskorištena za pušenje, rukavac grijača 85 predmetne naprave za pušenje 21 je prilagođen za višestruko korištenje. U skladu s tim, proizvodnja cigarete 23 je pojednostavljena, a količina materijala koji se odbacuje nakon svake cigarete je smanjen. Slika 16 shematski prikazuje tok strujanja zraka u sklopu grijača 39 i cigareti 23 kada pušač uvuče dim na filterskom pisku 71. Zrak se uvlači, kao posljedica usisavanja na filterskom pisku 71, kroz uzdužne provrte ili prolaze 179 u unutrašnjost sklopa grijača 39 između zračnog rukavca ili rukavca grijača ( nisu označeni brojem na ovoj slici), prolazi grijaće elemente (nisu prikazani) u dodiru s cigaretom 23, te kroz zračno propusni vanjski omotni papir 69 i duhanski papir 57 ( ili kroz perforaciju koja je na njima izrađena) ulazi u šupljinu 79 u cigareti. Iz šupljine 79 zrak dalje struji u uzdužne prolaze 67 u prvom filteru sa slobodnim prolazom 65, uzdužne prolaze 77 u drugom filteru sa slobodnim prolazom 73, te kroz filterski pisak 71 do pušača. Broj i dimenzija prolaza 179 su tako izabrani da se pušaču dovodi optimalna ukupna količina sastojaka. U ovdje predloženoj izvedbi, u poklopcu 83 je izvedeno šest ili osam prolaza 179. The heater sleeve 85 is made of a material such as paper or heat-resistant plastic, and the smoker changes it after smoking a number of cigarettes. Thus, in contrast to a "tube-in-tube" embodiment including an aerosol protection tube that is placed on the flavoring component and that is discarded together with that component after it has been used for smoking, the heater sleeve 85 of the subject smoking device 21 is adapted for multiple use. Accordingly, the production of cigarette 23 is simplified, and the amount of material discarded after each cigarette is reduced. Figure 16 schematically shows the flow of air in the heater assembly 39 and the cigarette 23 when the smoker draws in smoke at the filter nozzle 71. Air is drawn in, as a result of suction on the filter nozzle 71, through the longitudinal holes or passages 179 into the interior of the heater assembly 39 between the air sleeve or of the sleeve of the heater (not marked with a number in this picture), passes the heating elements (not shown) in contact with the cigarette 23, and enters the cavity 79 through the air-permeable outer wrapping paper 69 and tobacco paper 57 (or through the perforation made on them) in a cigarette. From the cavity 79, the air flows further into the longitudinal passages 67 in the first filter with a free passage 65, the longitudinal passages 77 in the second filter with a free passage 73, and through the filter nozzle 71 to the smoker. The number and dimensions of the passages 179 are chosen in such a way that the optimal total amount of ingredients is delivered to the smoker. In the embodiment proposed here, six or eight passages 179 are provided in the cover 83.
Kako se vidi na slici 17, može se po želji izvesti i druge prolaze za zrak, umjesto ili dodatno prolazima 179, kako bi se omogućilo zraku da uđe u unutrašnjost sklopa grijača 39 i šupljinu 79 cigarete 23. Na primjer, jedan ili više radijalnih prolaza 189 se može izraditi u sklopu grijača 39 u bilo kojem željenom položaju, obično u rukavcu za zrak. Uzdužni prolazi 191 se mogu izraditi u sklopu grijača 39 kroz bazu ili kroz bazu i odstosni element ( nije prikazano na crtežu). As seen in Figure 17, other air passages may optionally be provided instead of or in addition to the passages 179 to allow air to enter the interior of the heater assembly 39 and the cavity 79 of the cigarette 23. For example, one or more radial passages 189 can be made in the heater assembly 39 in any desired position, usually in the air sleeve. Longitudinal passages 191 can be made in the heater assembly 39 through the base or through the base and the spacer element (not shown in the drawing).
Isto tako, prolazi 179 u poklopcu 83 mogu biti u obliku rupa ili provrta, kao što je prije rečeno, ili uzdužnih žljebova oblikovanih u unutrašnjoj stijenci 177 poklopca. Kako je prije navedeno, može se ugraditi, ako se želi, povratni filter 63 koji dozvoljava uzdužno strujanje u šupljini 79 kada pušač uvlači dim na cigareti. Likewise, the passages 179 in the cover 83 may be in the form of holes or bores, as previously discussed, or longitudinal grooves formed in the inner wall 177 of the cover. As previously stated, a return filter 63 may be incorporated, if desired, to allow longitudinal flow in the cavity 79 when the smoker inhales the smoke on the cigarette.
Ako se želi, upaljač 25 može dodatno imati zašiljenu cijev (nije prikazana) postavljenu unutar sklopa grijača 39 za bušenje povratnog filtera 63 cigarete 23 nakon umetanja cigarete. Cijev je izvedena tako da završava unutar šupljine 79 i omogućava direktno strujanje zraka u šupljinu kada pušač povuče dim na cigareti 23. Cijev je opremljena s jednim ili više malih otvora (prigušnica) na uvodnom kraju, po mogućnosti na stranicama cijevi nasuprot uvodnom kraju cijevi, kako bi se uspostavilo strujanje zraka velikom brzinom u smjerovima koji pomažu vrtloženje zračne struje unutar šupljine. Takvo vrtloženje pojačava miješanje ulaznog zraka s aerosolom i parom proizvedenom na cigareti 23. If desired, the lighter 25 may additionally have a pointed tube (not shown) positioned within the heater assembly 39 for piercing the return filter 63 of the cigarette 23 after the cigarette has been inserted. The pipe is designed so that it ends inside the cavity 79 and enables a direct flow of air into the cavity when the smoker draws smoke on the cigarette 23. The pipe is equipped with one or more small openings (mufflers) at the introduction end, preferably on the sides of the pipe opposite the introduction end of the pipe, in order to establish a flow of air at high speed in directions that help the vortex of the air current inside the cavity. Such swirling enhances the mixing of the incoming air with the aerosol and vapor produced on the cigarette 23.
Električni upravljački sklop 41 naprave za pušenje 21 je prikazan shematski na slici 18. Upravljački sklop 41 uključuje logički sklop 195, koji predstavlja specifični integrirani sklop ili ASIC, osjetilo 45 aktivirano uvlačenjem dima koje služi za detekciju uvlačenja dima na cigareti 23, svjetlosno osjetilo 53 za detekciju umetanja cigarete u upaljač 25, indikator 51 s tekućim kristalima (LCD) za indikaciju broja uvlačenja dimova preostalih na cigareti, izvor energije 37 i vremenski sklop 197. Logički krug 195 može biti bilo koji konvencionalni sklop kojim se mogu izvršavati funkcije o kojima je ovdje riječ. Upravljački sklop koji se može programirati na licu mjesta (na pr. tip ACTEL A1010A FPGA PL44C, proizvođača Actel Corporation, Sunnyvale, California) može biti programiran da izvodi digitalne logičke funkcije dok analogne funkcije izvode druge komponente, a za izvođenje i digitalnih i analognih funkcija u jednoj komponenti potreban je integrirani sklop za specifične primjene (ASIC). Karakteristike upravljačkog sklopa i logičkog sklopa slične karakteristikama upravljačkog sklopa 41 i logičkog sklopa 195 iz predmetnog izuma, otkrivene su, na primjer, u U.S. Patentu br. 5,060,671, koje otkriće je ovdje navedeno kao referenca. The electrical control circuit 41 of the smoking device 21 is shown schematically in Figure 18. The control circuit 41 includes a logic circuit 195, which is a specific integrated circuit or ASIC, a sensor 45 activated by smoke inhalation which serves to detect smoke inhalation on the cigarette 23, a light sensor 53 for cigarette lighter 25 detection, a liquid crystal display (LCD) 51 for indicating the number of puffs remaining on the cigarette, a power source 37 and a timing circuit 197. The logic circuit 195 may be any conventional circuit capable of performing the functions discussed herein. word. A field-programmable controller (eg, type ACTEL A1010A FPGA PL44C, manufactured by Actel Corporation, Sunnyvale, California) can be programmed to perform digital logic functions while analog functions are performed by other components, and to perform both digital and analog functions in one component, an application-specific integrated circuit (ASIC) is required. Control circuit and logic circuit characteristics similar to those of control circuit 41 and logic circuit 195 of the present invention are disclosed, for example, in U.S. Pat. Patent no. 5,060,671, which disclosure is incorporated herein by reference.
U ovdje preporučenoj izvedbi, osam pojedinačnih grijaćih elemenata 43 (nisu prikazani na slici 18) je spojeno na pozitivni priključak izvora energije 37 i na uzemljenje preko odgovarajućih sklopki grijača 201-208 s tranzistorima s (FET) efektom polja. Pojedine sklopke grijača 210-208 će se uključiti pod djelovanjem logičkog sklopa 195 preko priključaka 211-208. Logički sklop 195 daje signale za uključivanje i isključivanje pojedinih sklopki grijača 201-208 kako bi se uključili i isključili odgovarajući grijači. In the embodiment recommended herein, eight individual heating elements 43 (not shown in FIG. 18) are connected to the positive terminal of the power source 37 and to ground via the corresponding field effect transistor (FET) heater switches 201-208. Individual heater switches 210-208 will be turned on under the action of logic circuit 195 via connections 211-208. Logic circuit 195 provides on and off signals to individual heater switches 201-208 to turn the respective heaters on and off.
Osjetilo 45 koje reagira na uvlačenje dima šalje signal upravljačkom sklopu 195 što je indikacija početka pušenja (tj. da postoji stalni pad tlaka ili strujanje zraka u dovoljno dugom periodu vremena). Logički sklop 195 sadrži elemente za razlikovanje između manjih promjena tlaka zraka i jačeg uvlačenja dima na cigareti, kako bi se izbjeglo nenamjerno uključivanje grijaćih elemenata kao odgovor na signal iz uvlačenjem aktiviranog osjetila 45. Osjetilo 45 može sadržavati piezootporno osjetilo za tlak ili optičko osjetilo s pločicom koje se koristi za pokretanje radnog pojačala, a čiji se izlaz koristi za slanje logičkog signala u logički sklop 195. Osjetila koja reagiraju na uvlačenje dima i prikladna su za primjenu vezanu uz napravu za pušenje sadrže silikonsko osjetilo model 163PC01D35 proizvedeno u MicroSwitch division (Sektor mikrosklopki) firme Honeyvell, Inc., Freeport, 111., ili tip NPH-5-02.5G NOVA osjetilo proizvođača Lucas-Nova, Freemont, California, ili osjetilo tip SLP004D, proizvođača SenSym Incorporated, Sunnyvale, California. The sensor 45 which responds to the inflow of smoke sends a signal to the control assembly 195 which is an indication of the start of smoking (ie that there is a constant drop in pressure or air flow for a sufficiently long period of time). Logic circuit 195 includes elements for distinguishing between minor changes in air pressure and a stronger draw of smoke on the cigarette, to avoid inadvertent activation of the heating elements in response to a signal from the draw-activated sensor 45. The sensor 45 may include a piezoresistive pressure sensor or an optical wafer sensor which is used to drive the operational amplifier, the output of which is used to send a logic signal to the logic circuit 195. Smoke-responsive sensors suitable for smoking device applications include a silicon sensor model 163PC01D35 manufactured by the MicroSwitch division ) by Honeyvell, Inc., Freeport, 111., or type NPH-5-02.5G NOVA sensor by Lucas-Nova, Freemont, California, or type SLP004D sensor by SenSym Incorporated, Sunnyvale, California.
Svjetlosno osjetilo 53 za detekciju umetanja cigarete šalje signal u logički sklop 195 što je indikacija da je cigareta 23 umetnuta u upaljač 25 do propisne dubine (tj. cigareta 23 se nalazi na razmaku od nekoliko milimetara udaljena od svjetlosnog osjetila montiranog pomoću odstojnog elementa 49 i baze 50 sklopa grijača 39, što se ustanovljuje odbijenim snopom svjetlosti). Svjetlosno osjetilo pogodno za korištenje uz napravu za pušenje je tipa OPR5005 Light Sensor, proizvođača OPTEK Technology, Inc., 1215 West Crosby Road, Carrollton, Texas 75006. The light sensor 53 for detecting the insertion of a cigarette sends a signal to the logic circuit 195 which is an indication that the cigarette 23 is inserted into the lighter 25 to the proper depth (ie, the cigarette 23 is located at a distance of several millimeters away from the light sensor mounted by means of the spacer element 49 and the base 50 of the heater assembly 39, which is established by the reflected beam of light). A light sensor suitable for use with a smoking device is the OPR5005 Light Sensor, manufactured by OPTEK Technology, Inc., 1215 West Crosby Road, Carrollton, Texas 75006.
Kako bi se štedjela energija, preporuča se da osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem kao i svjetlosno osjetilo 53 bude ciklički uključivano i isključivano s kraćim pogonskim ciklusima (na pr., od približno 2 do 10% punog pogonskog ciklusa). Na primjer, preporuča se da osjetilo 45 koje reagira na uvlačenje dima bude uključeno u trajanju od 1 milisekunde svakih 10 milisekundi. Ako, primjerice, osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem ustanovi pad tlaka ili strujanje zraka, kao indikaciju uvlačenja dima na cigareti, tokom četiri uzastopna pulsa (tj. tokom perioda od 40 milisekundi), uvlačenjem aktivirano osjetilo šalje signal preko priključka 221 logičkom sklopu 195. Tada logički sklop 195 šalje signal preko jednog od odgovarajućih priključaka 211-218 kako bi se uključila jedna od odgovarajućih FET sklopki grijača 201-208 i postavila u položaj ON (uključeno). In order to conserve power, it is recommended that the retracting sensor 45 as well as the light sensor 53 be cycled on and off with shorter duty cycles (eg, from approximately 2 to 10% of a full duty cycle). For example, it is recommended that smoke-responsive sensor 45 be turned on for 1 millisecond every 10 milliseconds. If, for example, the pull-in sensor 45 detects a drop in pressure or air flow, as an indication of cigarette smoke being drawn in, during four consecutive pulses (ie, during a 40-millisecond period), the pull-in sensor sends a signal via terminal 221 to logic circuit 195. Logic circuit 195 then sends a signal through one of the respective terminals 211-218 to turn on one of the respective heater FET switches 201-208 to the ON position.
Na sličan način, svjetlosno osjetilo 53 se po mogućnosti uključuje u trajanju 1 milisekunde svakih 10 milisekundi. Ako, primjerice, svjetlosno osjetilo 53 ustanovi četiri uzastopna reflektirana puls, kao indikaciju prisutnosti cigarete 23 u upaljaču 25, svjetlosno osjetilo šalje signal preko priključka 223 logičkom sklopu 195. Logički sklop 195 tada šalje signal preko priključka 225 osjetilu 45 koje se aktivira uvlačenjem i uključuje ga. Logički sklop također šalje signal preko priključka 227 indikatoru 51 da se uključi. Gore navedene modulacijske tehnike smanjuju vrijeme prosječne struje potrebne za osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem i za svjetlosno osjetilo 53, produžujući time vijek trajanja izvora energije 37. Similarly, the light sensor 53 preferably turns on for 1 millisecond every 10 milliseconds. If, for example, the light sensor 53 detects four consecutive reflected pulses, as an indication of the presence of a cigarette 23 in the lighter 25, the light sensor sends a signal via terminal 223 to the logic circuit 195. The logic circuit 195 then sends a signal via terminal 225 to the sensor 45 which is activated by retraction and turns on him. The logic circuit also sends a signal via pin 227 to indicator 51 to turn on. The above modulation techniques reduce the time averaging current required for pull-in sensor 45 and light sensor 53, thereby extending the life of power source 37.
Vremenski sklop 197 je po mogućnosti vremenski sklop s konstantnom Joules-ovom energijom i koristi se za davanje signala zatvaranja logičkom sklopu 195 na priključku 229, nakon što je jedan od grijaćih elemenata, koji se aktivirao uključivanjem (u položaj ON) jedne od FET sklopki grijača 201-208, bio uključen tokom željenog vremenskog perioda. U skladu s predmetnim izumom, vremenski sklop 197 daje signal za zatvaranje logičkom sklopu 195 nakon vremenskog perioda koji se mjeri kao funkcija napona izvora energije, koji se smanjuje za vrijeme grijanja grijaćih elemenata. Vremenski sklop 197 je također prilagođen za sprečavanje aktiviranja grijaćeg elementa 43 nakon što se baterija isprazni. Mogu se koristiti i druge konfiguracije vremenskog sklopa, poput onih koje su opisane dalje u tekstu. Timer 197 is preferably a constant Joules energy timer and is used to provide a closing signal to logic circuit 195 at terminal 229, after one of the heating elements, which has been activated by turning on (ON) one of the heater FET switches 201-208, was included during the desired time period. In accordance with the present invention, timing circuit 197 provides a shutdown signal to logic circuit 195 after a period of time measured as a function of the power source voltage, which decreases during heating of the heating elements. The timing circuit 197 is also adapted to prevent activation of the heating element 43 after the battery is discharged. Other timing configurations can be used, such as those described below.
Za vrijeme rada, cigareta 23 se umeće u upaljač 25, a prisutnost cigarete ustanovljuje svjetlosno osjetilo 53. During operation, the cigarette 23 is inserted into the lighter 25, and the presence of the cigarette is detected by the light sensor 53.
Svjetlosno osjetilo 53 šalje signal u logički sklop 195 preko priključka 223. Logički sklop 195 provjerava da li je izvor energije 37 napunjen ili da li je nizak napon. Ako, nakon umetanja cigarete 23 u upaljač 25, logički sklop 195 ustanovi da je napon izvora energije 37 nizak, indikator 51 počinje bljeskati i zaustavlja se daljnji rad upaljača sve dok se izvor energije ne napuni ili zamijeni. Napon izvora energije 37 se također prati za vrijeme paljenja grijaćih elemenata 43, te se paljenje grijaćih elemenata prekida ako napon padne ispod prethodno određene vrijednosti. Light sensor 53 sends a signal to logic circuit 195 via port 223. Logic circuit 195 checks whether power source 37 is charged or low voltage. If, after inserting the cigarette 23 into the lighter 25, the logic circuit 195 determines that the voltage of the power source 37 is low, the indicator 51 begins to flash and further operation of the lighter is stopped until the power source is recharged or replaced. The voltage of the energy source 37 is also monitored during the ignition of the heating elements 43, and the ignition of the heating elements is interrupted if the voltage falls below a predetermined value.
Ako je izvor energije 37 napunjen i postoji dovoljan napon, logički sklop 195 šalje signal preko priključka 225 u osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem da bi ustanovio da li pušač uvlači dim na cigareti 23. Istovremeno, logički sklop 195 šalje signal preko prikljuČka 227 indikatoru 51 tako da ekran s tekućim kristalima (LCD) pokaže brojku "8", naznačujući time da je na raspolaganju još osam uvlačenja dimova. If the power source 37 is charged and there is sufficient voltage, the logic circuit 195 sends a signal via terminal 225 to the draw-in sensor 45 to determine whether the smoker is inhaling the smoke on the cigarette 23. At the same time, the logic circuit 195 sends a signal via terminal 227 to the indicator 51 so that the liquid crystal display (LCD) displays the number "8", indicating that there are eight more smoke draws available.
Kada logički sklop 195 primi signal preko priključka 221 iz osjetila 45 koje se aktivira uvlačenjem da je ustanovljen određeni pad tlaka ili strujanje zraka, logički sklop isključuje svjetlosno osjetilo 53 za vrijeme uvlačenja kako bi se štedjela energija. Logički sklop 195 šalje signal preko priključka 231 u vremenski sklop 197 da se aktivira vremenski sklop konstantne Joules energije. Logički sklop 195 također određuje, odbrojavanjem prema dolje, koji od osam grijaćih elemenata je na redu za paljenje te šalje signal preko jednog od odgovarajućih priključaka 211-218 da se jedna od odgovarajućih FET sklopki grijača 201-208 postavi u položaj ON (uključeno). Odgovarajući grijač ostaje uključen sve dok vremenski sklop radi. When the logic circuit 195 receives a signal via port 221 from the pull-in sensor 45 that a certain pressure drop or airflow has been detected, the logic circuit turns off the light sensor 53 during the pull-in to save power. Logic circuit 195 sends a signal via port 231 to timing circuit 197 to activate the constant Joules energy timing circuit. Logic circuit 195 also determines, by counting down, which of the eight heating elements is next to fire and sends a signal through one of the corresponding terminals 211-218 to turn one of the corresponding heater FET switches 201-208 ON. The corresponding heater remains on as long as the timing circuit is operating.
Kada vremenski sklop 197 pošalje signal preko priključka 229 u logički sklop 195 da je vremenski programator prestao s radom, određena FET sklopka grijača 211-218, koja je bila uključena i u položaju ON, isključuje se odnosno prebacuje u položaj OFF, prekidajući time dotok energije grijaćem elementu. Logočki sklop 195 ujedno odbrojava prema dolje i šalje signal indikatoru 51 preko priključka 227 kako bi indikator na ekranu pokazao da je preostalo jedno uvlačenje dima manje (tj. "7" nakon prvog uvlačenja). Kada pušač slijedeći put povuče dim na cigareti 23, logički sklop 195 će uključiti (položaj ON) slijedeću, prethodno određenu FET sklopku grijača 211-218., omogućujući tako isporuku energije jednom drugom, prethodno određenom grijaćem elementu. Postupak će se ponavljati sve dok indikator 51 ne pokaže na ekranu "0", što će značiti da na cigareti 23 više nema preostalih dimova. Kada se cigareta 23 izvadi iz upaljača 25, svjetlosno osjetilo 53 ustanovi da cigarete nema i logički sklop 195 se postavi u početno stanje. When the timing circuit 197 sends a signal through the connection 229 to the logic circuit 195 that the timing programmer has stopped working, a certain FET switch of the heater 211-218, which was turned on and in the ON position, is turned off, that is, switched to the OFF position, thereby cutting off the supply of energy to the heater element. The logic circuit 195 simultaneously counts down and sends a signal to the indicator 51 via port 227 so that the on-screen indicator shows that there is one less draw of smoke left (ie, "7" after the first draw). When the smoker next takes a puff on the cigarette 23, the logic circuit 195 will turn on (ON) the next predetermined heater FET switch 211-218, thereby allowing power to be delivered to another predetermined heating element. The procedure will be repeated until the indicator 51 shows "0" on the screen, which means that there is no smoke left on the cigarette 23. When the cigarette 23 is removed from the lighter 25, the light sensor 53 determines that there is no cigarette and the logic circuit 195 is set to the initial state.
Upravljački sklop 41 može imati i druga svojstva, poput onih koja su opisana u daljnjem tekstu, umjesto ili kao dodatak svojstvima opisanima do sada. Na primjer, ako se to želi, mogu se izvesti različite blokade. Jedan tip blokade omogućava da vremenski sklop (nije prikazano) spriječi uvlačenje uzastopnih dimova u premalom razmaku, tako da se omogući obnavljanje izvora energije 37. Jedno drugo svojstvo uključuje sustav za blokadu grijaćih elemenata 43 u slučaju da se u sklop grijača 39 umetne neodgovarajući (nedozvoljeni) proizvod. Na primjer, cigareta 23 može biti opremljena nekom karakteristikom za raspoznavanje koju upaljač 25 mora prepoznati prije paljenja grijaćih elemenata 43. The control circuit 41 may have other properties, such as those described below, instead of or in addition to the properties described so far. For example, if desired, different blocks can be performed. One type of interlock allows a timing circuit (not shown) to prevent successive fumes from being drawn too closely spaced, so as to allow the energy source 37 to be renewed. ) product. For example, the cigarette 23 may be equipped with some distinguishing characteristic that the lighter 25 must recognize before lighting the heating elements 43.
Na slici 19 vidi se jedna druga izvedna naprave za pušenje 222 u skladu s predmetnim izumom. Naprava za pušenje 222 ima cigaretu 224 za jednokratnu upotrebu i višekratni upaljač 226 koji ima grlo 228 u koje se stavlja cigareta. Naprava za pušenje 222 je sustav s "centralnim uvlačenjem" u kojem je strujanje zraka uglavnom kroz središnji dio cigarete 224 i upaljača . Upaljač 226 uključuje izvor energije (nije prikazan) na kraju udaljenom od grla 228 i upravljačkog sklopa (nije prikazan). Poput naprave za pušenje 21, i naprava za pušenje 222 je po mogućnosti izvedena s elementima poput osjetila koje se aktivira na uvlačenje dima i indikatora ( nije prikazan). Figure 19 shows another embodiment of a smoking device 222 in accordance with the present invention. The smoking device 222 has a disposable cigarette 224 and a reusable lighter 226 having a throat 228 into which the cigarette is placed. The smoking device 222 is a "central draw" system in which the airflow is mainly through the central portion of the cigarette 224 and the lighter. The igniter 226 includes a power source (not shown) at an end remote from the nozzle 228 and control assembly (not shown). Like the smoking device 21, the smoking device 222 is preferably made with elements such as a smoke-activated sensor and an indicator (not shown).
Upaljač 226 je pokriven kućištem 232 koje daje izgled sličan konvencionalnoj cigareti. Kućište 232 je po mogućnosti oblika cijevi, a može biti izrađeno od plastike otporne na toplinu ili aluminija, ili od spiralno namotanog, dvoslojnog teškog papira. Kućište je izvedeno s perforacijom 233, kako bi se omogućilo da za vrijeme pušenja vanjski zrak bude uvlačen u upaljač 226. Ako se želi, u cigareti 224 ili na drugim mjestima uzduž upaljača 226 mogu biti izvedeni prolazi za zrak (nisu prikazani) kako bi se postiglo željeno strujanje zraka. The lighter 226 is covered by a housing 232 which gives an appearance similar to a conventional cigarette. The housing 232 is preferably tubular, and may be made of heat-resistant plastic or aluminum, or of spirally wound, double-layer heavy paper. The housing is provided with a perforation 233 to allow outside air to be drawn into the lighter 226 during smoking. If desired, air passages (not shown) may be provided in the cigarette 224 or at other locations along the lighter 226 in order to achieved the desired air flow.
Cigareta 224 je slična cigareti 23. Cigareta 224 ima duhanski papir 257 izvedeno od nosača ili plenuma 259 koji nosi (drži) materijal s duhanskom aromom 261, koji po mogućnosti uključuje duhan. Duhanski papir 257 je omotan oko i nošen cilindričnim povratnim filterom 263 s jedne strane i cilindričnim prvim filterom sa slobodnim prolazom 265 sa suprotne strane. Prvi filter sa slobodnim prolazom može imati uzdužni prolaz (nije prikazan). Cigarette 224 is similar to cigarette 23. Cigarette 224 has a tobacco paper 257 derived from a support or plenum 259 that carries (holds) tobacco flavoring material 261, which preferably includes tobacco. Tobacco paper 257 is wrapped around and supported by a cylindrical return filter 263 on one side and a cylindrical free-pass first filter 265 on the opposite side. The first free-pass filter may have a longitudinal pass (not shown).
Cigareta 224 također uključuje cilindrični filterski pisak 271 , koji po mogućnosti treba biti filter konvencionalnog tipa s otporom uvlačenju (RTD). Cigareta 224 može imati cilindrični drugi filter sa slobodnim prolazom (nije prikazan) koji olakšava miješanje parne faze aromatiziranog duhanskog dima i zraka, slično kao kod drugog filtera sa slobodnim prolazom 73, opisanog u dosadašnjem tekstu. Povratni filter 263 i prvi filter sa slobodnim prolazom 265 oblikuju, zajedno s duhanskim papirom 257, šupljinu 279 unutar cigarete 224. Prvi filter sa slobodnim prolazom 265, povratni filter 263 i filterski pisak 271 su po mogućnosti međusobno učvršćeni postupkom koji je kompatibilan s konvencionalnim strojevima velikog kapaciteta montaže. The cigarette 224 also includes a cylindrical filter pen 271 , which should preferably be a conventional resistance-to-draw (RTD) type filter. The cigarette 224 may have a cylindrical second free-pass filter (not shown) that facilitates mixing of the vapor phase of flavored tobacco smoke and air, similar to the second free-pass filter 73 described above. The return filter 263 and the first free-pass filter 265 form, together with the tobacco paper 257, a cavity 279 within the cigarette 224. The first free-pass filter 265, the return filter 263 and the filter whistle 271 are preferably secured together by a process compatible with conventional machines. large mounting capacity.
Za razliku od cigarete 23, cigareta 224 ima prstenastu zaštitnu cijev 273 kao zaštitu od aerosola, postavljenu oko i na prethodno određenoj udaljenosti od duhanskog papira 257. Ta zaštitna cijev 273 protiv aerosola svodi na minimum kondenzaciju aerosola stvorenog zagrijavanjem materijala s duhanskom aromom 261 na unutrašnjoj stijenci kućišta 232. Cijev 273 za zaštitu od aerosola se, po mogućnosti, učvršćuje na cigaretu 224 oko prvog filtera sa slobodnim prolazom 263 pomoću obruča 275. Obruč 275 i cijev 273 za zaštitu od aerosola su dovoljno kruti da spriječe gnječenje cigarete 224 te da zadrže paralelnost zaštitne cijevi i vanjske površine duhanskog papira 257, tako da se između unutrašnjosti cijevi za zaštitu od aerosola i papira zadrži uglavnom jednolik zazor. Omotni ili filterski papir 269 učvršćuje filterski pisak 271 u položaju neposredno do prvog filtera sa slobodnim prolazom 265, obruča 275 i jednog kraja cijevi 275 za zaštitu od aerosola. Unlike the cigarette 23, the cigarette 224 has an annular protective tube 273 as an aerosol protection, placed around and at a predetermined distance from the tobacco paper 257. This protective anti-aerosol tube 273 minimizes the condensation of the aerosol created by heating the tobacco flavoring material 261 on the inner housing walls 232. The aerosol protection tube 273 is preferably secured to the cigarette 224 around the first free-pass filter 263 by means of a ring 275. The ring 275 and the aerosol protection tube 273 are sufficiently rigid to prevent crushing of the cigarette 224 and to retain the parallelism of the protective tube and the outer surface of the tobacco paper 257, so that a substantially uniform gap is maintained between the inside of the aerosol protection tube and the paper. A wrapping or filter paper 269 secures the filter nozzle 271 in position immediately next to the first free passage filter 265, the hoop 275 and one end of the aerosol protection tube 275.
Upaljač 226 uključuje sklop grijača 239 koji ima više, po mogućnosti osam, grijaćih elemenata 243 za zagrijavanje cigarete 224. Grijaći elementi 243 su uglavnom linearnog oblika i protežu se od mjesta unutar upaljača 226 u blizini grla 228 do točke u blizini šupljine 245 povratnog filtera koja je prilagođena za smještanje povratnog filtera. Grijaći elementi 243 su spojeni zajedno na jednom kraju, po mogućnosti na kraju u blizini šupljine 245 povratnog filtera, te su na jednom kraju u blizini grla 228 skošeni kako bi se olakšalo umetanje cigarete 224 bez oštećenja grijaćih elemenata. Grijaći elementi 243 se smještaju u zazor između duhanskog papira 257 i cijevi 273 za zaštitu od aerosola. Lighter 226 includes a heater assembly 239 having multiple, preferably eight, heating elements 243 for heating cigarette 224. Heating elements 243 are generally linear in shape and extend from a location within lighter 226 near throat 228 to a point near return filter cavity 245 which is adapted to accommodate the return filter. The heating elements 243 are joined together at one end, preferably at the end near the return filter cavity 245, and are beveled at one end near the throat 228 to facilitate insertion of the cigarette 224 without damaging the heating elements. The heating elements 243 are placed in the gap between the tobacco paper 257 and the tube 273 for protection against aerosols.
Na slici 20 dan je shematski prikaz sklopa grijača 239. Sklop grijača 239 uključuje bazu grijača 249, nosač grijača 251 i više krakova nosača grijača 253, sve izrađeno od toplinski stabilnog, elektroizolacijskog materijala. Grijači 243 su montirani na potpornim krakovima 253. Grijači 243 su električki spojeni na suprotnim krajevima 243' i 243'' pomoću vodljivih produžetaka (prsta) 255A i 255B. Figure 20 shows a schematic representation of the heater assembly 239. The heater assembly 239 includes a heater base 249, a heater support 251, and multiple heater support arms 253, all made of thermally stable, electrically insulating material. Heaters 243 are mounted on support arms 253. Heaters 243 are electrically connected at opposite ends 243' and 243'' by conductive extensions (fingers) 255A and 255B.
Krajevi 243' grijača 243 su svi međusobno električki spojeni kako bi tvorili "zajednički izvod" grijaćeg sustava. Zajednički priključak 291 je spojen na vodičku ploču 293 koja je dalje spojena na zajedničke vodljive produžetke 255A, a ovi su opet spojeni električki na krajeve 243' grijača 243. Ploča 293 uključuje jedan ili više prolaza za zrak 295 kojima se omogućuje strujanje zraka u zonu odmah do povratnog filtera 263 cigarete 224 za vrijeme uvlačenja dima na cigareti. The ends 243' of the heater 243 are all electrically connected together to form a "common terminal" of the heating system. The common connection 291 is connected to the conductive plate 293 which is further connected to the common conductive extensions 255A, which in turn are electrically connected to the ends 243' of the heater 243. The plate 293 includes one or more air passages 295 which allow air to flow into the zone immediately to the return filter 263 of the cigarette 224 during the inhalation of smoke on the cigarette.
Na obruč grijača 297 navlači se grlo 299 oko dijela zajedničkog priključka 291 uz vodičku ploču 293. Grlo 299 ima jedan ili više prolaza 301 za propuštanje struje zraka u prolaze 295. Vodljivi zatici 303 se protežu kroz dio obruča grijača 297 radi stvaranja električnog spoja između vodljivih produžetaka 255B i upravljačkog sklopa 241. Vodljivi produžeci 255B se protežu uzduž vanjskih rubova krakova nosača grijača 253 i pojedinačno su električki spojeni na krajeve 243''grijaćih elemenata 243. A grommet 299 is threaded onto the heater ring 297 around the common connection portion 291 adjacent to the conductor plate 293. The grommet 299 has one or more passages 301 for passing air current into the passages 295. Conductive pins 303 extend through the ring portion of the heater 297 to make an electrical connection between the conductive extensions 255B and control assembly 241. Conductive extensions 255B extend along the outer edges of heater support arms 253 and are individually electrically connected to ends 243'' of heating elements 243.
Krajevi 255B' vodljivih produžetaka 255B su po mogućnosti savijeni kako bi olakšali oblikovanje spoja s "uskočnim dosjedom" između obruča grijača 297 i grla 299, u kojem su krajevi 255B' u kontaktu sa zaticima 303. Spoj s uskočnim dosjedom omogućava uklanjanje grijaćih elemenata 243 iz upaljača 226 radi zamjene ili popravka. Zatici 303 i zajednički priključak 291 ulaze u odgovarajuće utičnice (nisu prikazane) u svrhu spajanja grijaćih elemenata 243 s upravljačkim sklopom 241 radi pojedinačnog paljenja grijaćih elemenata. The ends 255B' of the conductive extensions 255B are preferably bent to facilitate the formation of a "snap-fit" connection between the heater ring 297 and the neck 299, in which the ends 255B' are in contact with the pins 303. The snap-fit connection allows the heating elements 243 to be removed from lighter 226 for replacement or repair. Pins 303 and common connector 291 enter corresponding sockets (not shown) for the purpose of connecting the heating elements 243 to the control assembly 241 for individual ignition of the heating elements.
Na slici 22 je shematski prikazana jedna izvedba uređaja 321 za proizvodnju dijela 224' cigarete 224 koja sadrži duhanski papir 257, prvi filter sa slobodnim prolazom 265 i povratni filter 263. Nosivi materijal 259' za izradu nosača 259 se izvlači iz smotka (role) materijala 323 pomoću mjernih valjaka (nisu prikazani). Figure 22 shows schematically one version of the device 321 for the production of the part 224' of the cigarette 224, which contains tobacco paper 257, the first free-pass filter 265 and the return filter 263. The carrier material 259' for making the carrier 259 is pulled from a roll of material 323 using measuring rollers (not shown).
Potka nosivog materijala 259' prikazana u ovoj izvedbi uključuje razmaknute zone materijala s aromom duhana 261 koje se nanose na osnovni materijal nosača 259' u stanici 325, ili u bilo kojem položaju prije namatanja smotka 323. Nosivi materijal 259' tada prolazi kroz uređaj za nanošenje ljepila, koji uključuje stanicu za nanošenje ljepila 327 u kojoj se veći broj ljepljivih zona 261A nanosi na površinu nosivog materijala 259'. Alternativno, materijal s aromom duhana 261 se može nanositi kontinuirano po cijeloj dužini nosivog materijala 259', a na prethodno određenim mjestima se ljepljive zone 261A mogu nanijeti preko materijala s aromom duhana. The weft of carrier material 259' shown in this embodiment includes spaced zones of tobacco flavored material 261 which are applied to the base carrier material 259' at station 325, or at any position prior to winding the roll 323. The carrier material 259' then passes through an application device. adhesive, which includes an adhesive application station 327 in which a plurality of adhesive zones 261A are applied to the surface of the carrier material 259'. Alternatively, the tobacco-flavored material 261 may be applied continuously along the entire length of the carrier material 259', and at predetermined locations, the adhesive zones 261A may be applied over the tobacco-flavored material.
Iza stanice za nanošenje ljepljivih zona 327 nalazi se stanica za stavljanje filtera 329. Ta stanica 329 za stavljanje filtera ima po mogućnosti uređaj s rotacionim bubnjem 331 za alternativno stavljanje filtera 333 ili filtera 335 na ljepljive zone 261A koje se nalaze na nosivom materijalu 259'. Brzina rotacije uređaja 331 je sinkronizirana s brzinom trake nosivog materijala 259'. Behind the adhesive zone application station 327 is a filter application station 329. This filter application station 329 preferably has a rotary drum device 331 for alternately applying the filter 333 or the filter 335 to the adhesive zones 261A located on the carrier material 259'. The rotational speed of the device 331 is synchronized with the speed of the carrier belt 259'.
Iza stanice za stavljanje filtera 329, nalazi se stanica za omatanje 337. Nosivi materijal 259' se omata oko filtera 333 i 335 da se oblikuje kontinuirana šipka. Nakon što je šipka oblikovana, reže se u stanici za rezanje 339. Stanica za rezanje uključuje uređaj za rezanje šipke u sredini filtera 333 i 335, tako da odrezani dijelovi filtera 333 tvore dva prva filtera 265 sa slobodnim prolazom 265, a odrezani dijelovi filtera 335 tvore dva povratna filtera 263 od dva dijela 224' za oblikovanje cigarete 224. Ako se želi, povratni filteri 263 se nakon rezanja obrađuju kako bi dobili kraj pod kutem za olakšavanje umetanja grijaćih elemenata 243 oko dijelova 224'. Nakon rezanja, svaki dio 224' se stavlja u cijev za zaštitu od aerosola 273 u stanici za postavljanje zaštitne cijevi (nije prikazana), te se u njoj učvršćuje pomoću obruča 275. Zaštitna cijev 273 ima promjer veći od promjera kontinuirane šipke i ima dužinu najmanje kao pojedinačne odrezane cigarete 224. Uglavnom cilindrični filterski pisak 271 se stavlja na svaki filter sa slobodnim prolazom 265, a svaka cijev za zaštitu od aersola 273 i njen odgovarajući filterski pisak 271 se omataju s papirom za omatanje u dodatnim stanicama (nisu prikazane). Behind the filter placement station 329, there is a wrapping station 337. The carrier material 259' is wrapped around the filters 333 and 335 to form a continuous rod. After the rod is shaped, it is cut in the cutting station 339. The cutting station includes a device for cutting the rod in the middle of the filters 333 and 335, so that the cut parts of the filter 333 form two first free-pass filters 265 265, and the cut parts of the filter 335 form two return filters 263 from two parts 224' to form a cigarette 224. If desired, return filters 263 are machined after cutting to have an angled end to facilitate insertion of heating elements 243 around parts 224'. After cutting, each part 224' is placed in an aerosol protection tube 273 in a protection tube installation station (not shown), and secured therein by means of a ring 275. The protection tube 273 has a diameter greater than the diameter of the continuous rod and has a length of at least as individual cut cigarettes 224. A generally cylindrical filter pen 271 is placed over each free passage filter 265, and each aerosol protection tube 273 and its corresponding filter pen 271 are wrapped with wrapping paper in additional cells (not shown).
Slijedeća izvedba naprave za pušenje 421 je shematski prikazana na slici 23. Naprava za pušenje 421 je izvedena tako da se postigne sustav za pušenje s "obodnim uvlačenjem" u kojem su grijaći elementi 443 upaljača 425 raspoređeni unutar šupljine 427, vezani jednim prstenastim dijelom cigarete 423. The following embodiment of the smoking device 421 is shown schematically in Figure 23. The smoking device 421 is designed to achieve a "peripheral draw-in" smoking system in which the heating elements 443 of the lighter 425 are arranged inside the cavity 427, connected by one ring part of the cigarette 423 .
Cigareta 423 uključuje duhanski papir 457 koji ima materijal s aromom duhana 461 nanijet na površinu nosača 459 nasuprot šupljine 427. Cigareta 423 se osim toga sastoji od cijevi za zaštitu od aerosola 473, čepa 475, prstenastog filtera sa slobodnim prolazom 465, prstenastog povratnog filtera 463 i filterskog piska 471. Filter sa slobodnim prolazom 465, povratni filter 463, duhanski papir 457 i cijev za zaštitu od aerosola 473 određuju šupljinu 479 u kojoj se razvija dim s aromom duhana nakon zagrijavanja materijala s aromom duhana 461 pomoću grijaća 443. Cigareta 423 je po mogućnosti omotana papirom za omatanje ili filterskim papirom 469. Sklop grijača 439 je opremljen s čepom 477 koji, zajedno sa čepom 475, služi za smanjenje prijenosa aerosola kroz zone grijača naprave za pušenje 421 na najmanju mjeru. Čep 477 je izveden s provrtima za prolaz provodnika 481 za upravljanje grijaćim elementima 443. The cigarette 423 includes a tobacco paper 457 having a tobacco flavoring material 461 applied to the surface of the carrier 459 opposite the cavity 427. The cigarette 423 further comprises an aerosol protection tube 473, a plug 475, an annular free-pass filter 465, an annular return filter 463 and the filter whistle 471. The free-pass filter 465, the return filter 463, the tobacco paper 457, and the aerosol protection tube 473 define a cavity 479 in which the tobacco-flavored smoke is developed after the tobacco-flavored material 461 is heated by the heater 443. The cigarette 423 is preferably wrapped with wrapping paper or filter paper 469. The heater assembly 439 is equipped with a plug 477 which, together with the plug 475, serves to minimize aerosol transmission through the heater zones of the smoking device 421. The plug 477 is made with holes for the passage of the conductor 481 for the control of the heating elements 443.
Na slici 24 se vidi shematski dijagram alternativnog električnog upravljačkog sustava 541. Upravljački sustav 541 treba ispunjavati nekoliko funkcija. On po mogućnosti redoslijedom bira između (obično) osam grijaćih elemenata 43 da bi odabrao slijedeći raspoloživi grijaći element 43 svaki put kada se uključi osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem dima. On dovodi struju do odabranog grijača u trajanju koje je prethodno određeno i dovoljno dugo da se proizvede dovoljno aromatiziranog duhanskog dima za jedno prosječno uvlačenje, ali ne tako dugo da dođe do izgaranja materijala s duhanskom aromom 61. Taj sustav po mogućnosti upravlja indikatorom 51 koji pokazuje: (1) koliko je još cigarete 23 preostalo (tj. koliko uvlačenja dimova); (2) da li je napon izvora energije 37 izvan opsega (neodgovarajući); (3) da li je cigareta umetnuta u upaljač 25 ili ne; i (4) da li je sklop grijača umetnut u upaljač, kao sklop grijača 239 koji je prilagođen za umetanje u upaljač 226 pomoću uskočnog spoja. Figure 24 shows a schematic diagram of the alternative electrical control system 541. The control system 541 should fulfill several functions. It preferably sequentially selects from (typically) eight heating elements 43 to select the next available heating element 43 each time smoke-activated sensor 45 is activated. It supplies current to the selected heater for a predetermined duration and long enough to produce enough flavored tobacco smoke for one average draw, but not so long as to cause combustion of the tobacco flavoring material 61. This system preferably operates indicator 51 which indicates : (1) how many cigarettes 23 are left (ie, how many puffs of smoke); (2) whether the voltage of the power source 37 is out of range (inappropriate); (3) whether the cigarette is inserted into the lighter 25 or not; and (4) whether the heater assembly is inserted into the lighter, such as the heater assembly 239 which is adapted to be inserted into the lighter 226 by means of a snap connection.
Upravljački sustav 541 također kontrolira ukupnu količinu energije koju izvor energije 37 isporučuje svakom grijaćem elementu 43. Obzirom da napon koji daje izvor energije 37 može varirati od jednog do drugog uvlačenja, umjesto da se osigura promjenjiva količina snage i energije aktiviranjem svakog grijaćeg elementa 43 u istom vremenskom trajanju, preporuča se isporuka konstantne količine energije za svako uvlačenje. Da bi postigao isporuku konstantne energije, upravljački sklop 541 prati napon kod opterećenja izvora energije 37 dok je grijaći element uključen i nastavlja dotok struje grijaćem elementu sve dok se ne isporuči željena količina energije u Joules-ima. The control system 541 also controls the total amount of power that the power source 37 delivers to each heating element 43. Since the voltage provided by the power source 37 can vary from one draw to the next, instead of providing a variable amount of power and energy by activating each heating element 43 in the same time duration, it is recommended to deliver a constant amount of energy for each pull. To achieve constant power delivery, the controller 541 monitors the load voltage of the power source 37 while the heating element is on and continues to supply current to the heating element until the desired amount of energy in Joules is delivered.
Kao što se vidi na slici 24, upravljački sustav 541 uključuje logički sklop 570, BCD također 580, detektor napona 590, vremenski sklop 591, osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem, indikator 51 i sklop punjača 593. Logički sklop 570 može biti bilo koji konvencionalni sklop koji može sadržavati funkcije koje su ovdje navedene, poput logičkog sklopa koji se može programirati na terenu (na pr. tip ACTEL A1010A FPGA PL44C, proizvođača Actel Corporation iz Sunnyvale, California) a koji je programiran za izvođenje takvih funkcija. Po mogućnosti, logički sklop 570 radi s ciklusima niskog ritma (na pr. 33kHz) kako bi se štedjela energija. Svaki grijaći element 43A-43H je spojen na pozitivni priključak izvora energije 37 i na uzemljenje preko odgovarajućeg tranzistora s efektom polja (FET) 595A-595H. As seen in Figure 24, the control system 541 includes a logic circuit 570, a BCD also 580, a voltage detector 590, a timing circuit 591, a feed-activated sensor 45, an indicator 51, and a charger circuit 593. The logic circuit 570 may be any conventional a circuit capable of containing the functions specified herein, such as a field-programmable logic circuit (eg, type ACTEL A1010A FPGA PL44C, manufactured by Actel Corporation of Sunnyvale, California) that is programmed to perform such functions. Preferably, logic circuit 570 operates with low rate cycles (eg 33kHz) to conserve power. Each heating element 43A-43H is connected to the positive terminal of the power source 37 and to ground via a corresponding field effect transistor (FET) 595A-595H.
Određeni FET 595A-595H se uključuje po nalogu BCD dekoder 580 (BCD-binarno kodirana decimalna znamenka, nap.pr.) (po mogućnosti standardnog tipa CD4514B 4 do 16 linijski dekoder) preko priključaka 581-588. BCD dekoder 580 prima dvije vrste signala preko upravljačkog priključka 580A od logičkog sklopa 570: (1) BCD kod pojedinog grijača 43A-43H kojeg treba uključiti; i (2) signale za uključivanje (ON) i isključivanje (OFF) tog grijača. Certain FETs 595A-595H are turned on by command of a BCD decoder 580 (BCD-binary coded decimal, eg) (preferably a standard type CD4514B 4 to 16 line decoder) via terminals 581-588. BCD decoder 580 receives two types of signals via control port 580A from logic circuit 570: (1) BCD code of the individual heater 43A-43H to be turned on; and (2) ON and OFF signals for that heater.
BCD dekoder 580 je spojen, preko priključka 580B, na priključak 593A sklopa za punjenje 593 koji daje napon koji se koristi za pokretanje upravljačke elektrode (gate) svakog tranzistora s efektom polja (FET) 595A-595H. Sklop punjača 593 uključuje diodu 594 spojenu na izvor energije 37 i kondenzator 595 spojen na logički sklop 570. Logički sklop 570 uključuje konvencionalnu uklopnu mrežu (nije posebno prikazana) spojenu na priključak 572 koja omogućava da se napon na priključku 593A sklopa punjača 593 pojača na, po mogućnosti, približno dvostruku vrijednost napona izvora energije 37. Dioda 594 sprečava da se takav napon ponovno spoji na izvor energije 37. Dakle, dvostruki napon na priključku 580B dekodera 580 se koristi za pogon upravljačkih elektroda (gates) tranzistora s efektom polja (FET) 595A-595H kod povećanih napona, kako bi se povećala efikasnost (stupanj iskorištenja) upravljačkog sklopa 541. Otpornici 596A-596H su spojeni serijski s upravljačkim elektrodama tranzistora s efektom polja (FET) 595A-595H, i ugrađeni su radi povećanja vremena punjenja odgovarajuće upravljačke elektrode radi smanjenja stvaranja visoke harmoničke frekvencije koja bi mogla stvarati šumove u upravljačkom sustavu 541. BCD decoder 580 is connected, via terminal 580B, to terminal 593A of charging circuit 593 which provides a voltage used to drive the gate of each field effect transistor (FET) 595A-595H. The charger assembly 593 includes a diode 594 connected to the power source 37 and a capacitor 595 connected to the logic circuit 570. The logic circuit 570 includes a conventional switching network (not separately shown) connected to a terminal 572 which allows the voltage at the terminal 593A of the charger assembly 593 to be increased to, preferably, approximately twice the value of the voltage of the power source 37. Diode 594 prevents such a voltage from being reconnected to the power source 37. Thus, double the voltage at terminal 580B of the decoder 580 is used to drive the gates of the field effect transistor (FET). 595A-595H at increased voltages, to increase the efficiency (utilization rate) of the control circuit 541. Resistors 596A-596H are connected in series with the control electrodes of the field effect transistor (FET) 595A-595H, and are included to increase the charging time of the respective control electrodes to reduce the generation of high harmonic frequency that could create noise in the 541 control system.
Osjetilo 45, koje se aktivira uvlačenjem dima, šalje signal logičkom sklopu 570, koji signal je indikacija aktiviranja pušača (tj. kontinuirani pad tlaka od pribl. 2,54 cmVS). Sensor 45, which is activated by smoke inhalation, sends a signal to logic assembly 570, which signal is indicative of smoker activation (ie, a continuous pressure drop of approximately 2.54 cmVS).
Dakle, osjetila 45 koja se aktiviraju uvlačenjem dima mogu imati piezootporno osjetilo za tlak koje se koristi za pogon radnog pojačala, čiji se izlaz zatim koristi za slanje logičkog signala u logiČki sklop 570. Na primjer, osjetilo za tlak može biti tip NPH-5-002.5G NOVA, proizvođača LucusNova, Freemont, California, ili tip SLP004D osjetilo, proizvođača Sensym Incorporated, iz Sunnyvale, California. Thus, smoke actuated sensors 45 may have a piezoresistive pressure sensor used to drive an operational amplifier, the output of which is then used to send a logic signal to logic circuit 570. For example, the pressure sensor may be a type NPH-5- 002.5G NOVA, manufactured by LucusNova, Freemont, California, or type SLP004D sensor, manufactured by Sensym Incorporated, of Sunnyvale, California.
Kako bi se štedjela energija, preporuča se da osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem bude ciklički uključivano i isključivano s kraćim pogonskim ciklusima (na pr. od približno 2% do 10% punog pogonskog ciklusa). Na primjer, preporuča se da osjetilo 45 bude uključeno u trajanju od samo 0.5 ms svakih 16 ms. Ova modulacijska tehnika smanjuje vrijeme prosječne struje potrebne za osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem, produžujući time vijek trajanja izvora energije 37. To conserve power, it is recommended that the pull-in sensor 45 be cycled on and off with shorter duty cycles (eg, approximately 2% to 10% of full duty cycle). For example, it is recommended that sensor 45 be turned on for only 0.5 ms every 16 ms. This modulation technique reduces the time average current required for the pull-in activated sensor 45, thereby extending the life of the power source 37.
Vremenski sklop 591 se koristi za davanje signala zatvaranja logičkom sklopu 570, nakon što je jedan od grijača 43A-43H bio uključen tokom nekog, prethodno određenog vremenskog perioda, zavisno o količini energije koja je dovedena grijaču. U skladu s predmetnim izumom, preporuča se da svaki grijač 43A-43H bude aktiviran tokom takvom vremenskog perioda, da se svakom grijaču isporuči konstantna količina energije (na pr. u opsegu od 5 do 40 Joules-a ili, još bolje, između 15 do 25 Joules-a), neovisno o naponu opterećenja izvora energije 37. Dakle, priključak 591A daje vremenskom sklopu 591 informaciju o trajanju uključenja svakog grijača 43 i o radnom naponu izvora energije 37, uz pretpostavku da je otpornost na toplinu poznata i konstantna ( tj. 1.2.Ω ). Priključak 591B tada šalje signal za zatvaranje logičkom sklopu 570 preko priključka 578 kao indikaciju vremenskog perioda koji odgovara isporuci konstantne količine energije. Timer circuit 591 is used to provide a shutdown signal to logic circuit 570 after one of the heaters 43A-43H has been on for a predetermined period of time, depending on the amount of power supplied to the heater. In accordance with the present invention, it is recommended that each heater 43A-43H be activated for such a period of time that a constant amount of energy is delivered to each heater (eg in the range of 5 to 40 Joules or, even better, between 15 to 25 Joules), independent of the load voltage of the energy source 37. Therefore, the connection 591A gives the timing circuit 591 information about the duration of each heater 43 and the operating voltage of the energy source 37, assuming that the heat resistance is known and constant (i.e. 1.2 .Ω ). Terminal 591B then sends a shutdown signal to logic circuit 570 via terminal 578 as an indication of the time period corresponding to the delivery of a constant amount of power.
Na slici 24 je prikazana preporučena izvedba vremenskog sklopa 591. Vremenski sklop 591 ima priključak 591A koji prima signal iz logičkog sklopa 570 koji se mijenja od približno nula volti do nivoa napona radnog opterećenja baterije u trenutku početka aktiviranja pojedinog grijača 43A-43H. Taj signal se filtrira kroz otporno-kondenzatorski sklop 601 (uključujući otpornike 603-606, kondenzator 607 i diodu 608) i koristi se za pogon prenaponskog detektora 602. Prenaponski detektor 602 je po mogućnosti pre/podnaponski detektor tip ICL7665A koji se može nabaviti kod proizvođača Maxim Corporation, iz Sunnyvale, California. U skladu s predmetnim izumom, otporno-kondenzatorski sklop 601 je tako izabran da se priključak 591B vremenskog sklopa 591 prebaci s više razine (HIGH) na nižu razinu (LOW) u trenutku kada je prethodno određena konstantna količina energije isporučena svakom grijaču. Mogu se, naravno, koristiti i druge konfiguracije vremenskog sklopa. Ako se želi, upravljački sklop 541 postavlja ograničenje najdužeg trajanja vremenskog perioda za isporuku konstantne količine energije. Na primjer, ako je napon izvora energije 37 tako nizak da bi trebalo više od 2 sekunde za isporuku 20 Joules-a energije, tada logički sklop 570 daje signal za automatsko zatvaranje preko priključka 571 nakon što je grijač bio uključen 2 sekunde, iako 20 Joules-a još nije bilo isporučeno. Figure 24 shows the recommended design of the timing circuit 591. The timing circuit 591 has a terminal 591A that receives a signal from the logic circuit 570 that changes from approximately zero volts to the battery workload voltage level at the time each heater 43A-43H starts to activate. This signal is filtered through a resistor-capacitor circuit 601 (including resistors 603-606, capacitor 607 and diode 608) and is used to drive an overvoltage detector 602. The overvoltage detector 602 is preferably an over/undervoltage detector type ICL7665A available from the manufacturer. Maxim Corporation, of Sunnyvale, California. In accordance with the present invention, the resistor-capacitor circuit 601 is selected so that the terminal 591B of the timing circuit 591 switches from a higher level (HIGH) to a lower level (LOW) at the moment when a predetermined constant amount of energy is supplied to each heater. Other timing configurations can of course be used. If desired, the controller 541 sets a limit on the longest duration of the time period for delivering a constant amount of energy. For example, if the voltage of the power source 37 is so low that it would take more than 2 seconds to deliver 20 Joules of energy, then the logic circuit 570 provides an automatic shutdown signal via terminal 571 after the heater has been on for 2 seconds, even though 20 Joules - and it had not been delivered yet.
U alternativnoj izvedbi predmetnog izuma, vremenski sklop 591 se koristi za davanje signala za zatvaranje logičkom sklopu 570 za prethodno određeni vremenski period neovisno o isporučenoj energiji. Dakle, vremenski sklop 591 daje signal za zatvaranje nakon, primjerice, točno određenog vremenskog perioda u opsegu od 0.5 sekundi do 5 sekundi. Detektor napona 590 se koristi za praćenje napona izvora energije 37 i za davanje signala logičkom sklopu 170 kada je napon bilo (1) niži od prvog određenog napona ( na pr., 3.2 volta) što je indikacija za ponovno punjenje izvora energije, ili (2) viši od drugog prethodno određenog napona (na pr. 5.5 volti) što je indikacija da je izvor energije potpuno napunjen nakon što je napon bio pao ispod prvog, prethodno određenog nivoa. In an alternative embodiment of the present invention, timing circuit 591 is used to provide a closing signal to logic circuit 570 for a predetermined period of time independent of the power delivered. Thus, the timing circuit 591 gives a signal to close after, for example, a precisely determined time period in the range of 0.5 seconds to 5 seconds. The voltage detector 590 is used to monitor the voltage of the power source 37 and to provide a signal to the logic circuit 170 when the voltage is either (1) lower than a first determined voltage (eg, 3.2 volts) which is an indication to recharge the power source, or (2 ) higher than the second predetermined voltage (eg 5.5 volts), which is an indication that the energy source is fully charged after the voltage has fallen below the first, previously determined level.
Detektor napona 590 treba po mogućnosti biti pre-/podnaponski detektor tip ICL7665A koji se može nabaviti od proizvođača Maxim Corporation, Sunnyvale, California. The voltage detector 590 should preferably be an over/under voltage detector type ICL7665A available from Maxim Corporation, Sunnyvale, California.
Kao što je prije bilo obrazloženo, logički sklop 570 se koristi za upravljanje BCD dekoderom 580 preko priključka 571. Logički sklop 570 također upravlja indikatorom 51 koji se koristi za indikaciju broja uvlačenja dimova koji su još na raspolaganju korisniku i koji je jednoznamenkasti, sedmerosegmntni ekran s tekućim kristalima (LCD) za napravu za pušenje s osam uvlačenja. Dakle, kod novo umetnute cigarete koja ima osam odgovarajućih djelića materijala s aromom duhana, indikator 51 pokazuje brojku "8", dok za cigaretu na kojoj je preostalo samo jedno uvlačenje, indikator 51 pokazuje "1". Nakon uvlačenja zadnjeg dima, indikator 51 pokazuje "0". As previously explained, logic circuit 570 is used to control BCD decoder 580 via port 571. Logic circuit 570 also controls indicator 51 which is used to indicate the number of smoke draws remaining available to the user and which is a single digit, seven segment display with liquid crystals (LCD) for smoking device with eight intakes. Thus, for a newly inserted cigarette that has eight corresponding pieces of tobacco flavoring material, the indicator 51 shows the number "8", while for a cigarette with only one puff remaining, the indicator 51 shows "1". After drawing in the last smoke, the indicator 51 shows "0".
Osim toga, indikator 51 pokazuje "0" i u slučaju kada nema ili cigarete ili sklopa grijača ili grijača ( na pr. grijaći elementi 243 s uskočnim dosjedom nisu stavljeni u sklop grijač 239) u upaljaču. Nadalje, kako bi se indiciralo da je napon izvora energije izvan zadanog opsega, tj. da je pao ispod nivoa za ponovno punjenje ( na pr. 3.2 volta) ili nije potpuno napunjen nakon što je napon bio pao ispod nivoa za punjenje, indikator 51 se ponovljeno uključuje i isključuje s frekvencijom od 0.5Hz. Na primjer, ako neposredno nakon prvog uvlačenja napon izvora energije padne ispod 3.2 V, indikator 51 treperi i pokazuje brojku "7" dva puta u sekundi. In addition, the indicator 51 shows "0" also in the case when there is no cigarette or heater assembly or heater (eg, the heating elements 243 with a snap-on fit are not placed in the heater assembly 239) in the lighter. Furthermore, to indicate that the voltage of the power source is out of the specified range, i.e. that it has fallen below the recharge level (eg 3.2 volts) or is not fully charged after the voltage has fallen below the recharge level, the indicator 51 turns on and off repeatedly with a frequency of 0.5Hz. For example, if the voltage of the power source drops below 3.2 V immediately after the first pull-in, the indicator 51 flashes and shows the number "7" twice per second.
Logički sklop 570 određuje, preko priključaka 597A i 598A, da li je sklop grijača ili grijač stavljen u upaljač i to putem mjerenja odgovarajućih padova napona na otpornicima visokog otpora 597 i 598 ( na pr. 1 M ). Svaki od otpornika 597 i 598 ima jedan priključak trajno spojen na odvode tranzistora s efektom polja (FET) 595G odn. 595H, a drugi priključak spojen na uzemljenje. Kada sklop grijača nije stavljen u upaljač, grijači označeni referentnim brojevima 43G i 43H na slici 23 se odspajaju sa odvoda (FET) tranzistora 595G odn. 595H. Prema tome, izvor energije 37 se također odspaja s odvoda (FET) tranzistora 595G i 595H. Posljedica toga je da se na otponicima 597 i 598 ne stvara napon, što se prati logičkim sklopom 570 preko priključaka 597A odn. 598A. Zbog toga, kada sklop grijača nije postavljen u upaljač, logički sklop 570 otkriva na priključcima 597A i 598A dvije "nule". The logic circuit 570 determines, through the connections 597A and 598A, whether the heater assembly or the heater is placed in the lighter by measuring the corresponding voltage drops on the high resistance resistors 597 and 598 (eg 1 M). Each of the resistors 597 and 598 has one terminal permanently connected to the drains of the field effect transistors (FET) 595G or 595H, and the other connection is connected to the ground. When the heater assembly is not placed in the lighter, the heaters marked with reference numbers 43G and 43H in Figure 23 are disconnected from the drain (FET) of transistor 595G and 595H. Therefore, the power source 37 is also disconnected from the drains (FETs) of transistors 595G and 595H. The consequence of this is that no voltage is generated on the arrestors 597 and 598, which is monitored by the logic circuit 570 via the connections 597A or 598A. Therefore, when the heater assembly is not installed in the igniter, logic circuit 570 detects two "zeros" at terminals 597A and 598A.
Dok je sklop grijača umetnut u električni upaljač, izvor energije 37 je spojen na otpornike 597 i 598 preko grijača 43G odn. 43H. To rezultira stvaranjem napona na otpornicima 597 i 598, zbog čega logički sklop 570 uobičajeno otkriva dvije "jedinice" na priključcima 597A i 598A. Logički sklop 570 prati dva otpornika (tj. otpornike 597 i 598) jer ako se bilo koji od tranzistora (FET) 595G i 595H uključi radi aktiviranja njemu pripadajućeg grijača, odgovarajući otpornik 597 ili 598 postaje zapravo uzemljen. To može rezultirati time da se, čak i kada je sklop grijača na mjestu, dobije pogrešna indikacija da sklopa nema zbog korištenja samo jednog otpornika. While the heater assembly is inserted into the electric igniter, the power source 37 is connected to resistors 597 and 598 via heater 43G and respectively. 43H. This results in a voltage across resistors 597 and 598, causing logic circuit 570 to normally detect two "ones" across terminals 597A and 598A. Logic circuit 570 monitors two resistors (ie, resistors 597 and 598) because if either transistor (FET) 595G and 595H turns on to activate its associated heater, the corresponding resistor 597 or 598 becomes effectively grounded. This can result in, even when the heater assembly is in place, giving a false indication that the assembly is not present due to the use of only one resistor.
U svakom slučaju, ako se koriste dva otpornika, tada, na primjer, za vrijeme dok je FET 595G uključen, je napon na otporniku 597 blizu nule, a napon na otporniku 598 je indikacija za logičko "jedan", a dok je FET 595H uključen, tada je napon na otporniku 598 blizu nule a napon na otporniku 597 je indikacija za logičko "jedan". Zbog toga se koriste dva otpornika 597, 598, a pripadajući signali iz otpornika 597 i 598 se putem logičkog ILI pročitaju u logičkom sklopu 570 da bi se odredilo je li sklop grijača postavljen u električni upaljač. In any case, if two resistors are used, then, for example, while FET 595G is on, the voltage across resistor 597 is close to zero, and the voltage across resistor 598 is an indication of a logic "one", while FET 595H is on , then the voltage across resistor 598 is close to zero and the voltage across resistor 597 is an indication of a logic "one". Therefore, two resistors 597, 598 are used, and the associated signals from resistors 597 and 598 are logical OR read in logic circuit 570 to determine if the heater assembly is installed in the electric igniter.
Kako bi mogao odrediti da li je cigareta umetnuta u upaljač, logički sklop 570 ima jedan dodatni priključak 599 koji prima signal svaki puta kada je cigareta fizički prisutna u upaljaču. Signal na priključku 599 je proizveden konvencionalnom sklopkom 599A koja se mehanički i električki aktivira prisutnošću cigarete. Ipak, ako cigareta ima mrežu ugljičnih vlakana prema predmetnom izumu kako je prije obrazloženo, preporuča se da signal na priključku 599 bude proizveden spajanjem jednog električnog ticala direktno na ugljičnu mrežu za praćenje električnih struja koje se propuštaju kroz tu mrežu. Obzirom da ugljična mreža nije savršeno izolirajuća, ako se grijač, čiji je jedan priključak spojen na izvor energije 37 kao na slici 23, dovede u kontakt s ugljičnom mrežom prema ovom izumu, nešto električne struje se propušta na ugljičnu mrežu bez obzira da li su tranzistori(FET) 595A-595H aktivirani ili ne. U skladu s predmetnim izumom, takva propuštena struja se prati jednim električnim ticalom spojenim direktno na ugljičnu mrežu radi otkrivanja prisutnosti cigarete. In order to be able to determine if a cigarette is inserted into the lighter, logic circuit 570 has one additional port 599 that receives a signal each time a cigarette is physically present in the lighter. The signal at port 599 is produced by a conventional switch 599A, which is mechanically and electrically activated by the presence of a cigarette. However, if the cigarette has a carbon fiber mesh according to the subject invention as previously explained, it is recommended that the signal at port 599 be produced by connecting an electrical probe directly to the carbon mesh to monitor the electrical currents passing through the mesh. Since the carbon grid is not perfectly insulating, if a heater, one terminal of which is connected to the power source 37 as in Figure 23, is brought into contact with the carbon grid according to the present invention, some electric current is passed through the carbon grid regardless of whether the transistors (FET) 595A-595H activated or not. In accordance with the present invention, such a passed current is monitored by an electric sensor connected directly to the carbon grid in order to detect the presence of a cigarette.
Dodatno primjeni električne vodljivosti kroz ugljičnu mrežu radi utvrđivanja da li je cigareta umetnuta u električni upaljač, takva vodljivost se također može iskoristiti, ako se želi, za utvrđivanje prisutnosti određenih tipova cigareta(npr., tip cigarete X, nasuprot cigareti Y). U skladu s navedenom karakteristikom predmetnog izuma, logički sklop 570 se koristi za određivanje specifičnog otpora ugljične mreže ugrađivanjem dva dodatna priključka (nisu prikazani) koji su u kontaktu s ugljičnom mrežom s određenim međusobnim razmakom. Proizvodnjom posebnog tipa ugljične mreže tako da ima prethodno izabran specifični otpor unutar odabranog opsega (tj. promjenom vrste i količine ugljičnih vlakana i/ili veziva u njima), koji otpor isključivo odgovara određenom tipu cigarete, može se mjerenje specifičnog otpora iskoristiti za razlikovanje između različitih tipova cigareta koje su umetnute u električni upaljač. Ta informacija se zatim koristi u logičkom sklopu 570 da se omogući isporuka prethodno izabrane količine električne energije. Na primjer, prvi tip ili marka cigarete se proizvodi s ugljičnom mrežom koja ima prvi prethodno izabran specifični otpor, dok se drugi tip ili marka cigarete proizvodi s drugim ali različitim prethodno određenim specifičnim otporom. In addition to the use of electrical conductivity through the carbon mesh to determine whether a cigarette has been inserted into an electric lighter, such conductivity can also be used, if desired, to determine the presence of certain types of cigarettes (eg, cigarette type X, versus cigarette Y). In accordance with the above characteristic of the present invention, the logic circuit 570 is used to determine the specific resistance of the carbon network by incorporating two additional terminals (not shown) which are in contact with the carbon network with a certain mutual distance. By producing a special type of carbon mesh so that it has a pre-selected specific resistance within a selected range (ie by changing the type and amount of carbon fibers and/or binders in them), which resistance is exclusively suited to a particular type of cigarette, the specific resistance measurement can be used to distinguish between different types of cigarettes that are inserted into the electric lighter. This information is then used in logic circuit 570 to enable delivery of the preselected amount of electricity. For example, a first type or brand of cigarette is manufactured with a carbon mesh having a first predetermined specific resistance, while a second type or brand of cigarette is manufactured with a second but different predetermined specific resistance.
Na taj način, ako logički sklop 570 može odrediti specifični otpor povezan s umetnutom cigaretom, in situ, tada se takvo mjerenje koristi za aktivnu kontrolu dovođenja električne energije grijačina upaljača. Thus, if the logic circuit 570 can determine the specific resistance associated with the inserted cigarette, in situ, then such measurement is used to actively control the delivery of electrical power to the lighter heaters.
U skladu s gore navedenom karakteristikom predmetnog izuma, uvjeti isporuke električne energije se tada mijenjaju ovisno o posebnom tipu ili vrsti cigarete koja se nalazi u upaljaču. Na primjer, nakon što logički sklop 570 ustanovi specifični otpor koji odgovara određenoj cigareti, on će, zbog svoje izvedbe, isporučiti ili 15 Joules-a ili 20 Joules-a energije, zavisno o izmjerenom specifičnom otporu. Nadalje, logički sklop 570 također ima sklop za sprečavanje isporuke bilo koje količine energije ako je ustanovljeno da specifični otpor koji odgovara određenoj cigareti nije kompatibilan s određenim upaljačem u koji je ta cigareta umetnuta. In accordance with the above-mentioned characteristic of the subject invention, the conditions for the delivery of electricity then change depending on the particular type or type of cigarette that is in the lighter. For example, once the logic circuit 570 has established the specific resistance corresponding to a particular cigarette, it will, due to its performance, deliver either 15 Joules or 20 Joules of energy, depending on the measured specific resistance. Further, logic circuit 570 also has circuitry to prevent delivery of any amount of power if it is determined that the specific resistance corresponding to a particular cigarette is not compatible with the particular lighter into which that cigarette is inserted.
Prema slici 23, prije nego što pušač uvuče prvi dim, indikator 51 pokazuje, na primjer, broj "8" označavajući time da je na raspolaganju još osam uvlačenja dimova. U skladu s tim, logički sklop 570 daje adresu (oznaku) prvog grijača (na pr. grijač 43A) priključku 571, tako da BCD dekoder 580 odabire taj grijač ( na primjer preko priključka 581) za paljenje nakon aktiviranja pušača. Kada pušač povuče dim, osjetilo 45 koje se aktivira uvlačenjem dima pošalje HIGH (visoki) signal preko priključka 575 u logički sklop 570, označavajući da je tlak u upaljaču pao, na pr. za najmanje 1 inch (2,54 cm) vode. U toj točki, logički sklop 570 šalje signal preko priključka 571 naznačujući BCD dekoderu 580 da tranzistor (FET) 595A za prvi grijač treba uključiti (postaviti u položaj ON). Nakon toga, napon na priključku 580B, BCD dekodera 580, se spaja preko BCD dekodera 580 na odvod prvog tranzistora (FET) 595A, kako bi se grijač postavio u položaj ON (uključeno). According to Figure 23, before the smoker draws the first smoke, the indicator 51 shows, for example, the number "8" indicating that there are eight more puffs available. Accordingly, logic circuit 570 provides the address (label) of the first heater (eg, heater 43A) to port 571, so that BCD decoder 580 selects that heater (eg, via port 581) to fire upon activation of the smoker. When the smoker takes a puff, smoke-triggered sensor 45 sends a HIGH signal via port 575 to logic circuit 570, indicating that the pressure in the lighter has dropped, e.g. for at least 1 inch (2.54 cm) of water. At that point, logic circuit 570 sends a signal via terminal 571 indicating to BCD decoder 580 that transistor (FET) 595A for the first heater should be turned ON (turned ON). Thereafter, the voltage at terminal 580B of the BCD decoder 580 is coupled through the BCD decoder 580 to the drain of the first transistor (FET) 595A to set the heater to the ON position.
Istovremeno s početkom aktiviranja prvog grijača 43A, vremenski sklop 591 prati trenutačnu ukupnu količinu energije koja je bila isporučena grijaču, te daje logički signal logičkom sklopu 570, preko priključka 578, u trenutku kada količina dostigne prethodno određenu vrijednost ( na pr. 20 Joules-a). Nakon toga, logički sklop 570 šalje signal za isključivanje (OFF) preko priključka 571 do BCD dekodera 580 koji, kao odziv, uzrokuje isključivanje grijača 43A. Simultaneously with the start of activation of the first heater 43A, the timing circuit 591 monitors the current total amount of energy that was delivered to the heater, and gives a logic signal to the logic circuit 570, via the connection 578, at the moment when the quantity reaches a predetermined value (e.g. 20 Joules ). Logic circuit 570 then sends an OFF signal via port 571 to BCD decoder 580 which, in response, causes heater 43A to turn off.
Nakon toga, dok čeka da pušač uvuče drugi dim, logički sklop 570 šalje adresu drugog grijača ( na pr. 43B) BCD dekoderu 580, preko priključka 571, tako da se za vrijeme slijedećeg uvlačenja dima aktivira drugi tranzistor (FET) 595B. Isto tako logički sklop 570 šalje signal u indikator 51 da na ekranu pokaže broj "7", naznačujući time pušaču da je preostalo sedam uvlačenja. After that, while waiting for the smoker to inhale the second smoke, the logic circuit 570 sends the address of the second heater (eg 43B) to the BCD decoder 580, via port 571, so that during the next smoke inhalation, the second transistor (FET) 595B is activated. Likewise, the logic circuit 570 sends a signal to the indicator 51 to display the number "7" on the screen, thereby indicating to the smoker that there are seven puffs remaining.
Prema želji, logiČki sklop 570 također može imati i vremenski upravljački sklop za sprečavanje pušača da uvuče slijedeći dim unutar nekog prethodno određenog vremenskog perioda kako bi se omogućilo obnavljanje izvora energije. Na primjer, logički sklop 570 može imati sklop (nije prikazan posebno) koji sprečava slanje signala za uključivanje (ON) u BCD dekoder 580 preko priključka 571 u periodu isključenja (sprečavanja slanja logičkih signala ) od 6 sekundi nakon zadnjeg OFF signala koji je bio poslan u BCD dekoder 580. Ako se to želi, za indikaciju pušaču da je upaljač u stanju isključenja, indikator 51 se ponavljano uključuje i isključuje s frekvencijom od, primjerice, 4 Hz (tj. brzinom koja je različita od brzine korištene za indikaciju pušaču da je napon izvora energije izvan radnog opsega). Optionally, the logic circuit 570 may also include a timing control circuit to prevent the smoker from inhaling the next smoke within a predetermined period of time to allow the power source to be regenerated. For example, the logic circuit 570 may have a circuit (not shown separately) that prevents an ON signal from being sent to the BCD decoder 580 via terminal 571 for a 6-second OFF period after the last OFF signal was sent. to BCD decoder 580. If desired, to indicate to the smoker that the lighter is in the off state, the indicator 51 is repeatedly turned on and off at a frequency of, for example, 4 Hz (ie, at a rate different from the rate used to indicate to the smoker that the power source voltage outside the operating range).
Bez obzira da li upaljač uključuje ili ne uključuje gore navedene karakteristike za onemogućavanje uvlačenja dima ili indikaciju takvog onemogućavanja, kada pušač povuče drugi dim (nakon prethodno određenog vremena u kojem je spriječeno slanje logičkih signala, ako je to svojstvo primijenjeno), upravljački sklop 541 ponavlja gornje korake korištene za aktiviranje prvog grijača. Regardless of whether or not the lighter includes the above smoke inhibit feature or an indication of such disablement, when the smoker draws a second smoke (after a predetermined time in which logic signals are prevented from being sent, if that feature is implemented), the control circuit 541 repeats above steps used to activate the first heater.
Gornji ciklus se tada ponavlja sve dok i zadnji grijač nije bio zagrijan. U tom trenutku, logički sklop 570 The above cycle is then repeated until the last heater has been heated. At that point, logic circuit 570
(1) šalje signal indikatoru 51 da ekran treba biti prazan i (1) sends a signal to the indicator 51 that the screen should be blank and
(2) sprečava daljnje aktiviranje bilo kojeg grijača sve dok se nova cigareta za jednokratnu upotrebu ne umetne u upaljač. (2) prevents further activation of any heater until a new disposable cigarette is inserted into the lighter.
Iako upravljački sustav 541 sa slike 23 prikazuje logički sklop 570, BCD dekoder 580, detektor napona 590 i vremenski sklop 591 kao zasebne sklopove, očito je da njihove funkcije mogu isto tako biti ujedinjene u jedan integrirani sustav ( na pr., čip s jednim integriranim sklopom). Although the control system 541 of FIG. 23 shows the logic circuit 570, BCD decoder 580, voltage detector 590, and timing circuit 591 as separate circuits, it is apparent that their functions may also be unified into a single integrated system (eg, a chip with one integrated assembly).
Cigareta za jednokratnu upotrebu prema predmetnom izumu uključuje, po želji, elemente za indikaciju pušaču da je ta cigareta već bila prije stavljena u upaljač i zatim izvađena. Na primjer, u jednoj izvedbi, jedna nekorištena cigareta ima traku za skidanje ili neki drugi element koji se mora ukloniti sa cigarete prije umetanja cigarete u upaljač. Zbog toga, cigareta koja je već prije bila korištena nema na sebi odgovarajuću traku za skidanje ili slični element. Alternativno, jedna nekorištena cigareta ima na sebi jednu zonu koja nakon umetanja cigarete u upaljač promijeni fizičke karakteristike te postane razderana, uništena, stisnuta ili na drugi način fizički promijenjena. Na taj način, pušač može ustanoviti da li je ta cigareta već bila prije stavljana u upaljač vizualnim pregledom zone koja mijenja fizičke karakteristike. Osim toga, cigareta za jednokratnu upotrebu može, po želji, imati sredstva za indikaciju pušaču da je određena cigareta već bila zagrijavana radi stvaranja i dobave dima s aromom duhana. The disposable cigarette according to the present invention includes, if desired, elements for indicating to the smoker that the cigarette has already been previously placed in the lighter and then removed. For example, in one embodiment, an unused cigarette has a strip or other element that must be removed from the cigarette before inserting the cigarette into the lighter. Because of this, a cigarette that has already been used before does not have a suitable release strip or similar element. Alternatively, an unused cigarette has a zone on it that, after inserting the cigarette into the lighter, changes its physical characteristics and becomes torn, destroyed, compressed or otherwise physically changed. In this way, the smoker can determine whether that cigarette has already been placed in the lighter by visual inspection of the zone that changes its physical characteristics. In addition, the disposable cigarette may, if desired, have means for indicating to the smoker that a particular cigarette has already been heated to create and deliver tobacco-flavored smoke.
Na primjer, cigareta može imati zonu osjetljivu na toplinu, koja mijenja boju kao indikaciju pušaču da je ta cigareta već bila zagrijavana. Alternativno može ta toplinski osjetljiva zona uključivati traku koja se topi, otvara krugove ili na drugi način fizički mijenja oblik radi indikacije pušaču da je cigareta već bila zagrijavana. Naravno, postoje i razna druga sredstva koja se toplinski aktiviraju da bi se indiciralo da je cigareta već bila zagrijavana. Osim toga, vidljivo je da se mnoga druga električki ili mehanički aktivirana sredstva mogu koristiti kako bi se postigao isti cilj --tj. naznačilo pušaču da je cigareta već bila zagrijavana. For example, a cigarette may have a heat-sensitive zone, which changes color as an indication to the smoker that the cigarette has already been heated. Alternatively, the heat-sensitive zone may include a strip that melts, opens circuits, or otherwise physically changes shape to indicate to the smoker that the cigarette has already been heated. Of course, there are various other means that are heat activated to indicate that the cigarette has already been heated. In addition, it is apparent that many other electrically or mechanically actuated means can be used to achieve the same goal -- ie. indicated to the smoker that the cigarette had already been heated.
Dok je ovaj izum ilustriran i opisan u skladu s preferiranom izvedbom, razumije se da se unutar te izvedbe mogu izvesti varijacije i promjene bez udaljavanja od ovog izuma kao što je dalje navedeno u patentnim zahtjevima. While the present invention has been illustrated and described in accordance with a preferred embodiment, it is understood that variations and changes may be made within that embodiment without departing from the present invention as further set forth in the claims.
Claims (162)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HR940121 HRP940121B1 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Electrical smoking apparatus for creating and delivering flavours, and a process for the production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HR940121 HRP940121B1 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Electrical smoking apparatus for creating and delivering flavours, and a process for the production thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HRP940121A2 true HRP940121A2 (en) | 1997-12-31 |
HRP940121B1 HRP940121B1 (en) | 2001-02-28 |
Family
ID=10946083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HR940121 HRP940121B1 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Electrical smoking apparatus for creating and delivering flavours, and a process for the production thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
HR (1) | HRP940121B1 (en) |
-
1994
- 1994-02-21 HR HR940121 patent/HRP940121B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HRP940121B1 (en) | 2001-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0917831B1 (en) | Method and apparatus for making cigarettes | |
KR100304044B1 (en) | Electrical Smoking System To Deliver Flavor And Method For Manufacturing The System | |
US5666978A (en) | Electrical smoking system for delivering flavors and method for making same | |
US5750964A (en) | Electrical heater of an electrical smoking system | |
KR102500898B1 (en) | Aerosol generating device with piercing assembly | |
KR102654082B1 (en) | Non-combustible tobacco vaping insert, and cartridge containing non-combustible tobacco vaping insert | |
RU2132629C1 (en) | Tobacco heater with electric power supply for heating tobacco aromatic medium, that for heating cylindrical cigarettes, and heater manufacturing process | |
US5954979A (en) | Heater fixture of an electrical smoking system | |
JP7242645B2 (en) | Airflow design for e-vaping cartridges, methods of making e-vaping cartridges, and e-vaping devices including cartridges | |
WO2017207415A1 (en) | Heater and wick assembly for an aerosol generating system | |
HRP940121A2 (en) | Electrical smoking apparatus for creating and delivering flavours, and a process for the production thereof | |
AU722019B2 (en) | Electrical smoking system for delivering flavors and method for making same | |
LT3859B (en) | Electric smoking system for delivering flavors and methods for making same | |
SI9400086A (en) | Electric smoking system for delivering flavors and methods for making same | |
JP2022529712A (en) | Aerosol supply device | |
CN118102934A (en) | Aerosol generating device and method of operating the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1OB | Publication of a patent application | ||
AIPI | Request for the grant of a patent on the basis of a substantive examination of a patent application | ||
B1PR | Patent granted | ||
ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20050117 Year of fee payment: 12 |
|
PBON | Lapse due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20060222 |