PL174404B1 - Zestaw do palenia, dla dostarczania zapachu tytoniu do palacza - Google Patents

Abstract

1. Zestaw do palenia, dla dostarczania zapachu tytoniu do palacza, zaopatrzony w co najmniej jeden elektryczny podgrzewacz oraz wymienialny papieros, który to papieros zawiera nosnik o dwóch koncach oddalonych od siebie w kierunku wzdluznym, ograni- czony przez dwie powierzchnie, z których pierwsza ogra- nicza wneke miedzy dwoma koncami nosnika, a druga zawiera obszar przylegly do elektrycznego podgrzewa- cza, oraz substancje o zapachu tytoniu dla wytwarzania zapachu tytoniowego we wnece, która to substancja o zapachu tytoniu umieszczona jest na pierwszej powie- rzchni nosnika, a ponadto elektryczny podgrzewacz tworzy zapalniczke, która zawiera uchwyt podgrzewacza do przyjmowania, poprzez pierwszy koniec, wymienial- nego papierosa, oraz zbiór elektrycznych elementów grzejnych umieszczonych w uchwycie podgrzewacza, przy czym kazdy element grzejny ma powierzchnie przy- legla do drugiej powierzchni papierosa, a podgrzewana przez elementy grzejne substancja o zapachu tytoniu jest usytuowana we wnece; ja k równiez elementy dla indywidualnego uruchom ienia zbioru elementów grzej- nych, dla wytworzenia we wnece okreslonej ilosci zapa- chu tytoniowego, znam ienny tym, ze ...................... Fig. 4A PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zestaw do palenia, dla doprowadzania zapachu tytoniu do palacza, zawierający wymienialny papieros i elektryczny podgrzewacz.

W opisie patentowym USA nr 5,060,671 jest przedstawiony elektryczny wyrób do palenia. Znany wyrób do palenia jest wyposażony w jednorazowy zestaw elementów ogrzewających. Ładunek substancji o zapachu tytoniu, zawierającej na przykład tytoń albo pochodną tytoniu, umieszczony jest w każdym z elementów ogrzewających. Wymienialna jednostka ogrzewającozapachowa jest połączona ze źródłem energii elektrycznej, na przykład baterią albo kondensatorem, oraz z układem sterowania nadzorującym elementy ogrzewające w odpowiedzi na zaciągnięcie się palacza, albo naciśnięcie ręcznego przełącznika. W tym znanym rozwiązaniu przynajmniej jeden, ale nie wszystkie, z elementów ogrzewających jest uruchamiany przy każdym zaciągnięciu, powodując że do palaczajest doprowadzana odpowiednia ilość zaciągnięć zawierających określoną ilość substacji tytoniowej, naprzykład aerozolu zawierającego zapachy tytoniowe, albo tytoń. Wyrób taki jest zabezpieczony przed uruchomieniem więcej niż jednej zapalniczki jednocześnie, aby nie dopuścić do przegrzania substancji tytoniowej.

W takim znanym rozwiązaniu zapalniczkajest wyrzucana po zużyciu zawartości substancji tytoniowej. Także połączenia elektryczne między zapalniczkami i baterią muszą wytrzymać kolejne włączenia i wyłączenia podczas wymiany jednostek zapachowych.

Ponadto, w amerykańskim zgłoszeniu patentowym nr 07/666,926, opisano elektryczny wyrób do palenia z elementami ogrzewającymi wielokrotnego użycia i wymienialną częścią do

174 404 wytwarzania zapachu tytoniu. Wymienialna część korzystnie zawiera segment zapachowy i segment filtru, połączone papierem, albo innym elementem wzmacniającym. Jednak pewne trudności działania związane są z elementami ogrzewającymi wielokrotnego użycia, a polegają głównie na tym, że pozostały aerozol osadza się i skrapla na elementach ogrzewających i innych trwałych elementach strukturalnych układu.

Zestaw do palenia według wynalazku, stosowany dla dostarczania zapachu tytoniu do palacza, jest zaopatrzony w co najmniej jeden elektryczny podgrzewacz oraz wymienialny papieros. Papieros zawiera nośnik o dwóch końcach oddalonych od siebie w kierunku wzdłużnym, ograniczony przez dwie powierzchnie, z których pierwsza ogranicza wnękę między dwoma końcami nośnika, a druga zawiera obszar przyległy do elektrycznego podgrzewacza, oraz substancję o zapachu tytoniu dla wytwarzania zapachu tytoniowego we wnęce. Substancja o zapachu tytoniu umieszczona jest na pierwszej powierzchni nośnika. Elektryczny podgrzewacz tworzy zapalniczkę, która zawiera uchwyt podgrzewacza do przyjmowania, poprzez pierwszy koniec, wymienialnego papierosa, oraz zbiór elektrycznych elementów grzejnych umieszczonych w uchwycie podgrzewacza. Każdy element grzejny ma powierzchnię przyległą do drugiej powierzchni papierosa, a podgrzewana przez elementy grzejne substancja o zapachu tytoniu jest usytuowana we wnęce. Elektryczny podgrzewacz zawiera również elementy dla indywidualnego uruchomienia zbioru elementów grzejnych, dla wytworzenia we wnęce określonej ilości zapachu tytoniowego. Tego rodzaju zestaw do palenia charakteryzuje się tym, że wymienialny papieros jest zaopatrzony w zespół filtrów swobodnego przepływu, przy czym pierwszy filtr swobodnego przepływu jest elementem podparcia papierosa oraz elementem wzdłużnego przepływu powietrza z wnęki. Ponadto, do pierwszego końca nośnika przylega filtr przepływu wstecznego podpierający papieros i ograniczający wzdłużny przepływ powietrza przez papieros, a nośnik i substancja o zapachu tytoniu są przepuszczalne dla strumieni powietrza w kierunku poprzecznym do długości papierosa.

Korzystnym jest, że nośnik ma postać wydrążonego cylindra, którego pierwsza powierzchnia tworzy powierzchnię wewnętrzną, a druga powierzchnia tworzy powierzchnię zewnętrzną. Pierwszy filtr swobodnego przepływu przylega do drugiego z końców nośnika. Pierwszy filtr swobodnego przepływu i filtr przepływu wstecznego mają kształt cylindryczny. Papieros 23 jest zaopatrzony w filtr ustnikowy. Wokół filtru ustnikowego i co najmniej na części nośnika nawinięty jest papier końcówkowy otaczający pierwszy filtr swobodnego przepływu i mocujący filtr ustnikowy z nośnikiem. Do pierwszego filtru swobodnego przepływu przylega drugi filtr swobodnego przepływu, a zarówno pierwszy filtr swobodnego przepływu jak i drugi filtr swobodnego przepływu, jest wyposażony we wzdłużny kanał, przy czym wzdłużny kanał drugiego filtru swobodnego przepływu ma większą średnicę wewnętrzną niż wzdłużny kanał pierwszego filtru swobodnego przepływu. Wokół nośnika nawinięty jest papier owijający.

Korzystnym jest, że substancja o zapachu tytoniu stanowi substancję tytoniową. Substancja o zapachu tytoniu stanowi korzystnie ciągły arkusz substancji tytoniowej, ewentualnie zawiera osuszoną zawiesinę substancji tytoniowej. W nośniku i w substancji o zapachu tytoniu wykonana jest perforacja dla poprzecznego przepływu powietrza podczas palenia.

Korzystnym jest, że nośnik zawiera termicznie przewodzący zwój podstawowy o kształcie cylindrycznym, posiadający zewnętrzną powierzchnię odbierającą ciepło i wewnętrzną powierzchnię, a substancja o zapachu tytoniu jest umieszczona przynajmniej na części powierzchni wewnętrznej zwoju podstawowego, która to substancja o zapachu tytoniu stanowi materiał wydzielający zapach tytoniu po podgrzaniu zewnętrznej powierzchni zwoju podstawowego. Dookoła zewnętrznej powierzchni zwoju podstawowego jest nawinięty papier owijający.

W korzystnym rozwiązaniu nośnik stanowi zwój włókien węglowych i włókien tytoniu, a substancja o zapachu tytoniu jest rozmieszczona wzdłuż pierwszej powierzchni tego zwoju. Zwój podstawowy ma postać wydrążonego zwoju cylindrycznego z wnęką wewnętrzną papierosa. Do drugiego końca zwoju cylindrycznego przylega pierwszy filtr swobodnego przepływu podpierający zwój cylindryczny i utworzony z materiału ze wzdłużnym przepływem powietrza z wnęki, a do pierwszego końca zwoju cylindrycznego przylega filtr przepływu wstecznego podpierający zwój cylindryczny i ograniczający wzdłużny przepływ powietrza z wnęki. Do pierwszego filtru swobodnego przepływu przylega filtr ustnikowy. Dookoła filtru ustnikowego

174 404 i przynajmniej części zwoju cylindrycznego owinięty jest papier końcówkowy mocujący filtr ustnikowy ze zwojem cylindrycznym. Dookoła zwoju cylindrycznego nawinięty jest papier owijający. W zwoju cylindrycznym są utworzone perforacje, dla poprzecznego przepływu powietrza podczas palenia.

Korzystnym jest, że zestaw do palenia wyposażony jest w elementy filtrujące dla filtracji określonej ilości zapachu tytoniowego przed doprowadzeniem do palacza. Elementy filtrujące zawierają pierwszy filtr swobodnego przepływu przylegający do drugiego końca nośnika, umieszczony między wnęką zapachową a ustami palacza i podpierający papieros, oraz filtr przepływu wstecznego przylegający do pierwszego końca nośnika. Nośnik stanowi wydrążony cylinder z wewnętrzną powierzchnią i zewnętrzną powierzchnią, przy czym elektryczny podgrzewacz jest umieszczony przylegle do zewnętrznej powierzchni nośnika, a substancja o zapachu tytoniu jest umieszczona na wewnętrznej powierzchni cylindrycznego nośnika. Pierwszy filtr swobodnego przepływu i filtr przepływu wstecznego są cylindryczne, a każdy z nich ma powierzchnię tworzącą część wnęki zapachowej nośnika. Współśrodkowo z nośnikiem jest usytuowana cylindryczna rurka powstrzymująca aerozol, o średnicy większej od średnicy nośnika, przy czym wewnętrzna powierzchnia rurki powstrzymującej aerozol i zewnętrzna powierzchnia nośnika ograniczają przestrzeń, w której są usytuowane elektryczne elementy grzejne. Cylindryczna rurka powstrzymująca aerozol jest przyłączona do pierwszego filtru swobodnego przepływu za pomocą kołnierza z materiału o dużej odporności na rozciąganie, który to kołnierz ogranicza przestrzeń w której jest umieszczony podgrzewacz. Do pierwszego filtru swobodnego przepływu przylega cylindryczny filtr ustnikowy, a rurka powstrzymująca aerozol i filtr ustnikowy owinięte są papierem owijającym mocującym filtr ustnikowy do rurki powstrzymującej aerozol.

Korzystnym jest, że nośnik stanowi nietkaną matę z włókien węglowych. Gramatura włókien węglowych w macie mieści się w zakresie od około 6 g/m² do około 12 g/m².

Korzystnym jest, że substancja o zapachu tytoniu stanowi substancję tytoniową, ewentualnie stanowi ciągły arkusz substancji tytoniowej, ewentualnie stanowi piankę z substancji tytoniowej, ewentualnie zawiera żel substancji tytoniowej, ewentualnie stanowi osuszoną zawiesinę substancji tytoniowej, lub stanowi osuszoną zawiesinę substancji tytoniowej rozprowadzoną przez natryskiwanie.

W korzystnym rozwiązaniu zestawu do palenia według wynalazku, nośnik tworzy wydrążony cylinder z wewnętrzną powierzchnią i zewnętrzną powierzchnią, przy czym elektryczne elementy grzejne są umieszczone wewnątrz nośnika, a substancja o zapachu tytoniu jest umieszczona na zewnętrznej powierzchni cylindrycznego nośnika.

Korzystnym jest, że pierwszy filtr swobodnego przepływu i filtr przepływu wstecznego są pierścieniowe i każdy z nich ma powierzchnię tworzącą część wnęki zapachowej do wytwarzania zapachu tytoniowego. Pustą część środkową pierwszego filtru swobodnego przepływu wypełnia cylindryczna wtyczka z materiału o dużej odporności na rozciąganie. Substancja o zapachu tytoniu zawiera środek o zapachu tytoniu, który jest przestrzennie zróżnicowany. Papieros jest korzystnie zaopatrzony w elementy wskazujące palaczowi, że papieros jest wsunięty do zapalniczki, a następnie usunięty z niej.

Korzystnymjest, że zestaw do palenia dodatkowojest wyposażony w elementy wskazujące palaczowi, że papieros został wcześniej podgrzany. Elementy wskazujące palaczowi, że papieros został wcześniej podgrzany, po uruchomieniu termicznym mają zmieniony kolor.

Korzystnym jest, że nośnik utworzony jest z nietkanej maty z włókien węglowych o określonej rezystywności, a rezystywność odpowiada określonemu typowi papierosa. Papieros jest osadzony w otwartym końcu nasadki na pierwszym końcu uchwytu podgrzewacza. Nasadka jest pasowana z wciskiem do papierosa. W nasadce jest utworzony co najmniej jeden kanał powietrzny. Co najmniej jeden kanał powietrzny jest wykonany w postaci otworków w nasadce. Korzystnie, co najmniej jeden kanał powietrzny jest wykonany w postaci rowków na wewnętrznej ściance nasadki, a rowki te są ograniczone przez papieros wsunięty do podgrzewacza. Cylindryczna ścianka uchwytu podgrzewacza ogranicza wraz z nasadką przestrzeń, w której usytuowana jest co najmniej część papierosa. Co najmniej jeden kanał powietrzny przylega do pierwszego końca uchwytu podgrzewacza. Co najmniej jeden kanał powietrzny jest utworzony

174 404 w pobliżu drugiego końca uchwytu podgrzewacza. Korzystnym jest, że liczne kanały powietrzne są rozmieszczone poprzecznie do cylindrycznej ścianki.

W odmiennym wykonaniu według wynalazku, zestaw do palenia, dla dostarczania zapachu tytoniu do palacza, charakteryzuje się tym, że do jednego z końców nośnika przylega pierwszy filtr swobodnego przepływu podpierający papieros oraz element wzdłużnego przepływu powietrza z wnęki, a do drugiego z końców nośnika przylega filtr przepływu wstecznego podpierający papieros i ograniczający wzdłużny przepływ powietrza przez papieros. Ponadto do pierwszego filtru swobodnego przepływu przylega drugi filtr swobodnego przepływu. Przy tym za równo pierwszy filtr swobodnego przepływu jak i drugi filtr swobodnego przepływu jest wyposażony we wzdłużny kanał, z których wzdłużny kanał drugiego filtra swobodnego przepływu ma większą średnicę wewnętrzną niż wzdłużny kanał pierwszego filtru swobodnego przepływu.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia udoskonalony zestaw do palenia, w którym elementy grzejne podgrzewacza stanowiącego zapalniczkę są elementami wielokrotnego użytku. W układzie tego rodzaju kondensacja aerozolu na elementach grzejnych i innych elementach strukturalnych zapalniczki jest zminimalizowana. Taki zestaw do palenia jest łatwiejszy do wytwarzania i zapewnia lepsze doprowadzanie zapachu do palacza.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie perspektywiczny widok układu palenia, fig. 2 - w częściowym rozbiciu, schematycznie, perspektywiczny widok układu palenia, fig. 3A - boczny przekrój poprzeczny uchwytu elektrycznego podgrzewacza, fig. 3B - widok końcowy wykonany w przekroju 3B-3B z fig. 3A, fig. 4A - schematyczny perspektywiczny widok papierosa; fig. 4B boczny przekrój poprzeczny wykonany w przekroju 4B-4B z fig. 4A, fig. 5 - schematyczny widok uchwytu elektrycznego podgrzewacza według innego przykładu wykonania, fig. 6 perspektywiczny widok układu podgrzewania, fig. 7 - układ podgrzewania, fig. 8 - perspektywiczny widok elementu grzejnego, fig. 9 - perspektywiczny widok układu wtyków, fig. 10A schematyczny widok przekładki z boku, w przekroju poprzecznym, fig. 10B - schematyczny widok wykonany w przekroju 10B-10B z fig. 10A, fig. 10C - schematyczny widok wykonany w przekroju 10C-10C z fig. 10A, fig. 11A - schematyczny widok podstawy, z boku w przekroju poprzecznym, fig. 11B - schematyczny widok wykonany w przekroju 11B-11B z fig. 11A, fig. 11C - schematyczny widok wykonany w przekroju 10C-10C z fig. 11A. fig. 12A - schematyczny widok perspektywiczny złożonego członu podstawy przekładki, fig. 12B - schematyczny widok wykonany w przekroju 12B-12B z fig. 12A, fig. 12C - schematyczny widok wykonany w przekroju 11C-11C z fig. 12A, fig. 12D - schematyczny widok wykonany w przekroju 12D-12D z fig. 12A, fig. 13 - widok końca pierścienia, fig. 14A - schematyczny perspektywiczny widok nasadki, fig. 14B - schematyczny widok wykonany w przekroju 14B-14B z fig. 12A, fig. 14B - schematyczny widok wykonany w przekroju 14C-ŃC z fig. 14A, fig. 14D - schematyczny widok wykonany w przekroju 14D-14D z fig. 14A, fig. 15A - schematyczny widok z boku tulei podgrzewacza, fig. 15B - widok końca w przekroju 15B-15B z fig. 15A, figury 16 i 17 przedstawiają schematyczne widoki z boku w przekroju części układu palenia, przedstawiające ścieżki przepływu powietrza w układzie palenia, fig. 18 przedstawia schemat blokowy obwodu elektrycznego, fig. 19 - widok z boku w przekroju układu palenia według dalszego przykładu wykonania, fig. 20 - widok z boku w przekroju uchwytu podgrzewacza, fig. 21 - widok perspektywiczny urządzenia do wytwarzania części centralnej wymienialnego papierosa z układu palenia z fig. 19, fig. 22 - widok boczny w przekroju przykładu wykonania układu palenia z obwodowym odciąganiem, fig. 23 - schemat sterującego obwodu elektrycznego do układu palenia, a fig. 24 przedstawia schemat obwodu elektrycznego sieci odliczającej układu sterowania z fig. 23.

Układ palenia 21 z wymienialnym papierosem przedstawiono na fig. 1 i 2. Układ palenia 21 zawiera papieros 23 i zapalniczkę 25 wielokrotnego użytku. Papieros 23 jest przystosowany do wsuwania i usuwania z otworu 27 na czołowym końcu 29 zapalniczki 25. Układ palenia 21 używany jest tak jak papieros konwencjonalny. Papieros 23 jest usuwany po jednym albo więcej cyklach zaciągania. Zapalniczka 25 jest usuwana po większej liczbie cykli zaciągania niż papieros 23.

174 404

Zapalniczka 25 zawiera obudowę 31 oraz części, czołową i tylną, 33 i 35. Źródło zasilania 37 dostarczające energię do elementów podgrzewających w celu podgrzania papierosa 23 jest korzystnie umieszczone w tylnej części 35 zapalniczki 25. Tylna część 35 jest korzystnie przystosowana do łatwego otwierania i zamykania, na przykład za pomocą śrub albo elementów zatrzaskowych, dla ułatwienia wymiany źródła zasilania 37. Część czołowa 33 korzystnie zawiera elementy grzejne i układ elektrycznie połączony ze źródłem zasilania 37 w tylnej części 35. Część czołowa 33 jest korzystnie łatwo połączona z tylną częścią 35, na przykład za pomocą połączenia wczepinowego albo łącznika rurowego. Obudowa 31 jest korzystnie wykonana z twardego materiału odpornego na ciepło. Korzystnymi materiałami są materiały metalowe, a korzystniej materiały polimerowe. Obudowa 31 jest korzystnie dopasowana do dłoni palacza, a w korzystnym wykonaniu ma całkowite wymiary 10,7 cm, na 3,8 cm, na 1,5 cm.

Źródło zasilania 37 ma odpowiednie parametry dla zasilania elementów grzejnych, które podgrzewają papieros 23. Źródło zasilania 37 jest korzystnie usuwalne i może być ponownie ładowane oraz może zawierać urządzenia takie, jak kondensator, a zwłaszcza baterię. W korzystnym przykładzie wykonania, źródło zasilania jest wyjmowaną, ponownie ładowaną baterią (faktycznie składa się z czterech ogniw baterii niklowo-kadmowych, połączonych szeregowo) o całkowitym napięciu w stanie nieobciążonym 4,8 do 5,6 V. Charakterystyki wymagane dla źródła zasilania 37 są wybierane z uwzględnieniem charakterystyk elementów układu palenia 21 i licznych charakterystyk elementów podgrzewających. Znane są różne formy źródeł zasilania użytecznych w połączeniu z układem palenia, jak ładowana bateria i szybko rozładowujący się kondensator ładowany przez baterię.

Zasadniczo cylindryczny uchwyt podgrzewacza 39 do podgrzewania papierosa 23, a szczególnie do utrzymywania papierosa nieruchomo w stosunku do zapalniczki 25, oraz układ sterowania elektrycznego 41 do doprowadzania odpowiedniej ilości energii ze źródła energii 37 do elementów grzejnych (nie pokazano na fig. 1 i 2) uchwytu podgrzewającego, są korzystnie umieszczone w czołowej części 33 zapalniczki. W korzystnym wykonaniu, uchwyt podgrzewacza 39 zawiera osiem promieniowo rozmieszczonych elementów grzejnych 43, pokazanych na fig. 3A, które są zasilane indywidualnie przez źródło zasilania 37 pod kontrolą układu 41 dla podgrzania ośmiu obszarów wokół obwodu papierosa 23 w celu umożliwienia ośmiu przepływów zapachu tytoniowego. Chociaż można zastosować inną liczbę elementów grzejnych, jednak zaleca się stosowanie przynajmniej ośmiu elementów grzejnych, ponieważ w konwencjonalnych papierosach przewidziano zwykle osiem zaciągnięć, a także ponieważ osiem elementów grzejnych można sterować elektrycznie urządzeniami binarnymi.

Układ sterowania 41 jest korzystnie uruchamiany przez czujnik podmuchu 45, pokazany na fig. 2, który jest wrażliwy na zmiany ciśnienia albo zmiany przepływu powietrza, które pojawiają się gdy palacz zaciąga się papierosem 23. Czujnik podmuchu 45 jest korzystnie umieszczony w czołowej części 33 zapalniczki 25 i komunikuje się z przestrzenią wewnątrz uchwytu podgrzewacza 39 i w pobliżu papierosa 23 przez kanał 47 w przekładce 49 i podstawie 50 uchwytu podgrzewacza, a w razie potrzeby, z rurą czujnika podmuchu (nie pokazano). Czujnik podmuchu 45 przeznaczony do użycia w układzie palenia 21 jest znany, i jest on czujnikiem silikonowym typu 163PC01D35, który uruchamia jeden z elementów grzejnych 43 w wyniku zmiany ciśnienia gdy palacz zaciąga się papierosem 23. Urządzenia czułe na przepływ, takie jak te wykorzystujące zasady anemometrii cieplno-oporowej, okazały się także użyteczne przy uruchamianiu właściwego elementu grzejnego 43 po wykryciu zmiany w przepływie powietrza.

Wskaźnik 51 jest zastosowany na zewnątrz zapalniczki 25, a dokładnie w części czołowej 33, a wskazuje on ilość zaciągnięć pozostających w papierosie 23 wsuniętym do zapalniczki. Wskaźnik 51 korzystnie zawiera siedmiosegmentowy wyświetlacz ciekłokrystaliczny. W korzystnym przykładzie wykonania, wskaźnik 51 wyświetla liczbę 8 gdy promień świetlny emitowany przez czujnik świetlny 53, pokazany na fig. 2, jest odbijany od czoła nowego papierosa 23 i wykrywany przez czujnik świetlny. Czujnik świetlny 53 jest korzystnie umocowany w otworze 55 w przekładce 49 i w podstawie 50 uchwytu podgrzewacza 39, co pokazano na przykład na fig. 3A. Czujnik świetlny 53 doprowadza sygnał do układu 41, który następnie dostarcza sygnał do wskaźnika 51. Wyświetlenie liczby 8 na wskaźniku 51 oznacza, że każdy

174 404 papieros 23 umożliwia osiem zaciągnięć, czyli że żaden z elementów grzejnych 43 nie został uruchomiony dla podgrzania nowego papierosa. Po całkowitym wypaleniu papierosa 23, wskaźnik wyświetli liczbę 0. Po usunięciu papierosa 23 z zapalniczki 25, czujnik świetlny 53 nie wykryje obecności papierosa 23, a wskaźnik 51 będzie wyłączony. Czujnik świetlny 53 jest tak regulowany, by nie emitował ciągle promieni świetlnych i nie rozładowywał niepotrzebnie źródła energii 37. Czujnikiem świetlnym 53 przystosowanym do użycia w układzie palenia 21 jest znany czujnik typu 0PR5005 Light Sensor.

Jako jedną z wielu alternatywnych możliwości zastosowania wspomnianego czujnika świetlnego 53, można wykorzystać przełącznik mechaniczny (nie pokazany) w celu wykrywania obecności albo braku papierosa 23 oraz przycisk zerowania (nie pokazano) do zerowania układu sterowania 41 po wsunięciu nowego papierosa do zapalniczki 25, na przykład dla wywołania wyświetlenia na wskaźniku 51 liczby 8, itd. Źródła zasilania, układy, czujniki podmuchu i wskaźniki używane w układzie palenia 21 są znane. Kanał 47 i otwór 55 w przekładce 49 i podstawie uchwytu podgrzewacza 50 są korzystnie szczelne podczas palenia.

Przykład wykonania papierosa 23 do wykorzystania w układzie palenia 21 pokazano szczegółowo na fig. 4A i 4B, chociaż papieros może mieć dowolną formę umożliwiającą generowanie zapachu tytoniowego doprowadzanego do palacza po podgrzaniu papierosa przez elementy podgrzewające 43. Papieros 23 zawiera zwój tytoniowy 57 wykonany z nośnika albo podpory 59, która podtrzymuje substancję tytoniową 61, a zwłaszcza tytoń. Zwój tytoniowy 57 jest owinięty wokół oraz podtrzymywany przez cylindryczny filtr przepływu wstecznego 63 na jednym końcu i cylindryczny pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 na przeciwnym końcu. Pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 jest korzystnie filtrem typu otwarta rurka, z podłużnym kanałem 67 przechodzącym przez środek pierwszego filtru swobodnego przepływu, zapewniając w ten sposób mały opór dla zaciągnięcia albo przepływu swobodnego.

W razie potrzeby, papier owijający papieros 69 jest nawijany na zwój tytoniu 57. Rodzaje papieru stosowane jako papier owijający 69 zawierają lekki papier, a zwłaszcza papier z pokryciem o zapachu tytoniu albo papier z zawartością tytoniu dla wzmocnienia zapachu tytoniu. Skoncentrowany ciekły wyciąg w całości albo po rozcieńczeniu może być nałożony na papier owijający 69. Papier owijający 69 korzystnie posiada minimalny ciężar własny i rozciągliwość wystarczającą dla przetwarzania maszynowego. Korzystne charakterystyki papieru tytoniowego zawierają ciężar właściwy (przy 60% wilgotności względnej) między 20-25 g/m², minimalnej przepuszczalności 0-25 COReStA (określanej jako ilość powietrza, mierzona w centymetrach kwadratowych, które przechodzi przez jeden centymetr kwadratowy materiału, na przykład przez arkusz paperu, w ciągu jednej minuty przy spadku ciśnienia 1,0 kilopaskala), wytrzymałość na rozciąganie większą albo równą 2000 g/27 mm szerokości (1 cal/min), rozciągliwość

1,3-1,5 milicali, zawartość CaCO3 mniejszą albo równą 5%, cytrynianu 0%. Materiały do wytwarzania papieru owijającego 69 korzystnie zawierają powyżej 75% arkusza z zawartością tytoniu (niepapierosowy, kominowo- albo kominowo/powietrznie-utwardzany mieszany wypełniacz i czysty rdzeń). Włókno lniane w ilości nie większej niż wymagana do uzyskania odpowiedniej wytrzymałości na rozciąganie. Papier owijający 69 może być także konwencjonalnym papierem lnianym o ciężarze właściwym 15-20 g/m2 albo takim papierem z dodatkowym pokryciem. Spoiwo w postaci pektyny cytrusowej może być dodane w ilości mniejszej albo równej 1%. Gliceryna w ilości nie większej niż wymagana do uzyskania sztywności papieru może być dodana podobnie jak w papierosach konwencjonalnych.

Papieros 23 również korzystnie zawiera cylindryczny filtr ustny 71, którym może być konwencjonalny filtr typu RTD (Resistance To Draw - opór na ciągnięcie), oraz cylindryczny drugi filtr swobodnego przepływu 73. Filtr ustny 71 i drugi filtr swobodnego przepływu są wzajemnie połączone za pomocą papieru końcówkowego 75. Papier końcówkowy 75 sięga wstecz do końca drugiego filtru swobodnego przepływu 73 i jest dołączony do papieru owijającego 69 dla umocowania końca pierwszego filtru swobodnego przepływu 65 w położeniu przyległym do końca drugiego filtru swobodnego przepływu. Podobnie jak pierwszy filtr swobodnego przepływu 65, drugi filtr swobodnego przepływu 73 jest korzystnie wyposażony we wzdłużny kanał 77 przechodzący przez jego środek. Filtr przepływu wstecznego 63 i

174 404 pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 określają łącznie ze zwojem tytoniu 57 wnękę 79 w papierosie 23.

Wskazane jest, by wewnętrzna średnica wzdłużnego kanału 77 drugiego filtru swobodnego przepływu 73 była większa niż średnica wewnętrzna wzdłużnego kanału 67 pierwszego filtru swobodnego przepływu 65. Korzystne średnice wewnętrzne wzdłużnego kanału 67 wynoszą 1-4 mm, a dla wzdłużnych kanałów 77 wynoszą 2-6 mm. Zauważono, że różne średnice wewnętrzne kanałów 67 i 77 ułatwiają uzyskanie wymaganego mieszania turbulencji między aerozolem uzyskanym z podgrzanego materiału o zapachu tytoniu a powietrzem ciągniętym z zewnątrz papierosa 23 podczas zaciągania się papierosem, co wzmacnia zapach tytoniu i ułatwia wystawienie końca filtru ustnego 71 na przepływ mieszanego aerozolu. Zapach tytoniowy uzyskany z podgrzewanego materiału o zapachu tytoniowym 61 jest początkowo oczywiście w fazie parowej we wnęce 79 i przechodzi w widoczny aerozol po zmieszaniu w kanale 77. Dodatkowo do wyżej opisanego pierwszego filtru swobodnego przepływu 65 mającego wzdłużny kanał 67, inne układy zdolne generować wymagane mieszanie zapachu tytoniowego w fazie parowej z wprowadzonym powietrzem zawierają te, w których pierwszy filtr swobodnego przepływu ma postać filtru o wielu otworach, czyli pierwszy filtr swobodnego przepływu może mieć kształt plastra miodu albo płytki metalowej o wielu otworach.

Powietrze jest korzystnie wciągane do papierosa 23 głównie przez zwój tytoniowy 57 i papier owijający 69, w ścieżce poprzecznej albo promieniowej, a nie przez filtr przepływu wstecznego 63 w ścieżce wzdłużnej. Jednak, jak to zostanie wyjaśnione, wskazane jest umożliwienie przepływu powietrza przez filtr przepływu wstecznego podczas pierwszego zaciągnięcia papierosem dla obniżenia RTD. Oczywiste jest, że powietrze wciągane do papierosa 23 przechodzi wzdłużnie w aerozol pochodzący z podgrzewania zwoju tytoniowego 57 przez elementy podgrzewające 43 umieszczone promieniowo wokół zwoju tytoniowego niedokładnie usuniętego z wnęki 79. Korzystne jest wytwarzanie zapachu tytoniowego jako funkcji prawie całkowitego uzupełnienia zwoju tytoniowego 57 i poziomu energii elementów podgrzewających 43. Zatem, część przepływu powietrza przez papieros pochodzącego ze wzdłużnego przepływu przez filtr przepływu wstecznego 63 jest minimalna podczas palenia, z wyjątkiem pierwszego zaciągnięcia. Dalej, filtr przepływu wstecznego 63 korzystnie minimalizuje przepływ aerozolu w kierunku wstecznym na zewnątrz wnęki 79 po podgrzaniu materiału o zapachu tytoniu 61 tak, by możliwość zniszczenia elementów zapalniczki 25 przez aerozol przepływający wstecznie z papierosa 23 była zminimalizowana.

Nośnik 59 stanowiący podporę, która podtrzymuje materiał o zapachu tytoniu 61, zapewnia separację między elementami grzejnymi 43 i materiałem zapachowym i przesyła ciepło wytwarzane przez elementy grzejne do materiału zapachowego oraz podtrzymuje spoistość papierosa po wypaleniu. Korzystnymi nośnikami 59 są te składające się z nietkanej maty z włókien węglowych, ze względu na ich termiczną stabilność. Takie nośniki są znane. Maty tego rodzaju powinny mieć grubość od około 0,05 mm do około 0,11 mm i składać się z nietkanych włókien węglowych (o ciężarze właściwym z zakresu od około 6 g/m² i średnicach włókna od około 7 mikrometrów do około 30 mikrometrów). Długości włókien powinny dawać macie wytrzymałość na rozciąganie podczas przetwarzania. Maty powinny zawierać spoiwo nadające się do użycia w elektrycznych urządzeniach do palenia (czyli mają odpowiednie własności).

Inne nośniki 59 zawierają lekkie metaliczne siatki o otwartej sieci albo metaliczne folie perforowane. Na przykład, może być użyta siatka o masie z zakresu od około 5 g/m2 do około 15 g/m2 i średnicach drutu z zakresu od około 0,038 mm (około 1,5 milicali) do około 0,076 mm (około 3,0 milicali). Inny przykład wykonania siatki jest wykonany z folii o grubości 0,0064 mm (około 0,25 milicala) (na przykład aluminium) z otworkami o średnicach z zakresu od około 0,3 mm do około 0,5 mm, dla zredukowania masy folii o około 30 do 50 %, odpowiednio. Wzór otworków w takiej folii jest przestawny albo nieciągły (czyli nie jest w prostym układzie) dla zredukowania bocznego przewodzenia ciepła z materiału o zapachu tytoniowym 61.

Takie metaliczne sita i folie są umieszczane w papierosie 23 na wiele sposobów, na przykład umieszcza się zawiesinę o zapachu tytoniu na pasku i nakłada się siatkę albo nośnik foliowy na mokrą zawiesinę przed wysuszeniem, i następnie nakłada się warstwę siatki albo nośnika foliowego na podstawowy arkusz albo matę z substancji tytoniowej o wystarczającej

174 404 lepkości. Ze względu na możliwość zwarcia elektrycznego między elementami podgrzewającymi 43 w przypadku wykorzystania nośnika metalowego, nośniki takie nie powinny być w kontakcie z elementami grzejnymi. Przy użyciu nośnika metalicznego, należy użyć odpowiednie spoiwa i papier o niskim ciężarze własnym, na przykład papier owijający 69, dla zapewnienia izolacji elektrycznej między nośnikiem metalicznym 59 i elektrycznymi elementami grzejnymi 43.

Zwój tytoniowy 57 jest wykonany zgodnie ze znanym sposobem wytwarzania papieru. W sposobie tym, pasek tytoniu jest myty wodą. W dalszym etapie owijania wykorzystuje się roztwory. Pozostałe (ekstraktowane) włókno tytoniowe używane jest do wytwarzania podstawowej maty. Włókna węgla rozprasza się w wodzie i dodaje się alginian sodu. Pozostałe koloidy wodorowe, które nie zakłócają zapachu tytoniowego, są rozpuszczalne w wodzie i mają wystarczający ciężar cząsteczkowy dla wzmocnienia zwoju tytoniowego 57, przez co mogą być dodane zamiast alginianu sodu. Rozproszona substancja jest mieszana z zawiesiną ekstraktowanych włókien tytoniowych i ewentualnie z substancjami zapachowymi. Uzyskaną mieszaninę kładzie się na mokro na drut maszyny papierniczej a zwój przenosi się wzdłuż resztek z tradycyjnego urządzenia do wytwarzania papieru dla wykonania podstawowego zwoju. Roztwory usunięte podczas mycia paska tytoniu są nakładane najedną stronę podstawowego zwoju, zwłaszcza przez standardowy poprzeczny powlekacz obrotowy umieszczony za bębnem suszarki typu Yankee. Stosunek roztwory tytoniowe/pył tytoniowy wynosi korzystnie od 1:1 do 20:1. Zawiesina może być także nakładana albo wtłaczana na podstawową matę. Alternatywnie, etap powlekania przeprowadza się w sposób nieciągły. Podczas albo po etapie powlekania, dodaje się substancje zapachowe, które są zwykle używane w przemyśle tytoniowym. Dodaje się pektyny albo inne koloidy wodorowe, zwłaszcza w zakresie 0,1 do 2,0%, dla poprawienia właściwości powlekających zawiesiny.

Przy użyciu dowolnego nośnika 59, substancja o zapachu tytoniu 61, która jest umieszczona na wewnętrznej powierzchni nośnika uwalnia zapach po podgrzaniu i jest zdolna przylegać do powierzchni nośnika. Takie materiały zawierają ciągłe arkusze, gąbki, żele, osuszone zawiesiny, albo osuszone rozpylane zawiesiny, które korzystnie, ale nie koniecznie, zawierają tytoń albo substancje pochodzące z tytoniu, i które są znane.

Korzystnie jest dodać substancję pochłaniającą wilgoć, na przykład glicerynę albo glikol propylenowy, do zwoju tytoniowego 57 podczas przetwarzania, w ilości wynoszącej od 0,5% do 1Ó%o substancji pochłaniającej wilgoć w stosunku do ciężaru zwoju. Substancja pochłaniająca wilgoć ułatwia tworzenie widocznego aerozolu działając jako prekursor aerozolu. Gdy palacz wydycha aerozol zawierający zapach tytoniowy i substancję pochłaniającą wilgoć, substancja pochłaniająca wilgoć skrapla się w atmosferze a skroplona substancja pochłaniająca wilgoć zapewnia pojawienie się konwencjonalnego dymu tytoniowego.

Ponieważ substancja o zapachu tytoniu 61 jest umieszczona na powierzchni nośnika 59, jej zdolności dostarczania zapachu mogą być zmieniane dla uzyskania profilu doprowadzanego zapachu, który będzie się zmieniać przy kolejnych zaciągnięciach. Na przykład, substancja o zapachu tytoniu 61 przyległa do pierwszego elementu grzejnego 43 może zawierać pewną ilość albo rodzaj substancj i zapachowej a substancj a o zapachu tytoniu przyległa do drugiego elementu grzejnego może zawierać inną ilość albo rodzaj substancji zapachowej. Zatem, dostarczanie zapachu tytoniu do palacza może być selektywnie zmieniane przez zastosowanie niejednolitych profili substancji o zapachu tytoniu umieszczonych na powierzchni materiału nośnika. Palacz może na przykład skierować jednorazowy papieros 23 w stronę trwałych elementów grzejnych w szczególny sposób gdy papieros jest wsunięty do zapalniczki 25, jeśli jest wymagane, by dany podgrzewacz podgrzał określoną część niejednolitej substancji o zapachu tytoniu.

Ponadto, zapach tytoniowy można selektywnie zmieniać w zależności od potrzeby, przez zastosowanie kontroli ilości energii doprowadzanej do elementów grzejnych 43. Na przykład, jeśli ilość energii dostarczonej do pierwszego elementu grzejnego 43 (na przykład 20 J) jest większa niż ilość energii dostarczonej do drugiego (na przykład 15 J), to temperatura, którą osiągnie pierwszy podgrzewacz jest na ogół wyższa od tej w drugim elemencie. Zatem, pierwszy element grzejny zasadniczo wytwarza więcej zapachu tytoniowego niż drugi. W ten sposób, ilość zapachu tytoniowego może być selektywnie sterowana przez zmienianie ilości energii dostarczanej między zaciągnięciami.

174 474

Papieros 23 ma zasadniczo stałą średnicę wzdłuż swojej długości i, podobnie jak papierosy konwencjonalne, ma średnicę od około 7,5 mm do 8,5 mm tak, że palacz ma podobne uczucie w ustach korzystając z układu palenia 21 jak paląc zwykły papieros. W korzystnym przykładzie wykonania, papieros 23 ma 58 mm długości, co umożliwia wykorzystanie konwencjonalnych urządzeń pakujących do pakowania takich papierosów. Łączna długość filtru ustnego 71 i drugiego filtru swobodnego przepływu 73 wynosi korzystnie 30 mm. Papier końcówkowy 75 sięga do tyłu na około 5 mm w stronę końca drugiego filtru swobodnego przepływu 73 i ponad zwojem tytoniu 57. Długość zwoju tytoniu 57 wynosi korzystnie 58 mm. Zwój tytoniu 57 jest utrzymywany na przeciwległych końcach przez filtr przepływu wstecznego 63, który ma długość 7 mm, oraz pierwszy filtr swobodnego przepływu 65, którego długość wynosi 7 mm. Wnęka 79 ograniczona przez zwój tytoniu 57, filtr przepływu wstecznego 63 i pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 ma korzystnie 14 mm długości.

Po wsunięciu papierosa 23 do otworu 27 w pierwszym końcu 29 zapalniczki 25, przylega ona albo prawie przylega do wewnętrznej powierzchni dolnej 81 przekładki 49 uchwytu podgrzewacza 39, jak na fig. 3A, przylegającego do kanału 47 łączącego się z czujnikiem podmuchu 45 i otworem 55 na czujnik światła 53. W tym położeniu, wnęka 79 papierosa 23 jest korzystnie przyległa do elementów grzejnych 43 i zasadniczo cała ta część papierosa zawierająca drugi filtr swobodnego przepływu 73 i filtr ustny 71 wystaje na zewnątrz zapalniczki 25. Części elementów grzejnych 43 są korzystnie odchylone promieniowo dla umożliwienia utrzymania papierosa 23 względem zapalniczki 25 i tak, że są w relacji przepływu cieplnego ze zwojem tytoniu 57, bezpośrednio albo przez papier owijający 69. Zatem, papieros 23 jest korzystnie ściśliwy dla umożliwienia nacisku elementów grzejnych 43 na boki papierosa.

Przepływ powietrza przez papieros 23 jest uzyskiwany na wiele sposobów. Na przykład, w przykładzie wykonania papierosa 23 pokazanym na fig. 4A i 4B, papier owijający 69 i zwój tytoniu 57 wystarczająco przepuszczają powietrze dla uzyskania wymaganego RTD tak, że podczas zaciągania się papierosem przez palacza, powietrze przepływa do wnęki 79 poprzecznie albo promieniowo w stosunku do papieru owijającego i zwoju tytoniu. Jak wspomniano, przepuszczający powietrze filtr przepływu wstecznego 69 może być użyty dla zapewnienia wzdłużnego przepływu powietrza do wnęki 79.

W razie potrzeby, poprzeczny przepływ powietrza do wnęki 79 jest umożliwiany przez wykorzystanie rzędu promieniowych otworków (nie pokazano) w papierze owijającym 69 i zwoju tytoniu 57 w jednym albo więcej obszarach przyległych do wnęki. Takie otworki wykonano dla wzmocnienia zapachu tytoniowego w aerozolu. Otworki o gęstości około 1 na 1 -2 mm² i średnicach od 0,4 mm do 0,7 mm są wykonane w zwoju tytoniu 57. To daje korzystną porowatość CORESTA od 100 do 500. Papier owijający 69 ma przepuszczalność od 100 do 1000 CORESTA. Oczywiście, dla uzyskania wymaganych charakterystyk palenia takich, jak opór na zaciąganie się, można zastosować inną gęstość otworków i inne średnice.

Poprzeczny przepływ powietrza do wnęki 79 jest także umożliwiony przez zastosowanie otworków (nie pokazano) w papierze owijającym 69 i zwoju tytoniu 57. Podczas wytwarzania papierosa 23 z takimi otworkami, papier owijający 69 i zwój tytoniu 57 są łączone ze sobą a następnie dziurkowane razem albo oddzielnie i łączone ze sobą tak, że otworki nakładają się na siebie.

Korzystny przykład wykonania uchwytu podgrzewacza 39 jest pokazany na fig. 3A-3B. Widok w rozłożeniu udoskonalonego wykonania uchwytu podgrzewacza 39a o przekładce łączonej z członem podstawy 49A pokazano na fig. 5. Człon 49A uchwytu podgrzewacza 39A zastępuje przekładkę 49 i podstawę 50 uchwytu podgrzewacza 39 z fig. 3A. Podstawowe funkcje stosowania odstępu do przyjmowania papierosa 23 oraz stosowania elementów grzejnych dla podgrzewania papierosa mogą być oczywiście uzyskane za pomocą uchwytów podgrzewacza innych niż te pokazane na fig. 3A-3B i 5.

Odnośnie fig. 3A-3B, uchwyt podgrzewacza 39 jest umieszczony w otworze 27 zapalniczki 25. Papieros 23 jest wsunięty, najpierw przez filtr przepływu wstecznego 63 w otworze 27 w zapalniczce 25 do zasadniczo cylindrycznej przestrzeni uchwytu podgrzewacza 39 określonej przez nasadkę pierścieniową 83 z otwartym końcem odbierającym papieros, ewentualnie do cylindrycznej ochronnej tulei 85, cylindrycznej tulei kanału powietrza 87, układu podgrzewa14

174 404 cza 89 zawierającego elementy grzejne 43, elektrycznie przewodzącego kolka albo zwykłego układu prowadzącego 91, który służy jako wspólna prowadnica dla elementów grzejnych układu podgrzewającego, oraz przekładek 49. Dolna wewnętrzna powierzchnia 81 przekładki 49 zatrzymuje papieros 23 w wymaganym położeniu w uchwycie podgrzewacza 39 tak, że elementy grzejne 43 są umieszczone przylegle do wnęki 79 w papierosie. W uchwycie podgrzewacza 39A pokazanym na fig. 5, dolna wewnętrzna powierzchnia 81A członu 49A zatrzymuje papieros 23 w wymaganym położeniu w uchwycie podgrzewacza.

Zasadniczo cały uchwyt podgrzewacza 39 jest umieszczony wewnątrz i umocowany za pomocą pasowania suwliwego w obudowie 31 części czołowej 33 zapalniczki 25. Czołowa krawędź 93 nasadki 83 jest korzystnie umieszczona na pierwszym końcu 29 zapalniczki 25 albo trochę na zewnątrz i korzystnie zawiera wewnętrznie skośną albo zaokrągloną część dla umożliwienia wprowadzenia papierosa 23 do uchwytu podgrzewacza 39. Części elementów grzejnych 43 układu podgrzewania 89 i kołki 95 układu kołkowego 91 są umocowane wokół zewnętrznej powierzchni 97 przekładki 49 w połączeniu ciernym przez pierścień 99. Tylne końce 101 elementów grzejnych 43 i tylne końce 103 dwóch kołków 95 są korzystnie przylutowane do kołków 104 ściśle przymocowanych i wystających do tyłu z dolnej powierzchni zewnętrznej 105, jak pokazano na fig. 3B, podstawy 50 przez otwory 107 w podstawie dla połączenia z układem 41 i źródłem zasilania 37. Kołki 104 są wystarczająco dobrze przymocowane do podstawy 50 tak, że blokują przepływ powietrza przez otwory 107. Kołki 104 są korzystnie przyjmowane w odpowiednich oprawkach (nie pokazano), zapewniając w ten sposób podtrzymanie uchwytu podgrzewacza 39 w zapalniczce 25 i doprowadzenie przewodów albo układów drukowanych z oprawki do różnych elementów elektrycznych. Inne dwa kołki 95 zapewniają dodatkowe podtrzymanie wzmacniające układ kołków 91. Kanał 47 w przekładce 49 i podstawie 50 łączy się z czujnikiem podmuchu 45 i czujnikiem światła 53, które wykrywają obecność albo brak papierosa 23 w zapalniczce 25.

Podobnie, w uchwycie podgrzewacza 39 z fig. 5, części elementów grzejnych 43 układu podgrzewacza 89 i kołki 95 układu kołków 91 są umocowane wokół zewnętrznej powierzchni 97A członu 49A w umocowaniu ciernym przez pierścień 99. Tylne końce 101 elementów grzejnych 43 i tylne końce 103 dwóch kołków 95 wychodzą poza dolną powierzchnię zewnętrzną 105A członu 49A dla połączenia z układem 41 i źródłem zasilania 37.

Człon 49A jest korzystnie wyposażony w kołnierzowy koniec 109, w którym wykonano przynajmniej dwa rowki albo otwory 107A, i przez który przechodzą tylne końce 103 dwóch kołków 95 z dolnej powierzchni zewnętrznej 105A. Inne dwa kołki 95 zapewniają dodatkowe wzmocnienie dla układu kołków 91. Tylne końce 101 elementów grzejnych 43 są zginane tak, by przybrały kształt kołnierzowych końców 109 i ciągnęły się od dolnej powierzchni zewnętrznej 105A promieniowo na zewnątrz zewnętrznej krawędzi 111 kołnierzowego końca. Kanał 47 w członie 49A łączy się z czujnikiem podmuchu 45 a czujnik świetlny 53 wykrywa obecność albo brak papierosa 23 w zapalniczce 25.

Układ podgrzewający 89, przedstawiony na fig. 3A, 5 i 6, jest korzystnie wykonany z pojedynczego, ciętego laserowo arkusza materiału określanego jako nadstop, który charakteryzuje się połączeniem wysokiej wytrzymałości mechanicznej i odporności na degradację powierzchniową w wysokich temperaturach. Arkusz jest cięty albo wyciskany, na przykład przez prasę, a najkorzystniej za pomocą lasera z CO2, dla uzyskania przynajmniej ogólnego zarysu 115, jak na fig. 7, układu podgrzewacza 89.

W zarysie 115, elementy grzejne 43 są połączone ze sobą na swoich tylnych końcach 101 przez tylną część 117 zarysu ciętego arkusza 115, oraz na czołowych końcach 119, przez część, która tworzy część czołową 121 układu podgrzewania 89. Dwie części boczne 123 rozciągają się między tylną częścią 117 i częścią czołową 121. Tylna część 117 i boczna część 123, chociaż nie tworzą części skończonego układu podgrzewania 89, umożliwiają obsługę zarysu 115 podczas przetwarzania.

Po utworzeniu zarysu 115, każdy element grzejny 43 posiada szeroką część 125, która w skończonym układzie podgrzewającym 89 jest umieszczona przy zwoju tytoniu 57, oraz wąską część 127 dla wytwarzania elektrycznych połączeń z układem 41. W razie potrzeby, wąska część 127 każdego elementu grzejnego 43 jest wyposażona w klapki 129 w pobliżu tylnego końca 101

174 404 dla umożliwienia wykonania lutowanych połączeń z kołkami 104 albo dla umocowania w oprawkach (nie pokazano) w celu elektrycznego połączenia z układem 41. Ogólny zarys 115 jest dalej przetwarzany, szczególnie korzystnie przez laser, dla uzyskania serpentynowego odbicia 131, pokazanego na fig. 6 i 8, z szerokiej części 125. Oczywiście, w razie potrzeby, elementy 131 mogą być wycinane jednocześnie z ogólnym zarysem 115.

Wycięty albo wybity arkusz jest elektrycznie polerowany dla wygładzenia krawędzi indywidualnych elementów grzejnych 43. Wygładzone krawędzie elementów grzejnych 43 umożliwiają wsunięcie papierosa 23 do zapalniczki 25 bez zdzierania. Wycięty albo wybity arkusz jest zwijany wokół uchwytu (nie pokazano) dla utworzenia kształtu cylindrycznego. Tylna część 117 i boczna część 123 są odcinane a krawędzie 133 czołowej części 121 są lutowane ze sobą dla utworzeniajednoczęściowego albo zintegrowanego układu podgrzewania 89, takiego jak ten z fig. 6.

Układ podgrzewania 89 może być także wykonany w dowolny dostępny sposób. Na przykład, zgodnie z alternatywnym sposobem, układ podgrzewania 89 jest wykonany z arkusza, który początkowo jest utworzony w postaci rury (nie pokazano) a następnie wycinany dla uzyskania wielu indywidulanych elementów podgrzewających, jak na fig. 6. Dalej, układ podgrzewania 89 może być wykonany z wielu pojedynczych elementów grzejnych 43, które są połączone, na przykład przez lutowanie miejscowe, ze wspólnym pierścieniem albo taśmą (nie pokazano) spełniającymi wspólne funkcje elektryczne w stosunku do elementów grzejnych i zapewniającymi mechaniczne podtrzymanie dla elementów grzejnych, tak jak część czołowa. Ponadto, część czołowa 121 układu podgrzewania 89 może być lutowana albo inaczej przyłączana wokół pierścienia wymiarującego (nie pokazano) o wewnętrznej średnicy zasadniczo równej średnicy papierosa. Pierścień wymiarujący umożliwia nadanie cylindrycznemu układowi podgrzewania odpowiedniego kształtu a ponadto zwiększa wytrzymałość.

Układ kołków 91, jak na fig. 9, jest korzystnie wykonany według jednego ze sposobów podobnych do już opisanych w odniesieniu do układu podgrzewania 89. Tak jak układ podgrzewania 89, pojedyncze kołki 95 i taśmowa część do wytwarzania części czołowej 135 układu kołków 91 są również wycinane z płaskiego arkusza materiału elektrycznie przewodzącego oraz są zwijane tak, by tworzyły kształt cylindryczny. Układ kołków 91 ma wewnętrzną średnicę zasadniczo równą zewnętrznej średnicy układu podgrzewania 89. Część czołowa 121 układu podgrzewania 89 jest następnie umieszczana w części czołowej 135 układu kołków 91 a dwie części są łączone ze sobą, najlepiej przez lutowanie punktowe, tak by cztery kołki 95 były umieszczone w otwartych przestrzeniach między przyległymi parami elementów grzejnych 43. Jak pokazano na fig. 3B, cztery kołki 95 (przy czym tylko dwa z nich są elektrycznie połączone z kołkami 114 przechodzącymi przez podstawę 50 w przykładzie wykonania) są korzystnie rozstawione promieniowo pod kątem 22,5 stopni względem przyległych elementów grzejnych 43, których jest osiem, i kołków 104 z nimi połączonych, które przechodzą przez podstawę.

Różne wykonania zapalniczki 25 umożliwiają dostarczanie odpowiedniej ilości zapachu tytoniowego do palacza w warunkach standardowego użycia. Należy rozumieć, że wymagane jest dostarczanie od 5 do 13 mg. a zwłaszcza od 7 do 10 mg, aerozolu do palacza w czasie 8 zaciągnięć, przy czym każde zaciągnięcie ma wartość 35 ml i trwa dwie sekundy. Stwierdzono, że dla uzyskania takiego doprowadzania, elementy grzejne 43 powinny osiągać temperaturę około 200 stopni C do około 900 stopni C podczas przesyłu ciepła do papierosa 23. Ponadto, elementy grzejne 43 powinny zużywać od około 5 do około 40 J energii, a korzystniej od około 10 J do około 25 J, a jeszcze lepiej około 15 J. Mniejsze wymagania energetyczne są spotykane w elementach grzejnych 43, które są zginane do wewnątrz w kierunku papierosa 23 dla polepszenia przepływu ciepła.

Elementy podgrzewające 43 o wymaganych charakterystykach mają czynne powierzchnie równe około 3 mm² do 25 mm² i rezystancję od około 0,5 Ohma do około 3,0 Ohma. Korzystniej, elementy grzejne 43 powinny mieć rezystancję od około 0,8 Ohma do około 2,1 Ohma. Oczywiście, rezystancja podgrzewacza zależy także od danego źródła zasilania, użytego dla zapewnienia wystarczającej energii elektrycznej do podgrzania elementów grzejnych 43. Na przykład, rezystancje powyższych elementów grzejnych odpowiadają przykładom wykonania, w których energia doprowadzana jest przez cztery baterie niklowo-kadmowe połączone szere16

174 404 gowo, o całkowitym napięciu w stanie jałowym około 4,8 do 5,8 V. Alternatywnie, jeśli wykorzystuje się sześć albo osiem takich szeregowych baterii, elementy grzejne 43 powinny korzystnie posiadać rezystancję od około 3 Ohmów do około 5 Ohmów albo od około 5 Ohmów do około 7 Ohmów, odpowiednio.

Materiały, z których wykonuje się elementy grzejne 43 są wybierane tak, by zapewnić bezpieczne powtarzalne użycie podczas przynajmniej 1800 cykli włączania/wyłączania bez uszkodzenia. Uchwyt podgrzewacza 39 jest korzystnie umieszczony oddzielnie od zapalniczki 25 zawierającej źródło zasilania 37 i układ, który jest korzystnie usuwany przynajmniej po 3600 cyklach. Materiały elementów grzejnych są także wybierane zależnie od ich odporności na utlenianie i ogólnego braku reaktywności dla zabezpieczenia przed utlenianiem albo reakcją z papierosem 23 w dowolnej spodziewanej temperaturze. W razie potrzeby, elementy grzejne 43 są osłaniane przez obojętny materiał przewodzący ciepło taki, jak odpowiedni materiał ceramiczny, dla dalszego zabezpieczenia przed utlenianiem reakcją.

W oparciu o te kryteria, materiały na elektryczne elementy grzejne zawierają domieszkowane półprzewodniki, na przykład krzem, węgiel, grafit, stal nierdzewną, tantal, siatki metalowo ceramiczne i stopy metali, na przykład stopy zawierające nikiel, chrom i żelazo. Krzemowy materiał półprzewodnikowy, który jest domieszkowany zanieczyszczeniami fosforowymi do poziomu z zakresu od 5 x 1018 zanieczyszczeń/cm³ do 5 x 1019 zanieczyszczeń/cm³, co odpowiada rezystywności z zakresu od około 1 x 10-2 Ohma-cm do około 1 x 10-3 Ohma-cm, odpowiednio. Odpowiednie siatki metalowo-ceramiczne zawierają karborund glinowy i karborund tytanowy. Nieutleniające się wielometalowe składniki, jak aluminindy niklu i żelaza są również odpowiednie w tej sytuacji.

Jednak, korzystniej jest wykonać elektryczne elementy grzejne 43 ze stopu wytrzymałego cieplnie, który łączy wysoką wytrzymałość mechaniczną z odpornością na degradację powierzchniową w wysokich temperaturach. Korzystnie jest wykonać elementy grzejne 43 z materiału o dużej wytrzymałości i stabilności powierzchniowej w temperaturach do około 80% punktu topnienia. Takie stopy zawierają te, powszechnie określane jako nadstopy i opierające się głównie na niklu, żelazie i kobalcie. Nadstop elementów grzejnych 43 zawiera glin i aluminium dla dalszego poprawienia wykonania elementów grzejnych (na przykład odporności na utlenianie). Taki materiał jest znany pod nazwą stop Haynes. Taki wysokotemperaturowy materiał zawiera wśród innych elementów, około 75% niklu, około 16% chromu, około 4,5% glinu i około 3% żelaza, w stosunkach wagowych.

Jak już wspomniano, pojedyncze elementy grzejne 43 układu podgrzewania 89 korzystnie zawierają część odbitki 131 z wieloma wzajemnie połączonymi zakrzywionymi obszarami - zasadniczo o kształcie S --dla zwiększenia efekty wnee rezystancji każdego elementu podgrzewającego. Kształt serpentyny części 131 elementów grzejnych 43 zapewnia zwiększenie rezystancji elektrycznej bez zwiększenia całkowitej długości albo zmniejszenia szerokości przekroju poprzecznego elementu grzejnego. Elementy grzejne 43 mające rezystancje z zakresu od około 0,5 Ohma do około 3 Ohma i mające długość części 131 dopasowaną do uchwytu podgrzewacza 39 z fig. 3A i uchwytu podgrzewacza 39A z fig. 5, mają obszary połączone wzajemnie N razy i mające kształt S, przy czym N mieści się w zakresie od około trzech do około dwunastu, a korzystnie od około sześciu do około dziesięciu.

Jeśli element podgrzewający 131 pokazany na fig. 5 jest najpierw cięty do kształtu szerokiej części 125 z fig. 7 tak, że szeroka część ma szerokość W1, długość L1, grubość T1, to rezystancja od jednego końca 125' do przeciwnego końca 125 szerokiej części jest opisana równaniem:

R = p*L1/W1*T, gdzie p jest rezystywnością danego materiału. Po wykonaniu elementu 131, rezystancja elementu zwiększa się, ponieważ efektywna długość elektryczna rezystancyjnego elementu grzejnego 43 zwiększa się, a powierzchnia przekroju poprzecznego zmniejsza się. Na przykład, po wykonaniu tego elementu w elemencie grzejnym 43, ścieżka prądu w elemencie grzejnym biegnie wzdłuż ścieżki P. Ścieżka P ma czynną długość elektryczną około 9 albo 10*W1 (dla

174 404 około pięciu kompletnych zakrętów tej części elementu podgrzewającego), w odróżnieniu do początkowej długości elektrycznej L1. Ponadto, powierzchnia przekroju poprzecznego zmniejsza się od W1*T do W2*T. Zgodnie z wynalazkiem, zarówno zwiększenie jak i zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego może powiększyć całkowitą rezystancję elektryczną elementu grzejnego 43, ponieważ rezystancja elektryczna jest proporcjonalna do długości elektrycznej i odwrotnie proporcjonalna do powierzchni przekroju poprzecznego.

Zatem, stworzenie elementu 131 w elemencie grzejnym 43 pozwala wykorzystać mniejszą objętość materiału przewodzącego, który ma zapewnić określoną rezystancję na danej powierzchni podgrzewanej, czyli 3 mm² do 25 mm². Ta cecha rozwiązania daje przynajmniej trzy korzyści.

Po pierwsze, dla danej rezystancji, element grzejny 43 jest wytwarzany z prostokątnego arkusza o długości takiej, że jeśli jest on wykonany jako element liniowy, to musi być dłuższy. Umożliwia to wytwarzanie bardziej zwartego uchwytu podgrzewacza 39 i zapalniczki 25 po niższych kosztach.

Po drugie, ponieważ energia wymagana do podgrzania elementu grzejnego 43 do danej temperatury roboczej w spokojnym powietrzu wzrasta ze wzrostem masy elementu grzejnego, serpentynowy element grzejny jest energetycznie wydajny i zapewnia daną rezystancję przy ograniczonej objętości. Na przykład, jeśli objętość elementu grzejnego 43 jest zmniejszona dwukrotnie, masa jest również ograniczona tyle samo razy. Zatem, ponieważ energia wymagana do podgrzania elementu grzejnego 43 do danej temperatury roboczej w spokojnym powietrzu jest zasadniczo proporcjonalna do masy i pojemności cieplnej elementu grzejnego, dwukrotne ograniczenie objętości redukuje wymaganą ilość energii również dwukrotnie. Dzięki temu element grzejny 43 jest wydajniejszy energetycznie.

Trzecia korzyść ograniczenia objętości serpentynowego elementu grzejnego 43 jest związana z czasem reakcji elementu grzejnego. Czas reakcji określa się jako czas, w którym element grzejny 43 przechodzi z pierwszej temperatury do drugiej, wyższej temperatury w odpowiedzi na dopływ energii. Ponieważ czas reakcji elementu grzejnego 43 jest zasadniczo proporcjonalny do jego masy, korzystne jest to, że element grzejny o ograniczonej objętości ma także skrócony czas reakcji. Zatem, serpentynowe elementy grzejne 43, oprócz posiadania zwartej budowy i wydajności energetycznej, mogą być szybciej podgrzewane do temperatur roboczych. Ta cecha rozwiązania zwiększa wydajność elementu grzejnego 43.

Zatem, zastosowanie wielu zakrętów w elementach grzejnych 43 (na przykład w kształcie serpentyny) zwiększa rezystancję elementu grzejnego bez zwiększania długości albo zmniejszania powierzchni przekroju poprzecznego elementu grzejnego. Oczywiście, można wykorzystać inne wzory elementu grzejnego 43 niż pokazany na fig. 8, które będą zawierać taką konfigurację i zapewniać zwartą budowę i wydajność elementu podgrzewającego.

Element 131 jest cięty na elementy grzejne 43 w dowolny sposób, najlepiej laserem (zwłaszcza laserem z CO2). Ze względu na małe wymiary serpentynowych elementów grzejnych 43 (na przykład szczelina B na fig. 8 ma wymiary od około 0,1 mm do około 0,25 mm) cięcie laserowe jest korzystniejsze od innych sposobów wycinania elementu 131. Ponieważ energia laserowa jest skupiana w małym obszarze, energia ta umożliwa uniwersalną, szybką, dokładną i automatyczną obróbkę. Ponadto, obróbka laserowa ogranicza nacisk na cięty materiał i wpływ ciepła na materiał (czyli utlenianie materiału) w porównaniu z innymi sposobami cięcia (na przykład obróbką wyładowaniem elektrycznym). Inne sposoby zawierają obróbkę wyładowaniem elektrycznym, precyzyjne wybijanie, trawienie chemiczne i frezowanie chemiczne. Możliwe jest także wytwarzanie części 131 za pomocą konwencjonalnych sposobów wybijania, jednak, należy zrozumieć, że zużycie materiału czyni te sposoby mniej atrakcyjnymi, przynajmniej przy kształcie serpentynowym.

Oprócz wykorzystania lasera do wycinania serpentynowych elementów grzejnych 43, laser wykorzystuje się także z powodzeniem do wydajnego wiązania różnych elementów zapalniczki, zwłaszcza za pomocą lasera itrowo-aluminiowo-granatowego YAG. Na przykład, układ podgrzewający 89 i układ kołków 91 są wzajemnie korzystnie lutowane punktowo za pomocą lasera z CO2 albo lasera YAG. Dodatkowo, tylne końce 101 albo klapki 129 elementów grzejnych 43 są także lutowane laserowo do końcówek elektrycznych 104 w podstawie 50 albo do odpowied18

174 404 nich elementów układu albo oprawek. Oczywiście, istnieją różne konwencjonalne sposoby łączenia różnych elementów zapalniczki. Potencjalnie niszczące, termicznie indukowane naciski w elementach grzejnych 43 są zminimalizowane zgodnie z wynalazkiem. Jakpokazano na fig. 6, tylne końcowe części 101 (albo klapki 129), które są lutowane do. kołków 104 albo innych układów i elementów elektrycznych, oraz części 131, które wytwarzają ciepło, są utworzone jako jednoczęściowy element grzejny 43, dzięki czemu nie trzeba lutować ze sobą części 131 i części końcowych. Zauważono, że takie lutowanie wywołuje niepożądane odkształcenia podczas podgrzewania elementów grzejnych. Podłużne osie główne części końcowych 101 albo klapek 129 są korzystnie umieszczone w jednej linii z osiami głównymi części 131. Nie osiowane osie główne także mogą być przyczyną odkształceń podczas podgrzewania elementów grzejnych. Dalej, przeciwne końce 131'i 131 elementów 131 spotykają się z częściami nieserpentynowymi elementu grzejnego 43 w sposób symetryczny, czyli każda część w tym samym kierunku. Symetria końców 13 Γ i 131 chroni końce elementów 131 przed skręceniem w przeciwnych kierunkach podczas podgrzewania, a więc chronią je przed zniszczeniem. Obszary przejść 137' i 113, na końcach 131' i 131, odpowiednio, elementów 131 i między nieserpentynowyrm częściami elementu grzejnego 43 i końcami są korzystnie ścięte, jak pokazano na fig. 6. Skośne obszary przejścia 13Ύ i 137 także redukują naciski indukowane termicznie.

Elementy grzejne 43 i uchwyt podgrzewacza 39 posiadają dodatkowe charakterystyki wykluczające problemy związane z podgrzewaniem i podgrzewaniem powtarzanym. Na przykład, oczekuje się, że podczas ogrzewania elementy 43 będą dążyć do rozszerzenia się. Ponieważ elementy grzejne 43 są umocowane między miejscowo umocowanymi końcami czołowymi 135 układu kołków 91 przyłączonego do części czołowej 121 układu podgrzewania 89, a pierścień 99 w pobliżu tylnych końców 101 elementów podgrzewających, rozszerzanie elementów podgrzewających będzie powodować albo pożądane zginanie elementów podgrzewających do wewnątrz w stronę papierosa 23, albo niepożądane zginanie na zewnątrz, w kierunku od papierosa. Zginanie zewnętrzne jest przyczyną powstania termicznej szczeliny między elementami grzejnymi 43 a papierosem 23. To powoduje niewydajne i sprzeczne podgrzewanie zwoju tytoniu 5 wynikające ze zmian stopnia styku międzypowierzchniowego pomiędzy powierzchniami elementów grzejnych i papierosem.

Dla uniknięcia zginania na zewnątrz, pojedyncze elementy grzejne 43 układu podgrzewania 89 mają kształt zawierający korzystne zgięcie do wewnątrz, jak pokazano na fig. 3A. Zginanie do wewnątrz zapewnia pasowanie suwliwe i dobry kontakt cieplny między elementami grzejnymi 43 i papierosem 23. Wewnętrznie zgięty kształt elementów grzejnych 43 zastosowano za pomocą dowolnego sposobu takiego, jak kształtowanie podgrzewacza cylindrycznego, jak na fig. 6, na uchwycie (nie pokazano) mającym wymagane zgięcie do wewnątrz. Wewnętrznie zgięty kształt korzystnie wykonuje się w formie i wybija się (nie pokazano) przed ukształtowaniem układu podgrzewania 89 w cylinder. Wewnętrznie zagięty kształt elementów grzejnych 43 wywołuje dalsze zginanie do wewnątrz jeśli elementy podgrzewające rozszerzają się podczas podgrzewania. Zginanie jest delikatne na długości elementu 131. Rozchylone obszary przejściowe 13' i 13 mogą być zgięte gwałtowniej niż delikatniejsze elementy 131. W ten sposób, zrozumiałe jest, że koncentracja naprężeń termicznych w częściach elementów grzejnych 43 bardziej podatnych na uszkodzenia jest wykluczana.

W razie potrzeby, stosuje się pierścień (nie pokazano) wokół elementu 131 i elementów grzejnych 43. Pierścień ma służyć jako pochłaniacz ciepła, a jeśli elementy grzejne 43 będą się rozszerzać podczas podgrzewania, elementy 131 będą się rozszerzać do wewnątrz, w stronę papierosa 23.

Oprócz wyżej opisanego układu podgrzewania 89, uchwyt podgrzewacza 39 pokazany na fig. 3A także zawiera przekładkę 49 i podstawę uchwytu podgrzewacza 50. Przekładka 49 pokazana na fig. 1 A-10C, ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 9, do której przymocowane są kołki 91 i elementy grzejne 43 za pomocą mocowania ciernego przez pierścień 99. Przekładka 49 daj zawieaa scaankę dobą 139 . której do^a wewnętrzna jrcw^mnz^^c^lmui 8 i powstrzymuje dalszy ruch papierosa 23 wewnątrz zapalniczki 25 tak, że papieros jest prawidłowo ustawiany względem elementów grzejnych 43, a cylindryczna wewnętrzna ścianka 141 umożliwia przejście papierosa do przekładki. Część 4' kanału 47 do połączenia z czujnikiem podmuchu 45 jest

174 404 wyposażona w ściankę dolną 139. Część 47' ma postać dziury albo otworu wykonanego w dolnej ściance 139 równolegle do osi głównej przekładki 49. Również część 55' otworu 55 na czujnik światła 53 została wykonana w ściance dolnej 139. Pierwszy otwór na zaciąganie 143 ciągnie się od zewnętrznej powierzchni 97 przekładki 49 do części 55 otworu. Pierwszy otwór na zaciąganie 143 zapewnia korzystny RTD podczas pierwszego zaciągnięcia się papierosem 23 przez dostarczenie dodatkowego przejścia dla przepływu powietrza z obszaru otaczającego papieros do obszaru przy filtrze przepływu wstecznego 63. Ponieważ zwój tytoniu 57 i papier owijający 69 powstrzymują przepływ powietrza do papierosa 23 do chwili gdy element grzejny 43 podgrzeje papieros, pierwszy otwór na zaciągnięcie 143 doprowadza przepływ powietrza do uchwytu podgrzewającego 39 przez filtr przepływu wstecznego 63 papierosa. Filtr przepływu wstecznego 63 umożliwia dostateczny przepływ powietrza do papierosa 23 dla zapewnienia niższego RTD niż w przeciwnym przypadku. Filtr przepływu wstecznego 63 musi być jednak tak szczelny jak to możliwe, ale powinien umożliwiać wspomniany przepływ powietrza podczas pierwszego zaciągnięcia tak, by aerozol pozostający we wnęce 79 po zaciągnięciu się papierosem 23 nie wracał do zapalniczki 25 przez filtr przepływu wstecznego. Po pierwszym zaciągnięciu się papierosem 23, obszar zwoju tytoniu 57 i papieru owijającego 69, który został podgrzany przez zapalenie elementu podgrzewającego staje się bardziej przepuszczalny dla powietrza. Zatem, przepływ powietrza przez pierwszy otwór dla zaciągania 143 i filtr przepływu wstecznego staje się nieznaczący dla zaciągania się papierosem 23 po pierwszym zaciągnięciu.

Podstawa 50, przedstawiona pojedynczo na fig. 11A-11C, jest zasadniczo cylindryczna w kształcie i zawiera dolną ściankę 151, kołki albo przewody 104 dla połączenia z kołkami 95 oraz elementy podgrzewające 43 przechodzące przez otwory 107 wykonane w ściance dolnej i wychodzące z dolnej powierzchni zewnętrznej 105 podstawy. Podstawa 50 ma kształt cylindryczny wyposażony w cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 153 i cylindryczną ściankę wewnętrzną 155, przy czym ścianka wewnętrzna ma średnicę większą od zewnętrznej średnicy przekładki 49 i zasadniczo równą zewnętrznej średnicy pierścienia 99. Przekładka 49 jest korzystnie utrzymywana w miejscu względem podstawy 50 przez mocowanie cierne między wewnętrzną ścianką 169 tulei kanału powietrza 87, pierścieniem 99, oraz zewnętrzną powierzchnią 97 przekładki. Jak to zostanie przedyskutowane, zastosowano środki do mocowania tulei kanału powietrza 87 do podstawy 50. Przekładka i podstawa 50 mogą być umocowane za pomocą innych środków niż tradycyjne, na przykład klejenie, śruby i nity. Ponadto, można wykonać podłużne grzbiety albo rowki (nie pokazano) na powierzchni podstawy 50 dla zapewnienia odpowiedniego stosunku kątowego między przekładką i podstawą. Część 47 kanału 47 jest wykonana w ściance dolnej 151 i korzystnie ciągnie się w pobliżu osi głównej podstawy 50 do zewnętrznej krawędzi podstawy. W razie potrzeby, część 47 ma częściowo postać rowka w dolnej powierzchni wewnętrznej 157 podstawy, przy czym rowek jest szczelny dzięki zainstalowaniu przekładki 49. Część 47 ma postać przecinających się podłużnych i promieniowych otworów w ściance dolnej 151. Część 55 otworu 55 jest wykonana w ściance dolnej. Części 47' i 55' przekładki 49 znajdują się w jednej osi z częściami 47 i 55, odpowiednio, podstawy 50 dla utworzenia kanału 47 i otworu 55.

Człon 49A w przykładzie wykonania uchwytu podgrzewacza 39A z fig. 5 jest dalej pokazany na fig. 12A-12D. Człon 49A ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 97A, do której umocowano kołki 95 i elementy grzejne 43 za pomocą pierścienia 99. Człon 49A dalej zawiera ściankę dolną 139A, dolną powierzchnię wewnętrzną dla blokowania dalszego ruchu papierosa 23 w zapalniczce 25 tak, że papieros jest prawidłowo umieszczony względem elementów grzejnych 43 i cylindrycznej ścianki wewnętrznej 141A członu dla umożliwienia przejścia papierosa do tego członu. Pierwszy otwór dla zaciągania (nie pokazano) może być również wyposażony w człon 49A. Kanał 47A komunikujący się z czujnikiem podmuchu 45 jest utworzony w dolnej ściance 139A. Kanał 47A ma postać dziury albo otworu wykonanego w dolnej ściance 139A równolegle do linii środkowej członu 49A. Także otwór 55A na czujnik światła 53 jest utworzony w dolnej ściance 139A. Jak wspomniano, tylne końce 101 elementów grzejnych 43 i tylne końce 103 przynajmniej dwóch kołków 95 wychodzą z dolnej powierzchni zewnętrznej 105A członu 49A w celu połączenia z układem 41 i źródłem zasilania 37. Człon 49A jest korzystnie wyposażony w kołnierzowy koniec 109, w którym wykonano przynajmniej

174 474 dwa rowki albo otwory 107A, i przez który tylne końce 103 dwóch kołków 95 odchodzą od dolnej powierzchni zewnętrznej 105A. Tylne końce 101 elementów grzejnych 43 są zginane tak, by uzyskały kształt kołnierzowego końca 109 i odeszły od dolnej powierzchni zewnętrznej 105A promieniowo na zewnątrz zewnętrznej krawędzi 111 kołnierzowego końca. Tuleja kanału powietrznego 87A jest mocowana wokół zewnętrznej krawędzi 111 kołnierzowego końca 109 dla dalszego zabezpieczenia końców 101 elementów grzejnych 43 w ich położeniach.

Ogólnie, poza zaznaczonymi przypadkami, dyskusja systemu palenia 21 odnosi się, dla ułatwienia analizy, przede wszystkim do elementów uchwytu podgrzewacza 39 z fig. 3A-3B. Jednak, oczywiste jest, że opis ten odnosi się do wykonania uchwytu podgrzewacza 39A z fig. 5, a także do innych wykonań nie przedstawionych ani dyskutowanych oddzielnie. Jak zauważono, uchwyt podgrzewacza może zawierać inne urządzenia mogące wykonywać różne funkcje uchwytu podgrzewacza, takie jak stwarzanie przestrzeni przyległej do elementów podgrzewających dla podgrzania papierosa.

Widok końcowy pierścienia 99, który zabezpiecza elementy grzejne 43 i kołki 95 wokół zewnętrznej powierzchni 97 przekładki 49 z fig. 3A pokazano na fig. 13. Wewnętrzna średnica pierścienia 99 jest wystarczająco duża, aby pierścień mógł otoczyć i zabezpieczyć elementy grzejne 43 na cylindrycznej powierzchni zewnętrznej 97 za pomocą mocowania ciernego. Podłużne rowki 159 wykonano pod kątem 90 stopni względem siebie wokół wewnętrznej powierzchni pierścienia 99 dla odbierania zasadniczo grubszych kołków 95 tak, że pierścień jest przystosowany do otoczenia i zabezpieczenia kołków na zewnętrznej powierzchni 97.

Tuleja kanału powietrza 87 jest dołączona, na pierwszym końcu 161, do podstawy 50 oraz, na drugim końcu 163, do nasadki 83. Pierwszy koniec 161 tulei kanału powietrza 87 jest korzystnie wyposażony w zewnętrzny grzbiet 165 dla połączenia z wewnętrznym rowkiem 167 na wewnętrznej ściance 155 podstawy 50. Podobnie, drugi koniec 163 tulei kanału powietrza 87 jest korzystnie wyposażony w zewnętrzny grzbiet 171 dla połączenia z wewnętrznym rowkiem 173 na wewnętrznej obręczy 175 nasadki 83. Tuleja kanału powietrza 87A z przykładu wykonania uchwytu podgrzewacza 39A z fig. 5 różni się od przykładu wykonania tulei kanału powietrza 87 z fig. 3 tym, ze pierwszy koniec 161A tulei kanału powietrza 87A jest korzystnie wyposażony w wewnętrzny rowek 165A dla połączenia z zewnętrznym grzbietem 167a na zewnętrznej krawędzi 111 kołnierzowego końca 109 członu 49A. Części elementów podgrzewających 43 w pobliżu tylnych końców 101 ciągną się między łączącymi częściami członu 49A i tuleją kanału powietrza 87A. Jak wyjaśniono w odniesieniu do fig. 17, jeśli potrzeba zwiększyć przepływ powietrza, można wykonać jedną albo więcej dziur albo otworów w częściach uchwytu podgrzewacza 39, takich jak tuleja kanału powietrza 87, zwłaszcza w punktach wzdłuż tulei kanału powietrza, w której powietrze nie jest blokowane albo zmuszane do przepływu po krętej ścieżce przez nasadkę 83 albo przekładkę 49 przed dotarciem do papierosa 23.

Nasadka 83 uchwytu podgrzewacza 39 przedstawiona na fig. 3A i nasadka 83A uchwytu podgrzewacza 39A przedstawiona na fig. 5 są podobne pod każdym względem z wyjątkiem tego, że nasadka 83 zawiera dłuższą ściankę wewnętrzną 177 niż ścianka wewnętrzna 177A nasadki 83A. Wewnętrzna średnica wewnętrznej ścianki 177 nasadki 83 jest niedłuzsza od zewnętrznej średnicy papierosa 23, a nawet nieco mniejsza tak, że papieros jest ściskany podczas wsuwania go do zapalniczki 25 i mocno utrzymywany w miejscu przez pasowanie z wciskiem. Dłuższa wewnętrzna ścianka 177 nasadki 39 jest korzystniejsza i zapewnia dodatkową podporę dla papierosa 23. Nasadkę 83A pokazano na fig. 14A-14D.

Nasadka 83A ma wiele podłużnych otworów albo kanałów 179A przechodzących przez nasadkę od zaokrąglonego albo ukośnego końca czołowego 93A do tylnej powierzchni 181A dla zapewnienia przepływu powietrza do przestrzeni w uchwycie podrzewacza 39A i dotarcia do papierosa 23, między papierosem i tuleją kanału powietrza 87 tak, że poprzeczny (czyli promieniowy do wewnątrz) przepływ powietrza przechodzi przez zwój tytoniu 57 i przez elementy 131 elementów grzejnych 43. Jak pokazano na fig. 3A, w przykładzie wykonania nasadki 83 uchwytu podgrzewacza 39, otwory albo kanały 179 są większe w pobliżu tylnej powierzchni niż w pobliżu czołowego końca 93 dla umożliwienia osiągnięcia wymaganego RTD. W innym wykonaniu nasadki, podłużne dziury albo otwory są zastąpione podłużnymi rowkami (nie pokazano), które wykonano w wewnętrznej ściance nasadki. Odnośnie

174 404 fig. 14A - 14D, okrągły rowek 183A wykonano na tylnej powierzchni 181A dla odbierania i podtrzymywania zabezpieczającej tulei podgrzewacza 85, pokazanej na fig. 15A-15B. Tuleja podgrzewacza 85 jest członem rurowym z końcami, pierwszym i drugim, 185 i 187, które są przystosowane do odbioru w rowku 183A. Okrągły rowek 183A jest wykonany na większym promieniu niż otwory albo kanały 179A dla umożliwienia wprowadzania powietrza do uchwytu podgrzewacza 39, gdy palacz zaciąga się papierosem 23.

Nasadka 83, pokazana na fig. 3A, może być wykonana przez odlewanie albo obróbkę maszynową. Nasadka jest korzystnie wykonywana przez odlewanie jednoczęściowej nasadki, takiej jak nasadka 83A z fig. 5. W przypadku obróbki maszynowej, nasadka 83 jest korzystnie wytwarzana w dwóch częściach, części zewnętrznej 83' i części wewnętrznej 83, pokazanych na fig. 3A, które pasują do siebie. Okrągłe wgłębienie wykonuje się na zewnętrznej powierzchni wewnętrznej części 83 przez umocowanie wewnętrznej części wewnątrz zewnętrznej części 83', przy czym wgłębienie tworzy rowek 183 po połączeniu części wewnętrznej i zewnętrznej. Obrobiona dwuczęściowa nasadka 83 daje możliwość zrezygnowania z obróbki jednoczęściowej nasadki dla uzyskania rowka 183.

Tuleja podgrzewacza 85 jest usuwana, wyrzucana i zastępowana nową tuleją podgrzewacza przez palacza w dowolnej przerwie w paleniu, na przykład po wypaleniu 30-60 papierosów 23. Tuleja podgrzewacza 85 chroni wewnętrzną ściankę 169 tulei kanału powietrza 87 przed działaniem pozostałości aerozolu, który jest wytwarzany w obszarze między elementami grzejnymi 43 i tuleją kanału powietrza. Aerozol natomiast jest doprowadzany do tulei podgrzewacza 85.

Tuleja podgrzewacza 85 jest wykonana z odpornego cieplnie materiału papierowego albo plastikowego, który jest wymieniany przez palacza po wypaleniu wielu papierosów 23. Zatem, w odróżnieniu od konstrukcji typu rurka w rurce, zawierającej rurkę powstrzymującą aerozol przyłączoną do jednostki z substancją tytoniową, już opisanej, którajest wyrzucana z jednostką zawierającą substancję tytoniową po jej wypaleniu, tuleja podgrzewacza 85 w układzie palenia 21 jest przystosowana do ponownego wykorzystania. Zatem, wytwarzanie papierosa 23 jest uproszczone a objętość materiału wyrzucanego po wypaleniu każdego papierosa jest zmniejszona.

Na fig. 16 schematycznie przedstawiono drogi przepływu powietrza, które ustanowiono w uchwycie podgrzewającym 39 i papierosie 23, gdy palacz zaciąga się poprzez filtr ustny 71. Powietrze jest ciągnięte w wyniku ssania w filtrze ustnym 71, poprzez otwory albo kanały 179, do wnętrza uchwytu podgrzewacza 39 między tuleją kanału powietrznego albo tuleją podgrzewacza (nie pokazano), poza elementy grzejne (nie pokazano) stykające się z papierosem 23, i przez przepuszczający powietrze owijacz zewnętrzny 69 i zwój tytoniu 57 (albo przez otworki wykonane w nim) do wnęki 79 w papierosie. Z wnęki 79, powietrze przepływa do podłużnego kanału 67 w pierwszym filtrze swobodnego przepływu 65, podłużny kanał 77 w drugim filtrze swobodnego przepływu 71 do palacza. Ilość i rozmiar kanałów 179 są wybrane dla optymalizacji dostarczania całkowitej materii cząsteczkowej (ang. TPM) do palacza. W przykładzie wykonania, w nasadce 83 wykonano sześć albo osiem kanałów 179.

Jak pokazano na fig. 17, w razie potrzeby tworzy się inne kanały powietrza, zamiast albo dodatkowo do kanałów 179, dla umożliwienia dostępu powietrza do wnętrza uchwytu podgrzewacza 39 i wnęki 79 papierosa 23. Na przykład, można wykonać jeden albo więcej promieniowych kanałów 189 w uchwycie podgrzewacza 39, w dowolnym położeniu, zwykle w tulei kanału powietrza. Podłużne kanały 191 mogą być przeprowadzone w uchwycie 39 przez podstawę albo podstawę i przekładkę (nie pokazano na rysunku). Kanały 179 w nasadce 83 również mogą mieć formę dziur albo otworów, jak omówiono powyżej, albo podłużnych rowków wykonanych w wewnętrznej ściance 177 nasadki. Jak wspomniano, w razie potrzeby można zastosować filtr przepływu wstecznego 63, który zapewnia wzdłużny przepływ do wnęki 79, gdy palacz zaciąga się papierosem.

W razie potrzeby, zapalniczka 25 zawiera zaostrzoną rurkę (nie pokazano) umieszczoną wewnątrz uchwytu podgrzewacza 39 dla nakłuwania filtru przepływu wstecznego 63 papierosa 23 po wsunięciu tego papierosa. Rurka kończy się we wnęce 79 i zapewnia bezpośredni przepływ powietrza do tej wnęki gdy palacz zaciąga się papierosem 23. Rurka zaopatrzona jest w jeden albo więcej otworków wykonanych w bokach rurki, przeciwnie do prowadzącego końca rurki, dla uzyskania szybkiego przepływu powietrza w kierunkach powodujących wirowanie powietrza

174 404 wewnątrz wnęki. Takie zawirowania poprawiają mieszanie powietrza wejściowego z aerozolem i parą wytwarzanymi w papierosie 23.

Elektryczny układ sterowania 41 układu palenia 21 pokazano schematycznie na fig. 18. Układ 41 zawiera układ logiczny 195, który jest układem zintegrowanym dla danego zastosowania albo ASIC, czujnik podmuchu 45 dla wykrywania zaciągania się przez palacza papierosem 23, czujnik światła 53 dla wykrywania wsunięcia papierosa do zapalniczki 25, wskaźnik ciekłokrystaliczny 51 dla wskazania ilości zaciągnięć pozostających w papierosie, źródło zasilania 37 i sieć taktującą 197. Układ logiczny 195 jest dowolnym układem spełniającym opisane funkcje. Połowo programowalny układ bramkowy (na przykład typu ACTEL A1010A FPGA PL44C), może być zaprogramowany tak, by wykonywał funkcje logiki cyfrowej z funkcjami analogowymi wykonywanymi przez inne elementy, natomiast ASIC jest wymagany do wykonywania zarówno analogowych jak i cyfrowych funkcji w jednym elemencie. Cechy układu sterowania i układu logicznego podobnych do układu sterowania 41 i układu logicznego 195 są znane.

W przykładzie wykonania, osiem pojedynczych elementów podgrzewających 43 (nie pokazano na fig. 18) połączono z dodatnim zaciskiem źródła zasilania 37 i masą przez odpowiednie tranzystory polowe FET, pracujące jako przełączniki podgrzewacza 201-208. Pojedyncze przełączniki 201-208 włączają się pod wpływem sterowania układu logicznego 195 poprzez zaciski 211-218, odpowiednio. Układ logiczny 195 wytwarza sygnały uruchamiające i wyłączające przełączniki podgrzewacza 201-208 dla uruchomienia i wyłączenia odpowiednich podgrzewaczy.

Czujnik podmuchu 45 wytwarza sygnał dla układu logicznego 195, który wskazuje rozpoczęcie palenia przez palacza (polega to na ciągłym spadku ciśnienia albo przepływu powietrza w odpowiednim okresie). Układ logiczny 195 zawiera środki odróżniające mniejsze zmiany ciśnienia od silniejszych zaciągnięć papierosem dla uniknięcia nieprawidłowego uruchamiania elementów grzejnych w odpowiedzi na sygnał z czujnika podmuchu 45. Czujnik podmuchu 45 może zawierać piezorezystywny czujnik ciśnienia albo czujnik optyczny, używany do uruchamiania wzmacniacza operacyjnego, którego sygnał wyjściowy jest następnie używany do doprowadzania sygnału logicznego do układu logicznego 195. Czujniki podmuchu odpowiednie do użycia w połączeniu z układem palenia zawierają znany czujnik krzemowy Model 163PC01D35, albo czujnik typu NPH-5-02.5G NOVA, lub czujnik typu SLP004D.

Czujnik świetlny 53, który wykrywa wsunięcie papierosa, dostarcza sygnał do układu logicznego 195, który jest potwierdzeniem wsunięcia papierosa 23 do zapalniczki 25, na właściwą głębokość (czyli papieros znajduje się kilka milimetrów od czujnika światła umocowanego przez przekładkę 49 i podstawę 50 uchwytu podgrzewacza 39, co jest wykrywane przez odbicie promienia świetlnego). Czujnik światła odpowiedni do stosowania w połączeniu z układem palenia, to znaczy czujnik światła typu OPR5005.

W celu oszczędzania energii, wskazane jest, by czujnik podmuchu 45 i czujnik światła 53 były włączane i wyłączane przy niskich cyklach roboczych (na przykład od około 2 do 10% cyklu roboczego). Na przykład, wskazane jest, by czujnik podmuchu 45 był włączany na 1 ms co 10 ms. Jeśli czujnik podmuchu 45 wykryje na przykład spadek ciśnienia albo przepływ powietrza wskazujący na zaciąganie się papierosem podczas czterech kolejnych impulsów (czyli w okresie 40 ms), czujnik podmuchu prześle sygnał przez końcówkę 221 do układu logicznego 195. Układ logiczny 195 wysyła następnie sygnał przez odpowiedni zacisk 211-218 w celu włączenia odpowiednich przełączników FET 210-208 podgrzewacza.

Podobnie czujnik światła 53 jest korzystnie włączany na 1 ms podczas każdych 10 ms. Jeśli na przykład czujnik światła 53 wykryje cztery kolejne impulsy odbite, wskazujące na obecność papierosa 23 w zapalniczce 25, czujnik światła prześle sygnał przez zacisk 223 do układu logicznego 195. Układ logiczny 195 wysyła następnie sygnał przez zacisk 225 do czujnika podmuchu 45 dla uruchomienia czujnika podmuchu. Układ logiczny wysyła także sygnał przez zacisk 227 do wskaźnika 51 w celu jego włączenia. Wspomniane techniki modulacji ograniczają średnie wartości prądów wymagane przez czujnik podmuchu 45 i czujnik światła 53, a zatem wydłużają czas pracy źródła zasilania 37.

174 404

Sieć taktująca 197 jest licznikiem o stałej energii i jest wykorzystywana do wytwarzania sygnału wyłączającego dla układu logicznego 195 na zacisku 229, po tym, jak pojedyncze elementy podgrzewające zostały uruchomione poprzez włączenie na wymagany okres odpowiednich przełączników FET 201-208. Sieć taktująca 197 dostarcza sygnał wyłączania do układu logicznego 195 po czasie, który jest mierzony jako funkcja napięcia źródła zasilania, które spada podczas podgrzewania elementów grzejnych. Sieć taktująca 197 jest także przystosowana do zabezpieczania przed uruchomieniem elementu grzejnego 43 po wyładowaniu baterii. Można również stosować inne konfiguracje sieci taktujących niż przedstawione.

Podczas pracy, papieros 23 jest wsuwany do zapalniczki 23, a obecność papierosa jest wykrywana przez czujnik światła 53. Czujnik światła 53 wysyła sygnał do układu logicznego 195 przez zacisk 223. Układ logiczny 195 stwierdza czy źródło zasilania 37 jest naładowane czy ma niskie napięcie. Jeśli, po włożeniu papierosa 23 do zapalniczki 25 układ logiczny wykryje, że źródło zasilania 37 ma niski poziom napięcia, wskaźnik 51 zamruga, a dalsza praca zapalniczki będzie zablokowana, aż do ponownego naładowania źródła zasilania, albo jego wymiany. Napięcie źródła zasilania 37 jest także kontrolowane podczas zapalania elementów grzejnych 43, a grzanie się tych elementów jest przerywane jeśli napięcie spadnie poniżej określonej wartości.

Jeśli źródło zasilania 37 jest naładowane, a napięcie jest wystarczające, układ logiczny 195 wysyła sygnał przez zacisk 225 do czujnika podmuchu 45 dla określenia czy palacz zaciąga się papierosem 23. W tym samym czasie, układ logiczny 195 wysyła sygnał przez zacisk 227 do wskaźnika 51, tak że wyświetlacz ciekłokrystaliczny wyświetli cyfrę 8, sygnalizującą dostępność ośmiu zaciągnięć.

Jeśli układ logiczny 195 odbierze sygnał przez zacisk 221 z czujnika podmuchu 45, wskazujący na znaczny spadek ciśnienia albo przepływ powietrza, układ logiczny wyłączy czujnik światła 53 podczas zaciągania dla zaoszczędzenia energii. Układ logiczny 195 wysyła sygnał przez zacisk 231 do sieci taktującej 197 dla uruchomienia licznika o stałej energii. Układ logiczny 195 również określa, za pomocą środków odliczających, który z elementów grzejnych powinien być podgrzany i wysyła sygnał przez odpowiedni zacisk 211-218 dla włączenia odpowiedniego przełącznika FET podgrzewacza 201-208. Właściwy podgrzewacz zostaje włączony podczas pracy licznika.

Gdy sieć taktująca 197 wysyła sygnał przez zacisk 229 do układu logicznego 195, wskazujący że licznik został zatrzymany, właściwy włączony przełącznik FET 211-218 zostaje wyłączony, przez co element grzejny zostaje pozbawiony zasilania. Układ logiczny 195 również odlicza i wysyła sygnał do wskaźnika 51 przez zacisk 227 tak, by wskaźnik wyświetlił, że pozostaje mniej zaciągnięć o jedno, czyli 7, po pierwszym zaciągnięciu. Jeśli palacz zaciągnie się papierosem 23, układ logiczny włączy inny określony przełącznik FET podgrzewacza 211-218, dostarczając w ten sposób zasilanie do innego określonego elementu zasilającego. Proces zostanie powtórzony do momentu, gdy wskaźnik 51 wyświetli 0, co oznacza, że w papierosie 23 nie ma więcej zaciągnięć. Po usunięciu papierosa 23 z zapalniczki 25, czujnik 53 wskaże brak papierosa a układ logiczny 195 jest zerowany.

Układ sterowania 41 może mieć inne cechy niż te opisane, albo dodatkowe do cech opisanych. Na przykład, w razie potrzeby można zastosować różne właściwości blokujące. Jedna z cech blokujących polega na tym, że układ taktujący (nie pokazany) uniemożliwia wystąpienie kolejnych zaciągnięć w zbyt krótkich odstępach tak, że źródło zasilania 37 ma czas na doładowanie się. Inna cecha blokująca polega na zastosowaniu środków blokujących elementy grzejne 43 po wsunięciu nieodpowiedniego przedmiotu do uchwytu podgrzewacza 39. Na przykład, papieros 23 może posiadać charakterystykę identyfikacyjną, która musi być rozpoznana przez zapalniczkę 25 przed zasileniem elementów grzejnych 43.

Inny przykład wykonania układu palenia 222 pokazano na fig. 19. Układ palenia 222 zawiera jednorazowy papieros 224 i zapalniczkę wielokrotnego użytku 226 z otworem 228, do którego wkłada się papieros. Układ palenia 222 jest układem ciągu środkowego, w którym przepływ powietrza przechodzi zasadniczo przez środek papierosa 224 i zapalniczki. Zapalniczka 226 zawiera źródło zasilania (nie pokazane) na końcu oddalonym od otwom 228 i układu sterowania (nie pokazano). Podobnie jak układ palenia 21, układ palenia 222 jest korzystnie wyposażony w czujnik podmuchu i wskaźnik (nie pokazano).

174 404

Zapalniczka 226 jest pokryta przez obudowę 232, która nadaje wygląd podobny do tego, który występuje w przypadku konwencjonalnego papierosa. Obudowa 232 ma kształt rurki i może być wykonana z tworzywa sztucznego odpornego na ciepło, albo z aluminium, albo może być wykonana ze spiralnego zwoju ciężkiego dwuwarstwowego papieru. W obudowie 232 wykonano otworki 233 dla umożliwienia wciągania powietrza otoczenia do zapalniczki 226 podczas palenia. W razie potrzeby wykonuje się kanały powietrza (nie pokazano) w papierosie 224 albo w innych punktach wzdłuż zapalniczki 226 dla uzyskania wymaganego przepływu powietrza.

Papieros 224 jest podobny do papierosa 23. Papieros 224 zawiera zwój tytoniu 257 wykonany z nośnika 259, który podtrzymuje substancję o zapachu tytoniu 261, zwłaszcza zawierającą tytoń. Zwój tytoniu 257 jest nawijany wokół i podtrzymywany przez cylindryczny filtr przepływu wstecznego 263 na jednym końcu i cylindryczny pierwszy filtr swobodnego przepływu 265 na przeciwległym końcu. Pierwszy filtr swobodnego przepływu może mieć podłużny kanał (nie pokazano).

Papieros 224 zawiera także cylindryczny filtr ustny 271, który jest konwencjonalnym filtrem typu RDT (Resistance To Draw - opór na przepływ). Papieros 224 może zawierać cylindryczny drugi filtr swobodnego przepływu (nie pokazano), który umożliwia mieszanie zapachu tytoniowego w fazie parowej powietrza podobnie jak drugi filtr swobodnego przepływu 73 już omówiony. Filtr przepływu wstecznego 263 i pierwszy filtr swobodnego przepływu 265 tworzą razem ze zwojem tytoniu 257 wnękę 279 wewnątrz papierosa 224. Pierwszy filtr swobodnego przepływu 26, filtr przepływu wstecznego 263 i filtr ustny 271 są korzystnie połączone ze sobą zgodnie ze sposobem, który jest stosowany w konwencjonalnych urządzeniach o dużych wymiarach.

Inaczej niż papieros 23, papieros 224 zawiera pierścieniową rurkę powstrzymującą aerozol 273 umieszczoną wokół i oddaloną na określoną odległość od zwoju tytoniu 257. Rurka powstrzymująca aerozol 273 ogranicza skraplanie aerozolu wytwarzanego przy podgrzewaniu substancji o zapachu tytoniu 261 na wewnętrznej ściance obudowy 232. Rurka powstrzymująca aerozol 273 jest korzystnie przymocowana do papierosa 224 wokół pierwszego filtru swobodnego przepływu 263 za pomocą kołnierza 275. Kołnierz 275 i rurka powstrzymująca aerozol 273 są wystarczająco sztywne dla zabezpieczenia papierosa 224 przed zgnieceniem i dla utrzymania wspólnej osi rurki powstrzymującej aerozol i zwoju tytoniu 257 tak, by utrzymać zasadniczo jednolitą szczelinę między wnętrzem rurki powstrzymującej aerozol i zwojem. Papier owijający 269 korzystnie zabezpiecza filtr ustny 271 w położeniu przyległym do pierwszego filtru swobodnego przepływu 265, kołnierza 275 i końca rurki powstrzymującej aerozol 273.

Zapalniczka 226 zawiera uchwyt podgrzewacza 239 zawierający wiele, najkorzystniej osiem, elementów podgrzewających 243 dla podgrzewania papierosa 224. Elementy podgrzewające 243 mają kształt liniowy i wychodzą z punktu wewnątrz zapalniczki 226 w pobliżu otworka 228 do punktu w pobliżu wnęki filtru przepływu wstecznego 245, która jest przystosowana do odbierania filtru przepływu wstecznego 263. Elementy podgrzewające 243 są wspólnie połączone najednym końcu, zwłaszcza końcu w pobliżu wnęki filtru przepływu wstecznego 245, oraz są ukosowane na końcu w pobliżu otworu 228 dla umożliwienia wsunięcia papierosa 224 bez zniszczenia elementów podgrzewających. Elementy podgrzewające 243 są odbierane w szczelinie utworzonej między zwojem tytoniu 257 i rurką powstrzymującą aerozol 273.

Schematyczny widok uchwytu podgrzewacza 239 przedstawiono na fig. 20. Uchwyt podgrzewacza 239 zawiera podstawę podgrzewacza 249, podporę podgrzewacza 251 i wiele ramion podtrzymujących podgrzewacz 253, które wykonane są z termicznie stabilnego, elektrycznie izolującego materiału. Podgrzewacze 243 są umocowane na ramionach podtrzymujących 253. Podgrzewacze 243 są elektrycznie połączone na przeciwnych końcach 243', 243 przez przewodzące uchwyty 255A i 255B.

Końce 243' podgrzewaczy 243 są elektrycznie połączone tworząc wspólny układ podgrzewający. Wspólny zacisk 291 jest połączony z przewodzącą płytką 293, która jest połączona ze wspólnymi uchwytami przewodzącymi 255A, które są elektrycznie połączone z końcami 243' podgrzewaczy 243. Płytka 293 zawiera jeden albo więcej kanałów 295 umożliwiających

174 404 przepływ powietrza do obszaru przyległego do filtru przepływu wstecznego 263 papierosa 224 podczas zaciągania się papierosem.

Kołnierz podgrzewacza 29 przyjmuje szyjkę 299 mocowaną wokół wspólnego zacisku 291 przyległego do przewodzącej płytki 293. Szyjka 299 posiada jeden albo więcej kanałów 301 umożliwiających przepływ powietrza do kanałów 295. Kołki przewodzące 303 przechodzą przez kołnierz podgrzewacza 297 dla zapewnienia połączenia elektrycznego między przewodzącymi uchwytami 255B i układem 241. Przewodzące uchwyty 255B przechodzą wzdłuż zewnętrznych krawędzi ramion podtrzymujących podgrzewacz 253 i są indywidualnie połączone elektrycznie z końcami 243 elementów grzejnych 243.

Końce 255B' przewodzących uchwytów 255B są korzystnie zgięte dla uzyskania połączenia zatrzaskowego między kołnierzem podgrzewacza 29 i szyjką 299, w której końce 255B' stykają się z kołkami 303. Połączenie zatrzaskowe umożliwia usuwanie elementów grzejnych 243 z zapalniczki 266 w celu wymiany albo naprawy. Kołki 303 i wspólne zaciski 291 są odbierane w odpowiednich oprawkach (nie pokazano) w celu połączenia elementów grzejnych 243 z układem 241 dla indywidualnego ogrzewania elementów grzejnych.

Przykład wykonania urządzenia 321 do wytwarzania części 224' papierosa 224 zawierającego zwój tytoniu 25, pierwszy filtr swobodnego przepływu 265 i filtr przepływu wstecznego 263, przedstawiono na fig. 22. Materiał nośnika 259' do wytwarzania nośnika 259 jest ciągnięty z wałka podającego 323 przez wałki odmierzające (nie pokazano). Zwój materiału nośnika 259' przedstawiony w tym przykładzie wykonania zawiera oddalone obszary substancji o zapachu tytoniu 261, która jest dodawana do zwoju materiału nośnika 259' na stanowisku 325, albo w dowolnym położeniu takim, jak to przed zwinięciem wałka 323. Zwój nośnika 259' przechodzi następnie przez środki podające klej, które zawierają stanowisko podawania kleju 32, na którym wytwarza się wiele klejących obszarów 261A na powierzchni zwoju materiału nośnika 259'. Alternatywnie, substancja o zapachu tytoniu 261 może być podawana w sposób ciągły wzdłuż zwoju nośnika 259' i klejących obszarów 261A rozmieszczanych w określonych położeniach na wierzchołku substancji o zapachu tytoniu.

Po stronie zgodnej z obiegiem w stosunku do stanowiska podawania kleju 327 umieszczono stanowisko podawania filtru 329. Stanowisko podawania filtru 329 korzystnie zawiera obrotowe. urządzenie bębnowe 331 dla alternatywnego podawania filtru 333 albo filtru 335 do obszarów klejących 261A na zwoju materiału nośnika 259'. Prędkość obrotowa urządzenia 331 jest synchronizowana z prędkością zwoju nośnika 259'.

Stanowisko owijania 337 umieszczono po stronie zgodnej z obiegiem od strony stanowiska podawania filtru 329. Zwój nośnika 259' jest owijany wokół filtrów 333 i 335 dla uzyskania ciągłego pręcika. Po utworzeniu pręcika, odcina się go na stanowisku odcinania 339. Stanowisko odcinania 339 zawiera środki odcinające pręcik przez środek filtrów 333 i 335 tak, że odcięte części filtru 333 tworzą dwa pierwsze filtry swobodnego przepływu 265 a odcięte części filtru 335 tworzą dwa filtry przepływu wstecznego 263 z dwóch części 224' dla utworzenia papierosa 224. W razie potrzeby, po odcięciu, filtry przepływu wstecznego 263 są obrabiane dla utworzenia ukośnego końca, który ułatwi umieszczenie elementów grzejnych 243 wokół części 224'. Po odcięciu, każda część 224' jest wsuwana do rury powstrzymującej aerozol 23 na stanowisku rurki powstrzymującej (nie pokazano) i jest tam mocowana za pomocą kołnierza 25. Rurka powstrzymująca 23 ma średnicę większą od średnicy ciągłego pręcika i ma długość przynajmniej równą długości odciętego indywidualnego papierosa 224. Zasadniczo cylindryczny filtr ustny 271 jest dołączony do każdego filtru swobodnego przepływu 256 i każdej rurki powstrzymującej aerozol 23, a odpowiednie filtry ustne są owijane materiałem owijającym na dodatkowych stanowiskach (nie pokazano).

Dalszy przykład wykonania układu palenia 421 pokazano na fig. 23. Układ palenia 421 stanowi układ zewnętrznego ciągu, w którym elementy grzejne 443 zapalniczki 425 są umieszczone wewnątrz wnęki 427 ograniczonej przez pierścieniową część papierosa 423.

Papieros 423 zawiera zwój tytoniu 457 zawierający substancję o zapachu tytoniu 461 umieszczoną na powierzchni nośnika459 przeciwlegle do wnęki 42. Papieros 423 dalej zawiera rurkę powstrzymującą aerozol 473, wtyczkę 475, pierścieniowy filtr swobodnego przepływu 465, pierścieniowy filtr przepływu wstecznego 463 i filtr ustny 471. Filtr swobodnego

174 404 przepływu 465, filtr przepływu wstecznego 463, zwój tytoniu 457 oraz rurka powstrzymująca aerozol 473 określają wnękę 479, w której wytwarzany jest zapach tytoniu po podgrzaniu substancji o zapachu tytoniu 461 przez podgrzewacze 443. Papieros 423 jest korzystnie owijany papierem owijającym albo wierzchnim 469. Uchwyt podgrzewacza 439 jest wyposażony we wtyczkę 477, która służy do zmniejszenia ruchu aerozolu przez obszary podgrzewania układu palenia 421. Wtyczka 477 posiada otwory umożliwiające przejście przewodników 481 do sterowania elementami grzejnymi 443.

Schemat alternatywnego elektrycznego układu sterowania 541 pokazano na fig. 24. Układ sterowania 541 spełnia kilka funkcji. Wybiera on kolejny dostępny element grzejny 43, zwykle z ośmiu elementów grzejnych 43, po każdym uruchomieniu czujnika podmuchu 45. Układ ten doprowadza prąd do wybranego podgrzewacza na określony czas wystarczający do wytworzenia wymaganej ilości zapachu tytoniu dla przeciętnego zaciągnięcia, ale nie tak długi, by substancja o zapachu tytoniu 61 zapaliła się. Ponadto steruje on wskaźnikiem 51, który wskazuje: jaka część papierosa 23 jest nadal dostępna (czyli ile zaciągnięć); czy napięcie źródła zasilania 37 przekroczyło dopuszczalny zakres; czy do zapalniczki 25 nie włożono papierosa; oraz czy uchwyt podgrzewacza jest włożony do zapalniczki, taki jak uchwyt podgrzewacza 239, który jest przystosowany do mocowania zatrzaskowego w zapalniczce 226.

Układ sterowania 541 steruje także całkowitą ilością energii, którą źródło zasilania 37 dostarcza do każdego elementu grzejnego 43. Ponieważ napięcie dostarczane przez źródło zasilania 37 może się zmieniać pomiędzy zaciągnięciami, zamiast dostarczania różnych ilości mocy i energii przy uruchamianiu każdego elementu grzejnego 43 na identyczny okres, lepiej jest dostarczać stałą ilość energii dla każdego zaciągnięcia. W celu doprowadzania stałej energii układ sterowania 541 kontroluje napięcie naładowania źródła zasilania 37 podczas pracy elementu grzejnego 43 i kontynuuje zasilanie elementu grzejnego do chwili gdy zostanie dostarczona wystarczająca ilość energii.

Jak pokazano na fig. 24, układ sterowania 541 zawiera układ logiczny 570, dekoder kodu dwójkowo-dziesiętnego BCD 580, detektor napięcia 590, sieć taktującą 591, czujnik podmuchu 45, wskaźnik 51 oraz układ ładowania 593. Układ logiczny 570 może być dowolnym konwencjonalnym układem spełniającym omawiane funkcje, jak polowo programowalny układ logiczny, na przykład typu ACTEL A1010A FPGA PL44C, programowany tak, by wykonywał te funkcje. Układ logiczny 570 pracuje w cyklach niskotaktowanych (na przykład 33 kHz) dla oszczędności energii.

Każdy element grzejny 43A-43H jest połączony z dodatnim zaciskiem źródła zasilania 37 i masą przez odpowiedni tranzystor polowy FET 595A-595H. Dany tranzystor FET 595A-595H włącza się pod kontrolą dekodera kodu dwójkowo-dziesiętnego 580 (zwłaszcza standardowego dekodera liniowego typu CD4514B 4 do 16) poprzez zaciski 581-588, odpowiednio. Dekoder BCD 580 odbiera dwa rodzaje sygnałów przez zacisk sterowania 580A od układu logicznego 570: kod BCD danego podgrzewacza 43A-43H, który ma być uruchomiony; oraz sygnały włączania/wyłączania podgrzewacza.

Dekoder BCD 580 jest połączony przez zacisk 580B z zaciskiem 593A układu ładowania 593, który dostarcza napięcie używane do sterowania bramek tranzystorów FET 595A-595H. Układ ładowania 593 zawiera diodę 594 połączoną ze źródłem zasilania 37 i kondensatorem 595 sprzężonym z układem logicznym 570. Układ logiczny 570 zawiera konwencjonalną sieć przełączeniową (nie pokazano oddzielnie) połączoną z zaciskiem 572, który umożliwia podwyższenie napięcia na zacisku 593B układu ładowania 593 prawie dwukrotnie w stosunku do źródła zasilania 37. Zatem, podwojone napięcie na zacisku 580B dekodera 580 jest wykorzystywane do zasilania bramek tranzystorów FET 595A-595H przy podwyższonych poziomach napięcia w celu zwiększenia wydajności układu 541. Rezystory 596A-596H są połączone szeregowo z bramkami tranzystorów FET 595A-595H, odpowiednio, i są stosowane do zwiększania czasu ładowania odpowiednich bramek w celu ograniczenia powstawania wyższych harmonicznych, które mogą wywoływać zakłócenia w układzie sterowania 541.

Czujnik podmuchu 45 doprowadza sygnał do układu logicznego 570, który wskazuje na czynności palacza, czyli ciągły spadek ciśnienia. Zatem, czujniki podmuchu 45 mogą zawierać piezorezystywny czujnik ciśnienia, który zasila wzmacniacz operacyjny, którego wyjście jest

174 404 wykorzystane do wysyłania sygnału logicznego do układu logicznego 570. Czujnikiem ciśnienia może być na przykład czujnik ciśnienia typu NPH-5-002.5G, albo czujnik typu SLP004D.

Dla zaoszczędzenia energii, korzystne jest, by czujnik podmuchu 45 był włączany i wyłączany przy niskich cyklach roboczych (na przykład około 2 do 10 % cyklu roboczego). Na przykład, korzystne jest, by czujnik podmuchu 45 był włączany tylko na około 0,5 ms co 16 ms. Taka technika modulacji ogranicza średni prąd wymagany przez czujnik podmuchu 45, a więc wydłuża czas pracy źródła zasilania 37.

Sieć taktująca 591 jest używana dla doprowadzania sygnału wyłączenia do układu logicznego 570 po uruchomieniu pojedynczego podgrzewacza 43A-43H na określony czas, zależnie od ilości energii dostarczanej do podgrzewacza. Każdy podgrzewacz 43A-43H jest uruchamiany na okres taki, by stała ilość energii (czyli od około 5 do 40 J, albo więcej, około 15 do 25J) była doprowadzana do każdego podgrzewacza niezależnie od napięcia naładowania źródła zasilania 37. Zatem, zacisk 591A doprowadza do sieci taktującej 591 informację o czasie włączenia każdego podgrzewacza 43 i napięciu naładowania źródła zasilania 37, przy założeniu, że rezystancja podgrzewacza jest znana i stała (czyli 1,2 Ohma). Następnie zacisk 591B wysyła sygnał wyłączenia do zacisku 578 układu logicznego 570 wskazujący okres odpowiadający doprowadzaniu stałej ilości energii.

Przykład wykonania sieci taktującej 591 pokazano na fig. 24. Sieć taktująca 591 zawiera zacisk 591A, który odbiera sygnał od układu logicznego 570, który zmienia się od około 0 V do poziomu naładowania baterii podczas początkowego rozruchu pojedynczego podgrzewacza 43A-43H. Sygnał ten jest filtrowany przez sieć rezystor-kondensator 601 (zawierającą rezystory 603-606, kondensator 607 i diodę 608) i jest wykorzystywany do zasilania detektora nadnapięcia 602. Detektorem nadnapięcia 602 może być detektor nad/podnapięcia typu ICL7665A. Sieć rezystor-kondensator 601 jest dobierana tak, by zacisk 591B sieci taktującej 591 zmieniał swój stan od stanu WYSOKIEGO do stanu NISKIEGO w czasie dostarczania określonej ilości energii do każdego podgrzewacza. Oczywiście, dopuszczane są inne konfiguracje sieci taktującej.

W razie potrzeby, układ sterowania 541 nakłada maksymalne ograniczenie czasowe na okres doprowadzania stałej ilości energii. Na przykład, jeśli napięcie źródła zasilania 37 jest tak niskie, że dostarczenie 20 J energii zajmie ponad 2 sekundy, to układ logiczny 570 wyśle sygnał automatycznego wyłączenia na zacisk 571 po włączeniu podgrzewacza na 2 s, nawet gdy nie doprowadzono 20 J energii.

W alternatywnym rozwiązaniu według wynalazku, sieć taktująca 591 jest użyta do dostarczania sygnału wyłączania do układu logicznego 570 na określony czas niezależnie od doprowadzania energii. Zatem, sieć taktująca 591 dostarcza sygnał wyłączania na przykład po ustalonym okresie z zakresu od około 0,5 s do 5 s.

Detektor napięcia 590 jest używany do kontroli napięcia źródła zasilania 37 i wysyłania sygnału do układu logicznego 170 gdy napięcie jest niższe niż pierwsze określone napięcie (na przykład 3,2 V), co oznacza, że źródło zasilania powinno zostać doładowane, albo wyższe od drugiego określonego napięcia (na przykład 5,5 V), co oznacza, że źródło zasilania jest całkowicie naładowane po spadku napięcia poniżej pierwszego określonego napięcia. Detektorem napięcia 590 może być detektor nad/podnapięcia ICL7665A.

Jak to opisano, układ logiczny 570 został użyty do sterowania dekoderem BCD 580 poprzez zacisk 571. Układ logiczny 570 steruje także wskaźnikiem 51, który wskazuje liczbę zaciągnięć dostępnych dla użytkownika, i który jest jednocyfrowym siedmiosegmentowym wyświetlaczem ciekłokrystalicznym LCD dla układu palenia o ośmiu zaciągnięciach. Zatem, w przypadku wsuniętego nowego papierosa o ośmiu odpowiednich częściach substancji o zapachu tytoniu, wskaźnik 51 wyświetli 8, a gdy w papierosie pozostaje jedno zaciągnięcie, wskaźnik 51 wyświetli 1. Po wykorzystaniu ostatniego zaciągnięcia, wskaźnik 51 wyświetli 0.

Dodatkowo, wskaźnik 51 wyświetla 0 przy braku papierosa albo gdy uchwyt podgrzewacza czy układ podgrzewania (na przykład gdy zatrzaskowe elementy grzejne 243 nie zostaną umieszczone w uchwycie podgrzewacza 239) nie został włożony do zapalniczki. Ponadto, dla wskazania, że źródło zasilania znajduje się poza zakresem, czyli napięcie spadło poniżej poziomu ładowania (na przykład 3,2 V) albo nie zostało całkowicie doładowane po spadku napięcia poniżej poziomu ładowania, wskaźnik 51 jest odpowiednio włączany i wyłączany z częstotli28

474 404 wością 0,5 Hz. Na przykład, jeśli zaraz po pierwszym zaciągnięciu napięcie źródła zasilania spadnie poniżej 3,2 V, wskaźnik 51 będzie migać wyświetlając 7 dwa razy na sekundę.

Układ logiczny 570 określa, poprzez zaciski 597A i 598A, czy uchwyt albo układ podgrzewacza jest umieszczony w zapalniczce, przez pomiar spadku odpowiedniego napięcia na rezystorach o wysokiej rezystancji 597 i 598, na przykład 1 MOhm. Rezystory 597 i 598 mają po jednym zacisku stale połączonym z drenami tranzystorów FET 595G i 595H, a drugie zaciski połączone są z uziemieniem. Gdy w zapalniczce nie ma układu podgrzewacza, podgrzewacze oznaczone numerami odniesienia 43G i 43H na fig. 23 są odłączone od drenów tranzystorów FET 595G i 595H. Zatem, źródło zasilania 37 jest także odłączane od drenów tranzystorów FET 595G i 595H. W rezultacie, na rezystorach 597 i 598 nie ma napięcia, a rezystory te są kontrolowane przez układ logiczny 570 poprzez zaciski 597A i 598A. Zatem, gdy uchwyt podgrzewacza nie znajduje się w zapalniczce, układ logiczny 570 wykrywa dwa zera na zaciskach 597A i 598A.

Gdy uchwyt podgrzewacza jest wkładany do zapalniczki elektrycznej, źródło zasilania 37 jest sprzęgane z rezystorami 597 i 598 przez podgrzewacze 43G i 43H. W rezultacie, wytwarzane jest napięcie na rezystorach 597 i 598 a układ logiczny 570 zwykle wykrywa dwie jedynki na zaciskach 597A i 598A. Układ logiczny 570 kontroluje dwa rezystory (czyli rezystory 597 i 598), ponieważ jeżeli jeden z tranzystorów FET 595G i 595H jest włączony dla uruchomienia odpowiedniego podgrzewacza, to odpowiedni rezystor 597 albo 598 jest zasadniczo zwierany z uziemieniem. W rezultacie, może się zdarzyć, że nawet przy obecności uchwytu podgrzewacza, błędne wskazanie pokazujące, że uchwyt nie został umieszczony, może zostać wytworzone gdy wykorzystuje się tylko jeden rezystor. Jednak, przy użyciu dwóch rezystorów, na przykład gdy tranzystor FET 595G jest włączony, napięcie na rezystorze 597 jest bliskie zeru, a napięcie na rezystorze 598 ma wartość logiczną jeden, a gdy tranzystor FET 595H jest włączony, napięcie na rezystorze 598 jest bliskie zeru, a napięcie na rezystorze 597 ma wartość logiczną jeden. Zatem, wykorzystuje się dwa tranzystory 597, 598, a odpowiednie sygnały z rezystorów 597 i 598 są poddane działaniu sumy logicznej przez układ logiczny 570 dla określenia czy uchwyt podgrzewacza jest umieszczony w zapalniczce elektrycznej.

Dla określenia czy papieros jest umieszczony w zapalniczce, układ logiczny 570 zawiera dodatkowy zacisk 599, który odbiera sygnały zawsze gdy papieros jest fizycznie obecny w zapalniczce. Sygnał na zacisku 599 jest wytwarzany przez konwencjonalny przełącznik 599A, który jest mechanicznie i elektrycznie uruchamiany po umieszczeniu papierosa. Jednak, jeśli papieros zawiera matę z włókien węglowych, jak to już omówiono, korzystne jest, by sygnał na zacisku 599 był wytwarzany przez połączenie pojedynczej sondy elektrycznej z matą węglową dla kontrolowania prądów elektrycznych, które płyną przez matę. Ponieważ mata węglowa nie jest idealnie izolująca, w przypadku, gdy podgrzewacz, który ma jeden ze swoich zacisków połączony ze źródłem zasilania 37 jak na fig. 23, jest stykany z matą węglową, określony prąd elektryczny popłynie do maty węglowej, niezależnie od tego czy tranzystory FET 595A-595H są włączone czy nie. Zgodnie z wynalazkiem, taki prąd upływowy jest kontrolowany przez sondę elektryczną bezpośrednio połączoną z matą węglową w celu wykrywania obecności papierosa.

Dodatkowo do wykorzystania przewodzenia elektrycznego przez matę węglową dla określenia obecności papierosa w zapalniczce elektrycznej, takie przewodzenie jest w razie potrzeby wykorzystywane także do wykrywania obecności poszczególnych rodzajów papierosów (na przykład papierosa typu X w przeciwieństwie do papierosa typu Y). Układ logiczny 570 jest używany do określania rezystywności maty węglowej przy wykorzystaniu dwóch dodatkowych zacisków (nie pokazanych), które stykają się z matą węglową w pewnym odstępie. Przy wytwarzaniu poszczególnych rodzajów maty węglowej o określonej rezystywności (czyli poprzez zmianę rodzaju i ilości włókien węglowych i/albo spoiwa w nich zawartego), związanych z danymi typami papierosów, pomiar rezystywności jest wykorzystywany do rozróżniania różnych rodzajów papierosów, które są wsuwane do zapalniczki elektrycznej. Ta informacja jest następnie wykorzystywana przez układ logiczny 570 dla ustalenia określonych schematów dostarczania energii elektrycznej.

174 404

Na przykład, pierwszy rodzaj albo gatunek papierosów jest wytwarzany z matą węglową, mającą pierwszą określoną rezystywność, a drugi rodzaj albo gatunek papierosów jest wytwarzany z drugą określoną rezystywnością. Zatem, jeśli układ logiczny 570 jest w stanie określić rezystywność wsuniętego papierosa, in situ, wówczas taki pomiar jest wykorzystywany do czynnego sterowania doprowadzania energii elektrycznej do podgrzewaczy w zapalniczce.

Zgodnie z powyższą cechą, warunki dostarczania energii elektrycznej zmieniają się w zależności od danego typu albo gatunku papierosa obecnego w zapalniczce. Na przykład, po określeniu przez układ logiczny 570 rezystywności związanej z danym papierosem, układ logiczny 570 ma doprowadzić 15 albo 20 J energii, w zależności od zmierzonej rezystywności. Ponadto, układ logiczny 570 zawiera także układ zabezpieczający przed dostarczaniem energii elektrycznej jeśli stwierdzono, że rezystywność odpowiadająca danemu papierosowi nie jest odpowiednia dla danej zapalniczki, do której wsunięto ten papieros.

Wracając do fig. 23, zanim palacz weźmie pierwszy wdech, wskaźnik 51 wyświetli na przykład 8 wskazując, że dostępnych jest osiem zaciągnięć. Zatem, układ logiczny 570 doprowadza adres pierwszego podgrzewacza (na przykład podgrzewacza 43A) do zacisku 571 tak, by dekoder bCd wybrał podgrzewacz (na przykład poprzez zacisk 581) do ogrzania po rozpoczęciu palenia. Jeśli palacz zaciąga się, czujnik podmuchu 45 wysyła sygnał WYSOKI przez zacisk 575 do układu logicznego 570 wskazując na to, że ciśnienie w zapalniczce spadło. W tym momencie, układ logiczny 570 wysyła sygnał przez zacisk 571 dla wskazania dekoderowi BCD 580, że tranzystor FET 595A dla pierwszego podgrzewacza powinien być włączony. Następnie, napięcie na zacisku 580B dekodera 580 jest doprowadzane przez dekoder BCD 580 do bramki pierwszego tranzystora FET 595A, w celu włączenia podgrzewacza.

Jednocześnie z uruchomieniem pierwszego podgrzewacza 43A, sieć taktująca 591 utrzymuje ścieżkę chwilowej całkowitej ilości energii, którą doprowadzono do podgrzewacza, oraz dostarcza sygnał logiczny do układu logicznego 570, przez zacisk 578, w czasie gdy poziom energii osiąga ustaloną wartość (na przykład 20 J). Następnie, układ logiczny 570 wysyła sygnał wyłączenia przez zacisk 571 do dekodera BCD 580, który w odpowiedzi wyłącza podgrzewacz 43A.

Następnie, podczas oczekiwania na drugie zaciągnięcie się przez palacza, układ logiczny 570 wysyła adres drugiego podgrzewacza (na przykład 43B) do dekodera 580 przez zacisk 571 tak, by drugi tranzystor FET 595B został uruchomiony podczas następnego zaciągnięcia. Układ logiczny 570 wysyła sygnał także do wskaźnika 51 dla wyświetlenia 7, co wskazuje na dostępność siedmiu zaciągnięć dla palacza.

W razie potrzeby, układ logiczny 570 zawiera także układ taktujący dla powstrzymania palacza przed kolejnym zaciągnięciem się przed upływem okresu umożliwiającego regenerację źródła zasilania. Na przykład, układ logiczny 570 może zawierać układ (nie pokazano oddzielnie), który nie dopuszcza do wysłania sygnału włączenia do dekodera 580 przez zacisk 571 przez 6 s od wysłania ostatniego sygnału wyłączenia do dekodera 580. Jeżeli wskazane jest poinformowanie palacza, że zapalniczka znajduje się w takim trybie zablokowania, wskaźnik 51 jest odpowiednio włączany i wyłączany z częstotliwością na przykład 4 Hz (czyli z szybkością różną od szybkości używanych do poinformowania palacza, że źródło zasilania znajduje się poza zakresem).

Niezależnie od tego, czy zapalniczka posiada powyższe możliwości blokowania albo wskazywania na blokowanie, po drugim zaciągnięciu (po określonym okresie blokowania jeśli to możliwe), układ sterowania 541 powtarza powyższe etapy dla uruchomienia pierwszego podgrzewacza.

Powyższy cykl jest powtarzany aż do podgrzania ostatniego podgrzewacza. W tym czasie, układ logiczny 570 wysyła sygnał do wskaźnika 51, wywołujący mruganie wyświetlacza i powstrzymuje uruchamianie dalszych podgrzewaczy do chwili wsunięcia do zapalniczki nowego jednorazowego papierosa.

Chociaż układ sterowania 541 z fig. 23 przedstawia układ logiczny 570, detektor BCD 580, detektor napięcia 590 i sieć taktującą 591 jako pojedyncze i dyskretne układy, oczywiste

174 404 jest, że ich funkcje mogą być wykonane także przez pojedynczą sieć scaloną (na przykład jednoelementowy układ scalony).

W razie potrzeby, jednorazowy papieros zawiera środki informujące palacza, że został poprzednio włożony do zapalniczki, a następnie usunięty. Na przykład, niewykorzystany papieros może zawierać usuwalną banderolkę, albo inne środki, które muszą być usunięte albo odłączone od papierosa przed wsunięciem papierosa do zapalniczki. Poprzednio użyty papieros nie będzie posiadał banderolki albo innych podobnych środków przyłączonych do niego. W innym przypadku, niewykorzystany papieros zawiera fizycznie zmienny fragment, który jest rozrywany, szarpany, ściskany albo zmieniany fizycznie w inny sposób po wsunięciu do zapalniczki. Palacz jest wówczas w stanie określić czy taki papieros był wcześniej wkładany do zapalniczki, poprzez obserwację fizycznie zmiennego fragmentu.

Ponadto, w razie potrzeby, jednorazowy papieros zawiera również środki informujące palacza o tym, że dany papieros był już podgrzewany dla wytworzenia i dostarczenia zapachu tytoniu. Na przykład, papieros może zawierać termoczuły fragment wskazujący, który zmienia kolor dla poinformowania palacza, że papieros był już podgrzewany. W innym przypadku, termoczuły fragment wskazujący może zawierać topliwą taśmę, która stopi się albo zmieni kształt dla poinformowania palacza, że papieros był już podgrzewany. Wiele innych środków termoczułych może być wykorzystanych do wskazywania, że papieros był już podgrzany. Ponadto, wiele innych środków uruchamianych elektrycznie albo mechanicznie może być wykorzystanych do osiągnięcia tego samego celu, czyli poinformowania palacza, że papieros był już podgrzany.

zs>43 121 163,83

50

Fig.3B

Fig.3A

174 404

61 59 69

77 73 67 65

Fig. 4B

174 404

Fig.6

174 404

131

-44-- LI Fig.8

174 404

Fig.llB .143 r^-lOC tlOB¹ <143

L-10C 10B49

I

Fig.lOC Fig.lOA Fig.lOB

174 404

Fig. 12C Fig. 12D

15B

Fig. 15B

Fig. 15A

174 404

Fig.l4A

83A

Fig.l4B ^179AWlxg\

-173A •177A

181A

-183A

Ί75Α

83A ^93A I / 177A

Fig.l4C

f⁷⁹/³⁹

'69 57 67 65 ^k 179

Fig. 16

71

Fig. 17

189

174 404

271 269 265 257 279 ,259 261 263 243 253

251

255Β 255Α 226)

232 299

303

291 303 297

Fig. 19

174 404

255Β 253 251 249

255Β 253 f 255Β’

239

Fig. 20

Fig. 21

3331	323
335	325 i

174 404

469 473

Fig. 22

Fig. 23

Fig. 24

174474

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 6,00 zł

Claims (54)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zestaw do palenia, dla dostarczania zapachu tytoniu do palacza, zaopatrzony w co najmniej jeden elektryczny podgrzewacz oraz wymienialny papieros, który to papieros zawiera nośnik o dwóch końcach oddalonych od siebie w kierunku wzdłużnym, ograniczony przez dwie powierzchnie, z których pierwsza ogranicza wnękę między dwoma końcami nośnika, a druga zawiera obszar przyległy do elektrycznego podgrzewacza, oraz substancję o zapachu tytoniu dla wytwarzania zapachu tytoniowego we wnęce, która to substancja o zapachu tytoniu umieszczona jest na pierwszej powierzchni nośnika, a ponadto elektryczny podgrzewacz tworzy zapalniczkę, która zawiera uchwyt podgrzewacza do przyjmowania, poprzez pierwszy koniec, wymienialnego papierosa, oraz zbiór elektrycznych elementów grzejnych umieszczonych w uchwycie podgrzewacza, przy czym każdy element grzejny ma powierzchnię przyległą do drugiej powierzchni papierosa, a podgrzewana przez elementy grzejne substancja o zapachu tytoniu jest usytuowana we wnęce; jak również elementy dla indywidualnego uruchomienia zbioru elementów grzejnych, dla wytworzenia we wnęce określonej ilości zapachu tytoniowego, znamienny tym, że wymienialny papieros (23) jest zaopatrzony w zespół filtrów swobodnego przepływu (65, 73), przy czym pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) jest elementem podparcia papierosa (23) oraz elementem wzdłużnego przepływu powietrza z wnęki (79), ponadto do pierwszego końca nośnika (59) przylega filtr przepływu wstecznego (63) podpierający papieros (23) i ograniczający wzdłużny przepływ powietrza przez papieros (23), a nośnik (59) i substancja o zapachu tytoniu (61) są przepuszczalne dla strumieni powietrza w kierunku poprzecznym do długości papierosa (23).
2. 2. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że nośnik (59) ma postać wydrążonego cylindra, którego pierwsza powierzchnia tworzy powierzchnię wewnętrzną, a druga powierzchnia tworzy powierzchnię zewnętrzną.
3. 3. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) przylega do drugiego z końców nośnika (59).
4. 4. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) i filtr przepływu wstecznego (63) mają kształt cylindryczny.
5. 5. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że papieros (23) jest zaopatrzony w filtr ustnikowy (71).
6. 6. Zestaw do palenia według zastrz. 5, znamienny tym, że wokół filtru ustnikowego (71) i co najmniej na części nośnika (:59) nawinięty jest papier końcówkowy (75) otaczający pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) i mocujący filtr ustnikowy (71) z nośnikiem (59).
7. 7. Zestaw do palenia według zastrz. 3, znamienny tym, że do pierwszego filtru swobodnego przepływu (65) przylega drugi filtr swobodnego przepływu (73), a zarówno pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) jak i drugi filtr swobodnego przepływu (73) jest wyposażony we wzdłużny kanał, przy czym wzdłużny kanał drugiego filtru swobodnego przepływu (73) ma większą średnicę wewnętrzną niż wzdłużny kanał pierwszego filtru swobodnego przepływu (65).
8. 8. Zestaw do palenia według zastrz. 6, znamienny tym, że wokół nośnika (59) nawinięty jest papier owijający (69).
9. 9. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że substancja o zapachu tytoniu (61) stanowi substancję tytoniową.
10. 10. Zestaw do palenia według zastrz. 9, znamienny tym, że substancja o zapachu tytoniu (61) stanowi ciągły arkusz substancji tytoniowej.
11. 11. Zestaw do palenia według zastrz. 9, znamienny tym, że substancja o zapachu tytoniu (61) zawiera osuszoną zawiesinę substancji tytoniowej.
12. 12. Zestaw do palenia według zastrz. 1 albo 11, znamienny tym, że w nośniku ( 59 ) i w substancji o zapachu tytoniu (61) wykonana jest perforacja dla poprzecznego przepływu powietrza podczas palenia.

    174 404
13. 13. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że nośnik (59) zawiera termicznie przewodzący zwój podstawowy (57) o kształcie cylindrycznym, posiadający zewnętrzną powierzchnię odbierającą ciepło i wewnętrzną powierzchnię, a substancja o zapachu tytoniu (61) jest umieszczona przynajmniej na części powierzchni wewnętrznej zwoju podstawowego (57), która to substancja o zapachu tytoniu (61) stanowi materiał wydzielający zapach tytoniu po podgrzaniu zewnętrznej powierzchni zwoju podstawowego (57).
14. 14. Zestaw do palenia według zastrz. 13, znamienny tym, że dookoła zewnętrznej powierzchni zwoju podstawowego (57) jest nawinięty papier owijający (69).
15. 15. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że nośnik (59) stanowi zwój włókien węglowych i włókien tytoniu, a substancja o zapachu tytoniu (61) jest rozmieszczona wzdłuż pierwszej powierzchni tego zwoju.
16. 16. Zestaw do palenia według zastrz. 15, znamienny tym, że zwój podstawowy (57) ma postać wydrążonego zwoju cylindrycznego z wnęką wewnętrzną (79) papierosa (23).
17. 17. Zestaw do palenia według zastrz. 16, znamienny tym, że do drugiego końca zwoju cylindrycznego przylega pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) podpierający zwój cylindryczny i utworzony z materiału ze wzdłużnym przepływem powietrza z wnęki (79), a do pierwszego końca zwoju cylindrycznego przylega filtr przepływu wstecznego (63) podpierający zwój cylindryczny i ograniczający wzdłużny przepływ powietrza z wnęki (79).
18. 18. Zestaw do palenia według zastrz. 17, znamienny tym, że do filtru swobodnego przepływu (65) przylega filtr ustnikowy (71).
19. 19. Zestaw do palenia według zastrz. 18, znamienny tym, że dookoła filtru ustnikowego (71) i przynajmniej części zwoju cylindrycznego owinięty jest papier końcówkowy (75) mocujący filtr ustnikowy (71) ze zwojem cylindrycznym.
20. 20. Zestaw do palenia według zastrz. 19, znamienny tym, że dookoła zwoju cylindrycznego nawinięty jest papier owijający (69).
21. 21. Zestaw do palenia według zastrz. 20, znamienny tym, że w zwoju cylindrycznym są utworzone perforacje, dla poprzecznego przepływu powietrza podczas palenia.
22. 22. Zestaw do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że wyposażony jest w elementy filtrujące (63,65,71, 73) dla filtracji określonej ilości zapachu tytoniowego przed doprowadzeniem do palacza.
23. 23. Zestaw do palenia według zastrz. 22, znamienny tym, że elementy filtrujące zawierają pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) przylegający do drugiego końca nośnika (59), umieszczony między wnęką zapachową (79) a ustami palacza i podpierający papieros (23), oraz filtr przepływu wstecznego (63) przylegający do pierwszego końca nośnika (59).
24. 24. Zestaw do palenia według zastrz.23, znamienny tym, że nośnik (59) stanowi wydrążony cylinder z wewnętrzną powierzchnią i zewnętrzną powierzchnią, przy czym elektryczny podgrzewacz (25) jest umieszczony przylegle do zewnętrznej powierzchni nośnika (59), a substancja (61) o zapachu tytoniu jest umieszczona na wewnętrznej powierzchni cylindrycznego nośnika (59).
25. 25. Zestaw do palenia według zastrz.24, znamienny tym, że pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) i filtr przepływu wstecznego (63) są cylindryczne, a każdy z nich ma powierzchnię tworzącą część wnęki zapachowej (79) nośnika (59).
26. 26. Zestaw do palenia według zastrz.25, znamienny tym, że współśrodkowo z nośnikiem (59) jest usytuowana cylindryczna rurka powstrzymująca aerozol, o średnicy większej od średnicy nośnika (59), przy czym wewnętrzna powierzchnia rurki powstrzymującej aerozol i zewnętrzna powierzchnia nośnika (59) ograniczają przestrzeń, w której są usytuowane elektryczne elementy grzejne.
27. 27. Zestaw do palenia według zastrz. 26, znamienny tym, że cylindryczna rurka powstrzymująca aerozol jest przyłączona do pierwszego filtru swobodnego przepływu (65) za pomocą kołnierza z materiału o dużej odporności na rozciąganie, który to kołnierz ogranicza przestrzeń w której jest umieszczony podgrzewacz (25).
28. 28. Zestaw do palenia według zastrz. 27, znamienny tym, że do pierwszego filtru swobodnego przepływu (65) przylega cylindryczny filtr ustnikowy (71), a rurka powstrzymująca

    174 404 aerozol i filtr ustnikowy (71) owinięte są papierem owijającym (69) mocującym filtr ustnikowy (71) do rurki powstrzymującej aerozol.
29. 29. Zestaw do palenia według zastrz. 8, znamienny tym, że nośnik (59) stanowi nietkaną matę z włókien węglowych.
30. 30. Zestaw do palenia według zastrz. 29, znamienny tym, że gramatura włókien węglowych w macie mieści się w zakresie od około 6 g/m² do około 12 g/m².
31. 31. Zestaw do palenia według zastrz. 24, znamienny tym, że substancja (61) o zapachu tytoniu stanowi substancję tytoniową.
32. 32. Zestaw do palenia według zastrz. 31, znamienny tym, że substancja (61) o zapachu tytoniu stanowi ciągły arkusz substancji tytoniowej.
33. 33. Zestaw do palenia według zastrz. 31, znamienny tym, że substancja (61) o zapachu tytoniu stanowi piankę z substancji tytoniowej.
34. 34. Zestaw do palenia według zastrz. 31, znamienny tym, że substancja (61) o zapachu tytoniu zawiera żel substancji tytoniowej.
35. 35. Zestaw do palenia według zastrz. 32, znamienny tym, że substancja (61) o zapachu tytoniu stanowi osuszoną zawiesinę substancji tytoniowej.
36. 36. Zestaw do palenia według zastrz. 31, znamienny tym, że substancja (61) o zapachu tytoniu stanowi osuszoną zawiesinę substancji tytoniowej rozprowadzoną przez natryskiwanie.
37. 37. Zestaw do palenia według zastrz. 29, znamienny tym, że nośnik (59) tworzy wydrążony cylinder z wewnętrzną powierzchnią i zewnętrzną powierzchnią, przy czym elektryczne elementy grzejne są umieszczone wewnątrz nośnika (59), a substancja (61) o zapachu tytoniu jest umieszczona na zewnętrznej powierzchni cylindrycznego nośnika (59).
38. 38. Zestaw do palenia według zastrz. 28, znamienny tym, że pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) i filtr przepływu wstecznego (63) są pierścieniowe i każdy z nich ma powierzchnię tworzącą część wnęki zapachowej (79) do wytwarzania zapachu tytoniowego.
39. 39. Zestaw do palenia według zastrz. 38, znamienny tym, że pustą część środkową pierwszego filtru swobodnego przepływu (65) wypełnia cylindryczna wtyczka z materiału o dużej odporności na rozciąganie.
40. 40. Zestaw do palenia według zastrz. 37, znamienny tym, ze substancja (61) o zapachu tytoniu zawiera środek o zapachu tytoniu, który jest przestrzennie zróżnicowany.
41. 41. Zestaw do palenia według zastrz. 23, znamienny tym. że papieros (23) jest zaopatrzony w elementy wskazujące palaczowi, że papieros (23) jest wsunięty do zapalniczki (21), a następnie usunięty z niej.
42. 42. Zestaw do palenia według zastrz. 41, znamienny tym, że dodatkowo jest wyposażony w elementy wskazujące palaczowi, że papieros został wcześniej podgrzany.
43. 43. Zestaw do palenia według zastrz. 42, znamienny tym, że elementy wskazujące palaczowi, że papieros został wcześniej podgrzany, po uruchomieniu termicznym mają zmieniony kolor.
44. 44. Zestaw do palenia według zastrz. 8, znamienny tym, że nośnik (59) utworzony jest z nietkanej maty z włókien węglowych o określonej rezystywności, a rezystywność odpowiada określonemu typowi papierosa (23).
45. 45. Zestaw do palenia według zastrz. 44, znamienny tym, że papieros (23) jest osadzony w otwartym końcu nasadki (83) na pierwszym końcu uchwytu (39) podgrzewacza (25).
46. 46. Zestaw do palenia według zastrz. 45, znamienny tym, że nasadka (83) jest pasowana z wciskiem do papierosa (23).
47. 47. Zestaw do palenia według zastrz. 46, znamienny tym, że w nasadce (83) jest utworzony co najmniej jeden kanał powietrzny (179).
48. 48. Zestaw do palenia według zastrz. 47, znamienny tym, że co najmniej jeden kanał powietrzny (179) jest wykonany w postaci otworków w nasadce (83).
49. 49. Zestaw do palenia według zastrz. 47, znamienny tym, że co najmniej jeden kanał powietrzny (179) jest wykonany w postaci rowków na wewnętrznej ściance nasadki (83), a rowki te są ograniczone przez papieros wsunięty do podgrzewacza (25).

    174 404
50. 50. Zestaw do palenia według zastrz. 45, znamienny tym, że cylindryczna ścianka (177) uchwytu (39) podgrzewacza (25) ogranicza wraz z nasadką (83) przestrzeń, w której usytuowana jest co najmniej część papierosa (23).
51. 51. Zestaw do palenia według zastrz. 50, znamienny tym, że co najmniej jeden kanał powietrzny (179) przylega do pierwszego końca uchwytu podgrzewacza (39).
52. 52. Zestaw do palenia według zastrz. 51, znamienny tym, że co najmniej jeden kanał powietrzny (179) jest utworzony w pobliżu drugiego końca uchwytu podgrzewacza (39).
53. 53. Zestaw do palenia według zastrz. 51, znamienny tym, że liczne kanały powietrzne (179) są rozmieszczone poprzecznie do cylindrycznej ścianki (177).
54. 54. Zestaw do palenia, dla dostarczania zapachu tytoniu do palacza, zaopatrzony w co najmniej jeden elektryczny podgrzewacz oraz wymienialny papieros, który to papieros zawiera nośnik o dwóch końcach oddalonych od siebie w kierunku wzdłużnym, ograniczony przez dwie powierzchnie, z których pierwsza ogranicza wnękę między dwoma końcami nośnika, a druga zawiera obszar przyległy do elektrycznego podgrzewacza, oraz substancję o zapachu tytoniu dla wytwarzania zapachu tytoniowego we wnęce, która to substancja o zapachu tytoniu umieszczona jest na pierwszej powierzchni nośnika, a ponadto elektryczny podgrzewacz tworzy zapalniczkę, która zawiera uchwyt podgrzewacza do przyjmowania, poprzez pierwszy koniec, wymienialnego papierosa, oraz zbiór elektrycznych elementów grzejnych umieszczonych w uchwycie podgrzewacza, przy czym każdy element grzejny ma powierzchnię przyległą do drugiej powierzchni papierosa, a podgrzewana przez elementy grzejne substancja o zapachu tytoniu jest usytuowana we wnęce, jak również elementy dla indywidualnego uruchomienia zbioru elementów grzejnych, dla wytworzenia we wnęce określonej ilości zapachu tytoniowego, znamienny tym, że do jednego z końców nośnika (59) przylega pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) podpierający papieros (23) oraz element wzdłużnego przepływu powietrza z wnęki (79), a do drugiego z końców nośnika (59) przylega filtr przepływu wstecznego (63) podpierający papieros (23) i ograniczający wzdłużny przepływ powietrza przez papieros, ponadto do pierwszego filtru swobodnego przepływu (65) przylega drugi filtr swobodnego przepływu (73), przy czym zarówno pierwszy filtr swobodnego przepływu (65) jak i drugi filtr swobodnego przepływu (73) jest wyposażony we wzdłużny kanał, z których wzdłużny kanał drugiego filtru swobodnego przepływu (73) ma większą średnicę wewnętrzną niż wzdłużny kanał pierwszego filtru swobodnego przepływu (65).