PL174703B1 - Elektryczny ogrzewacz urządzenia do palenia substancji tytoniowych - Google Patents

Abstract

1. Elektryczny ogrzewacz urzadzenia do palenia substancji tytoniowych, zaopatrzony w zbiór elementów grzejnych, znamienny tym, ze kazdy z elementów grzejnych (43) ma ksztalt serpentynowy, a zbiór elementów grzejnych (43) jest uformowany w postaci rurowego zespolu grzewczego (89). Fig 8 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektryczny ogrzewacz urządzenia do palenia substancji tytoniowych, zwłaszcza dla dostarczania zapachu tytoniu do palacza. W opisie patentowym USA nr 5 060 671 przedstawiono urządzenie do palenia substancji tytoniowych, które jest wyposażone w jednorazowy zestaw elementów ogrzewających. Ładunek substancji tytoniowej, zawierający na przykład tytoń albo pochodną tytoniu, umieszczony jest w każdym z elementów ogrzewających. Wymienialna jednostka ogrzewająco-zapachowa jest połączona ze źródłem energii ele174 703 ktrycznej, na przykład baterią albo kondensatorem oraz z układem sterowania nadzorującym elementy ogrzewające w odpowiedzi na zaciągnięcie się palacza, albo naciśnięcie ręcznego przełącznika. Urządzenie jest tak skonstruowane, aby przynajmniej jeden, ale nie wszystkie, z elementów ogrzewających stanowiących rodzaj zapalniczek, był uruchamiany przy każdym zaciągnięciu powodując to, że do palacza jest doprowadzana odpowiednia ilość zaciągnięć zawierających określoną ilość substacji tytoniowej, na przykład aerozolu zawierającego zapachy tytoniowe, albo tytoń. Układ także korzystnie zabezpiecza przed uruchomieniem więcej niż jednej zapalniczki jednocześnie, aby nie dopuścić do przegrzania substancji tytoniowej.

W takich znanych urządzeniach, zapalniczka jest 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 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.

Elektryczny ogrzewacz według wynalazku stosowany w urządzeniu do palenia substancji tytoniowych, jest zaopatrzony w zbiór elementów grzejnych, a charakteryzuje się tym, że każdy z elementów grzejnych ma kształt serpentynowy. Zbiór elementów grzejnych jest ponadto uformowany w postaci rurowego zespołu grzewczego.

Korzystnym jest, że elementy grzejne są zagięte do wewnątrz. Elementy grzejne są ze sobą połączone na jednych swych końcach. Drugie końce elementów grzejnych są dołączone do źródła zasilania za pomocą układu kołków wtykowych.

Korzystnym jest, że każdy element grzejny zawiera część serpentynową zaopatrzoną w liczne zakrzywione obszary zwiększające rezystancję elektryczną elementu grzejnego, rozmieszczone między końcami tej części serpentynowej, przy czym wykonany z materiału rezystywnego element grzejny ma swe zewnętrzne powierzchnie ustawione w płaszczyźnie i mające określoną długość całkowitą, określoną szerokość całkowitą oraz określoną grubość. Elektrycznie skuteczna długość każdego elementu grzejnego jest większa niż określona długość całkowita, a elektrycznie skuteczna powierzchnia przekroju poprzecznego każdego elementu grzejnego jest mniejsza od iloczynu określonej szerokości całkowitej i określonej grubości. Liczne zakrzywione obszary części serpentynowej elementu grzejnego stanowią wzajemnie połączone obszary mające kształt litery S. Część serpentynowa zawiera N wzajemnie połączonych obszarów o kształcie litery S, przy czym N jest większe od trzech i mniejsze od dwunastu.

Korzystnym jest, że obydwa końce elementu grzejnego wystają poza zakrzywione obszary części serpentynowej, a ponadto końce elementu grzejnego oraz zakrzywione obszary części serpentynowej są wykonane z jednego kawałka materiału. Wzdłużne osie końców części serpentynowej elementu grzejnego oraz zakrzywionych obszarów części serpentynowej, są ustawione w linii. Ponadto, końce części serpentynowej elementu grzejnego są zaopatrzone w skośne obszary przejściowe. Krzywizny końców zakrzywionych obszarów części serpentynowej przylegają do końców w jednym kierunku.

Elektryczny ogrzewacz według wynalazku zastosowany w urządzeniu do palenia substancji tytoniowych zapewnia udoskonalone urządzenie do palenia, w którym elementy grzejne zapalniczki są elementami wielokrotnego użytku. W urządzeniu tego rodzaju kondensacja aerozolu na elementach grzejnych i innych elementach strukturalnych zapalniczki jest zminimalizowana. Takie urządzenie do palenia substancji tytoniowych jest łatwiejsze do wytwarzania i zapewnia lepsze dostarczanie zapachu do palacza.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie perspektywiczny widok urządzenia do palenia, fig. 2 - w częściowym rozbiciu, schematycznie, perspektywiczny widok urządzenia do palenia, fig. 3A boczny przekrój poprzeczny uchwytu elektrycznego ogrzewacza, fig. 3B - widok końcowy uchwytu z fig. 3A, fig. 4A - schematyczny perspektywiczny widok papierosa, fig. 4B - boczny

174 703 przekrój poprzeczny wykonany wzdłuż linii 4B-4B z fig. 4A, fig. 5 - schematyczny widok uchwytu elektrycznego ogrzewacza w innym przykładzie wykonania, fig. 6 - perspektywiczny widok elektrycznego ogrzewacza według wynalazku, fig. 7 - zarys ogrzewacza przed uformowaniem w rurowy zespół grzewczy, fig. 8 - perspektywiczny widok elementu grzejnego, fig. 9 - perspektywiczny widok układu kołków wtykowych, fig. 10A - schematyczny widok przekładki z boku, w przekroju poprzecznym, fig. 10B - schematyczny widok wykonany w przekroju 10B-10Bzfig. 10A,fig. 10C - schematyczny widok wykonany w przekroju 10C-10Czfig. 10A, fig. 11A - schematyczny widok podstawy uchwytu ogrzewacza 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-10Czfig. 11 A, 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-1łCzfig. 12A, fig. 12D - schematyczny widok wykonany w przekroju 12D-12Dzfig. 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-14C 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 urządzenia do palenia, przedstawiające ścieżki przepływu powietrza, fig. 18 przedstawia schemat blokowy elektrycznego układu sterującego obwodu elektrycznego, fig. 19 - widok z boku w przekroju urządzenia do palenia w kolejnym przykładzie wykonania, fig. 20 - widok z boku w przekroju uchwytu podgrzewacza, fig. 21 - widok perspektywiczny urządzenia do wytwarzania części centralnej wymienialnego papierosa do urządzenia do palenia z fig. 19, fig. 22 - widok boczny w przekroju przykładu wykonania urządzenia do palenia z obwodowym odciąganiem, fig. 23 - schemat elektrycznego układu sterującego urządzenia do palenia, a fig. 24 przedstawia schemat obwodu elektrycznego sieci odliczającej układu sterującego z fig. 23.

Urządzenie do palenia z wymienialnym papierosem przedstawiono na fig. 1i 2. Urządzenie do palenia 21 zawiera wymienialny papieros 23 i zapalniczkę 25 wielokrotnego użytku. Papieros 23 jest przystosowany do wsuwania i usuwania z otworu 27 na czołowym końcu 29 zapalniczki 25. Urządzenie do palenia 21 używane jest tak jak papieros konwencjonalny. Wymienialny papieros 23 jest usuwany po jednym albo więcej cyklach zaciągania. Zapalniczka25jestusuwana po większej liczbie cykli zaciągania niż papieros 23.

Zapalniczka 25 zawiera obudowę 31 oraz czołową część 33 i tylną część 35. Źródło zasilania 37 dostarczające energię do elementów grzejnych w celu podgrzania papierosa 23 jest korzystnie umieszczone w tylnej części 35 zapalniczki 25. Tylna część 35 jest przystosowana do łatwego otwierania i zamykania, na przykład za pomocą śrub albo elementów zatrzaskowych, dla ułatwienia wymiany źródła zasilania 37. Czołowa część 33 obejmuje elementy grzejne i elektryczny układ sterujący 41 połączony ze źródłem zasilania 37 umieszczonym w tylnej części

35. Czołowa część 33 jest w prosty sposób 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 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 wymienialne 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 urządzenia do palenia 21 i licznych charakterystyk elementów grzejnych. Znane są różne formy źródeł zasilania użytecznych w połączeniu z urządzeniem do palenia, jak ładowana bateria i szybko rozładowujący się kondensator ładowany przez baterię.

174 703

Cylindryczny uchwyt ogrzewacza 39 do podgrzewania papierosa 23, a szczególnie do utrzymywania papierosa nieruchomo w stosunku do zapalniczki 25, oraz elektryczny układ sterujący 41 do doprowadzania odpowiedniej ilości energii ze źródła energii 37 do elementów grzejnych (nie pokazano na fig. 1 i 2) uchwytu ogrzewacza 39, są korzystnie umieszczone w czołowej części 33 zapalniczki 25. W korzystnym wykonaniu, uchwyt ogrzewacza 39 zawiera osiem promieniowo rozmieszczonych elementów grzejnych 43, pokazanych na fig. 3A, które są zasilane indywidualnie przez źródło zasilania 37 pod kontrolą układu sterującego 41 dla podgrzania ośmiu obszarów wokół obwodu papierosa 23 w celu uzyskania 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 za pomocą urządzeń binarnych.

Układ sterujący 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 ogrzewacza 39 i w pobliżu papierosa 23 przez kanał 47 w przekładce 49 i podstawie 50 uchwytu ogrzewacza 39, a w razie potrzeby, z rurą czujnika podmuchu (nie pokazano). Czujnik podmuchu 45 przeznaczony do użycia w urządzeniu do 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, np wykorzystujące zasady anemometrii cieplno-oporowej, okazały się także użyteczne przy uruchamianiu właściwego elementu grzejnego 43 po wykryciu zmiany w przepływie powietrza.

Wskaźnik zaciągnięć 51 jest umieszczony na zewnątrz zapalniczki 25, a dokładnie w czołowej części 33, a wskazuje on ilość zaciągnięć pozostających w papierosie 23 wsuniętym do zapalniczki. Wskaźnik zaciągnięć 51 korzystnie zawiera siedmiosegmentowy wyświetlacz ciekłokrystaliczny. W korzystnym przykładzie wykonania, wskaźnik zaciągnięć 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 53. Czujnik świetlny 53 jest korzystnie umocowany w otworze 55 w przekładce 49 i w podstawie 50 uchwytu ogrzewacza 39, co pokazano na przykład na fig. 3A. Czujnik świetlny 53 doprowadza sygnał do układu sterującego 41, który następnie dostarcza sygnał do wskaźnika zaciągnięć 51. Wyświetlenie liczby 8 na wskaźniku zaciągnięć 51 oznacza, że każdy 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 wyświetla liczbę 0. Po usunięciu papierosa 23 z zapalniczki 25, czujnik świetlny 53 nie wykryje obecności papierosa 23, a wskaźnik zaciągnięć 51 zostanie wyłączony. Czujnik świetlny 53 jest tak regulowany, by nie emitował ciągle promieni świetlnych i nie rozładowywał niepotrzebnie źródła zasilania 37. Czujnikiem świetlnym 53 przystosowanym do użycia w urządzeniu do palenia 21 jest znany czujnik typu 0PR5005 Light Sensor.

Jako jedną z wielu alternatywnych możliwości zastosowania czujnika świetlnego 53, wykorzystuje się przełącznik mechaniczny (nie pokazany) w celu wykrywania obecności albo braku papierosa 23 oraz przycisk zerowania (nie pokazano) do zerowania układu sterującego 41 po wsunięciu nowego papierosa do zapalniczki 25, na przykład dla wywołania wyświetlenia na wskaźniku zaciągnięć 51 liczby 8, itd. Źródła zasilania, układy sterujące, czujniki podmuchu i wskaźniki zaciągnięć używane w urządzeniu do palenia 21 są znane. Kanał 47 i otwór 55 w przekładce 49 i podstawie 50 uchwytu ogrzewacza 39 są szczelne podczas palenia.

Przykład wykonania papierosa 23 do wykorzystania w urządzeniu do palenia 21 pokazano szczegółowo na fig. 4A i 4B, chociaż papieros może mieć dowolną formę umożliwiającą generowanie zapachu tytoniowego dostarczanego do palacza po podgrzaniu papierosa przez elementy grzejne 43. Papieros 23 zawiera zwój tytoniowy 57 wykonany z nośnika 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

174 703 cylindryczny pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 na przeciwległym końcu. Pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 jest korzystnie filtrem typu otwarta rurka, z podłużnym kanałem 67 przechodzącym przez środek pierwszego filtru swobodnego przepływu 65, zapewniając w ten sposób mały opór dla zaciągnięcia albo przepływu swobodnego.

W razie potrzeby, papier owijający 69 jest nawijany na zwój tytoniowy 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. Skoncetrowany 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 papieru, w ciągu jednej minuty przy spadku ciśnienia 1,0 kilopaskała), wytrzymałość na rozciąganie większą albo równą 2000 g/27 mm szerokości (1 cal/min), rozciągliwość 0,033- 0,038 mm (1,3-1,5 milicali), zawartość CaCO3 mniejszą albo równą 5%, cytrynianu 0%. Materiał do wytwarzania papieru owijającego 69 korzystnie zawiera powyżej 75% arkusza z zawartością tytoniu (niepapierosowy, kominowo- albokominowo/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 zawiera również cylindryczny filtr ustnikowy 71, którym może być konwencjonalny filtr typu RTD (Resistance To Draw - opór na ciągnięcie), oraz cylindryczny drugi filtr swobodnego przepływu 73. Filtr ustnikowy 71 i drugi filtr swobodnego przepływu 73 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 73 w położeniu przyległym do końca drugiego filtru swobodnego przepływu 73. 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 pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 określają łącznie ze zwojem tytoniowym 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 wzdłużnych 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 ustnikowego 71 na przepływ mieszanego aerozolu. Zapach tytoniowy uzyskany z podgrzewanej substancji tytoniowej 61 jest początkowo oczywiście w fazie parowej we wnęce 79 i przechodzi w widoczny aerozol po zmieszaniu w kanale 77. Dodatkowo do już 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 65 ma postać filtru o wielu otworach, czyli pierwszy filtr swobodnego przepływu 65 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 wskazane jest umożliwienie przepływu powietrza przez filtr przepływu wstecznego 63 podczas pierwszego zaciągnięcia papierosem dla obniżenia

174 703 oporu na ciągnięcie. Oczywiste jest, że powietrze wciągane do papierosa 23 przechodzi wzdłużnie w aerozol pochodzący z podgrzewania zwoju tytoniowego 57 przez elementy grzejne 43 umieszczone promieniowo wokół zwoju tytoniowego 57. Korzystne jest wytwarzanie zapachu tytoniowego jako funkcji prawie całkowitego uzupełnienia zwoju tytoniowego 57 i poziomu energii elementów grzejnych 43. Zatem, część przepływu powietrza przez papieros pochodzącego ze wzdłużnego przepływu przez filtr przepływu wstecznego 63 jest minimalna podczas palenia, z wyjątkiem pierwszego zaciągnięcia. Filtr przepływu, wstecznego 63 korzystnie minimalizuje przepływ aerozolu w kierunku wstecznym na zewnątrz wnęki 79 po podgrzaniu substancji tytoniowej 61 tak, by możliwość zniszczenia elementów zapalniczki 25 przez aerozol przepływający wstecznie z papierosa była zminimalizowana.

Nośnik 59 stanowiący podporę, która podtrzymuje substancję tytoniową 61, zapewnia separację między elementami grżejnymi 43 i materiałem zapachowym i przesyła ciepło wytwarzane przez elementy grzejne do materiału zapachowego oraz podtrzymuje spoistość papierosa po wypaleniu. Korzystnie nośnik 59 składa się z nietkanej maty z włókien węglowych, ze względu na jej 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 mataliczne 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 substancji tytoniowej 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 lepkości. Ze względu na możliwość zwarcia elektrycznego między elementami grzejnymi 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 a niskim ciężarze własnym, na przykład papier owijający 69, dla zapewnienia izolacji elektrycznej między metalicznym nośnikiem 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 wytwarzający 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 na jedną 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: l·. 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

174 703 pektyny albo inne koloidy wodorowe, zwłaszcza w zakresie 0.1 do 2,0%, dla poprawienia właściwości powlekających zawiesiny.

Przy użyciu dowolnego nośnika 59, substancja tytoniowa 61, która jest umieszczona na wewnętrznej powierzchni nośnika 59 uwalnia zapach po podgrzaniu i jest zdolna do przylegania do powierzchni nośnika. Takie materiały zawierają ciągłe arkusze, gąbki, żele, osuszone zawiesiny, albo osuszone rozpylane zawiesiny, które korzystnie zawierają tytoń albo znane substancje pochodne tytoniu.

Korzystnym jest dodać substancję pochłaniającą wilgoć, na przykład glicerynę albo glikol propylenowy, do zwoju tytoniowego 57 podczas przetwarzania, w ilości wynoszącej od 0,5% do 10% 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 tytoniowa 61 jest umieszczona na powierzchni nośnika 59, jej zdolności dostraczania zapachu mogą być zmieniane dla uzyskania profilu doprowadzanego zapachu, który będzie się zmieniać przy kolejnych zaciągnięciach. Na przykład, substancja tytoniowa 61 przyległa do pierwszego elementu grzejnego 43 może zawierać pewną ilość albo rodzaj substancji zapachowej, a substancja tytoniowa 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 tytoniowych 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 tytoniowej.

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 element grzejny 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.

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 ustnikowego 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 tytoniowym 57. Długość zwoju tytoniowego 57 wynosi korzystnie 58 mm. Zwój tytoniowy 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 tytoniowy 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 ogrzewacza 39, jak przedstawiono na fig. 3A, przylegającego do kanału 47 łączącego się z czujnikiem podmuchu 45 i otworem 55 na czujnik świetlnych 53. W tym położeniu, wnęka 79 papierosa 23 przylega do elementów grzejnych 43 i zasadniczo cała ta część papierosa zawierająca drugi filtr swobodnego przepływu 73 i filtr ustnikowy 71 wystaje na zewnątrz zapalniczki 25. Części elementów grzejnych 43 są korzystnie zagięte do wewnątrz, czyli odchylone promieniowo, dla umożliwienia utrzymania papierosa 23 względem zapalniczki 25 i tak, że są w relacji przepływu cieplnego ze zwojem tytoniowym 57, bezpośrednio albo przez papier owijający 69.

174 703

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 tytoniowy 57 wystarczająco przepuszczają powietrze dla uzyskania wymaganego oporu na ciągnięcie, tak że podczas zaciągania się papierosem przez palacza, powietrze przepływa do wnęki 79 poprzecznie albo promieniowo w stosunku do papieru owijającego 69 i zwoju tytoniowego 57. Jak wspomniano, przepuszczający powietrze filtr przepływu wstecznego 63 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 tytoniowym 57 w jednym albo więcej obszarach przyległych do wnęki 79. 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 tytoniowym 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 tytoniowym 57. Podczas wytwarzania papierosa 23 z takimi otworkami, papier owijający 69 i zwój tytoniowy 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 ogrzewacza 39 jest pokazany na fig. 3A-3B. Widok w rozłożeniu uchwytu ogrzewacza 39A o przekładce łączonej z członem podstawy 49A pokazano na fig. 5. Człon 49A uchwytu ogrzewacza 39A zastępuje przekładkę 49 i podstawę 50 uchwytu ogrz.ewacza 39 z fig. 3A. Podstawowe funkcje stosowania odstępu do przyjmowania papierosa 23 oraz stosowania elementów grzejnych 43 dla podgrzewania papierosa mogą być oczywiście uzyskane za pomocą uchwytów ogrzewacza innych niż te pokazane na fig. 3A-3B i 5.

Jak przedstawiono na fig. 3A-3B, uchwyt ogrzewacza jest umieszczony w otworze 27 zapalniczki 25. Papieros 23 jest wsunięty, najpierw przez filtr przepływu wstecznego 63 w otworze 27 w zapalniczce 25 do cylindrycznej przestrzeni uchwytu ogrzewacza 39 otoczonej przez nasadkę pierścieniową 83 z otwartym końcem odbierającym papieros, ewentualnie do cylindrycznej tulei ochronnej 85, cylindrycznej tulei kanału powietrza 87, elektrycznego ogrzewacza uformowanego w postaci rurowego zespołu grzewczego 89 zawierającego elementy grzejne 43, elektrycznie przewodzącego, prowadzącego układu kołków wtykowych 91, który stanowi wspólną prowadnicę dla elementów grzejnych elektrycznego ogrzewacza, oraz przekładek 49. Dolna wewnętrzna powierzchnia 81 przekładki 49 zatrzymuje papieros 23 w wymaganym położeniu w uchwycie ogrzewacza 39, tak że elementy grzejne 43 są umieszczone przylegle do wnęki 79 w papierosie. W uchwycie ogrzewacza 39A pokazanym na fig. 5, dolna wewnętrzna powierzchnia 81A członu 49A zatrzymuje papieros 23 w wymaganym położeniu w uchwycie ogrzewacza.

Zasadniczo cały uchwyt ogrzewacza 39 jest umieszczony wewnątrz i umocowany za pomocą pasowania suwliwego w obudowie 31 czołowej części 33 zapalniczki 25. Czołowa krawędzi 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 ogrzewacza 39. Części elementów grzejnych 43 rurowego zespołu grzewczego 89 i kołki 95 układu kołków wtykowych 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 sterującym 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

174 703 sposób podtrzymanie uchwytu ogrzewacza 39 w zapalniczce 25 i doprowadzenie przewodów albo obwodów drukowanych z oprawki do różnych elementów elektrycznych. Inne dwa kołki 95 zapewniają dodatkowe podtrzymanie wzmacniające układu kołków wtykowych 91. Kanał 47 w przekładce 49 i podstawie 50 łączy się z czujnikiem podmuchu 45 i czujnikiem światlnym 53, które wykrywają obecność albo brak papierosa 23 w zapalniczce 25.

Podobnie, w uchwycie ogrzewacza 39 z fig. 5, części elementów grzejnych 43 ogrzewacza uformowanego w postaci rurowego zespołu grzewczego 89 i kołki 95 układu kołków wtykowych 91 są umocowane wokół zewnętrznej powierzchni 97 A przekładki 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 przekładki 49A dla połączenia z układem sterującym 41 i źródłem zasilania 37.

Przekładka 49A jest korzystnie wyposażona 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 wtykowych 91. Tylne końce 101 elementów grzejnych 43 są zgięte 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.

Ogrzewacz uformowany w postaci rurowego zespołu grzewczego 89, przedstawiony na fig. 3A, 5 i 6, jest korzystnie wykonany z pojedynczego, ciętego za pomocą lasera 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 CO 2, dla uzyskania przynajmniej ogólnego zarysu 115, jak na fig. 7, odgrzewacza w postaci rurowego zespołu grzewczego 89.

W zarysie 115, elementy grzejne 43 są połączone ze sobą na swoich tylnych końcach 101 przez tylną część 117 ciętego arkusza w zarysie 115, oraz na czołowych końcach 119, przez część, która tworzy część czołową 121 rurowego zespołu grzewczego 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 rurowego zespołu grzewczego 89, umożliwiają obsługę zarysu 115 podczas przetwarzania.

Po utworzeniu zarysu 115, każdy element grzejny 43 posiada szeroką część 125, która w skończonym rurowym zespole grzewczym 89 jest umieszczona przy zwoju tytoniowym 57, oraz wąską część 127 dla wytwarzania elektrycznych połączeń z układem sterującym 41. W razie potrzeby, wąska część 127 każdego elementu grzejnego 43 jest wyposażona w klapki 129 w pobliżu tylnego końca 101 dla umożliwienia wykonania lutowanych połączeń z kołkami 104 albo dla umocowania w oprawkach (nie pokazano) w celu elektrycznego połączenia z układem sterującym 41. Ogólny zarys 115 jest dalej przetwarzany, szczególnie korzystnie za pomocą lasera, dla uzyskania części serpentynowej 131, pokazanej na fig. 6 i 8, z szerokiej części 125. Oczywiście, w razie potrzeby, części serpentynowe 131 mogą być wycinane jednocześnie z ogólnym zarysem 115.

Wycięty albo wybity arkusz jest elektrycznie polerowany dla wygładzenia krawędzi poszczególnych 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. Tylnaczęść 117 i boczna część 123 są odcinane, a krawędzie 133 czołowej części 121 sąlutowane ze sobą dla utworzenia jednoczęściowego albo zintegrowanego rurowego zespołu grzewczego 89, jak przedstawiony na fig. 6.

Rurowy zespół grzewczy 89 może być także wykonany w dowolny dostępny sposób. Na przykład, zgodnie z alternatywnym sposobem, rurowy zespół grzewczy 89 jest wykonany z arkusza, który początkowo jest utworzony w postaci rury, czego nie pokazano, a następnie wycinany dla, uzyskania wielu indywidulanych elementów grzejnych, jak na fig. 6. Następnie, rurowy zespół grzewczy 89 może być wykonany z wielu pojedynczych elementów grzejnych

174 703

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 43 i zapewniającymi mechaniczne podtrzymanie dlaelementów grzejnych 43, tak jak część czołowa. Ponadto, część czołowa 121 rurowego zespołu grzewczego 89 może być lutowana albo inaczej przyłączana wokół pierścienia wymiarującego (nie pokazano) o wewnętrznej średnicy zasadniczo równej średnicy papierosa. Pierścień wymiarujący umożliwia nadanie rurowemu zespołowi grzewczemu 89 odpowiedniego kształtu, a ponadto zwiększa wytrzymałość.

Układ kołków wtykowych 91, jak na fig. 9, jest korzystnie wykonany według jednego ze sposobów podobnych do już opisanych w odniesieniu do rurowego zespołu grzewczego 89. Tak jak rurowy zespół grzewczy 89, pojedyncze kołki 95 i taśmowa część do wytwarzania części czołowej 135 układu kołków wtykowych 91, są również wycinane z płaskiego arkusza materiału elektrycznie przewodzącego oraz są zwijane tak, by tworzyły kształt rurowy. Układ kołków wtykowych 91 ma wewnętrzną średnicę zasadniczo równą zewnętrznej średnicy rurowego zespołu grzewczego 89. Część czołowa 121 rurowego zespołu grzewczego 89 jest następnie umieszczana w części czołowej 135 układu kołków wtykowych 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. Zazwyczaj 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°C do około 900°C podczas przesyłu ciepła do papierosa 23. Ponadto, elementy grzejne 43 powinny zużywać od około 5 J 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 grzejne 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 ogrzewacza 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 szeregowo, 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 ogrzewacza 39 jest korzystnie umieszczony oddzielnie od zapalniczki 25 zawierającej źródło zasilania 37 i układ, który jest korzystnie usuwany przynajmniej po 3600 cyklach. Materiał na elementy grzejne 43 jest także wybierany zależnie od 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 i reakcją.

W oparciu o te kryteria, materiały na elektryczne elementy grzejne 43 zawierają, domieszkowane półprzewodniki, na przykład krzem, węgiel, grafit, stal nierdzewną, tantal, siatki

174 703 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 rurowego zespołu grzewczego 89 korzystnie zawierają część serpentynową 131 z wieloma wzajemnie połączonymi zakrzywionymi obszarami — zasadniczo o kształcie litery S — dla zwiększenia efektywnej rezystancji każdego elementu grzejnego 43. Kształt części serpentynowej 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 serpentynowej 131 dopasowaną do uchwytu ogrzewacza 39 z fig. 3A i uchwytu ogrzewacza 39A z fig. 5, mają obszary połączone wzajemnie N razy i mające kształt litery S, przy czym N mieści się w zakresie od około trzech do około dwunastu, a korzystnie od około sześciu do około dziesięciu.

Jeśli część serpentynowa 131 pokazana na fig. 5 jest najpierw cięta 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*Ll/Wl*T, gdzie p jest rezystywnością danego materiału. Po wykonaniu części serpentynowej 131, rezystancja elementu grzejnego 43 zwiększa się, ponieważ efektywna długość elektryczna rezystancyjnego elementu grzejnego 43 zwiększa się, a powierzchnia przekroju poprzecznego zmniejsza się. Na przykład, po wykonaniu części serpentynowej 131 w elemencie grzejnym 43, ścieżka prądu biegnie wzdłuż ścieżki P. Ścieżka P ma czynną długość elektryczną około 9 albo 10*W1 (dla około pięciu kompletnych zakrętów tej części elementu grzejnego), w odróżnieniu do początkowej elektrycznej długości 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, wykonanie części serpentynowej 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 ogrzewacza 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,

174 703 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 podgrzane 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 grzejnego.

Część serpentynowa 131 jest cięta na elementy grzejne 43 w dowolny sposób, korzystnie za pomocą lasera (zwłaszcza lasera 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 części serpentynowej 131. Ponieważ energia laserowa jest skupiana w małym obszarze, energia ta umożliwia 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 serpentynowej 131 za pomocą konwencjonalnych sposobów wybijania, jednak należy wiedzieć, 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 Y AG. Na przykład, rurowy zespół grzewczy 89 i układ kołków wtykowych 91 są wzajemnie korzystnie lutowane punktowo za pomocą lasera CO2 albo lasera YAG. Dodatkowo, tylne końce 101 albo klapki 129 elementów grzejnych 43 są także lutowane laserowo do końcówek kołków 104 w podstawie 50, albo do odpowiednich 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. Jak pokazano na fig. 6, tylne końcowe części 101 (albo klapki 129), które są lutowane do kołków 104 albo innych układów i elementów elektrycznych, oraz części serpentynowe 131, które wytwarzają ciepło, są utworzone jako jednoczęściowy element grzejny 43, dzięki czemu nie trzeba lutować ze sobą, części serpentynowych 131 i części końcowych. Stwierdzono, 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 serpentynowych 131. Nie osiowane osie główne także mogą być przyczyną odkształceń podczas podgrzewania elementów grzejnych. Ponadto, przeciwne końce 131'i 131 części serpentynowych ' 131 spotykają się z częściami nieserpentynowymi elementu grzejnego 43 w sposób symetryczny, czyli każda część jest ustawiona w tym samym kierunku. Symetria końców 131' i 131 chroni końce części serpentynowych 131 przed skręceniem w przeciwnych kierunkach podczas podgrzewania, a więc chronią je przed zniszczeniem. Obszary przejściowe 137' i 137 na końcach 131' i 131 części serpentynowych 131 łączące się z nieserpentynowymi częściami elementu grzejnego 43, są korzystnie skośnie ścięte, jak pokazano na fig. 6. Skośne obszary przejściowe 137' i 137 redukują także naciski indukowane termicznie.

Elementy grzejne 43 i uchwyt ogrzewacza 39 posiadają dodatkowe charakterystyki wykluczające problemy związane z podgrzewaniem i podgrzewaniem powtarzanym. Na przykład oczekuje się, że podczas ogrzewania elementy grzejne 43 będą dążyć do rozszerzenia się. Ponieważ elementy grzejne 43 są umocowane między miejscowo umocowanymi końcami czołowymi 135 układu kołków wtykowych 91 przyłączonego do części czołowej 121 rurowego zespołu grzewczego 89, a pierścień 99 w pobliżu tylnych końców 101 elementów grzejnych, rozszerzanie elementów grzejnych będzie powodować albo pożądane zginanie elementów grzejnych 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. Powoduje to niewydajne i niewłaściwe podgrzewanie zwoju tytoniowego 57 wynikające ze zmian stopnia styku międzypowierzchniowego pomiędzy powierzchniami elementów grzejnych i papierosem.

Dla uniknięcia zginania na zewnątrz, pojedyncze elementy grzejne 43 rurowego zespołu grzewczego 89 mają kształt zawierający korzystne zagięcie do wewnątrz, jak pokazano na fig. 3A. Zaginanie do wewnątrz zapewnia pasowanie suwliwe i dobry kontakt cieplny między elementami grzejnymi 43 i papierosem 23. Zagięty do wewnątrz kształt elementów grzejnych 43 uzyskuje się za pomocą dowolnego sposobu, jak kształtowanie rurowego zespołu grzewczego, jak na fig. 6, na uchwycie (nie pokazano) mającym wymagane zgięcie do wewnątrz. Zagięty do wewnątrz kształt korzystnie wykonuje się w formie i wybija się (nie pokazano) przed ukształtowaniem rurowego zespołu grzewczego 89. Kształt elementów grzejnych 43 zagiętych do wewnątrz wywołuje dalsze zaginanie do wewnątrz, jeśli elementy grzejne rozszerzają się podczas podgrzewania. Zginanie jest delikatne na długości części serpentynowej 131 Skośne obszary przejściowe 137' i 137 mogą być zagięte gwałtowniej niż delikatniejsze części serpentynowe 131. Dzięki temu koncentracja naprężeń termicznych w częściach elementów grzejnych 43 bardziej podatnych na uszkodzenia jest wykluczona.

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

Oprócz opisanego rurowego zespołu grzewczego 89, uchwyt ogrzewacza 39 pokazany na fig. 3A także zawiera przekładkę 49 i podstawę uchwytu podgrzewacza 50. Przekładka 49 pokazana na fig. 1OA-10C, ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 97, do której przymocowane są kołki 95 układu kołków wtykowych 91 i elementy grzejne 43, za pomocą mocowania ciernego przez pierścień 99. Przekładka 49 zawiera ponadto ściankę dolną 139, której dolna wewnętrzna powierzchnia 81 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 47' kanału 47 do połączenia z czujnikiem podmuchu 45 jest wyposażona w ściankę dolną 139. Część 47' ma postać otworu wykonanego w dolnej ściance 39 równolegle do osi głównej przekładki 49. Również część 55' otworu 55 na czujnik świetlny 53 została wykonana w ściance dolnej 139. Pierwszy otwór zaciągania 143 ciągnie się od zewnętrznej powierzchni 97 przekładki 49 do części 55' otworu. Pierwszy otwór zaciągania 143 zapewnia korzystny opór na ciągnięcie 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 tytoniowy 57 i papier owijający 69 powstrzymują przepływ powietrza do papierosa 23 do chwili gdy element grzejny 43 podgrzeje papieros, pierwszy otwór zaciągnięcia 143 doprowadza przepływ powietrza do uchwytu ogrzewacza 39 przez filtr przepływu wstecznego 63 papierosa. Filtr przepływu wstecznego 63 umożliwia dostateczny przepływ powietrza do papierosa 23 dla zapewnienia niższego oporu na ciągnięcie 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

174 703 pozostający we wnęce 79 po zaciągnięciu się papierosem 23 nie wracał do zapalniczki 25 przez filtr przepływu, wstecznego 63. Po pierwszym zaciągnięciu się papierosem 23, obszar zwoju tytoniowego 57 i papieru owijającego 69, który został podgrzany przez włączenie elektrycznego ogrzewacza, staje się bardziej przepuszczalny dla powietrza. Zatem, przepływ powietrza przez pierwszy otwór dla zaciągania 143 i filtr przepływu wstecznego 63 staje się nieznaczący dla zaciągania się papierosem 23 po pierwszym zaciągnięciu.

Podstawa 50, przedstawiona na fig. 11A-11C, ma kształt cylindryczny i zawiera dolną, ściankę 151, kołki 104 dla połączenia z kołkami 95 układu kołków wtykowych oraz elementy grzejne 43 przechodzące przez otwory 107 wykonane w ściance dolnej i wychodzące z dolnej powierzchni zewnętrznej 105 podstawy 50. Podstawa 50 ma kształt cylindryczny, ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 153 i cylindryczną ściankę wewnętrzną 155, przy czym ścianka wewnętrzna 155 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 49. Zastosowano środki do mocowania tulei kanału powietrza 87 do podstawy 50. Przekładka 49 i podstawa 50 mogą być umocowane za pomocą innych środków niż tradycyjne, na przykład klejenie, śruby i nity. Ponadto, można wykonać nie przedstawione na rysunku podłużne grzbiety albo rowki na powierzchni podstawy 50 dla zapewnienia odpowiedniego stosunku kątowego między przekładką 49 i podstawą, 50. 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.

Przekładka 49 w przykładzie wykonania uchwytu ogrzewacza 39A z fig. 5 jest dalej pokazana na fig. 12A-12D. Przekładka 49A ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 97A, do której umocowano kołki 95 i elementy grzejne 43 za pomocą pierścienia 99. Przekładka 49A 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 przekładki, dla umożliwienia przejścia papierosa do tej przekładki. Pierwszy otwór zaciągania, którego nie pokazano, może być również wyposażony w przekładkę 49A. Kanał 47A komunikujący się z czujnikiem podmuchu 45 jest utworzony w dolnej ściance 139A. Kanał 47A ma postać otworu wykonanego w dolnej ściance 139A równolegle do linii środkowej przekładki 49A Także otwór 55A na czujnik świetny 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 przekładki 49A w celu połączenia z układem sterującym 41 i źródłem zasilania 37. Przekładka 49A jest korzystnie wyposażona w kołnierzowy koniec 109, w którym wykonano przynajmniej 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, omówienie urządzenia do palenia 21 odnosi się przede wszystkim do elementów uchwytu ogrzewacza 39 z fig. 3A-3B. Jednak oczywiste jest, że opis ten odnosi się do wykonania uchwytu ogrzewacza 39A z fig. 5, a także do innych wykonań nie przedstawionych ani dyskutowanych oddzielnie. Jak zauważono, uchwyt ogrzewacza może zawierać inne urządzenia mogące wykonywać różne funkcje uchwytu ogrzewacza, takie jak stwarzanie przestrzeni przyległej do elementów grzejnych dla podgrzania papierosa.'

174 703

Widok końcowy pierścienia 99, który zabezpiecza elementy grzejne 43 i kołki 95 układu kołków wtykowych 91 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 cylinrycznej powierzchni zewnętrznej 97 za pomocą mocowania ciernego. Podłużne rowki 159 wykonano pod kątem 90° względem siebie wokół wewnętrznej powierzchni pierścienia 99, dla odbierania znacznie grubszych kołków 95, tak że pierścień jest przystosowany do otoczenia i zabezpieczenia tych kołków na zewnętrznej powierzchni 97.

Tuleja kanału powietrza 87 jest dołączona, na pierwszym końcu 161 do podstawy 50, a 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 ogrzewacza 39a z fig. 5 różni się od przykładu wykonania tulei kanału powietrza 87 z fig. 3 tym, że pierwszy koniec 161A tulei kanału powietrza 87 A jest korzystnie wyposażony w wewnętrzny rowek 165A dla połączenia z zewnętrznym grzbietem 167A na zewnętrznej krawędzi 111 kołnierzowego końca 109 przekładki 49A. Części elementów grzejnych 43 w pobliżu tylnych końców 101 ciągną się między łączącymi częściami przekładki 49A i tuleją kanału powietrza 87A. Jak wyjaśniono w odniesieniu do fig. 17, jeśli potrzeba zwiększyć przepływ powietrza, można wykonać przynajmniej jeden otwór w częściach uchwytu ogrzewacza 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 pierścieniową 83 albo przekładkę 49 przed dotarciem do papierosa 23.

Nasadka pierścieniowa 83 uchwytu ogrzewacza 39 przedstawiona na fig. 3A i nasadka 83A uchwytu ogrzewacza 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 nie dłuższa od zewnętrznej średnicy papierosa 23, a nawet nieco krótsza, tak że papieros jest ściskany podczas wsuwania go do zapalniczki 25 i mocno utrzymywany w miejscu przez pasowanie z wciskiem. Dłuższa wewnętrzna ścianka 177 uchwytu ogrzewacza 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 ogrzewacza 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 tytoniowy 57 i przez część serpentynową 131 elementów grzejnych 43. Jak pokazano na fig. 3A, w przykładzie wykonania nasadki 83 uchwytu ogrzewacza 39, otwory albo kanały 179 są większe w pobliżu tylnej powierzchni niż w pobliżu czołowego końca 93 dla umożliwienia osiągnięcia wymaganego oporu na ciągnięcie. W innym wykonaniu nasadki, podłużne otwory są zastąpione podłużnymi rowkami, czego nie pokazano, które wykonano w wewnętrznej ściance nasadki. Odnośnie fig. 14A-14D, okrągły rowek 183A wykonano na tylnej powierzchni 181A dla odbierania i podtrzymywania zabezpieczającej tulei ochronnej 85 ogrzewacza, pokazanej na fig. 15A-15B. Tuleja ochronna 85 ogrzewacza jest członem rurowym z końcami 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 ogrzewacza 39 gdy palacz zaciąga się papierosem 23.

Nasadka pierścieniowa 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 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 przed umocowanie wewnętrznej części wewnątrz zewnętrznej części

174 703

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 ogrzewacza przez palacza w dowolnej przerwie w paleniu, na przykład po wypaleniu 30-60 papierosów 23. Tuleja ochronna 87 ogrzewacza 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 87. Aerozol natomiast jest doprowadzany do tulei ochronnej 85 ogrzewacza.

Tuleja ochronna 85 ogrzewacza jest wykonana z odpornego na ciepło materiału papierowego albo plastikowego, który jest wymieniany przez palacza po wypaleniu wielu papierosów 23. Zatem, w odróżnieniu od znanej konstrukcji typu rurka w rurce, zawierającej rurkę powstrzymującą aerozol przyłączoną do jednostki z substancją tytoniową, która jest wyrzucana zjednostką zawierającą substancję tytoniową po jej wypaleniu, tuleja ochronna 85 podgrzewacza w urządzeniu do 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 w uchwycie ogrzewacza 39 i papierosie 23, gdy palacz zaciąga się poprzez filtr ustnikowy 71. Powietrze jest ciągnięte w wyniku ssania w filtrze ustnikowym 71, poprzez kanały 179, do wnętrza uchwytu ogrzewacza 39 między tuleją kanału powietrznego albo tuleją podgrzewacza (nie pokazano), poza elementy grzejne (nie pokazano) stykające się z papierosem 23 i przez przepuszczający powietrze papier owijający 69 i zwój tytoniowy 57 (albo przez otworki wykonane w nim) do wnęki 79 w papierosie 23. Z wnęki 79 powietrze przepływa do wzdłużnego 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 dobrane dla optymalizacji dostarczania całkowitej materii cząsteczkowej (ang. TPM) do palacza. W przykładzie wykonania, w nasadce pierścieniowej 83 wykonano sześć albo osiem kanałów 179.

Jak pokazano na fig. 17, w razie potrzeby tworzy się inne kanały powietrzne, zamiast albo dodatkowo do kanałów 179, dla umożliwienia dostępu powietrza do wnętrza uchwytu ogrzewacza 39 i wnęki 79 w papierosie 23. Na przykład, można wykonać jeden albo więcej promieniowych kanałów 189 w uchwycie ogrzewacza 39, w dowolnym położeniu, zwykle w tulei kanału powietrza. Podłużne kanały 191 mogą być przeprowadzone w uchwycie ogrzewacza 39 przez podstawę albo podstawę i przekładkę, czego nie pokazano na rysunku. Kanały 179 w nasadce pierścieniowej 83 również mogą mieć formę otworów, 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 ogrzewacza 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 wewnątrz wnęki. Takie zawirowania poprawiają mieszanie powietrza wejściowego z aerozolem i parą wytwarzanymi w papierosie 23.

Elektryczny układ sterujący 41 urządzenia do palenia 21 pokazano schematycznie na fig. 18. Układ sterujący 41 zawiera układ logiczny 195, który jest układem zintegrowanym, czujnik podmuchu 45 dla wykrywania zaciągania się przez palacza papierosem 23, czujnik świetlny 53 dla wykrywania wsunięcia papierosa do zapalniczki 25, ciekłokrystaliczny wskaźnik zaciągnięć 51 dla wskazania ilości zaciągnięć pozostających w papierosie, źródło zasilania 37 i sieć taktującą 197. Układ logiczny 195 jest dowolnym układem spełniającym opisane funkcje. Korzystnie stosuje się połowo programowalny układ bramkowy (na przykład typu ACTEl A1010A FPGA PL44C), który może być zaprogramowany tak, by wykonywał funkcje logiki

174 703 cyfrowej z funkcjami analogowymi wykonywanymi przez inne elementy. Układ ASIC jest wymagany do wykonywania zarówno analogowych jak i cyfrowych funkcji w jednym elemencie. Cechy układu sterującego i układu logicznego podobnych do układu sterującego 41 i układu logicznego 195 są znane.

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

Czujnik podmuchu 45 wytwarza sygnał dla układu logicznego 195, który wskazuje rozpoczęcie palenia przez palacza, co polega 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. Czujnikiem podmuchu odpowiednim do zastosowania w urządzeniu do palenia jest 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 świetlnego 53 umocowanego przez przekładkę 49 i podstawę 50 uchwytu ogrzewacza 39, co jest wykrywane przez odbicie promienia świetlnego. Czujnik świetlny 53 odpowiedni do stosowania w połączeniu z układem palenia, to znany czujnik światła typu 0PR5005.

W celu oszczędzania energii, wskazane jest, by czujnik podmuchu 45 i czujnik świetlny 53 były włączane i wyłączane przy niskich cyklach roboczych (na przykład od około 2 do 10%o 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 45 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 ogrzewacza.

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

Sieć taktującą 197 stanowi licznik o stałej energii i jest wykorzystywany do wytwarzania sygnału wyłączającego dla układu logicznego 195 na zacisku 229, po uruchomieniu pojedynczych elementów grzejnych 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 37, które spada podczas podgrzewania elementów grzejnych 43. 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 25, a obecność papierosa jest wykrywana przez czujnik świetlny 53, który 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

174 703 zasilania 37 ma niski poziom napięcia, wskaźnik zaciągnięć 51 zamruga, a dalsza praca zapalniczki 25 będzie zablokowana, aż do ponownego naładowania źródła zasilania 37, 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 zaciągnięć 51, tak że wyświetlacz ciekłokrystaliczny wyświetla 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 195 wyłączy czujnik świetlny 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 43 powinien być podgrzany i wysyła sygnał przez odpowiedni zacisk 211-218 dla włączenia odpowiedniego przełącznika FET 201-208 ogrzewacza. Właściwy ogrzewacz 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 zaciągnięć 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 211-218, dostarczając w ten sposób zasilanie do innego określonego elementu zasilającego. Proces zostanie powtórzony do momentu, gdy wskaźnik zaciągnięć 51 wyświetli 0, co oznacza, że w papierosie 23 nie ma więcej zaciągnięć. Po usunięciu papierosa 23 z zapalniczki 25, czujnik świetlny 53 wskaże brak papierosa, a układ logiczny 195 jest zerowany.

Układ sterujący 41 może mieć inne cechy niż to opisano, albo dodatkowe cechy względem 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 ogrzewacza 39. Na przykład, papieros 23 może posiadać charakterystykę identyfikacyjną, która musi być rozpoznana przez zapalniczkę 25 przed zasileniem elementów grzejnych 43.

Inny przykład wykonania urządzenia palenia 222 pokazano na fig. 19. Urządzenie do palenia 222 zawiera jednorazowy papieros 224 i zapalniczkę wielokrotnego użytku 226 z otworem 228, do którego wkłada się papieros 224. Urządzenie do palenia 222jest 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 otworu 228 i układ sterujący (nie pokazany). Podobnie jak urządzenie 21, urządzenie do palenia 222 jest korzystnie wyposażone w czujnik podmuchu i wskaźnik zaciągnięć, których nie pokazano.

Zapalniczka 226 jest osłonięta 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 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 tytoniowy 257 wykonany z nośnika 259, który podtrzymuje substancję tytoniową 261 Zwój tytoniowy 257 jest nawijany wokół i podtrzymywany przez cylindryczny filtr przepływu wstecznego 263 na jednym

177 71)3 końcu i cylindryczny pierwszy. filtr swobodnego przepływu 265 na przeciwległym końcu. Pierwszy filtr swobodnego przepływu może mieć nie pokazany podłużny kanał.

Papieros 224 zawiera także cylindryczny filtr ustnikowy 271, który jest konwencjonalnym filtrem typu. Papieros 224 może zawierać nie pokazany cylindryczny drugi filtr swobodnego przepływu, który umożliwia mieszanie zapachu tytoniowego w fazie parowej i powietrza podobnie jak drugi filtr swobodnego przepływu 73 już omówiony. Filtr przepływu wstecznego 263 i pierwszy filtr swobodnego przepływu 265 tworzą razem ze zwojem tytoniowym 257 wnękę 279 wewnątrz papierosa 224. Pierwszy filtr swobodnego przepływu 26, filtr przepływu wstecznego 263 i filtr ustnikowy 271 są korzystnie połączone ze sobą w sposób, 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 tytoniowego 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 tytoniowego 257 tak, by utrzymać zasadniczo jednolitą szczelinę między wnętrzem rurki powstrzymującej aerozol i zwojem. Papier owijający 269 korzystnie zabezpiecza filtr ustnikowy 271 w położeniu przyległym do pierwszego filtru swobodnego przepływu 265, kołnierza 275 i końca rurki powstrzymującej aerozol 273.

Zapalniczka 226 zawiera uchwyt ogrzewacza 239 zawierający wiele, korzystnie osiem elementów grzejnych 243 dla podgrzewania papierosa 224. Elementy grzejne 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 grzejne 243 są połączone na jednym końcu, zwłaszcza końcu w pobliżu wnęki filtru przepływu wstecznego 245, oraz są skośnie ścięte na końcu w pobliżu otworu 228, dla umożliwienia wsunięcia papierosa 224 bez zniszczenia elementów grzejnych. Elementy grzejne 243 są odbierane w szczelinie utworzonej między zwojem tytoniowym 257 i rurką, powstrzymującą aerozol 273.

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

Końce 243' ogrzewaczy 243 są elektrycznie połączone tworząc wspólny układ ogrzewający. Wspólny zacisk 291 jest połączony z przewodzącą płytką 293, która jest połączona ze wspólnymi uchwytami przewodzącymi 255A, które są elektrycznie połączone z końcami 243' ogrzewaczy 243. Płytka 293 zawiera jeden albo więcej kanałów 295 umożliwiających przepływ powietrza do obszaru przyległego do filtru przepływu wstecznego 263 papierosa 224 podczas zaciągania się papierosem.

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

Końce 255B' przewodzących uchwytów 255B są korzystnie zagięte, dla uzyskania połączenia zatrzaskowego między kołnierzem 297 podgrzewacza 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

174 703 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 tytoniowy 257, pierwszy filtr swobodnego przepływu 265 i filtr przepływu wstecznego 263, przedstawiono na fig. 21. Materiał nośnika 259' do wytwarzania nośnika 259 jest ciągnięty z wałka podającego 323 przez nie pokazane wałki odmierzające. 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, na przykład przed zwinięciem wałka 323. Zwój nośnika 259' przechodzi następnie przez środki podające klej, które zawierają stanowisko podawania kleju 327, na którym wytwarza się wiele klejących obszarów 261A na powierzchni zwoju materiału nośnika 259'. Alternatywnie, substancja tytoniowa 261 może być podawana w sposób ciągły wzdłuż zwoju nośnika 259' i klejących obszarów 261A rozmieszczonych w określonych położeniach na wierzchołku substancji tytoniowej.

Po stronie zgodnej z obiegiem w stosunku do stanowiska podawania kleju 327 umieszczono stanowisko podawania fitru 329. Stanowisko podawania fitru 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 rurki powstrzymującej aerozol 273, czego nie przedstawiono i jest tam mocowana za pomocą kołnierza 275. Rurka powstrzymująca 273 ma średnicę większą od średnicy ciągłego pręcika i ma długość przynajmniej równą długości odciętego indywidualnego papierosa 224. Zasadniczo cylindryczny filtr ustnikowy 271 jest dołączony do każdego filtru swobodnego przepływu 256 i każdej rurki powstrzymującej aerozol 273, a odpowiednie filtry ustnikowe są owijane materiałem owijającym na dodatkowych stanowiskach, czego nie pokazano.

Dalszy przykład wykonania urządzenia do palenia 421 pokazano na fig. 23. Urządzenie do palenia 241 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 tytoniowy 457 zawierający substancję tytoniową 461 umieszczoną na powierzchni nośnika 459 przeciwległe do wnęki 427. Papieros 423 dalej zawiera rurkę powstrzymującą aerozol 473, wtyczkę 475, pierścieniowy filtr swobodnego przepływu 465, pierścieniowy filtr przepływu wstecznego 463 i filtr ustnikowy 471. Filtr swobodnego przepływu 465, filtr przepływu wstecznego 463, zwój tytoniowy 457 oraz rurka powstrzymująca aerozol 473 otaczają wnękę 479, w której wytwarzany jest zapach tytoniu po podgrzaniu substancji tytoniowej 461 przez ogrzewacze 443. Papieros 423 jest korzystnie owijany wierzchnim papierem owijającym 469. Uchwyt ogrzewacza 439 jest wyposażony we wtyczkę 477, która służy do zmniejszenia ruchu aerozolu przez obszary podgrzewania urządzenia do palenia 421. Wtyczka 477 posiada otwory umożliwiające przejście przewodów 481 dla doprowadzania impulsów sterowania elementami grzejnymi 443.

Schemat alternatywnego elektrycznego układu sterującego 541 pokazano na fig. 23. Układ sterujący 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 ogrzewacza na określony czas, wystarczający do wytworzenia wymaganej ilości zapachu tytoniu dla przeciętnego zaciągnięcia, ale nie tak długi, by substancja tytoniowa 61 została uaktywniona. Ponadto steruje on wskaźnikiem zaciągnięć 51, który

174 703 wskazuje: jaka część papierosa 23 jest nadal dostępna (czyli ile pozostaje zaciągnięć); czy napięcie źródła zasilania 37 przekroczyło dopuszczalny zakres; czy do zapalniczki 25 nie włożono papierosa; oraz czy uchwyt ogrzewacza jest włożony do zapalniczki, taki jak uchwyt ogrzewacza 239, który jest przystosowany do mocowania zatrzaskowego w zapalniczce 226.

Układ sterujący 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 sterujący 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. 23, układ sterujący 541 zawiera układ logiczny 570, dekoder kodu dwójkowo-dziesiętnego BCD 580, detektor napięcia 590, sieć taktującą 591, czujnik podmuchu 45, wskaźnik zaciągnięć 51 oraz układ ładowania 593. Układ logiczny 570 może być dowolnym konwencjonalnym układem spełniającym omawiane funkcje, jak połowo programowalny układ logiczny, na przykład typu ACTEL A1010A FPGA PL44C. 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 połowy 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. 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 ogrzewacza.

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 599 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 napięcia 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 sterującego 541. Rezystory 596A596H są połączone szeregowo z bramkami tranzystorów FET 595A-595H i są stosowane do zwiększania czasu ładowania odpowiednich bramek w celu ograniczenia powstawania wyższych harmonicznych, które mogą wywoływać zakłócenia w układzie sterującym 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 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 korzystnym jest, by czujnik podmuchu 45 był włączany i wyłączany przy niskich cyklach roboczych, na przykład około 2 do 10% cyklu roboczego. Na przykład korzystnym 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 ogrzewacza 43A-43H na określony czas, zależnie od ilości energii dostarczanej do ogrzewacza. Każdy ogrzewacz 43 A-43Hjest 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 ogrzewacza, niezależnie od napięcia źródła zasilania 37. Zatem zacisk 591A doprowadza do sieci taktującej 590 informację o czasie włączenia każdego ogrzewacza 43 i napięciu źródła zasilania 37, przy założeniu, że rezystancja ogrzewacza jest znana i stała,

174 703 czyli 1,20 hma. 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 591 A, który odbiera sygnał z układu logicznego 570, który zmienia się od około 0 V do poziomu naładowania baterii podczas początkowego rozruchu pojedynczego ogrzewacza 43A43H. Sygnał ten jest filtrowany przez obwód rezystorowo-pojemnościowy 601 (zawierający rezystory 603-606, kondensator 607 i diodę 608) i jest wykorzystywany do zasilania detektora nadnapięcia 602. Detektorem nadnapięcia 602 jest korzystnie detektor nad/podnapięcia typu ICL7665A. Obwód rezystorowo-pojemnościowy 601 jest dobierany tak, by zacisk 591B sieci taktującej 591 zmieniał swój stan od stanu WYSOKIEGO do stanu NISKIEGO w czasie dostarczania określonej ilości energii do każdego ogrzewacza. Oczywiście, dopuszczane są inne konfiguracje sieci taktującej.

W razie potrzeby, układ sterujący 541 nakłada maksymalne ograniczenie czasowe na okres doprowadzania stałej ilości energii. Naprzykład, 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 ogrzewacza 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 jest korzystnie 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 zaciągnięć 51 wyświetli 8, a gdy w papierosie pozostaje jedno zaciągnięcie, wskaźnik zaciągnięć 51 wyświetli 1. Po wykorzystaniu ostatniego zaciągnięcia, wskaźnik zaciągnięć 51 wyświetli 0.

Ponadto, wskaźnik zaciągnięć 51 wyświetla 0 przy braku papierosa, albo gdy uchwyt ogrzewacza czy ogrzewacz (na przykład gdy zatrzaskowe elementy grzejne 243 nie zostaną umieszczone w uchwycie ogrzewacza 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 zaciągnięć 51 jest odpowiednio włączany i wyłączany z częstotliwością 0,5 Hz. Na przykład, jeśli zaraz po pierwszym zaciągnięciu napięcie źródła zasilania spadnie poniżej 3,2 V, wskaźnik zaciągnięć 51 będzie migać wyświetlając 7 dwa razy na sekundę.

Układ logiczny 570 określa, poprzez zaciski 597A i 598A, czy uchwyt albo sam ogrzewacz 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 ogrzewacza, ogrzewacze 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 spadku napięcia, a rezystory te są kontrolowane przez układ logiczny 570 poprzez zaciski 597A i 598A. Zatem, gdy uchwyt ogrzewacza nie znajduje się w zapalniczce, układ logiczny 570 wykrywa dwa zera na zaciskach 597A i 598A.

174 703

Gdy uchwyt ogrzewacza zostaje włożony do zapalniczki elektrycznej, źródło zasilania 37 zostaje sprzężone z rezystorami 597,598 przez ogrzewacze 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 ogrzewacza, to odpowiedni rezystor 597 albo 598 jest zasadniczo zwierany z uziemieniem. W rezultacie, może się zdarzyć, że nawet przy obecności uchwytu ogrzewacza, 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 ogrzewacza 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 ogrzewacz, 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 papieru 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 informacjajest następnie wykorzystywana przez układ logiczny 570 dla ustalenia określonych schematów dostarczania energii elektrycznej.

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 ogrzewaczy 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 zaciągnięć 51 wyświetli na przykład 8 wskazując, że dostępnych jest osiem zaciągnięć. Zatem układ logiczny 570 doprowadza adres pierwszego ogrzewacza, na przykład ogrzewacza 43A, do zacisku 571,

174 703 tak by dekoder BCD 580 wybrał ogrzewacz (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 ogrzewacza 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 ogrzewacza.

Jednocześnie z uruchomieniem pierwszego ogrzewacza 43 A, sieć taktująca 591 utrzymuje ścieżkę chwilowej całkowitej ilości energii, którą doprowadzono do ogrzewacza, 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 ogrzewacz 43A.

Następnie, podczas oczekiwania na drugie zaciągnięcie się przez palacza, układ logiczny 570 wysyła adres drugiego ogrzewacza, 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 sterujący 541 powtarza powyższe etapy dla uruchomienia pierwszego ogrzewacza.

Powyższy cykl jest powtarzany aż do podgrzania ostatniego ogrzewacza. W tym czasie, układ logiczny 570 wysyła sygnał do wskaźnika 51, wywołujący mruganie wyświetlacza i powstrzymuje uruchamianie dalszych ogrzewaczy 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 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.

174 703

50

Fig.3B Fig.3A

774 703

Fig. 4A

57

61 59 69

77 73 67 65

Fig. 4B

174 703

174 703

- Ll — Fig.8

174 703

Fig.9

Fig.lOC Fig.lOA

Fig.lOB

774 703

-*ι

Fig. 12A 12D

Fig. 12C

Fig. 12D

15B

Fig. 15B

Fig. 15A

174 703

Fig.14A

83A ι

τ r5

14C

14D

Fig.14B ?*>14Β

83Α

-173Α

177Α

181Α

-183Α

Ί75Α

83Α /93A I / 177A

Fig.14D

Fig.14C

Fig. 16

189

Fig. 17

174 703

232 299

303

271 269 265 257 279 259 261 263 243

Fig. 19

174 703

255Β 253 251

249

255Β 253 f 255B'

239

Fig. 20

774 703

421

423

471 465 i 481 459 463

469 473

425

Fig.

Fig. 23

174 703

Fig. 24

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

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Elektryczny ogrzewacz urządzenia do palenia substancji tytoniowych, zaopatrzony w zbiór elementów grzejnych, znamienny tym, że każdy z elementów grzejnych (43) ma kształt serpentynowy, a zbiór elementów grzejnych (43) jest uformowany w postaci rurowego zespołu grzewczego (89).
2. 2. Ogrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy grzejne (43) są zagięte do wewnątrz.
3. 3. Ogrzewacz według zastrz. 2, znamienny tym, że elementy grzejne (43) są ze sobą połączone na jednych swych końcach.
4. 4. Ogrzewacz według zastrz. 3, znamienny tym, że drugie końce elementów grzejnych (43) są dołączone do źródła zasilania (37) za pomocą układu kołków wtykowych (91).
5. 5. Ogrzewacz według zastrz. 4, znamienny tym, że każdy element grzejny (43) zawiera część serpentynową (131) zaopatrzoną w liczne zakrzywione obszary zwiększające rezystancję elektryczną elementu grzejnego, rozmieszczone między końcami (131' 131) tej części serpentynowej (131), przy czym wykonany z materiału rezystywnego element grzejny (43) ma swe zewnętrzne powierzchnie ustawione w płaszczyźnie i mające określoną długość całkowitą (L1), szerokość całkowitą (W1) oraz grubość (T), przy czym elektrycznie skuteczna długość każdego elementu grzejnego (43) jest większa niż określona długość całkowita (L1), a elektrycznie skuteczna powierzchnia przekroju poprzecznego każdego elementu grzejnego (43) jest mniejsza od iloczynu określonej szerokości całkowitej (W1) i określonej grubości (T).
6. 6. Ogrzewacz według zastrz. 5, znamienny tym, że liczne zakrzywione obszary części serpentynowej (131) elementu grzejnego (43) stanowią wzajemnie połączone obszary mające kształt litery S.
7. 7. Ogrzewacz według zastrz. 6, znamienny tym, że cześć serpentynowa (131) zawiera N wzajemnie połączonych obszarów o kształcie litery S, przy czym N jest większe od trzech i mniejsze od dwunastu.
8. 8. Ogrzewacz według zastrz. 5, znamienny tym, że obydwa końce elementu grzejnego (43) wystają poza zakrzywione obszary części serpentynowej (131), a ponadto końce elementu grzejnego (43) oraz zakrzywione obszary części serpentynowej (131) wykonane są z jednego kawałka materiału.
9. 9. Ogrzewacz według zastrz. 8, znamienny tym, że wzdłużne osie końców (131', 131) części serpentynowej (131) elementu grzejnego (43) oraz zakrzywionych obszarów części serpentynowej (131), są ustawione w linii.
10. 10. Ogrzewacz według zastrz. 9, znamienny tym, że końce (131', 131) części serpentynowej (131) elementu grzejnego (43) są zaopatrzone w skośne obszary przejściowe (137', 137).
11. 11. Ogrzewacz według zastrz. 10, znamienny tym, że krzywizny końców zakrzywionych obszarów części serpentynowej (131) przylegają do końców (131', 131) w jednym kierunku.