PL182701B1 - Elektryczny układ do palenia, zawierający papieros i zapalniczkę - Google Patents

Abstract

1 . Elektryczny uklad do palenia, zawierajacy papieros 1 zapalni- czke przystosowana do wspólpracy z tym papierosem, przy czym zapalniczka zawiera liczne elektryczne elementy grzejne wyzna- czajace gniazdo do czesciowego pomieszczenia papierosa oraz zródlo zasilania do zasilania elektrycznych elementów grzejnych dla ogrzania papierosa w celu uwolnienia arom atu tytoniowego dla dostarczenia go palaczowi, a papieros zaw iera rurowy arkusz majacy pierwszy i drugi koniec, oddalone w kierunku podluznym 1 majace pierwsza i druga powierzchnie, przy czym pierwsza powie- rzchnia wyznacza wneke pomiedzy pierwszym i drugim koncem oraz koncami drugiej powierzchni, zas druga powierzchnia zawiera obszar przeznaczony do umieszczania w sasiedztwie elektrycznych elementów grzejnych, oraz material aromatu tytoniowego umiesz- czony na pierwszej powierzchni rurowego arkusza, przy czym ten material aromatu tytoniowego wytwarza aromat tytoniowy w tej wnece dla dostarczenia go palaczowi, gdy material aromatu tytonio- wego zostanie ogrzany przez elektryczne elementy grzejne, zna- m ienny tym, ze rurowy arkusz jest czesciowo wypelniony cietym tytoniem wypelniajacym tak, aby utworzyc w ypelniona czesc preci- ka tytoniowego (66) 1 niewypelniona czesc (91) precika tytoniowe- go (60), a ponadto ten papieros (23) i zapalniczka (25) sa wzajemnie umieszczone tak, ze elektryczne elementy grzejne zapalniczki (25) przynajmniej czesciowo nakladaja sie na przynajmniej jedna z wypelnionych i niewypelnionych czesci precika tytoniowego (60), gdy papieros (23) znajduje sie w polozeniu roboczym w zapalniczce (25). FIG 4A PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektryczny układ do palenia, zawierający papieros i zapalniczkę.

Ze zgłoszenia patentowego USA nr seryjny 08/380,718 i US 5,388,594 jest znany elektryczny układ do palenia zawierający zasilanąelektrycznie zapalniczkę i papieros który współdziała z zapalniczką. Zalecane rozwiązanie zapalniczki obejmuje liczne metalowe serpentynowe ogrzewacze ułożone w konfiguracji, która ślizgowo przyjmuje pręcik tytoniowy papierosa.

Z opisu EP-A-0615411, opublikowanego jako W094/06314 jest znany elektryczny układ do palenia, który zawiera wyjmowalny papieros i zapalniczkę. Zapalniczka zawiera liczne elementy grzejne, które wyznaczają wnękę do przyjmowania części papierosa. Źródło zasilania, przykładowo bateria, zasila ogrzewacz dla ogrzania elementów grzejnych, które z kolei ogrzewająpapieros, uwalniając z niego aromaty. Te aromaty są dostarczane palaczowi zaciągającemu się papierosem. Papieros zawiera arkusz mający pierwszy i drugi koniec rozstawione w kierunku podłużnym i mające pierwszą i drugąpowierzchnię, przy czym pierwsza powierzchnia wyznacza wnękę pomiędzy pierwszym i drugim końcem, a sąsiednia powierzchnia zawiera obszar przeznaczony do umieszczania w sąsiedztwie ogrzewacza elektrycznego, oraz materiał aromatu tytoniowego, umieszczony na pierwszej powierzchni nośnika, przy czym materiał aromatu tytoniowego wytwarza we wnęce aromat tytoniowy dostarczany palaczowi, gdy materiał aromatu tytoniowego jest ogrzewany przez ogrzewacz elektryczny.

W zależności od maksymalnej temperatury i łącznej energii dostarczanej przy ogrzewaczach, zwęglone plamki stanowią więcej niż jedynie odbarwienie bibułki papierosowej. W większości zastosowań, zwęglenie będzie powodowało przynajmniej drobne przerwania bibułki papierosowej i leżącego poniżej materiału nośnika, które to przerwania będą wywoływały tendencję do mechanicznego osłabienia papierosa. Dla papierosa wyciąganego z zapalniczki, zwęglone plamki muszą być przynajmniej częściowo wsunięte poza ogrzewacze. W sytuacjach ekstremalnych, takichjak w przypadku papierosa wilgotnego, zmiętego lub skręconego, papieros taki może być podatny na przerwanie lub może pozostawiać kawałki materiału w wyniku jego wyciągania z zapalniczki. Kawałki pozostawione w obsadzie zapalniczki mogą zakłócać właściwą pracę zapalniczki i/lub powodować wrażenie niesmaku przy spalaniu następnego papierosa. Jeżeli papieros przełamuje się na dwoje podczas wyciągania, to palacz nie tylko ulega frustracji wskutek zniszczonego papierosa, ale również napotyka na kłopot z oczyszczeniem resztek z zapchanej zapalniczki zanim przypali następnego papierosa.

Jakkolwiek tego rodzaju znany elektryczny układ do palenia pokonuje zaobserwowane problemy i spełnia postawione cele, to jednak wiele papierosów nadal podlega mechanicznemu osłabieniu i możliwemu uszkodzeniu w wyniku naprężeń indukowanych przez wkładanie i wyjmowanie cylindrycznego pręcika tytoniowego a także przez ustawianie lub bawienie się włożonym papierosem.

Ponadto, mogą wystąpić niepożądane elektryczne zwarcia jeżeli zostanie zmieniony kształt zespołu ogrzewacza, np. przez ustawianie lub bawienie się włożonym papierosem.

W znanym układzie do palenia według EP-A-0,615,411 papierosy po całkowitym napełnieniu ciętym wypełniaczem tytoniowym prawidłowo współpracują z zapalniczką

182 701 elektryczną dla pierwszych kilku zaciągnięć, po czym występuje tendencja do zatrzymania dostarczania aerozolu, oraz do zapadania się papierosów w wyniku nieostrożnego obsługiwania.

Celem wynalazku jest opracowanie elektrycznego układu do palenia, pozbawionego tych niedogodności.

Elektryczny układ do palenia, zawierający papieros i zapalniczkę przystosowaną do współpracy z tym papierosem, przy czym zapalniczka zawiera liczne elektryczne elementy grzejne wyznaczające gniazdo do częściowego pomieszczenia papierosa oraz źródło zasilania do zasilania elektrycznych elementów grzejnych dla ogrzania papierosa w celu uwolnienia materiału aromatu tytoniowego dla dostarczenia go palaczowi, a papieros zawiera rurowy arkusz mający pierwszy i drugi koniec, oddalone w kierunku podłużnym i mające pierwszą i drugą powierzchnię, przy czym pierwsza powierzchnia wyznacza wnękę pomiędzy pierwszym i drugim końcem oraz końcami drugiej powierzchni, zaś druga powierzchnia zawiera obszar przeznaczony do umieszczania w sąsiedztwie elektrycznych elementów grzejnych, oraz materiał aromatu tytoniowego umieszczony na pierwszej powierzchni arkusza, przy czym ten materiał aromatu tytoniowego wytwarza aromat tytoniowy w tej wnęce dla dostarczenia go palaczowi, gdy materiał aromatu tytoniowego zostanie ogrzany przez elektryczne elementy grzejne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że arkusz jest częściowo wypełniony ciętym tytoniem wypełniającym tak, aby utworzyć wypełnioną część pręcika tytoniowego i niewypełnioną część pręcika tytoniowego, a ponadto ten papieros i zapalniczka są wzaj emnie umieszczone tak, że elektryczne elementy grzejne zapalniczki przynajmniej częściowo nakładają się na przynajmniej jedną z wypełnionych i niewypełnionych części pręcika tytoniowego, gdy papieros znajduje się w położeniu roboczym w tej zapalniczce.

Wypełniona część pręcika tytoniowego papierosa zawiera wkład tytoniowy, zaś elektryczny ogrzewacz jest nałożony przynajmniej na część tej niewypełnionej przestrzeni i na przynajmniej część wkładu tytoniu, gdy papieros znajduje się w położeniu roboczym w zapalniczce.

Papieros posiada swobodny koniec, w sąsiedztwie którego to swobodnego końca jest umieszczony wkład tytoniowy, a ponadto papieros zawiera rurowy element oddalony od tego wkładu tytoniu tak, aby utworzyć niewypełnioną część pręcika tytoniowego pomiędzy swobodnie przepływowym filtrem a wkładem tytoniu.

Rurowy element stanowi filtr. Rurowy element papierosa jest wykonany z plastyfikowanego materiału pakułowego.

Swobodnie przepływowy filtr papierosa jest wykonany z materiału formowanego.

Układ według wynalazku korzystnie posiada końcówkę filtra w sąsiedztwie tego przeciwległego końca, która zawiera drugi swobodny przepływowy filtr w sąsiedztwie tego przeciwległego końca, a ponadto papieros zawiera papier końcówkowy łączący drugi swobodnie przepływowy filtr z tym przeciwległym końcem.

Końcówka zawiera ponadto ustnikowy wkład filtra w sąsiedztwie drugiego swobodnie przepływowego filtra.

Swobodnie przepływowy filtr pręcika tytoniowego zawiera pierwszy kanał zaś drugi swobodnie przepływowy filtr końcówki zawiera drugi kanał, przy czym ten pierwszy i drugi kanał łączą tę niewypełnioną przestrzeń pręcika tytoniowego z ustnikowym wkładem filtra, a ponadto ten drugi kanał posiada drugi wewnętrzny promień większy niż pierwszy wewnętrzny promień pierwszego kanału.

Pręcik tytoniowy zawiera ponadto filtr wsteczno-przepływowy przy swobodnym końcu.

Wkład tytoniu zawiera pierwszą część w sąsiedztwie swobodnego końca, która ma większą gęstość niż druga część wkładu tytoniu, znajdująca się dalej od tego swobodnego końca.

Tytoń lub wkład tytoniu zawiera cięty tytoń wypełniający.

Tytoń lub wkład tytoniu stanowi mieszankę ciętego tytoniu wypełniającego, która to mieszanka stanowi kombinację przynajmniej dwóch gatunków tytoniu spośród tytoniu jasnego, tytoniu gatunku burley i tytoniu orientalnego.

Wkład tytoniu zawiera owijkę wkładu umieszczoną dookoła ciętego tytoniu wypełniającego.

182 701

Tytoń jest umieszczony wzdłuż powierzchni wewnętrznej rurowego arkusza tytoniowego.

Tytoniowy pręcik zawiera owijkę umieszczoną dookoła zewnętrznej powierzchni rurowego pręcika tytoniowego lub części pręcika.

Elektryczne elementy grzejne zapalniczki zawierają liczne elektrycznie rezystywne łopatki ogrzewacza wyznaczające gniazdo do pomieszczenia wsuniętego papierosa i przechodzące wzdłuż boku włożonego papierosa, przy czym każda łopatka zawiera pierwszą odnogę łopatki ogrzewacza, mającą pierwszy koniec i drugi koniec, drugą odnogę łopatki ogrzewacza mającą pierwszy koniec i drugi koniec i sekcję łączącą która łączy drugi koniec pierwszej odnogi łopatki ogrzewacza i pierwszy koniec drugiej odnogi łopatki ogrzewacza, przy czym pierwsza i druga odnoga każdej łopatki są oddzielone przez odpowiednią szczelinę, zaś pierwsze końce pierwszej odnogi łopatki ogrzewacza są przystosowane do pozostawania w kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej, przy czym sąutworzone odpowiednie rezystancyjne tory ogrzewania, obejmujące pierwszą odnogę łopatki ogrzewacza, sekcję krawędzi łączącej i drugą odnogę łopatki ogrzewacza dla odpowiedniego ogrzewania każdej z elektrycznie rezystywnych łopatek ogrzewacza, co z kolei powoduje ogrzanie włożonego papierosa.

Drugi koniec drugich odnóg łopatek ogrzewacza jest uziemiony. Drugie końce drugich odnóg łopatek ogrzewacza są wspólnie połączone.

Szczelina oddzielająca pierwszą i drugą odnogę łopatki ogrzewacza ma rozmiary umożliwiające przechwytywanie przepływu powietrza do ogrzanego papierosa po zaciągnięciu się przez palacza.

Zapalniczka zawiera piastę podpierającą zaś pierwsze końce każdej z pierwszych odnóg łopatek ogrzewacza wystająz tej podpierającej piasty, przy czym ta podpierająca piasta jest przystosowana do kontaktu elektrycznego ze źródłem energii elektrycznej dla utworzenia wspólnego połączenia pierwszych końców pierwszych odnóg łopatek ogrzewacza.

Drugie końce drugich odnóg łopatek ogrzewacza sąprzystosowane do pozostawania w odpowiednim kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej, przy czym sąutworzone odpowiednie rezystancyjne obwody grzejne, które zawierają pierwszą odnogę łopatki ogrzewacza, sekcję krawędzi łączącej i drugą łopatkę ogrzewacza dla odpowiedniego ogrzewania każdej z elektrycznie rezystywnych łopatek ogrzewacza, co z kolei powoduje ogrzanie włożonego papierosa.

Drugie końce drugich odnóg łopatek ogrzewacza wystająw stronę podpierającej piasty i są względem niej izolowane elektrycznie.

Drugie końce drugich odnóg łopatek ogrzewacza są oddzielone od tej piasty za pomocą szczeliny.

Zapalniczka zawiera izolator elektryczny nałożony na przynajmniej jeden z elementów, na które składa się piasta i drugie końce drugich odnóg łopatek ogrzewacza.

Zapalniczka zawiera izolator elektryczny nałożony na przynajmniej jeden z elementów, na które składają się drugie końce drugich odnóg łopatek ogrzewacza i pierwsze końce pierwszych odnóg łopatek ogrzewacza.

Zapalniczka zawiera izolator elektryczny tworzący ceramiczną konstrukcję podporową wokół tej podporowej piasty, drugich końców drugich odnóg łopatek ogrzewacza i pierwszych końców pierwszych odnóg łopatek ogrzewacza. Podpierająca piasta i łopatki są monolityczne.

Sekcja łącząca zawiera ponadto swobodny koniec dla kompensowania rozszerzania cieplnego po ogrzaniu elementu grzejnego. Zapalniczka zawiera konstrukcję podporową umieszczoną stacjonarnie wewnątrz układu do palenia i wyznaczającą kanały dla pomieszczenia swobodnych końców sekcji łączących łopatek.

Kanały sąprzystosowane do umożliwiania postępującej rozszerzalności cieplnej i skurczu łopatek ogrzewacza.

Zapalniczka zawiera miejsce przegubowe umieszczone w każdym z tych kanałów, które to miejsce przegubowe jest tak umieszczone że towarzyszący swobodny koniec tej sekcji łączącej przechyla się wokół tych miejsc przegubowych dla odchylenia pierwszej i drugiej odnogi łopatki

182 701 ogrzewacza wewnętrznie w stronę włożonego papierosa po ogrzaniu towarzyszącej łopatki ogrzewacza.

Części przynajmniej jednego z elementów, na które składa się pierwsza odnoga łopatki ogrzewacza i druga odnoga łopatki ogrzewacza, są powleczone materiałem ceramicznym dla wzmocnienia i izolowania elektrycznego tej pierwszej odnogi łopatki ogrzewacza i/lub drugiej odnogi łopatki ogrzewacza.

Część drugiej odnogi łopatki ogrzewacza w sąsiedztwie tego materiału ceramicznego jest przystosowana do pozostawania w kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej.

Łopatki są przystosowane do ślizgowego pomieszczenia włożonego papierosa.

Drugi koniec drugiej odnogi łopatki ogrzewacza ma kształt uskoku, który to kształt uskoku wyznacza sekcja końcowa przystosowana do pozostawania w kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej.

Pierwsza i druga odnoga odpowiedniej łopatki ogrzewacza są zasadniczo równoległe. Krawędź łącząca ma zakrzywienie pomiędzy około 160° i 200°.

Strona spodnia pierwszej odnogi łopatki ogrzewacza i/lub drugiej odnogi łopatki ogrzewacza zwrócona w stronę włożonego papierosa, jest zasadniczo niepłaska w kierunku poprzecznym tej odnogi łopatki ogrzewacza, a korzystnie jest zakrzywiona lub ma zarys kątowy.

Liczne elektrycznie rezystywne łopatki ogrzewacza są rozmieszczone w grupach, przy czym szczeliny pomiędzy tymi grupami mają rozmiary nadające wytrzymałość nieogrzanym częściom włożonego papierosa dla ułatwienia wyjmowania papierosa po wypaleniu.

Pierwsza i/lub druga odnoga łopatki ogrzewacza korzystnie ma kształt serpentynowy.

Zarówno pierwszajak i druga odnoga łopatki są serpentynowe i wzajemnie równoległe, tak że przestrzeń pomiędzy tymi odnogami ma kształt serpentyny.

Przynajmniej jeden koniec przynajmniej jednej łopatki jest szerszy niż sąsiednia aktywna część tej przynajmniej jednej odnogi, przy czym koniec tej odnogi ma mniejszą gęstość prądu i mniejsze ogrzewanie omowe niż aktywna część tej odnogi.

Sekcja łącząca korzystnie jest perforowana.

Pierwsza i druga odnoga łopatki ogrzewacza są odchylone do wewnątrz w stronę włożonego papierosa.

Pierwsza i druga odnoga łopatki ogrzewacza i wspomniane krawędzie łączące mają rezystancję od około 50 do około 500 pom.cm, a korzystnie od około 100 do około 200 μom.cm.

Pierwsza i druga odnoga łopatki ogrzewacza i krawędzie łączące są przystosowane do osiągania temperatur od około 200°C do około 1000°C przez około 0,2 do około 2,0 sek. za pomocą impulsu około 10 do około 50 dżuli.

Pierwsza i druga odnoga łopatki ogrzewacza i krawędzie łączące są przystosowane do impulsowania do tych temperatur przez około 1800 impulsów do około 10.000 takich impulsów.

Szczelina oddzielająca pierwszą i drugą odnogę łopatek ogrzewacza ma rozmiary maksymalizujące kumulacyjne ogrzewanie promiennikowe pochodzące z każdej pierwszej i drugiej łopatki ogrzewacza i dochodzące do części włożonego papierosa, leżącej pod szczeliną.

Pierwsza i druga odnoga łopatki ogrzewacza i sekcja krawędzi łączącej zawierająelektrycznie rezystancyjny materiał wybrany z grupy składającej się z aluminidów żelaza i aluminidów niklu.

Elektryczny układ do palenia, zawierający papieros i zapalniczkę przystosowaną do współpracy z tym papierosem, przy czym zapalniczka zawiera liczne elektryczne elementy grzejne wyznaczające gniazdo do częściowego pomieszczenia papierosa oraz źródło zasilania do zasilania elementów grzejnych dla ogrzania papierosa w celu uwolnienia materiału aromatu tytoniowego dla dostarczenia go palaczowi, a papieros zawiera rurowy arkusz mający pierwszy koniec i przeciwległy drugi koniec, oddalone w kierunku podłużnym i mające pierwszą i drugą powierzchnię, przy czym pierwsza powierzchnia wyznacza wnękę pomiędzy pierwszym końcem i drugim przeciwległym końcem oraz końcami drugiej powierzchni, a ponadto ta druga powierzchnia zawiera obszar przeznaczony do umieszczania w sąsiedztwie elektrycznych elementów grzejnych, oraz materiał aromatu tytoniowego umieszczony na pierwszej powierzchni arkusza, przy czym ten materiał aromatu tytoniowego wytwarza aromat tytoniowy w tej wnęce dla dostarczenia go pala

182 701 czowi, gdy materiał aromatu tytoniowego zostanie ogrzany przez elektryczne elementy grzejne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że papieros zawiera wkład tytoniu umieszczony wewnątrz tego rurowego arkusza, przy czym elektryczne elementy grzejne przynajmniej częściowo przykrywają ten wkład tytoniu, gdy papieros jest wsunięty do gniazda, a ponadto papieros jest przystosowany do roboczego pomieszczenia elektrycznego elementu grzejnego wzdłuż boku papierosa w miejscu znajdującym się pomiędzy swobodnym końcem i przeciwległym końcem, przy czym wkład tytoniu jest umieszczony w sąsiedztwie tego swobodnego końca i jest oddalony od przeciwległego końca, tworząc niewypełnioną przestrzeń pomiędzy wkładem tytoniu a tym przeciwległym końcem.

Wspomniane położenie wzdłuż boku pręcika tytoniowego jest takie, że zachodzi na przynajmniej część tej niewydolnionej przestrzeni i zachodzi na przynajmniej część wkładu tytoniu.

Pręcik tytoniowy zawiera swobodnie przepływowy filtr w sąsiedztwie tego przeciwległego końca, który to swobodnie przepływowy filtr znajduje się w odstępie od wkładu tytoniu, wyznaczając niewypełnioną przestrzeń pomiędzy tym swobodnie przepływowym filtrem i wkładem tytoniu.

Łopatki ogrzewacza przechodzą wzdłuż długości tego wkładu tytoniowego i częściowo przykrywają tę niewypełnioną przestrzeń.

Papieros zastosowany w układzie według wynalazku może zawierać cięty wypełniacz przy zachowaniu trwałości postaci podczas manewrowania przy spalaniu.

Papierosy stosowane w układzie według wynalazku są fizycznie wytrzymałe i minimalizują skraplanie i/lub filtrację aerozolu wewnątrz papierosa i/lub zapalniczki. Sąone ponadto odporne na złamanie podczas wyciągania papierosa z zapalniczki, są mniej podatne na zapadanie lub przerywanie podczas nieostrożnego manewrowania przez konsumenta i umożliwiają stosowanie oszczędzających koszty sposobów wytwarzania, nawet przy stosowanych szybkościach produkcji.

Układy według wynalazku mogą wytwarzać dym z medium tytoniowego bez podtrzymywanego spalania, mogą redukować wytwarzanie niepożądanego bocznego strumienia dymu, i umożliwiają palaczowi zatrzymanie palenia i ponowne wznowienie palenia, i mogą polepszać wytwarzanie aerozolu w układzie spalania.

Układ według wynalazku może zapewniać pożądaną liczbę zaciągnięć i może być zmodyfikowany dla zmiany liczby i/lub czasu trwania zaciągnięć bez ujemnego wpływu na jakość tytoniu.

Element grzejny może być przystosowany mechanicznie do wkładania i wyjmowania papierosa.

Elektrycznie rezystancyjny ogrzewacz może mieć uproszczone podłączenia do towarzyszącego źródła mocy.

Element grzejny może być stabilny mechanicznie podczas cykli ogrzewania.

Układy według wynalazku mogą minimalizować zmiany powierzchni pośredniej pomiędzy elementem grzejnym a papierosem dla uniknięcia zmian w przenoszeniu ciepła.

Układ według wynalazku jest bardziej ekonomiczny do wytworzenia.

Względne wymiary papierosa i obsady ogrzewacza zapalniczki są określone tak, że po włożeniu papierosa do zapalniczki, każdy ogrzewacz będzie umieszczony wzdłuż boku pręcika tytoniowego we wstępnie określonym położeniu wzdłuż tego pręcika a korzystnie tak że podłużny zasięg kontaktu pomiędzy ogrzewaczem a papierosem (nazywany poniżej “odcisk stopki ogrzewacza”) nakłada się na przynajmniej część wspomnianej powyżej pustej przestrzeni i przynajmniej część korka tytoniowego. W ten sposób uzyskuje się trwałe i satysfakcjonujące dostarczanie aerozolu podczas elektrycznego spalania papierosa, i redukowana jest kondensacja w pobliżu elementów ogrzewacza.

W rozwiązaniu alternatywnym, względne wymiary papierosa i obsady ogrzewacza zapalniczki są określone tak, że po włożeniu papierosa do zapalniczki, każdy ogrzewacz będzie umieszczony wzdłuż boku pręcika tytoniowego tak, że przynajmniej część jeżeli nie całość odcisków stopki ogrzewacza będzie nakładała się tylko na wypełnioną część pręcika tytoniowego (ponad

182 701 korkiem tytoniowym). W takiej konfiguracji, pusta przestrzeń może być zastosowana dla ułatwienia formowania aerozolu i dla wspomożenia chłodzenia dymu.

Po wsunięciu papierosa do zapalniczki elektrycznego układu spalania według wynalazku, papieros opiera się o zderzak umieszczony w obrębie obsady ogrzewacza zapalniczki (lub o jakiś równoważny element ograniczający) tak że elektryczne elementy grzejne zapalniczki są umieszczone w sposób ustalony wzdłuż boku papierosa w zasadniczo tym samym położeniu dla każdego papierosa. Po zainicjowaniu zaciągnięcia, przynajmniej jeden z ogrzewaczy zapalniczki jest aktywowany w odpowiedzi dla ogrzania papierosa we wstępnie wspomnianym położeniu wzdłuż pręcika tytoniowego. W miarę trwania zaciągnięcia, pręcik tytoniowy zostaje ogrzany i ze środnika tytoniowego i wypełniacza wydobywa się aerozol. Gdy odcisk stopki ogrzewacza nakłada się na pustąprzestrzeń w pręciku tytoniowym, wówczas aerozol tytoniowy jest uwalniany prawie natychmiast do przestrzeni utworzonej wewnątrz niewypełnionej części pręcika tytoniowego i odciągany z papierosa. Większość tej frakcji całkowitego aerozolu dostarczanego przez papieros pochodzi ze środnika tytoniowego a jego bezpośredni dostęp korzystnie wpływa na rodzaj i zasięg zaciągania się papierosem przez palacza. Ze względu na większą masę tytoniu przy wypełnionej części pręcika tytoniowego istnieje niewielkie opóźnienie w uwalnianiu aerozolu z miejsc, w których odcisk stopki ogrzewacza nakłada się na wypełnioną część pręcika. Aerozol który wydobywa się z podklejonej części pręcika tytoniowego ma wpływ na dodatkowy, dominujący posmak i charakter dymu.

Następnym korzystnym skutkiem wynalazku jest zdolność regulowania dostarczania aerozolu przez papieros elektrycznego układu do palenia, w której proporcjonalna wielkość nałożenia pomiędzy wypełnionymi i niewypełnionymi częściami pręcika tytoniowego przez odcisk stopki ogrzewacza wpływa na pożądane ustawienie dostarczania aerozolu w zależności od rodzaju papierosa lub w zależności od wydłużenia liniowego dla tego samego rodzaju.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiają perspektywiczny widok elektrycznego układu do palenia według zalecanego rozwiązania obecnego wynalazku, fig. 3 - perspektywiczny widok papierosa połączonego wewnątrz obsady ogrzewacza układu do palenia pokazanego na fig. 1, fig. 4A - przekrojowy widok z boku papierosa wykonanego według zalecanego rozwiązania wynalazku, fig. 4B - szczegółowy widok perspektywiczny papierosa pokazanego na fig. 4A, z częściowo usuniętymi niektórymi elementami papierosa, fig. 5A i 5B - schematy blokowe etapów zalecanego sposobu wykonywania ciągu środnika tytoniowego papierosa pokazanego na fig. 4A i 4B, przy czym fig. 5 A przedstawia etapy przekształcania wsadu tytoniowego w arkusz środnika tytoniowego, a fig. 5B przedstawia etapy przekształcania arkusza środnika tytoniowego w ciąg środnika tytoniowego, fig. 6A -przekrojowy widok z boku papierosa zasadniczo pustego, fig. 6B - wykres wytwarzania aerozolu w funkcji czasu podczas każdego naciągnięcia, wytwarzanego przez papieros zasadniczo pusty z fig. 6A, fig. 6C - ilustrację urządzenia do pomiaru dymu, stosowanego do ustalenia danych przedstawionych na fig. 6B, 7B i 8, fig. 7A - przekrojowy widok z boku papierosa całkowicie wypełnionego, fig. 7B - wykres wytwarzania aerozolu w fimkcji czasu podczas każdego zaciągnięcia, wytwarzanego przez papieros całkowicie wypełniony z fig. 7A, fig. 8 graficzne porównanie objętości aerozolu przy każdym kolejnym zaciągnięciu, dostarczanej przez każdy papieros opisany w odniesieniu do fig. 4A, 6A i 7A, fig. 9 - wykres relacji pomiędzy dostarczaniem całkowitego składnika cząsteczkowego (TPM) i wielkością nałożenia ogrzewacza na wypełnioną część częściowo wypełnionego papierosa wykonanego według rozwiązania (z fig. 4A) obecnego wynalazku, fig. 10 - przekrojowy widok z boku papierosa według drugiego zalecanego rozwiązania układu według wynalazku, fig. 11 - przekrojowy widok z boku papierosa według trzeciego zalecanego rozwiązania układu według wynalazku, fig. 12 - boczny, przekrojowy widok obsady ogrzewacza z zastosowanym następnym aspektem układu według wynalazku, fig. 13 - widok z boku zespołu ogrzewacza z zastosowanym następnym aspektem układu według wynalazku, fig. 14 - widok z boku w przekroju obsady ogrzewacza według następnego aspektu układu według wynalazku z zastosowaną powłoką izolatora elektrycznego, fig. 15 - widok z boku w przekroju obsady ogrzewacza układu według wynalazku z zastosowaniem powłoki izo

182 701 latora elektrycznego, tworzącej piastę, fig. 16 - przekrojowy widok z boku obsady ogrzewacza układu według wynalazku z serpentynowe ukształtowanymi odnogami łopatek ogrzewacza, fig. 17A - przekrojowy widok z przodu łopatki ogrzewacza mającej płaską stronę spodnią zwróconą w stronę włożonego papierosa, fig. 17B - widok z przodu w przekroju łopatki ogrzewacza mającej nachyloną pod kątem stronę spodnią zwróconą w kierunku włożonego papierosa, fig. 17C - widok z przodu w przekroju łopatki ogrzewacza mającej zakrzywioną stronę spodnią zwróconą w kierunku włożonego papierosa, fig. 18 - widok z góry symetrycznego rozwiązania łopatek ogrzewacza w stanie płaskim przed walcowaniem, fig. 19 -widok z góry niesymetrycznego rozwiązania łopatek ogrzewacza w stanie płaskim przed walcowaniem, fig. 20 - promieniowy widok w przekroju elektrycznego układu do palenia według wynalazku, przedstawiający alternatywne rozwiązanie ogrzewacza, fig. 21 - podłużny widok w przekroju wnęki zawierającej ładunek zapachowy elektrycznego układu do palenia z fig. 20 wzdłuż linii A-A z fig. 20, fig. 22 promieniowy widok w przekroju przedstawiający następne alternatywne rozwiązanie ogrzewacza, a fig. 23 - podłużny przekrojowy widok wnęki zawierającej ładunek zapachowy w elektrycznym układzie do palenia z fig. 22, wzdłuż linii B-B z fig. 22.

Na fig. 1 i 2 przedstawiono zalecane rozwiązanie układu do palenia 21 według wynalazku, który zawiera częściowo wypełniony papieros 23 i zapalniczkę 25 wielokrotnego użytku. Papieros 23 jest przystosowany do wsadzania i wyjmowania z gniazda 27 z przedniej części końcowej 29 zapalniczki 25. Tuż po włożeniu papierosa 23, stosowany jest układ do palenia 21 w zasadzie w ten sam sposób jak przy bardziej tradycyjnym papierosie, jednakże bez przypalania lub zatlenia papierosa 23. Papieros 23 jest wyjmowany po jednym lub więcej cykli zaciągania. Korzystnie, każdy papieros 23 zapewnia całkowitą ilość ośmiu pociągnięć (cykl zaciągania) lub więcej, jednakże można dowolnie uregulować na mniejszą lub większą całkowitą liczbę dostępnych zaciągnięć.

Zapalniczka 25 zawiera obudowę 31 mającą przednią i tylnączęść obudowy 33 i 35. W obrębie tylnej części obudowy 35 znajdują się umieszczone wyjmowalnie jedna lub więcej baterii 35a, które dostarczają energię do licznych opornościowych elektrycznie elementów grzejnych 37, które są rozmieszczone w obrębie przedniej części obudowy 33 w sąsiedztwie gniazda 27. Obwód kontrolny 41 w przedniej części obudowy 33 ustanawia połączenie elektryczne pomiędzy bateriami 35a i elementami grzejnymi 37. Korzystnie, tylna część 35 jest przystosowana do łatwego otwierania i zamykania, na przykład za pomocą śrub lub elementów zatrzaskowych dla ułatwienia wymiany baterii. W razie potrzeby, można zastosować gniazdo elektryczne lub kontakty dla ponownego naładowywania baterii za pomocą domowego gniazdka elektrycznego lub podobnie.

Korzystnie, przednia część obudowy 33 jest zdejmowalnie przyłączona do tylnej części obudowy 35, tak jak za pomocąpołączenia najaskółczy ogon lub pasowania gniazdowego. Obudowa 31 jest korzystnie wykonana z twardego odpornego na ciepło materiału. Zalecane materiały stanowią materiały metaliczne lub bardziej korzystnie materiały polimerowe. Korzystnie obudowa 31 ma całkowite wymiary około 10,7 cm na 3,8 cm na 1,5 cm tak, aby mogła wygodnie spoczywać w ręce palacza.

Baterie 35a mają wymiary zapewniające wystarczającą moc do funkcjonowania ogrzewaczy 37 i korzystnie stanowią baterie typu wymienialnego i zdolnego do ponownego naładowywania. Można zastosować alternatywne źródła mocy, takie jak kondensatory. W rozwiązaniu zalecanym, źródło mocy stanowi 4 ogniwa bateryjne nikiel-kadm, połączone szeregowo dając całkowite napięcie w stanie nieobciążonym wynoszące około 4,8 do 5,6 voltów. Potrzebne właściwości źródła mocy sąjednakże odebrane ze względu na charakterystykę innych elementów składowych układu do palenia 21, w szczególności charakterystykę elementów grzejnych 37. Opis patentowy USA nr 5,144,962 przedstawia kilka rodzajów źródeł mocy przydatnych do układu do palenia według wynalazku, takich jak baterie do ponownego naładowywania i układy zawierające kondensator, który jest ponownie naładowywany przez baterię.

Jak pokazano na fig. 3, przednia część obudowy 33 zapalniczki 25 podpiera zasadniczo cylindryczną obsadę ogrzewacza 39, która ślizgowo przyjmuje papieros 23. Obsada ogrzewacza 39

182 701 osłania elementy grzejne 37 i jest przystosowana do podparcia włożonego papierosa 23 w ustalonym położeniu względem elementów grzejnych 37 tak, że te elementy grzejne 37 są rozmieszczone wzdłuż boków papierosa w przybliżeniu w tym samym położeniu przy każdym papierosie. Miejsce, w którym każdy element grzejny 37 opiera się (lub jest w kontakcie termicznym) o całkowicie wsunięty papieros 23 jest określane tutaj jako odcisk stopki ogrzewacza.

Dla zapewnienia trwałego umieszczenia elementów grzejnych 37 względem każdego papierosa 23, obsada ogrzewacza 39 jest wyposażona w zderzak 182, o który opiera się papieros podczas jego umieszczania w zapalniczce 25. Można zastosować inne środki do ustawiania położenia papierosa 23 względem zapalniczki 25.

Przednia część obudowy 33 zapalniczki 25 również zawiera elektryczny obwód kontrolny 41, który dostarcza wstępnie określoną ilość energii ze źródła mocy 35a do elementów grzejnych 37. W rozwiązaniu zalecanym, obsada ogrzewacza 39 zawiera 8 rozstawionych obwodowo elementów grzejnych 37, które są ustawione koncentrycznie z gniazdem 27 i które mająpostać serpentyn. Szczegóły ogrzewaczy 37 sąprzedstawione i opisane we wspólnym zgłoszeniu patentowym USA Nr 07/943,504, oraz patencie USA Nr 5,388,594, przy czym obydwa te dokumenty są wprowadzone niniejszym jako odniesienie. Dodatkowe obsady ogrzewacza 37, które stanowią część zapalniczki są takie jak ujawnione we współbieżącym zgłoszeniu patentowym USA złożonym 6 stycznia 1995 (pod oznaczeniem rzecznika PM 1729B CIP II) we współbieżącym zgłoszeniu USA Nr seryjny 08/291,690 złożonym 16 sierpnia 1994, które są wprowadzone tutaj jako odniesienie, i w ostatniej części tego opisu w odniesieniu do figur 13 do 23. Korzystnie, ogrzewacze 37 są zasilane indywidualnie poprzez źródło mocy 35a pod kontrolą obwodu 41 dla korzystnie ośmiokrotnego ogrzania papierosa 23 w położeniach rozstawionych wokół obwodu papierosa 23. Ogrzewanie zapewnia osiem zaciągnięć papierosem 23, tak jak ma miejsce przy paleniu tradycyjnego papierosa. Może być korzystne zapalenie więcej niż jednego ogrzewacza równocześnie dla jednego lub więcej zaciągnięć.

Następne zalecane rozwiązanie ogrzewacza jest przedstawione we współbieżącym zgłoszeniu patentowym USA Nr seryjny 08/224,842, złożonym 8 kwietnia 1994, wprowadzonym tutaj jako odniesienie.

Powracając do fig. 2, obwód 41 jest korzystnie aktywowany przez uruchamiany przez zaciągnięcie czujnik 45, który jest wrażliwy albo na zmiany ciśnienia lub też na zmiany wielkości przepływu powietrza, które występują po zainicjowaniu zaciągania się papierosem 23 przez palacza. Uruchamiany przez zaciąganie czujnik 45 jest korzystnie umieszczony w obrębie przedniej części obudowy 33 zapalniczki 25 i jest połączony z przestrzenią wewnątrz obsady ogrzewacza 39 w sąsiedztwie papierosa 23 poprzez kanał przechodzący przez dystansownik przy podstawie obsady ogrzewacza 39 i w razie potrzeby rurkę czujnika zaciągnięcia (nie pokazaną). Uruchamiany przez zaciągnięcie czujnik 45 przydatny do stosowania w układzie do palenia 21 jest opisany we wspólnym opisie patentowym USA Nr 5,060,671, wprowadzonym tutaj jako odniesienie. Czujnik zaciągnięcia 45 korzystnie stanowi silikonowy czujnik model 163PC01D35, wytwarzany przez MicroSwitch oddział Honeywell, Inc., Freeport, Illinois. Urządzenia wyczuwające przepływ, takie jak wykorzystujące zasady anemometrii gorąco przewodowej, sąprzydatne do aktywowania jednego z elementów ogrzewacza 37 po stwierdzeniu zmiany przepływu powietrza. Tuż po aktywowaniu przez czujnik 45, obwód sterowania 41 kieruje prąd elektryczny do odpowiedniego jednego z elementów grzejnych 37.

Zastosowano wskaźnik 51 w miejscu wzdłuż z zewnętrza zapalniczki 25, korzystnie na przedniej części obudowy 33 dla wskazania liczby zaciągnięć pozostających do uzyskania z papierosa 23. Wskaźnik 51 korzystnie stanowi siedmiosegmentowy wyświetlacz na bazie ciekłego kryształu. W rozwiązaniu zalecanym, wskaźnik 51 wyświetla cyfrę “8, gdy detektor 53 stwierdzi obecność papierosa w obsadzie ogrzewacza 39. Detektor 53 korzystnie stanowi czujnik światła przy podstawie obsady ogrzewacza 39, który wykrywa kiedy wiązka światła jest odbijana od włożonego papierosa 23. Następnie detektor 53 dostarcza sygnał do obwodu 41, który z kolei wysyła w odpowiedzi sygnał do wskaźnika 51. Wyświetlenie cyfry ”8 na wskaźniku 51 oznacza, że można wykonać osiem zaciągnięć dla każdego papierosa 23, to znaczy, że żaden z elementów

182 701 ogrzewacza 37 nie został aktywowany dla ogrzania papierosa 23. Po całkowitym spaleniu papierosa 23, wskaźnik wyświetla cyfrę “0. Gdy papieros 23 zostaje wyjęty z zapalniczki 25, wówczas detektor 53 nie stwierdza już obecności papierosa 23 i wskaźnik 51 zostaje wyłączony. Detektor papierosa jest modulowany tak, że nie wysyła w sposób stały wiązki światła, co mogłoby powodować niepotrzebne osłabienie źródła mocy 35a. Zalecanym detektorem 53 odpowiednim do stosowania w układzie do palenia 21 jest czujnik światła typ OPR5005, wytwarzany przez ΟΡΤΕΧ Technology, Inc., 1215 West Crosby Road, Carrollton, Texas 75006, USA.

Jako alternatywne rozwiązanie wyświetlania pozostającej liczby zaciągnięć, wyświetlacz detektora może wskazywać czy układ jest czynny lub też nieczynny (“włączony” lub “wyłączony”).

Jako jednąz kilku możliwych alternatyw stosowania opisanego powyżej detektora 53, można zastosować przełącznik mechaniczny (nie pokazany) dla stwierdzenia obecności lub braku obecności papierosa 23 oraz można zastosować przestawiany guzik (nie pokazany) do ustawiania obwodu 41 po włożeniu nowego papierosa do zapalniczki 25, np. dla spowodowania wyświetlenia przez wskaźnik 51 cyfry “8”, itd. Źródła mocy, obwody, uruchamiane zaciągnięciem czujniki i wskaźniki przydatne w układzie do palenia 21 według wynalazku są opisane we wspólnym opisie patentowym USA Nr 5,060,671, oraz w zgłoszeniu patentowym Nr 07/943,504, wprowadzonymi tutaj jako odniesienie.

Jak pokazano na fig. 4A i 4B, papieros 23 według zalecanego rozwiązania wynalazku zawiera pręcik tytoniowy 60 i końcówkę filtrującą62, które sąpołączone razem za pomocąbibułki M.

Częściowo wypełniony papieros 23 z wypełniaczem korzystnie posiada zasadniczą stałą średnicę wzdłuż swojej długości i tak jak tradycyjne papierosy ma średnicę korzystnie pomiędzy ok 7,5 mm i 8,5 mm tak, że układ do palenia 21 zapewnia palaczowi znane odczucie. W rozwiązaniu zalecanym, papieros 23 ma całkowitą długość 62 mm, co ułatwia stosowanie konwencjonalnych maszyn do pakowania papierosów 23. Łączna długość ustnikowego filtra 104 i swobodnie przepływowego filtra 102 wynosi korzystnie 30 mm. Bibułka owijkowa korzystnie przechodzi ok. 6 mm ponad pręcikiem tytoniowym 60. Całkowita długość pręcika tytoniowego 62 wynosi korzystnie 32 mm. Można również dobrać inne proporcje, długości i średnice zamiast tych podanych powyżej dla rozwiązania zalecanego.

Tytoniowy pręcik 60 papierosa 23 korzystnie zawiera tytoniowy środnik 66, który został zwinięty do postaci rurowej (cylindrycznej).

Owijka 71 ciasno otacza tytoniowy środnik 66 i jest przytrzymywana razem wzdłuż podłużnego szwu bocznego tak, jak powszechnie stosuje się przy wykonywaniu tradycyjnych papierosów. Owijka 71 przytrzymuje tytoniowy środnik 66 w stanie owiniętym wokół swobodnie przepływowego filtra 74 i tytoniowego korka 80.

Korzystnie, dookoła tytoniowego środnika 66 jest ciasno owinięta owijkowa bibułka 71, tak aby nadać zewnętrzny wygląd i wrażenie tradycyjnego papierosa. Stwierdzono, że uzyskuje się dym o lepszym smaku w przypadku gdy bibułka owijkowa 71 stanowi standardową bibułkę papierosową, korzystnie papier lniany mający ok. 20 do 50 CORESTA (określone jako ilość powietrza, mierzonąw cm³, które przechodzi przez 1 cm² materiału, np. arkusza papieru, przez jedną minutę przy spadku ciśnienia wynoszącym 1,0 kilopascala) a bardziej korzystnie około 30 do 45 CORESTA, ciężar właściwy ok. 23 do 35g na m² (g/m²), a najkorzystniej ok. 23 do -30 g/m², oraz załadowanie wypełniaczem (korzystnie węglanem wapnia) rzędu ok. 23 do35% wagowo, akorzystnie 28 do 33% wagowo.

Papier owijkowy 71 korzystnie zawiera niewielką ilość cytrynianu lub innych modyfikatorów palenia względnie wcale ich nie zawiera, przy czym zalecane poziomy cytrynianu są w zakresie od 0 do ok. 2,6% wagowo papieru owijkowego 71, a korzystniej mniej niż 1%.

Tytoniowy środnik 66 korzystnie zawiera podstawowy składnik 68 i warstwę tytoniowego materiału zapachowego 70, umieszczoną wzdłuż wewnętrznej powierzchni podstawowego środnika 68. Przy końcówce 72 tytoniowego pręcika 60, tytoniowy środnik 66 wraz z owijką71 są owinięte dookoła rurowego swobodnie przepływowego filtra 74. Swobodnie przepływowy filtr 74 stanowi konstrukcyjne ograniczenie i podparcie przy końcówce 72 dla tytoniowego pręcika 60 i umożliwia odciąganie aerozolu z wnętrza tytoniowego pręcika 60 przy minimalnym spad

182 701 ku ciśnienia. Swobodnie przepływowy filtr 74 pełni również funkcję ograniczenia przepływu przy końcówce 72 tytoniowego pręcika 60, co uważa się za wspomaganie wytwarzania aerozolu podczas zaciągania się papierosem 23. Swobodnie przepływowy filtr ma długość korzystnie przynajmniej 7 mm dla ułatwienia obróbki maszynowej i jest korzystnie pierścieniowy, jakkolwiek odpowiednie są również inne kształty i rodzaje filtrów o małej wydajności, łącznie z cylindrycznymi korkami filtracyjnymi.

Przy swobodnym końcu 78 tytoniowego pręcika 60, tytoniowy środnik 66 wraz z owijką71 zostają owinięte dookoła cylindrycznego wkładu tytoniowego 80. Korzystnie, tytoniowy wkład 80 jest wykonany oddzielnie względem tytoniowego środnika 66 i stanowi stosunkowo krótką kolumnę ciętego wypełniacza tytoniowego, który został owinięty i przytrzymany w owijce 8A.

Korzystnie, tytoniowy wkład 80 jest wykonywany na konwencjonalnej maszynie do wyrobu pręcików papierosowych, na której cięty wypełniacz, korzystnie zmieszany, jest formowany za pomocą powietrza do postaci ciągłego pręta tytoniu na przesuwającym się pasie i owijany ciągłą wstęgą owijki 84, która następnie zostaje sklejona wzdłuż swego szwu podłużnego i uszczelniona cieplnie. Jednakże według zalecanego rozwiązania wynalazku, owijką84 jest korzystnie wykonana z celulozowej taśmy zawierającej niewiele lub wcale nie zawierającej wypełniacza, dodatki sklejające lub spalane (każdy na poziomie poniżej 0,5% wagowo) i korzystnie niewiele lub wcale nie zawierającej kleju. Korzystnie, tytoniowa owijka 84 posiada mały ciężar właściwy wynoszący poniżej 15 g/m² i bardziej korzystnie około 13 g/m². Tytoniowa owijka 84 korzystnie posiada wysoką przepuszczalność w zakresie około 20 tys. do 35 tys. CORESTA a bardziej korzystnie, w zakresie około 25 tys. do 35 tys. CORESTA, i jest wykonana korzystnie z włóknistej pulpy z miękkiego drewna, celulozy typu abaca lub innej pulpy o długich włóknach. Tego rodzaju bibułki są dostępne z firmy Papierfabrik Schoeller and Hoescht GMBH, Postfach 1155, D-76584, Gemsback, Niemcy, inną bibułką odpowiednią do stosowania jako owijka 84 jest papier TW 2000 z DeMauduit, Euimperle, Francja, z dodatkiem karboksy - metylocelulozy rzędu 2,5% wagowo.

Maszyna do wyrobu pręcika tytoniowego jest uruchamiana w taki sposób, aby uzyskiwać gęstość pręcika tytoniowego wynoszącą około 0,17 do 0,30 gramów/cm³ (g/cm³), ale bardziej korzystnie w zakresie przynajmniej 0,20 do 0,30 g/cm³ a najkorzystniej pomiędzy około 0,24 do 0,28 g/cm³. Podwyższone gęstości są zalecane dla uniknięcia występowania luźnych końców przy swobodnym zakończeniu 78 tytoniowego pręcika 60. Jednakże, należy uzwględnić, że mniejsze gęstości pręcika umożliwiająw większym stopniu udział kolumny tytoniu 82 w wytwarzaniu aerozolu i smaku dymu. Tak więc, należy wyrównoważyć potrzebę dostarczania aerozolu (które wzmaga mała gęstość pręcika w kolumnie tytoniu 82) i potrzebę unikania luźnych zakończeń (której sprzyjają podwyższone zakresy gęstości pręcika).

Kolumna tytoniu 84 korzystnie zawiera cięty wypełniacz mieszanki tytoniu stosowany typowo w przemyśle tytoniowym, łącznie z mieszankami obejmującymi tytoń jasny, tytoń gatunku „burley” i tytoń orientalny ewentualnie wraz z tytoniem przetworzonym i innymi zmieszanymi komponentami, obejmującymi tradycyjne papierosowe substancje zapachowe, jednakże w rozwiązaniu zalecanym, cięty wypełniacz kolumny tytoniu 84 stanowi mieszankę tytoniu jasnego, gatunku „burley” i orientalnego w stosunku około 45:30:25 na rynku amerykańskim, bez włączenia tytoniu przetworzonego lub jakichkolwiek substancji zapachowych. Ewentualnie, do mieszanki można włączyć komponent w postaci tytoniu spęcznionego dla wyregulowania gęstości pręcika, i można dodać substancje smakowe.

Ciągły pręcik tytoniowy utworzony jak opisano powyżej zostaje przecięty na wstępnie określone długości tytoniowego wkładu 80. Długość ta korzystnie wynosi przynajmniej 7 mm dla ułatwienia obróbki na maszynie. Jednakże długość ta może zmieniać się od około 7 mm do 25 mm lub więcej w zależności od preferencji nałożonych na projekt papierosa, które wynikająz poniższego opisu, a w szczególności w odniesieniu do fig. 4A i 4B.

W ogólności, długość 86 tytoniowego wkładu 80 jest korzystnie ustawiana w stosunku do całkowitej długości 88 pręcika tytoniowego 60 tak że wzdłuż pręcika tytoniowego 60 zostaje utworzona pusta przestrzeń 90 pomiędzy swobodnie przepływowym filtrem 74 a tytoniowym

182 701 wkładem 80. Pusta przestrzeń 90 odpowiada niewypełnionej części pręcika tytoniowego 60 i pozostaje w bezpośrednim połączeniu płynowym z owijką 62 poprzez swobodnie przepływowy filtr 74 tytoniowego pręcika 60.

Jak pokazano na fig. 4A długość 86 tytoniowego wkładu 80 i jego względne położenie wzdłuż tytoniowego pręcika 60 jest również dobrana w odniesieniu do cech elementów grzejnych 37. Gdy papieros jest właściwie umieszczony względem ogranicznika 182 obsady ogrzewacza 39, wówczas część 92 z każdego elementu grzejnego 37 będzie kontaktowała się z pręcikiem tytoniowym 60 wzdłuż obszaru tego pręcika 60. Ten obszar kontaktu jest określany jako odcisk stopki ogrzewacza 94. Odcisk stopki ogrzewacza 94 (jak pokazano podwójną strzałką na fig. 4A) nie stanowi sam w sobie części konstrukcji papierosa, natomiast stanowi prezentację tego obszaru pręcika tytoniowego 60, do którego prawdopodobnie dotrze spodziewana robocza temperatura ogrzewania elementu grzejnego 3 7 podczas palenia papierosa 23. Ponieważ elementy grzejne 37 znajdująsię w stałej odległości 96 od ogranicznika 182 obsady ogrzewacza 39, zatem odcisk stopki ogrzewacza 94 w konsekwencji jest umieszczony wzdłuż pręcika tytoniowego 60 w tej samej wstępnie określonej odległości 96 od swobodnego końca 78 pręcika tytoniowego 60 dla każdego papierosa 23, który zostanie całkowicie wsunięty do zapalniczki 25.

Korzystnie, długość wkładu tytoniowego 80, długość odcisku stopki ogrzewacza 94 i odległość pomiędzy odciskiem stopki ogrzewacza 94 a ogranicznikiem 182 są tak dobrane, że odcisk stopki ogrzewacza 94 wystaje poza wkład tytoniowy 80 i nakłada się na część pustej przestrzeni 90 na odległość 98. Odległość 98, o którą odcisk stopki 94 wystaje poza pustą przestrzeń 90 (niewypełnioną część pręcika tytoniowego 60) jest również nazywana jako “nałożenie ogrzewacza na pustą przestrzeń” 98. Odległość, na którą pozostała część odcisku stopki 94 wystaje poza wkład rdzeniowy jest określana jako “przykrycie wypełniacza przez ogrzewacz” 99.

Końcówka 62 korzystnie zawiera swobodnie przepływowy filtr 102 umieszczony w sąsiedztwie pręcika tytoniowego 60 i ustnikowy korek filtracyjny 104 przy odległym końcu końcówki 62 względem pręcika tytoniowego 60. Korzystnie swobodnie przepływowy filtr 102 jest rurowy i przekazuje powietrze przy bardzo małym spadku ciśnienia. Jednakże zamiast takiego filtra można zastosować inne filtry o małej wydajności o konfiguracji standardowej. Wewnętrzna średnica swobodnie przepływowego filtra 96 wynosi korzystnie pomiędzy 2 do 6 mm i korzystnie jest większa niż średnica swobodnie przepływowego filtra 74 pręcika tytoniowego 60.

Ustnikowy korek filtracyjny 104 zamyka swobodny koniec końcówki 62 ze względu na wygląd i w razie potrzeby dla spowodowania pewnego przefiltrowania, jakkolwiek zaleca się aby ustnikowy filtr 104 stanowił filtr o małej wydajności, korzystnie o wydajności około 15 do 25%.

Swobodnie przepływowy filtr 102 i ustnikowy korek filtrujący 104 są korzystnie połączone razem jako połączony korek 110 za pomocą owijki 112. Owijka 112 stanowi korzystnie porowatą, o niewielkim ciężarze owijkę, która jest dostępna konwencjonalnie w przemyśle wyrobów papierosów. Połączony korek 110 jest przyłączony do pręcika tytoniowego 60 za pomocąbibułki końcówkowej 64 o właściwościach standardowych i stosowanych konwencjonalnie w przemyśle papierosowym. Papier bibułki 64 może być barwy korka, białej lub w dowolnym innym kolorze odpowiednio do wybranych preferencji dekoracyjnych.

Korzystnie, papieros 23 wykonany według zalecanego rozwiązania wynalazku ma całkowitą długość około 62 mm, z czego 30 mm stanowi połączony korek 110 końcówki 62. Tak więc, pręcik tytoniowy 60 ma długość 32 mm. Korzystnie, swobodnie przepływowy filtr 74 pręcika tytoniowego 60 ma długość przynajmniej 7 mm, zaś pusta przestrzeń 91 pomiędzy przepływowym filtrem 94 a wkładem tytoniowym 80 ma długość korzystnie przynajmniej 7 mm. W rozwiązaniu zalecanym, odcisk stopki ogrzewacza 94 ma długość około 12 mm i jest tak umieszczony źe przykrywa w miejscu 98 na odległość 3 mm pustąprzestrzeń papierosa, pozostawiając 9 mm odcisku stopki ogrzewacza 94 nałożone na wkład tytoniowy 80.

Długość pustej przestrzeni 91 i długość wkładu tytoniowego 80 mogą być regulowane dla ułatwiania wytwarzania, i co ważniejsze, dla regulowania właściwości spalania papierosa 23, łącznie z regulacją jego smaku, zdolności zaciągania i dostarczania aerozolu. Długość pustej przestrzeni 91 i wielkość nałożenia ogrzewacza na wypełniacz (jak również nałożenia ogrzewa

182 701 cza na pustą przestrzeń) mogą również ulegać zmianie dla uregulowania wrażeń w wyniku zaciągania, dla wzmożenia jakości dostarczania aerozolu (na bazie pomiędzy kolejnymi zaciągnięciami jak również pomiędzy kolejnymi papierosami) i dla kontrolowania kondensacji aerozolu przy ogrzewaczach lub w ich pobliżu.

W rozwiązaniu zalecanym, pusta przestrzeń 91 (pozbawiona wypełniacza część pręcika tytoniowego 60) ciągnie się na długości około 7 mm dla zapewnienia odpowiedniego prześwitu pomiędzy odciskiem stopki ogrzewacza 94 a swobodnie przepływowym filtrem 74. W ten sposób powstaje margines tak, że odcisk stopki 94 nie ogrzewa swobodnie przepływowego filtra 74 podczas palenia. Odpowiednie sąrównież inne długości, przykładowo jeżeli tolerancje wytwarzania to umożliwiają a więc pusta przestrzeń 91 może mieć długość tylko 4 mm lub mniejszą lub w drugiej skrajności może wystawać poza 7 mm dla ustanowienia wydłużonej pozbawionej wypełniacza części wzdłuż pręcika tytoniowego 60. Zalecany zakres długości dla pozbawionej wypełniacza części (pustej przestrzeni 91) wynosi od około 4 mm do 18 mm, a korzystnie 5 do 12 mm.

Arkusz podstawowy 68 oddziela fizycznie elementy grzejne 37 od tytoniowego materiału smakowego, przenosi ciepło wytworzone przez elementy grzejne 37 do materiału smakowego 70, i utrzymuje spójność fizyczną pręcika tytoniowego podczas manewrowania, wkładania do zapalniczki 25 i usuwania z papierosa po spaleniu.

W poniższym opisie zostaną podane określone poziomy procentowe i/lub względne ciężary dla rozmaitych komponentów tworzących tytoniowy arkusz 66. O ile nie będzie wyrażone inaczej, lub oczywiste dla fachowców z tej dziedziny, podane procenty wagowe są odniesione do ciężaru podstawowego w stanie suchym, to znaczy dodawane poziomy procentowe i/lub względne ciężary nie zawierają składnika zawierającego wilgotność.

Sposób wytwarzania arkusza tytoniowego 66 jest prowadzony korzystnie bez dodatku włókien węglowych jak będzie opisane poniżej. Według zalecanego sposobu wytwarzania, arkusz podstawowy 68 posiada zalecany łączny ciężar podstawowy wynoszący około 35 do 45 g/m², a korzystniej około 40 g/m².

Przy ciężarze 40 g/m², arkusz podstawowy 68 korzystnie zawiera około 28 g/m² włókien tytoniowych i około 12 g/m² włókien celulozowych takich jak pochodzących z pulpy drzewnej lub lnu. Włókna celulozowe pełnią w kompozycji arkusza 68 ftmkcję celulozowego czynnika wzmacniającego. Zaleca się zminimalizowanie ilości włókna celulozowego w arkuszu podstawowym ze względów subiektywnych (dla uniknięcia nadania papierosowi smaku papieru). W ogólności, stosunek włókna tytoniowego do włókna celulozowego w arkuszu podstawowym 68 na bazie ciężaru w stanie suchym powinien być w zakresie około 2:1 do 4:1. Zalecany mat celulozowy stanowi wybielona celuloza pochodząca z drewna miękkiego typu kraft, jakkolwiek można również zastosować większość pulpy drewnianej i lnianej.

Alternatywnym czynnikiem wzmacniającym dla arkusza podstawowego 68 jest włókno celulozowe pochodzące z łodygi tytoniu.

Jakkolwiek nie jest to zalecane, to jeden bok arkusza podstawowego 68 może być pokryty alginianem na poziomie około 1 g/m². Jeżeli stosuje się alginian, to wówczas zaleca się nakładać go na ten bok arkusza podstawowego 68, który znajduje się naprzeciwko boku przytrzymującego tytoniowy materiał smakowy 70.

Tytoniowy materiał 70 jest korzystnie nakładany na arkusz podstawowy 68 na poziomach wagi w stanie suchym wynoszących przynajmniej dwukrotność, a korzystnie około trzy lub czterokrotność ciężaru arkusza podstawowego 68. W rozwiązaniu zalecanym, materiał tytoniowy posiada ciężar podstawowy wynoszący około 130 g/m² tak, że korzystnie łączna waga arkusza podstawowego 66 wynosi około 170 g/m². Na bazie ciężaru w stanie suchym, materiał tytoniowy 70 zawiera część zmielonego tytoniu i ekstrakt substancji stałych w stosunku mieszczącym się w zakresie od3,5 do 1 (3,5:l)do5do 1 (5:l)wagowo,jakkolwiekstosunekten może się zmieniaćw zakresie od około 3:1 do 9:1. W zalecanym rozwiązaniu, stosunek wynosi około 4:1.

Do materiału tytoniowego 70 dodaje się glicerynę jako substancję pochłaniającą wilgoć i prekursor aerozolu na poziomach około 10-14%, korzystnie około 12% wagowo w stanie suchym materiału tytoniowego 70, jednakże ten poziom dodatków może być zmieniany od około

182 701

5% do 20% lub więcej na bazie suchej materiału tytoniowego 70. Gdy ilość gliceryny jest zredukowana do jedynie 5 do 7% ciężaru w stanie suchym kompozycji, wówczas arkusz tytoniowy 66 może być cokolwiek sztywniejszy i bardziej odporny na zapadanie po zwinięciu do postaci rurowej.

Do materiału tytoniowego 70 jest również dodawana pektyna w ilościach procentowych w odniesieniu do ciężaru w stanie suchym wynoszących około 0,5 do 2%, korzystnie około 1,4%. Pektynajest dodawana jako czynnik powlekający. W razie jej braku, materiał tytoniowy 70 może wykazywać tendencję do nadmiernego wnikania do arkusza podstawowego 68 podczas operacji powlekania, nadając na powleczonej stronie arkusza tytoniowego 66 teksturę powierzchni ziarnistej. Zbyt duża ilość pektyny hamuje penetrację i osłabia wiązanie pomiędzy materiałem tytoniowym 70 a arkuszem podstawowym 68. Na poziomie około 1%, pektyna wspomaga odpowiednio penetrację i wiązanie pomiędzy warstwami tak, że arkusz podstawowy 68 może wytrzymywać rygory zautomatyzowanego wytwarzania papierosów.

Najkorzystniej, materiał tytoniowy 70 na arkuszu podstawowym 68 zawiera około 16-20% wagowo w stanie suchym ekstraktów stałych substancji tytoniowych, 66-71% wagowo w stanie suchym cząstek tytoniu, 8-14% gliceryny i około 1,4% pektyny. Na rynku w Stanach Zjednoczonych Ameryki, zmielony tytoń wprowadzany do materiału tytoniowego korzystnie stanowi mieszankę tytoniu jasnego, typu burley i tytoniu orientalnego, przy czym prawie połowę mieszanki stanowi tytoń jasny, około 1/3 stanowi tytoń burley, zaś resztę stanowi tytoń orientalny. Kompozycja i względne ilości komponentów mieszanki mogąbyć korzystnie dobierane dla spełniania preferencji konsumentów na rynku w Stanach Zjednoczonych i rynkach innych.

Jak przedstawiono na fig. 5A i 5B, zalecany sposób wytwarzania wyjściowego arkusza tytoniowego 66 w postaci odpowiedniej do zautomatyzowanego wytwarzania papierosów 23 obejmuje pierwszy szereg etapów 120 (pokazany na fig. 5A) do przetwarzania tytoniowego wsadu, korzystnie tytoniowej taśmy, w ciągłą warstwę tytoniowego arkusza 66s i drugi szereg etapów 122 (pokazanych na fig. 5B) przekształcania ciągłej warstwy tytoniowego arkusza 66s w jeden lub więcej nawiniętych bębnów 66b arkusza tytoniowego, które nadają się do stosowania przy zautomatyzowanym wytwarzaniu papierosów 23.

Jak pokazano na fig. 5 A, sposób 120 przekształcania wsadu tytoniowego w ciągłą warstwę arkusza tytoniowego 66s rozpoczyna się poddawaniem wsadu tytoniowego etapowi ekstrakcji 124 (korzystnie za pomocą wody) dla oddzielenia włókien tytoniowych od rozpuszczalnych substancji tytoniowych początkowego wsadu. Wsad tytoniowy korzystnie zawiera paski tytoniu, jednakże dla stosowania w tym procesie nadają się również inne postacie tytoniu i/lub blaszki tytoniu. Korzystnie paski tytoniu stanowią mieszankę tytoniu jasnego i tytoniu burley, i ewentualnie mogą zawierać tytoń orientalny lub inne gatunki.

Włókno tytoniowe gromadzone z procesu ekstrakcji 124 jest poddawane procesowi 126 podobnemu do wytwarzania papieru dla wytworzenia ciągłej warstwy 68s arkusza podstawowego.

W procesie 126, włókno tytoniowe z etapu ekstrakcji 124 zostaje rozproszone w wodzie z dodatkiem wstępnie określonej ilości włókna celulozowego, które służy jako czynnik wzmacniający w kompozycji arkusza podstawowego 68. Korzystnie, włókno celulozowe stanowi celulozę w postaci pulpy pochodzącą z drewna, lnu i/lub łodyg tytoniu. Tuż po połączeniu, zmieszana dyspersja włókna tytoniowego i włókna celulozowego zostaje oczyszczona tak aby otrzymać zawiesinę 128 przystosowaną do odlewania w etapie odlewania 130, w którym zawiesina 128 jest kierowana do skrzynki wlewowej maszyny wytwarzającej arkusz i zalewana na taśmę papiernicy płasko-sitowej lub na zamknięty pas stalowy, korzystnie stanowiący wzornik.

Korzystniejsze jest oczyszczanie dyspergowanej mieszaniny włókna tytoniowego i czynnika wzmacniającego po zmieszaniu razem tych dwóch komponentów. Zamiast tego mogą one być oczyszczane oddzielnie i następnie łączone.

Po etapie odlewania 130, otrzymany arkusz 132 jest następnie kierowany przez suszarkę lub więcej suszarek w etapie suszenia 134, który to etap korzystnie zawiera przepuszczanie arkusza nad suszarką Yankee i jednej lub więcej suszarek puszkowych, jakkolwiek dla przeprowadzania etapu suszenia 134 można stosować wiele rozwiązań alternatywnych i urządzeń znanych ze stanu techniki. Po zakończeniu etapu suszenia arkusza 134, rozpoczyna się etap moni

182 701 torowania 136 dla pomiaru zawartości wilgoci i ciężaru osuszonego arkusza. Wyjście 138 stanowiące pomiar zawartości wilgoci jest wykorzystywane do wyregulowywania operacji suszenia 134 dla uzyskania i utrzymania pożądanego końcowego poziomu wilgoci w podstawowym arkuszu 68s dla następnej operacji powlekania 144. Arkusz podstawowy 68s ma korzystnie około 15% wilgoci wagowo w momencie operacji powlekania 144.

Powracając do etapu monitorowania 136, wyjście 140 określające ciężar arkusza podstawowego 68s jest wykorzystywane do wyregulowywania działania etapu odlewania 130, aby uzyskać zalecany ciężar podstawowy arkusza podstawowego 68 jak opisano powyżej. Tego rodzaju regulacje obejmujązmiany szybkości, z którą zawiesina 128 jest wprowadzana do skrzynki odlewniczej maszyny wytwarzającej arkusz w etapie odlewania 130.

Etap formowania arkusza 126 może ewentualnie zawierać dodatkowo etap powlekania 142, w którym powleka się jedną stronę arkusza podstawowego 68s alginianem na poziomach uprzednio opisanych, wzdłuż jednej strony arkusza podstawowego 68s naprzeciwko tej strony, która kontaktuje się z tytoniowym materiałem smakowym 70. Jednakże zalecaną praktyką jest pomijanie zastosowania alginianu.

Po wyjściu z etapu formowania arkusza 126, arkusz podstawowy jest w postaci ciągłego arkusza 68s, który jest podatny na poddawanie operacji powlekania 144. W rozwiązaniu alternatywnym może on być gromadzony do następnych operacji powlekania ponad ciągiem operacyjnym. Zaleca się jednakże bezpośrednie przekazywanie do operacji powlekania 144 po wytworzeniu arkusza podstawowego 68s.

Korzystnie, arkusz podstawowy 68s jest przekazywany do etapu powlekania 144 mając zawartość wilgoci wynoszącą około 12 do 17%, a korzystnie 14,5 do 15,5% wilgoci.

Powracając do etapu ekstrakcji 12A, rozpuszczalne substancje tytoniowe wychodzą z etapu ekstrakcj i 124 w postaci rozcieńczonego roztworu zawierającego około 5 do 10% rozpuszczonych składników tytoniowych (substancji rozpuszczonych), a korzystnie 7 do 10% rozpuszczonych składników tytoniowych. Korzystnie, rozcieńczony roztwór nie jest poddawany żadnej obróbce polegającej na odparowaniu, tak aby zminimalizować doprowadzanie ciepła do roztworu. Doprowadzenie ciepła może mieć ujemny wpływ na smak rozpuszczonych substancji tytoniowych podczas palenia papierosa 23.

Te substancje rozpuszczalne (znane również jako “płynny ekstrakt”) z etapu ekstrakcji 124 są mieszane w etapie mieszania 146 z dodatkowym, drobnozmielonym tytoniem, gliceryną i pektyną wraz z wodą, wszystkie w ilościach względnych które dająkońcowe zawartości proporcjonalne tak jak opisano powyżej dla stanu suchego materiału tytoniowego 70. W etapie mieszania 146 jest dodawana woda (lub zawarta) w ilościach wystarczających dla otrzymania w wyniku etapu mieszania 124 dyspersji zawierającej około 21 do 35 % substancji stałych, a bardziej korzystnie około 24 do 26 % zawartości substancji stałych. Zmielone cząstki tytoniu w mieszaninie mają rozmiar korzystnie w zakresie 60 do 400, określony przez numer sita, który odnosi się do 95% przejścia cząstek tytoniu przez sito mające daną liczbę otworków na cal kwadratowy. Bardziej korzystnie, dodatkowe zmielone cząstki tytoniu mająrozmiar określony przez numer sita w zakresie około 100 do 200 a najkorzystniej około 120.

Jeżeli rozmiar sita zmielonych cząstek tytoniowych jest ustalony powyżej 120, a w szczególności około 180 do 220, wówczas można podwyższyć zawartość substancji stałych w zawiesinie materiału tytoniowego po wyjściu z etapu mieszania 146 do poziomów około 28 do 31 %.

Po wyjściu z etapu mieszania 146, otrzymany materiał zawiesinowy jest kierowany bezpośrednio do etapu powlekania 144, jakkolwiek ten etap powlekania może być również według wyboru przeprowadzany później poza przebiegiem. Przy etapie powlekania 144, zawiesinowy materiał tytoniowy powinien posiadać zawartość substancji stałych wynoszącą około 22 do 27% wagowo, a korzystnie około 24 do 25%.

Przy etapie powlekania 144, zawiesinowy materiał tytoniowy posiada docelowy ciężar tytoniowych substancji rozpuszczalnych wynoszący 4 do 8%, a korzystniej 5,5 do 6,5 % wagowo tytoniowych substancji rozpuszczalnych. Korzystnie, zawiesinowy materiał tytoniowy wchodzi

182 701 do etapu powlekania 144 w temperaturze w zakresie około70do 130°F, a korzystniej około 90°F plus lub minus 5°F.

Etap powlekania 128 jest korzystnie przeprowadzany za pomocą standardowej powlekarki z odwrotną rolką, umieszczonej za suszarką Yankee ponad zamkniętym pasem lub taśmą maszyny do wytwarzania papieru. Etap powlekania może być przeprowadzany za pomocą dowolnych innych odpowiednich urządzeń powlekających, znanych i dostępnych fachowcom z dziedziny formowania arkuszy. Materiał tytoniowy 70 może zamiast tego być odlewany lub wytłaczany w arkusz podstawowy 68. Alternatywnie, etap doprowadzania 128 może być realizowany poza przebiegiem oddzielnie od wytwarzania arkusza podstawowego 68s. Podczas lub po etapie powlekania 128 można w razie potrzeby dodać substancje smakowe konwencjonalnie stosowane w przemyśle papierosowym.

Po wyjściu z etapu powlekania 144, otrzymuje się ciągłą taśmę arkusza tytoniowego 66s.

Jak przedstawiono na fig. 5B, proces ten jest kontynuowany poprzez etapy 122. przekształcania taśmy arkusza tytoniowego 66s w nawinięty bęben 66b tytoniowego arkusza, który jest odpowiedni do zautomatyzowanego wytwarzania papierosów 23. Korzystnie, etapy konwersji 122 są przeprowadzane szeregowo z wytwarzaniem ciągłej taśmy tytoniowego arkusza 66s. Podczas prowadzenia etapów konwersji 122, operator powinien unikać warunków które powodują powstawanie pęknięć, przerwań lub innych uszkodzeń tytoniowego arkusza 66s tak, aby otrzymać ciągły zwój tytoniowego arkusza na bębnie 66b bez splątań lub z niewielkimi splątaniami. Ponadto, taśma arkusza tytoniowego 66 powinna być kondycjonowana tak, aby po wyjściu z etapu przetwarzania 122, tytoniowy arkusz nie nakładał się na siebie i aby mógł być szybko nawinięty i odwinięty z bębna 66b bez przerwania.

Etapy konwersj i 122 rozpoczynaj ą się etapem suszenia 146, w którym korzystnie taśma arkusza tytoniowego 66s jest podawana w sposób ciągły przez opalaną gazem suszarkę wykorzystującą strumień gorącego powietrza taką jak otrzymywana z firmy Airtech Systems Corp. Stroughton, Maine lub za pomocą ogrzewanej parą wodną suszarki wykorzystującej strumień gorącego powietrza. Można również stosować inne znane w technice suszarki do suszenia arkusza. Etap suszenia 146 może być prowadzony z minimalnym doprowadzaniem ciepła, w ilościach wystarczających jedynie do osuszenia arkusza tytoniowego 68s od jego początkowego stanu (około 15% zawartości wilgoci w arkuszu podstawowym i około 75% poziomu wilgoci w powłoce) do około 8,5 do 12% zawartości wilgoci na wyjściu z etapu suszenia 146. Bardziej korzystnie, osuszona taśma 66d arkusza tytoniowego ma zawartość wilgoci w zakresie około 10 do 11%. Ta ostateczna zawartość wilgoci jest zalecana z kilku powodów: dla ułatwienia przecinania przy późniejszym etapie procesu konwersji 122, dla ustawiania poziomu wilgoci, który jest zbliżony do poziomu wyrównoważenia materiału po zmagazynowaniu i/lub przesłaniu do wytwórni, i dla ustanowienia poziomu wilgoci który spowoduje uniknięcie sklejania i zlepiania materiału arkusza podstawowego ze sobą na bębnie 66b.

Po etapie suszenia 126, osuszona taśma 66d arkusza tytoniowego jest chłodzona do temperatury otoczenia, korzystnie takiej która panuje w miejscu zmagazynowania i/lub w fabryce, zwykle w zakresie 65 do 80°F. Ten etap chłodzenia 148 nie tylko ułatwia wyrównoważenie arkusza tytoniowego 66 do roboczych warunków środowiska, ale również pozwala na uniknięcie ryzyka zatrzymania ciepła w bębnie 66b, co mogłoby spowodować zainicjowanie procesu samoogrzewania. Jeżeli temperatura ta nie byłaby kontrolowana, to zjawisko samoogrzewania mogłoby prowadzić do rozwijania temperatur skrajnych i w konsekwencji degradacji właściwości arkusza tytoniowego 66. Korzystnie, etap chłodzenia jest prowadzony za pomocą chłodziarki zimną wodą, pracującej za pomocą strumienia powietrza, otrzymywanej z Airtech Systems Corp., Stroughton, Maine, jakkolwiek można stosować wiele alternatywnych układów chłodzących, znanych fachowcom z tej dziedziny.

Po etapie suszenia i chłodzenia arkusza 146 i 148, ususzona i ochłodzona taśma arkusza tytoniowego 66dc jest przepuszczana przez urządzenie do eliminowania pofałdowań, takiejak oferowane przez Thermo Electron Web Systems, Inc., Aubum, Maine lub inne odpowiednie urządzenie do rozprostowywania taśmy znane fachowcom z tej dziedziny. Po wyjściu z etapu

182 701 rozprostowywania pofałdowań 150, arkusz tytoniowy 66 jest zasadniczo pozbawiony indykowanych termicznie pofałdowań wzdłuż swych krawędzi i znajduje się w stanie przydatnym do następnego nawinięcia i przecinania w etapach 152 i 154. Jednakże przed przeprowadzeniem tych etapów korzystne jest monitorowanie temperatury, poziomu wilgoci i całkowitego ciężaru taśmy arkusza tytoniowego 66f, gdy wychodzi on z etapu rozprostowywania pofałdowań 150 tak, aby zapewnić kontrolę procesu dla uzyskania taśmy arkusza tytoniowego 66s w stanie przydatnym do nabijania i przecinania i aby otrzymać pożądaną wartość docelową temperatury i wilgoci, a także łączny ciężar bębnów 66b.

W szczególności, przy monitorowaniu taśmy arkusza tytoniowego 66, odczyt jej całkowitego ciężaru jest wykorzystywany do ustawiania warunków etapu powlekania 144, takich jak szybkość podawania zawiesinowego materiału tytoniowego do powlekarki ze wsteczną rolką lub do szczeliny przy zacisku powlekarki. Odczyty poziomu wilgoci w etapie monitorowania 151 są wykorzystywane do kontrolowania operacji suszenia tak, aby otrzymać docelowe poziomy wilgoci w taśmie jak napisano poprzednio. Podobnie, etap chłodzenia 148 jest kontrolowany w odpowiedzi na odczyty temperatury taśmy arkusza tytoniowego 66 w etapie monitorowania 151.

Następnie, taśma arkusza tytoniowego 66 jest nawijana w etapie nawijania 152, który jest przeprowadzany za pomocą maszyn do nawijania taśmy, znanych i dostępnych w dziedzinie przetwarzania arkuszy. Następnie, nawinięta taśma arkusza tytoniowego 68s jest przecinana na poszczególne bębny 66b, przy czym odcięta szerokość dla każdego bębna jest dobrana do pożądanego obwodu papierosa 23.

Przy wyjściu z etapów konwersji 122, bęben 66b znajduje się w stanie przystosowanym do zautomatyzowanego wytwarzania papierosów 23, takiego jak połączone operacje ujawnione w odniesieniu do fig. 6 współbieżącego zgłoszenia USA nr seryjny 07/943,504, złożonego 11 września 1992, wprowadzonego tutaj jako odniesienie.

Gliceryna w materiale tytoniowym 70 służy jako prekursor aerozolu i ułatwia formowanie się widzialnego aerozolu podczas spalania papierosa 23. Dodatkowo, gdy gliceryna jest uwalniana do atmosfery, to podlega ona skropleniu i ma wygląd występujący typowo w dymie papierosowym. Zamiast niej można zastosować inne środki pochłaniające wilgoć, odpowiednie do stosowania w przemyśle tytoniowym.

Ewentualnie, po etapie odlewania 123 można wzdłuż jednej strony arkusza 68 powlekać alginian przed, podczas lub po etapie powlekania 126. Powłoka alginianowa nadaje dodatkową wytrzymałość i tworzy błonę wzdłuż jednej strony arkusza podstawowego 68. Jednakże ten arkusz podstawowy 68 ma wystarczającą wytrzymałość bez alginianu, i zalecaną praktykąjest wykonywanie arkusza podstawowego 68 bez powłoki alginianowej.

Wynalazek obecny można praktykować z zastosowaniem innych rodzajów arkuszy podstawowych 68 (nośników), obejmujących warstwy z włókna węglowego lub warstwy metaliczne lub sitowe, opisane we współbieźących zgłoszeniach patentowych USA nr ser. 07/943,504,07/943,747, opis patentowy USA nr 538,8594, oraz europejskie zgłoszenie patentowe EP-A-0615411, wprowadzone tutaj jako odniesienie.

Warstwy z włóknem ujawnione w EP-A-0615411 i w opisie patentowym USA nr 538,8594, których kontynuacje stanowi współbieżące zgłoszenie nr seryjny 08/380 718, złożone 30 września 1995, mają zalecaną kompozycję, która stanowi arkusz podstawowy 68 zawierający włókna tytoniowe w zakresie 20-30 g/m², bardziej korzystnie około 24 do 28 g/m², a najkorzystniej 26 g/m², włókno węglowe w zakresie 2-9 g/m², bardziej korzystnie 2 do 4 g/m², a najkorzystniej około 3 g/m², i pektynę w zakresie około 0,5 do 1,5 g/m², a najkorzystniej około 1 g/m². Korzystnie składniki te są wyrównoważone tak aby ustanowić arkusz podstawowy 68 mający łączny ciężar podstawowy około 30 g/m². Zaleca się również stosowanie włókna węglowego o długości pasma 1/4 cala dla ułatwienia jego rozpraszania podczas etapu wytwarzania zawiesiny. Zapoczątkowanie dyspersji włókna węglowego jest ułatwione wówczas gdy stosuje się procedury takie jak ujawnione w patentach USA nr 4007083 i 4234379.

W innym rozwiązaniu tytoniowego arkusza podstawowego 66 (to jest warstwy włókna węglowego), całkowity ciężar gotowego arkusza suchego wynosi korzystnie około 160 g/m², z cze

182 701 go 30 g/m² stanowi arkusz podstawowy 68, a 130 g/m² stanowi materiał tytoniowy 70. Bardziej zalecane rozwiązanie tytoniowego arkusza podstawowego 66, który nie zawiera włókna węglowego, ma ciężar arkusza w stanie suchym wynoszący około 170 g/m², z czego 40 g/m² stanowi arkusz podstawowy 68 a 130 g/m² stanowi materiał tytoniowy 70.

Niezależnie od tego który rodzaj arkusza podstawowego 68 (lub nośnika) jest stosowany, to materiał tytoniowy 70 jest korzystnie umieszczany na wewnętrznej powierzchni arkusza podstawowego 68 i uwalnia tytoniowy aerozol smakowy (reakcję) po ogrzaniu. Tego rodzaju materiały mogą również zawierać ciągłe arkusze, pianki, żele, osuszone zawiesiny lub osuszone rozpryskowo osadzone zawiesiny materiału tytoniowego.

Jak przedstawiono na fig. 3 i w połączeniu z zaleceniami występującymi w opisie patentowym USA nr 5388594, gdy papieros 23 według zalecanego rozwiązania jest włożony do gniazda 27, jest on prowadzony do obsady ogrzewającej 39, aż swobodny koniec 78 papierosa 23 oprze się o ogranicznik 182 umieszczony trwale przy podstawie obsady ogrzewacza 39. Gdy tylko papieros znajdzie się na miejscu, można rozpocząć palenie, zaś każde zaciągnięcie się papierosem przez palacza jest stwierdzane przez czujnik zaciągnięć 45, który we współpracy z obwodem sterowania 41 powoduje dostarczanie prądu elektrycznego do wstępnie wybranego jednego z ogrzewaczy 37. Moc jest dostarczana przez obwód elektryczny który zawiera przewody 183 na jednym końcu każdego ogrzewacza 37, wspólny pierścień 184 przy przeciwległym końcu każdego ogrzewacza 37 i wspólny przewód 186 odchodzący od wspólnego pierścienia 184 z powrotem w pobliże przewodów 183. Gdy każdy ogrzewacz 37 jest pobudzony, wówczas energia cieplna jest przekazywana przez owijkę 71 i tytoniowy arkusz 68 w ilości wystarczającej do spowodowania aby tytoniowy materiał smakowy 70 arkusza tytoniowego 66 uwolnił aerozolowy tytoń wewnątrz tytoniowego pręcika 60, który jest pociągany z papierosa 23 w odpowiedzi na zaciąganie się papierosem przez palacza osłoniętym bibułką końcem papierosa 23.

Zaciąganie się przez palacza papierosem trwa zwykle około 1,5 do 2,0 sekund, zaś procedury testowania papierosów według FTC przyjmują czas trwania zaciągania 2,0 sek.

Tam gdzie odcisk stopki ogrzewacza 94 przykrywa pustą przestrzeń 91, aerozol jest uwalniany bezpośrednio z ogrzanego tytoniowego materiału smakowego 70 do pustej przestrzeni 91, skąd jest on wciągany do końcówki 62 z bardzo niewielkim spadkiem ciśnienia. Natomiast tam gdzie odcisk stopki ogrzewacza 94_przykrywa wkład tytoniowy 80 (przykrycie wypełniacza 99/ ogrzewacza), bliskie części wkładu tytoniowego 80 zostają ogrzane wraz z bliskimi częściami arkusza tytoniowego 66. Tak więc, zmieszane gatunki tytoniu we wkładzie tytoniowym 80 mają swoją własną frakcję w całkowitym aerozolu tak, aby nadawać mu swój smak i inne walory subiektywne. Aerozol uwalniany z tytoniowego wkładu 80 w pobliżu przykrycia 99 wypełniacza/ogrzewacza podlega pewnej filtracji i spadku ciśnienia, gdy jest wciągany przez wkład tytoniowy 80 do pustej przestrzeni 91.

Aerozol wytwarzany z ogrzewania tytoniowego wkładu 80 posiada właściwość i smak, które mogą być zmieniane przez mieszankę tytoniu jak również przez regulację zasięgu na jaki odcisk stopki ogrzewacza 94 przykrywa tytoniowy wkład 80. Aerozolowy komponent wytwarzany w sąsiedztwie pustej przestrzeni 91 jest uwalniany szybciej z papierosa ponieważ występuje mniejsza bezwładność cieplna przy pustej przestrzeni 91 i ponieważ odparowana termicznie substancja tytoniowa przy pustej przestrzeni 90 nie podlega spadkowi ciśnienia tytoniowego wkładu 80 i zamiast tego jest szybciej doprowadzana do końcówki 62 poprzez swobodny przepływowy filtr 74. Ma jednak on właściwość odmienną od komponentu uwalnianego z wkładu tytoniowego 80, ponieważ jest uwalniany głównie z tytoniowego materiału zapachowego 70 na arkuszu podstawowym 68. Jak będzie wyjaśnione szczegółowo poniżej, stwierdzono że dla uzyskania satysfakcji palacza, aerozol dostarczany z papierosa 23 korzystnie zawiera obydwa komponenty aerozolu dla zapewnienia bezpośredniego dostarczania palaczowi i dla zawarcia wrażeń smakowych odpowiadających tytoniowej mieszance wypełniającej. Jak wynika z podanych poniżej zaleceń, obecność pustej przestrzeni 91 (i natychmiastowość początkowego dostarczania) zapewnia ciągłe od zaciągnięcia do zaciągnięcia spalanie się papierosa 23 i powoduje właściwą konsystencję papierosów. Relacja ta ma wpływ na porównywalne własności każdego

182 701 zaciągnięcia podczas spalania częściowo wypełnionego papierosa 23 wykonanego według zalecanego rozwiązania (mającego wkład z ciętego wypełniacza 80 i pustą przestrzeń 90), w porównaniu z papierosami 23’ pierwszego rozwiązania alternatywnego (fig. 6A) nie posiadającego ciętego wypełniacza wewnątrz zrolowanego arkusza tytoniu, i z drugim alternatywnym rozwiązaniem (fig. 7A), mającym zrolowany arkusz tytoniu całkowicie wypełniony ciętym wypełniaczem. W tych alternatywnych rozwiązaniach należy zauważyć, że tytoniowy arkusz 66 ’ i 66” zawiera arkusz 68 i warstwę materiału tytoniowego 70 podobnie jak w rozwiązaniu zalecanym. Tytoniowe pręty 60’ tych alternatywnych rozwiązań również zawierają owijkę 71.

Dla uzyskania porównawczych danych jak przedstawiono na fig. 6B i 7B przy spalaniu papierosów pokazanych na fig. 6A i odpowiednio 7A zastosowano serpentynowy element grzejny ustawiony na energię 15 Juli.

Jak pokazano na fig. 6A, papieros przeznaczony do spalania w elektrycznym układzie spalania według pierwszego rozwiązania alternatywnego zawiera pręcik tytoniowy 60’ i końcówkę 62’, z których każde zawiera komponenty oznaczone oznacznikami z wyróżnikiem’, odpowiadające komponentom zalecanego rozwiązania pokazanego na fig. 4A. Jednakże tytoniowy pręcik 60’ papierosa 23 nie zawiera żadnego ciętego wypełniacza wewnątrz tytoniowego arkusza 66’ a swobodny koniec 78’ tytoniowego pręta 60’ jest wyposażony w filtr wsteczno-przepływowy 200’. Arkusz podstawowy 68’ arkusza tytoniowego 66’ zawiera włókno węglowe jak opisano powyżej. Budowa papierosa 23’ jest również przedstawiona szczegółowo w patencie USA nr 5388594, wprowadzonym tutaj jako odniesienie. Dla potrzeb poniższego opisu, ten papieros 23 ’ będzie nazywany papierosem 23 ’ pozbawionym wypełniacza.

Jak przedstawiono na fig. 6C, przeprowadzono badania z zastosowaniem maszyny do palenia współpracującej z układem palenia 21. Wyjście maszyny do palenia było skierowane podczas każdego zaciągania poprzez urządzenie mierzące 6y, mające przezroczystą komorę 6v, gdzie wiązka światła 6u ze źródła 6w przechodzi przez przezroczystą komorę 6v do fotodetektora 6z z przeciwnej strony przezroczystej komory 6v. Wyjście foto-czujnika 6z zostaje oceniane dla stwierdzenia natężenia wiązki światła 6u uderzającej o czujnik 6z. Jakikolwiek aerozol tytoniowy przechodzący przez komorę 6v będzie powodował efekt rozpraszania światła wiązki światła 6u, tak że jakakolwiek wynikowa zmiana w stwierdzonym natężeniu światła przy fotodetektorze 6z będzie wskazywała całkowity skład cząsteczkowy (TPM) w aerozolu. Zgodnie z praktyką testowania FTC papierosów zaleca się, aby maszyna do palenia wykonywała standardowe dwusekundowe zaciągnięcia z układu do palenia 21.

Informacja przedstawiona graficznie na fig. 6B przedstawia intensywność zarejestrowaną przy urządzeniu do pomiaru dymu w stosunku do czasu wykonywania przez maszynę do palenia każdego z kolejnych zaciągnięć podczas spalania pozbawionego wypełniacza papierosa 23’ . Dane te wskazują następujące tendencje: że w przypadku pozbawionego wypełniacza papierosa 23 ’, pierwsze i drugie zaciągnięcie nie są spójne z pozostałymi trzema zaciągnięciami, ponieważ te późniejsze trzy zaciągnięcia są znacznie bardziej spójne ze sobą, i że aerozol jest dostarczany na długi czas przed upływem dwusekundowego okresu czasu każdego zaciągnięcia. Pozbawiony wypełniacza papieros 23’ ma mniej spójne dostarczanie aerozolu przy pierwszych kilku zaciągnięciach, zaś spójność dostarczania występuje jedynie w ostatnich zaciągnięciach. Dane odniesione do pierwszego zaciągnięcia są spójne z ogólnym spostrzeżeniem, że maszynowe spalanie pozbawionego wypełniacza papierosa 23 ’ dostarcza mniej aerozolu podczas pierwszego zaciągnięcia, o ile nie zostaną zastosowane dodatkowe środki takie jak perforowanie pręcika tytoniowego 60’ lub inne środki podane w patencie USA nr 5388594.

Na fig. 7A przedstawiono następne rozwiązanie spalanego elektrycznie papierosa 23”, który zawiera tytoniowy pręcik 60” i końcówkę 62” mające komponenty i układ podobny do przedstawionych w zalecanym rozwiązaniu pokazanym na fig. 4A, przy czym podobne komponenty oznaczono wyróżnikiem podwójny’. Jednakże papieros 23” zfig. 7A zawiera filtr wsteczno-przepływowy 200” przy swobodnym końcu 78” i kolumnę ciętego wypełniacza 220” przechodzącą wzdłuż całej długości pręcika tytoniowego 60” pomiędzy filtrem wstecznoprzepływowym 200” a swobodnie przepływowym filtrem 74” pręcika tytoniowego 60”. Kołu

182 701 mna tytoniowa 220” papierosa 23 ” zawiera mieszankę tytoniu burley, tytoniu jasnego i orientalnego o gęstości pręcika 0,270 g/cm³. Arkusz podstawowy 68” arkusza tytoniowego 66” zawiera włókno węglowe jak opisano powyżej. W poniższym opisie papieros 23” będzie określony jako całkowicie wypełniony papieros 23”.

Na fig. 7B przedstawiono wyniki pomiarów natężenia światła z urządzenia do pomiaru dymu 6y, skorelowany z upływem czasu każdego zaciągnięcia dla kolejnych zaciągnięć ponumerowanych od 1 do 7, dokonywanych na całkowicie wypełnionym papierosie 23 ” . Dane przedstawione na fig. 7B wykazują dwie tendencje określające jakość papierosa wykonanego tak jak całkowicie wypełniony wypełniaczem papieros 23 ”: że pierwsze kilka zaciągnięć daje znaczące dostarczanie aerozolu, jednakże następnie dostarczanie maleje do tego stopnia że ostatnie trzy zaciągnięcia dają znacznie mniejsze dostarczanie aerozolu niż pierwsze kilka zaciągnięć (o ile nie zastosowano środków korekcyjnych), i że przy całkowicie wypełnionym papierosie 23” dostarczanie aerozolu jest opóźnione i początkowe zaciągnięcia (zaciągnięcie pierwsze, drugie, trzecie) nie dają maksymalnego dostarczania aż po upływie znacznej części dwusekundowego okresu czasu.

Podczas pierwszych kilku zaciągnięć, całkowicie wypełniony papieros 23” dostarcza większą całkowitą objętość aerozolu niż pozbawiony filtra papieros 23’. Porównanie danych przedstawionych na fig. 7B i 6B utwierdza to generalne spostrzeżenie, że całkowite obszary powyżej liniami pierwszych kilku zaciągnięć na fig. 7B dla całkowicie wypełnionego papierosa 23” są większe niż całkowite obszary ponad liniami pierwszych kilku zaciągnięć na fig. 6B dla pozbawionego wypełniacza papierosa 23 ’. Obszar powyżej każdej linii zaciągania na fig. 7B i 6B jest wskaźnikiem całkowitego dostarczania aerozolu podczas zaciągania.

Jednakże uważa się, że opóźnienie w dostarczaniu aerozolu przez całkowicie wypełniony papieros 23” powoduje, że palacz podejmuje wydłużone, bardziej gwałtowne zaciągnięcie w odpowiedzi na niestwierdzenie bezpośredniej odpowiedzi smakowej z papierosa 23”. To przedłużone zaciągnięcie może z kolei spowodować że ogrzane części owijki 71” i tytoniowego arkusza 66” zostają bardziej wykorzystane (utlenione) przez dodatkowe powietrze wciągane przez papieros tak, że występuje bardziej znaczące przerwanie i być może zlokalizowane zapadnięcie kolumny tytoniu 220” podczas pierwszych kilku zaciągnięć. Dodatkowo uważa się, że gdy tylko zostanie zainicjowana piroliza w całkowicie wypełnionym papierosie, to staje się on bardziej samopodtrzymujący, ze względu na obecność większej masy spalanego tytoniu i/lub ze względu na jego bardziej zwarty stan. W każdym przypadku, ponieważ powietrze może być łatwiej wciągane do pręcika tytoniowego przez rozgałęzione “spalone” miejsca podczas pierwszych kilku zaciągnięć, te zlokalizowane rozgałęzienia skracajądrogę pożądanego toru przepływu powietrza w następnych zaciągnięciach. W konsekwencji, w przypadku całkowicie wypełnionego papierosa 23” dostarczanie aerozolu maleje podczas ostatnich zaciągnięć. Dane przedstawione na fig. 7B i powyższe wyjaśnienie jest zgodne z generalnym spostrzeżeniem, że całkowicie wypełniony papieros 23 ’ lub papieros tradycyjny, gdy są spalane za pomocą zapalniczek elektrycznych, mają tendencję do spadku dostarczania aerozolu w miarę kolejnych zaciągnięć.

W tego rodzaju opóźnionej ale bardziej samopodtrzymującej pyrolizie, całkowicie wypełniony papieros 23’ wykazuje tendencję do wytwarzania dużej ilości aerozolu w ostatnich etapach zaciągania, tak że może być kontynuowane wytwarzanie aerozolu poza okresem czasu w którym palacz aktualnie zaciąga się papierosem. Ta ostatnia sytuacja może spowodować wytwarzanie “pozaciągnięciowego” aerozolu, który może przedostawać się do wnętrza obudowy 33 zapalniczki 25, zwłaszcza w pobliżu obsady ogrzewacza 39. Tego rodzaju “wydobywający się o zaciągnięciu” aerozol będzie skraplał się na elementach grzejnych 33 lub będzie wystarczająco długo krążył aby uległ wciągnięciu do papierosa 23” podczas następnego zaciągnięcia. W każdym przypadku jest to niekorzystne dla dostarczania przyjemnego i stałego smaku.

Powracając do fig. 6B linie zaciągania się pozbawionym wypełniacza papierosem 23 ’ wykazują, że dostarczanie aerozolu jest maksymalne (tam gdzie linie zaciągania przebiegająnajwyżej) przez dłuższy czas przed dwusekundowym czasem trwania standardowego zaciągnięcia, i że dostarczanie jest minimalne przy ostatnich etapach zaciągania, tak że w przypadku pozbawione

182 701 go wypełniacza papierosa 23’ wytwarzanie aerozolu “po zaciągnięciu” nie stanowi dużego problemu. Jednakże jak stwierdzono powyżej, pozbawiony wypełniacza papieros 23’ dostarcza mniejszą całkowitą objętość aerozolu niż całkowicie wypełniony papieros 23” , a niespójne dostarczanie podczas pierwszych kilku zaciągnięć i traci swe właściwości subiektywne i gamę smakową, która jest stwierdzana w przypadku mieszanki ciętego wypełniacza (lub nawet niezmieszanego wypełniacza).

Na fig. 8 przedstawiono dane porównywalnego spalania za pomocą maszyny do spalania z zastosowaniem urządzenia do pomiaru dymu 6y, jak opisano powyżej w odniesieniu do papierosów wykonanych jako pozbawiony wypełniacza papieros 23 ’, całkowicie wypełniony papieros 23 ” i częściowo wypełniony papieros 23 wykonany według zalecanego rozwiązania wynalazku (jak pokazano na fig. 4A). Jako arkusz podstawowy we wszystkich tych papierosach zastosowano warstwę włókna węgłowego. Na podstawie rozważenia danych przedstawionych na fig. 8 stwierdzono, że częściowo wypełniony papieros 23 według wynalazku zapewnia bardziej ustabilizowane dostarczanie aerozolu poprzez dym. Nie występuje w nim spadek dostarczania aerozolu, który ma miejsce w przypadku ostatnich zaciągnięć całkowicie wypełnionym papierosem 23” i ma bardziej ustabilizowane dostarczanie aerozolu niż pozbawiony wypełniacza papieros 23’ podczas pierwszych kilku zaciągnięć. Częściowo wypełniony papieros 23, przetestowany dla zgromadzenia danych wykorzystanych na fig. 8 stanowił papieros połowicznie wypełniony ciętym wypełniaczem, tak że przykrycie ogrzewacza ponad pustą przestrzenią w papierosie było stosunkowo duże i wynosiło około 6 mm. Elementy grzejne przystosowane do otrzymania danych przedstawionych na fig. 8 były typu serpentynowego i pracowały z energią 15 juli na cykl ogrzewania.

Na fig. 8 przedstawiono ilość aerozolu (w miligramach) wytwarzanego podczas pierwszych dwóch sekund każdego zaciągnięcia w cyklu zaciągnięć podczas palenia każdego szczególnego rodzaju papierosa. W stosunku do danych przedstawionych na fig. 6B i 7B, ilość aerozolu wskazana na fig. 8 odpowiada analitycznie całce (obszar utworzony powyżej) każdej linii zaciągania od 0 do w sekundy na fig. 6B i 7B.

Dane przedstawione na fig. 8 ilustrują spadek dostarczania aerozolu w przypadku całkowicie wypełnionego papierosa 23 ” w trakcie od pierwszego zaciągnięcia do następnych zaciągnięć. W przeciwieństwie do tego, pozbawiony wypełniacza papieros nie wykazuje spadku dostarczania aerozolu jak w przypadku całkowicie wypełnionego papierosa 23”.

Dane przedstawione na fig. 8 ilustrująrównież wyraźnie, że częściowo wypełniony papieros 23 zapewnia ustabilizowane dostarczanie aerozolu w porównaniu z pozbawionym wypełniacza papierosem 23’ w trakcie sześciu zaciągnięć. Ponadto zauważa się tu udział ciętego wypełniacza wpływającego na smak i subiektywne odczucie.

W tabeli zestawiono dane wskazujące w jaki sposób zmiany wielkości wpustej przestrzeni w papierosie 23 przez ogrzewacza mogą wpływać na dostarczanie aerozolu. Dane przedstawione w tabeli zostały otrzymane z maszyny do spalania częściowo wypełnionych papierosów mających pręcik tytoniowy o długości 32 mm, swobodnie przepływowy filtra o długości 7 mm przy owiniętym bibułką końcu pręcika tytoniowego i bibułkę o długości 30 mm, przy czym długość odcisku stopki ogrzewacza wynosiła 12 cm i był on wycentrowany w środkowym miejscu pręcika tytoniowego na każdym papierosie.

TABELA

Długość pustej przestrzeni (mm)	4	7	10
Nałożenie ogrzewacza wzdłuż pustej przestrzeni (mm)	1	4	7
Nałożenie ogrzewacza wzdłuż wkładki tytoniowej	11	8	5
Średnia TPM	4,9	5,5	7,0
Ustawiona średnica TPM (najniższy odczyt pominięty)	5,2	5,9	7,3
Standardowa odchyłka ustawionej średniej	0,34	0,53	0,50

182 701

Na fig. 9 przedstawiono graficzną ilustrację całkowitego składnika cząsteczkowego (TPM) dostarczanego aerozolu w funkcji wielkości przykrycia wypełniacza-ogrzewacza (w mm). Przedstawione tu dane otrzymano z zastosowaniem standardowej techniki testowania dla określania poziomów “smoły” FTC z zastosowaniem podkładek Cambridge i dwusekundowych przedziałów zaciągania na standardowych maszynach do palenia. Testowane papierosy stanowiły częściowe wypełnione papierosy mające arkusz podstawowy z włókna węglowego i całkowitą długość 58 mm, przy czym dane występujące wzdłuż rzędnej na fig. 9 otrzymano z pozbawionego wypełniacza papierosa mającego podstawowy arkusz z włókna węglowego i tą samą całkowitą długość. Podczas zmiany okrycia tytoniu ogrzewaczem, długość odcisku stopki ogrzewacza pozostawała stała i był on wycentrowany na środkowym punkcie pręcika tytoniowego. Tak więc, każdy wzrost pokrycia tytoniu ogrzewaczem powodował proporcjonalne zmniejszenie pokrycia ogrzewaczem pustej przestrzeni. Ogrzewacz był typu serpentynowego i jego długość odcisku wynosiła około 10 mm. Wszystkie te dane zebrane razem wskazują że istnieje drugorzędowa zależność pomiędzy całkowitym dostarczanym składnikiem cząsteczkowym i wielkościąpokrycia wypełniacza przez ogrzewacz. Dane przedstawione na fig. 9 i oddzielny zestaw danych przedstawiony w tabeli wykazują że można regulować wielkość pokrycia wypełniacza przez ogrzewacz dla otrzymania pożądanego (docelowego) poziomu dostarczania aerozolu w częściowo wypełnionym papierosie 23.

Regulowanie wielkości pokrycia wypełniacza przez ogrzewacz stanowi zalecany sposób otrzymywania pożądanego poziomu “smoły” w częściowo wypełnionych papierosach, ponieważ stwierdzono, że zmiany pokrycia wypełniacza przez ogrzewacz mająbardziej wyraźny i kontrolowany wpływ na dostarczanie aerozolu niż zmiany gęstości pręcika we wkładzie tytoniowym 80. Umożliwia to dobieranie gęstości pręcika we wkładzie tytoniowym 80 w celach innych niż dobór poziomu smoły, na przykład dla kontrolowania rozluźnionych końców i/lub zyskiwania pożądanego stopnia spadku ciśnienia i/lub filtracji przy swobodnym końcu 78 pręcika tytoniowego 60 lub dla innego ułatwienia wytwarzania. Otrzymuje się również możliwość zmiany dostarczania substancji smolistych w produktach papierosowych bez konieczności zmiany arkusza tytoniowego 66 lub wkładu tytoniowego 80.

Korzystny jest również taki dobór względnych wymiarów częściowo wypełnionego papierosa 23 i wymiarów obsady ogrzewacza 39 zapalniczki 21, że po włożeniu papierosa 23 do zapalniczki 21, każdy element grzejny 37 jest umieszczony w bloku pręcika tytoniowego 60 tak, że przynajmniej niektóre jeżeli nie wszystkie odciski stopki ogrzewacza nakładają się tylko na wypełnioną część pręcika tytoniowego 60 (ponad wkładem tytoniowym 80). W takiej konfiguracji, pusta przestrzeń 91 ułatwia wytwarzanie aerozolu i wspomaga chłodzenie dymu. Uważa się, że swobodnie przepływowy filtr 74 wspomaga wytwarzanie aerozolu poprzez stanowienie ograniczenia przepływu dla składników aerozolu wciąganych z szerszej pustej przestrzeni 91. Z tego względu, należy zauważyć, że swobodnie przepływowy filtr 74 pręcika tytoniowego 60 posiada krawędzie 73 i75 przy miejscach przejścia pomiędzy nimapustąprzestrzenią91 zjednej stronyi pomiędzy i swobodnie przepływowym filtrem 102 z drugiej strony. Te krawędzie 73 i 75 powstają w wyniku mniejszego wewnętrznego promienia swobodnie przepływowego filtra 74 niż każdy z pozostałych dwóch, sąsiednich obszarów (pusta przestrzeń 91 i przestrzeń zamknięta wewnątrz swobodnie przepływowego filtra 102). Uważa się, że te krawędzie 73 i 75 (i ewentualnie inne sąsiednie części swobodnie przepływowego filtra 74) wzmagają turbulencję i inne warunki przepływowe, korzystne do wytwarzania aerozolu z fazy gazowej i składników fazy cząsteczkowej, uwalnianych z ogrzanych części tytoniowych pręcika tytoniowego 60.

Jak przedstawiono na fig. 10, papieros 23a wykonany według następnego zalecanego rozwiązania wynalazku posiada komponenty i budowę taką samą jak przedstawiona przy rozważaniu papierosa 23 na fig. 4A, jednakże z dodatkiem filtra wsteczno-przepływowego 200a, umieszczonego przy swobodnym końcu 78a pręcika tytoniowego 60a. Filtr wsteczno-przepływowy 200a zapobiega wydobywaniu się tytoniu z wkładu tytoniowego 80a przy swobodnym końcu 78a. Swobodnie przepływowy filtr 200a może również być zabarwiony tak, aby wskazać że papieros 23a stanowi papieros przeznaczony do stosowania w elektrycznym

182 701 urządzeniu do spalania zamiast papierosa przeznaczonego do przypalania zapałką lub konwencjonalnązapalniczką papierosową, jak w przypadku papierosów tradycyjnych. Jakkolwiek filtr wsteczno-przepływowy 200a pokazano jako oddzielny komponent owiniętego wkładu tytoniowego 80a, to jednak dla wygody wytwarzania papierosa 23a można połączyć wkład tytoniowy 80a z filtrem wsteczno-przepływowym 200a za pomocą owijki (nie pokazanej). W przypadku filtra wsteczno-przepływowego, papieros 23a można zaopatrzyć we wkład tytoniowy 80a mający małą gęstość pręcika bez ryzyka wystąpienia problemów takich jak luźne końce lub tytoń wypadający z pręcika tytoniowego 60a. Jak podano w EP-A-0,615,411, oraz w zgłoszeniu patentowym USA nr seryjny 07.943,504, i patencie USA nr 5,388,594, filtr wsteczno-przepływowy 200a ogranicza lub całkowicie zapobiega uwalnianiu aerozolu ze swobodnego końca 78a pręcika tytoniowego 60a w wyniku zaciągnięcia i wytwarza spadek ciśnienia na swobodnym końcu 78a tak, aby korzystnie ograniczyć ilość powietrza która jest wciągana do papierosa 23a od strony swobodnego końca 78a w stosunku do proporcjonalnej ilości powietrza wpuszczanego wzdłuż boków pręcika tytoniowego 60a.

Ze względu na rozwiązanie częściowego wypełnionego papierosa 23 według rozwiązania zalecanego, dla ustanowienia i/lub uregulowania dostarczania aerozolu na pożądanym poziomie “smolistości” można wykorzystać energię ogrzewaczy i wielkość przykrycia wypełniacza przez ogrzewacz. Tak więc, przy projektowaniu nowego częściowo wypełnionego papierosa 23, dla uzyskania pożądanego stopnia spadku ciśnienia przy swobodnym końcu 78 i/lub dla kontrolowania przepływu wstecznego, można wykorzystać dobór gęstości pręcika we wkładzie tytoniowym 80, w ten sam sposób jak w przypadku filtra wsteczno-przepływowego 200a w rozwiązaniu alternatywnym 23a.

Jak przedstawiono na fig. 11, następny papieros 23b według innego zalecanego rozwiązania wynalazku zawiera wkład tytoniowy 80b, który ma część o małej gęstości 31 Ob w sąsiedztwie pustej przestrzeni 91 b i część o dużej gęstości 320b w sąsiedztwie swobodnego końca 78b pręcika papierosowego 60b. Konfiguracja papierosa 23b jest tego rodzaju, że odcisk stopki ogrzewacza 94b przykrywa część o małej gęstości 31 Ob wkładu tytoniowego 80b tak, aby uzyskać zwiększone dostarczanie aerozolu, uzyskiwane w przypadku mniejszych gęstości pręcika. Obszar dużej gęstości ciętego wypełniacza 320b ma na celu uniknięcie wystąpienia luźnych końców i ograniczenie przekazywania powietrza osiowo przez pręcik 60b w sposób analogiczny do filtra wsteczno-przepływowego 200a.

Na fig. 12-21 są pokazane obecnie zalecane rozwiązania ogrzewaczy. Ogrzewacze te są przydatne do dowolnego rozwiązania papierosa opisanego powyżej, to jest do całkowicie wypełnionego, częściowo wypełnionego i pozbawionego wypełniacza papierosa z fig. 4a, 4b, 6a, 7a, 10 i 11, oraz do modyfikacji tych papierosów.

Ogrzewacze te poprawiają wytrzymałość mechaniczną przy powtarzalnych wsunięciach, regulacjach i wyjęciach papierosów 23 i w znaczący sposób polepszają wytwarzanie aerozoli z ogrzanego papierosa przy utrzymaniu warunków eneigetycznych. Stwierdzono, że wytworzone aerozole mają tendencję do przepływu promieniowo-wewnętrznego z impulsowanego ogrzewacza.

W ogólności, korzystnie stosuje się osiem łopatek grzejnych 121 dla otrzymania ośmiu zaciągnięć po kolejnym zapalaniu łopatek grzejnych 121, symulując tym samym ilość zaciągnięć konwencjonalnym papierosem. W szczególności, łopatki grzejne 121 biegną od piasty 110 dla utworzenia cylindrycznego układu łopatek grzejnych pobierających włożony papieros 23. Korzystnie, pomiędzy sąsiednimi łopatkami grzejnymi 121 jest utworzona szczelina 129.

Może być pożądana zmiana liczby zaciągnięć, a tym samym liczby łopatek grzejnych 121, gdy papieros jest włożony do cylindrycznego gniazda CR. Ta pożądana liczba jest otrzymywana przez utworzenie pożądanej liczby łopatek grzejnych 121. Można to uzyskać przez zastosowanie jednakowo lub niejednakowo zwymiarowanych łopatek.

Obsada ogrzewacza jest umieszczona w otworze 27 w zapalniczce 25. Wkłada się papieros 23, ewentualnie najpierw filtrem wsteczno-przepływowym 200, w otwór 27 w zapalniczce 25 do zasadniczo cylindrycznej przestrzeni obsady ogrzewacza 39, utworzonej przez pierścieniowo ukształtowaną nasadkę 83 mającą otwarty koniec dla pomieszczenia papierosa, cylindryczną tuleję kanału powietrznego 87, zespół ogrzewacza 100 zawierający łopatki grzejne 121, przewód

182 701 ny elektrycznie kołek lub wspólny przewód 104A, które służy jako wspólny przewód dla elementów ogrzewacza w zespole grzejnym, przewodne elektrycznie kołki lub przewody 104B i dystansownik. Dolna wewnętrzna powierzchnia 81 dystansownika zatrzymuje papieros 23 w pożądanym położeniu w obsadzie ogrzewacza 39 tak, że łopatki grzejne 121 sąumieszczone w sąsiedztwie wnęki 79 w papierosie, zaś w rozwiązaniu zalecanym są umieszczone jak opisano powyżej w odniesieniu od fig. 1 do 11.

Zasadniczo cała obsada ogrzewacza 39 jest umieszczona wewnątrz i przytwierdzona na miejscu poprzez pasowanie suwliwe z obudową 31 przedniej części 33 zapalniczki 25. Przednia krawędź 93 nasadki 83 jest korzystnie umieszczona przy pierwszym końcu 29 lub wystaje nieznacznie na zewnątrz pierwszego końca 29 zapalniczki 25 i korzystnie zawiera zukosowaną wewnętrznie lub zaokrągloną część dla ułatwienia prowadzenia papierosa 23 do i z obsady ogrzewacza 39. Kołki 104A i 104B sąkorzystnie umieszczone w odpowiadających gniazdach (nie pokazanych), tworząc tym samym podporę dla obsady ogrzewacza 39 w zapalniczce 25, zaś przewody lub drukowane obwody prowadzą z gniazda do rozmaitych elementów elektrycznych. Inne kołki mogą stanowić dodatkową podporę dla wzmocnienia zespołu kołków. Kołki 104A i 104B mogą być wykonane z dowolnego odpowiedniego materiału a korzystnie stanowią brąz cynowo-fosforowy. Kanał 47 w dystansowniku i podstawa 50 są połączone z uruchamianym przez zaciągnięcie czujnikiem 45, zaś czujnik światła 53 wyczuwa obecność lub brak papierosa 23 w zapalniczce 25.

Jak pokazano na fig. 12 i 13, zespół ogrzewacza 100 stanowi korzystnie strukturę monolityczną, która zawiera 8 łopatek grzejnych 121, odchodzących ze środkowej piasty 111 w układzie symetrycznym, lub jak opisano poniżej w odniesieniu do fig. 19, w układzie niesymetrycznym. Jak pokazano na fig. 13, zespół ogrzewacza wyznacza zasadniczo kolisty otwór wkładający 360 mający wlot 365, który kieruje włożony papieros w stronę wyznaczonego współosiowo cylindrycznego gniazda CR mającego średnicę, która jest mniejsza niż otwór wkładający 360. Otwór wkładający 360 jest utworzony przez odpowiednie części końcowe 118B sekcji łączącej 118 łopatek grzejnych 121, zaś sekcja wlotowa 365 jest utworzona przez część sekcji 118 pomiędzy krawędzią łączącą 118A i końcówką 118B. Koniec wkładający 360 korzystnie posiada średnicę która jest większa niż wkładany papieros 23 dla prowadzenia tego papierosa w kierunku gniazda CR, zaś gniazdo CR posiada średnicę w przybliżeniu równąpapierosowi 23 dla zapewnienia pasowania suwliwego w celu dobrego przenoszenia energii cieplnej. Papieros 23 korzystnie posiada średnicę, która jest w przybliżeniu równa zakresowi średnic znanych w tej dziedzinie. Przy odpowiednich tolerancjach wytwarzania papierosa 23, stopniowo zwężający się obszar lub wlot 365 podczas przejścia pomiędzy odległym końcem a gniazdem CR może również służyć do nieznacznego ściśnięcia papierosa w celu zwiększenia kontaktu termicznego z otaczającymi łopatkami 121 służącymi jako wewnętrzna ściana gniazda. Wkładający koniec 360 korzystnie posiada wewnętrzną średnicę wynoszącąokoło 0,356 cala± 0,02 cala, zaś gniazdo CE korzystnie posiada wewnętrzną średnicę około 0,278 cala ± 0,02 cala. Łopatki 120 mogąbyć nachylone do wewnątrz dla zwiększenia kontaktu termicznego z papierosem przez ograniczenie średnicy cylindrycznego gniazda.

Każda łopatka grzejna 121 w kształcie U zawiera pierwszą sekcję lub odnogę 116A, wystającąz pierwszego końca piasty 111, sekcję łączącą 118 podłączoną do przeciwległego drugiego końca pierwszej sekcji lub odnogi 116A, i drugą sekcję lub odnogę 116B wystającą przy pierwszym końcu z sekcji łączącej 118 w stronę piasty 111. Pierwsza i druga odnoga 116A i 116B są oddzielone szczeliną 125 która może być stosunkowo stała, sąkorzystnie zasadniczo równoległe w dowolnym stanie niezwiniętym jak na fig. 18 i 19 poniżej, sąciągłe w kierunku wkładania papierosa dla zredukowania niepożądanego zakleszczenia papierosa, i są tak ukierunkowane aby utworzyć cylindryczne gniazdo CR dla włożonego papierosa 23. Sekcja łącząca 118 ma zakrzywioną krawędź łączącą 118A dla połączenia przeciwległych wewnętrznych krawędzi odnóg łopatkowych 116A i 116B tak, że powstaje wydłużony tor w kształcie U, który jest zasadniczo równoległy z podłużną osią włożonego papierosa i który biegnie wzdłuż boku papierosa, jak przedstawiono szczegółowo poniżej. Zakrzywiona krawędź łącząca 118A korzystnie posiada

182 701 krzywiznę około 180° ± 20° tak, że powstaje łopatka w kształcie U i ma krzywiznę która jest wklęsła w stronę piasty 111 i wypukła w stronę otworu wkładającego 360. Pierwszy koniec pierwszej odnogi łopatkowej 116A przy piaście 111 może mieć zwiększoną szerokość, przy tej samej przybliżonej grubości, przy części 115 w stosunku do pozostałej reszty pierwszej odnogi 116A dla zmniejszenia gęstości prądu i gęstości mocy przy części 115 w celu zredukowania omowego ogrzewania części 115. Tak samo, to poszerzenie zwiększa integralność mechaniczną łopatki 121 przy piaście 111.

Drugi koniec 122 drugiej odnogi łopatki 116B jest korzystnie podwyższony w stosunku do głównej części drugiej sekcji łopatki 116B w kształcie uskoku dla ułatwienia połączenia elektrycznego z odpowiednim dodatnim kołkiem 104B. W szczególności, jak pokazano na fig. 12 i 13, końcówka 122 zawiera trzy sekcje, a mianowicie sekcję 122A, która stanowi zasadniczo płaską kontynuację głównej sekcji drugiej odnogi łopatki 116B, sekcje przejściową 122B która wznosi się pod kątem, jak pokazano i sekcje łączącego końca 122C, która jest zasadniczo równoległa do sekcji 122A. Sekcje końca 122 mogą mieć większą szerokość niż druga odnoga łopatki 122B dla nadania zwiększonej wytrzymałości, dla uzyskania odpowiedniego obszaru kontaktowego dla wymuszonego łączenia przy sekcji łączącego końca 122C, i dla obniżenia gęstości prądu i tym samym omowego ogrzewania końcówki 122. Sekcja końcowa 122Cjest korzystnie przyspawana lub też elektrycznie i mechanicznie połączona w dowolny inny sposób do dodatniego kołka 104B.

Inne rozwiązanie uzyskiwania wymuszonych połączeń łopatek ogrzewacza 121 jest pokazane na fig. 14 i 15. Końcówka łącząca 122 korzystnie nie ma kształtu uskoku jak na fig. 12 i 13, zamiast tego stanowi zasadniczo płaskie przedłużenie drugiej nogi ogrzewacza 116B, co upraszcza jej wytworzenie jak opisano poniżej. Dla zmniejszenia możliwości występowania zwarć w wyniku kontaktu pomiędzy dodatniąkońcówką 122 z piastą 111 i/lub z sekcją 115 pierwszej odnogi 116A, jak na przykład w przypadku gdy wsunięty papieros zostaje skręcony lub w inny sposób ustawiony przez palacza, na końcówkę 122, piastę 111 i sekcję 115 jest nałożona izolująca elektrycznie ceramiczna powłoka 300, zwłaszcza na odpowiednie wystające krawędzie tych elementów.

Korzystnie, ta ceramiczna powłoka jest nałożona w dowolny znany sposób, na przykład przez natryskiwanie plazmowe, na piastę 111, końcówkę łączącą 122 i sekcję 115 pierwszej odnogi 116A. Materiał ceramiczny korzystnie posiada stosunkowo wysoką stałą dielektryczną. Można zastosować tutaj dowolny odpowiedni izolator elektryczny, taki jak tlenek glinu, tlenek cyrkonu, mullit, kordieryt, spinel, fosteryt, ich kombinacje itd. Korzystnie, zastosowano tlenek cyrkonu lub inny materiał ceramiczny mający cieplny czynnik rozszerzalności blisko dopasowany do współczynnika znajdującej się pod spodem konstrukcji ogrzewacza metalowego dla uniknięcia różnic w rozszerzaniu i wynikających stąd wielkości skurczu podczas ogrzewania i chłodzenia, przez co unika się pęknięć i/lub rozwarstwień podczas pracy. Warstwa ceramiczna pozostaje fizycznie i chemicznie stabilna podczas ogrzewania elementu grzejnego. Na izolator elektryczny jest zalecana grubość np. około 1,0 do 10 mil, lub około 0,5-6 mil, a najkorzystniej 1-3 mil. Korzystnie, część końcówki 122 jest niepowleczona. Następnie dodatnie kołki 104B są połączone jak rozważono powyżej do tej odsłoniętej części. Dla uproszczenia maskowania, odpowiadająca część sekcji 115 tak samo nie jest powleczona materiałem ceramicznym.

Materiał ceramiczny można również zastosować, np. w tym samym etapie natryskiwania plazmowego, w szczelinie 127 pomiędzy końcami 122 i sekcjami 115 pierwszych odnóg 116A i w szczelinie 126 pomiędzy końcami 122 i piastą 110 dla utworzenia ceramicznej konstrukcj i piasty, zwiększającej mechaniczną integralność zespołu grzejnego, jak pokazano na fig. 15. Rozmiar tej ceramicznej konstrukcji piasty może być większy niż pokazano. Z zastosowaniem tego dodatkowego materiału ceramicznego lub bez jego stosowania, powłoka ceramiczna elektrycznie izoluje dodatnie końce łączące 122, a ponadto można zmniejszyć szerokość szczelin 127 i 125 przy jednoczesnym zachowaniu ochrony przeciwko zwarciom. Tak więc, sekcja końcowa 122 i sekcja 115 pierwszej odnogi 116A mogą mieć zwiększony obszar, tym samym dodatkowo wzmacniając gniazdo, i w przypadku piasty ceramicznej, zwiększając konstrukcję szkieletową i dodatkowo wzmacniając zespół grzejny. Ponadto, tego rodzaju powłoka ceramiczna wygładza ostrze krawędzi tworzące szczeliny 125 i 127 dla redukowania niebezpieczeństwa zakleszczenia

182 701 i zniszczenia papierosa, zwłaszcza podczas wkładania, wyjmowania lub jakiejkolwiek nastawy przez palacza. Alternatywnie, cała łopatka 121 i w szczególności pierwsza i druga odnoga 116A i 116B są całkowicie powleczone na jednej powierzchni, np. zewnętrznej powierzchni zwróconej dalej od papierosa, zarówno wewnętrznej jak i zewnętrznej powierzchni i/lub krawędziach tworzących szczeliny z warstwą ceramiczną, np. 2 mil tlenku cyrkonu, dla wzmocnienia łopatek grzejnych, utrzymując w razie potrzeby szczeliny. Łopatki 121 mogą więc być cieńsze, np. mogą mieć około 2 do około 6 mil, przez co zwiększa się rezystancję toru grzejnego i umożliwia się zastosowanie łopatek grzejnych dla zwiększonej pośredniej powierzchni termicznej z włożonym papierosem 23 przy jednoczesnym utrzymaniu tej samej całkowitej rezystancji łopatek. Ta zwiększona szerokość łopatek, wraz z warstwą ceramiczną dodatkowo powoduje wzmocnienie konstrukcji ogrzewacza. Tak samo, ceramiczna powłoka na zewnętrznej powierzchni łopatek 121, zwróconej dalej od włożonego papierosa, może zapobiegać stratom termicznym z ogrzanej łopatki do otoczenia. Materiał ceramiczny nakładany poprzez natryskiwanie plazmowe lub dowolnym innym sposobem opisanym w odnośnych zgłoszeniach i korzystnie jest nakładany poprzez fizyczne osadzanie oparów za pomocą wiązki elektronowej dla uniknięcia indukowania resztkowych naprężeń, które mogą być indukowane podczas obróbki przy natryskiwaniu plazmowym z powodu obróbki powierzchni i/lub w wyniku uderzenia cząstek.

Każda łopatka 121 tworzy rezystancyjny element grzejny. W szczególności, pierwszy koniec 115 pierwszej sekcji łopatki 116A jest podłączony elektrycznie do ujemnej końcówki źródła zasilania, a w szczególności stanowi integralne przedłużenie piasty 111 lub jest mechanicznie i elektrycznie podłączone do piasty 111, która z kolei jest elektrycznie i mechanicznie podłączona do ujemnego kołka 104A poprzez spawanie lub inną technikę takąjak lutospawanie lub lutowanie. Korzystnie, stosuje się dwa kołki końcówkowe 104A dla utworzenia wyrównoważonej podpory, ponieważ ujemne i dodatnie połączenia również służą do mechanicznego podparcia ogrzewacza. Piasta 111 pełni zatem funkcje podzespołu elektrycznego wspólnego dla wszystkich łopatek 121 ogrzewacza. W dowolnym z rozwiązań, ujemne połączenie do każdego ogrzewacza może być wykonane indywidualnie, np. za pomocą odpowiedniego ujemnego styku, umieszczonego na końcu ogrzewacza naprzeciwko odpowiedniego dodatniego styku 122.

Odpowiednie połączenie dodatnie dla każdej łopatki 121 ogrzewacza jest wykonane przy łączącej sekcji końcowej 122C drugiej sekcji łopatki 116B jak omówiono powyżej. Łącząca sekcja końcowa 122C jest izolowana elektrycznie lub izolowana od wspólnej piasty 110 poprzez szczelinę 127 od pierwszej sekcji łopatki 116A a zwłaszcza pierwszego końca 115 towarzyszącej łopatki 120 ogrzewacza poprzez szczelinę 125 i od sąsiedniej łopatki ogrzewacza poprzez szczelinę 131 dla uniknięcia zwarć i dla umożliwienia rozszerzania termicznego. Ponadto, ewentualnie nakłada się omówione powyżej powłoki ceramiczne. Alternatywnie, łączące sekcje końcowe 122C są odpowiednio podłączone do masy.

Omówione dodatnie i ujemne połączenia tworzą tor rezystancyjny, a w szczególności obwód przez który płynie prąd ze źródła energii elektrycznej, na przykład przez obwód sterowania, do danej łopatki i/lub łopatek 120 po aktywacji układu spalania w wyniku zaciągania się papierosem przez palacza. Główny obszar grzejny łopatki obejmuje pierwszą odnogę łopatki 116A, część krawędziową 118A i drugą odnogę łopatki 116B. Tak więc, część włożonego papierosa 23 leżąca poniżej i kontaktująca się z daną uruchomioną łopatką 121 przechodzącą wzdłuż boku tego papierosa będzie ogrzewana według zewnętrznego wzoru powierzchni odpowiadającego ogrzanej części łopatki, to jest w kształcie wydłużonego U odpowiadającego leżącej powyżej łopatce, głównie poprzez przewodzenie i promieniowanie, i częściowo również poprzez konwekcję. Dodatkowo, część wsuniętego papierosa pomiędzy odnogami, to jest leżąca poniżej szczeliny 125, jest ogrzewana przez nakładanie lub przecinanie, w wyniku kumulacyjnego promieniowego i przewodzącego przenoszenia ciepła z obydwu odnóg 116A i 116B. Jeżeli szczelina 125 jest zbyt duża, wówczas nie wystąpi pożądane nakładanie i część wysuniętego papierosa leżąca poniżej szczeliny 125 nie będzie odpowiednio ogrzana. Tak samo, ciepło promieniowania i ciepło przewodzenia będą ogrzewały części wsuniętego papierosa znajdujące się trochę zewnętrznymi krawędziami odnóg 116A i 116B łopatek ogrzewacza. Rozmaite ogrzane

182 701 części tworzą razem ogrzany obszar papierosa 23, który rozciąga się od miejsca trochę poza zewnętrzną krawędzią odnogi 116A, poniżej odnogi 116A poprzez szczelinę 125, poniżej odnogi 116B i trochę poza odnogę 116B do uruchomionej łopatki 121 co odpowiada zaciągnięciu się dymem o wytworzonym smaku tytoniowym. Wielkość ogrzanej części jest zależna od geometrii łopatki i właściwości grzejnych, jak również od wielkości i czasu trwania impulsu energii. Korzystnie łopatka ogrzewacza ma rozmiar i jest zaprojektowana termicznie dla bezpośredniego ogrzewania segmentu wsuniętego papierosa, mającego wystarczającą wielkość, np. 8 mm², dla wytworzenia właściwego zaciągnięcia się papierosem przez palacza w odpowiedzi na uruchamiany zaciągnięciem impuls energii.

Stosunkowo większe obszary końcowe łopatek 115 i 122 tworzące część toru prądu nie są ogrzane do tych temperatur roboczych, ponieważ ich stosunkowo większe objętości obniżają gęstość prądu, a tym samym obniżają ogrzewanie omowe. Tak samo sekcja końca łączącego 118 nie zostaje ogrzana do tych temperatur roboczych, ponieważ to ogrzewanie ma tendencję do naśladowania krawędzi 118A, i ta sekcja tworzy stosunkowo większą objętość i odpowiednio do tego posiada mniejszą gęstość prądu, i tym samym ma mniejsze ogrzewanie omowe niż krawędź 118A i bezpośrednio sąsiadujące sekcje. Dla dodatkowego redukowania niepożądanego ogrzewania pozostałej części łączącej 118, można (1 ) zwiększyć grubość monolitycznego materiału części 118 względem zakrzywionej części 118A w obszarze 118C dla dalszej redukcji gęstości prądu i ogrzewania omowego, jak pokazano na fig. 5, (2) wykonać perforację części 118 dla zredukowania omowego i/lub przewodnośćiowego toru ciepła, i/lub (3) dodać dodatkowy materiał pochłaniający ciepło 119 na części 118 dla zredukowania przenoszenia termicznego do tej części, jak pokazano na fig. 6. Dla uzyskania tego pochłaniania ciepła, można zastosować materiał nieprzewodny cieplnie, to jest izolator termiczny taki jak materiał ceramiczny. Przykładami odpowiednich materiałów ceramicznych są tlenek glinu, tlenek cyrkonu, mieszanina tlenku glinu i tlenku cyrkonu, mullit itd., tak w przypadku powłok łopatek grzejnych. Każda z tych modyfikacji powinna być oceniona pod względem jakiegokolwiek wpływu wywieranego na integralność mechaniczną części łączących 118, które podpierają zespół ogrzewacza 100 i wyznaczają otwór do wkładania i wyjmowania papierosa.

Po zaimpulsowaniu łopatki ogrzewaj ącej 121, występuj e wstępnie określony czas minimalny zanim będzie możliwe wykonanie następnego zaciągnięcia. Przedwczesne ogrzanie części papierosa może spowodować również niepożądane i/lub częściowe wytwarzanie aerozolu lub indukowaną cieplnie degradację części papierosa przed pożądanym ogrzaniem. Następne przegrzanie uprzednio ogrzanej części może spowodować powstanie niepożądanego zapachu i smaku.

Gdy jest pożądane dłuższe zaciągnięcie niż otrzymywane przez impulsowanie pojedynczej łopatki, wówczas stosuje się kontrolowany obwód logiczny dla zapalenia następnego ogrzewacza lub dodatkowych łopatek ogrzewacza bezpośrednio po impulsowaniu początkowej łopatki ogrzewacza, lub podczas końcowej części początkowego impulsowania, dla ogrzania następnego segmentu papierosa. Dodatkowa łopatka ogrzewacza może stanowić promieniowo kolejną łopatkę ogrzewacza lub inną łopatkę ogrzewacza. Łopatki ogrzewacza powinny mieć rozmiar odpowiedni do otrzymania całkowitej pożądanej liczby zaciągnięć o pożądanym czasie trwania.

W pierwszym rozwiązaniu, liczba łopatek ogrzewacza 121 odpowiada liczbie pożądanych zaciągnięć, np. 8. W następnym rozwiązaniu, liczba utworzonych łopatek ogrzewacza 121 stanowi podwojenie liczby zaciągnięć, np. występuje 16 części z ogrzewaczami dla papierosa przeznaczonego do ośmiu zaciągnięć. Tego rodzaju konfiguracja umożliwia rozmaite kolejności zapalania w porównaniu z normalnym kolejnym zapalaniem przez około 2 sekundy, i korzystnie promieniowo kolejną sekwencję zapalania dla rozwiązania, w którym liczba łopatek ogrzewacza 121 odpowiada liczbie zaciągnięć. Przykładowo, obwód logiczny, aby dwie obwodowo przeciwległe łopatki 121, to jest łopatki oddzielone o kąt 180° na rurze, zapalały się równocześnie dla łącznego ogrzewania odpowiedniej części papierosa dla wytworzenia zaciągnięcia. Alternatywnie, pierwsza kolejność zapalania każdej innej łopatki 121 dla papierosa pociąga za sobą drugą kolejność zapalania pozostałych łopatek ogrzewacza 121 dla następnego papierosa. Alternatyw

182 701 nie, ta pierwsza kolejność zapalania może być powtarzana dla wstępnie określonego cyklu palenia licznych papierosów a następnie inicjuje się drugą kolejność zapalania. Może być zastosowana dowolna kombinacja łopatek ogrzewacza. Liczba łopatek może być mniejsza, równa lub większa niż liczba zaciągnięć pojedynczo stosowanego papierosa. Przykładowo, można zastosować układ dziewięciołopatkowy dla papierosa przeznaczonego do sześciu zaciągnięć, przy czym dla każdego następnego papierosa jest zapalany odmienny zestaw sześciu ogrzewaczy a towarzyszący zestaw pozostałych trzech ogrzewaczy nie ulega zapaleniu.

Zespół ogrzewacza 100 jest elektrycznie i mechanicznie przytwierdzony jednym końcem przez przy spawanie lub kołkami 104 A do piasty 110 i kołkami 104B do zakończeń 122. Kołki 104A.i 104B sąkorzystnie wstępnie wprasowywane w plastikowąpiastę, lub w inny sposób trwale z nią łączony, korzystnie dla zminimalizowania przecieku powietrza. Korzystnie ten przytwierdzony koniec znajduje się naprzeciwko otworu 360 do wkładania papierosa. Sekcje łączące 118, a w szczególności przeciwległe końce 118B naprzeciwko krawędzi łączących 118A tworzą otwór 360 do wkładania. Sekcje końcowe 118B mogą rozchylać się na zewnątrz dla utworzenia sekcji wlotowej 365. Następnie łopatki 121 zwężająsię w tej sekcji wlotowej dla wyznaczenia wewnętrznej średnicy, która jest trochę mniejsza niż zewnętrzna średnica włożonego papierosa 23, przykładowo w części środkowej łopatki dla uzyskania pożądanego kontaktu termicznego, to jest sił ściskania, pomiędzy łopatkami a papierosem. Sekcje końcowe 118B mają swobodę rozszerzania po ogrzaniu, to jest sekcje 118B nie sąprzytwierdzone. W szczególności, każde zakończenie 118B jest umieszczone wewnątrz odpowiadającego kanału 210 umieszczonego w wewnętrznej ścianie 201 końcowej nasadki 83 zapalniczki. W szczególności, promieniowo zewnętrzny ruch części końcowych 118B wewnętrznie odchylonych łopatek 121 jest przytrzymany przez zakończenia 118B kontaktujące się z promieniowo zewnętrznymi ścianami kanału 210, przez co ustanawia się granicę dla odchylania i wyznaczania odchylenia wewnętrznego. To wewnętrzne odchylenie może być uzupełnione przez wewnętrzne odchylenie fabryczne jak omówiono powyżej. Jak pokazano, wewnętrzna ściana 201 jest rozchylona na zewnątrz dla umożliwienia włożenia części końców łopatek 118B. Promieniowo zewnętrzna ściana kanału 200 kontaktująca się z zakończeniem 118B ma rozmiar i kształt umożliwiający włożenie odpowiedniego zasięgu końcówki łopatki 118B tak, że ten koniec łopatki nie będzie wychodził z kanału 210 podczas ogrzewania lub chłodzenia łopatki lub podczas wkładania lub wyjmowania papierosa. W razie potrzeby, ta promieniowo zewnętrzna ściana kanału jest wyposażona w odbój np. trapezoid, który kontaktuje się z zakończeniami 118B. W rozwiązaniu alternatywnym, część 118D zakończenia łopatki 118B jest zaokrąglona, a w szczególności eliptyczna, przed włożoną częścią końcową 118B. Ta zaokrąglona część 118D umożliwia przechylanie włożonej części wewnątrz kanału 210 w odpowiedzi na indukowane termicznie lub mechanicznie momenty, utrzymując tym samym włożoną część końcówki łopatki wewnątrz kanału 210. Dodatkowo lub alternatywnie, zakończenia łopatki 118 są bardziej zaokrąglone.

W pierwszym rozwiązaniu pokazanym na fig. 3, kanał 210 ma takie wymiary, że zakończenie 118B łopatki ogrzewacza 121 może rozszerzać się w sposób postępowy, to jest w stronę powierzchni końcowej 202 kanału 210 po włożeniu papierosa 23 i/lub ogrzaniu łopatki, tak że uzyskany jest pożądany kontakt pomiędzy papierosem i łopatkami. Tego rodzaju rozwiązanie, w którym jeden koniec łopatki jest swobodny względem przeciwległe umieszczonej piasty, umożliwia mechaniczne przemieszczenie i/lub rozszerzenie termiczne i skurczenie łopatek 121 w kierunku podłużnym po włożeniu/wyjęciu odpowiedniego papierosa i/lub ogrzaniu/chłodzeniu łopatki, tym samym redukując naprężenia. W drugim rozwiązaniu pokazanym na fig. 14, wewnątrz kanału 210 umieszczono odbój 204, który może mieć kształt trapezoidalny tak że gdy łopatka 121 rozszerza się cieplnie pod wpływem ogrzania lub przemieszczenia po włożeniu papierosa 23, wówczas zakończenie 118B kontaktuje się z odbojem 204 i ustanawia punkt przechyłu dla umożliwienia odchylenia łopatki 121 wewnętrznie w stronę włożonego papierosa 23, tym samym redukując naprężenia wywierane na łopatkę i zwiększając pożądany kontakt termiczny, to jest siły ściskania pomiędzy łopatką i papierosem. Poprzez punkt przechyłu rozumie się swobodę obrotu łopatki 121, ale korzystnie bez ruchu postępowego, przy odboju 204.

182 701

Zespół ogrzewacza 100 ma więc korzystnie strukturę monolityczną, która ewentualnie jest powleczona materiałem ceramicznym. Piasta 111 i łopatki 121 są wytworzone z materiału mającego pożądaną rezystancję elektryczną i wytrzymałość. Przykładowo, nadają się materiały mające rezystancję elektryczną w zakresie około 50 do około 500 gohm.cm, a korzystniej około 100 do około 200 gohm.cm, także aktywowana łopatka 120 osiąga temperatury około 200°C do około 1000°C, a korzystnie około 400° do około 950°C, a najkorzystniej około 300°C do około 850°C w przeciągu około 0,2 do około 2,0 sek przy impulsie wynoszącym 10 do około 50 Juli, korzystniej około 10 do około 25 Juli, a najkorzystniej około 20 Juli. Materiał powinien nadawać się do wytrzymywania około 1800 do około 10 000 takich impulsów bez wykazywania uszkodzenia, znaczącego zniszczenia lub niepożądanego wygięcia łopatek 121.

Materiały z których są wykonane łopatki 121 są korzystnie wybrane tak, aby zapewnić niezawodne powtarzalne wykonywanie przynajmniej 1800 cykli włączenia/wyłączenia bez uszkodzenia. Obsada 39 ogrzewacza jest korzystnie wymienialna oddzielnie od zapalniczki 25 zawierającej źródło mocy 37 i obwód, która jest korzystnie wymieniana po 3600 cyklach lub więcej. Materiały ogrzewacza i inne komponenty metaliczne są również dobierane w oparciu o ich odporność na utlenianie i ogólny brak reaktywności dla zapewnienia że nie ulegną one utlenieniu lub w inny sposób reagowaniu z papierosem 23 w dowolnej osiągniętej temperaturze. W razie potrzeby, łopatki 121 ogrzewacza i inne komponenty metaliczne są zamknięte w obojętnym materiale przewodzącym ciepło, takim jak odpowiedni materiał ceramiczny dla dodatkowego uniknięcia utleniania i reagowania.

Jednakże korzystniej, łopatki 121 ogrzewacza i inne komponenty metaliczne są wykonane ze stopu odpornego cieplnie, który wykazuje kombinację wysokiej wytrzymałości mechanicznej i rezystancji na utlenienie powierzchniowe, korozję i degradację przy wysokich temperaturach. Korzystnie, łopatki 121 są wykonane z materiału który wykazuje dużą wytrzymałość i stabilność powierzchni w temperaturach do około 80% ich temperatury topnienia. Tego rodzaju stopy obejmujątakie które są nazywane powszechnie lapstopami które ogólnie bazująna niklu, żelazie lub kobalcie. Przykładowo, odpowiednie są stopy zawierające głównie żelazo lub nikiel z aluminium i itrem. Korzystnie, stop łopatek 121 ogrzewacza zawiera aluminium dla dalszego polepszenia jakości elementu grzejnego, np. przez zapewnienie odporności na utlenianie.

Zalecane materiały obejmują aluminidy żelaza i niklu, a najkorzystniej stopy ujawnione w zgłoszeniach patentowych USA nr seryjny 08/365,952, złożonym 29 grudnia 1994 i we współbieżącym zgłoszeniu zatytułowanym “Aluminidowe stopy żelaza przydatne jako elektrorezystancyjne elementy grzejne” (oznaczenie pełnomocnika nr PM 1769), wprowadzone tutaj jako odniesienie.

Jako dodatki do stopów Ni₃ Al można zastosować kilka pierwiastków. Głównymi dodatkami są B i Si dla stopu na warstwę 122 ogrzewacza. Zadaniem B jest zwiększenie wytrzymałości na granicy ziarna i dodatek ten jest najbardziej skuteczny wówczas, gdy Ni₃Al jest bogate w nikiel, np. Al< 24 % At. Do stopów Ni₃Al nie dodaje się w dużych ilościach Si, ponieważ dodatek Si ponad maksimum 3% wagowo będzie tworzył krzemki niklu i po utlenieniu będzie powodował tworzenie SiO_x. Dodatek Mo polepsza wytrzymałość przy niskich i wysokich temperaturach. Cyrkon wspomaga polepszania odporności tlenków na wstrząsy podczas cyklicznych procesów termicznych. Ponadto, można dodać Hf dla polepszenia wytrzymałości wysokotemperaturowej. Zalecany stop Ni₃Al do stosowania jako substrat 300 i rezystancyjny ogrzewacz 122 jest oznaczony jako IC-50 i zawiera około 77,92% Ni, 21,73% Al, 0,34% Zr i 0,01% B, tak jak przedstawiono w “Obróbka aluminidów międzymetalicznych” V. Sikka, Intermetallic Metalurgy and Processing Intermetallic Compounds, wyd. Stoloff i in., VanNestrand Reinhold. N,Y,. 1994, Tabela 4. Do aluminidu żelazowego można dodać rozmaite pierwiastki. Możliwe dodatki obejmują takie pierwiastki jak Nb, Cu, Ta, Zr, Ti, Mn, Si, Mo i Ni. Materiał ogrzewacza może stanowić stop Haynes® 214 (stop Haynes® Nr 214, czyli na bazie niklu zawierający 16,0% chromu, 3,0% żelaza, 4,5% glinu, śladowe ilości itru i resztę (około 75%) stanowiącąnikiel, dostępny przemysłowo z Haynes International, Kokomo, Indiana), stop Inconel 702, stop MCrALY, stopy FeCrALY typu Nichrome® (54-80% niklu, 10-20% chromu, 7-27% żelaza, 0-11% miedzi, 0-5% manganu,

182 701

0,3-4,6% krzemu i czasami 1% molibdenu i 0,25% tytanu, stop Nichrome I zawiera 60% niklu, 25% żelaza, 11% chromu i 2% manganu, stop Nichrome II zawiera 75% niklu, 22% żelaza, 11% chromu i 2% manganu i stop nichrome III, stanowiący odporny cieplnie stop zawierający 85% niklu i 15% chromu), jak opisano w zgłoszeniu patentowym nr ser. 08/3 80,718, wyłożonym 30 stycznia 1995 i patencie USA nr 5,388,594, lub materiały mające własności podobne.

Jak pokazano na fig. 12, łopatki 121 wystająsymetrycznie z piasty 111. Alternatywnie, można zastosować układy niesymetryczne. Przykładowo, można podzielić liczne, np. 6 lub 8 łopatki 121 na np. dwie jednakowo ponumerowane podgrupy np. trzech lub czterech łopatek ogrzewacza, łopatki ogrzewacza w każdej podgrupie są oddzielone szczelinami 131 jak rozważono powyżej. Podgrupy są oddzielone szerszą szczeliną 135, jak pokazano na fig. 19, w nieprzewalcowanym stanie płaskim. Szczelina 135 jest utworzona w ten sposób, że zostaje zminimalizowane kondukcyjne a zwłaszcza promiennikowe przenoszenie ciepła z sąsiednich łopatek 121 sąsiadujących podgrup do części papierosa 23 leżącej pod szczeliną 135. Tak więc, szczelina 135 tworzy szerszą nieogrzaną i znaczącą część papierosa, która jest mocniejsza niż nieogrzane części papierosa leżące poniżej węższych szczelin 131, przez co wytrzymałość kolumnowa papierosa 23 jest zwiększona dla wspomagania wyjmowania papierosa po zapaleniu i wynikającym w konsekwencji ogrzaniu i osłabieniu odpowiednich części papierosa. W razie potrzeby, obwód logiczny może aktywować równocześnie więcej niż jeden ogrzewacz w układzie symetrycznym lub niesymetrycznym.

Rozwiązanie według wynalazku, w którym zastosowano dwie odnogi 116A i 116B ogrzewacza rozdzielone szczeliną 125 daje znaczące polepszenie ilości aerozolu wytwarzanej w porównaniu z ilością wytwarzaną przez stały element grzejny.

Stały ogrzewacz zapewnia dobre przenoszenie cieplne do papierosa, jednakże przenoszenie masy aerozolu do wciąganego przepływu powietrza stanowi kompromis w stosunku do stałej struktury blokującej optymalne porywanie powietrza znajdującego się na zewnątrz papierosa do papierosa, szczególnie jeżeli zastosuje się obudowę układu do palenia, wykonaną z perforacjami dla komunikowania powietrza z zewnątrz obudowy z zewnętrzną powierzchnią papierosa. Ogrzewacz według wynalazku mający tę samą objętość co stały ogrzewacz ale mający większy obwód powoduje lepszą możliwość przechwytywania powietrza, np. w wyniku istnienia szczeliny 125, i w rezultacie daje ulepszone dostarczanie wrażeń smakowych na jednostkę energii wprowadzanej do łopatki 121. Jak to już rozważono, szczelina 125 powinna mieć wymiary zapewniające optymalne nakładanie promieniowania dla danej geometrii łopatki. Ponieważ wytwarzane są większe ilości aerozoli, zatem można zmniejszyć wymaganą masę łopatek przy wytwarzaniu tej samej pożądanej ilości substancji smakowych, co pozwala na uzyskanie zespołu lżejszego i zmniejszenia ilości energii potrzebnej do odpowiedniego ogrzania łopatek 121 i włożonego papierosa, co dodatkowo redukuje ciężar zespołu, ponieważ może być mniejsze źródło mocy, np. baterie. Przykładowo, ale nie ograniczająco, szczelina 125 może mieć szerokość około 0,020 cala ± około 0,005 cala, odnogi łopatek 116A i 116B mogą mieć szerokość około 0,0125 cala do około 0,017 cala ± około 0,005 cala i długość około 0,55 cala ± około 0,005 cala, oraz grubość około 0,008 cala do około 0,010 cala ± około 0,005 cala, zaś długość od krawędzi piasty 110 do wierzchołka sekcji łączącej 118 może wynosić około 1,062 cala ± około 0,625 cala.

Stwierdzono, że głównie poprzeczny lub promieniowy przepływ powietrza w stosunku do włożonego papierosa powoduje bardziej pożądane wytwarzanie dymu niż głównie podłużny przepływ. Szczeliny 125,127 i 131 tworzą tory przepływu dla powietrza wciąganego do kontaktu z włożonymi papierosami. Zastosowano dodatkowe kanały powietrzne dla optymalizacji poprzecznego przepływu powietrza przez perforowanie sekcji łopatek ogrzewacza.

Na fig. 16 jest pokazane następne rozwiązanie geometrii łopatek, w którym zarówno pierwsza odnoga 116A i druga odnoga 116B mają kształt serpentynowy. Serpentynowe kształty odnóg 116A i 116B są równoległe tak, że odnogi te są równomiernie rozstawione i szczelina 125 posiada również serpentynowy kształt. Tego rodzaju kształt serpentynowy zwiększa obwód łopatki i tym samym polepsza przekazywanie aerozolu. Ten serpentynowy kształt jest opisany

182 701 bardziej szczegółowo w EP-A-0,615,411 oraz w zgłoszeniu patentowym nr ser. 08/380,718, złożonym 30 stycznia 1995 i w patencie USA nr 5,388,594.

Na podstawie fig. 18 i 19 zostanie teraz opisany pierwszy zalecany sposób wytwarzania układu według wynalazku. Etapy wytwarzania mogą być przeprowadzane według dowolnej pożądanej metody dla uzyskania odpowiednich prędkości wytwarzania, oszczędności materiałowych itd.

Wytwarza się arkusz odpowiedniego materiału mający grubość np. około 2 do koło 20 mil, np. około 10 mil, dla utworzenia licznych łopatek 121 wystających zasadniczo prostopadle poprzez odpowiednie sekcje 116A, a zwłaszcza poprzez odpowiednią sekcję końcową 115, od zasadniczo prostej sekcji 111A w układzie grzebieniowym. Łopatki 121 są zasadniczo równoległe względem siebie i mają szczeliny 131 umieszczone pomiędzy przeciwległymi krawędziami drugiej sekcji łopatek 116B. Jak stwierdzono powyżej, łopatki 121 są rozmieszczone albo symetrycznie, z jednakowymi szczelinami 131 usytuowanymi pomiędzy łopatkami jak pokazano na fig. 18, lub są ułożone niesymetrycznie, np. z równymi szczelinami 131 pomiędzy sąsiednimi łopatkami 121 tworzącymi podgrupy 121A i 12IB łopatek oraz większą odległością 133 pomiędzy dwiema sub-grupami o szerokości X jak pokazano na fig. 19. Należy zauważyć, że prosta sekcja 111A posiada dwie części końcowe o długości przynajmniej równej połowie długości jednej drugiej X dla utworzenia drugiej odległości 133 po zwinięciu. Te części końcowe mogąbyć dłuższe niż X dla uzyskania nałożenia w celu połączenia. Według nieograniczającego przykładu, szczelina 131 może mieć szerokość około 0,040 cala ± 0,005 cala w dowolnym z rozwiązań a szczelina 135 może mieć szerokość około 0,125 cala ± 0,005 cala w rozwiązaniu niesymetrycznym.

Łopatki mają konfigurację jak omówiono powyżej dla utworzenia sekcji łączącej 118 i odnóg 116A i 116B.

Tego rodzaju uformowanie arkusza lub pasa materiału w opisaną konfigurację jest przeprowadzane dowolną konwencjonalną techniką takąjak tłoczenie lub cięcie, np. za pomocą CO₂ lub lasera Yag. Jeżeli zastosowany jest format paska, wówczas liczba łopatek 121 uformowanych z tego paska może przekraczać wymaganą liczbę dla pojedynczego cylindrycznego układu ogrzewacza. Następnie prosty pasek jest cięty w razie potrzeby dla utworzenia sekcji 111 A, mających pożądaną liczbę wystających łopatek 121. W razie potrzeby, stosuje się etap kształtowania sekcji 122A, 122B i 122C przez tłoczenie.

W razie potrzeby, następnie nakłada się powłokę ceramiczną 300 przez maskowanie wytłoczonego profilu i np. natryskiwanie termiczne powłoki na sekcje 111 A, 115, 122 lub całą łopatkę lub dowolną jej część dla utworzenia żądanego wzoru, jak omówiono powyżej. Alternatywnie powłoka ceramiczna jest nakładana po etapie zwijania przez tę procedurę lub w razie potrzeby przed wytworzeniem łopatek. Jak wiadomo, przed wykonaniem każdego z etapów wytwarzania ogrzewacza i osadzania materiału ceramicznego, nakłada się odpowiednie maskownice dla wyznaczenia obszarów nałożenia.

Następnie sekcja 111A zostaje zwinięta dla utworzenia okrągłej piasty 111. Sekcja 111A może być zwinięta w dowolnym kierunku. Korzystnie, sekcja 111A jest zwinięta tak, że dodatnie styki 122C przy sekcji końcowej 122 znajdują się na zewnętrznej powierzchni utworzonego cylindrycznego ogrzewacza, to jest po stronie przeciwległej do papierosa, dla uproszczenia połączenia z kołkami 104B i dla uniknięcia zniszczenia podczas wkładania i wyjmowania papierosa. Zwinięta sekcja może być zwinięta do średnicy mniejszej niż średnica pożądana i może być włożona do obsady. Następnie zwinięta sekcja rozszerza się i jej kształt zostaje utrzymany przez połączenia elektryczne. Alternatywnie, zwinięta sekcja zostaje połączona, np. poprzez dowolną technikę spawania takąjak spawanie punktowe lub laserowe, dla utworzenia piasty 111.

Korzystnie, każda łopatka 121 ma nadane odchylenie wstępne tak, że odnogi 116A i 116B oraz krawędź łącząca 118A będą wywierały siłę ściskania na włożony papieros, po utworzeniu zespołu ogrzewacza jak pokazano na fig. 13.To wstępne odchylenie korzystnie występuje przed zwinięciem, jednakże może być dokonane po zwinięciu. Odchylenie to zwiększa kontakt termiczny pomiędzy łopatką ogrzewacza i włożonym papierosem dla polepszenia wydajności przenoszenia ciepła.

182 701

Wydajność przenoszenia ciepła jest również polepszona przez optymalizację wielkości obszaru powierzchni odnóg łopatek 116A i 116B, które pozostają w skutecznej relacji cieplnej z leżącym poniżej papierosem. Jak pokazano na fig. 17A, dolne strony 117 odnóg 116A i 116B (przykładowo pokazano odnogę 116A) są płaskie, to jest płaskie w kierunku poprzecznym odnogi w omawianych rozwiązaniach. Dla polepszenia przenoszenia ciepła, strona spodnia 117 jest ukształtowana według rozmaitych geometrii nieplanamych, np. na kształt kątowy lub zakrzywiony dla maksymalizowania obszaru powierzchni ogrzanej odnogi w stosunku do papierosa bez niepożądanego zwiększania objętości, a tym samym bez niepożądanego obniżania gęstości prądu i wynikowego ogrzewania omowego odnogi ogrzewacza, jak pokazano odpowiednio na fig. 17B i 17C. Kształtowa strona spodnia 117 korzystnie nie przebija żadnej części papierosa 23 dla uniknięcia osłabienia i możliwego przerwania papierosa podczas wkładania, ustawiania lub wyjmowania. Środkowy punkt lub wierzchołek strony spodniej 117 kontaktuje się lub znajduje się w bliskim sąsiedztwie termicznym względem papierosa 23, zaś pozostała część strony spodniej 117 znajduje się w promiennikowej relacji termicznej z papierosem 23.

Korzystnie, ten kształt strony spodniej jest uzyskany przez tłoczenie odnóg 116A i 116B łopatek 121 w stanie niezwiniętym. To tłoczenie może występować jednocześnie jak tłoczenie dla uzyskania omówionego powyżej odchylenia. To tłoczenie na kształt strony spodniej również zwiększa wytrzymałość odnóg 116A i 116B, przez co unika się niepożądanych zwarć i odkształceń.

Poniżej zostanie opisany drugi sposób wytwarzania. Dostarcza się rurę odpowiedniego materiału. Następnie sąformowane łopatki 121 w drodze stosowania dowolnej techniki takiej jak przecinanie laserowe. Alternatywnie, łopatki sąformowane przez kucie profilowane, w którym do rury jest włożony wewnętrzny trzpień dla utworzenia omówionych profili łopatek i następnie przykłada się drugą matrycę, wewnętrznie lub zewnętrznie dla wycięcia profilu. W razie potrzeby, na profilowaną rurę jest stosowana powłoka ceramiczna 300.

Wynalazek obecny minimalizuje również potencjalnie szkodliwe, indukowane termicznie naprężenia. Ponieważ łopatki 121 i piasta 111 są monolityczne, zatem unika się naprężeń pojawiających się w wyniku wzajemnych połączeń nieciągłych części elementów ogrzewacza.

Wszystkie rozmaite rozwiązania wynalazku umożliwiają dostarczanie skutecznej ilości dymu o smaku tytoniowym w standardowych warunkach stosowania. W szczególności, obecnie uważa się za pożądane dostarczanie pomiędzy 5 i 13 mg, a korzystnie pomiędzy 7 i 10 mg, aerozolu, dla palacza wykonującego 8 zaciągnięć, przy czym każde zaciągnięcie ma objętość 35 ml i trwa 2 sekundy. Stwierdzono, że dla uzyskania takiego dostarczania aerozolu, elementy 121 ogrzewacza powinny przenosić temperaturę jak omówiono powyżej, gdy znajdują się względem papierosa 23 w relacji umożliwiającej przenoszenie ciepła. Ponadto, łopatki 121 korzystnie powinny pobierać omówioną wyżej energię. Niższe wymagania dotyczące energii w odniesieniu do łopatek 121 występują w przypadku gdy łopatki te sąprzegięte łukowo do wewnątrz w stronę papierosa 23 dla polepszenia przenoszenia ciepła.

Oczywiście, rezystancja ogrzewacza jest również podyktowana przez konkretne zastosowane źródło mocy 37 dla otrzymania koniecznej energii elektrycznej dla ogrzania łopatek 121. Przykładowo, powyższe rezystancje elementu grzejnego odpowiadają rozwiązaniom, w których moc jest dostarczana przez 4 ogniwa bateryjne nikiel-kadm, połączone szeregowo przy całkowitym napięciu nieobciążonego źródła mocy, wynoszącym około 4,8 do 5,8 voltów. W rozwiązaniu alternatywnym, jeżeli stosuje się 6 lub 8 takich połączonych szeregowo baterii, łopatki 121 powinny korzystnie mieć rezystancję około 3 omy i około 5 omów lub około 5 omów i około 7 omów.

Na fig. 20 i 21 jest pokazane następne rozwiązanie 450 według wynalazku, w którym zastosowano liczne elementy grzejne 451. Każdy element grzejny 451 ma kształt podłużnego “U”, a ponadto każdy z nich posiada obydwa końce 452,453 odpowiednich odnóg przyłączone do ściany bocznej wnęki 430 w sąsiedztwie ściany końcowej 443 wnęki 430. Każdy odpowiedni koniec 452jest indywidualnie przyłączony do obwodu kontrolnego, i jednocześnie do źródła energii elektrycznej dla indywidualnej aktywacji elementów grzejnych 451, przy czym końce 453 są wspólnie przyłączone do masy. Jakkolwiek końce 454 w sąsiedztwie wylotu wnęki 430 nie są połączone elektrycznie, i tym samym nie muszą dotykać ściany bocznej wnęki 430, to jednak są

182 701 one skręcone w stronę ściany bocznej wnęki 430jak pokazano na fig. 20 i 21, dla otrzymania prowadzenia części wyjmo walnej, to jest wkładanego papierosa, jak omówiono powyżej. Należy zauważyć, że na fig. 21 górne i dolne elementy 451 sąpokazane w przecięciu przez ich wierzchołki 454 w kształcie U.

W następnym rozwiązaniu 470 pokazanym na fig. 22 i 23, elementy grzejne 471 są trochę dalej odsunięte od ściany wnęki 430, zaś każdy z nich jest wyposażony w trochę bardziej ostrą końcówkę 472 w kształcie “V”, jak również w fałdę 473 dla zwiększenia ich sztywności. W ten sposób, elementy grzejne 471 w rzeczywistości przebijają i wchodzą do wyjmowalnej części dla otrzymania pożądanego bliskiego kontaktu termicznego. W tego rodzaju rozwiązaniu jest szczególnie przystosowana struktura piankowa w otwartych komórkach. W tym rozwiązaniu, ponieważ elementy grzejne 471 są dalej odsunięte od ściany bocznej wnęki 430, zatem końce 452,453 nie są przyłączone do ściany bocznej wnęki 430, ale do jej ściany końcowej 443. Korzystnie, połączenia końców 452,453 do ściany końcowej 443 sąrealizowane poprzez dystansowniki 480 które nie sąprzewodne ani cieplnie ani elektrycznie. W ten sposób, oddziaływanie przecierające powoduje ścieranie pozostałości poza końce 452, 453 i na dystansowniki 480, gdzie te pozostałości nie ulegają ponownemu ogrzaniu, jak opisano w patencie USA nr 5,249,586. W ścianie wykonano perforacje 412 dla umożliwienia wciągania powietrza z zewnątrz przez część 420, jak opisano w patencie USA nr 5,249,586, wprowadzonym tutaj jako odniesienie.

Dla fachowców z tej dziedziny oczywiste są rozmaite modyfikacje, zmiany i ulepszenia bez wykraczania poza istotę i zakres obecnego wynalazku jak opisano i zdefiniowano w poniższych zastrzeżeniach. Przykładowo, przed etapem chłodzenia może być przeprowadzany etap rozwijania w modyfikacji części procesu opisanego powyżej w odniesieniu do fig. 5B.

182 701

182 701

182 701

FIG. 4A.

182 701

182 701

TOBACCO FIBER

DISPERSE TOBACCO FIBER AND CELLULOSIC FIBER

PULPED CELLULOSE

REFINE WEB SLURRY

140

138

120

TOBACCO FEEDSTOCK

EXTRACTIDN

126 n

124

WEB SLURRY

CAST SLURRY ONTO WEB FORMING MACHINĘ

DRY WEB

MONITOR MOISTURE CONTENT WEIGHT

COAT WEB WITH ALGINATE (OPTIDNAL)

TOBACCO SOLUBLES

128

134

136

ΜΙΧ SOLUBLES WITH

GROUND TOBACCO GLTCERIN PECTIN WATER

146

SLURRIED TOBACCO MATERIAŁ

142

SHEET OF BASE WEB

cdating dperation

144

WEB SHEET

182 701

FIG. 5B.

182 701 ο ο OJ

182 701

Transmission Intensity

Time (sec)

FIG. 6B.

182 701

FIG. 6C.

182 701

FIG. 7A.

182 701

Maln Stream Aerosol Productlon 0.275 g/cc cut filier, base mat, backflow filter

Transmissive Intensity

Time (sec)

FIG. 7B.

182 701

MA1N STREAM AEROSOL VOLUME CONSTRUCTION COMPAR1SON Serpentlne Heater, 15 Joules

AEROSOL VOLUME

2.500r

2.0001.500 1.000 0.500FLLER FREE CKIARETTE 23*

FULLY F1±ED CKMRETTE 23

PARTIAU.Y FKLED ΟΟΛΑΕΠΕ 23

0.000 -I-----------------------1-----------------------1----------------------1-----------------------1-----------------------1------------------------1

12 3 4 5 6 puff a

FIG. 8

182 701

TPM (mg)

FIG. 9.

182 701

102α _11Ο ^lida 72α 74α 92α θθα

70α 23α ^200α

104α

-91α60α

66α

78α

FIG.10.

182 701

182 701

182 701

FIG.13.

182 701

182 701

182 701

182 701

FIG.17A

FI G. 17B

116A

FIG.17C.

182 701

115 125

182 701

FIG.19.

--133

115 125

182 701

182 701

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 6,00 zł.

Claims (58)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Elektryczny układ do palenia, zawierający papieros i zapalniczkę przystosowaną do współpracy z tym papierosem, przy czym zapalniczka zawiera liczne elektryczne elementy grzejne wyznaczające gniazdo do częściowego pomieszczenia papierosa oraz źródło zasilania do zasilania elektrycznych elementów grzejnych dla ogrzania papierosa w celu uwolnienia aromatu tytoniowego dla dostarczenia go palaczowi, a papieros zawiera rurowy arkusz mający pierwszy i drugi koniec, oddalone w kierunku podłużnym i mające pierwszą i drugą powierzchnię, przy czym pierwsza powierzchnia wyznacza wnękę pomiędzy pierwszym i drugim końcem oraz końcami drugiej powierzchni, zaś druga powierzchnia zawiera obszar przeznaczony do umieszczania w sąsiedztwie elektrycznych elementów grzejnych, oraz materiał aromatu tytoniowego umieszczony na pierwszej powierzchni rurowego arkusza, przy czym ten materiał aromatu tytoniowego wytwarza aromat tytoniowy w tej wnęce dla dostarczenia go palaczowi, gdy materiał aromatu tytoniowego zostanie ogrzany przez elektryczne elementy grzejne, znamienny tym, że rurowy arkusz jest częściowo wypełniony ciętym tytoniem wypełniającym tak, aby utworzyć wypełnioną część pręcika tytoniowego (66) i niewypełnioną część (91) pręcika tytoniowego (60), a ponadto ten papieros (23) i zapalniczka (25) są wzajemnie umieszczone tak, że elektryczne elementy grzejne zapalniczki (25) przynajmniej częściowo nakładają się na przynajmniej jednąz wypełnionych i niewypełnionych części pręcika tytoniowego (60), gdy papieros (23) znajduje się w położeniu roboczym w zapalniczce (25).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wypełniona część pręcika tytoniowego (60) papierosa zawiera wkład tytoniu (80), zaś elektryczne elementy grzejne są nałożone przynajmniej na część tej niewypełnionej przestrzeni i przynajmniej na część wkładu tytoniu (80), gdy papieros (23) znajduje się w położeniu roboczym w zapalniczce (25).
3. 3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że papieros (23) posiada swobodny koniec, w sąsiedztwie którego jest umieszczony wkład tytoniu (80), a ponadto papieros (23) zawiera rurowy element oddalony od tego wkładu tytoniu (80), tworzący niewypełnioną część pręcika tytoniowego (60) pomiędzy rurowym elementem a wkładem tytoniu (80).
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że rurowy element stanowi swobodnie przepływowy filtr (74).
5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że filtr (74) jest wykonany z plastyfikowanego materiału pakułowego.
6. 6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że filtr (74) jest wykonany z materiału formowanego.
7. 7. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że filtr znajduje się w końcówce (62) usytuowanej w sąsiedztwie przeciwległego końca (72) papierosa.
8. 8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że końcówka (62) zawiera drugi swobodnie przepływowy filtr (102) w sąsiedztwie przeciwległego końca (72) papierosa, połączony papierem końcówkowym (64) z tym przeciwległym końcem (72) papierosa.
9. 9. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że końcówka (62) zawiera ustnikowy wkład filtra (104) w sąsiedztwie drugiego swobodnie przepływowego filtra (102), usytuowanego w sąsiedztwie filtra (74).
10. 10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że filtr (74) zawiera pierwszy kanał (75) zaś drugi swobodnie przepływowy filtr (102) końcówki (62) zawiera drugi kanał, przy czym ten pierwszy i drugi kanał łączą niewypełnioną przestrzeń (91) pręcika tytoniowego (66) z ustnikowym wkładem filtra (104), a ponadto ten drugi kanał posiada drugi wewnętrzny promień większy niż pierwszy wewnętrzny promień pierwszego kanału (75).

    182 701
11. 11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że pręcik tytoniowy (60) zawiera ponadto filtr wsteczno-przepływowy (200”) przy swobodnym końcu papierosa.
12. 12. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że wkład tytoniu (80b) zawiera pierwszą część (320b) w sąsiedztwie swobodnego końca (78b), która ma większą gęstość niż druga część (310b) wkładu tytoniu (80b), znajdująca się dalej od tego swobodnego końca.
13. 13. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że wkład tytoniu (80) zawiera cięty tytoń wypełniający.
14. 14. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że wkład tytoniu (80) stanowi mieszankę ciętego tytoniu wypełniającego, która to mieszanka stanowi kombinację przynajmniej dwóch gatunków tytoniu spośród tytoniu jasnego, tytoniu gatunku burley i tytoniu orientalnego.
15. 15. Układ według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że wkład tytoniu (80) zawiera owijkę (84) umieszczoną dookoła ciętego tytoniu wypełniającego.
16. 16. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że tytoniowy pręcik (66) zawiera materiał tytoniowy (70) umieszczony wzdłuż powierzchni wewnętrznej rurowego arkusza.
17. 17. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że tytoniowy pręcik (60) zawiera owijkę (71) umieszczoną dookoła zewnętrznej powierzchni przynajmniej części tytoniowego pręcika (66).
18. 18. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że elektryczne elementy grzejne zapalniczki (25) zawierają liczne elektrycznie rezystywne łopatki ogrzewacza (121) wyznaczające gniazdo do pomieszczenia wsuniętego papierosa (23) i przechodzące wzdłuż boku włożonego papierosa (23), przy czym każda łopatka zawiera pierwszą odnogę (116A) łopatki ogrzewacza, mającąpierwszy koniec i drugi koniec, drugą odnogę (116B) łopatki ogrzewacza mającą pierwszy koniec i drugi koniec (122) oraz sekcję łączącą (118), która łączy drugi koniec pierwszej odnogi (116A) łopatki ogrzewacza i pierwszy koniec drugiej odnogi (116B) łopatki ogrzewacza, przy czym pierwsza i druga odnoga każdej łopatki ogrzewacza są oddzielone przez odpowiednią szczelinę (125), zaś pierwsze końce pierwszej odnogi (116A) łopatki ogrzewacza sąprzystosowane do pozostawania w kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej, przy czym są utworzone odpowiednie rezystancyjne tory ogrzewania, obejmujące pierwszą odnogę (116A) łopatki ogrzewacza, sekcję łączącą(118) i drugą odnogę (116B) łopatki ogrzewacza dla odpowiedniego ogrzewania każdej z łopatek ogrzewacza, co z kolei powoduje ogrzanie włożonego papierosa.
19. 19. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że drugi koniec (122) drugich odnóg (116B) łopatek ogrzewacza jest uziemiony.
20. 20. Układ według zastrz. 18 albo 19, znamienny tym, że drugie końce drugich odnóg (116B) łopatek ogrzewacza są wspólnie połączone.
21. 21. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że szczelina (125) oddzielająca pierwszą i drugą odnogę łopatki ogrzewacza ma rozmiary umożliwiające przechwytywanie przepływu powietrza do ogrzanego papierosa (23) po zaciągnięciu się przez palacza.
22. 22. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że zapalniczka (25) zawiera podpierającą piastę (111), zaś pierwsze końce każdej z pierwszych odnóg (116A) łopatek ogrzewacza wystają z tej podpierającej piasty (111), przy czym ta podpierająca piasta (111) jest przystosowana do kontaktu elektrycznego ze źródłem energii elektrycznej dla utworzenia wspólnego połączenia pierwszych końców pierwszych odnóg łopatek ogrzewacza.
23. 23. Układ według zastrz. 22, znamienny tym, że drugie końce drugich odnóg (116B) łopatek ogrzewacza sąprzystosowane do pozostawania w odpowiednim kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej, przy czym są utworzone odpowiednie rezystancyjne obwody grzejne, które zawierają pierwszą odnogę łopatki ogrzewacza, sekcję krawędzi łączącej i drugą łopatkę ogrzewacza dla odpowiedniego ogrzewania każdej z elektrycznie rezystywnych łopatek (121) ogrzewacza, co z kolei powoduje ogrzanie włożonego papierosa.
24. 24. Układ według zastrz. 22 albo 23, znamienny tym, że drugie końce (122) drugich odnóg (116B) łopatek ogrzewacza wystająw stronę podpierającej piasty (111) i są względem niej izolowane elektrycznie.
25. 25. Układ według zastrz. 22 albo 23, znamienny tym, że drugie końce (122) drugich odnóg (116B) łopatek ogrzewacza są oddzielone od tej piasty (111) za pomocą szczeliny.

    182 701
26. 26. Ogrzewacz według zastrz. 22, znamienny tym, że zapalniczka (25) zawiera izolator elektryczny nałożony na przynajmniej jeden z elementów, na które składa się piasta (111) i drugie końce drugich odnóg (116B) łopatek ogrzewacza.
27. 27. Układ według zastrz. 22, znamienny tym, że zapalniczka (25) zawiera izolator elektryczny nałożony na przynajmniej jeden z elementów, na które składają się drugie końce drugich odnóg łopatek ogrzewacza i pierwsze końce pierwszych odnóg łopatek ogrzewacza.
28. 28. Układ według zastrz. 22, znamienny tym, że zapalniczka (25) zawiera izolator elektryczny (300) tworzący ceramiczną konstrukcję podporową wokół tej podporowej piasty (111), drugich końców (122) drugich odnóg (116B) łopatek ogrzewacza i pierwszych końców pierwszych odnóg (116B) łopatek ogrzewacza.
29. 29. Układ według zastrz. 23, znamienny tym, że podpierająca piasta (111) i łopatki są monolityczne.
30. 30. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że sekcja łącząca (118) zapalniczki (25) zawiera ponadto swobodny koniec (118B) dla kompensowania rozszerzania cieplnego po ogrzaniu elementu grzejnego.
31. 31. Układ według zastrz. 30, znamienny tym, że zapalniczka (25) zawiera konstrukcję podporową (83) umieszczoną stacjonarnie wewnątrz układu do palenia i wyznaczającą kanały (210) dla pomieszczenia swobodnych końców (118B) sekcji łączącej (118) łopatek (121) ogrzewacza.
32. 32. Układ według zastrz. 31, znamienny tym, że kanały (210) sąprzystosowane do umożliwiania postępującej rozszerzalności cieplnej i skurczu łopatek (121) ogrzewacza.
33. 33. Układ według zastrz. 31, znamienny tym, że zapalniczka (25) zawiera miejsce przegubowe (204) umieszczone w każdym z kanałów (210), które to miejsce przegubowe (204) jest tak umieszczone, że towarzyszący swobodny koniec (118B) tej sekcji łączącej (118) przechyla się wokół tych miejsc przegubowych (204) dla odchylenia pierwszej i drugiej odnogi (116A, B) łopatki ogrzewacza wewnętrznie w stronę włożonego papierosa (23) po ogrzaniu towarzyszącej łopatki ogrzewacza.
34. 34. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że części przynajmniej jednego z elementów, na które składa się pierwsza odnoga (116A) łopatki ogrzewacza i druga odnoga (116B) łopatki ogrzewacza, są powleczone materiałem ceramicznym (300) dla wzmocnienia i izolowania elektrycznego tej pierwszej odnogi łopatki ogrzewacza i/lub drugiej odnogi łopatki ogrzewacza.
35. 35. Układ według zastrz. 34, znamienny tym, że część drugiej odnogi (116B) łopatki ogrzewacza w sąsiedztwie tego materiału ceramicznego jest przystosowana do pozostawania w kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej.
36. 36. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że łopatki (121) sąprzystosowane do ślizgowego pomieszczenia włożonego papierosa.
37. 37. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że drugi koniec drugiej odnogi (116B) łopatki ogrzewacza ma kształt uskoku, który to kształt uskoku wyznacza sekcja końcowa (122C) przystosowana do pozostawania w kontakcie elektrycznym ze źródłem energii elektrycznej.
38. 38. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsza i druga odnoga (116Α, B) odpowiedniej łopatki (121) ogrzewacza są zasadniczo równoległe.
39. 39. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że sekcja łącząca (118) ma zakrzywienie pomiędzy około 160° i 200°.
40. 40. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że strona spodnia pierwszej odnogi (116A) łopatki ogrzewacza i/lub drugiej odnogi łopatki ogrzewacza (116B) zwrócona w stronę włożonego papierosa (23), j est zasadniczo niepłaska w kierunku poprzecznym tej odnogi łopatki ogrzewacza.
41. 41. Układ według zastrz. 40, znamienny tym, że strona spodnia jest zakrzywiona.
42. 42. Układ według zastrz. 40, znamienny tym, że strona spodnia ma zarys kątowy.
43. 43. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że liczne elektrycznie rezystywne łopatki ogrzewacza (121) są rozmieszczone w grupach, przy czym szczeliny (133) pomiędzy tymi grupami mają rozmiary nadające wytrzymałość nieogrzanym częściom włożonego papierosa dla ułatwienia wyjmowania papierosa po wypaleniu.

    182 701
44. 44. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsza i/lub druga odnoga łopatki ogrzewacza (116A, B) ma kształt serpentynowy.
45. 45. Układ według zastrz. 44, znamienny tym, że zarówno pierwsza i druga odnoga (116A, 116B) łopatki ogrzewacza są serpentynowe i wzajemnie równoległe, tak że przestrzeń pomiędzy tymi odnogami ma kształt serpentyny.
46. 46. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że przynajmniej jeden koniec przynajmniej jednej łopatki (121,122) ogrzewacza jest szerszy niż sąsiednia aktywna część przynajmniej jednej odnogi, przy czym koniec tej odnogi ma mniejszą gęstość prądu i mniejsze ogrzewanie omowe niż aktywna część tej odnogi.
47. 47. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że sekcja łącząca (118) jest perforowana.
48. 48. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsza i druga odnoga (116A, B) łopatki ogrzewacza są odchylone do wewnątrz w stronę włożonego papierosa.
49. 49. Ogrzewacz według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsza i druga odnoga (116A, B) łopatki ogrzewacza i wspomniane sekcje łączące mają rezystancję od około 100 do około 200 gom.cm.
50. 50. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsza i druga odnoga (116A, B) łopatki ogrzewacza i sekcje łączące mają rezystancję od około 50 do około 500 gom.cm.
51. 51. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsza i druga odnoga (116A, B) łopatki ogrzewacza i sekcje łączące są przystosowane do osiągania temperatur od około 200°C do około 1000°C przez około 0,2 do około 2,0 sek. za pomocą impulsu około 10 do około 50 dżuli.
52. 52. Układ według zastrz. 51, znamienny tym, że pierwsza i druga odnoga (116A, B) i sekcje łączące sąprzystosowane do impulsowania do tych temperatur przez około 1800 impulsów do około 10.000 takich impulsów.
53. 53. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że szczelina (125) oddzielająca pierwszą i drugą odnogę (116A, B) łopatek ogrzewacza ma rozmiary maksymalizujące kumulacyjne ogrzewanie promiennikowe pochodzące z każdej pierwszej i drugiej łopatki ogrzewacza i dochodzące do części włożonego papierosa, leżącej pod szczeliną.
54. 54. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsza i druga odnoga (116A, B) łopatki ogrzewacza i sekcja łącząca (118) zawierają elektrycznie rezystancyjny materiał wybrany z grupy składającej się z aluminidów żelaza i aluminidów niklu.
55. 55. Elektryczny układ do palenia, zawierający papieros i zapalniczkę przystosowaną do współpracy z tym papierosem, przy czym zapalniczka zawiera liczne elektryczne elementy grzejne wyznaczające gniazdo do częściowego pomieszczenia papierosa oraz źródło zasilania do zasilania elementów grzejnych dla ogrzania papierosa w celu uwolnienia materiału aromatu tytoniowego dla dostarczenia go palaczowi, a papieros zawiera rurowy arkusz mający pierwszy koniec i przeciwległy drugi koniec, oddalone w kierunku podłużnym i mające pierwszą i drugą powierzchnię, przy czym pierwsza powierzchnia wyznacza wnękę pomiędzy pierwszym końcem i drugim przeciwległym końcem oraz końcami drugiej powierzchni, a ponadto ta druga powierzchnia zawiera obszar przeznaczony do umieszczania w sąsiedztwie elektrycznych elementów grzejnych, oraz materiał aromatu tytoniowego umieszczony na pierwszej powierzchni arkusza, przy czym ten materiał aromatu tytoniowego wytwarza aromat tytoniowy w tej wnęce dla dostarczenia go palaczowi, gdy materiał aromatu tytoniowego zostanie ogrzany przez elektryczne elementy grzejne, znamienny tym, że papieros (23) zawiera wkład tytoniu (80) umieszczony wewnątrz rurowego arkusza, przy czym elektryczne elementy grzejne przynajmniej częściowo przykrywają ten wkład tytoniu (80), gdy papieros (23) jest wsunięty do gniazda, a ponadto papieros (23) jest przystosowany do roboczego pomieszczenia elektrycznego elementu grzejnego (37) wzdłuż boku papierosa w miejscu znajdującym się pomiędzy swobodnym końcem (78) i przeciwległym końcem (72), przy czym wkład tytoniu (80) jest umieszczony w sąsiedztwie tego swobodnego końca (78) i jest oddalony od przeciwległego końca (72), tworząc niewypełnioną przestrzeń (91) pomiędzy wkładem tytoniu (80) a przeciwległym końcem (72).

    182 701
56. 56. Układ według zastrz. 55, znamienny tym, że wspomniane miejsce wzdłuż boku pręcika tytoniowego jest takie, że zachodzi na przynajmniej część niewypełnionej przestrzeni (91) i na przynajmniej część wkładu tytoniu (80).
57. 57. Układ według zastrz. 55 albo 56, znamienny tym, że pręcik tytoniowy (60) zawiera swobodnie przepływowy filtr (74) w sąsiedztwie przeciwległego końca (72), który to swobodnie przepływowy filtr (74) znajduje się w odstępie od wkładu tytoniu (80), wyznaczając niewypełnioną przestrzeń (91) pomiędzy tym swobodnie przepływowym filtrem (74) i wkładem tytoniu (80).
58. 58. Układ według zastrz. 55 albo 56 albo 57, znamienny tym, że łopatki ogrzewacza przechodzą wzdłuż długości wkładu tytoniu (80) i częściowo przykrywają niewypełnioną przestrzeń (91).

    * ♦ ♦