專利名稱：用于產(chǎn)生定位的和控制的熱源的腔室的制作方法
本申請是1997年11月25日提出的，名稱為“使用、清洗及保養(yǎng)電加熱源和點燃器的方法和裝置”的第97191895.3號專利申請的分案申請。
本申請涉及1995年1月30日提出的共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請08/380718，它本身又是1993年9月10日提出的專利申請08/118665、1995年2月14日公布的當(dāng)前美國專利No.5388594的繼續(xù)，本申請還涉及1992年9月11日提出的序列號為NO.07/943504的共同轉(zhuǎn)讓專利申請，該申請本身又是1991年3月11日提出的序列號為NO.07/666926的專利申請的部分延續(xù)，序列號為NO.07/666926的這一專利申請、現(xiàn)在已被放棄而采用1993年2月2日提出的序列號為NO.08/012799的文件封皮繼續(xù)申請，該申請當(dāng)前是1993年10月5日公布的美國專利NO.5249586。
本申請進一步涉及1994年12月29日提出的題目為“用作電阻加熱元件的含有鐵基合金的鋁”(代理人牌號NO.PM1767)的序列號為NO.08/365952的共同轉(zhuǎn)讓未結(jié)案美國專利申請；涉及1995年4月20日提出的，題目為“用于電吸煙系統(tǒng)的香煙”(代理人牌號為NO.PM1759A)的序列號為NO.08/425166的專利申請；涉及1995年4月20日提出的、序列號為08/425837，題目為“用于電吸煙系統(tǒng)的香煙”(代理人牌號NO.PM1759B)的專利申請；涉及1995年4月20日提出的、序列號為NO.08/426165、題目為“在電吸煙系統(tǒng)中使用的加熱器”(代理人牌號為NO.PM1768)的專利申請；涉及1995年4月20日提出的序列號為NO.08/426,006的題目為“用作電阻加熱元件的鐵鋁化物合金”(代理人牌號NO.PM1769)的專利申請；且涉及1995年6月7日提出的序列號為08/483363的題目為“用于電點燃器的保護劑和香煙噴射系統(tǒng)”(代理人牌號NO.PM1778)；涉及1995年4月18日公布的專利號為NO.5408574的共同轉(zhuǎn)讓專利，它是1993年7月6日公布的共同轉(zhuǎn)讓美國專利NO.5224 498的部分繼續(xù)，而專利NO.5224498又是1992年3月3日公布的共同轉(zhuǎn)讓美國專利5093894的部分繼續(xù)。
所有這些參考和涉及到的專利和專利申請在此整體合并起來以供參考。
本發(fā)明涉及使用、清潔及保養(yǎng)在電吸煙系統(tǒng)或類似系統(tǒng)中適用的電熱源和電點燃器的方法和裝置。
先前公知的通常點著的香煙，由于煙絲的燃燒結(jié)果會將煙味和芬香氣味散發(fā)給使用者。由于在典型的燃燒溫度下所施加的熱量，大量的易燃物質(zhì)，主要是煙絲被氧化，對于通常的香煙，在噴吐煙時其燃燒溫度超過800℃。
在嘴邊抽吸香煙時熱量會被抽吸通過相鄰煙絲部分。在這一加熱過程中，會發(fā)生易燃材料的不完全氧化且產(chǎn)生各種蒸餾和熱解產(chǎn)物。由于這些產(chǎn)物被朝著使用者的嘴而抽吸通過吸煙裝置體，它們冷卻凝結(jié)成懸浮微粒，這些懸浮微粒為消費者散發(fā)出與吸煙有關(guān)的煙味和芳香氣味。
通常點著的香煙有各種各樣與之有關(guān)的可察覺到的缺點。其中一個缺點是在兩次噴吐煙霧之間不完全燃燒期間，側(cè)流煙的產(chǎn)生，這是會令一些不吸煙者討厭的。而且一旦將香煙點著，它們必須完全消耗掉或是被丟棄。重新點燃這種通常的香煙也是可以的，但由于有鑒別力的吸煙者的一此主觀原因(香味、味覺、氣味)這通常是不被采用的。
先前的對這種很普通的點著的香煙的替換物包括那些其中的易燃材料本身不直接給由吸煙者吸入的懸浮微粒提供香味。在這些點著的香煙中，一種易燃加熱件，一般為實質(zhì)上含碳的物質(zhì)，當(dāng)將空氣從該易燃加熱件上抽吸時，這種易燃加熱件被燃燒并將空氣加熱，使得加熱空氣穿過一包含有釋放芳香懸浮微粒的熱激活元件的區(qū)域。盡管這種類型的點燃的香煙產(chǎn)生極少的側(cè)流(sidestream)煙或不產(chǎn)生側(cè)流煙，但它仍能產(chǎn)生一些燃燒物，且一旦點燃，通常情況下這種香煙就不適合于在以后吸煙時再被嗅聞。
在上述描述的兩種通常的點著的香煙和點著的碳元素加熱香煙的情況下，抽吸香煙時均發(fā)生燃燒。當(dāng)被燃燒的材料分解并與周圍大氣混和時，這一過程實質(zhì)上會產(chǎn)生許多副產(chǎn)品。
已經(jīng)提出一些建議，采納這些建議可大大減小不理想的側(cè)流煙，同時允許吸煙者在一理想的間隔內(nèi)中止吸煙，然后再重新開始吸煙。共同轉(zhuǎn)讓美國專利NOS.5093894，5225498，5060671和5095921均公開了各種不同的電阻加熱件和產(chǎn)生香味的系統(tǒng)，它們大大減少了側(cè)流煙的產(chǎn)生，同時允許吸煙者有選擇地中止和重新開始吸煙。
1995年2月14日公布的題目為“用于散發(fā)香味的電吸煙系統(tǒng)以及制造該系統(tǒng)的方法”的美國專利NO.5388594；1996年3月19日公布的題目為“用于電吸煙系統(tǒng)的香煙”的美國專利NO.5499636；1995年1月30日提交的題目為“散發(fā)香味的電吸煙系統(tǒng)及制造該系統(tǒng)的方法”(代理人牌號NO.PM1697CON/DIV1)、序列號為NO.08/380718的美國專利申請；以及1995年4月20日提交的，題目為“在電吸煙系統(tǒng)中使用的加熱件”(代理人牌號NO.PM1768)的序列號為NO.08/426165的美國專利申請它們每一個都描述了一種電吸煙系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括全新的電能源點燃器和適合于與該點燃器相配合的全新的香煙，在此為參考將它們每一個都合并起來。
專利NO.5388594中加熱器的一個優(yōu)選實施例包括設(shè)置在滑動地接收香煙的一煙絲棒部分的結(jié)構(gòu)中的許多金屬加熱件。這種吸煙系統(tǒng)的其中一個優(yōu)點是用于大量香煙的點燃器的重復(fù)使用可能性。
當(dāng)這些全新的香煙被加熱件點燃而加熱時，產(chǎn)生吸煙者所吸的懸浮微粒。所產(chǎn)生懸浮微粒的一部分不是直接傳遞給吸煙者，而易于在相對較冷的位于容納香煙的空腔內(nèi)和/或與產(chǎn)生的懸浮微粒接觸的單個加熱件、加熱件固定器、電連接件、電子元件和其它元件和結(jié)構(gòu)上冷凝并形成冷凝物。此外，當(dāng)由于緊的配合間隙而將香煙移出后，香煙部分，尤其是已被加熱因而受熱變?nèi)醯南銦煵糠謺持诒砻嫔?，尤其是粘著在單個加熱件上。
這種冷凝物和/或香煙殘留物，特別是如果允許其積累時，主觀上會改變隨后香煙的味道；能阻塞所需的空氣流通通道，尤其是會阻塞與任何噴煙敏感壓力降傳感器和/或與外部鄰界空氣相連通的通路；能損害敏感電子元件和電元件，且能導(dǎo)致形成突起部、障礙物等，這能夠?qū)Σ迦胂銦煯a(chǎn)生不利影響，且會影響香煙相對于加熱件固定器的對準和移出。
雖然沒有希望由理論來限定，但相信這種冷凝物是抽吸穿過香煙和目前結(jié)構(gòu)的這種加熱件組件的周圍空氣的流動模式和壓力梯度的結(jié)果。對香煙煙絲的加熱產(chǎn)生了懸浮微粒，這種微粒然后就被冷卻在相對較冷的元件表面形成冷凝物。
1995年2月14日公布的題目為“散發(fā)香味的電吸煙系統(tǒng)及其制造方法”的美國專利NO.5388594，1995年1月30日提出的題目為“散發(fā)香味的電吸煙系統(tǒng)及其制造方法”、序列號為NO.08/380718的美國專利申請公開了一種加熱套筒，該套筒包圍圓柱形加熱器組件并暴露在殘余的懸浮微粒中用來保護外部空氣通道套筒，上述這兩個專利和專利申請在此整體合并以供參考。
如所描述的那樣，這種加熱件套筒在被使用一定間隔，例如30-60支香煙后就被扔棄，需要吸煙者進行浪費時間的和/或不方便的替換步驟用一新的加熱套筒替代。而且，拆去已使用過的套筒并安裝新套筒有可能損壞精細的香煙點燃器組件。
此外，最好是將電點燃器的任何清洗過程與其它如點火器電池的再充電等這樣的日常保養(yǎng)工序聯(lián)合起來。例如，每天進行清洗和再充電應(yīng)當(dāng)是理想的，最好是基本上同時進行。而且，最好警告提醒吸煙者進行這種功能操作的必要性和/或?qū)⑦@些功能操作建立成點燃器的必要操作。
而且從美觀的角度考慮，最好減少任何清洗處理副產(chǎn)品。
本發(fā)明提供了一種清洗或保養(yǎng)具有一內(nèi)部空間的電子點燃器的裝置，點燃器加熱插入內(nèi)部空間的煙絲和/或含煙絲材料，散發(fā)煙味傳送給吸煙者，一些散發(fā)的煙霧在點燃器中形成了冷凝物，清洗裝置包括
一表面元件，用于從沒有傳送給吸煙者的那部分煙霧中收集冷凝物；一加熱元件，用于加熱表面元件以熱釋放收集的冷凝物；一控制器，用于控制所述加熱元件的熱量，以確保冷凝物的熱釋放，從而通過所述加熱元件的加熱清除掉至少部分冷凝物。
本發(fā)明還提供了一個用于產(chǎn)生定位的和控制的熱源的腔室，所述腔室包括一個具有縱向壁的幾何形狀，所述壁上有一整體螺旋槽，所述壁具有一內(nèi)表面和一外表面，所述槽在所述內(nèi)表面上形成了一個導(dǎo)流體，在所述外表面上形成了一個電阻通道，從而腔室的內(nèi)部可向電阻通道通電而加熱。
本發(fā)明還提供了一種清洗電子點燃器的方法，點燃器加熱插入內(nèi)部空間的煙絲和/或含煙絲材料，散發(fā)煙味傳送給吸煙者，清洗方法包括下面的步驟制備一個收集表面，以在收集表面收集散發(fā)出的沒有傳送給吸煙者的煙霧；在所希望的時間加熱收集表面，以從收集表面熱釋放并清除掉至少部分冷凝物；本發(fā)明還提供了一種用于清洗和充電電子吸煙系統(tǒng)的點燃器的裝置，所述點燃器具有一用于收集在電子點火吸煙或含煙草介質(zhì)過程中形成的冷凝物的冷凝套筒，所述清洗和充電裝置包括一基座，該基座與一電源連接；一變壓器，該變壓器在所述基座單元中，用于將交流電變換成直流電；一接受器，該接受器在所述基座單元中，用于插入包含電池的點燃器，所述接受器與變壓器電連接；一加熱件，該加熱件熱接近冷凝物；控制線路，用于控制點燃器的充電和清洗，所述控制線路利用變換的直流電能給電池充電，并通過起動加熱件從點燃器熱釋放冷凝物；一排出口，用于在清洗過程中排出釋放的冷凝物。
本發(fā)明的實施例提供了在吸煙系統(tǒng)中使用、清洗和保養(yǎng)加熱件和電點燃器的方法和裝置。
本發(fā)明的一優(yōu)選實施例提供了所需的清洗加熱件或點燃器的說明。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了用于使用、清洗和保養(yǎng)電點燃器的方法和裝置的加熱技術(shù)和加熱元件。這種技術(shù)具有高效地清洗加熱元件和點燃器而不以額外的熱量和滲漏損壞感應(yīng)組件的優(yōu)點。
本發(fā)明的實施例具有向吸煙者提供相對簡單的清洗電點燃器的方法和裝置的優(yōu)點。
本發(fā)明的實施例還具有可與其它常規(guī)保養(yǎng)程序，如電子點燃器的電池充電組合和/或共存的優(yōu)點。
優(yōu)選的，指明了電子點燃器的清洗操作狀態(tài)。
優(yōu)選的，用于清洗電子點燃器的方法和裝置可超過電子點燃器的壽命重復(fù)使用。
優(yōu)選的，在使用電子點燃器時在電子點燃器中設(shè)置所希望的氣流通道。
優(yōu)選的，用于清洗電子點燃器實現(xiàn)發(fā)明的方法和裝置可方便的由電子點燃器的電源提供電力。
優(yōu)選的，通過下述方法，使已釋放的冷凝物的逸出減少，該方法包括封閉、收集和借助于熱紫外線輻射的分解和催化。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例可提供一通用的各種用途的管式微型加熱件，供需要在有限的空間控制地加熱的應(yīng)用場合，如，清洗點燃器。
本發(fā)明的一優(yōu)選實施例不需要一附加的用于電子點燃器的加熱元件。
本發(fā)明的實施例是簡單、直觀的。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，如陶瓷或金屬的套筒圍繞加熱件固定器，電阻或感應(yīng)加熱元件熱接近套筒。電阻加熱元件是專用元件或香煙加熱元件。套筒用作煙霧隔板和冷凝物收集器以保護其它組件。
定期的，如基本上與電池充電同時，起動加熱元件以熱釋放在吸煙過程中沉積在套筒上的冷凝物。加熱套筒也加熱清洗其它組件。同時，清洗元件優(yōu)選的插入電子點燃器的香煙接受器中或放在接受器的出口處，以吸收、吸引和/或催化分解熱釋放的冷凝物。也可使用已釋放的冷凝物的光學(xué)催化分解。
套筒還引導(dǎo)所希望的氣流通道在電子點燃器中將空氣吸向香煙，并且套筒可以有一個中介層，該層將熱能反射回香煙接受器，阻止多余的熱量到其它組件。
同樣，這里介紹的加熱組件在任何可以使用可控制的精確熱源的微型加熱組件中獲得應(yīng)用。
以下將參照附圖以示例的方式對本發(fā)明實施例進行描述。


圖1是使用本發(fā)明的方法和設(shè)備清洗積聚冷凝物的電子點燃器的部分分解立體圖；圖2是在圖1中的電子點燃器相連使用的香煙的側(cè)截面圖；圖3是本發(fā)明的被套筒圍繞的加熱件固定器和相關(guān)的加熱元件側(cè)截面圖；圖4是本發(fā)明的套筒和相關(guān)的單螺旋線的加熱元件的等角圖；圖5是本發(fā)明的涂敷套筒的等角圖；圖6是本發(fā)明采用導(dǎo)電套筒、絕緣件和電阻加熱元件的層狀的套筒加熱元件的側(cè)截面圖；圖7是本發(fā)明的套筒和相關(guān)的加熱元件圖案的等角圖；圖8A是本發(fā)明的套筒和相關(guān)的雙螺旋線的加熱元件的正視圖；圖8B是圖8A中套筒的側(cè)視圖；圖9A是本發(fā)明的由冷凝套筒和熱反射套筒圍繞的加熱件固定器的側(cè)截面圖；圖9B是具有本發(fā)明第一實施例的空氣槽的套筒凸肩的端部視圖；圖9C是具有本發(fā)明第二實施例的空氣槽的套筒凸肩的端部視圖；圖9D是具有本發(fā)明第三實施例的空氣槽的套筒凸肩的端部視圖；圖9E是具有本發(fā)明第四實施例的空氣槽的套筒凸肩的端部視圖；圖10是使用本發(fā)明的套筒和香煙加熱元件的一個清洗周期的時間表；圖11是使用本發(fā)明的套筒和專用的套筒加熱元件的一個清洗周期的時間表；圖12A是本發(fā)明的充電器的頂視圖；圖12B是本發(fā)明的圖12A中的充電器的側(cè)視圖；圖12C是本發(fā)明的充電器的正視圖；圖12D是本發(fā)明的充電器/基座單元的立體圖；圖13是本發(fā)明的可插入電子點燃器的靜電過濾器的等角圖；圖14是本發(fā)明的包括圖像顯示器的點燃器的側(cè)視圖15是具有使從電子點燃器釋放的冷凝物逸出最少的控制系統(tǒng)的充電器的側(cè)分解圖；圖16是套筒和用于加熱套筒的感應(yīng)線圈的側(cè)視圖；圖17是本發(fā)明的優(yōu)選的基座單元的立體圖。
吸煙系統(tǒng)一般包括幾個操作系統(tǒng)，為了有助于理解，將本說明分成幾個部分，以易于理解本發(fā)明的性質(zhì)，這些部分應(yīng)該被解釋為本申請的組織結(jié)構(gòu)。
A.一般吸煙系統(tǒng)美國專利№5,388,594和1995年1月30日提交的申請№08/380,718對本發(fā)明的吸煙系統(tǒng)21做了更為詳細的描述，在這里，將它們組合起來做為整體參考，參見本申請的圖1和圖2。參照圖3-15，將對本發(fā)明進行更詳細的討論。
吸煙系統(tǒng)21包括圓柱形香煙23和可重復(fù)利用的手持點燃器25。香煙被插入點燃器25的一個前端29的孔27中并從中取出。以與傳統(tǒng)香煙的相同的方式使用吸煙系統(tǒng)21。在一個或多個噴煙循環(huán)后，除去香煙23。在比香煙23更多的噴煙循環(huán)之后處理點燃器25。
B.點燃器點燃器25包括外殼31，并具有前部33和后部35。向用于加熱香煙23的加熱元件提供能量的電源37最好設(shè)置在點燃器25的后部35。為了方便地更換電源37，后部最好采用諸如螺栓或扣合組件以易于打開或閉合。前部33最好裝有加熱元件和與后部35的電源37電連接的導(dǎo)線。
在目前的優(yōu)選實施例中，外殼31最好可舒適地放在吸煙者的手中，并具有約10.7cm×3.8cm×4.5cm的尺寸。
按一定尺寸制造電源37以向被加熱的香煙23加熱元件提供充足的電力。電源最好是可更換和可充電的，可以包括諸如電容器或更好的如電池的裝置。在目前的優(yōu)選實施例中，電源是可更換的、可充電電池，如串聯(lián)的四節(jié)鎳-鎘電池組，其總的、無負載電壓約為4.8～5.6V。
根據(jù)吸煙系統(tǒng)21中其它元件的性能，特別是加熱元件的性能選擇電源37所需的性能。為了參考而被結(jié)合的美國專利№5,144,962描述了與本發(fā)明的吸煙系統(tǒng)有關(guān)的幾種電源的形式，如可充電電池源和由電池充電的快速放電電容電源。
C.點燃器加熱元件一個基本上圓柱形的加熱件固定器39和電控線路41最好設(shè)置在點燃器的前部33。所述加熱件固定器39用于加熱香煙23，并且最好把香煙固定在點燃器的相關(guān)位置上。所述電控線路41用于從電源37向加熱件固定器39的香煙加熱元件120傳遞預(yù)定量的能量。在下面更為詳細地敘述中，一個總體上為環(huán)形的終端插座110被固定(例如，焊接)設(shè)置在香煙加熱件固定器39的內(nèi)部，如固定在襯套49上，如圖3所示。
在目前的優(yōu)選實施例中，加熱件固定器39包括多個徑向間隔排列的加熱葉片120，葉片由插座支撐并從插座伸出，見圖3和后面的詳述，這些葉片由線路41控制的電源37單獨供能，以加熱環(huán)繞插入的香煙23周圍的一定數(shù)量的區(qū)域，例如八個。最好采用八個加熱葉片120以產(chǎn)生如傳統(tǒng)吸煙的八次噴煙，并且八個香煙加熱元件也適于用兩進制裝置進行電子控制。期望的每支插入的香煙能產(chǎn)生的噴煙次數(shù)為5-16，較好為6-10，最好為8次。
加熱元件120可包括任何用于加熱煙絲以放出煙味的合適的加熱元件。例如，可包括在下列專利和申請中公開的任何電阻和感應(yīng)加熱系統(tǒng)。這些專利和申請是美國專利№5,388,594和1995年1月30日提交的申請№08/380,718；1994年4月8日提交的申請№08/225,210；1994年4月8日提交的申請№08/224,848；1994年9月28日提交的申請№08/314,463；1994年11月2日提交的申請№08/333,470；1995年1月9日提交的申請№08/370,125和1995年4月20日提交的申請№08/426165。
D.加熱控制線路線路41最好由噴煙傳感器45供給電能，見圖1，該傳感器對當(dāng)吸煙者吸煙23時產(chǎn)生的壓力下降敏感，并且作為吸煙者吸煙23時壓力變化的結(jié)果，該傳感器又起動香煙加熱元件或葉片120中適當(dāng)?shù)囊粋€。噴煙傳感器45最好設(shè)置在點燃器25的前部33，并通過一個貫穿襯套和香煙加熱件固定器基座和噴煙傳感管(如果要求的話，未畫出)的通道與香煙加熱件固定器39的內(nèi)部并且靠近香煙23的空間相聯(lián)。
噴煙傳感器45適用于美國專利№5,060,671描述的吸煙系統(tǒng)21，該專利公開的內(nèi)容被結(jié)合作為參考。指示器51最好裝在點燃器25的外面，最好在前部33，以指示插在點燃器中的香煙23剩余的噴煙次數(shù)。指示器51最好包括一個七部節(jié)的液晶顯示板。在一實施例中，當(dāng)光感應(yīng)器53(見圖1)發(fā)射的光束被新插入的香煙23的前端反射并被光感應(yīng)器檢測到時，供八次-噴煙香煙使用的指示器51顯示數(shù)字“8”。下面介紹指示器51的另一實施例。
光感應(yīng)器53最好安裝在襯套和香煙加熱件固定器39基座內(nèi)的開口處。光感應(yīng)器53向線路41提供信號，線路又向指示器51提供信號。例如，指示器51顯示數(shù)字“8”表示每支香煙23可進行優(yōu)選的八次噴煙，即，沒有加熱元件被起動加熱新的香煙。當(dāng)香煙23被吸完后，指示器顯示數(shù)字“0”。當(dāng)香煙23從點燃器25取出時，光感應(yīng)器53檢測不到香煙23的存在，指示器51關(guān)閉。
光感應(yīng)器53被調(diào)制得不用總是發(fā)射光束，不會使電源37有不必要的損耗。目前優(yōu)選的適用于吸煙系統(tǒng)21的光感應(yīng)器53是OPR5005型光感應(yīng)器，由OPTEX Technology，Inc.制造，其地址為1215 West CrosbyRoad，Carrollton，Texas 75006。
作為使用上述光感應(yīng)器53的幾種可替換手段之一，可以設(shè)置一個機械開關(guān)(未畫出)用來檢測香煙23的存在或不存在，還可以設(shè)置一個復(fù)位按鈕，當(dāng)新的香煙插入點燃器25時，用于復(fù)原線路41，使指示器51顯示數(shù)字“8”，等等。本發(fā)明吸煙系統(tǒng)21使用的電源、線路、噴煙傳感器和指示器在美國專利№5,060,671和美國專利申請№07/943,504和08/380,718中作了介紹，上述專利和申請被組合起來作為整體參考。襯套和香煙加熱件固定器基座中的通道和開口50在吸煙過程中最好是氣密的。
E.優(yōu)選的香煙供吸煙系統(tǒng)21使用的目前優(yōu)選的香煙23在美國專利№5,388,594和1995年1月30日提交的美國專利申請№08/380,718、1995年4月20日提交的申請№08/425166、1995年4月20日提交的申請№08/425,837中作了介紹，在這里，上述專利和申請被組合起來作為整體參考。然而，香煙或其它的煙絲規(guī)格可以是所要求的任何形式，只要當(dāng)香煙加熱元件120加熱香煙時能產(chǎn)生煙味并傳向吸煙者。
F.系統(tǒng)組件和線路香煙加熱件固定器設(shè)置在點燃器25中的孔27中。香煙23首先是可選擇的回流過濾層63插入點燃器25的孔27中，再將香煙23插入基本上是圓柱形的香煙加熱件固定器39的空間，該固定件由環(huán)形頂套83、圓柱形空氣通道87(如果使用的話)、通道48(如果使用的話)、外套筒84和加熱器組件限定，環(huán)形頂套83具有用于接受香煙的開口端，加熱器組件包括加熱葉片120、用作加熱器組件的加熱元件的共用導(dǎo)線的導(dǎo)電插銷或共用導(dǎo)線104A以及正極導(dǎo)電插銷或?qū)Ь€104B以及襯套。
襯套49的內(nèi)端面81使香煙23停在所期望的在香煙加熱件固定器39中的位置，使得加熱葉片120的設(shè)置靠近香煙中的空洞79，在優(yōu)選實施例中的設(shè)置同1995年4月20日提交的申請№08/425166、1995年4月20日提交的申請№08/425,837中描述的一樣，上述專利和申請被組合起來作為整體參考。
基本上整個香煙加熱件固定器39設(shè)置在點燃器25的前部33的內(nèi)側(cè)，并緊貼外殼31安裝。頂套83的前緣93最好設(shè)置在點燃器25的第一端29的外側(cè)或稍微超出，最好包含內(nèi)側(cè)斜角或圓角部分，以便于引導(dǎo)香煙23進出加熱件固定器39。插銷104A和104B被插在相應(yīng)地插座(未畫出)中，從而支撐點燃器25中的香煙加熱件固定器39，導(dǎo)線或印刷線路從插座引向各個電子元件。
其它的插銷能提供額外的支撐以增強插銷組件91。插銷104A和104B可包括任何合適的材料，最好包括鍍錫含磷青銅。在襯套49和底座50中的通道47與噴煙傳感器45相連，光感應(yīng)器53感應(yīng)點燃器25中香煙23存在與否。
在描述的實施例中，每個葉片120形成一個電阻加熱元件。更具體地，第一葉片部分116A的第一端與電源的負極電聯(lián)接，并且第一葉片部分116A的第一端是插座110的整體延伸或與插座110機械的并導(dǎo)電聯(lián)接，反過來插座110經(jīng)過點焊或其它技術(shù)，如硬焊(brazing)或釬焊(soldering)，與負極插銷104A導(dǎo)電并機械聯(lián)接。
由于負極和正極聯(lián)接也用于機械支撐加熱器，最好用兩個負極插銷104A提供平衡支撐。插座110用作所有加熱葉片120的公共電極。在任一實施例中，可獨立制作每個加熱葉片120的負極連接，例如，通過適當(dāng)?shù)某练e在加熱件的與相應(yīng)的正極接觸區(qū)域122相對的一端的負極接觸。如1995年4月20日提交的申請№08/426,165所討論的，在第二葉片部分116B的連接端部分122進行每個加熱件葉片120的相應(yīng)的正極連接。
G.優(yōu)選和可替換的加熱元件可采用其它如盤旋線形的香煙加熱件，如共同轉(zhuǎn)讓專利№5,388,594和1995年1月30日提交的申請№08/380,718及1995年4月20日提交的申請№08/426,165中更為全面的介紹。例如，第一引線116A和第二引線116B均是盤旋線形。盤旋線形的引線116A和116B是平行的，使得引線均勻地排列，并且間隙125也是盤旋線形的。這種盤旋線形增加了葉片周長和煙霧產(chǎn)生，還改善了煙霧傳輸。
H.氣味均勻的適當(dāng)?shù)臍饬魍ǖ赖男纬梢呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，相對于插入香煙基本上是橫向或徑向的氣流致使更希望的煙霧流徑向地向內(nèi)離開脈沖香煙加熱件，縫隙125，126和130向被吸入的空氣提供通道，并且與插入的香煙接觸。設(shè)置附加空氣通道并通過香煙加熱件葉片的穿孔部分使橫向氣流傳送最優(yōu)化。
通過把插銷104A焊接到插座110、把插銷104B焊接到端部122將加熱組件的一端導(dǎo)電地并機械地固定。插銷104A和104B最好預(yù)先模制到塑料插座中，或者以其它方式連接到插座上，最好使用使漏氣的可能最小的方式。固定端最好與插入口相對。
I.點燃器和加熱組件的控制邏輯如美國專利№5,388,594和1995年1月30日提交的申請№08/380,718所述，已經(jīng)知道電子控制線路41包括邏輯線路，噴煙傳感器45，光感應(yīng)器53，LCD指示器51，電源37和計時器電路。其中邏輯線路是特殊用途集成線路或ASIC，噴煙傳感器45用于檢測吸煙者是否在吸香煙23，光感應(yīng)器53用于檢測點燃器25中香煙的插入。在這里，上述專利和申請被組合起來作為整體參考。邏輯線路可以是能實現(xiàn)下述功能的任何常規(guī)線路。
現(xiàn)場可編程門陣列(例如可從Actel公司，Sunnyvale，California得到的ACTEL A1010A FPGA型)被設(shè)計得能利用由其它組件實現(xiàn)的模擬功能執(zhí)行數(shù)字邏輯功能，而ASIC需要在一個組件中執(zhí)行模擬和數(shù)字功能。在下述專利和申請中也公開了與本發(fā)明的控制線路41和邏輯線路類似的控制線路和邏輯線路的特征，例如美國專利№5,060,671和美國專利申請№07/943,504，公開的內(nèi)容被組合起來作為整體參考。
在優(yōu)選實施例中還提到，八個單獨的加熱葉片120通過相應(yīng)的場效應(yīng)晶體管(FET)加熱件開關(guān)與電源37相連接。在邏輯線路的控制下，通過接線端，加熱件開關(guān)中的每一個分別被打開。邏輯線路提供用于起動和關(guān)閉加熱件開關(guān)的信號，以起動和關(guān)閉相應(yīng)的加熱件。
在操作過程中，將香煙23插入點燃器25，光感應(yīng)器53檢測香煙的存在。光感應(yīng)器53將信號傳送給邏輯線路。邏輯線路判斷電源是否被充電或電壓是否低。香煙插入點燃器25后，如果邏輯線路檢測到電源電壓低，則指示器51閃爍并且點燃器的進一步的操作停止，直至電源被充電或更換。在加熱葉片120加熱過程中也要監(jiān)測電源37的電壓，如果電壓降低于預(yù)定值，加熱葉片的加熱將中斷。
如果電源37是已充電并且電壓是充足的，邏輯線路向噴煙感應(yīng)器45發(fā)出信號，用來確定吸煙者是否在吸香煙23。同時，邏輯線路向指示器51發(fā)出信號，使LCD顯示例如數(shù)字“8”或香煙圖像，表示可以噴煙八次。
當(dāng)邏輯線路從噴煙傳感器45接收到被檢測到的持續(xù)的壓力下降或空氣流動的信號時，邏輯線路在噴煙期間關(guān)閉光感應(yīng)器53以節(jié)約電能。邏輯線路向計時器電路發(fā)出信號，以啟動等焦耳能量控制計時器。利用遞減計數(shù)裝置，邏輯線路還確定八個加熱元件中哪一個即將被加熱，并通過適當(dāng)?shù)慕K端發(fā)出信號使FET加熱件開關(guān)中合適的一個打開。適合的加熱葉片120一直處于打開狀態(tài)，直到邏輯控制計時器確定預(yù)定的加熱能量已從電源輸出。
當(dāng)計時器電路向邏輯線路195發(fā)出信號指示計時器已停止運行時，特定的打開狀態(tài)的(ON)FET加熱件開關(guān)關(guān)閉(OFF)，從而加熱元件失去電能。邏輯線路遞減計數(shù)并將信號傳送給指示器51，指示器將顯示保留的減少了一次的噴煙次數(shù)(即，第一次噴煙后顯示“7”)。當(dāng)吸煙者下一次噴煙時，邏輯線路將打開另一預(yù)定的FET加熱件開關(guān)，從而向另一預(yù)定的加熱元件提供能量。
上述過程將一直重復(fù)到指示器51顯示“0”，這意味著香煙23不再噴煙。當(dāng)從點燃器25取走香煙23時，光感應(yīng)器53指示香煙不存在，并且邏輯線路復(fù)位。
在一實施例中，噴煙停止時，F(xiàn)ET關(guān)閉加熱元件，以防止產(chǎn)生不希望的額外的煙霧。
其它特征，如作為參考而結(jié)合的美國專利申請№07/943,504中所描述的，可以與控制線路41結(jié)合以附加于上述特征或者替代上述特征。例如，如果希望的話，可使用各種未使用的特征。一種未使用特征包括時間線路(未畫出)，用來防止連續(xù)的噴煙相鄰太近，從而使電源37有時間恢復(fù)。
另一種未使用的特征包括一種裝置，如果未經(jīng)許可的香煙或其它產(chǎn)品插入加熱件固定器39，該裝置使加熱葉片120不工作。例如，香煙23可帶有識別標志，在加熱葉片120被供給能量前點燃器25必須認同該標志。
V.冷凝物問題在吸煙過程中，如美國專利№5,388,594和1995年1月30日提交的申請№08/380,718所述，由于煙霧離開點燃器的出口基本上已被插入的香煙和由于點燃器的一般性密封封住，當(dāng)不存在本發(fā)明時，從香煙散出的氣味中有一些沒有被吸煙者吸入，而是例如經(jīng)過傳輸縫隙，趨向于可能冷凝在點燃器內(nèi)部的組件上，如空氣通道套筒87(如果采用的話)；通道48(如果采用的話)；外套筒84；包括加熱件葉片120的加熱件組件；共用插銷或引線104A；正極插銷或引線104B；襯套49，尤其是襯套的內(nèi)底面81；基座50；在襯套和基座50中的與噴煙傳感器45相通的通道47，上述組件比香煙加熱元件120相對溫度低一些，并且隨著每次噴煙，煙霧也冷凝在香煙加熱元件120本身上。
由于起動香煙加熱元件120以散發(fā)氣味和產(chǎn)生隨后的噴煙，原來噴煙產(chǎn)生在香煙加熱元件120上的冷凝物通常被加熱消散。如下面更詳細的討論，沒有香煙時香煙加熱元件120還能通過來自熱陶瓷套筒的熱量或單獨或整體的加熱進行清潔。
然而，冷凝物繼續(xù)累積在上述點燃器的其它內(nèi)部組件上。在某些方面，例如吸煙大約2-10包后(假設(shè)，例如每支香煙八次點火及隨后八次噴煙，并且每包20支香煙)，要清除沉積的冷凝物，以防止對后來的香煙的主觀味覺的不利影響；防止所需的空氣通道尤其是在襯套和基座50中與噴煙傳感器45和/或外圍空氣相聯(lián)的通道47、通道48(如果使用的話)的阻塞；防止電子感應(yīng)材料和電子組件的損壞；防止對香煙插入、套準和移出加熱件固定器有不利作用的凸出物、沉積物的生成。
VI.加熱件和點燃器裝置的保養(yǎng)參考圖3-13，更詳細地說明了本發(fā)明的清洗裝置190和相關(guān)的清洗方法的實施例。所說明的各種裝置和方法可以以任何方式組合起來達到所期望的功能。
A.套筒清洗裝置190包括一圓柱形、最好是模鍛的套筒200，該套筒同軸地圍繞由葉片120限定的香煙加熱件固定器，從而同軸地圍繞插入的香煙23。在一實施例中，清洗裝置190還包括一相連的加熱元件210。
如下面的詳述，加熱元件210主要是經(jīng)過傳導(dǎo)向套筒200的內(nèi)表面?zhèn)鬟f熱量，并且主要經(jīng)過對流和輻射間接從已加熱的內(nèi)表面201向其它組件表面?zhèn)魉蜔崃?，以熱釋放沉積在上面的冷凝物。
另一方面，如參照圖9和10的詳細討論，套筒200由香煙加熱器120或點燃器外部的加熱件加熱，所述加熱件，例如位于充電單元中(在下面討論)，在清洗和充電聯(lián)合操作(在下面討論)過程中熱接近套筒200。
在所有實施例中，一足夠大的同軸縫隙208將套筒200的內(nèi)表面201同香煙加熱葉片120分開，例如所述縫隙為約0.010-0.120英寸，最好為約0.040-0.100英寸。如果同軸縫隙208太大，冷凝物將趨向于積聚在所不期望的組件表面而不是套筒內(nèi)表面201上。
另外，由于熱對流和輻射效率被已加熱的套筒內(nèi)表面201間的距離按指數(shù)規(guī)律控制，同軸縫隙208太大會導(dǎo)致熱量低效率的傳送到其它組件。
反過來，如果同軸縫隙208太小，在套筒內(nèi)表面201和插入的香煙23之間的空氣通道將被限定得更小，可能會導(dǎo)致吸煙者吸入的空氣供應(yīng)不足，并且可能減弱向吸煙者的傳送。
圓柱形套筒200可以確定為包括一表面的任何幾何形狀，該表面用于冷凝、收集和/或積聚至少部分未傳送給吸煙者的煙霧。例如，內(nèi)表面201確定為一基本上圓柱形的內(nèi)表面，用于冷凝至少部分未傳送給吸煙者的煙霧。相對來說，圓柱形套筒因易于制造，并且易于在點燃器中25實現(xiàn)而被采用，以確定圍繞圓柱形香煙23的圓柱形內(nèi)表面201，形成冷凝物積聚件。
圓柱形套筒200最好包括一在插入的香煙和其它組件之間的適合的煙霧阻隔材料，特別是相對處于外部的套筒84。套筒200可采用陶瓷或金屬。例如，礬土，約94％的氧化鋁，可從下處購買Dyocra America，Co.of SanDidgo，California or Coors Technical Ceramics Co. of OakRidge，Tennessee，例如Haynes合金№214，該合金為包含16.0％鉻，3.0％鐵，4.5％鋁，微量釔和余量(約75％)鎳的鎳基合金，可從下處購買HaynesInternational of Kokomo，Indiana，該合金最好涂有陶瓷密封和防損傷涂層。
此外，加熱件套筒200應(yīng)當(dāng)是耐用的，能經(jīng)得住下述的一個可接受時間的加熱過程，例如，電子點燃器的壽命，如約為6-18個月。如果提供了適當(dāng)?shù)慕^緣，加熱元件210和套筒200可由相同的材料制成。在一實施例中，使套筒200的輪廓與葉片120的內(nèi)弧形匹配，即基本上相互平行，當(dāng)使用如下述的葉片120時，使熱量相對更快和更均勻的施加到套筒200上。
隔板套筒200的內(nèi)表面201面對并同軸地圍繞香煙加熱件固定器39，比已加熱的香煙加熱元件120溫度低一些，用作煙絲產(chǎn)生的沒有傳送給吸煙者并趨向于從香煙23徑向向外流出的大部分煙霧的冷凝表面和冷凝物積聚件。由于套筒內(nèi)表面201環(huán)繞插入的香煙23以收集散出的煙霧，相對于其它組件表面，套筒內(nèi)表面201是優(yōu)選的冷凝表面，專用作冷凝表面，并且適合于專用的加熱元件。
在一特別的優(yōu)選實施例中，熱反射中間套筒通過減少向外套筒的熱輻射提高需要清洗的表面的熱效率。這同樣降低了外套筒的溫度增長率和峰值溫度。
參考圖9A可以看到，通過起動加熱件120(總起來說)可以加熱內(nèi)套筒201達到一個峰值溫度。中間管215A安裝在內(nèi)套筒和外套筒84之間。中間管可由各種反射的蓄熱高溫材料制成，本領(lǐng)域技術(shù)人員可從有關(guān)的材料中選擇，例如，可以使用鋁或金的金屬的反射涂層或外皮。
如果采用的話，在任何實施例中，加熱元件210應(yīng)適于加熱到足夠高的溫度以主要通過傳導(dǎo)加熱圓柱形套筒200，特別是套筒內(nèi)表面201，加熱到優(yōu)選的操作溫度為約150℃-750℃，例如，約300℃-600℃，約400℃-500℃，約450℃，如下所述的那樣。
見圖3-8，加熱元件210與圓柱形套筒200緊密熱接觸?？蛇x擇的，套筒200可是電阻，例如是下述的金屬，并直接電阻加熱?？蛇x擇的，加熱元件210位于套筒200內(nèi)或穿過套筒或在內(nèi)表面201上，例如，加熱元件包括位于套筒200內(nèi)或穿過套筒的電阻加熱線圈。
在一實施例中，加熱元件210包括與套筒200的外表面202接觸的電阻加熱線圈。線圈212的每一圈相互絕緣以防止短路。例如，電阻加熱線圈螺旋線形纏繞在陶瓷或金屬套筒200上，并且最好放在由螺旋線203A限定的在套筒外表面202上形成的至少一個螺旋槽203中，如圖4所示。在該實施例中，螺旋槽203是單螺旋線，使得電阻線圈的終端位于套筒200的相對的端面以與適合的電源和邏輯控制相連接，如下所述。
參考圖3-7將介紹優(yōu)選結(jié)構(gòu)。套筒加熱元件210包括一在金屬套筒200上的薄層，與1994年4月8日提交的申請№08/224,848和1995年1月9日提交的申請№08/370,125中描述的香煙加熱件相同，在這里，上述申請被結(jié)合起來作為參考。在本發(fā)明中，見圖6，陶瓷層310和加熱層210設(shè)置在具有至少一個由“山脊”(hills)或螺旋線203A限定的螺旋槽203的套筒200上，如圖4所示。更具體的，套筒外表面202首先涂上陶瓷絕緣層310，然后，最好是在陶瓷絕緣層310上熱噴涂敷電阻加熱層210，如下述。
接下來，從涂層套筒的螺旋線203A上磨去加熱層210和陶瓷層310(如果希望的話)，使得陶瓷層310和加熱層210留在槽203中，如圖5所示。這樣形成了一連續(xù)的螺旋電阻通道，其中螺旋加熱層210的每一圈與鄰近的線圈是絕緣的，這是由于除了有選擇的磨去的頂部或峰部以外，磨過的螺旋線203A之間的線圈涂有絕緣陶瓷層310。
螺旋線203A最好這樣形成沖壓具有斜紋壓印或其它適當(dāng)?shù)膱D案的合適的金屬板材，然后輥壓沖過的板材，形成在外表面202上具有所希望的螺旋線203A和螺旋槽203的套筒200。沖壓和輥壓在內(nèi)表面201上也形成了內(nèi)螺旋線或溝(未畫出)和相關(guān)的內(nèi)螺旋槽(未畫出)。內(nèi)螺旋線對應(yīng)位于套筒外表面202的螺旋槽203，內(nèi)螺旋槽對應(yīng)位于套筒外表面202的螺旋線203A。
由此，空氣被吸煙者吸入點燃器外殼，特別是被吸入套筒內(nèi)表面201和香煙23外表面之間，如下所述，并且在套筒內(nèi)表面210的內(nèi)螺旋槽用于螺旋引導(dǎo)被吸煙者吸入圍繞插入的香煙23的點燃器外殼的空氣，從而有利于將吸入的空氣供應(yīng)到香煙周圍的各個位置，致使空氣更均勻地分布，并且使空氣與點燃器中產(chǎn)生的氣味更徹底地混合。
圍繞插入的香煙23的光滑圓柱形表面導(dǎo)致吸煙者從外殼前端的孔吸入到外殼中的空氣以流線型進入點燃器外殼，并且導(dǎo)致空氣與煙霧的較不徹底地混合。
另一方面，在涂敷陶瓷層310和加熱層210之前遮蔽(mask)板材或已形成的套筒，以形成如圖7所示的所希望的圖案。無論是采用磨削、遮蔽或常規(guī)技術(shù)確定所希望的陶瓷層310和加熱層210的圖案，確定的圖案最好包括具有多段相互絕緣以防短路的連續(xù)電阻通道。選擇的，一附加絕緣涂層涂敷到陶瓷層310和加熱層210確定的圖案上，以防止短路。
優(yōu)選的套筒加熱件210和電連接如圖3和6所示。電連接最好采用參考圖4和5所述的螺旋線形狀或其它所希望的圖案，并且特別對于加熱層210確定的電阻圖案為最佳，加熱層210在套筒外表面202相對的端部具有終端。如圖6所示，涂敷的套筒加熱元件210的一端與在其下方的金屬套筒200在接觸區(qū)230A緊密電接觸，套筒加熱元件210的其余部分在陶瓷絕緣層310的正上方。電阻套筒加熱元件210等離子涂敷到金屬套筒200上產(chǎn)生了牢固緊密的接觸。
共用電極由導(dǎo)電金屬套筒200形成，如圖3和6所示，金屬套筒(1)在點燃器25的一端，如在離香煙插入口最近的近端，經(jīng)過接觸區(qū)230A與套筒加熱元件210的負極終端相連，并且(2)在點燃器25的另一端，如在離香煙插入口最遠的遠端，通過插銷104C和接觸區(qū)230C與電源相連。
正極連接通過插銷104D和接觸區(qū)230B完成，接觸區(qū)230B也位于點燃器開口的遠端。這樣，套筒200用作一公用引線，使得接觸插銷104C和104D可以遠離點燃器25的香煙插入口，處于相對更安全的位置。相應(yīng)的，可制成套筒200的電阻加熱線路，該線路與適合的電源和控制邏輯線路相連。
由于金屬更易于加工、具有比陶瓷更好的負載極限和導(dǎo)電性，套筒200最好包括一圓管形金屬基底，如下述。被選擇用作基底的金屬是機械強度高和熱穩(wěn)定的金屬或合金。
除了暴露的負極接觸或公用極230A，涂敷在金屬套筒200上的陶瓷層310將隨后涂敷的套筒加熱元件210與金屬套筒電絕緣。最好提高金屬套筒外表面202的表面粗糙度，使涂敷的陶瓷層310具有較好的粘結(jié)。
首先采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，例如噴丸使足夠厚的外表面202變粗糙，然后進行粘結(jié)涂敷。接下來涂敷加熱元件210，加熱元件210的厚度為約0.1-10mils，或約0.5-6mils，更好為1-3mils。應(yīng)當(dāng)避免由于絕緣件310與金屬套筒200和加熱層210之間熱膨脹不一致所引起的層離。
將具有高導(dǎo)電率的材料，例如鎳、鎳合金、銅或鋁噴涂在加熱元件210和套筒基底上，形成各自的接觸區(qū)230B和230C，然后通過例如熔焊、硬(釬)焊(brazing)或釬焊固定引導(dǎo)線，如插銷104D和104C。該材料可與引導(dǎo)線一體形成或釬焊在一起(最好是銀釬焊)，從而代替連接插銷。高導(dǎo)電材料使接觸區(qū)下方電阻減少，并使引導(dǎo)線可以更容易地連接。
金屬套筒200可由板、桿或棒材合金沖壓制成。合適的金屬的例子包括NiCr合金，Haynes214合金(Haynes合金№214為鎳基合金，該合金包含16.0％鉻，3.0％鐵，4.5％鋁，微量釔和余量(約75％)鎳，可從下處購買Haynes Internat ional of Kokomo，Indiana)和鉻鎳鐵625合金板材。金屬套筒最好用鋁化鎳(Ni3Al)合金制成，如上述的其它鎳、鐵或鋁化鐵(Fe3Al)合金也能使用。
陶瓷層310最好具有一相對高的介電常數(shù)?？墒褂萌魏芜m合的絕緣件，如氧化鋁、氧化鋯、莫來石、堇青石、尖晶石、鎂橄欖石及它們的組合物等。最好采用氧化鋯或其它熱穩(wěn)定的并具有與下方的金屬套筒相一致的熱膨脹系數(shù)的陶瓷，以避免在加熱和冷卻過程中膨脹和收縮的不同，從而在操作過程中避免裂紋和層離。
在加熱元件210加熱時，陶瓷層繼續(xù)保持物理和化學(xué)穩(wěn)定性。絕緣件的厚度優(yōu)選為約0.1-10mils，或約0.5-6mils，最好為1-3mils，絕緣件是熱噴涂到管上的陶瓷，如氧化鋯，特別是部分穩(wěn)定的具有20％最好是8％的氧化釔的氧化鋯。如果表面足夠粗糙，噴涂采用等離子噴涂。在噴涂過程中，管最好是旋轉(zhuǎn)的，并最好旋轉(zhuǎn)多次，以噴涂適度。
粘結(jié)涂層是一薄的金屬層，如FeCrAlY、NiCrAlY、NiCr、NiAl或Ni3Al，為0.1-5mils最好是0.5-1mils厚，該層在變粗糙的金屬套筒外表面202和后來涂敷的陶瓷層310之間提供良好的粘結(jié)界面。
除了熱噴涂特別是等離子噴涂之外，其它涂敷技術(shù)可替換使用。例如，物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、使用介電糊絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)的厚膜技術(shù)、可溶凝膠技術(shù)，其中可溶凝膠涂敷后加熱形成固體，另外，還可以在化學(xué)沉積后進行加熱?？紤]到粘結(jié)強度，化學(xué)粘結(jié)是優(yōu)選的。
以相對高的溫度加熱金屬外表面202的陶瓷層或陶瓷母體實現(xiàn)化學(xué)粘結(jié)。另外，也可高溫加熱金屬套筒200在其表面形成氧化物層，該層的性能與陶瓷層相似。
任何具有或不具有金屬間化合物/陶瓷添加劑的金屬、化合物或合金均能以粉末形式(若涂敷技術(shù)需要)用于加熱元件210。更具體地，通過任何已知的熱噴涂技術(shù)，如等離子噴涂或HVOF(高速氧燃料噴涂)，將上述的電阻材料，如NiCr、Ni3Al、NiAl、Fe3Al或FeCrAlY，噴涂約0.1-5mils厚的一層。
電阻材料的電阻率可由附加的適當(dāng)陶瓷材料或通過在等離子或HVOF噴涂過程中調(diào)節(jié)金屬的氧化物程度來調(diào)節(jié)。如果由與加熱件材料相比包括較大的陶瓷顆粒的陶瓷層310的表面例如被金剛石研磨到135到160微英寸Ra之間，具有平均值為145微英寸Ra的表面粗糙度時，則可使用例如CVD或PVD這樣的薄膜工藝方法。采用這種工藝方法就需要一較薄層的金屬，形成了一理想的較少物質(zhì)加熱件。然而這種工藝過程比較緩慢。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)涂敷陶瓷的管子時，該加熱件可被涂敷。
可更換地，如在1994年9月28日提交的序列號為NO.08/314463的共同轉(zhuǎn)讓未結(jié)案申請中所描述的那樣，加熱元件210可以是在陶瓷層310上或在陶瓷套筒200上形成的鉑。
對于電加熱來說，由于高電阻是一個理想的屬性，所以最好進行熱噴涂以形成電阻加熱件層210?？刹捎枚喾N熱噴涂工藝來噴涂電加熱件層。一種預(yù)合金化的Ni3Al，一種用機械方法合金化的Ni3Al，或比例合適的Ni和Al粉末均可被采用。如果噴涂時使用由機械方法合金化的Ni3Al粉末或者Ni和Al粉末就需要預(yù)加熱步驟。
預(yù)加熱的溫度和時間將取決于熱噴涂槍參數(shù)，且可被調(diào)節(jié)到范圍600℃到1000℃內(nèi)。如果不使用一種預(yù)合金化Ni3Al時，對于形成Ni3Al來說，顆粒尺寸和顆粒分布是很重要的。為了電阻件起見，可使用NiAl組合物。
幾種元素可被用作Ni3Al合金的添加劑。B和Si就是用于加熱件層210的合金的主要添加劑。B用來增加晶界強度，且當(dāng)Ni3Al富含鎳時例如Al≤24原子百分數(shù)時，這種作用最明顯。Si不會被大量添加到Ni3Al合金中，因為當(dāng)Si的添加量超過最大值3％(重量百分比)時，將會形成鎳的硅化物，且隨著其氧化會導(dǎo)致SiOx的形成。添加Mo會在低溫和高溫條件下增加強度。鋯有助于在熱循環(huán)時增加氧化物抗碎裂能力。添加鉿(Hf)也是用于增加高溫強度。
用作套筒200和電阻加熱件210的優(yōu)選Ni3Al合金被表示為IC-50，在ed.Stoloff et al.，Van Nostrand Reinhold，N.Y.，1994，Table 4的金屬間冶金和處理金屬間化合物，V.SiKKa的“金屬間鋁化物的處理”中報道該合金包括77.92at.％的Ni，21.73at％的Al，0.34at.％的Zr和0.01at.％的B。多種元素可被加到該鋁化物中。可能添加的元素包括Nb，Cu，Ta，Zr，Ti，Si，Mo和Ni。
用于加熱元件210的加熱件材料可以是海納(Haynes)214合金。海納(Haynes)合金NO.214是一種鎳基合金，包含16.0％的鉻，3.0％的鐵，4.5％的鋁，微量釔以及其余量(約75％)為鎳，可從Haynes International ofKokomo；Indiana買到。鉻鎳鐵702合金，NiCrAlY合金，F(xiàn)eCrAlY，鎳鉻合金(Nichrome)牌號合金(54-80％鎳，10-20％鉻，7-27％鐵，0-11％銅，0-5％錳，0.3-4.6％的硅，以及間或1％的鉬，0.25％的鈦)也可被采用。如在共同轉(zhuǎn)讓美國專利NO.5388594中所描述的那樣，鎳鉻合金I被標明尤其包含60％鎳，25％鐵，11％鉻，以及2％錳；鎳鉻合金II尤其包含75％的鎳；鎳鉻合金III，一種耐熱合金，包含85％鎳和15％的鉻，或者可采用具有類似性能的一些材料。
然而，更優(yōu)選地，加熱元件210是由耐熱合金制成的，這種合金在高溫時表現(xiàn)出高的機械強度及抗表面氧化、腐蝕和剝蝕等綜合性能。優(yōu)選地，加熱元件210是由在高溫下表現(xiàn)出高的強度和表面穩(wěn)定性的材料制成，和通常稱作超耐熱合金的一般以鎳、鐵或鈷為基的合金性能不相上下。例如，主要是鐵或鎳并加有鋁和釔的合金是適合的。優(yōu)選地，加熱元件210的合金包括鋁，以例如通過提供耐氧化性而進一步增加加熱元件的性能。
優(yōu)選材料包括鐵和鎳鋁化物和這種最優(yōu)選的在1994年12月29日提交的題目為“用作電阻加熱元件的含鐵基合金的鋁”，序列號為NO.08/365952的共同轉(zhuǎn)讓未結(jié)案美國專利申請和在1995年4月20日提交的題目為“用作電阻加熱元件的鐵鋁化物合金”，序列號為NO.08/426006的共同轉(zhuǎn)讓未結(jié)案美國專利申請(代理人牌號NO.PM1769)中所披露的合金，這兩個專利申請整體合并起來以供參考。
如果需要熔化任何合金時，最好采用氬氣保護。如已討論的一樣采用YAG激光或CO2激光可將電引線硬釬焊(brazing)到電阻加熱件210或套筒200上。可采用Ag-Cu或Ni-Cu釬料合金進行硬釬焊。硬釬焊方法是比軟釬焊和熔焊更優(yōu)選的一種焊接方法，因為電阻器的厚度小于5mil(.005″)或0.125mm?？刹捎靡环N釬劑(FLUX)來潤濕表面并清洗氧化膜。這幾種釬料合金可從Lucas-Milhaput of Wisconsin和美國銦協(xié)會買到。對于加熱件的激光硬釬焊來說，由于加熱件210和絕緣體310的總厚度為10到15mils，Ag-Cu合金具有最佳的固相線和液相線溫度，而不會穿透加熱件上的層。
本發(fā)明提供一種多層加熱件，以Ni3Al作為基底并由絕緣體氧化鋯分開。這一概念是總的并可以不同的厚度應(yīng)用于各種幾何形狀。Ni3Al在表面易于形成一粘附的氧化鋁層。這種氧化鋁層能防止進一步氧化并消除氧化物的碎裂，由此延長材料的周期壽命時間。
將具有合適長度和約1-10mils(密耳)；最好3-5mils壁厚的所選金屬的圓柱形管子形成理想的幾何形狀。在一優(yōu)選實施例中(1)管子例如是由沖壓和擠壓成形的；(2)陶瓷和加熱件層被涂敷；以及(3)連接加熱層和導(dǎo)線。另外，壁厚為例如3到5mil的薄壁管子具有足夠的初始直徑。
管子被切割成理想的長度，隨后形成基底。接下來，采用傳統(tǒng)的模鍛工藝來形成基底和管子理想的形狀和尺寸。如已描述的那樣進行順序的步驟從而形成套筒200。這里所限定的生產(chǎn)步驟可以按任何希望的順序進行，以達到一定的生產(chǎn)制造速度并節(jié)約材料等。
加熱件材料和其它金屬元件也是根據(jù)它們的抗氧化性和一般沒有活化性來選擇的，以保證在可能會遇到的任何溫度下它們均不會被氧化或換句話說與香煙23發(fā)生反應(yīng)。如果需要的話，將加熱元件210和其它金屬元件封裝在隋性導(dǎo)熱材料中，如合適的陶瓷材料中以進一步防止氧化和反應(yīng)。
可更換地，加熱件210可以以一種電阻加熱圖案220排列布置，形成一種由合適的電源提供能源的電阻加熱電路。特別優(yōu)選的加熱元件210如圖7所示，其包括一在圓柱形套筒200的外表面202上形成的電阻圖案，例如如圖所示沿底層套筒200的長度方向具有相對長的振幅的波形。例如，該電阻圖案可以包括鎢，并通過通用工藝技術(shù)例如象Ceramx Corporation ofLaurens，South Carolina采用的工藝來將這一電阻圖案附加到套筒200上。該電阻圖案被印制在一塑料帶上，被轉(zhuǎn)印到陶瓷生坯帶上，然后通過焙燒從該帶轉(zhuǎn)到陶瓷套筒上。
任何適當(dāng)?shù)膱D案均可被采用，以達到如這里所討論的理想操作溫度。如圖7所示，電阻圖案的正極端和負極端均置于靠近套筒200同一端部的位置，用來與正、負插銷104C和104D相連。
可更換地，電阻圖案，如鉑以一種理想的圖案在陶瓷套筒200上形成，如在1994年11月2日提交的序列號為NO.08/333470的共同轉(zhuǎn)讓未結(jié)案的專利申請中所示那樣，該申請在此整體合并起來以供參考。可替換地，該電阻圖案也可以以一種想要的圖案在陶瓷套筒200上形成，如在1995年4月18日公布的共同轉(zhuǎn)讓美國專利NO.5408574中的扁平基體上所示那樣，該專利是1993年7月6日公布的共同轉(zhuǎn)讓美國專利NO.5224498的部分繼續(xù)，而這一專利又是1992年3月3日公布的共同轉(zhuǎn)讓美國專利NO.5093894的部分繼續(xù)，它們在此作為整體合并起來以供參考。
如上面所討論的那樣，當(dāng)一金屬絲或連續(xù)電阻圖案盤旋在套筒200的槽230中時，位于相對的套筒端部上的電極端的電連接或是如圖6所示的電連接均是必需的。在圖4，8A和8B所示的另一優(yōu)選實施例中，連續(xù)金屬線212被設(shè)置在圖4中所示的由盤旋線狀物203A限定的螺線形槽203中。現(xiàn)在看圖8A和8B，連續(xù)金屬線212包括第一引線212A和第二引線212B，后者為了清楚描述起見是被拆開的，它們交替地設(shè)置在雙螺紋套筒200的相應(yīng)的螺旋線槽203中并以這樣的方式分開，即為了便于與合適的電源和控制邏輯電路相連，金屬線212的電極端部被設(shè)置在套筒200的同一端。
連接片212C將第一引線212A與第二引線212B相連，具體是通過(1)經(jīng)過最好設(shè)置在一端部，例如套筒200的與插頭銷子104C和104D相對的另一端的末端的第一小孔穿入套筒200，(2)為了得到一個短的間距沿內(nèi)表面201通過，以及(3)經(jīng)過設(shè)置在與第一小孔相鄰的螺旋圈上的第二小孔穿出套筒200。“雙螺紋”的意思是套筒200具有兩個平行的螺旋槽。這種形狀允許設(shè)置在套筒同一端的電極端的電連接。
在所有的這些實施例中，接觸區(qū)域230C和230B允許與電源的正極和負極的連接。更準確地說，正極連接是在電阻加熱元件210的第一端進行的，負極連接是在電阻加熱元件210的第二端進行的。優(yōu)選地，套筒負極或共同插銷104C和套筒正極插銷104D分別設(shè)置在基座50上，并插入最終與控制電路和理想的套筒電源相連的附加的插座中(未示出)，分別進行套筒加熱元件210的負極連接和正極連接以完成與理想套筒電源的連接。
可采用任何合適的電連接。優(yōu)選地，套筒加熱元件210與插銷104C和104D的兩種連接是在基座50上進行的，即在對著香煙插入口的固定器39的端部以避免香煙的干擾。應(yīng)注意到，如所描述的那樣，本發(fā)明中的套筒加熱元件210的負極連接，共用連接和正極連接設(shè)計是可被變化的，因為僅采用一個加熱件。如需要的話，可采用多個加熱元件210來加熱套筒200，對于多個加熱件210來說可采用一種共用連接。
在一不同實施例中，通過使用如圖16中所示的感應(yīng)加熱裝置來進行套筒的加熱。套筒850是由合適的感受器材料形成的，這種材料能夠承受得住足以由釋放熱而氣化積聚沉積物這樣的高溫。在圖17所示的圖形中，感應(yīng)線圈852在所述點燃器殼體內(nèi)并由驅(qū)動電路854帶動。這一驅(qū)動電路應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生足夠量的功率(接近于約10瓦特)以便足以加熱感受器管。
該感受器管可由任何滿足加熱件要求的合適的感受器材料制成，所需功率和頻率由此適當(dāng)?shù)剡x擇。已經(jīng)確定，例如對于一半徑4.26×10-3m，厚度7.62×10-5m，長度1.4×10-2m的不銹鋼管子，最佳的頻率為500KHz，700KHz是最大的可使用頻率。觀察到在電路通電5秒鐘內(nèi)溫度由周圍溫度升高425℃。
繞管子的螺旋圈數(shù)根據(jù)所選擇管子的能量消耗和尺寸是可改變的。但對于示范的不銹鋼管來說，50圈就給出足夠的磁通密度。
線圈可設(shè)置在鄰近套筒的地方(置于點燃器殼體內(nèi))，或者與套筒間隔開(例如，在清洗器裝置殼體內(nèi))。在感應(yīng)線圈置于點燃器內(nèi)的情況下，需要較少的能量，但線圈和與此相連的電路被安裝在該點燃器內(nèi)，增加了該裝置的搬運重量。在感應(yīng)線圈置于清潔器裝置殼體內(nèi)的情況下，感應(yīng)加熱所需的能量令人吃驚地增加。
B.電源理想的套筒電源可以是電池或其它的點燃器25的電源37。更優(yōu)選地，加熱件210是由如一種再充電裝置500這樣的外部電源帶動，如下面描述的那樣，這種再充電裝置也適合于給點燃器25的可再充電電池充電，并例如與一通用的壁電源插座相連或與其它能為清洗過程提供約25瓦特到約50瓦特的AC或DC電源相連。
例如，在加熱件點燃次數(shù)約為160到800次，對應(yīng)于約160到800噴煙次數(shù)，即相當(dāng)于約20到100支香煙(每支煙總共8次點燃和噴煙)或1到5包香煙(每包總共20支香煙)后，電池就需再充電。方便地，將在一足夠長的非使用期間進行再充電，例如一天結(jié)束的時候或幾天結(jié)束的時候，最好在每次充電或幾次充電的時候進行清洗。在使用期間，由每次產(chǎn)生的噴煙形成的冷凝物聚集在套筒200的內(nèi)表面201，香煙加熱件120和其它點燃器元件上。
C.清洗間隔當(dāng)點燃香煙加熱件120而產(chǎn)生一次噴煙時，以前的煙霧凝結(jié)在香煙加熱件120上的冷凝物通常經(jīng)這一次加熱而消散。然而，冷凝物繼續(xù)積聚在套筒內(nèi)表面201和其它元件上。
可通過分別檢測冷凝積聚物或表示積聚物和功率容量的一些現(xiàn)象來判斷是否有清洗和/或再充電的需要。看圖1、10和11，在點燃器25內(nèi)提供一計數(shù)器55用來計量理想的作用次數(shù)，用來指示需要進行清洗了，例如，在一定數(shù)量的再充電之后或每次再充電之后，或一定量的香煙、噴煙次數(shù)或香煙加熱件不連續(xù)的一定加熱次數(shù)之后等等。注意，如果在預(yù)定量的香煙、再充電次數(shù)、噴煙次數(shù)或香煙加熱件不連續(xù)加熱次數(shù)等等之后進行再充電，則再充電和清洗的計量次數(shù)和存貯次數(shù)被有效地合并起來。
如果需要的話，在達到一預(yù)定數(shù)量的作用次數(shù)的情況下或在早于該預(yù)定數(shù)量的一定已定數(shù)量的作用次數(shù)情況下，顯示器51上的圖像根據(jù)計數(shù)器55的信號能指示出對進行清洗的需要。例如在后者的情況下，在先于清洗起動動作一定的預(yù)定間隔時，圖像被顯示出來用來給吸煙者發(fā)出即將需要進行清洗這樣的警報，以便他或她能先于一打算好的延長使用時間段而起動清洗操作過程，或在清洗當(dāng)前點燃器的同時打算使用另一點燃器。
此外或可更換地，在圖像顯示時或在圖像顯示前或后，另外的警報信號可被傳遞給吸煙者，例如，一通常的聲頻信號象嘟嘟聲或其它產(chǎn)生的音調(diào)等。進一步，如果沒有進行清潔時，控制邏輯會“封鎖”吸煙者，例如，通過控制邏輯41執(zhí)行一“停止”模式，一旦計數(shù)器55給點燃器的控制邏輯41發(fā)送一表示需要清洗的信號，例如在抽吸預(yù)定量的香煙和/或與其一致的所需電池再充電次數(shù)之后，控制邏輯41執(zhí)行一“停止”模式，該“停止”模式防止加熱件的點燃。前述清洗工作一完成，根據(jù)所采用的清洗工藝，點燃器控制線路41和/或再充電器邏輯控制器520啟動“運行”模式，允許使用者重新開始使用。
前述所有的控制信息最好被貯存在通用的非易失性存儲器中，以便在如果電源37被耗盡的情況下，允許清洗歷史和相關(guān)的計量和信號被保存起來。
最好通過吸煙者輸入一數(shù)碼和/或動作按鈕，開關(guān)等，或?qū)Ⅻc燃器與象再充電器裝置500這樣的外部裝置相連系，在一預(yù)定時間啟動如下面所述的清洗操作過程。
D.清洗操作過程例如，拿走香煙后，將點燃器25插入或者換句話說點燃器25與一合適的再充電器500相配合，該再充電器500如下所述包含一電源和/或與一象電源插座這樣的普通電源相連，借此電能從再充電器500被傳送到點燃器電源37中，例如，傳送到可再充電電池中，且控制信號從再充電器被傳送到點燃器控制線路41。專用套筒加熱件210由點燃器電源37例如由電池帶動或更優(yōu)選地由功率約為25-50瓦特的再充電器500帶動。
當(dāng)加熱件210由供應(yīng)的電能電阻性地加熱時，套筒內(nèi)表面201主要通過熱傳導(dǎo)被加熱，適量的熱用熱的方法釋放其上的冷凝物。套筒200，尤其是該套筒積聚冷凝物的內(nèi)表面大體上被均勻地加熱到一理想的有效清洗點燃器元件的最低溫度，例如優(yōu)選地加熱到約150℃到約750℃的工作溫度，例如，較好為約300℃到約600℃，更好為約400℃到約500℃，最好為約450℃。
在該清洗操作過程的一個實施例中，例如在約10秒到約90秒的時間內(nèi)由室溫加熱到該理想的最小溫度，且持續(xù)不超過約60秒。該清洗操作過程由最好是配備在點燃器控制線路41和/或位于再充電器500內(nèi)的控制線路中的合適邏輯來控制。
此外，套筒200的這種加熱主要是通過傳導(dǎo)、對流和輻射將熱量傳遞到點燃器的其它內(nèi)部元件上，例如空氣通道套筒87(如果采用的話)；通道48(如果采用的話)；外部套筒84；包括加熱件葉片120的加熱件組件100；共用插頭銷或插頭引線104A；正極插銷或插頭引線104B；襯套49，尤其是襯套的底部內(nèi)表面81；基座50；在襯套和基座50中與噴煙敏感傳感器45連通的并借此用加熱方法從這些內(nèi)部元件釋放不想要的冷凝沉積物的通道47。
優(yōu)選地，這些元件表面被加熱到約100℃到約400℃，例如用約10到90秒的時間。
在所有的這些實施例中，加熱元件210被設(shè)計和安排用來加熱套筒200，尤其是套筒的內(nèi)表面201，將其大體上均勻地加熱到有效清洗套筒和點燃器元件的理想的最低溫度，例如優(yōu)選加熱到約150℃到約750℃的工作溫度，較好為約300℃到約600℃，更好為約400℃到約500℃，最好為約450℃，例如用約10秒到約120秒的時間，或約30秒到約90秒的時間，或約20到約60秒的時間來加熱。
例如由于電連接元件的散熱裝置性能，電接觸區(qū)域230下方套筒內(nèi)表面201的一定區(qū)域可相對較冷。這些較冷區(qū)域的溫度可以比套筒200的其余部分冷例如為約15℃到約50℃之間。為了保證套筒所有的內(nèi)表面201達到用于熱釋放的理想的最低清洗溫度，這樣來選擇加熱元件210的電阻率和/或所供應(yīng)的電源，即相對較冷的區(qū)域達到理想的最低清洗溫度，而其他區(qū)域盡管仍然合適也要加熱到一相應(yīng)地較高的清洗溫度，例如優(yōu)選地加熱到比前面實施例中提到的約150℃到約750℃和其它溫度范圍高出約15℃到約50℃的提高的工作溫度。注意到氧化鋁或金屬套筒200被選擇表現(xiàn)出大體上均勻的熱傳導(dǎo)性。
冷凝物的相對低溫的揮發(fā)物質(zhì)一開始是作為存在的在100℃時揮發(fā)的水而揮發(fā)的，并呈氣體和/或懸浮微粒的方式被釋放。接下來，相對高溫冷凝物經(jīng)受再揮發(fā)或高溫?zé)峤庾饔枚会尫乓莩?。然后，任何殘余的冷凝物被氧化。相信這些步驟中的一個或多個是造成套筒200和其它冷凝作用表面的可觀察到的清潔凈化的一個主要原因。用熱方法釋放的冷凝物通常稱之為揮發(fā)物質(zhì)。
由上述溫度和持續(xù)時間限定的這種加熱操作過程有效地清洗這些元件表面。然而除了在1995年1月30日提交的美國專利申請Ser.No.08/380,718和美國專利NO.5388594中討論的以外，這種加熱傳導(dǎo)還需要材料的其他技術(shù)條件。例如，在加熱元件210的熱近程內(nèi)就不能采用聚合物和其他材料，因為上面表示出的溫度會引起這些材料的熔化或其它不希望有的受熱降解破壞。
在一替換的實施例中，香煙加熱件120本身除了在正常吸煙期間加熱插入的香煙23外還在清洗操作過程中用來加熱套筒200的內(nèi)表面201，這樣就免除了對用于冷凝物套筒200的特殊專用加熱件210的需要，如圖9A所示。最好根據(jù)一需要清洗這樣的指示由吸煙者在確定時間開始清洗操作過程。
在沒有香煙23出現(xiàn)在加熱件組件39內(nèi)的確定的清洗時間，香煙加熱件120脈沖式，最好以一快速的連續(xù)模式，主要通過輻射和傳導(dǎo)將套筒內(nèi)表面201大體均勻地加熱到所希望的溫度。為達到從約150℃到約750℃，較好約300℃到約600℃，最好約400℃到約500℃這種所希望的清洗溫度范圍，對于套筒內(nèi)表面201需要約30秒到約60秒時間，單個加熱件葉片120被加熱到約600℃到約800℃并且需保持約20秒到約60秒鐘。
如果所有的例如8個香煙加熱件葉片120被連續(xù)供應(yīng)電能約20秒到約60秒，所需要的功率將耗散盡這種最普通電池的容量。因此，就需要從外部電源供應(yīng)電能，例如，從下面討論的再充電器裝置500，在一個實施例中，該裝置與一普通的電源插座相連。另外，葉片120經(jīng)受持久加熱，這會產(chǎn)生潛在的損失。
可更換地，最好是給吸煙者提供用電池或點燃器25的其它能源37來帶動清洗操作過程這樣的選擇，以允許在任何地方均可清洗且不需要提供再充電器裝置和/或插入通常的電源插座。如果改進電池的規(guī)格以啟動所述的清洗過程加熱操作時，下面討論的脈沖寬度調(diào)制可適用于這種場合。
E.脈沖寬度調(diào)制以節(jié)省電池功率已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如圖10所示通過設(shè)置在點燃器25內(nèi)的脈沖寬度調(diào)制器60調(diào)制每個香煙加熱件葉片120的脈沖寬度在相對短的時間期間快速連續(xù)點燃，使得在現(xiàn)有電池的電容量之內(nèi)大體均勻地加熱套筒內(nèi)表面201成為可能，這樣就允許在希望的地點和時間進行清洗。
作為一非限定性實施例，理想的情況是給供應(yīng)到香煙加熱器120的電能加脈沖，以便每一加熱器葉片120每秒點火約20到約200次，較好約每秒40到60次，最好每秒約50或約100次，以達到理想的套筒加熱。
優(yōu)選的脈沖寬度是由這些需要考慮的條件來確定的，包括現(xiàn)有的能源供應(yīng)，例如一外部電源；清洗期間葉片120加熱理想的(溫度)傾斜上升和持續(xù)時間；葉片120的材料性能，包括清洗期間快速循環(huán)加熱和操作溫度。如果需要的話，每一加熱件的確定的脈沖寬度可被縮短以防止套筒200的過熱。可以以任何所希望的順序加熱脈動所有葉片120。
優(yōu)選地，脈沖寬度調(diào)制器60設(shè)置在再充電器裝置500內(nèi)。最好是，用于加熱香煙的葉片120的能源由該再充電器裝置來供應(yīng)。如果需要的話，供應(yīng)到脈沖寬度調(diào)制器60的能源被適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)以便使用來自再充電器裝置和點燃器能源37的電能來調(diào)節(jié)電池。
在清洗操作過程中采用香煙加熱件120本身來加熱套筒200的內(nèi)表面201，這樣有效地清洗內(nèi)表面201。為了避免不需要的熱量傳送到外部套筒84和/或傳送到點燃器25的外壁，在外套筒84和套筒外表面202之間提供一附加套筒215，它有一包圍且面向套筒外表面202的熱反射內(nèi)表面215A。套筒215最好與套筒200由一間隙分隔開，并且或者與外部套筒84相接觸或者與其分開。
當(dāng)香煙加熱件120加熱套筒內(nèi)表面201時，套筒外表面202也被加熱。熱從套筒外表面202輻射并由套筒215的熱反射內(nèi)表面215A反射回到套筒外表面202，兩者均減少了傳送到外套筒84和/或傳送到點燃器25的外壁的熱量，并提高了傳送到套筒外表面202且最終傳送到套筒內(nèi)表面201以清洗內(nèi)表面201的傳熱效率。
套筒215也用作一熱吸收器(散熱器)，吸收沒有被反射的輻射熱以進一步減少傳送到外套筒84和/或傳送到點燃器25外壁的熱量。圍繞并面向套筒外表面202的具有熱反射內(nèi)表面215A的附加套筒215在本發(fā)明的任何所披露的實施例中可被提供在外套筒84和冷凝物套筒外表面202之間。
附加地或可更換地，采用一種這樣的加熱件葉片的周期清洗控制流程，其中葉片被加熱一段時間，讓其冷卻，再加熱，再冷卻等，以進一步減少過分加熱點燃器25熱敏元件的可能性。例如，加熱件葉片120可被加以脈沖，最好是如已討論的調(diào)制過的脈沖寬度，例如在約10秒到約30秒的期間內(nèi)呈“on”狀態(tài)，在約200到約300秒的期間內(nèi)呈“off”狀態(tài)允許其冷卻。這一過程循環(huán)足夠時間，例如進行1到20個這樣的“on-off”循環(huán)以清洗這些元件。
在所有的上述實施例中，通過合適的電源控制香煙加熱件120脈動的控制邏輯包含在點燃器25的控制線路41中，或者是外部元件例如再充電裝置的控制線路中。
F.清洗處理鎖定在所有這些實施例中，在開始清洗循環(huán)操作過程中，最好由吸煙者將包含香煙23這樣的煙草制品從點燃器中取出，這樣在清洗處理循環(huán)中清洗處理所采用的加熱元件不會加熱煙草制品從而放出氣味。在一個優(yōu)選實施例中，如果點燃傳感器53顯示出在點燃器25中存在有一支香煙23的情況下，點燃器25的控制線路41和/或再充電器邏輯控制器520將通過執(zhí)行一防止開啟加熱元件210的“停止”模式來“鎖定”或防止進行清洗處理循環(huán)操作過程。
類似地，如果點燃傳感器53發(fā)出一個表示香煙23出現(xiàn)在點燃器中的信號以及如上面所討論的那樣，如果計數(shù)器55已發(fā)出一表示需要進行清洗處理的信號，點燃器25的控制線路41和/或再充電器邏輯控制器520將通過執(zhí)行一能防止啟動香煙加熱元件120的“停止”模式來“鎖定”或避免清洗處理循環(huán)操作過程。如果該點燃傳感器53指示不存在香煙的話，點燃器控制線路41和/或再充電器邏輯控制器520執(zhí)行一“運行”模式以允許進行清洗處理，包括加熱元件210或加熱件葉片120的啟動。
G.氣流管理和保養(yǎng)兩個優(yōu)選地不同的使從外部空氣進入點燃器25并指向被插入的香煙23的氣流通路在圖3和圖9A中通過一帶箭頭線分別表示出來。首先看圖3，當(dāng)吸煙者在該插入的香煙23上抽吸時，外部空氣通過穿過頂套83的空氣通道套筒87進入點燃器25的內(nèi)部，并沿間隙208由套筒200的套筒內(nèi)表面201引導(dǎo)，流向被插入的香煙23，如在美國專利NO.5060671和序列號為NOS.07/943504和08/380718的美國專利申請中進一步描述的那樣，在此它們整體被合并起來以供參考。
如上述根據(jù)圖4所示的那樣，一個在套筒內(nèi)表面201上限定的內(nèi)螺旋形槽用來進一步沿一螺旋形通道將由吸煙者抽吸的空氣引導(dǎo)進入圍繞該插入香煙23的點燃器殼體內(nèi)，由此有利地將被抽吸的空氣供應(yīng)到香煙的各個周圍部位，從而形成一種更均勻的空氣分布且導(dǎo)致一種在點燃器殼體內(nèi)更徹底的混和。圍繞該插入香煙23的一光滑圓柱形表面引起由吸煙者抽吸進入點燃器殼體的空氣以一種更加流線型的和在點燃器殼體內(nèi)不太徹底的混和的方式被導(dǎo)引。
現(xiàn)在看圖9A-9E，當(dāng)吸煙者抽吸被插入的香煙23上時，外部空氣經(jīng)過穿過一個點燃器側(cè)壁和外部套筒84的通道48進入該點燃器25。這種被抽吸的空氣一開始由套筒200的外表面202或者如果使用的話沿與反射內(nèi)表面215A相對的套筒215外表面沿所示通道被導(dǎo)引到相對于開口27的點燃器25的末端。
這種套筒外表面202或者如果使用的話這種套筒215的外表面如上述這樣起作用以防止被抽吸的外部空氣的一部分隨著每一次噴煙直接碰撞在位于通道48下方的加熱件葉片120上，由此防止對上面描述的理想通道產(chǎn)生不希望的變更和對被抽香煙主觀質(zhì)量產(chǎn)生可能的不希望的改變。該空氣然后沿在套筒內(nèi)表面201旁邊的間隙208繞套筒200的末端并向著被插入的香煙23而被導(dǎo)引。
從套筒外表面202或者如果使用的話從套筒215的外表面不受阻礙的流動將會趨向于隨著每一次噴煙在通道48下方的間隙208的一部分上聚集壓力降，由此引起由各個圓周排列的加熱件葉片120產(chǎn)生的每次噴煙潛在的不一致的主觀屬性。所以，理想的情況是在繞香煙23的間隙208內(nèi)形成一個更加均勻的流動，從而對于由圓周排列的加熱件葉片120中的每個產(chǎn)生的每一次噴煙提供相對均勻的主觀屬性。
為了在間隙208末端所有位置形成一大體均勻的壓力降，在套筒200和外套筒84之間的套筒外表面202的末端上或靠近該末端的位置上設(shè)置一環(huán)形部分或凸肩209。環(huán)形凸肩209被成形為重新分布空氣流的形狀以形成一大體均勻的壓力降。例如，環(huán)形凸肩209可包括一由合適材料制成的多孔塞，該材料具有必要的形成一均勻壓降的孔隙分布，例如，被抽吸的空氣的分布。
在圖9B-9E所示的其它實施例中，環(huán)形凸肩209在套筒200和外套筒84之間構(gòu)成了一基本氣密性的密封，除了有許多為了重新分配空氣流并形成一大體均勻的壓力降的圓周槽211在那里穿過以外。例如，如圖9B所示，槽211具有均勻的尺寸，例如約0.015英寸寬，并在例如24個間隔內(nèi)均勻分布。如圖9C所示，槽211具有均勻的尺寸，例如約0.015英寸寬，且以這樣的方式不均勻地分布，即覆蓋在通道48下面的間隙208部分上的槽211更加擴展開，在此處壓降易于集中，即，具有更加均勻尺寸的槽211出現(xiàn)在間隙的其它部分上以向那里提供更多的空氣從而平衡流向間隙208的空氣流。
如圖9D所示，槽211具有均勻的尺寸，例如，約0.015英寸寬，且非均勻地分布，盡管在圖9D中所示的分布方式比在圖9C中所示的分布方式更均勻。如圖9E所示，所限定的槽具有不均勻的尺寸且不均勻地分布。更準確地說，在圖9E中，槽211例如約0.015英寸寬，并位于通道48下方的間隙208部分上，此處壓降易于集中。
許多相鄰的較大的槽211A，例如約0.025英寸寬的槽位于沿圓周方向與槽211相鄰的地方，且更大的槽211B，例如約0.045英寸寬的槽位于沿圓周方向與槽211A相鄰的地方。
以非限定性實施例方式表示的這些已經(jīng)描述的實施例是用來重新分布一開始經(jīng)過通道48導(dǎo)向在圖9B-9E中環(huán)形凸肩209的上方部分的空氣流，并由此形成一大體均勻的壓降和在間隙208內(nèi)繞香煙23的空氣流。
如在上面根據(jù)圖4所述的那樣，在套筒內(nèi)表面201上的一限定的內(nèi)螺旋槽用來進一步將由吸煙者抽吸的空氣沿一螺旋通道導(dǎo)引進入圍繞被插入香煙23的點燃器殼體，由此有利地將抽吸空氣供應(yīng)到香煙的各個周邊部位，以便形成一更加均勻的空氣分布和在點燃器殼體內(nèi)更加徹底的混和。
圍繞該被插入香煙23的一光滑的圓柱表面導(dǎo)致由吸煙者吸進點燃器殼體內(nèi)的空氣以一更流線性的方式被導(dǎo)引，并在該點燃器殼體內(nèi)較不完全混和。如果希望的話，在通道48內(nèi)設(shè)置噴煙敏感傳感器45。
H.外部保養(yǎng)裝置看圖11和12A-12D，所示的再充電器裝置500的優(yōu)選實施例包括一個可與一象壁電源插座這樣的外部電源相連接的電池再充電器電源510；一個在圖11中以圖解方式表示的再充電器邏輯控制器520；以及一套筒加熱件電源530。包含有可再充電電池37的電池組37a，37b以傳統(tǒng)的方式可從點燃器25的殼體拆卸下來，例如通過已知的凹凸插座型電和機械接觸方式。
在圖12A-12C所示的第一實施例中，一被耗盡的電池組37b被放置在電池組接受器515中與任何適當(dāng)?shù)碾姵卦俪潆娖麟娫?10連接。當(dāng)點燃器不與再充電器裝置500連接時，另一已充電電池組37a與點燃器25相連以提供一便攜式電源。如下面更充分地描述得那樣，當(dāng)一個電池組被耗盡時，兩個電池組37a，37b然后可方便地轉(zhuǎn)換，以便為點燃器提供一已充電電池組并開始對已耗盡電池組的再充電。
在這種轉(zhuǎn)換之前或優(yōu)選地在這種轉(zhuǎn)換之后，進行點燃器25的清洗處理。在一個實施例中，點燃器25被放置在加熱件電源接受器535中與再充電器電源530面接觸。這種電能源供應(yīng)是由點燃器25的控制線路和/或再充電器裝置500的再充電器邏輯控制器520進行控制的。當(dāng)將點燃器25放置于接受器535內(nèi)時，就開始清洗處理循環(huán)操作過程并如所述的那樣進行清洗。見圖11所示的圖解示意。
可有選擇地采用各種交替的實施例。例如，如圖12D所示，兩個電池組接受器515a和515b使用一個再充電器裝置500。再充電器510優(yōu)選地與一個電池組接受器515a相連，而另外的電池組接受器515b作為一儲備口(storage port)。作為儲備口的這個電池組接受器515b不需要與作為一再充電口的電連接，而可有選擇地具有允許給第二個電池組37b再充電的這種連接。
從再充電器裝置500的上表面延伸的一個清洗支座540是這樣定尺寸的，即當(dāng)合適定位時，支座540位于點燃器25內(nèi)代替新近移去的已耗盡的電池組。支座540與再充電器電源530相連接，并提供有一與點燃器25的一個相應(yīng)表面(未示出)相配合的定向槽545，以保證電連接合適的取向。
目前優(yōu)選的實施例在圖17中描述?；b置920形成有備用的充電口900，該充電口帶有用于保證正確的電池取向的凹槽904。電源線902給系統(tǒng)供應(yīng)AC電源，一變壓器(未示出)將交流電源轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂羞m當(dāng)電壓和電流量的DC電源。指示器914顯示充電口900的充電模式(即，它的工作狀況-正在充電，已充電，備用)。充電是由電源管理線路來控制的。
點燃器口916接收手持的點燃器。空腔910允許不費力地抓住該插入的點燃器并使其容易地取出。指示器912顯示點燃器的狀況，例如，正在充電、正在清洗、已清洗以及已充電。小孔918與一風(fēng)扇(未示出)流體相連，該風(fēng)扇從該點燃器排出已蒸發(fā)的物質(zhì)并穿過通風(fēng)口906將它們排出。
可選擇地，這些蒸發(fā)的冷凝物可通過催化裂解而分解。在小孔的下游和在排出通風(fēng)口之前在充電/清洗裝置內(nèi)可安裝一被支撐的鉑催化劑。用電磁感應(yīng)加熱或電阻加熱來加熱涂敷有鉑的支撐材料。如果加熱件是感應(yīng)的，就使用一適當(dāng)?shù)母袘?yīng)體(例如，不銹鋼)。該加熱件被加熱到從200-800℃的溫度，最優(yōu)選為約300℃以裂解被釋放的冷凝物。
風(fēng)扇吸進足夠的氧氣以分解冷凝物而沒有大量的看得見的或有味的產(chǎn)物。如果希望的話，可采用一熱交換器以冷卻所排出的氣體。
為了啟動所述保養(yǎng)程序，將一已充過電的電池組從電池充電器接受器515a移到儲備口515b。然后將用盡的電池組從點燃器25取出并置于新近騰空的電池充電器接受器515a中以進行充電。
例如，通過借助于一開關(guān)640開啟一適當(dāng)?shù)慕雍霞鴮⒁粋€已用盡電池組從點燃器25中取出。點燃器25與支座540相配合這樣就通過合適的電接觸，例如已知的凹凸插座型電和機械接觸與電源530相連，用來完成所述的清洗處理。當(dāng)如所述得那樣約10分鐘完成清洗處理時，點燃器25從支座540中取出，已充電電池組從儲備口515b取出而與點燃器25相配合。
當(dāng)及時地剛一結(jié)束清洗處理，例如幾分鐘，吸煙者將點燃器25與再充電器裝置500斷開，并裝上已充電電池組立即準備好進行抽吸，對留在再充電口515a中的另外一個已用盡電池組進行一相對長的再充電循環(huán)操作過程，例如進行幾小時或整個晚上的時間。這種同時發(fā)生的充分清洗處理循環(huán)操作和再充電循環(huán)操作簡化了對點燃器25的使用并為吸煙者保證點燃器的適當(dāng)保養(yǎng)而形成一例行程序，例如每天的例行程序。
此外，香煙加熱件開啟、被抽吸香煙等的單獨計數(shù)均是為再充電和清洗處理而進行的，由此簡化點燃器邏輯。進一步，可采用如下所討論的單個圖像和/或音調(diào)來警告吸煙者該進行再充電和清洗處理了。
由于冷凝物積聚物通過所述例行程序例如每天進行的清洗而減少，所以這種同時進行的充分清洗循環(huán)操作和再充電循環(huán)的啟動也提高這種清洗處理的效率。最好在開始再充電之前或之后馬上進行清洗處理且最好在幾分鐘后完成。當(dāng)加熱時，這些被釋放的冷凝物或揮發(fā)物將會經(jīng)過小孔27離開點燃器25。
在整體合并起來用以參考的1995年6月7日提出的序列號為NO.08/483363的未結(jié)案共同轉(zhuǎn)讓專利申請中所描述的噴射和保護柱塞系統(tǒng)可用于點燃器25。如果這樣，該柱塞位于相對于由葉片120限定的香煙接受器的孔27的遠端的被收起或操作位置，而不是在香煙接收器的近端的另一個位置，由此允許熱釋放冷凝物的排出。而且，底座540被成形為容納任何所采用的柱塞系統(tǒng)的形狀。
I.被釋放冷凝物的約束由于這些被釋放冷凝物的氣味或出現(xiàn)可能是一些吸煙者和其他人所反對的，所以希望減少這些被釋放冷凝物經(jīng)過小孔27的逸出。因此，會采用一過濾器或任何其它常用的氣化物、氣體、懸浮微粒、煙等的約束機構(gòu)來當(dāng)這些受熱而被釋放的冷凝物從點燃器出來將它們截留。
例如，可采用利用風(fēng)扇或其它裝置而將受熱被釋放的冷凝物導(dǎo)引至一過濾器、靜電聚塵器、催化劑或其它通用的約束機構(gòu)的市場上有售的所謂無煙煙灰缸技術(shù)來截留這些受熱而被釋放的冷凝物，且如果希望的話，這些機構(gòu)可與再充電器裝置合并起來。
例如，如圖12A-12C所示，提供一過濾器/風(fēng)扇裝置560。當(dāng)被釋放的冷凝物隨著所描述的加熱循環(huán)過程經(jīng)孔27從點燃器25排出時，它們被一適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇抽吸通過入口562，該入口562位于再充電器裝置500與放在接受器535中或支撐在支座540上的點燃器25相鄰的表面上。
被釋放的冷凝物然后以傳統(tǒng)的方式在該再充電裝置500內(nèi)被過濾和/或分解和/或處理，然后，最終形成的氣流經(jīng)出氣口564從再充電器裝置500中排放出來。也可加入附加的空氣來稀釋這種氣流從而減小排放物的濃度和可見度。
可更換地，與香煙23尺寸近似的一插入物可插入接受器CR中從而有可能防止令人討厭的被釋放冷凝物或揮發(fā)物從點燃器排出，例如該插入物作為一截留器或過濾器。這種插入物主動或被動地吸收、吸引和/或催化由加熱套筒200而釋放的冷凝物的分解。這種插入物的例子包括高表面面積固體或液體；固體聚合物或非聚合物吸收劑，它由由加熱方法或非加熱方法激活、包括帶正電荷或負電荷或中性的介質(zhì)或是它們的混合物；普通的香煙過濾器；以及靜電介質(zhì)。如上述，相對圖17討論的被支撐的鉑催化劑就是一個這樣的例子。
如上所述，由加熱的套筒200或香煙加熱件120進行的插入物的約200-300℃的低溫循環(huán)周期構(gòu)成冷凝物揮發(fā)和向所述吸收劑傳送的機構(gòu)。這種被加熱的冷凝物趨于向插入物較冷的表面運動并往往會由此被吸收。例如，各種形式的碳，如活性炭被如紙和/或乙酸纖維這樣的適當(dāng)基體攜帶。例如，采用一具有用熱方法激活或用非加熱方法激活的催化活化表面的按香煙尺寸制成的插入物，它和低溫循環(huán)(200-300℃)一起操作而將所釋放的冷凝物物質(zhì)轉(zhuǎn)變成低分子量、蒸汽和氣相物質(zhì)，而這種物質(zhì)將易于從加熱件腔體中排放出來。
圖13表示出活性插入物的另一個例子。一靜電過濾器410從始至終通過在基座50內(nèi)的連接而與在再充電器裝置500中的一高電壓低電流電路相耦合，該再充電器裝置或者由一點燃器邏輯控制或者優(yōu)選地由一再充電器邏輯控制，而電源由電池37供應(yīng)或者優(yōu)選地，由通過再充電器裝置500變化后的線電壓來供應(yīng)。靜電過濾器410吸引或粘接這些被熱釋放的冷凝物微粒。
更準確地說，過濾器410包括許多帶正電荷的盤420A和許多帶負電荷的盤420B，它們被交錯排列成一圓柱形結(jié)構(gòu)且在相鄰的帶相反電荷的盤之間留有一容量間隙。每一正電荷盤420A有一中心圓形孔和一相應(yīng)的周邊開槽區(qū)域421A，每一負電荷盤420B有一中心圓孔和一相應(yīng)的周邊開槽區(qū)域421B。這些盤的中心圓孔提供了一個穿過該靜電過濾器410的連續(xù)的空氣流通道。
許多支撐棒，例如四個支撐柱從一非導(dǎo)電端圓盤416向一與其面對面地設(shè)置的非導(dǎo)電端件430延伸，該端件最好是一多孔燒結(jié)陶瓷制品。支撐棒中的一個作為一正極連接棒415A，它與每一盤420A優(yōu)選地通過點焊電接觸，并可與一合適的正極接頭相連。
正極連接棒415A穿過帶負電荷盤420B上的槽并因此與帶相反電荷的盤420B上的開槽區(qū)域421B電隔絕。
第二個支撐棒作為一負極連接棒415B，它與每一盤420B優(yōu)選地通過點焊而與每個盤420B電接觸，且可與一合適的負極接頭相連。負極連接棒415B穿過帶正電荷盤420A上的槽，因而與帶相反電荷的盤420A上的刻槽區(qū)域421A電絕緣。留下的兩根棒415C作為機械支撐件且優(yōu)選地點焊到所有的盤420A和420B上。
剩余的兩根棒415C是不導(dǎo)電的或者這些盤如上所述交替開槽以防止短路。需要希望的話，靜電過濾器410的所有這些元件應(yīng)當(dāng)能夠完成許多清洗操作過程。優(yōu)選地，這些盤由一非導(dǎo)電圓柱形套筒包圍起來。這種套筒是空心的或強多孔性材料，優(yōu)選地為陶瓷材料。
將靜電過濾器410插入到點燃器25的香煙插孔中，優(yōu)選地首先將端件430插入。然后將點燃器這樣插入到再充電器裝置500的接受器535中，即由靜電過濾器410的正極棒420A和負極棒420B形成相應(yīng)的正連接接頭和負連接接頭，以便電壓為約1到約2KV時向其供應(yīng)例如約50到約70微安的電流，其中在相鄰的正電荷盤420A和負電荷盤之間建立起一個電位差值，以吸引從點燃器內(nèi)表面由熱而釋放的冷凝物微粒。
再充電器500優(yōu)選地與110V的AC電流或其它家用電流相連，并有一合適的線路來建立這種電位。當(dāng)經(jīng)過一合適的時間，例如約10分鐘到約30分鐘后，將點燃器25從再充電器裝置500的接受器535中取出，且將插入物從該點燃器中取出用來清理和更換，如果由點燃器電源37提供足夠的功率，例如在由香煙加熱件葉片120完成再充電或清洗的過程中，該插入物以端盤416領(lǐng)先地被插入到點燃器25中且正極棒415A和負極棒415B在點燃器內(nèi)與適當(dāng)?shù)碾娊宇^相連(未示出)以形成所述的電位。
上述的每種方法均是形成具有與香煙23類似的幾何尺寸的插入物，并且該插入物在以與香煙23相同的方式的再充電循環(huán)操作過程中與點燃器連接。吸煙者方便地以與他/她的香煙相同的方式將清洗插入物插入和取出。這種插入物的使用對吸煙者來說將是可接受的，因為僅在再充電循環(huán)操作過程使用它。在再循環(huán)或清洗處理操作過程之后從點燃器取出該插入物后，該插入物可根據(jù)所采用的插入方法而被丟棄或重新使用。
一可重新使用的插入物尤其可以更容易地與香煙本身合并到普通的包裝中(例如紙盒)。除了這種插入物的截留性能外，也有與物理接觸相聯(lián)系的另外的清洗益處，這種物理接觸是在插入和收回的過程中插入物與香煙加熱件120和軸頸(collar)之間的物理接觸。
J.圖像顯示器在1995年6月7日提交的序列號為NO.08/483363的未結(jié)案的共同轉(zhuǎn)讓專利申請中采用的任何圖像和相關(guān)的邏輯在本發(fā)明中均可被采用，這個專利申請在此整體合并起來以供參考。例如，看圖14，表示了一優(yōu)選的可見指示或顯示器51，最好將其設(shè)置在手持點燃器25大致矩形殼體的兩個較窄壁251中的一個壁上以允許當(dāng)兩個較寬壁中的一個放在吸煙者手心時的觀察。
這種顯示器51最好是一種液晶顯示器，它顯示出的圖像表示點燃器25的各種功能件操作狀況，以及在更寬范圍內(nèi)可表示包括香煙23在內(nèi)的所限定的抽煙系統(tǒng)的各種狀況。此外，設(shè)置一反光燈開關(guān)630尤其是在周圍照明度低的情況下，可使得照亮這一顯示器51以增加能見度。
如果需要的話，這種可見顯示器的任何圖像可與常規(guī)的音調(diào)、嘟嘟聲或其它音頻信號配合。
例如，圖像600描述一支包括構(gòu)成一矩形輪廓的過濾器圖像602的香煙，即，供應(yīng)電流構(gòu)成該深色輪廓，它還包括許多(例如，8個)相對較小的矩形陰影區(qū)域604表示在被插入的香煙23上剩余噴煙次數(shù)，即，電流開始供應(yīng)到這些所有的矩形上。當(dāng)啟動加熱件葉片120時，電流供應(yīng)被終止于一相應(yīng)的陰影區(qū)域604使得區(qū)域604或者消失或者構(gòu)成一輪廓線。
相反地，區(qū)域604開始構(gòu)成一輪廓線，當(dāng)加熱件葉片被啟動時，電流供應(yīng)被終止于一相應(yīng)的輪廓線區(qū)域604使得區(qū)域604或者消失或者構(gòu)成一陰影區(qū)域。最好是，供應(yīng)到過濾器圖像602對面位于香煙圖像600端部的區(qū)域604的電流在第一次噴煙時終止，然后供應(yīng)到依次相鄰區(qū)域604的電流隨著依次的因抽吸而觸發(fā)的加熱件葉片啟動而終止，用來警告提醒吸煙者在被插入香煙上剩余的噴煙次數(shù)以及已在被插入香煙上進行的噴煙次數(shù)。當(dāng)抽吸香煙時在點著的香煙端接近過濾器的情況下，這種圖像也能模擬點燃的香煙的燃燒。
其它的圖像也可通過顯示器51提供和顯示。這種圖像如上面所述的那樣動作來使圖像或圖像段變暗或變亮。提供一個具有電池形狀的矩形圖像來表示電池37的工作狀況。優(yōu)選地，電池圖像610包括四個與電池37的數(shù)量對應(yīng)的不同段。具體地說，電池圖像610最好包括一個具有一相對較小的代表一電池接線端的附裝的矩形圖像的單個矩形段612和另外三個矩形段614。
參考香煙圖像600，如上所述，當(dāng)這些電池組充分充電時這些矩形電池圖像段612和614最好全變暗，而在使用期間當(dāng)相應(yīng)數(shù)量的電池組被耗盡時，這些電池組然后依次變亮并變得能被看到。優(yōu)選地如圖14中所示那樣，最下面的矩形電池圖像段614首先變亮，接下來是鄰近的依次的矩形電池圖像段614，最后是單個的矩形段612。所述的變暗和變亮也可被反過來。
如在相關(guān)的序列號為NO.08/380718；NO.07/943504；NO.07/666926的共同轉(zhuǎn)讓U.S.專利申請和US專利NO 5388594和5249586中所述那樣對電池的消耗進行檢測。
在顯示器51上也提供一鎖定圖像620，并構(gòu)成一矩形區(qū)域，有一倒U形弓狀結(jié)構(gòu)與該矩形區(qū)域的上側(cè)相連。當(dāng)控制邏輯執(zhí)行一“停止”模式時這種圖像開始啟動，如上所述，一旦計數(shù)器55給點燃器的控制邏輯41發(fā)送一表示需要清洗處理的信號，該“停止”模式就防止發(fā)熱件的啟動。通過實施例的方式，當(dāng)這一“停止”模式被執(zhí)行時，整個鎖定圖像620可被變暗或者所述倒U形弓狀結(jié)構(gòu)在先前變暗的鎖定圖像620的殘余部分上可被變暗。當(dāng)一完成所述的清洗處理，點燃器控制線路41和/或再充電器邏輯控制器520就根據(jù)所采用的清洗工序來執(zhí)行一“運行”模式以允許重新開始使用。
通過實施例的方式，當(dāng)執(zhí)行這種“運行”模式時，整個鎖定圖像620可變亮和使其看不見或者倒U形弓形結(jié)構(gòu)可變亮和使其在已變暗的鎖定圖像620的殘余物上變得看不見。可將所描述的變暗和變亮顛倒過來。進一步，在超出反光照亮顯示器51的啟動時間期間之外，可以通過按壓下反光燈開關(guān)630一段時間，例如約3秒到約10秒鐘來執(zhí)行這種鎖定功能，或者在不使用時間期間內(nèi)通過任何其他用作“鎖定”和“開啟”該點燃器的吸煙者作用裝置來執(zhí)行這種鎖定功能。這種鎖定圖像620也相應(yīng)地由這種鎖定功能件來啟動或無效。
參見圖15，提供一可替換的控制系統(tǒng)700來控制從點燃器25的小孔27釋放出的冷凝物量。如圖所示，控制系統(tǒng)700位于再充電器裝置500內(nèi)，最好可連在該裝置上以允許象下面討論的催化劑這樣的元件的更換。提供一個第一管或由其構(gòu)成的氣流通道710，該管或通道從再充電器裝置500的入口562延伸，且當(dāng)點燃器25與再充電器裝置配合時在第一端最好以液體密封方式與小孔27配合以與由加熱器葉片120構(gòu)成的圓柱形接受器流體相連。
下面更詳細描述的一催化劑720被放置在由管710A構(gòu)成的流道內(nèi)。一第二管部分710B，最好是管710A的整體延伸部分，使該催化劑720與風(fēng)扇750流體相連通，第三管710C使風(fēng)扇750與一空氣冷卻器/擴散器760流體相連通，以及第四管710D使得氣體冷卻器/擴散器760與再充電器裝置500的出口564流體相連。
催化劑720最好被成形為橫穿過管子構(gòu)成的通道的橫截面延伸的形狀，以便所有的空氣流都撞擊到該催化劑720上并最終穿過該催化劑720。例如，催化劑720有一圓形橫截面，例如它是多孔圓柱體，其直徑略小于管子710A的直徑；以便該催化劑720以液體密封方式放置在管內(nèi)。在一優(yōu)選實施例中，催化劑720是一約8mm×(10-15)mm的圓柱體多孔塞，如希望的話，可在催化劑720和管710A的內(nèi)壁之間加一密封層。
當(dāng)催化劑最終腐蝕變壞后為重新更換最好將其從再充電器裝置500中移出。催化劑720最好構(gòu)成流體穿過那里的流動通道。例如，催化劑720是多孔的，如具有約75％到約95％的孔隙率，最好具有約85％到約90％的孔隙率，具有約16000m2/m3到約2000m2/m3的表面積。隨著孔隙率的減少穿過催化劑720的壓力降增加。
例如，催化劑720包括一多孔陶瓷泡沫狀塞支承件，例如具有一高表面積氧化鋁耐洗涂層的堇青石，這種材料可從紐約Alfred Hi-Tech陶瓷材料股份有限公司買到，該材料含有約每直線英寸80個孔到約每英寸10個孔，如每直線英寸45個孔。選擇堇青石是由于其相對低的熱膨脹系數(shù)因而在加熱時具有理想的熱沖擊阻抗。
這種多孔陶瓷支柱然后被涂敷一種適當(dāng)穩(wěn)定的且耐用的催化劑，如鉑或鉑合金。在一優(yōu)選實施例中，鉑的來源是氯鉑酸鹽酸(H2PtCl6·6H2O)，并由如初始濕潤(incipient wetness)這樣的任何適當(dāng)過程來施加(涂覆)。例如，將多孔陶瓷泡沫狀塞浸沒在氯鉑酸(H2PtCl6·6H2O)的濃縮乙醇溶液中，且可有選擇地接受超聲波浴以保證足夠的滲透和涂敷。
接下來，將該多孔陶瓷泡沫狀塞從上述溶液中取出；通過振動將多余的溶液排出；然后將該多孔陶瓷泡沫狀塞子放入烘爐中在約70℃到約75℃的溫度下干燥。干燥后的多孔陶瓷泡沫塞然后被放置在一爐子中，爐子溫度以約每分鐘50℃的加熱速度升高到約900℃，并在約900℃的情況下在空氣中保持約30分鐘，然后該多孔陶瓷泡沫塞被冷卻到室溫。其它的支承材料如金屬絲網(wǎng)/金屬薄片，石英棉，陶瓷蜂窩狀物等也是適合的市場上能買到的支承件。
使用一種紫外線燈源和催化劑的光催化分解也可用來將揮發(fā)物遞降為二氧化碳和水。更準確地說，將紫外線燈源插入涂敷有方位(az)多孔二氧化鈦薄膜催化劑的玻璃中，該催化劑帶有外加的靜電電荷。
返回到加熱降解，最好在再充電器裝置500內(nèi)提供一催化劑預(yù)加熱件725，用于將催化劑720預(yù)加熱和加熱到一合適的工作表面溫度，例如約300℃，并該催化劑預(yù)加熱件最好與再充電器裝置500的其它部件熱絕緣。
優(yōu)選地，如所討論的那樣在啟動對冷凝物套筒200的加熱之前，催化劑在約275℃到約350℃之間的溫度范圍內(nèi)被預(yù)熱。在一優(yōu)選實施例中，催化劑被預(yù)加熱到約300℃。加熱件725可以是任何合適的熱源，例如是一個如上所討論的鎳鉻牌號合金電阻加熱絲，或者是一種如在圖8A-8B中所示那樣的圓柱體加熱件，這樣加熱件包圍著置于其內(nèi)的管710A和催化劑720。
優(yōu)選地，這些管，至少是管710A和710B能夠承受那樣的溫度，例如這些管是玻璃。此外，必須提供足夠的氧以支持被釋放的冷凝物的催化氧化作用。
例如，風(fēng)扇750最好建立一種約300cc/min到約1200cc/min，最好為500cc/min的空氣流。在催化劑720和出口564之間可直線串連加入一靜電(過)濾器和/或過濾器來補充或代替催化劑720。控制系統(tǒng)700的這些元件以線性排列方式出現(xiàn)；但如希望的話也可沿一半圓形或其它形狀來排列，以節(jié)省空間。
如前面所討論的那樣，冷凝物是從套筒200上揮發(fā)和熱釋放的。風(fēng)扇750將這些被釋放的、由空氣運載的冷凝物通過小孔27從點燃器25中抽吸出來，并經(jīng)管710A到達多孔催化劑720，然后穿過多孔催化劑720，這種催化劑將冷凝物催化主要形成水蒸汽和二氧化碳。
最終形成的分解物沒有顯示出值得注意的能看得見的成分，即沒有能看到的懸浮微?；蚴橇钊俗⒁獾臍馕?。然后風(fēng)扇750將這種水蒸汽和二氧化碳氣流抽吸到空氣冷卻器/擴散器或熱交換器760用來冷卻和擴散，然后經(jīng)過管710D和出口564將這些氣流從再充電器裝置500中排出。
優(yōu)選地，由風(fēng)扇750形成的氣流速度約為300cc/min到約1200cc/min，例如大于約300cc/min或約500cc/min。
前述的清洗和保養(yǎng)裝置及方法也可用于帶煙草坯料(tobaccoweb)電點燃器，這種點燃器是在1993年8月10日提交的序列號為NO.08/105345的共同轉(zhuǎn)讓未結(jié)案專利申請中描述的，在此寫入以供參考。
按照本發(fā)明的清洗電吸煙系統(tǒng)的方法和裝置由此就允許在點燃器的壽命期間重復(fù)清洗點燃器，而不需要替換許多冷凝物積聚器。所描述的對冷凝物聚積表面的周期性加熱清洗這些聚積物表面以及其它經(jīng)受冷凝物作用的元件表面。
描述了一種利用點燃器電源加熱這些積聚物表面的技術(shù)。而且警告和提示吸煙者需要清洗或馬上需要清洗。此外，同時存在的充分清洗循環(huán)操作過程和再充電循環(huán)的啟動簡化了點燃器25的使用并形成一例行程序，例如吸煙者每天的例行程序。通過為再充電和清洗處理進行對香煙加熱件開啟、被抽吸香煙等的單獨計數(shù)也簡化了點燃器邏輯。進一步，也可以如下面討論的那樣采用一單獨圖像和/或音調(diào)來警告提醒吸煙者需要進行再充電和清洗處理。
由于通過例行程序，例如每天的清洗處理來減少了冷凝物積聚物，所以同時進行的充分清洗處理循環(huán)和再充電循環(huán)的開啟也提高了效率。因此，本發(fā)明提供了這樣一種清洗裝置，它能避免對隨后香煙的主觀氣味的有害影響；避免阻塞所需要的氣流通道，尤其是與噴煙敏感傳感器和/或與外部鄰界空氣連通的通道；避免對敏感電子元件和電元件的毀壞；以及避免凸起部、障礙物等的形成，這種凸起部和障礙物能有害地影響香煙相對于加熱件固定器的插入對準和取出。
在不偏離由下列權(quán)利要求描述和限定的本發(fā)明的宗旨和范圍的情況下，進行的許多修改、替換和改進對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是很明顯的。
權(quán)利要求
1.一個用于產(chǎn)生定位的和控制的熱源的腔室，所述腔室包括一個具有縱向壁的幾何形狀，所述壁上有一整體螺旋槽(203)，所述壁具有一內(nèi)表面和一外表面，所述槽在所述內(nèi)表面上形成了一個導(dǎo)流體，在所述外表面上形成了一個電阻通道，從而腔室的內(nèi)部可由向電阻通道通電而加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的腔室，其特征在于縱向壁是套筒，套筒外部涂有陶瓷，所述陶瓷位于電阻元件上方。
全文摘要
本發(fā)明屬于香煙電子點燃器領(lǐng)域，提供了一個用于產(chǎn)生定位的和控制的熱源的腔室，所述腔室包括一個具有縱向壁的幾何形狀，所述壁上有一整體螺旋槽，所述壁具有一內(nèi)表面和一外表面，所述槽在所述內(nèi)表面上形成了一個導(dǎo)流體，在所述外表面上形成了一個電阻通道，從而腔室的內(nèi)部可向電阻通道通電而加熱。本發(fā)明的腔室用于香煙電子點燃器，通過該腔室可以解決現(xiàn)有電子點燃器的清洗保養(yǎng)問題，使電子點燃器能通過加熱釋放其中的冷凝物，從而方便清洗和保養(yǎng)。
文檔編號A24F47/00GK1491598SQ02143340
公開日2004年4月28日 申請日期1997年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月25日
發(fā)明者約翰·M·阿達姆斯, 威廉·J·克羅, 格里爾·S·弗萊施豪爾, 杰伊·A·富尼耶, 穆罕默德·R·哈賈利戈爾, 小威利·G·霍克, 唐納德·B·洛西, 康斯坦斯·H·摩根, 約翰·D·納沃拉爾, H·尼爾·紐納利, 約翰·B·佩茵三世, 溫·R·雷蒙, 羅伯特·L·里普利, 杰弗里·I·西曼, 弗朗西斯·M·斯普林克爾, 邁克爾·L·沃特金斯, B 洛西, G 霍克, I 西曼, L 沃特金斯, L 里普利, S 弗萊施豪爾, A 富尼耶, B 佩茵三世, D 納沃拉爾, J 克羅, だ酌, づδ衫, 德 R 哈賈利戈爾, 斯 H 摩根, 斯 M 斯普林克爾, 約翰 M 阿達姆斯 申請人:菲利普莫里斯生產(chǎn)公司