專利名稱：用于電煙具中的管狀加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于電煙具中的加熱器，更具體地涉及用于電煙具中的管狀加熱器。
已知的常規(guī)煙具將煙草燃燒所得芳香氣味放出。抽煙時常規(guī)香煙在超過800℃的燃燒溫度下所產(chǎn)生熱量將主要是煙草的可燃物質(zhì)氧化。由于嘴端的抽吸，熱量從鄰近的煙草傳過來，在此加熱過程中，發(fā)生可燃物質(zhì)的氧化不充分，因而產(chǎn)生多種餾出物和熱解物。當(dāng)這些產(chǎn)物沿?zé)熅弑倔w向用戶嘴部抽吸時，它們冷卻并凝結(jié)形成蒸汽或煙霧，后來給予用戶抽煙的芳香氣味。
常規(guī)香煙在產(chǎn)生這些產(chǎn)物時具有可感受到的缺點。有一個缺點是在抽煙間歇中出現(xiàn)側(cè)流煙，這可能受到一些不抽煙者的反對。另外，一旦點燃后，它們必須完全抽完或扔掉。重新點燃常規(guī)香煙是可能的，但對于挑剔的吸煙者來說，由于主觀原因(香味、味覺、氣味)，通常是不受歡迎的。
更為常規(guī)的香煙的現(xiàn)有其它方案中可燃物質(zhì)本身并不直接在吸煙者吸入的煙霧中提供香氣。在這些吸煙物質(zhì)中，一種碳質(zhì)的加熱體燃燒，將抽吸后經(jīng)過加熱體的空氣加熱，加熱的空氣通過一種熱激活體，后者放出香霧。雖然這種類型的煙具不產(chǎn)生或產(chǎn)生很少側(cè)流煙，但它仍然產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物，并且一經(jīng)點燃，就不適合于掐滅以備將來再用。
在上面描述過的兩種更常規(guī)的和用碳元件加熱的煙具中在使用時發(fā)生燃燒。當(dāng)燃燒過的物質(zhì)掉下來并作用于周圍環(huán)境時，這個過程自然產(chǎn)生很多副產(chǎn)物。
公共轉(zhuǎn)讓的美國專利5,093,894、5,225,498、5,060,671和5,095,921公開了不同的電阻加熱元件和芳香產(chǎn)生物質(zhì)，吸煙者可隨意地暫停和重新開始吸煙而不會有多少側(cè)流煙。然而這些專利中所公開的香煙物品并不很耐用而可能在持續(xù)的或粗糙的操作中損壞或撕裂。在有些情況下，當(dāng)把這些現(xiàn)有香煙物品插入電點火器中時，它們可能破損。一旦它們點燃后，它們甚至更弱，而當(dāng)將它們自點火器移開時，它們可能撕裂。
國際專利申請WO94/06314描述一種電吸煙系統(tǒng)，包括一種新型電點火器和與該點火器配用的新型香煙。該點火器的最佳實施例包括眾多金屬螺線加熱器，但香煙的煙草柱部分滑入其內(nèi)。
WO94/06314香煙的最佳實施例更好地包括一個裝滿煙草的管狀容器，在管狀容器上包了卷煙紙，在容器的近嘴端有一個過濾塞，在容器的另一端(遠端)有一個過濾塞，用于限制軸向流經(jīng)香煙的空氣。香煙與點火器如此安排，以便在香煙插入點火器并當(dāng)每一次抽吸將單個加熱器激勵時，在加熱器與香煙接觸處在香煙上出現(xiàn)局部碳化點。當(dāng)所有加熱器都激勵后，這些碳化點彼此距離很近，圍繞香煙的中心部分成為一個圈。決定于最高溫度和送給加熱器的總能量，這些碳化點的作用不止是使香煙紙變色。在很多情況下，這些碳化點將在香煙紙和它下面的容器物質(zhì)上造成至少小裂縫，會減弱香煙的機械強度。在將香煙自點火器抽出時，這些碳化點一定會至少部分地滑過加熱器。在較壞的情況下，例如香煙濕了，或被擺弄，或被扭彎，當(dāng)香煙自點火器抽出時，它易于破裂或遺留碎屑。遺留在點火器內(nèi)的碎屑會干擾點火器的正常操作及/或?qū)ο乱恢銦熢斐刹缓玫臒熚?。如果?dāng)香煙自點火器中抽出時斷裂為二，則抽煙者不單對劣質(zhì)香煙感到失望，而且還要在他或她能享受下一支香煙之前先從堵塞的點火器中清理碎屑。
WO94/06314香煙的最佳實施例主要是在嘴端和遠端的過濾塞之間的空管。一般認為這種結(jié)構(gòu)提供了足夠空間，供煙霧放出而將煙霧對附近表面的侵蝕和凝結(jié)減至最小，從而增加對吸煙者的供應(yīng)量。
提出過幾種建議，允許吸煙者在所需時間內(nèi)暫停吸煙并接著重新吸煙，同時將側(cè)流煙顯著地減少。例如，公共轉(zhuǎn)讓的美國專利5,093,894、5,225,498、5,060,671和5,095,921公開了不同加熱元件和芳香產(chǎn)生物質(zhì)。WO94/06314公開了一種煙具，其中控制和邏輯電路在檢測到抽吸時將加熱器激勵。加熱器最好是比較薄的蛇形結(jié)構(gòu)，用于將適當(dāng)熱量傳送至香煙，它最好是輕的。
雖然這些裝置和加熱器克服了觀察到的問題和達到所述目的，但很多實施例為當(dāng)煙草芳香劑加熱產(chǎn)生蒸汽時所形成的大量凝結(jié)物而困擾。當(dāng)蒸汽在較冷的不同電觸點和相關(guān)連的控制和邏輯電路上凝結(jié)時，它們會造成麻煩。此外，凝結(jié)會影響香煙的煙草物質(zhì)的自覺香味。雖然不必受理論束縛，但一般認為凝結(jié)是吸入通過物質(zhì)的周圍空氣的流通方式和壓力梯度和加熱器組件的現(xiàn)有設(shè)計所決定的。煙草芳香劑加熱后所產(chǎn)生的蒸汽接著冷卻下來，其結(jié)果是在較冷部件表面上凝結(jié)。凝結(jié)會產(chǎn)生短路和其它不希望有的故障。
此外，當(dāng)將圓柱形煙草物質(zhì)插入和拔出時，或?qū)⒉迦氲南銦熣{(diào)整或擺弄時，會產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致所建議的加熱器機械強度削弱并可能損壞。
還有，電煙具使用的電阻加熱器需要較復(fù)雜的電接點，后者會被香煙的插入和拔出所干擾。
根據(jù)本發(fā)明提供一種用于煙具中的加熱器，該煙具有用于加熱煙草芳香劑的電源，該加熱器包括由導(dǎo)電材料組成的襯底；在所述襯底的至少一部分上淀積的電絕緣層；以及在所述電絕緣層上淀積的電阻加熱元件，所述加熱元件的第一端在電氣上連至所述導(dǎo)電襯底，其中所述加熱元件的第二端和在所述加熱元件的第一和第二端之間的所述加熱元件部分由所述絕緣層與所述導(dǎo)電襯底在電氣上互相絕緣，其中所述襯底和所述加熱元件的所述第二端適合于在電氣上連至電源，其中電阻加熱電路用于將所述加熱元件加熱，后者又將煙草芳香劑加熱。
本發(fā)明還提供一種在具有將圓柱形香煙加熱的電源的煙具中使用的加熱器，該加熱器包括一個由導(dǎo)電材料組成的圓管，并經(jīng)由其中的眾多空隙，用于將(a)眾多導(dǎo)電片定位，以便將一個用于接納插入的圓柱形香煙的容器定位及將(b)一個在煙具中支撐的導(dǎo)電的公共端轂定位，眾多片從端轂伸出；一層在眾多導(dǎo)電片中至少一片上淀積的電絕緣層；一個在所述絕緣層上淀積的電阻加熱元件，所述加熱元件的第一端在電氣上連至眾多導(dǎo)電片中的至少一片，而所述加熱元件的第二端和位于第一和第二端之間的所述加熱元件部分所述絕緣層與所述至少一片導(dǎo)電片在電氣上絕緣隔開；其中所述端轂適于與電源連接，及所述加熱元件的第二端適于與電源連接，其中電阻加熱電路用于加熱所述電阻加熱元件，后者又將插入的香煙加熱。
本發(fā)明進一步提供形成一種用于在電煙具中加熱圓柱形香煙的加熱器的方法，該方法包括以下步驟提供一種導(dǎo)電材料；形成(a)眾多由導(dǎo)電材料組成、其間具有空隙的片，及(b)一個公共端部，這些片從該公共端部伸出；在眾多導(dǎo)電片的至少一片上形成電絕緣層；在所形成的絕緣層上形成電阻加熱器，并使加熱器的第一端與至少一片導(dǎo)電片有電氣連接；在所形成的加熱器的第二端上形成電觸點；以及將眾多片和公共端部形成為一個用于接納所插入香煙的容器。
實施本發(fā)明的加熱器的優(yōu)點是不必持續(xù)燃燒就可以從煙草物質(zhì)產(chǎn)生煙霧。
本發(fā)明實施例的優(yōu)點是它們能減少產(chǎn)生不希望的側(cè)流煙，其進一步的優(yōu)點是允許吸煙者暫停和重新開始使用。
此外，在將煙具內(nèi)的煙霧或煙凝結(jié)物減少的同時可以得到上述優(yōu)點。
本發(fā)明最佳實施例可能有的優(yōu)點是提供所需抽吸數(shù)，及在不犧牲煙草的自覺質(zhì)量的情況下直接改變所提供抽吸的數(shù)量和持續(xù)時間。
本發(fā)明實施例可能有的優(yōu)點是提供一種用于煙具的加熱元件，它在機械上適用于插入和拔出香煙；它將電阻加熱器與相關(guān)連電源的連接加以簡化；及它提供一種制造中更經(jīng)濟的加熱器。這些優(yōu)點是很好的用簡單和直接的方式獲得的。
在本發(fā)明最佳實施例中提供的圓柱管是機械上堅固的撓性的金屬導(dǎo)電體，并具有眾多隔開的區(qū)域。一層例如瓷質(zhì)的電絕緣層加在除暴露部分以外的外表面上。接著將電阻材料加到絕緣層上，并在一端與在它下面的導(dǎo)電層作電氣連接以形成加熱元件。該導(dǎo)電層接至電源負端。所有加熱器的另一端適于連至電源正端。相應(yīng)地形成了一個電阻加熱電路，其中管用作所有加熱元件的公共接地點。
管狀加熱器可包括一個暴露的、具有眾多從其中伸出的片的端轂。每一片都可具有淀積于其上的單獨加熱器。另一方案是每隔一片具有淀積于其上的加熱器。不帶加熱器的片用作屏障，以將所產(chǎn)生蒸汽的向外逸出量減至最小。這些屏障片也用作相鄰片上加熱器的吸熱片。
現(xiàn)通過例子參照附圖將本發(fā)明實施例將以描述，附圖中有

圖1是應(yīng)用實施本發(fā)明的加熱器的煙具的部分顯露的透視圖；圖2是一枝與本發(fā)明實施例一起使用的香煙的側(cè)視剖面圖；圖3是一個實施本發(fā)明的加熱部件的側(cè)視剖面圖；圖4是一個實施本發(fā)明的管狀加熱器的顯露側(cè)視圖；圖5是一片具有金屬襯底的加熱片的顯露側(cè)視圖；圖6A是一個其中具有眾多交替伸出的屏障和加熱片的雙轂的透視圖；圖6B是類似于圖6A的實施例，其不同之處在于片間的間隙形成為延長的U字形；
圖7是圖6A中解釋的實施例的透視圖，圖中每一片指定片上都淀積有加熱元件；圖8是具有單支撐轂的加熱器的透視圖；圖9是具有螺線間隙的管狀加熱器的透視圖；圖10是在加熱片內(nèi)表面上具有加熱元件的管狀加熱器的顯露側(cè)視圖；圖11是滾壓前加熱片排列的透視圖；圖12是具有公共接地片的管狀加熱器的透視圖；圖13是折彎前加熱片排列的頂視圖；以及圖14是管狀加熱器的另一種排列的透視圖。
實施本發(fā)明的吸煙系統(tǒng)21一般可參閱圖1和2。該吸煙系統(tǒng)21包括一個圓柱形煙霧發(fā)生管或香煙23和一個可再用點火器25。香煙23適于插入點火器25前端29處的小孔27并從中拔出。該吸煙系統(tǒng)21的使用方法與常規(guī)香煙相同。在一次或多次抽吸后香煙23即丟棄。而點火器25則在比香煙更多的抽吸次數(shù)后才丟棄。
點火器25具有一個外殼31和前部33和后部35。一個向加熱元件提供能量用于加熱香煙23的電源37最好置于點火器25的后部35。后部35最好適于容易地用細栓或卡鎖部件加以開閉，以便于更換電源37。前部33最好裝入與后部35中電源有電氣連接的加熱元件和電路。前部33最好用燕尾連接或插座接口容易地與后部35連接。外殼31最好用硬的防熱材料制成。好的材料包括金屬基或最好是聚合物基材料。外殼31最好適于舒服地握于吸煙者手中，在現(xiàn)有最佳實施例中其外部尺寸為10.7cm乘3.8cm乘1.5cm。
電源37向用于加熱香煙23的加熱元件提供足夠功率。電源37最好是可更換和可再充電的，它可包括例如電容的器件或最好包括一個電池。在現(xiàn)有最佳實施例中，電源是一個可替換和可再充電電池，例如四個串連的鎳鎘電池，其空載電壓約為4.8至5.6伏。可根據(jù)吸煙系統(tǒng)21的其它部件尤其是加熱元件的特性選擇電源37所需特性。美國專利5,144,962描述了幾種可用于本發(fā)明吸煙系統(tǒng)的電源形式，例如可再充電電池電源和由電池充電的快速放電電容電源，這都包括在參考資料中。
點火器的前部33中最好放置用于加熱香煙23和最好相對于點火器25將香煙夾住的基本上圓柱形的加熱部件39及用于自電源37向加熱部件的加熱元件(圖1和2未示出)輸送預(yù)定量能量的電控制電路41。下面將更詳細地描述，一個基本上圓形的端轂110用例如焊接方法固定于加熱部件39的內(nèi)部，例如如圖3所示固定于墊圈49上。如加熱器有兩個端轂，則任何一個轂都可用作固定用的端轂。在本最佳實施例中，加熱部件39包括眾多徑向放置、由轂支撐并伸出的加熱元件122，如圖3所示和下面將更詳細地描述，加熱元件122由電源37在電路41控制下單獨供電，電源37向圍繞插入的香煙23的周邊的一定數(shù)量例如8個區(qū)域供電。8個加熱元件122可很好地提供8次如常規(guī)香煙一樣的抽吸，而8個加熱元件也容易由二進制裝置進行電氣控制?？僧a(chǎn)生所需抽吸數(shù)，例如5—16間任何數(shù)，而最好是每支插入的煙抽吸6—10或8次。下面將看出，加熱器數(shù)量可超過每支煙所需抽吸次數(shù)。
如圖1所示，電路41最好由一個抽吸作用傳感器45所激勵，當(dāng)吸煙者抽吸香煙23時，傳感器45對產(chǎn)生的壓降敏感。抽吸作用傳感器45最好放于點火器25的前部33，及與加熱部件39內(nèi)的空間相鄰，并通過一個經(jīng)過墊圈和加熱部件底座，如需要還經(jīng)過一個抽吸傳感器管(未示出)，的通道靠近香煙。適用于吸煙系統(tǒng)21的抽吸作用傳感器45描述于美國專利號5,060,671中，其公開內(nèi)容包括在參考資料中，并以由Illinois州Freeport的MicroSwitch division of Honeywell，Inc.所制造的Model 163PC01D35硅傳感器的形式出現(xiàn)，當(dāng)吸煙者抽吸香煙23時，作為氣壓變化的結(jié)果，傳感器45將加熱元件122中的合適元件加以激勵。例如使用熱絲測風(fēng)原理的氣流傳感裝置也成功地用于在檢測到氣流改變時將加熱元件122中的合適元件加以激勵。
點火器25的外部最好在前部33上裝有指示器51，用于指示插入點火器的香煙23所剩下的抽吸次數(shù)。指示器51最好包括一個七段液晶顯示。在本最佳實施例中，當(dāng)由圖1中所見的光傳感器53發(fā)出的光被新插入的香煙23的前端所反射并由光傳感器檢測到時，顯示器51為用于抽吸8次的香煙顯示數(shù)字“8”。光傳感器53最好裝于墊圈和加熱部件39底座的開口處。光傳感器53向電路41提供信號，后者接著向指示器51提供信號。例如，指示器51上顯示的數(shù)字“8”意味著每支香煙的最佳8次抽吸可供使用，也即，尚無一個加熱元件被激勵以加熱新香煙。在香煙23完全吸完后，指示器顯示數(shù)字“0”。當(dāng)將香煙23自點火器25中抽出時，光傳感器53沒有檢測到香煙，因此指示器51即斷電。光傳感器53如此調(diào)整，使它不經(jīng)常發(fā)出光束，從而不會不必要的經(jīng)常消耗電源37。一種現(xiàn)有最佳適用于吸煙系統(tǒng)21的光傳感器53是由美國75006德州Carroliton的West Crosby Road 1215號的OPTEXTechnology，Inc.所制造的OPR5005型光傳感器。
作為使用上述光傳感器53的幾種可能方案之一，可以提供一個機械開關(guān)(未示出)以檢測是否有香煙和提供一個復(fù)位按鈕(未示出)以便當(dāng)將新香煙插入點火器25內(nèi)時將電路41復(fù)位，例如使指示器51顯示數(shù)字“8”尋。能用于本發(fā)明的吸煙系統(tǒng)21的電源、電路、抽吸作用傳感器和指示器都在美國專利5,060,671和WO94/06314中得到描述，這兩者都包括在參考資料中。墊圈和加熱部件基座中的通道和開口50最好在吸煙時是密封的。
雖然香煙可以是任何所需形式，只要它能在由加熱元件122加熱時產(chǎn)生煙草芳香并傳送給吸煙者就可以，但最好使用將要描述的并在上述WO94/06314中更詳細地顯示的可用于吸煙系統(tǒng)21的最佳香煙23。參照圖2，香煙23包括一個由載體或?qū)嵨?9組成的煙草輞圈57，用于支撐最好包括煙草在內(nèi)的煙草芳香物質(zhì)61。煙草輞圈的一端繞在圓柱形回流過濾器63上并由它支撐，在對面那端繞在圓柱形第一無阻擋過濾器65上并由它支撐。第一無阻擋過濾器65最好是一種開管型過濾器，它所具有的縱向通道67通過第一無阻擋過濾器的中心伸展，因此對抽吸或自由流動的阻力很小。
如果需要，香煙卷紙69可圍繞煙草輞圈57卷繞。用作卷紙69的紙的類型包括低基重量紙，最好是帶有煙草芳香涂層的紙，或用于煙草的紙，以便加強煙草香味。濃縮提煉的酒精或稀釋或不稀釋后可涂在卷紙69上。卷紙69最好具有最小的基重量和紙厚而又保證足夠拉伸強度以供機器加工。用于煙草的紙的現(xiàn)有最佳特性是基重量(在60％相對濕度下)為20—25grams/m2，最小的滲透性為0—25CORESTA(定義為一分鐘內(nèi)在1.0千帕的壓降下通過一平方厘米紙作材料的空氣量，以立方厘米測量)，拉伸強度≥2000grams/27mm寬度(lin/min)，紙厚為1.3—1.5mils，CaCO3含量≤5％，檸檬酸鹽0％。用于卷紙69的材料最好包括≥75％的用于煙草的紙(非雪茄，烤干的混合填充物)。可以適量加進亞麻纖維以獲得合適的拉伸強度。卷紙69也可用常規(guī)亞麻纖維紙，其基重量為15—20g/m2，也可用具有提煉涂層的紙。檸檬果膠形式的粘合劑也可加用，其數(shù)量小于或等于1％?？扇绯Ｒ?guī)香煙紙那樣加用適量甘油以獲得紙硬度。
香煙23最好還包括一個圓柱形嘴端過濾器71，它最好是常規(guī)RTD型(對抽吸有阻力)過濾器，香煙23還包括一個圓柱形第二無阻擋過濾器73。包紙75將嘴端過濾器和第二無阻擋過濾器互相固定在一起。包紙75伸過第二無阻擋過濾器73的一端、附于卷紙69上并將第一無阻擋過濾器65的一端固定在與第二無阻擋過濾器73一端相鄰接的位置上。與第一無阻擋過濾器65相似，第二無阻擋過濾器73最好形成一個伸展過它的中心的縱向通道77?；亓鬟^濾器63和第一無阻擋過濾器65與煙草輞圈57一起形成了一個在香煙23內(nèi)的空穴79。
第二無阻擋過濾器73的縱向通道77的內(nèi)徑最好大于第一無阻擋過濾器65的縱向通道的內(nèi)徑。縱向通道67的現(xiàn)有最佳內(nèi)徑為1—4mm之間，而縱向通道77為2—6mm之間。曾觀察到，通道67和77的不同內(nèi)徑便于在抽吸香煙時將加熱的煙草芳香劑所產(chǎn)生的煙霧與從香煙23外部吸入的空氣加以混合或攪動，其結(jié)果是改進的煙草芳香物并使嘴端過濾器71的一端更好地暴露于混合的煙霧中。我們知道，加熱煙草芳香劑61所得煙草芳香物最初在空穴79中處于蒸汽狀態(tài)，而后在通道77中經(jīng)過混合成為可見的煙霧。除上述第一無阻擋過濾器65具有縱向通道67外，其它能將蒸汽狀態(tài)煙草芳香物與吸進的空氣作所需混合的部件包括一種具有眾多小孔的第一無阻擋過濾器，也即第一無阻擋過濾器的形式可以是蜂窩狀或是一塊其中具有眾多小孔的金屬板。
吸入香煙23的空氣最好主要通過煙草輞圈57和卷紙69的橫向或徑向路徑，而不通過回流過濾器63的縱向路徑。在第一次抽吸時希望讓空氣流經(jīng)回流過濾器63以降低RTD?，F(xiàn)在知道，通過縱向路徑將空氣吸入香煙23會使由圍繞煙草徑向安排的加熱元件122對煙草輞圈加熱而產(chǎn)生的煙霧不能恰當(dāng)?shù)貜目昭?9內(nèi)排出?，F(xiàn)在希望煙草芳香物差不多全部作為煙草輞圈57的安排和加熱元件122的能量級別的函數(shù)產(chǎn)生出來。因此除第一次抽吸外，在吸煙時通過回流過濾器63沿縱向流經(jīng)香煙的空氣部分愈少愈好。此外，回流過濾器63最好將煙草芳香劑61加熱后自空穴79在反方向流出的煙霧減至最少，以便將自香煙23回流的煙霧對點火器25部件損傷的可能性減至最小。
支撐煙草芳香劑的載體或?qū)嵨?9將加熱元件122與芳香劑隔開，將加熱元件產(chǎn)生的熱傳送給芳香劑，并在吸完煙后保持香煙的粘聚性。由于非編織碳纖維墊的熱穩(wěn)定性，它可很好地用于載體59。這種載體在WO94/06314和我們的美國專利申請系列號07/943,747(于1992年9月11日遞交)中有更詳細的討論，它們包括在參考資料中。
其它載體59包括低質(zhì)量，多眼金屬絲網(wǎng)或打孔的金屬箔。例如，使用一種絲網(wǎng)，其質(zhì)量在約5g/m2至約15g/m2的范圍內(nèi)，其線徑在約0.038mm(約1.5mils)至約0.076mm(約3.0mils)的范圍內(nèi)。絲網(wǎng)的另一實施例由0.0064mm(約0.25mils)厚的箔組成，該箔具有其直徑為約0.3mm至約0.5mm的小孔，可分別將箔的質(zhì)量減少約百分之30至約百分之50。這種箔的穿孔模式最好是交錯或不連續(xù)(即不在直線上)，以減少自煙草芳香劑61向側(cè)面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量。這種金屬絲網(wǎng)和箔可用不同方法裝入香煙23，例如(a)將煙草芳香劑漿灌注在帶子上，并在干燥之前將絲網(wǎng)或箔載體復(fù)蓋在濕漿上，及(2)使用合適的粘結(jié)劑將絲網(wǎng)或箔載體與煙草芳香基層或墊疊裝在一起。
現(xiàn)有最佳煙草輞圈57使用造紙式過程形成。在此過程中，煙葉用水清洗。溶解物在以后涂層步驟中使用。剩余的(提取的)煙草纖維用于構(gòu)造一層基墊。將碳纖維散布于水中并加藻蛋白酸鈉。也可不用藻蛋白酸鈉而加用任何其它不妨礙煙草芳香、溶于水并具有合適的分子量以加強煙草輞圈57強度的水解膠體。該懸浮液與提取的煙草纖維和選用的香料混合在一起。最終濕的混合物鋪在改進型卡網(wǎng)上，該墊通過傳統(tǒng)造紙機的其余部分以形成一塊基條。煙葉清洗后所得溶解物涂到基條的一面，最好使用位于鼓或Yankee干燥機之后的標準可逆滾筒涂層機。煙草溶解物/煙草末或顆粒比最好在1∶1與20∶1之間變動。漿也可鋪或擠壓到基條上。另一方案是離線完成涂層步驟。在涂層步驟之中或之后，加入煙草工業(yè)中常用的香料。果膠或另一種水溶果膠也加入，以改進漿的可涂層性，果膠最好在0.1至2.0％之間的范圍內(nèi)。
不管使用何種載體59，涂于載體內(nèi)表面的煙草芳香劑在加熱時能放出香味并能粘附于載體表面。這些材料包括連續(xù)薄膜、泡沫體、膠體、干漿或干燥的由噴霧形成的漿，雖非必要，但它們最好包括煙草或從煙草中提煉的材料，它們在上面提到的美國專利申請系列號07/943,747中更全面地討論。
在加工中最好將諸如甘油或丙烯甘醇那樣的濕潤劑加入煙草輞圈57，濕潤劑的數(shù)量等于輞圈重量的0.5％至10％之間。濕潤劑用作煙霧先驅(qū)物，便于形成可見煙霧。當(dāng)吸煙者呼出包含芳香煙草物的煙霧和濕潤劑時，濕潤劑在大氣中凝結(jié)，而凝結(jié)的濕潤劑看起來猶如普通香煙的煙霧。
香煙23最好是如普通香煙一樣，在它長度方向上直徑基本不變，最好是大約7.5mm與8.5mm之間，以使吸煙者對吸煙系統(tǒng)21具有與普通香煙類似的“口感”在本最佳實施例中，香煙23總長度是58mm，以便使用常規(guī)包裝機包裝這類香煙。嘴端過濾器71和第二無阻擋過濾器73的組合長度最好為30mm。包紙75最好比第二無阻擋過濾器73伸出5mm并包在煙草輞圈57之上。煙草輞圈57的長度最好為28mm。煙草輞圈57在兩端處由長度最好為7mm的回流過濾器63和長度最好為7mm的第一阻擋過濾器所支撐。由煙草輞圈57、回流過濾器63和第一無阻擋過濾器65所形成的空穴79最好長14mm。
如圖3所示，當(dāng)香煙23插入點火器25的第一端29中小孔27時，它毗連或差不多毗連轂110處加熱部件的墊圈49的內(nèi)底面81，并且靠近與用于光傳感器53的開口55和抽吸作用傳感器45相接的通道47。在此位置上，香煙23的空穴79最好靠近加熱片120，和全部香煙的該部分，包括第二無阻擋過濾器73和嘴端過濾器71在內(nèi)伸出點火器25之外。加熱片120的一部分最好徑向地向內(nèi)彎，以便于相對于點火器25將香煙23夾住，從而使它們與煙草輞圈57具有傳熱關(guān)系，或直接地或通過卷紙69傳熱。與此相應(yīng)，香煙23最好是可壓的，以便于加熱片120壓住香煙的側(cè)邊。加熱部件39的其余元件與WO94/06314中所描述者完全相同。
經(jīng)過香煙23的氣流有幾種方式。例如，在圖2所示香煙23的實施例中，卷紙69和煙草輞圈都充分透氣以獲得所需RTD，以便當(dāng)吸煙者抽煙時，空氣通過卷紙和煙草輞圈橫向或徑向進入空穴。如上所述，也可使用一種透氣回流過濾器69以便空氣縱向進入空穴79。
如果需要，可在卷紙69和煙草輞圈57的一個或更多的鄰近空穴部分上形成一系列徑向小孔(未示出)，以便于空氣橫向流入空穴79。曾觀察到這些小孔能改進煙草芳香物和煙霧的形成。煙草輞圈上的小孔密度約為每1—2平方毫米一個孔，其直徑為0.4mm至0.7mm之間。其結(jié)果是100—500之間的最佳CORESTA孔隙率。穿孔后的卷紙69最好具有100—1,000之間的CORESTA。當(dāng)然，也可得到除以上所述之外的其它所需吸煙特性，如抽吸阻力、穿孔密度和相關(guān)連的孔徑。
將卷紙69和煙草輞圈57兩者都穿孔(未示出)也便于空氣橫向進入空穴79。在制成帶這類孔的香煙時，或?qū)⒕砑?9和煙草輞圈57互相夾住然后一起穿孔，或?qū)⑺鼈兎謩e穿孔然后再將孔對準或重疊后將它們疊在一起。
加熱器的本最佳實施例示于圖3至14。這些加熱器對于重復(fù)插入、調(diào)整和抽出香煙提供改善的機械強度，因而顯著的減少自加熱的香煙中逸出的煙霧，因此減少在敏感元件上的凝結(jié)。如不采取措施對凝結(jié)加以控制，則所產(chǎn)生煙霧將會在相對較冷表面上凝結(jié)，如加熱器定位銷99A和99B，加熱器轂110，外套筒，電觸點，控制和邏輯電路，等等，這就有可能損壞煙具或使它失效。曾發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生煙霧會從脈中式加熱器徑向地往里流。
一般最好有8個加熱片120，在加熱元件122順序加熱時提供8次抽吸，從而模做普通香煙的抽吸數(shù)，相應(yīng)地還有8片屏障片220。具體說，加熱片120與屏障片220在兩個相對的端轂110間伸展并分別交互插入或交叉指狀排列以形成為交替的加熱和屏障片的圓柱形排列。在每個相鄰的加熱片120和屏障片220之間很好的形成間隙130、135。
如圖3—5具體所示，由于金屬比瓷質(zhì)更具有撓性能更好承受負載，并如下面所討論的，是導(dǎo)電的，因此為加熱器提供狀如圓管的金屬襯底300。為襯底300選用的金屬在機械上堅實、足以如下所描述那樣成形，同時是一種熱穩(wěn)定金屬或合金。合適金屬的例子包括NiCr合金，Haynes 214合金(下面將更詳細討論)和Inconel 625合金箔。該金屬管即襯底300可用一種合金拔制成為箔、桿或條狀。該金屬管最好由鋁化鎳(Ni3Al)合金制成。也可使用其它鎳鐵合金或鋁化鐵合金(Fe3Al)。下面將提到，襯底300制成厚度為3—5mils。
金屬襯底最好制成為管狀或圓柱狀。從圖4中看得很明顯，管350具有一個基本上圓的開口插入端360，它的喉部365用于引導(dǎo)插入的香煙進入同軸定位的圓柱形容器CR，后者的直徑比端360小。插入端360最好具有比插入的香煙23大的直徑，以便引導(dǎo)香煙進入容器CR，而容器CR的直徑差不多與香煙23相等，以保證緊貼配合，從而能很好地傳導(dǎo)熱能。如給定香煙23的容器制造公差，則在遠端和容器CR之間的過渡區(qū)域中的逐漸變窄的區(qū)域或喉部365也可用于輕微地壓迫香煙以增加熱接觸，同時周圍的襯底300用作容器的內(nèi)壁。片120最好向內(nèi)彎以減少圓柱形容器的直徑，從而增加與香煙的熱接觸。管的另一端形成一個具有合適直徑的端轂110。如圖4所示，層300用于形成圓轂210。另一方案是，層300可繼續(xù)作為喉部365的圓弧的延伸而擴張。一個單獨的轂210插入此擴張的開口?；蜃鳛榱硪环桨福蜃鳛檠a充，層300可以類似地用一個單獨的轂110形成，后者有電氣觸點以形成公共接地點。
在金屬管上淀積了一層瓷層310，以便除了位于管的一端的圈或轂110外，在電氣上將金屬管襯底300與隨后加上的電加熱器絕緣隔開。瓷具有很好的相對地高的介質(zhì)常數(shù)。任何合適的電絕緣體如礬土、氧化鋯、富鋁紅柱石、堇青石、尖晶石、鎂橄欖石、它們的組合等等都可應(yīng)用。最好應(yīng)用氧化鋯或其它其熱膨脹系數(shù)接近于位于其下的金屬管的瓷，以便在加熱和冷卻時避免出現(xiàn)膨脹和收縮率的差別，從而在使用中避免裂開和/或剝離。在加熱器加熱時該瓷層仍保持物理上和化學(xué)上的穩(wěn)定性。大約0.1至10mils的厚度和約0.56mils，而更好是1—3mils的厚度最適用于電氣絕緣體。
在襯底300和任何覆蓋層上都有間隙130和135，用于將相鄰加熱元件在熱學(xué)上和電氣上加以絕緣。間隙130可沿著平行于管的縱軸的方向伸展，而間隙135可橫向伸展。圖9所示另一方案中間隙沿圓柱管盤旋。任何所需螺線形狀都可應(yīng)用，只要相應(yīng)的間隙并不相交及間隙之間的面積基本相同，以便按照加熱要求并滿足均勻抽吸的需要形成差不多相同的與插入的香煙熱接觸的面積?？梢栽趫A柱的整數(shù)倍，例如2，的半圈上形成螺線間隙路徑。螺線間隙的優(yōu)點是每次只加熱香煙沿縱向粘接線方向的一段。如使用縱向伸展間隙，則會有一塊加熱面積與粘接線重合，因此可能產(chǎn)生自覺不好的氣味。
現(xiàn)描述最佳制造方法。一種選用的具有合適長度約為1—10mils最好是3mils和壁厚約為1—10mils最好是3—5mils的金屬圓柱管用于形成所需幾何形狀。當(dāng)厚度減小時管的質(zhì)量也減小，從而能減輕重量和減少用于合適地加熱加熱片120和插入的香煙所需能量，由于電源例如電池可以小些，因此可進一步減小重量。
有兩個最佳實施例，它們的差別在于涂用瓷涂層和形成片的步驟順序不同。在第一實施例中，(1)使用例如沖壓或擠壓方法形成管；(2)淀積瓷層和加熱器層；(3)使用例如激光切割方法形成片；及(4)連接加熱器和電接點。這些步驟將在下面更詳細地討論。在第二實施例中，(1)使用例如沖壓或擠壓方法形成管；(2)使用例如沖壓、EDM或激光切割；(3)淀積瓷層和加熱器層；及(4)連接加熱器和電接點。第二實施例使用沖壓法形成片，可避免由激光切割造成的不好的毛刺。因為還未加上瓷層，所以可用沖壓方法。在第一實施例中可將瓷層和位于其下的金屬襯底加以激光切割形成加熱片120。另一方案是，在將一塊圓板沖壓形成管或?qū)⒈“鍧L壓成管之前先將金屬薄板沖壓形成片，接著完成如上步驟(3)和(4)。另一方案是提供具有合適初始直徑的壁厚為例如3至5mils的薄管。該管切成所需長度以便隨后加工成襯底。然后使用常規(guī)旋鍛技術(shù)以形成襯底和轂的所需形狀和尺寸。隨后用于形成加熱片的步驟如上所述。眾所周知，在每一步淀積加熱器和瓷以形成應(yīng)用區(qū)域之前要使用合適的掩模。這里提出的制造步驟可按任何所需順序完成，以加快制造速度、節(jié)省材料等等。
例如，如圖4所示在3mils厚的管上淀積的加熱器如描述那樣構(gòu)成，并用大約22至23焦耳能量脈中供電。加熱片到達大約800至900℃之間的溫度。例如，管最好沖壓或縮小以形成伸出的遠端360和轂110和較窄的腰部，這些用于形成圓柱形容器CR。在管上形成的槽用于形成熱學(xué)上和電氣上絕緣的間隙130、135。這些槽最好在轂110與過渡區(qū)域間形成，以形成片，該過渡區(qū)域位于插入端轂210與形成容器CR的中間部分之間。該間隙應(yīng)在轂210處伸出一段短距離至加上的瓷層310及同樣超出最遠處加上的加熱器伸出一段短距離至公共轂110。這個短距離不應(yīng)長得顯著地削弱轂，例如大約0.5mm就足夠了。
將管相對于激光而旋轉(zhuǎn)即可切割出這些槽。將激光與管相對于管的縱軸相對地平移，即可切割出縱向伸展槽。將管相對于激光旋轉(zhuǎn)及將激光相對于管的縱軸平移即可切割出螺線槽。由旋轉(zhuǎn)形成的螺線槽不單能如上所述避開香煙的粘接線，如管也相對于固定激光旋轉(zhuǎn)和平移，則還可以便于在線制造。
接著電絕緣瓷層310加到除端部110以外的管上，其中端部110供連接連線。如上面在第一實施例中所見到的，這一步可在形成片之前完成。更具體說，如表面適當(dāng)粗糙，可用等離子體噴涂法將部分穩(wěn)定的約20％的氧化鋯和約80％的氧化釔熱噴至管上形成一層厚度為0.1至10mils最好是1—3mils的瓷層，該管在此淀積過程中最好旋轉(zhuǎn)。噴涂時管最好旋轉(zhuǎn)一定時間以獲得適當(dāng)?shù)耐繉印４送?，如已制成端?10，則襯底300的端轂部分210也不必噴涂以留出加熱元件122的連接區(qū)。
最好增加金屬層300的表面粗糙度，以使它與淀積的瓷層310更好地粘附。一層足夠厚的層300的表面起先用合適技術(shù)如噴砂弄得粗糙，然后涂一層粘接層。該粘接層是一層由例如FeCrAlY、NiCrAlY、NiCr或Ni3Al等組成的厚為0.1至5mils最好是0.5至1.0mils的薄金屬涂層，用于提供粗糙的金屬層300與隨后加上的瓷層310之間的良好粘接界面。
除熱噴涂更具體說是等離子體噴涂之外還可應(yīng)用其它淀積技術(shù)。例如物理蒸汽淀積，化學(xué)蒸汽淀積，使用介質(zhì)膠絲網(wǎng)印制和燒結(jié)的厚膜技術(shù)，涂上溶膠然后加熱形成固體的溶膠技術(shù)以及化學(xué)淀積后再加熱?；瘜W(xué)粘接方式最佳，因粘接強度好。
將瓷層或瓷先驅(qū)物與金屬襯底在相對的高溫下加熱即完成化學(xué)粘接。另一方案是將金屬襯底在高溫下加熱，表面上所形成的氧化物的功能類似于瓷層。
其次淀積加熱元件122。任何合適的帶有或不帶金屬間/瓷的添加劑的金屬或合金均可應(yīng)用，如淀積技術(shù)要求，可制成粉末。更具體說，例如NiCr合金、Ni3Al合金、NiAl合金、Fe3Al合金或FeCrAlY合金那樣的電阻材料，可使用例如等離子體噴涂或HVOF(高迷含氧燃料)等已知熱噴涂技術(shù)淀積成厚度約為0.1至5mils的層。在等離子體或HVOF噴涂時添加合適的瓷或調(diào)整金屬氧化程度，即可調(diào)整電阻材料的電阻率。如果包括與加熱器材料相比為較大瓷粒的瓷層的表面粗糙度被金剛砂磨光至135至160微英寸Ra其平均值為145微英寸Ra的表面粗糙度，則可使用例如CVD或PVD那樣的薄膜技術(shù)。使用比技術(shù)需要更薄的金屬層，結(jié)果可得到希望有的更小質(zhì)量的加熱器。然而加工過程更慢。如鉑那樣的任何金屬都可使用。當(dāng)涂瓷管旋轉(zhuǎn)時可淀積加熱器。
現(xiàn)描述個別分離的加熱器而不是眾多安排的加熱器的加熱片的最佳實施例。在此第一實旋例中，襯底300是鋁化鎳(Ni3Al)；瓷層310是氧化鋯(ZnO)最好將大約8％釔用于部分地穩(wěn)定；及加熱元件122用Ni3Al或NiAl熱噴涂。在第二實施例中，襯底300是鋁化鐵(Fe3Al)；瓷層310是氧化鋯，最好將大約8％釔用于部分地穩(wěn)定；及加熱元件122用Fe3Al熱噴涂。如果需要，再一實施例可應(yīng)用一個實施例的加熱元件材料和另一個實施例的襯底材料。
現(xiàn)結(jié)合應(yīng)用鋁化鎳的第一實施例更詳細地討論最佳實施例。這個描述也適用于應(yīng)用鋁化鐵的第二實施例。與許多商用合金中鋁小于1at.％的情況相比較，鋁最好在約16至50at.％之間。
襯底可以是一個預(yù)先形成的Ni3Al管，車過的Ni3Al管或Ni3Al薄板。也可將預(yù)先合金化的Ni3Al熱噴涂在碳棒或管上以形成一層襯底300。鋁也可用作襯底層300的支撐。將Ni和Al粉末按合適比例形成Ni3Al，也可制成襯底300。當(dāng)粉末饋送經(jīng)過熱噴涂槍的等離子體時，粉末將產(chǎn)生反應(yīng)，釋放出大量熱能。當(dāng)金屬片急冷地落在表面上時即產(chǎn)生合金。使用Ni和Al的合金粉末時其合金效果更好。后熱處理將產(chǎn)生Ni3Al并與隨后加上的絕緣層310很好地粘結(jié)。
絕緣層310可以是任何電氣上和熱學(xué)上穩(wěn)定并能粘附到襯底300上的電絕緣體。應(yīng)該考慮絕緣層310和襯底300、加熱層122兩者之間的熱膨脹差異。任何合適的瓷例如礬土都可使用。氧化鋯，特別是將約8％氧化釔用于部分地穩(wěn)定的氧化鋯，能非常好地依附到熱屏障涂層并用于不同幾何形狀。
由于使用干電池時要求電加熱的電阻高，所以最好用熱噴涂提供電阻加熱層122?？捎貌煌瑹釃娡考夹g(shù)進行噴涂?？梢允褂妙A(yù)合金化的Ni3Al，機械上合金化的Ni3Al或按適當(dāng)比例配制的Ni和Al粉末。如果使用機械上合金化的Ni3Al或Ni和Al粉末，則需有預(yù)加熱步驟。預(yù)加熱的溫度和時間決定于熱噴涂槍的特性而可調(diào)整至600℃至1000℃的范圍內(nèi)。如不使用預(yù)合金化Ni3Al，則顆粒尺寸和顆粒分布對于形成Ni3Al是重要的。NiAl的成分可用于電阻器、幾種元素可用作Ni3Al合金的添加劑。B和Si是用于加熱層122的合金中的主要添加劑。認為B可加強晶粒邊界強度并當(dāng)Ni3Al含富鎳例如Al≤24at.％時它特別有效。Si加入Ni3Al合金的量不大，因添加的Si超過重量百分之三這一最大值時會形成鎳的硅化物并在氧化時產(chǎn)生SiOx。添加Mo能改善低溫和高溫時的強度。鋯能改善熱循環(huán)變化時的氧化物的抗剝落力。也可添加Hf以改善高溫強度。最佳的用作襯底300和電阻加熱器122的Ni3Al合金標為IC—50，并在1994年N.Y的Van NestrandReinhold的Stoioff等人所編Intermetallic Metallurgy andProcessing Intermetallic Compounds中V.Sikka所寫“Processing of Intermetallic Aluminides”一文的Table 4中提出，該合金IC—50包括77.92％Ni、21.73％Al、0.34％Zr和0.01％B。不同元素可添加入鋁化鐵?？赡艿奶砑游锇∟b、Cu、Ta、Zr、Ti、Mn、Si、Mo和Ni。
如需熔化任何合金，則最好用氬氣復(fù)蓋。如討論那樣，電連接線可用YAG激光或CO2激光釬焊至電熱加熱器122。可用Ag—Cu或Ni—Cu釬焊合金完成釬焊。由于電阻器厚度小于5mils(0.005以或125μm，所以釬焊比熔焊和電焊都更適用于此種目的。可使用焊劑以濕潤表面并清除氧化物?？勺訵isconsin的Lucas—Milhaput和Indium Corporation of America獲得幾種這類釬焊合金。由于加熱器122、絕緣層310、襯底300的總厚度是在10至15mils的范圍內(nèi)，所以Ag—Cu合金具有用于激光釬焊加熱器而不穿透各層的最佳固相和液相溫度。
本發(fā)明提供多層加熱器，Ni3Al用作由氧化鋯絕緣體隔開的襯底和加熱器。這個概念是通用的，可用于不同厚度和不同幾何形狀。Ni3Al容易地在表面上形成—層依附的礬土層。該礬土層將阻止進一步氧化，因此將消除氧化物的剝落，從而提高材料的循環(huán)使用壽命時間。
如圖4和5所示，淀積的加熱器122的一端的部分125與位于其下的金屬襯底300具有緊密電接觸，而加熱元件122的其余部分則復(fù)蓋于瓷絕緣層310上。將每一個電阻加熱元件122涂到金屬襯底300上去所用等離子體噴涂法提供堅實的接觸。相應(yīng)地，端轂110和每片加熱片120的導(dǎo)電金屬襯底300形成了公共接地點，其中每片加熱片120在其一端例如其遠端與相應(yīng)的加熱元件相連。如圖3所示，用作公共接地點的轂110在電氣上通過銷釘99B接至電源。
一種例如鎳、鎳合金、銅或鋁的具有高導(dǎo)電率的材料128最后噴涂在加熱元件120上，及例如銷釘99A的接點用例如電焊、釬焊或熔焊的方法固定至靠近轂110處加熱元件的另一端例如其近端。材料128可整體地形成接點或最好用銀焊以代替連接銷99A。高導(dǎo)電性材料128使在其下面的區(qū)域的電阻減小，因此更易于加入連線。
管可切割為或如圖8所示只在一端具有單個金屬轂110，或最好如圖6A—7所示在另一端210還具有一個附加的轂。由于金屬用作襯底，最好在加上層310和作任何滾壓之前先將加熱片120向內(nèi)彎向插入的香煙，以改善這些元件之間的熱量傳播也即熱接觸而不致產(chǎn)生與瓷片有關(guān)的斷裂風(fēng)險。此外，形成的片和淀積的加熱器具有與管的一段同樣的曲線，能進一步增加與插入的圓柱形香煙的接觸。片可為例如1.5mm寬。
在圖6A和6B所示實施例中，每隔一片的連接在管的另一端由間隙135隔開的涂瓷區(qū)域或片120具有在其上淀積的加熱元件122。相應(yīng)地，形成的每隔一片的片220交叉指狀排列在每隔一片的加熱片區(qū)域120之間。這些片220用作屏障以防止蒸汽自加熱的香煙逸出，這些蒸汽可能造成有害的凝結(jié)。在這個實施例中，為所需抽吸數(shù)例如8的兩倍的例如16個間隙用于形成合適的同等數(shù)量的加熱片和不加熱的屏障片。
當(dāng)香煙插入圓柱形容器CR時，可能希望改變抽吸次數(shù)也即加熱器122的數(shù)量。形成所需數(shù)量的加熱片120和相關(guān)連的屏障片220，即可得到所需抽吸數(shù)。將管切割成相同或不相同尺寸的片即能做到這點。如已討論過的，在每一片相鄰的加熱片120和屏障片220之間形成間隙130、135。將屏障片或加熱片的一片或一套兩片略微切割或刮削即可形成這些間隙。這些間隙的尺寸大或?qū)挼米阋栽诿}沖加熱時阻止熱量從加熱的加熱片丟失到鄰近的屏障片，同時又小或窄得足以阻止大量蒸汽逸出圓柱形容器。例如，約5—15mils或更小，最好是3—4mil左右的間隙在很多應(yīng)用場合中是合適的。
當(dāng)加熱元件122脈沖加熱后，在進行隨后一個抽吸之前要等待一個預(yù)定最短時間。在此預(yù)定或更長抽吸間歇內(nèi)，鄰近剛才脈沖加熱的加熱片120的兩片屏障片220也用作吸熱器，以阻止熱量傳至其它加熱片120或傳至插入的香煙的未加熱過的或先前加熱過的部分。過早加熱香煙的一部分可能導(dǎo)致不希望的和/或產(chǎn)生部分煙霧或使一部分香煙由熱量引起質(zhì)地變差。將以前加熱過的部分重新加熱會導(dǎo)致產(chǎn)生不希望的氣味和味覺。為完成此吸熱片功能，屏障片最好包括一層非導(dǎo)熱材料即熱絕緣物，例如瓷。適合的瓷包括礬土、氧化鋯、礬土和氧化鋯的混合物、富鋁紅柱石等，這和加熱片的情況相同。
如希望抽吸時間大于將單個加熱器和相關(guān)連的加熱片脈沖加熱的時間，則可改變控制邏輯電路，以便在脈沖加熱初始加熱器后立即加熱另一加熱器或附加加熱器，或者在初始脈沖加熱的最后階段加熱香煙的另一部分。該附加加熱器可以是徑向地連續(xù)的加熱器或另一加熱器。加熱片的尺寸應(yīng)能獲得所需時間內(nèi)全部所需抽吸數(shù)。
在另一實施例中，其中圖8所示最后形成的加熱器是一根管，該管有一個單個轂110，而后者具有眾多的片例如8片，而在片與片之間有相應(yīng)的間隙。每隔1片淀積有如上所描述的加熱元件122以形成加熱片120，而其它插在其間的片用作屏障片220。
如圖7所示，所有由間隙所包圍的區(qū)域都可用作加熱片120。在一個實施例中，每塊涂瓷的部分或片具有在其上淀積的加熱元件122，而加熱片120的數(shù)量對應(yīng)于所需抽吸數(shù)也即8。在另一實施例中，每個涂瓷部分具有一個加熱元件122，同時所形成加熱片120的數(shù)量是抽吸數(shù)的兩倍，例如，對于8次抽吸的香煙加熱器共有16部分。這種安排允許在正常連續(xù)點火約2秒之外實現(xiàn)其它點火順序，最好是徑向順序點火順序，它使用于其加熱元件122數(shù)量對應(yīng)于抽吸數(shù)的實施例中。例如，邏輯電路能記住兩個在圓周上相對的加熱元件122，即在管上相差180°的加熱元件，將它們同時點火以便共同加熱香煙的適當(dāng)部分，從而產(chǎn)生一次抽吸。另一方案是，為第一枝煙使用第一點火順序，將每隔一個加熱元件122點火，接著為第二枝煙使用第二點火順序，將夾在中間的加熱元件點火。還有一個方案是，此第一點火順序可重復(fù)用于預(yù)定數(shù)量的眾多香煙，接著再啟用第二點火順序。如需要，可將加熱片和屏障片任意組合。加熱片的數(shù)量可小于、等于或大于單枝香煙的抽吸數(shù)。例如，9片系統(tǒng)可用于6次抽吸的香煙，其中每次抽煙時點著不同組合的6個加熱器，而其余3個加熱器則不點火。
將金屬用作襯底時，每片加熱片120的金屬襯底300用作加熱元件122的導(dǎo)電極，例如負連接端。更具體地，加熱元件的一端用例如等離子體噴涂的方法在電氣上在125部分上連至位于其下的金屬襯底。該加熱器端最好比另一加熱器端更接近于開口插入端360，因為該加熱器連接端不包含電觸點，后者可能被香煙的插入和拔出所損害。金屬轂110具有電源37的負端并用作所有加熱元件的公共接地點。更具體地，轂110通過銷釘99B連至電源負端，它如圖3所示實行連接或最好實行焊接。銷釘99B又通過銷釘104B連至電源37。自每個加熱元件122的另一端通過例如銷釘99A的電連接點到電源提供一條導(dǎo)電路徑，銷釘99A用點焊、釬焊或熔焊方法接至加熱元件122的區(qū)域128。銷釘99A通過銷釘104A接至電源正端。區(qū)域128包括任何具有好的附著性的其熔點較金屬層300為低的合適材料，例如鎳、鋁或鎳與鋁的恰當(dāng)50/50合金、銅等。
本發(fā)明還能將有危害作用的熱應(yīng)力減至最小。加熱元件實際上均勻地淀積在瓷支撐物上，從而避免由加熱元件的分離部分的互連和/或加熱元件和瓷的分離互連所引起的應(yīng)力。
如所討論的，為簡化制造，最好將加熱元件122淀積到加熱片120的外表面上，也即與插入的香煙23接觸或熱學(xué)上靠近的表面的反面。還有，將加熱元件122淀積在此外表面，即為此加熱元件提供了比較堅實的支撐，而在抽煙者插入、調(diào)整和拔出香煙時加熱元件不會與香煙發(fā)生直接作用的力。這類有利的機械安排要求加熱元件122將在它下面的瓷層310和與插入的香煙接觸的金屬襯底300加熱，以便首先通過傳導(dǎo)將熱傳給插入的香煙，以及其次，如果在脈沖加熱片120和插入的香煙之間沒有整齊的界面，則通過對流和輻射傳熱。加熱元件122最好在尺寸上和熱學(xué)上如此設(shè)計，以便將位于下面的大多數(shù)加熱片120加熱從而最大限度地將插入的香煙的具有足夠大尺寸例如18平方毫米的一段加熱，以產(chǎn)生抽煙者可接受的抽吸。由于加熱器通過比較薄的層300和310提供脈沖式熱能，因此自加熱元件122至香煙23的熱傳導(dǎo)具有較高效率。決定于所選材料和淀積技術(shù)，加熱元件122本身厚度在大約1和2mils之間。加熱元件可以是以前提到的MCrAlY合金，F(xiàn)eCrAlY，NichromeR(鎳鉻合金包括54—80％鎳、10—20％鉻、7—27％鐵、0—11％銅、0—5％錳、0.3—4.6％硅、及有時1％鉬和0.25％鈦；Nichrome I包括60％鎳、25％鐵、11％鉻、和2％錳；Nichrome II包括75％鎳、22％鐵、11％鉻、和2％錳；以及Nichrome III這—耐熱合金包括85％鎳和15％鉻)或鋁化物。還有，具有較低導(dǎo)熱率的瓷層不會將足夠數(shù)量的熱量傳給相關(guān)連的轂。金屬層雖比瓷具有更高導(dǎo)熱率，但由于短促的脈沖時間和小的截面，因此仍然不會傳導(dǎo)大量熱能，例如也就只多傳導(dǎo)5—10％之間。
曾觀察到相對于插入的香煙的主要的橫向或徑向空氣流比主要的縱向流能更好地產(chǎn)生所需煙霧。間隙130和135提供通道，讓空氣吸入與插入的香煙接觸。將加熱片部分穿孔和/或?qū)⑵琳掀┛啄芴峁└郊涌諝馔ǖ酪缘玫阶罴褭M向空氣流。在加上瓷涂層310和加熱器涂層122后可用激光穿孔，而在應(yīng)用之前則可用機械方法穿孔。為避免在淀積加熱元件之前設(shè)計模式并將加熱片穿孔或在淀積之后將加熱片穿孔，如果可與間隙一起得到合適的空氣流，也可只將屏障片穿孔。
也上所討論，間隙130、135用于避免相鄰片之間導(dǎo)熱及最大程度地留住蒸汽。此外，這些間隙允許加熱片120和屏障片220進行熱膨脹和收縮。在前面討論過的應(yīng)用單個轂(圖8)的實施例中，在相鄰片的縱向邊之間形成間隙130、135以補償溫度引起的縱座標的變化?？v向變化是允許的，因遠離此單個轂的片端是空懸的。在上面討論的雙轂實施例中，間隙130、135由延長的矩形曲線所形成，間隙位于相鄰片的縱向邊之間及圓形或方形懸空的片端與對面的轂210之間。
在圖6A所示實施例中，間隙130位于相鄰的交叉指狀排列的加熱片120和屏障片220之間，其兩端由相應(yīng)的轂110和210所限位。轂110不涂以瓷涂層310，也即將金屬襯底暴露出來，以使轂110用作加熱元件122的公共接地點。轂110形成插入開口360，在此實施例中它不伸出。圖6B顯示一個相似的實施例，不同之處是間隙135為U字形。屏障片220與轂110和210兩者一起形成整體，而加熱片120自轂110伸展出來。這樣一種間隙形狀，其中片的一端可相對于位于對面的轂自由移動，允許加熱片120在縱向進行熱膨脹和收縮，從而減小應(yīng)力。
在圖8所示又一實施例中，沒有用于形成插入開口360的轂210。插入開口360由自轂110向同一方向縱向伸展的加熱片120和屏障片220的自由端所形成。自由片端允許片膨脹，可減輕由熱膨脹引起的不好的過分的片子向里彎或偏斜。過分的向里偏彎減少了圓柱形容器CR的內(nèi)徑，因而增加了插入和拔出香煙所需的力，而這可能造成危害。還有，由于自由端相對于轂是懸掛的，所以自由片端有利地減少所需插入力。此外，如本實施例中所示，加熱片和屏障片寬度不必相等。在任何實施例中加熱片120最好都是約1.5mm寬。
現(xiàn)參照圖10討論還有一個實施例，其中加熱器122淀積在加熱片120的內(nèi)邊上，也即在形成圓柱形容器CR的那個表面上，從而使加熱器122與插入的香煙直接接觸或非?？拷??？梢钥闯?，在片120的金屬層300的內(nèi)部有一層瓷層310，而加熱器位于瓷層310上。電氣接點和上面描述的一樣，任何公開的實施例都可應(yīng)用這種加熱器定位。構(gòu)造這種結(jié)構(gòu)的方法包括形成片，按照上面討論過的任何順序?qū)⒋蓪雍图訜釋蛹釉诮饘賹由?，然后將它滾壓和焊成一個管，其中加熱器位于片120內(nèi)邊，面向插入的香煙。
更具體地，這個制造過程包括將薄金屬板沖壓形成眾多片120、220(如應(yīng)用屏障片220的話)，它們垂直地自連接部CS伸展，形成梳狀部件，如圖11所示。將此部件掩模并將一層絕緣瓷層加到未掩模的片上，如果要求，也加到連接部CS上。其次，再將此部件掩模并用絲網(wǎng)印制方法將一個電阻加熱元件122加到所選片上。接著連上連接線。加熱器部件接著滾壓以使連接部CS如討論那樣形成一個電氣公共接地點的轂110。當(dāng)連接部CS在方向A內(nèi)滾壓時，在形成的圓柱形加熱器部件中加熱器122直接面向插入的香煙，如圖10所示，或當(dāng)在方向B滾壓時，在形成的圓柱形加熱器部件中加熱器背向香煙而面向外，也即如其它圖例如圖12所示那樣，金屬襯底300直接面向香煙。
另外也可如圖13所示，可將一張合適的導(dǎo)電材料薄板沖成圖形P，以形成加熱器的圓柱形部件。圖形P包括一個中心轂410，它具有眾多徑向伸展的互相隔開的臂420，形成幅條狀部件。如上面所討論，臂420涂以一層絕緣層和電阻加熱器。在一個實施例中，轂410用作一個公共接地點，而每一個電阻加熱器分別在電氣上接至相連的臂420，后者最好位于離轂410最遠的加熱器122端。每個加熱器具有一個相應(yīng)的正觸點，它最好位于離轂410最近的加熱器122端，以使所有連接，即正的加熱器連接點和公共轂410互相靠近。其次，臂420折起來，垂直于轂的平面，以形成圓柱形容器。決定于折彎的不同方案，或是加熱器120或是臂420直接面向插入的香煙。
在上述任何一個實施例中，如圖11和12所示，都可應(yīng)用一片公共片320在電氣上將公共轂110通過銷釘99B連到電源。公共片320在與其它片相同方向內(nèi)自轂110伸出，在制造時并不涂以瓷或電阻加熱層，也即公共片加以掩模以包括襯底300。另一方案是將公共片涂以一層瓷310以便在電氣上將它與周圍部件絕緣開。相應(yīng)地，所有加熱器122的負公共觸點在公共轂110對面的公共片320的端上形成。相類似，每個加熱器122的相應(yīng)的正接點在轂110對面的加熱片120的端上形成，以使電氣接點位于公共轂110對面的加熱器部件的端上。因此，如果需要，公共轂110可用于形成香煙的插入端360，而片120、320可在另一端由例如墊圈49所支撐。
在任一實施例中，將合適的負觸點淀積于相應(yīng)正觸點128對面的加熱器端上，可以為每個加熱器單獨制做負接點。相應(yīng)地，在這類實施例中片和轂不必導(dǎo)電。還有，在任一實施例中一個單個加熱器可包括一片或其它具有與用于加熱以香煙形式形成的煙草的合適負接點一起公開的疊裝式裝配的結(jié)構(gòu)，在共同未決申請中公開的、公共轉(zhuǎn)讓的在1993年8月10日遞交的美國專利申請系列號105,346中的更為常規(guī)的香煙、煙具的煙草輞圈這里包括在參考資料中。
圖14中所示另一實施例中片120包括附加的整體段120A。例如，圖11中的片或圖13中的臂可比從前例子中的長度伸長約一倍。將例如層310那樣的瓷電絕緣層伸展加到襯底段120A上，然后將一種觸點材料128A在電氣上連至涂瓷段120A上的電阻加熱器122的一端，即形成每個加熱器的正連接點。也可以用一根與片段120A在電氣上絕緣的連線或通路代替觸點材料128A。轂110和加熱片120，如需要還有屏障片220，按圖11和13中所討論的那樣安排。片段120A折彎差不多180°，以使加熱器120接點對面的一端120E靠近公共轂110，并在電氣上連接相應(yīng)的銷釘99A以用作正觸點，保證所有電氣接點的位置都趨向轂110。段120A與帶有加熱元件122的片120的部分之間的折彎區(qū)域的寬度可窄于片的其它部分。此折彎片可靈活地用于圍住插入的香煙，在插入時略為張開以接納香煙，然后平整地收縮到香煙上。
本發(fā)明的不同實施例都設(shè)計于在正常使用情況下向吸煙者提供足夠量的煙草芳香物。尤其是，現(xiàn)在知道希望在8次抽吸中提供5至13mg，最好是7至10mg的煙霧，每次抽吸量為35ml，持續(xù)時間2秒鐘。人們發(fā)現(xiàn)，為能滿足以上數(shù)量，加熱元件122在與香煙23發(fā)生熱傳導(dǎo)關(guān)系時應(yīng)能提供約200℃至約900℃之間的溫度。此外，加熱片120應(yīng)消耗約5至約40焦耳之間的能量，更好是約10至約25焦耳之間，而最好是20焦耳。當(dāng)加熱片120向內(nèi)彎向香煙23時，改善了熱傳導(dǎo)關(guān)系，因而可使用較低能量。
具有所需特性的加熱元件122最好具有約3mm2至約25mm2之間的有效表面積和最好具有約0.5Ω至約3.0Ω之間的電阻。更好的電阻值是約0.8Ω至約2.1Ω之間。當(dāng)然，加熱器電阻也決定于用于提供所需電能以加熱加熱元件122的具體電源37。例如，上述加熱元件電阻適用于使用4蘆串連的鎳鎘電池的實施例，這此電池的總空載電源電壓約為4.8至5.8伏。另一方案是，如果使用6或8個串連的電池，加熱元件122的電阻最好分別為約3Ω至約5Ω之間或為約5Ω至約7Ω之間。
加熱元件122的材料最好選擇為能保證反復(fù)使用至少1800通/斷周期而不出故障。加熱部件39最好能單獨地從包括電源37和電路的點火器25中取出丟棄，它最好在3600周期或更多周期后丟棄。加熱元件材料和其它金屬部件按照它們的耐氧化性和缺少反應(yīng)性加以選擇，以保證在任何能遇到的溫度下不氧化或不與香煙23起反應(yīng)。如果需要，可將加熱元件122和其它金屬部件封裝于例如適當(dāng)?shù)拇刹牧系亩栊詫?dǎo)熱材料中，以進一步避免氧化和反應(yīng)。
根據(jù)這些準則，用于電加熱裝置的材料包括摻雜半導(dǎo)體(例如硅)、碳、石墨、不銹鋼、鉭、金屬瓷基體、及例如含鐵合金那樣的合金。合適的金屬瓷基本包括碳化硅鋁和碳化硅鈦。例如鎳的鋁化物和鐵的鋁化物的耐氧化金屬間化合物也是合適的。
然而，電加熱元件122和其它金屬部件更好是用具有高機械強度和高溫下耐表面剝蝕性能的耐熱合金所制成。加熱片120可如WO94/06314中公開那樣，做成蛇形。加熱元件122的材料最好具有高強度和在高至百分之八十的熔化點的高溫下的表面穩(wěn)定性。這類合金通常稱為超合金并一般基于鎳、鐵或鉆。例如，主要是鐵或鎳加上鋁和釔的合金是適用的。加熱元件122的合金包括鋁以進一步改善加熱元件的性能，例如提供耐氧化性。轂和片的加熱元件122和金屬襯底300最好是任何Ni3Al或Fe3Al合金。公共轉(zhuǎn)讓的、共同未決申請的于1994年12月29日遞交的美國專利申請系列號(律師文件號PM1767)中公開的合金也可使用。
熟悉技術(shù)的人可在不背離在這里和下面的權(quán)利要求書中描述和定義的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下作出許多修改、替換和改進。
權(quán)利要求
1.一種在具有用于加熱煙草芳香物質(zhì)的電能源的煙具中使用的加熱器，該加熱器包括一塊導(dǎo)電材料的襯底；一層淀積在所述襯底的至少的一部分上的電絕緣層；以及一個淀積在所述電絕緣層上的電阻加熱元件，所述加熱元件的第一端在電氣上連至所述導(dǎo)電襯底，其中所述加熱元件的第二端和位于所述加熱元件的第一和第二端之間的所述加熱元件部分由所述絕緣層與所述導(dǎo)電襯底在電氣上絕緣隔開，其中所述襯底和所述加熱元件的所述第二端適于在電氣上連至電能源，其中形成電阻加熱電路以加熱所述加熱元件，所述加熱元件又加熱煙草芳香物質(zhì)。
2.一種在具有用于加熱圓柱形香煙的電能源的煙具中使用的加熱器，該加熱器包括一根導(dǎo)電材料的圓柱形管，并具有經(jīng)由其中的眾多間隙，用于將(a)眾多導(dǎo)電片定位，以便將一個用于接納插入的圓柱形香煙的容器定位及將(b)一個煙具中支撐的導(dǎo)電的公共端轂定位，眾多片從端轂伸出；一層在眾多導(dǎo)電片中至少一片上淀積的電絕緣層；一個在所述絕緣層上淀積的電阻加熱元件，所述加熱元件的第一端在電氣上連至眾多導(dǎo)電片中至少一片，而所述加熱元件的第二端和位于第一和第二端之間的所述加熱元件部分由所述絕緣層與所述至少一片導(dǎo)電片在電氣上絕緣隔開；其中所述端轂適于與電能源在電氣上連接，及所述加熱元件的第二端適于與電能源在電氣上連接，其中形成的電阻加熱電路用于加熱所述電阻加熱元件，而所述電阻加熱元件又將插入的香煙加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的加熱器，其中所述電絕緣層淀積在所述管的外表面上，即在所述管的面向插入的香煙的反面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的加熱器，其中至少一片、淀積的絕緣層和相關(guān)連的加熱元件具有各自的熱膨脹系數(shù)以補償當(dāng)加熱元件被加熱時的熱膨脹。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4的加熱器，其中間隙相對于所述管縱向地伸展以形成眾多縱向伸展的片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4的加熱器，其中間隙是螺線狀的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任何一項的加熱器，其中間隙尺寸如此選定，以便將從加熱的加熱元件和相關(guān)連的片丟失至鄰近片的熱量減至最小。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任何一項的加熱器，其中間隙尺寸如此選定，以便將加熱的香煙所產(chǎn)生蒸汽的逸出量減至量小。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任何一項的加熱器，其中所述管包括一個用于插入香煙的入口和一個用于提供與插入的香煙緊密接觸的相對地窄的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的加熱器，其中所述入口具有略大于插入的香煙的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的加熱器，其中所述管進一步包括位于入口與窄部分之間的喉部，該喉部具有一個由入口端至窄部分逐漸減小的直徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11的加熱器，其中這些片都向內(nèi)彎以形成窄部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任何一項的加熱器，其中入口位于管的所述公共端轂對面的一端處，并由所述片的自由端所形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任何一項的加熱器，進一步包括一個位于所述管的公共端轂對面的端處的另一個端轂，該另一個端轂形成用于插入香煙的入口。
15.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任何一項的加熱器，進一步包括一個位于所述管的公共端轂對面的端處的另一個端轂。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的加熱器，其中間隙在片與另一個端轂之間伸展。
17.根據(jù)權(quán)利要求2—16中任何一項的加熱器，進一步包括一個在電氣上連至所述加熱元件的第二端的正電氣接點。
18.根據(jù)權(quán)利要求2—17中任何一項的加熱器，進一步包括分別淀積在眾多片中至少兩片上的至少兩片電絕緣層和淀積在所述絕緣層中每一片上的相關(guān)連的加熱元件，從而使每個相送連的加熱元件的第一端在電氣上連至相關(guān)連的片，其中所述公共端轂用作相關(guān)連的加熱元件的電氣公共接地點及每個相關(guān)連的加熱元件的第二端適于分別在電氣上連至電能源。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中絕緣層和相關(guān)連的加熱元件淀積在每隔一片的片上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中絕緣層淀積在眾多片中的每一片上，及相關(guān)連的加熱元件淀積在每隔一片的片上。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中眾多具有相關(guān)連加熱元件的片與插入的香煙所需預(yù)定抽吸次數(shù)相關(guān)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中具有相關(guān)連的加熱元件的片的數(shù)量等于預(yù)定抽吸次數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中具有相關(guān)連的加熱元件的片的數(shù)量等于插入的香煙的預(yù)定抽吸次數(shù)的兩倍。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中兩片具有相關(guān)連的加熱元件的片同時用電阻加熱。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任何一項的加熱器，其中所述電絕緣層淀積在位于所述管的面向插入的香煙的表面的反面的所述管的外表面上。
26.根據(jù)權(quán)利要求2至25中任何一項的加熱器，其中穿孔位置穿過片中至少一片。
27.根據(jù)權(quán)利要求2至17中任何一項的加熱器，其中所述電絕緣層淀積于所述管的內(nèi)表面上，以使所述加熱元件面向插入的香煙。
28.根據(jù)前面權(quán)利要求中任何一項的加熱器，其中所述圓柱形管的導(dǎo)電材料選自由鋁化鐵和鋁化鎳所組成的組及所述加熱元件包括選自由鋁化鐵和鋁化鎳所組成的組的電加熱材料。
29.根據(jù)前面權(quán)利要求中任何一項的加熱器，其中所述導(dǎo)電管或襯底包括鋁化鐵，其中所述電阻加熱元件包括鋁化鐵，以及其中所述電絕緣層選自由鋁、氧化鋯、富鋁紅柱石、及礬土和氧化鋯的混合物所組成的組。
30.根據(jù)前面權(quán)利要求中任何一項的加熱器，其中所述絕緣層包括用釔部分地穩(wěn)定的氧化鋯。
31.根據(jù)前面權(quán)利要求中任何一項的加熱器，其中所述導(dǎo)電襯底或管及所述電阻加熱元件中至少一個包括約77.92％Ni、約21.73％Al、約0.34％Zr和約0.01％B。
32.根據(jù)前面權(quán)利要求中任何一項的加熱器，其中所述導(dǎo)電管或襯底包括具有選自由Zr和B所組成的組的變性劑的鋁化鎳。
33.根據(jù)前面權(quán)利要求中任何一項的加熱器，其中所述加熱元件包括具有選自由Zr和B所組成的組的變性劑的鋁化鎳。
34.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中所述圓柱形管進一步包括由公共端轂伸出的導(dǎo)電材料的公共片，所述公共片適于在電氣上連接電能源。
35.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中所述公共轂形成一個用于插入香煙的入口，其中所述加熱元件的第一端靠近所述公共轂及所述加熱元件的第二端遠離所述公共轂。
36.根據(jù)權(quán)利要求18的加熱器，其中所述加熱元件的第一端遠離所述公共轂及所述加熱元件的第二端靠近所述公共轂。
37.一種用于制成在電煙具中用于加熱圓柱形香煙的加熱器的方法，該方法包括以下步驟提供一種導(dǎo)電材料；形成(a)眾多的由導(dǎo)電材料制成并具有處在其間的眾多空隙的片，及(b)公共端部，所述片自公共端部伸出。在眾多導(dǎo)電片中至少一片上形成一層電絕緣層；在形成的電絕緣層上形成電阻加熱器，以使加熱器的第一端與至少一片導(dǎo)電片有電接觸；在形成的加熱器的第二端上形成電觸點；以及將眾多片和公共端部形成為一個圓柱形容器以接納一支插入的香煙。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中形成電絕緣層和電阻加熱器的步驟通過將相應(yīng)的絕緣層和電阻加熱器圖形進行掩模和熱噴涂而完成的。
39.根據(jù)權(quán)利要求37或38的方法，其中所述形成眾多片的步驟包括將導(dǎo)電材料的管用激光切割方法形成眾多片的步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求37、38或39的方法，進一步包括在管上形成電絕緣層的步驟之前形成眾多片的步驟。
41.根據(jù)權(quán)利要求37、38、39或40的方法，其中提供的步驟包括將導(dǎo)電材料的薄板沖壓成管的步驟。
42.根據(jù)權(quán)利要求37至41中任何一項的方法，其中所述形成片的步驟包括形成平行于管的縱軸而伸展的片的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求37至41中任何一項的方法，其中所述形成片的步驟包括形成相對于導(dǎo)電材料管的縱軸成螺線形的片的步驟。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中螺線形片通過將管旋轉(zhuǎn)同時將割刀相對于旋轉(zhuǎn)管縱向平移而形成。
45.根據(jù)權(quán)利要求37至44中任何一項的方法，進一步包括在所述形成電絕緣層的步驟中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電材料管。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，進一步包括在每一個形成電阻加熱器的步驟之間的旋轉(zhuǎn)管的步驟。
47.根據(jù)權(quán)利要求37至46中任何一項的方法，進一步包括將導(dǎo)電材料薄板沖壓形成一個公共端部和眾多的自公共端部在共同方向內(nèi)垂直地伸展的片的步驟，及包括將公共端部滾壓以形成轂的步驟，該轂具有眾多的從其中伸出的用以形成用于接納圓柱形香煙的容器的片。
48.根據(jù)權(quán)利要求37至46中任何一項的方法，進一步包括將導(dǎo)電材料薄板中壓形成一個中心轂和眾多的從中心轂徑向伸展的片的步驟，及包括將片在同一方向內(nèi)折彎以形成供圓柱形香煙插入的容器的步驟。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，進一步包括將每片所述片的一部分向著形成的公共轂折彎大約180°的步驟，其中形成的加熱器第一端靠近公共轂，及進一步包括自加熱器第二端沿著片的折彎部分向著公共轂形成電接點的步驟。
全文摘要
提供一種機械上堅實、用例如金屬的撓性導(dǎo)電體制成并具有眾多分隔區(qū)域的圓柱形管(300)。一層例如瓷的電絕緣層(310)加在除暴露部分(110)之外的外表面上。接著將電阻加熱器(122)加到絕緣區(qū)域上并在一端處在電氣上連至位于其下的導(dǎo)電區(qū)域。導(dǎo)電體連至電源的負端。全部加熱器的另一端都適于連至電源的正端。相應(yīng)地形成一個電阻加熱電路，其中管用作全部加熱元件的公共接地點。管狀加熱器可包括一個具有眾多自其中伸出的片的暴露的端轂。
文檔編號A24F47/00GK1126425SQ95190277
公開日1996年7月10日 申請日期1995年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月8日
發(fā)明者穆哈穆德·R·哈加里格爾, 格里爾·S·弗雷斯紹爾, 西薩拉馬·C·迪維, 查爾斯·T·西金斯, 帕特里克·H·海伊, 赫伯特·赫爾曼, 羅伯特·V·甘瑟特, 阿爾弗雷德·L·科林斯, 小比利·J·金, 伯納德·C·拉羅伊, 小A·克林頓·莉莉 申請人:菲利普莫里斯生產(chǎn)公司