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MXPA95005094A - Calentador tubular para utilizarse en un articulopara fumar electrico - Google Patents

Calentador tubular para utilizarse en un articulopara fumar electrico

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Publication number
MXPA95005094A
MXPA95005094A MXPA/A/1995/005094A MX9505094A MXPA95005094A MX PA95005094 A MXPA95005094 A MX PA95005094A MX 9505094 A MX9505094 A MX 9505094A MX PA95005094 A MXPA95005094 A MX PA95005094A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
heater
sheets
heating element
cigarette
tube
Prior art date
Application number
MXPA/A/1995/005094A
Other languages
English (en)
Inventor
L Collins Alfred
T Higgins Charles
R Hajaligol Mohammad
C Deevi Seetharama
H Hayes Patrick
J Keen Billy Jr
Herman Robert V Gansert Herbert
C Laroy Bernard
Clinton Lilly A Jr
Original Assignee
Philip Morris Products Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philip Morris Products Inc filed Critical Philip Morris Products Inc
Publication of MXPA95005094A publication Critical patent/MXPA95005094A/es

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Abstract

La presente invención se refiere a un calentador para utilizarse en un artículo para fumar que tiene una fuente de energía eléctrica para calentar un cigarro cilíndrico, el calentador que comprende:un tubo cilíndrico, el tubo que estácomprendido de un material eléctricamente conductor, el tubo provisto con una pluralidad de espacios a través del mismo para definir (a) una pluralidad de hojas eléctricamente conductoras que definen un recipiente para recibir un cigarro cilíndrico insertado y (b) un cubo de extremo común eléctricamente conductor sostendio dentro del artículo para fumar, extendiéndose las hojas desde el cubo de extremo;un aislante eléctrico depositado por lo menos en una de la pluralidad de hojas eléctricamente conductoras;un elemento calentador de resistencia eléctrica depositado en el aislante, un primer extremo del elemento calentador conectado eléctricamente a por lo menos una de la pluralidad de hojas eléctricamente conductoras, un segundo extremo del elemento calentador y una porción del elemento calentador entre el primero y segundo extremos eléctricamente aislados desde dicha por lo menos una hoja eléctricamente conductora por medio de dicho aislante;en donde el cubo extremo estáen contacto eléctrico con la fuente de energía eléctrica y el segundo extremo del elemento calentador estáen contacto eléctrico con la fuente de energía eléctrica en donde un circuito de calentamiento de resistencia estáformado para calentar el elemento calentador de resistencia eléctrica, el cual a su vez calienta el cigarrillo insertado.

Description

CALENTADOR TUBULAR PARA UTILIZARSE EN UN ARTICULO PARA FUMAR ELÉCTRICO Campo Técnico de la Invención La presente invención se refiere en general a calentadores para utilizarse en un artículo para fumar eléctrico, y más particularmente, a un calentador tubular para utilizarse en un artículo para fumar eléctrico.
Discusión de la Técnica Relacionada Los dispositivos para fumar convencionales previamente conocidos, entregan el sabor y el aroma al usuario como un .resultado de la combustión de tabaco. Una masa de material combustible, primariamente tabaco se oxida como el resultado del calor aplicado, siendo las temperaturas de combustión típicas de un cigarrillo convencional, mayores de 800°e durante el fumar. El calor se dirige a través de una masa adyacente de tabaco al succionarse en el extremo de la boca. Durante este calentamiento, tiene lugar una oxidación ineficiente del material combustible, y produce diferentes productos de destilación y de pirólisis. Ya que estos productos se -dirigen a través del cuerpo del dispositivo para fumar hacia la boca del usuario, se enfrían y se condensan para formar un aerosol o vapor que da al consumidor el sabor y el aroma asociados con el fumar. Los cigarrillos convencionales tienen diferentes inconvenientes percibidos asociados con ellos. Entre ellos está la producción de humo de la corriente lateral durante el quemado del cigarrillo entre fumadas, que puede ser objecionable para algunos no fumadores. También, una vez encendidos, deben consumirse completamente o deben desecharse. Es posible volver a encender un cigarrillo convencional, pero normalmente es una perspectiva poco atractiva por razones subjetivas (sabor, olor), para un fumador perspicaz. Las alternativas anteriores para los cigarrillos más convencionales incluyen aquellas en donde el material combustible mismo no proporciona directamente los saborizantes al aerosol -inhalado por el fumador. En estos artículos para fumar, se quema un elemento de calentamiento combustible típicamente de' una naturaleza carbonácea, para calentar el aire a medida que se- dirige sobre el elemento de calentamiento y a través de una zona que contiene elementos activados por calor que liberan un aerosol saborizado. Aunque este tipo de dispositivo para fumar produce poco o ningún humo de corriente lateral, todavía genera productos de combustión, y una vez encendido, no se adapta para inhalarse en un uso futuro en el sentido convencional. Tanto en los dispositivos para fumar más convencionales como en los calentados por un elemento de carbón descritos anteriormente, la combustión tiene lugar durante su uso. Este proceeo da lugar naturalmente a muchos subproductos, ya que el material quemado se descompone e interactúa con la atmósfera circundante. Las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 5,093,894; 5,225,498; 5,060,671 y 5,095,921, comúnmente cedidas, describen diferentes elementos de calentamiento y artículos generadores de sabor de resistencia eléctrica, que reducen de una manera significativa el humo de corriente lateral, mientras que permiteri al fumador suspender y reiniciar selectivamente el fumar. Sin embargo, los artículos de cigarrillo descritos en estas patentes no son muy durables y pueden colapsarse, rasgarse, o romperse por un manejo extenso o pesado. En ciertas circunstancias, estos artículos de cigarrillo anteriores pueden aplastarse cuando se insertan en los encendedores eléctricos. Una vez que se fuman, son todavía más débiles, y pueden rasgarse o romperse cuando se remueven del encendedor.- , La Solicitud de Patente Internacional Número WO 94/06314, describe un sistema para fumar eléctrico que incluye un novedoso encendedor eléctrico y un novedoso cigarrillo que se adapta para' cooperar con el encendedor. La modalidad preferida del encendedor incluye una pluralidad de calentadores senoidales metálicos dispuestos en una configuración que recibe de una manera deslizante una porción de varilla de tabaco del cigarrillo. La modalidad preferida del cigarrillo de la WO 94/06314 de preferencia comprende un portador tubular cargado con tabaco, papel de cigarrillo sobreenvuelto alrededor del portador tubular, una configuración de tapones de filtro de flujo atravesado en un extremo de boquilla del portador, y un tapón de filtro en el extremo opuesto' (distal) del portador, que de preferencia limita el flujo de aire axialmente a través del cigarrillo. El cigarrillo y el encendedor se configuran de tal manera que cuando, se inserta el cigarrillo en el encendedor, y cuando se activan los calentadores individualee para cada fumada, se presenta un achicharramiento localizado en puntos alrededor del cigarrillo en la localidad en donde cada calentador se estaba apoyando contra el cigarrillo. Una vez que se han activado todos loe calentadoree, estos puntos achicharrados quedan estrechamente separados unos de otros, y encierran a una porción central de la porción de portador del cigarrillo. Dependiendo de las temperaturas máximas y de las energías totales entregadas a los calentadores, los puntos achicharrados manifiestan más que meras decoloraciones del papel de cigarrillo. En la mayoría de las aplicaciones, el achicharramiento creará cuando menos rompimientos diminutos en el papel de cigarrillo y en el material portador subyacente, cuyos rompimientos tienden a debilitar mecánicamente el cigarrillo. Para que el cigarrillo se pueda retirar del encendedor, los puntos achicharrados deben deslizarse cuando menos parcialmente pasando por los calentadores. En circunstancias graves, tales como cuando el cigarrillo está 5 húmedo o . aplastado o torcido, el cigarrillo puede ser susceptible de romperse o de dejar piezas sobre su retiro del encendedor. Las piezas dejadas en el accesorio del encendedor pueden interferir -con la operación apropiada del encendedor y/o entregar un mal sabor al humo del siguiente cigarrillo. l el Si el cigarrillo se rompe en dos mientras que se está retirando, el fumador puede enfrentarse no solamente con la frustración del producto de cigarrillo fracasado, sino también con la perspectiva de liberar desechos de un encendedor atascado antes de que pueda disfrutar de otro cigarrillo.
La modalidad preferida del cigarrillo de la WO 94/06314 es esencialmente un tubo hueco entre los tapones de filtro en el extremo de la boquilla del cigarrillo y el tapón en el extremo distal. Se cree que esta construcción eleva la entrega al fumador a proporcionar suficiente espacio en el cual puede desprenderse el aerosol desde el portador con un mínimo impacto y- condensación del aerosol sobre las superficies cercanas. Se, han adelantado varias proposiciones que reducen de ' una manera significativa el humo de corriente lateral indeeeado, mientras que permiten al fumador suspender el fumado del artículo durante un período deseado, y ruego reasumir el fumado. Por ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica Números 5,093,894; 5,225,498; 5,060,671, y 5,095,921, comúnmente cedidas, describen diferentes elementos de calentamiento y artículos generadores de sabor. La WO/ 94/06314, describe un artículo para fumar eléctrico que tiene calentadores que son accionados al detectar una aspiración, mediante circuitería de control y lógica. Los calentadores son de preferencia una estructura en serpentina relativamente delgada para transferir cantidades adecuadas de calor al cigarrillo, y son de peso ligero. Aunque estos dispositivos y calentadores superan los problemas observados, y logran los objetivos declarados, muchas modalidades están plagadas por la formación de una cantidad eignificativa de condensación formada a medida que se calienta el medio de sabor de tabaco para formar vapores. Estos vapores pueden causar problemas a medida que se condensan sobre los diferentes contactos eléctricos relativamente más fríos y las circuitería de control y lógica asociada. En adición, la condensación puede tener influencia sobre el sabor subjetivo del medio de tabaco del cigarrillo. Aunque • no deseamos obligarnos por la teoría, se cree que la condensación es el resultado del patrón de flujo y del gradiente de .presión del aire ambiental aspirado a través del articuló y los diseños de corriente de los conjuntos calentadores. El calentamiento del medio de sabor de tabaco libera vapores que entonces se enfrían para dar como resultado la condensación sobre las superficies de los componentes relativamente más fríos. La condensación puede causar cortos y otros malos funcionamientos indeseados. En adición, los calentadoree propuestos están sujetos a debilitamiento mecánico y a posibles fallas debido a las tensiones inducidas al insertar y remover el medio de tabaco cilindrico, y también al ajustarse o al jugar con el cigarrillo insertado. También, los artículoe para fumar eléctricos emplean calentadores de resistencia eléctrica que han necesitado de conexiones eléctricas relativamente complejas que se pueden alterar por la inserción y remoción- del cigarrillo. .De conformidad con la presenté invención, se proporciona un calentador para utilizarse én un artículo para fumar que tiene una fuente de energía eléctrica para calentar el medio de sabor de tabaco, comprendiendo el calentador: - un sustrato de material eléctricamente conductor; un aislador eléctrico depositado sobre cuando menos una posición del sustrato- y "un elemento calentador de resistencia eléctrica depositado sobre el aislador eléctrico, estando un primer extremo del elemento calentador eléctricamente conectado con el sustrato eléctricamente conductor, en donde un eegundo extremo del elemento calentador y una- porción del elemento calentador entre los primero y segundo extremos del elemento calentador, se aislan eléctricamente del sustrato eléctricamente conductor mediante el aislador, en donde el sustrato y el segundo extremo del elemento calentador se adaptan para conectarse eléctricamente con la fuente de energía eléctrica, en donde se forma un circuito de calentamiento resieti.vo para calentar el elemento de calentamiento, el cual a su vez calienta el medio de sabor de tabaco. La invención también proporciona un calentador para utilizarse en un artículo para fumar que tiene una fuente de energía eléctrica para calentar un cigarrillo cilindrico, comprendiendo el calentador: un tubo cilindrico, de un material eléctricamente conductor, y provisto con una pluralidad de huecos a través del mismo para definir: (a) una pluralidad de hojas eléctricamente conductoras que definen un receptáculo para recibir un cigarrillo cilindrico insertado, y (b) un cubo de extremo somún, eléctricamente conductor, adentro del artículo para fumar, extendiéndose las hojas desde el cubo de extremo; un aislador eléctrico depositado sobre cuando menoe una de la pluralidad de hojae eléctricamente conductoras; un elemento calentador de resistencia eléctrica depositado sobre el aislador, estando un primer extremo de elemento calentador conectado eléctricamente con la cuando menos una de la pluralidad de hojas eléctricamente conductoras, y el segundo extremo del elemento calentador y una porción del elemento calentador entre los primero y 5 segundo extremos están aislados eléctricamente de la cuando menos una hoja eléctricamente conductora, mediante el aislador; ' en donde el cubo de extremo se adapta para quedar en contacto eléctrico con la fuente de energía eléctrica, y el lcr segundo extremo del elemento calentador se adapta para quedar en contacto eléctrico con la fuente de energía eléctrica, en donde se forma un circuito de calentamiento resistivo para calentar el elemento calentador de resistencia eléctrica, el cual a su vez' calienta el cigarrillo insertado. 15 La invención proporciona además un método para formar un calentador para utilizarse en un artículo para fumar eléctrico, para calentar un cigarrillo cilindrico, comprendiendo el método los pasos de : proporcionar un material eléctricamente conductor; . formar: (a.) una pluralidad de hojas a partir del material eléctricamente conductor, que tienen huecos entre las mismas, y (b) una sección de extremo común, • extendiéndose las hojas desde la sección de extremo común; - formar un aielador eléctrico sobre cuando menos una 5 de la pluralidad de hojas eléctricamente conductoras; o formar un calentador de resistencia eléctrica sobre el aislador eléctrico formado, de tal. manera que un primer extremo del calentador está en contacto eléctrico con la cuando menos una hoja eléctricamente conductora; " formar un contacto eléctrico sobre un eegundo extremo del calentador formado,- y formar la pluralidad de hojae y la eección común en un receptáculo cilindrico para recibir un cigarrillo ineertado . - Un calentador que incorpora la preeente invención tiene la ventaja de generar a partir de un medio de tabaco sin una combustión sostenida. Las modalidades de la presente invención pueden tener la ventaja de que reducen la creación de humo de corriente lateral indeeeado, y la ventaja adicional de permitir al fumador euepender y reasumir el uso. Además, las ventajas anteriormente mencionadas se pueden obtener mientras que se reduce la condensación del aerosol o humo adentro del artículo para fumar. Una modalidad preferida de la presente invención puede tener la ventaja de proporcionar un número deseado de fumadas, y se puede modificar directamente para cambiar el número y./o la duración de fumadas proporcionadas sin sacrificar las cualidades subjetivas del tabaco. Las modalidades de la preeente invención pueden tener la ventaja de proporcionar un elemento de calentamiento para un artículo para fumar, que es mecánicamente adecuado para insertarse y removerse de un cigarrillo' que simplifica las conexiones de un calentador de resietencia eléctrica con 5 una" fuente de energía asociada; y que proporciona un calentador que es más económico de fabricar. De preferencia, estas ventajas ee logran de una manera eimple y directa. En una modalidad preferida de la presente invención, se proporciona un tubo cilindrico de un conductor eléctrico lt mecánicamente fuerte y flexible, tal como un metal, y tiene una pluralidad de regiones separadas. Se aplica una capa eléctricamente aislante, tal como una cerámica, sobre la superficie externa, excepto por una porción expuesta. Luego se- aplican los materiales de resistencia eléctrica a las regiones' aisladas, y se conectan eléctricamente en un extremo con la región conductora eléctrica subyacente, para formar elementos calentadores. Esta región conductora eléctrica se conecta con l,a terminal negativa de una fuente de energía. El otro extremo de todos los calentadores se adapta para conectarse con la terminal poeitiva de la fuente. De conformidad con lo anterior, ee forma un circuito de calentamiento de resistencia eléctrica en donde el tubo sirve como uno común para todos los elementos de calentamiento. El calentador tubular puede comprender un cubo de 5 extremo expuesto con una pluralidad de hojas que se extienden desde el miemo. Cada hoja puede tener un calentador individual depoeitado eobre la miema. De una manera alternativa, cada tercer hoja puede tener un calentador depositado sobre la misma. Las hojas que no tengan calentador, funcionan como barreras para minimizar el escapa hacia afuera de los vapores generados. Eetae hojas de barrera también funcionan como hundimientos de calor para los calentadores de las hojas adyacentes. Ahora se describirán las modalidades de la presente invención, a manera de ejemplo, y con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva parcialmente expuesta de un artículo para fumar que emplea un calentador que incorpora la presente invención. La Figura 2 es una vista en corte transversal lateral' de un cigarrillo utilizado en conjunto con una modalidad de la presente invención. , La Figura 3 es una vista en" corte transvereal lateral de un acceeorio de calentador que incorpora la preeente invención. La Figura 4 es un vista lateral expuesta de un calentador tubular que incorpora la presente invención. La Figura 5 es un vista lateral expuesta de una hoja de calentador que tiene un sustrato de metal. La Figura 6A es una vista en perspectiva de cubos dobles que tienen una pluralidad de hojas alternadas de barrera y de calentador que se extienden entre los mismos. La Figura 6B es una modalidad similar a la de la Figura 6A, excepto que los huecos entre las hojas se configuran como una U alargada. La Figura 7 es una vista en perspectiva de la modalidad ilustrada en la Figura 6A, que tiene elementos calentadores depositados sobre cada hoja definida. La Figura 8 es una vista en perspectiva de un calentador que tiene un solo cubo de soporte. La Figura 9 es una vista en perspectiva de un calentador tubular que tiene huecos en espiral. t La Figura 10 es una vista lateral expuesta de un calentador tubular que tiene elementos calentadores sobre las caras internas de las hojas del calentador. La Figura 11 es una vista en perepectiva de una configuración de hojas de calentador antes de enrollarse. -La Figura 12 es una perspectiva de la vista de un calentador tubular que tiene un hoja común. La Figura 13 es un ' vista superior de una configuración de hojas de calentador antes de doblarse. La Figura 14 es una vista en perspectiva de otra configuración de un calentador tubular.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MEJOR MODALIDAD Haciendo referencia a las Figura 1 y 2, se ve en general un sistema para fumar 21 que incorpora la presente invención. El sistema para fumar 21 incluye un tubo generador de aerosol cilindrico o cigarrillo 23, y' un encendedor reutilizable 25. El cigarrillo 23 se adapta para insertarse en, y remover de, un orificio 27 en el extremo frontal 29 del encendedor 25. El sistema para fumar 21 se utiliza de una manera muy parecida a la de un cigarrillo convencional. El cigarrillo 23 se desecha después de uno o más ciclos de fumar.
El encendedor 25 ee deeecha de preferencia después de un mayor número de ciclos de -fumar que el cigarrillo 23. El encendedor 25 incluye un alojamiento 31, y tiene las porciones . frontal y posterior 33 y -35. De preferencia se dispone una fuente de energía 37 para euminietrar energía a los elementos de calentamiento para calentar el cigarrillo 23, en la porción posterior 35 del encendedor 25. La porción posterior 35 de preferencia se adapta para abrirse y cerrarse fácilmente, tal como con tornillo o con componentes de ajustes instantáneo, para facilitar el reemplazo de la fuente de energía 37. La porción frontal 33 de preferencia aloja a los elementos de calentamiento y a la circuitería en comunicación eléctrica con la fuente de energía 37 de la porción posterior 35. La porción frontal 33 de preferencia se une fácilmente a la porción posterior 35, tal como con una junta de cola de pato, o mediante un ajuste de sóquet. El alojamiento 31 de preferencia se hace de un material duro, resistente al calor. Los materiales preferidos incluyen materiales basados en metal, o más preferiblemente, los materiales basados en polímero. El alojamiento 31 de preferencia se adapta para ajustarse cómodamente en la mano de un fumador, y en una modalidad actualmente preferida, tiene dimensiones globales de 10.7 centímetros por 3.8, centímetros por 1.5 centímetros. La fuente de energía 37 se dimensiona para proporcionar suficiente energía para los elementos de calentamiento que calientan el cigarrillo 23. La fuente de energía 37 de preferencia se puede reemplazar y recargar, y puede incluir dispositivos tales como un capacitor, o más preferiblemente, una batería. En una modalidad actualmente preferida, la fuente de energía es una batería reemplazable, recargable, tal como cuatro celdas de batería de níquel-cadmio conectadas en serie con un voltaje no cargado total de aproximadamente 4.8 .a 5.6 voltios. Las características requeridas de-, la fuente de energía 37, sin embargo, se seleccionan en vista de las características de otros componentes del sistema para fumar 21, particularmente las características de los elementos de calentamiento. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,144,962 describe varias formas de fuentes de energía útiles en relación con el sistema para fumar de la presente invención, tales como fuentes de baterías recargables y fuentes de energía de capacitor de descarga rápida que son cargadas por baterías, y se incorporan a la presente como referencia. Un accesorio de calentamiento sustancialmente cilindrico 39 para calentar el cigarrillo 23, y de preferencia, para sostener el cigarrillo en su lugar en relación con el encendedor 25, y la circuitería de control eléctrico 41 para entregar una cantidad previamente determinada de energía deede la fuente de energía 37 hasta los elementos de calentamiento (que no se ven en las Figuras 1 y 2) del accesorio de calentamiento, de preferencia se disponen en el frente 33 del encendedor. Como se describe con mayor detalle más adelante, un cubo de extremo terminal, generalmente circular, 110, se fija, por ejemplo, se suelda, para disponerse adentro del interior del accesorio calentador 39, por ejemplo, se fijaren el separador 49, como se muestra en la Figura 3. Si el calentador tiene dos cubos de extremo, cualquier cubo puede servir como el extremo terminal fijo. En la modalidad actualmente preferida, el accesorio de calentamiento 39 incluye una pluralidad de elementoe de calentamiento radialmente eeparadoe 122, eoportados para extenderse • desde el cubo, como se ve en la Figura 3 y se describe con mayor detalle más . adelante, que son individualmente energizados por la fuente de energía 37 bajo el control de la circuitería 41 para calentar un número de, por ejemplo, o ho, áreas alrededor de la periferia del cigarrillo insertado 23. Se prefieren ocho elementos de calentamiento-.122 para desarrollar ocho fumadas como en un cigarrillo convenci nal, y ocho elementos calentadores también 5 se prestan para el control eléctrico con dispositivos binarios. Se pueden generar un número deseado de fumadas, por ejemplo, cualquier número entre 5 y 16, de preferencia de 6 a 10 u 8 por cigarrillo insertado. Como se describe más adelante, el número de calentadores puede exceder al número l u deseado de fumadas/cigarrillo. La circuitería 41 de preferencia se activa mediante un sensor accionado, por fumada 45, como se ve en la Figura 1, que es sensible ya sea a las caídas de presión que se presentan cuando un fumador aspira sobre el cigarrillo 23. El sensor accionado por la fumada 45 de preferencia se dispone en el frente 33 del encendedor 25, y ee comunica con un espacio adentro del accesorio calentador 39 y cerca del cigarrillo 23 a través de un pasaje que se extiende a través de un separador y una base del accesorio calentador, y si ee desea, un tubo sensor de fumada (no mostrado) . Un sensor accionado por fumada 45 adecuado para utilizarse en el eistema para fumar 21, se describe en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,060,671, cuya descripción se incorpora como referencia, y está en la forma de un eensor de silicio 5 Modelo 163PC01D35, fabricado por la división MicroSwitch de Honeywell, Inc., Freeport, Illinois, que activa un elemento calentador apropiado de los elementos calentadores 122 como un resultado de un cambio en la presión cuando un fumador aepira sobre el cigarrillo 23. Los dispositivos de detección de flujo, tales como los que utilizan principios de anemometría de alambre caliente, también han demostrado con éxito que son útiles para activar un elemento calentador apropiado de los elementos calentadores 122 al detectar un cambio en el flujo de aire." De preferencia ee proporciona un indicador 51 sobre el exterior del encendedor 25, de preferencia sobre el frente 33, para indicar el número de fumadas que quedan sobre un cigarrillo 23 insertado en el encendedor. El indicador 51 de preferencia incluye una pantalla de cristal líquido de siete segmentos. '-En una modalidad actualmente preferida, el indicador 51 exhibe el dígito "8" para utilizarse con un cigarrillo de ocho fumadae cuando un haz de luz emitido por un sensor de luz 53, como se ve en la Figura 1, se refleja desde el frente de un cigarrillo recién ineertado 23 y es detectado por el sensor de luz. El sensor de luz 53 de preferencia se monta en una abertura en el separador y la base del accesorio calentador 39. El sensor de luz 53 proporciona una señal a la circuitería 41, la cual, a su vez, proporciona una eeñal al indicador 51. Por ejemplo, la exhibición del dígito "8" en el indicadqr 51, refleja que están disponiblee las ocho fumadas preferidas proporcionadas sobre cada cigarrillo 23, es decir, no se ha activado ninguno de los elementos calentadores 43 para calentar el nuevo cigarrillo. Después de que se fuma completamente el cigarrillo 23, el indicador exhibe el dígito 5 "0"f Cuando se remueve el cigarrillo 23 del encendedor 25, el sensor de luz 53 no detecta la presencia de un cigarrillo 23, y se apaga el indicador 51. El sensor de luz 53 se modula de tal manera que no emita constantemente un haz de luz y proporcione un drenaje innecesario sobre la fuente de energía l s 37. Un sensor de luz 53 actualmente preferido, adecuado para utilizarse con el sistema para fumar 21, es un Sensor de Luz Tipo OPR5005, fabricado por OPTEX Technology, Inc., 1215 West Crosby Road, Carroliton, Texas 75006 E.U.A. Como una de las varias alternativas posibles al uso de seneor de luz 53 anteriormente mencionado, se puede proporcionar un interruptor mecánico (no mostrado) para detectar la presencia o la ausencia de un cigarrillo 23, y se puede proporcionar un botón de restablecimiento (no mostrado) para restablecer la circuitería 41 cuando se inserta un nuevo cigarrillo en el encendedor 25, por ejemplo, para hacer que el indicador 51, exhiba el dígito "8", etcétera. Las fuentes de energía, la circuitería, los seneores accionados por fumada, y los indicadores útiles con el sistema para fumar 21 de la presente invención, se describen en la Patente de los Estados 5 Unidos de Norteamérica Número 5,060,671, y en la WO 94/06314, ,„ ambas de las cuales se incorporan como referencia. El pasaje y la abertura 50 en el separador y la base del accesorio calentador, de preferencia son herméticos durante el fumado. Ahora, se describirá un cigarrillo 23 actualmente preferido para utilizarse con el sistema para fumar 21, y se muestra con mayor detalle en la WO 94/06314, anteriormente mencionada, aunque el cigarrillo puede estar en cualquier forma deseada capaz de generar una respuesta con sabor de tabaco para entregarse a un fumador cuando ee caliente el it, cigarrillo mediante los elementos de calentamiento 122. Haciendo referencia a la Figura 2 , el cigarrillo 23 incluye un tejido de tabaco 57 formado de un portador o cámara 59 que soporta el material de sabor de tabaco 61, incluyendo de preferencia tabaco. El tejido de tabaco 57 se envuelve alrededor, y se soporta mediante un filtro de flujo posterior cilindrico 63 en un extremo, y un primer filtro de flujo libre cilindrico 65 en un extremo opuesto. El primer filtro de flujo libre 65 de preferencia es un filtro de tipo de "tubo abierto" que tiene un pasaje longitudinal 67 que se extiende a través del centro del primer filtro de flujo libre, y por consiguiente proporciona una baja resistencia a la aspiración o al flujo libre. Si se desea, se envuelve un papel de sobreenvoltura de cigarrillo 69 alrededor del tejido de tabaco 57. Los tipos de papel útiles como el papel de eobreenvoltura 69 incluyen un papel de peso base bajo, de preferencia un papel con un recubrimiento con sabor a tabaco, o un papel basado en tabaco para mejorar el sabor del tabaco de una respuesta con sabor a tabaco. Se puede recubrir con un licor de extracto 1 concentrado a toda su concentración o diluido sobre el papel de sobreenvoltura 69. El papel de sobreenvoltura 69 de preferencia posee un peso base y calibre mínimos, mientras que proporciona suficiente resistencia a la tracción para los procesos de máquina. Las características actualmente preferidas de un papel basado en tabaco incluyen un peso base (con una. humedad relativa de 60 por ciento) de entre 20 y 25 gramos/metro cuadrado, una permeabilidad mínima de 0 a 25 CORESTA (definida como la cantidad de aire, medida en centímetros cúbicos, que pasa a través de un centímetro cuadrado de material, por ejemplo, una hoja de papel, en un minuto, a una caída de presión de 1.0 kilopascales), una resistencia a la tracción > 2,000 gramos/27 milímetros de ancho (1 pulgada/minuto), un calibre de 1.3 a 1.5 milésimas, un contenido de CaC03 < 5 por ciento, y citrato, 0 por ciento. Los materiales para formar el papel de sobre envoltura 69 de preferencia incluyen > 75 por ciento de hoja basada en tabaco (vastago brillante y de relleno mixto curado por flujo o flujo -aire que no sea de puro) . Se puede agregar fibra de lino en cantidades no mayores que la necesaria para obtener una resistencia a la tracción adecuada. El papel de sobreenvoltura 69 también puede ser papel de fibra de lino convencional de un peso base de 15 a 20 gramos/metro cuadrado, o este papel con un recubrimiento de extracto. Se puede agregar aglutinante en la forma de pectina cítrica en cantidades menores o .iguales al 1 por ciento. Se puede agregar glicerina en cantidades no mayores que la necesaria para obtener una rigidez del papel similar a la del papel de cigarrillo convencional . El cigarrillo 23 también incluye de preferencia un filtro de boquilla cilindrico 71, que de preferencia es un filtro de tipo RTD (Resistencia a la Aspiración) convencional, y un' segundo filtro de flujo libre cilindrico 73. El filtro de boquilla y el segundo filtro de flujo libre se aeeguran uno al otro mediante papel de boquilla 75. El papel de boquilla 75 ee extiende pasando por un extremo del segundo filtro de flujo libre 73, y se une al papel de sobreenvoltura 69 para asegurar un extremo del primer filtro de flujo libre 65 en su posición adyacente a un extremo del segundo filtro de flujo libre 73. Co o el primer filtro de flujo libre 65, el segundo filtro de flujo libre 73 de preferencia se forma con un pasaje longitudinal 77 que se extiende a través de su centro. El filtro de flujo posterior 63 y el primer filtro de flujo libre 65 definen, con el tejido de tabaco 57, una cavidad 79 adentro del cigarrillo 23. Se prefiere que el diámetro interno de pasaje longitudinal 77 del segundo filtro de flujo libre 73, sea más grande que diámetro interno del pasaje .longitudinal 67 del primer filtro de flujo libre 65. Los diámetros internos actualmente preferidos para el pasaje longitudinal 67 son 5 entre 1 y 4 milímetros, y para el pasaje longitudinal 77 son entre 2 y 6 milímetros. Se ha observado que los diferentes diámetros internos de loe pasajes 67 y 77 facilitan el desarrollo- de una mezcla o turbulencia deseable entre el aerosol desarrollado' desde el material de sabor de tabaco ! _, calentado y el aire dirigido hacia adentro desde el exterior del cigarrillo 23 durante la aspiración sobre el cigarrillo, dando como resultado una mejor respuesta de sabor a tabaco, y facilitando la exposición de no más de un extremo del filtro de boquilla 71 al aerosol mixto. La respuesta de sabor a tabaco desarrollada por el calentamiento del material de sabor a tabaco 61 se entiende que está primariamente en una fase de vapor en la cavidad 79, y se convierte en un' aerosol visible al mezclarse en el pasaje 77. En adición al primer filtro de flujo libre 65 anteriormente descrito, que tiene un pasaje longitudinal 67, otras configuraciones capaces de generar la mezcla deseada de la respuesta con sabor a tabaco en fase de vapor con aire introducido, incluyen aquellas en donde se proporciona un primer filtro de flujo libre en la forma de un filtro que tiene una multitud de pequeños orificios, es decir, 5 el primer filtro de flujo libre puede estar en la forma de un panal o de, una placa de metal que tenga múltiples orificios formados en la misma. El aire de preferencia se dirige hacia el cigarrillo 23 predominantemente a través del tejido de tabaco 57 y el papel de sobreenvoltura 69, en una trayectoria transversal o radial, y no a través del filtro de flujo posterior 63 en una trayectoria longitudinal. Es deseable permitir el flujo de aire a través del filtro de flujo posterior 63 durante una primera fumada del cigarrillo, para bajar la resistencia a la aspiración. Actualmente se entiende que el dirigir el aire hacia adentro del cigarrillo 23 longitudinalmente, tiende a dar como resultado que el aerosol desarrollado por el calentamiento del tejido de -tabaco con los elementos calentadores 122 configurados radialmente alrededor del tejido de tabaco, no' se remueva apropiadamente de la cavidad 79. Actualmente se prefiere producir una respuesta con sabor a tabaco como una función casi enteramente de la formación del tejido de tabaco 57 y el nivel de energía de los elementos calentadores 122: De conformidad con lo anterior, la porción del flujo de aire a través del cigarrillo resultante del flujo longitudinal a través del filtro de flujo posterior 63, de preferencia es mínima durante el fumado, excepto durante la primera fumada. Además, el filtro de flujo posterior 63 de preferencia minimiza el flujo de aerosol en una dirección hacia atrás, hacia afuera de la cavidad 79, después de calentar el material con sabor a tabaco 61, de tal manera que se minimiza el potencial de daño a los componentes del encendedor 25 por el aerosol que fluye hacia atrás desde el cigarrillo 23. 5 El portador o cámara 59, que soporta el material con sabor a tabaco, proporciona una separación entre los elementos de calentamiento 122 y el material saborizante, transfiere el calor generado por los elementos calentadores al material saborizante, y mantiene cohesión del cigarrillo después de i - fumar. Los portadores preferidos 59 incluyen los compuestos de una estera de fibra de carbón no hilada, preferida debido a su estabilidad térmica. Estos portadores se describen con mayor detalle en la WO 94/06314 y en nuestra Solicitud de Patente de los Estados Unidos con Número de Serie 07/943,747, presentada el ll de septiembre de 1992, las cuales ee incorporan como referencia. Otros portadores 59 incluyen • mallas metálicas de masa baja y de malla abierta, o láminas metálicas perforadas. Por ejemplo, se utiliza una malla que tenga una masa en la escala de aproximadamente 5 gramos/metro cuadrado a aproximadamente 15 gramos/metro cuadrado, y que tenga diámetros de alambre en la eecala de aproximadamente 0.038 milímetros (aproximadamente 1.5 milésimas) a aproximadamente 0.076 milímetros (aproximadamente 3.0 milésimas). Otra modalidad de la malla se forma de una lámina de 0.0064 milímetros (aproximadamente 0.25 milésimas) de espesor (por ejemplo, aluminio) que tenga perforaciones con diámetros en la escala de aproximadamente 0.3 milímetros a aproximadamente 0.5 milímetros, para reducir la masa de la lámina por aproximadamente el 30 por ciento a aproximadamente el 50 por ciento, respectivamente. De preferencia, el patrón de perforación es escalonado o discontinuo (es decir, no en una configuración recta) para reducir la conducción lateral del calor alejándose del material con sabor a tabaco 61. Estas X v mallas metálicas y láminas se incorporan en un cigarrillo 23 en una variedad de maneras, incluyendo, por ejemplo, (1) vaciar una pasta con sabor a tabaco sobre una banda, y sobreponer el portador de malla o lámina sobre la pasta húmeda antes de secarse, y (2) laminar el portador de malla o lámina en una hoja o estera base con sabor a tabaco, con un adhesivo adecuado. Un - ejido de tabaco 57 actualmente preferido se forma utilizando un proceso de tipo de fabricación de papel. En este proceso, la tira de tabaco se lava con agua. Los solublee ee utilizan en un paso de recubrimiento posterior. La fibra de' tabaco restante (extraída) se utiliza en la construcción de una estera base. Las fibras de carbón se dispersan en agua y se agrega alginato de sodio. Se puede agregar cualquier otro hidrocoloide que no interfiera con la 5 respuesta de sabor a tabaco, que sea soluble en agua, y que tenga un peso molecular adecuado para impartir resistencia al tejido de tabaco 57, en lugar del alginat-o de sodio. La dispersión se mezcla con la pasta de fibras de tabaco extraídas, y con sabores opcionales. La mezcla reeultante se 5 extiende en húmedo sobre un alambre fourdrinier y el tejido se pasa a lo largo del resto de una máquina de fabricación de papel tradicional, para formar un' tejido base. Loe eolubles removidos por el lavado de- la tira de tabaco se recubren sobre un lado del tejido base, de preferencia mediante un recubridor lü' de rodillo inverso estándar localizado después de una secadora de tambor o Yankee. La proporción de solubles de tabaco/polvo o partículas de tabaco, de preferencia varía entre una proporción de 1:1 y 20:1. La pasta también se puede vaciar o extruir en la estera base. De una manera alternativa, el paso de recubrimiento se produce fuera de línea. Durante o después del paso de recubrimiento, se agregan los' sabores que son convencionales en la industria de cigarrillos. Se agrega pectina u otro hidrocoloide, de preferencia en una escala entre el 0.1 y el 2.0 por ciento, para mejorar la posibilidad de recubrimiento de la pasta. Cualquiera que sea el tipo de portador 59 utilizado, el material con sabor a tabaco 61 que se dispone sobre la superficie interna del portador, libera sabores cuando se calienta, y es capaz de adherirse a • la superficie del 5 portador. Estos materiales incluyen hojas continuas, espumas, geles, pastas secas, o pastas depositadas por pulverización secas, que de preferencia, aunque no necesariamente, contienen materiales de tabaco o derivados de tabaco, y lo cual se discute más completamente en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos con Número de Serie 07/943,747 incorporada anteriormente . De preferencia se agrega un humectante, tal como glicerina o glicol de propileno, al tejido de tabaco 59 durante el procesamiento, en cantidades iguales a del 0.5 por cie?to al 10 por ciento de humectante en peso del tejido. El humectante facilita la formación de un aerosol visible porque actúa como un precursor de aerosol. Cuando un fumador exhala un aerosol que contiene la respuesta de sabor a tabaco y el humectante, el humectante ee condensa en la atmósfera, y el humectante condensado proporciona la apariencia de humo de cigarrillo convencional . El cigarrillo 23 de preferencia es de un diámetro sustancialmente constante a lo largo de su longitud, y como los cigarrillos convencionales, es de preferencia de entre aproximadamente 7.5 milímetros y 8.5 milímetros de diámetro, de tal manera que un fumador tiene una "sensación en la boca" similar 'con el eietema para fumar 21 que con un cigarrillo convencional. En la modalidad actualmente preferida, el cigarrillo 23". es de 58 milímetros de longitud, en total, facilitando de esta manera el uso de máquinas empacadoras convencionales en el empaque de estos cigarrillos. La longitud combinada del filtro de la boquilla 71 y el segundo filtro de flujo libre 73 es de preferencia de 30 milímetros. El papel de boquilla 75 de preferencia se extiende 5 5 milímetros pasando por el extremo del segundo filtro de flujo libre 73 y sobre el tejido de tabaco 57. La longitud del tejido de tabaco 57 es de preferencia de 28 milímetros. El tejido de tabaco 57 se soporta en los" extremos opuestos mediante el filtro de flujo posterior é3, que de preferencia la' es de 7 milímetros de longitud, y el primer filtro de flujo libre 65, que de preferencia es de 7 milímetros de longitud. La cavidad 79 definida por el tejido de tabaco 57, el filtro de flujo poeterior 63, y el primer filtro de flujo libre 65, de preferencia es de 14 milímetros de longitud.. 15 , Cuando se inserta el cigarrillo 23 en el orificio 27 del primer extremo 29 del encendedor 25, topa o casi topa con una superficie inferior interna- 81 del separador 49 del accesorio calentador en el cubo 110 como se" ve en la Figura 3, adyacente al pasaje 47 que ee comunica con el sensor accionado por la fumada 45 y la abertura 55 para el sensor de luz 53. En esta posición, la cavidad 79 del cigarrillo 23 de preferencia eetá adyacente a las hojas calentadoras 120 y sustancialmente toda esa porción del cigarrillo, incluyendo el segundo filtro de flujo" libre 73 y el filtro de la boquilla 71, ee extiende hacia afuera del encendedor 25. Partes de las hojas calentadoras 120 de preferencia están inclinadas hacia adentro para facilitar el sostener el cigarrillo 23 en su posición en relación con el encendedor 25, y de tal manera que estén en una relación de transferencia térmica con el tejido de tabaco 57, ya sea directamente o a través del papel de sobreenvoltura 69. De conformidad con lo anterior, el cigarrillo 23 de preferencia se puede comprimir para facilitar el permitir que las hojas calentadoras 120 presionen en los lados del cigarrillo. Los elementos restantee del accesorio calentador 39 son idénticos a los descritos en la WO 06314. El flujo de aire a través del cigarrillo 23 se realiza de varias maneras. Por ejemplo, en la modalidad del cigarrillo 23 mostrado en la Figura 2, el papel de sobreenvol ura 69 y el tejido de tabaco 57 son suficientemente permeables al aire ' para obtener una resistencia a la aspiración deseada, de tal manera que, cuando un fumador aspira sobre un cigarrillo,- el aire fluye hacia la cavidad 79 transversalmente o radialmente a través del papel de sobreenvoltura y el tejido de tabaco. Como se notó anteriormente, se puede utilizar un filtro de flujo posterior permeable al aire 69 para proporcionar un flujo de aire longitudinal hacia la cavidad 79. Si se desea, el flujo de aire transvereal hacia la cavidad 79 ee facilita al proporcionar una eerie de perforacionee radiales (no mostradas) a través del papel de sobreenvoltura 69 y el tejido de tabaco 57 en una o más regiones adyacentes a la cavidad. Se ha observado que estas perforaciones mejoran la respuesta de sabor a tabaco y la formación de aerosol. Se proporcionan perforaciones que 5 tengan una densidad de aproximadamente un orificio por 1-2 milímetros cuadradoe," y un diámetro de orificio entre 0.4 milímetros y 0.7 milímetros a través del tejido de tabaco 57. Esto da como resultado una porosidad CORESTA preferida de entre 100 y 5,00. El papel de sobreenvoltura 69, después de la i, perforación, de preferencia tiene una permeabilidad entre 100 y 1,000 CORESTA. Por supuesto, para alcanzar las característicae de fumar deeeadas, tales co o la resistencia a la aspiración, se pueden emplear otras densidades de perforación y diámetros de orificios asociados diferentes de los descritos anteriormente. El flujo de aire transversal hacia la cavidad 79 también se facilita al proporcionar perforaciones (no mostradas) a través de tanto el papel de sobreenvoltura 69 como del tejido de tabaco 57. En la formación de un cigarrillo 23 que tenga estas perforaciones, el papel de sobreenvoltura 69 y el tejido de tabaco 57 se unen uno al otro, y luego se perforan juntos o se perforan por eeparado y se unen uno al otro, de tal manera que las perforaciones de cada uno queden alineadas o traslapadas. 5 Las modalidades de calentador actualmente preferidas se muestran en las Figuras 3 a 14. Estos calentadores proporcionan una mejor resistencia mecánica para las inserciones repetidas, ajustes, y remociones de cigarrillos 23, y reducen de una manera significativa el escape de 5 aerosoles desde un cigarrillo calentado, para disminuir la exposición de los componente sensibles a la condensación. Si no se toman provisiones para controlar la condensación, los aerosoles generados tenderán a condensarse sobre las superficiee relativamente frías, tales como los pernos de !<_. calentador 99A y 99B, el cubo de calentadores 110, la camisa externa,- las conexiones eléctricas, la circuitería de control y lógica, etcétera, degradando potencialmente o deshabilitando el artículo para fumar. Se ha descubierto que los aerosoles generados tienden a fluir radialmente hacia adentro, alejándose de un calentador impulsado. En términos generales, de preferencia hay ocho hojas calentadoras -120 para proporcionar ocho fumadas sobre un encendido en secuencia de los elementos calentadores 122, simulando de esta manera la cuenta de fumadas de un cigarrillo convencional, y correspondientemente, ocho hojas de barrera 220. De una -manera específica, las hojas calentadoras 120 y las hojas de barrera 220 se extienden entre los cubos de extremo opuestos 110 y 210, y se interponen o se interdigitan respectivamente para formar una configuración cilindrica de 5 hojas calentadoras y de barrera alternadas. De preferencia, se define un hueco 130, 135 entre cada hoja calentadora 120 y hoja de barrera 220 adyacentes. Como se muestra particularmente en las Figuras 3 a 5, se proporciona un sustrato de metal 300 en la forma de un tubo cilindrico para el calentador, ya1 qué el metal es más flexible, tiene mejores tolerancias de carga que una cerámica, y como se discute más adelante, es eléctricamente conductor. El metal seleccionado para el sustrato 300 es mecánicamente fuerte para configurarse como se describe más adelante, y es un metal o aleación térmicamente estable. Los ejemplos de los metales apropiados incluyen aleaciones de NiCr aleación HaynesR 214 (descrita con mayor detalle más adelante) , y hoja de aleación Inconel 625. El tubo de metal, y por consiguiente, el sustrato 300, se pueden hacer de una aleación en la forma de una hoja, varilla, o barra, por ejemplo, mediante estiramiento. De preferencia, el tubo de metal se construye de una aleación de aluminiuro de níquel (Ni3Al) . De una manera- alternativa, ee podría emplear otra aleación de níquel y hierro, o una aleación de ( aluminiuro de hierro (Fe3Al) . Como- se describe más adelante, el sustrato 300 se fabrica de tal manera que sea de aproximadamente 3 a 5 milésimae de eepeeor. • El euetrato de metal ee fabrica de tal manera que de preferencia tenga una forma generalmente tubular o cilindrica. Como ee ve mejor en la Figura 4, ee proporciona un tubo 350 que tiene un extremo de inserción abierto generalmente circular 360 que tiene una garganta 365 que dirige el cigarrillo insertado hacia el receptáculo cilindrico CR coaxialmente definido, que tiene un diámetro que es menor que 5 el del extremó 360. El extremo de inserción 360 de preferencia tiene un diámetro que es mayor que el del cigarrillo insertado 23, para guiar al cigarrillo hacia el receptáculo CR, y el -receptáculo CR tiene un diámetro aproximadamente igual al del cigarrillo 23 para asegurar un lf. ajuste cómodo para una buena transferencia de energía térmica. Dadas las tolerancias de • fabricación aceptables para el cigarrillo 23, un área que se estreche gradualmente o garganta 365 en la transición entre el extremo distal y el receptáculo CR, también puede servir para comprimir ligeramente el cigarrillo para incrementar el contacto térmico, sirviendo el sustrato de alrededor 300 como una pared interna del receptáculo. Las hojas 120 de preferencia se inclinan hacia adentro para incrementar el contacto térmico con el cigarrillo mediante la Constricción del diámetro del receptáculo cilindrico. El extremo opuesto del tubo define el cubo terminal 110 que tiene cualquier diámetro apropiado. Como se ve en la Figura 4, las capas 300 se configuran para definir el cubo redondo 210. De una manera alternativa, las capas 300 podrían continuar volteándoee hacia afuera como una exteneión 5 de la curvatura de la garganta 365. Se inserta un cubo separado 210 en esta abertura volteada hacia afuera. De una manera alternativa o adicionalmente, la capa 300 podría formarse similarmente con un cubo separado 110 en contacto eléctrico con la misma para formar un común. 5 • La capa de cerámica 310 se deposita sobre el tubo de metal para aislar- eléctricamente un calentador eléctrico 122 subsecuentemente aplicado del sustrato de tubo de metal 300, excepto por un anillo o cubo 110 localizado en un extremo del tubo. La cerámica de preferencia tiene una constante lw- dieléctrica relativamente alta. Se puede emplear cualquier aislador eléctrico apropiado, tal como alúmina, zirconia, mulita, corderita, espinel, fosterita, combinaciones de los mismos, etcétera. De preferencia, se emplea zirconia u otra cerámica que tenga un coeficiente térmico de expansión que concuerde estrechamente con el del tubo de metal subyacente, para eliminar las diferencias en los índices de expansión y contracción durante el calentamiento y el enfriamiento, evitando de esta manera las grietas y/o las deslaminacionßß durante la operación. La capa de cerámica permanece 0 físicamente y químicamente estable a medida que se calienta el elemento calentador. Se prefiere un espesor de, por ejemplo, aproximadamente 0.1 a 10 ilésimae, o de aproximadamente 0.56 miléeimas, o más preferiblemente de 1 a 3 milésimas, para el aislador eléctrico. 5 Se proporcionan huecoe 130 y 135 a través del sustrato' 300, y de cualesquiera capas sobrepuestas, para aislar térmicamente y eléctricamente los elementos calentadores adyacentes. Los huecos 130 pueden extenderse paralelos con respecto al eje longitudinal del tubo, y los huecos 135 pueden extenderse transversalmente. De una manera alternativa, como se muestra en la Figura 9, los huecos pueden hacer una espiral a lo largo del tubo cilindrico. Se puede emplear cualquier espiral deseada sujeta a las condiciones de que los huecos respectivos no se inters.ecten, y las áreas -»• u limitadas por los huecos sean sustancialmente iguales para definir' áreas aproximadamente iguales que hacen contacto térmico con el cigarrillo insertado para los requerimientos de calentamiento y para fumadas uniformemente generadas. Se puede definir una trayectoria de hueco helicoidal sobre un número integral de medias vueltas, por ejemplo, 2, del cilindro. Lo'e huecos en espiral ofrecen la ventaja de calentar solamente un pequeño segmento de la línea de pegamento que se extiende longitudinalmente del cigarrillo. Si se utilizan huecos que se extiendan longitudinalmente, 0 posiblemente un área calentada se alineará con el pegamento, generando posiblemente sabores subjetivamente indeseables. Ahora se describirá un método de fabricación preferido. Se forma un tubo cilindrico del metal seleccionado que tenga una longitud apropiada, y un espesor de pared de 5 aproximadamente 1 a 10 milésimas, y de preferencia de 3 a 5 milésimas, en la forma geométrica deseada. La masa del tubo disminuye a medida que disminuye el espesor, dando como resultado una unidad de encendedor, y disminuyendo la energía requerida para, calentar adecuadamente laá hojas calentadoras 120, y el cigarrillo insertado, lo cual reduce adicionalmente el peso de la unidad, ya que la fuente de energía, por ejemplo, las baterías, pueden ser más pequeñas. Se prefieren dos modalidades, y difieren en la secuencia de los pasos de aplicación del recubrimiento de cerámica y de la formación de las hojas. En , la primera modalidad: (1) el tubo se forma mediante, por ejemplo, estampado, o extrusión; (2) se depositan las capas de cerámica y calentadoras; (3) se forman las hojas mediante, por ejemplo, corte con láser; y (4) se enlazan los conductores eléctricos y el calentador. Estos pasos se describen con mayor detalle más adelante. En la segunda modalidad: (1) se forma el tubo mediante, por ejemplo, estampado o extrusión; (2) se forman las hojas mediante, por ejemplo, estampado, EDM, o corte con láser,- '(3) se depositan la capa de cerámica y las capas calentadoras; y (4) se enlazan el calentador y los conductores eléctricos. La segunda modalidad permite la formación de las hojas mediante eetampado, lo cual elimina las rebabas indeseadas causadae por el corte con láeer. Este estampado es posible debido a que la capa de cerámica no se aplica todavía. En la primera- modalidad, las hojas calentadoras 120 ee pueden formar cortando a través de la capa de cerámica y el sustrato de metal -subyacente mediante, por ejemplo, corte con láser. De una manera alternativa, se estampa una lámina de metal para formar hojas antes de estampar una lámina redonda para formar el tubo o de enrollar una lámina en un tubo, y de realizar los pasos compartidos (3) y. (4), anteriores. Alternativamente, a una tubería delgada que tiene, por ejemplo, paredes de 3 a 5 milésimas de espesor, se le proporciona un diámetro inicial adecuado. El tubo se corta en los tramos deseados para formar subsecuentemente sustratos, en seguida, se realizan las técnicas de suaje convencionales para formar la geometría y tamaño deseados del sustrato y de los cubos . Los pasos subsecuentes se realizan como se describe para formar las hojas calentadoras. Como se sabe, se aplican máscaras apropiadas antes de realizar cada uno de los pasos de depósito de calentador y de cerámica para definir las áreas de aplicación. La fabricación de los pasos definidos en la presente, se puede realizar en cualquier orden deseado para lograr velocidades de manufactura, ahorros de materiales, etcétera. Por ejemplo, un calentador depositado sobre un tubo de 3 milésimas de espesor, como se muestra en la Figura 4, se construyó como se describió, y se impulsó con aproximadamente 22 á 23 Joules de energía. La hoja calentadora alcanzó temperaturas entre aproximadamente 800 y 900°C. Por ejemplo, el tubo de preferencia se estampa o se constriñe para definir un extremo distal volteado hacia afuera 360 y el cubo 110, y una sección de cintura más estrecha que finalmente define el receptáculo cilindrico CR. Las ranuras se forman a través del tubo para definir huecos térmicamente y eléctricamente aislantes 130/ 135. Estas ranuras de preferencia se forman a partir del - área de transición entre el cubo de extremo de inserción 210 y la sección media que define el receptáculo CR para el cubo 110, y definen hojas. Los huecos deben extenderse por una corta distancia' más allá de la capa de cerámica aplicada 310 en el cubo 210 y también una corta distancia hacia adentro de cubo común 110 más allá del calentador finalmente aplicado. Esta distancia no debe ser suficientemente larga para debilitar - de una manera significativa los cubos, por ejemplo, . es suficiente de aproximadamente 0.5 milímetros. Las ranuras se pueden cortar alternativamente girando el tubo en relación con un láser. Las ranuras que se extienden longitudinalmente ' se cortan trasladando relativamente el láser .y el tubo con respecto al eje longitudinal del tubo. Se cortan ranuras espiralee girando el tubo en relación con el láser, y trasladando . el láser en relación con respecto al eje longitudinal del tubo. En adición, para evitar la línea de pegamento del cigarrillo como se discutió anteriormente, ' las ranuras- espirales formadas mediante rotación, posiblemente facilitan una fabricación en línea si el tubo también se gira y se traslada en relación con un láser fijo. ' En seguida- se aplica la . capa de cerámica eléctricamente aislante 310 al tubo, excepto por el extremo terminal 110, para permitir que se apliquen los conductores. Como se notó anteriormente en la primera modalidad, esta aplicación puede ser anterior a la formación de las hojas. De una manera más específica, se rocía térmicamente una capa de aproximadamente 0.1 a 10 milésimas, y de preferencia de 1 a 3 milésimas, de una cerámica tal como zirconia, y particularmente una zirconia parcialmente estabilizada con aproximadamente el 20 por ciento, y más preferiblemente el 80 por ciento de itria, mediante recubrimiento de plasma, si la superficie es adecuadamente fuerte, sobre el tubo que de preferencia se gira durante este depósito. De preferencia, el tubo se gira un número de veces durante el recubrimiento, para aplicar un recubrimiento apropiado. ' En adición, si está presente, la porción de sustrato 300 del cubo de extremo 210 tampoco se rocía para proporcionar un área de contacto para el elemento de calentamiento 122. De preferencia, la rugosidad superficial de la capa de metal 300 se incrementa para proporcionar una mejor adhesión, con la capa de cerámica depositada. La superficie de una capa adecuadamente gruesa 300 se hace* primeramente rugosa mediante una técnica apropiada, tal como chorro de arena, y luego se aplica un recubrimiento de enlace. El recubrimiento de enlace es µna capa delgada, por ejemplo, de 0.1 a 5 milésimas, y de preferencia de 0.5 a 1.0 .milésimas, de un 5 recubrimiento metálico tal como FeCrAlY, NiCrAlY, NiCr, NiAl ó Ni3Al y proporciona una buena interfaz de enlace entre la capa de metal rugosa 300 y l capa de cerámica 310 subsecuentemente aplicada. De una manera alternativa, se emplean otras técnicas lü* de depósito en adición al rocío térmico, y más particularmente rocío de -plasma. Por ejemplo, depósito de vapor físico, depósito de vapor químico, tecnología de película gruesa con impresión de pantalla de una pasta dieléctrica y sinterización, una técnica de gel en solución en donde se aplica un gel en solución y luego se calienta para formar un sólido, y depósito químico seguido por calentamiento. Se prefiere un tipo químico de enlace para la resistencia de enlace. Este enlace químico sé logra calentando la capa de cerámica, o el precursor de cerámica, con el sustrato de metal, a una temperatura relativamente alta. De una manera alternativa, el sustrato de metal se calienta a una alta temperatura para formar una capa de óxido sobre la superficie, , que funciona de una manera similar a la capa de cerámica. 25 En seguida se deposita el elemento de calentamiento 122. Se puede emplear cualquier metal o aleación apropiada, con o sin aditivos intermetálicos/cerámicos, en una forma en polvo si es requerido por la técnica de depósito. Más específicamente, se deposita una capa dé aproximadamente 0.1 a 5 milésimas de un material de resistencia eléctrica tal como una aleación NiCr, una aleación de Ni3Al, una aleación de NiAl, una aleación de Fe3Al, o una aleación de FeCrAlY, mediante cualquier técnica de rocío térmico conocida, tal como recubrimiento de plasma o HVOF (Oxicombustible de Alta Velocidad) . La resistividad del material resistivo se puede ajustar Con la adición de cerámicas adecuadas, o mediante el ajuste del nivel de oxidación del metal durante el rocío de plasma q HVOF. Se pueden emplear técnicas de película delgada, por ejemplo, CVD ó PVD, si la rugosidad superficial de la capa de cerámica, comprendida de partículas de cerámica relativamente grandes, comparándose con el material calentador, se alisa mediante, por ejemplo, esmerilado con diamante, hasta una rugosidad superficial entre 135 y 160 micropulgadas de Ra, con un promedio de 145 micropulgadas de Ra. Con esta técnica, se reguiere una capa de metal más delgada, dando como resultado un calentador de masa más baja deseado. Sin embargo, el proceso es más lento. Se puede utilizar cualquier metal, tal como platino. Los calentadores se pueden depositar a medida que se gira el tubo recubierto de cerámica.
Ahora se describirán dos modalidades preferidas de la hoja calentadora, que puede ser un calentador separado individual más bien que una pluralidad de calentadores arreglados. En la primera modalidad, el sustrato 300 es un aluminiuro de níquel (Ni3Al) ; la capa de cerámica 310 es de » zirconia (ZnO) , de preferencia parcialmente estabilizada con itria, de preferencia con aproximadamente el 8 por ciento de itria,- y el elemento de calentamiento 122 es Ni,3Al ó NiAl térmicamente rociado. En la segunda modalidad, el sustrato 300 es un aluminiuro de hierro (Fe3Al) ; la capa de cerámica 310 es de zirconia, de preferencia parcialmente estabilizada con itria, de preferencia con aproximadamente el 8 por ciento de itria; y el elemento de calentamiento 122 es Fe3Al térmicamente rociado. ' Si se desea, las modalidades alternativas pueden emplear el material del elemento de calentamiento de una modalidad con el material del sustrato de otra modalidad. Ahora se describirá la modalidad preferida con mayor detalle con respecto a la primera modalidad que emplea aluminiuro de níquel. Esta descripción también es aplicable a la segunda modalidad que emplea aluminiuro de hierro. De preferencia, el aluminio es entre aproximadamente el 16 y el 50 por ciento, comparándose con menos del 1 por ciento en muchas aleaciones comerciales. El sustrato 300 puede ser un tubo de Ni3Al preformado, un tubo de Ni3Al maquinado, o una lámina de Ni3Al .
El sustrato 300 también puede hacerse mediante rocío térmico de una, capa de Ni3Al previamente aleada sobre varillas de carbón, o tubos. También se puede utilizar aluminio como un soporte para la capa del sustrato 300. El sustrato 300 5 también se puede hacer alimentando polvos de Ni y Al en una proporción apropiada para formar Ni3Al . Cuando los polvos se alimentan a través del plasma de una pistola de rocío térmico, los polvos reaccionarán para liberar una cantidad significativa de calor. La aleación tendrá lugar cuando caiga i,, sobre la superficie el listón resultante. El efecto de aleación se puede mejorar mediante la utilización de polvos mecánicos aleados de Ni y Al . . Un tratamiento térmico posterior dará como resultado Ni3Al y un excelente enlace con la capa aislante subsecuentemente aplicada 310. 15 El aislador 310 puede ser . cualquier aislador eléctrico que sea eléctricamente y térmicamente estable, y que se adhiera al eustrato 300. El mal acoplamiento de la expansión térmica entre el aislador 310 y tanto el sustrato 300 como la capa calentadora 122, se debe tomar en consideración. Se puede utilizar cualquier cerámica apropiada tal como alúmina. Se ha descubierto que la zirconia es extremadamente adherente en los recubrimientos de barrera térmica, y se ha aplicado hasta diferentes geometrías, especialmente zirconia parcialmente estabilizada con 5 aproximadamente el 8 por ciento de itria.
Ya que una alta resistencia es una propiedad deseada para el calentamiento eléctrico con baterías portátiles, se prefiere el rocío térmico para proporcionar una capa calentadora resistiva 122. Se puede rociar utilizando una variedad de técnicas de rocío térmico. Se puede utilizar un Ni3Al previamente aleados, un Ni^l mecánicamente aleados, o un polvo de Ni y Al, en la proporción apropiada. Se necesita un paso de calentamiento previo si se utilizan Ni3Al mecánicamente aleados o polvos de Ni y Al para las aplicaciones de rocío.
!«.. La temperatura y el tiempo para el calentamiento previo dependerán de los parámetros de la pistola de rocío térmico, y se pueden ajustar para quedar en, el rango de 600°C a 1,000°C. Los tamaños de partículas y las distribuciones de tamaños son importantes para formar Ni3Al si no se utiliza Ni3Al previamente aleados. Para los propósitos de un resistor, se puede utilizar una composición de NiAl . Se pueden utilizar varios elementos como adiciones a las aleaciones de Ni3Al . B y Si son las principales adiciones a la aleación para la capa calentadora 122. Se cree que B mejora la resistencia límite de grano, y es más efectivo cuando el Ni3Al es rico en níquel, por ejemplo, Al < 24 por ciento.. El Si no se agrega a las aleaciones de Ni3Al en grandes cantidades, ya que la adición de Si más allá de un máximo del 3 por ciento en peso, formará siliciuros de níquel, y sobre la oxidación conducirá a SiOx.
La adición- de Mo mejora la resistencia a temperaturas baja y alta. El zirconio asiste para mejorar la resistencia a la formación de listones de óxido durante el ciclo térmico. También, se puede agregar Hf para mejorar la resistencia a alta temperatura. La aleación de Ni3Al preferida para utilizarse como el sustrato 300 y el calentador resistivo 122, se designa como IC-50, y se reporta que comprende aproximadamente el 77.92 por ciento de Ni, el 21.73 por ciento de A; el 0.34 por ciento de Zr, y el 0.01 por ciento de B, en "Processing , of Intermetallic Aluminides", V. Sikka, Intermetallic Metallurgy and Processing Intermetallic Compounds, ed. Stoioff y colaboradores, Van Nestrand Reinhold, N^Y., 1994, Tabla 4. Se pueden agregar varioe elementos al aluminiuro de hierro. Las adiciones posibles incluyen Nb, Cu, Ta, Zr, Ti, Mn, Si, Mo y Ni . Si se requiere fundir cualquier aleación, se emplea de preferencia una cubierta de gas de argón. Los conductores eléctricos se pueden latonear al calentador resistivo 122 ó al sustrato 300, como se describió, utilizando un láser de YAG, o láser de C02. El latoneado se puede realizar con aleaciones de latón de Ag-Cu o Ni-Cu. El latoneado es un método preferido sobre la soldadura para estos propósitos, ya que el espesor del resietor es menor de 5 miléeimae (0.005") ó 125 micrae. Se puede utilizar un fundente para humedecer la superficie y limpiar los óxidos. Hay varias de estas aleaciones latoneadoras disponiblee en Lucae-Milhaput de Wisconsin, en Indium Corporation of America. Las aleaciones de Ag-Cu tienen temperaturas sólidas y líquidas óptimas para el latoneado con láser de un calentador sin penetrar a través de las' capas, ya que el espesor total del calentador 122, y el aislador 310, el sustrato 300, está en la escala de 10 a 15 milésimas . ' La presente invención proporciona un calentador de múltiples capas on . Ni3Al como un sustrato, y como un calentador separado por un aislador, zirconia. El concepto es genérico y ee puede aplicar en diferentes espesores hasta diferentes geometrías. El Ni3Al forma fácilmente una capa de alúmina adherente sobre la superficie. Esta capa de alúmina impedirá otra oxidación, y eliminará la formación de listones de óxidos mejorando de esta manera el tiempo de vida del ciclo del material . Como se ve en las Figuras 4 y 5, un extremo del calentador depositado 122 está en contacto eléctrico íntimo con el sustrato de metal subyacente 300 en una porción 125, y el resto del elemento de calentamiento 122 se sobrepone a la capa aislante de cerámica 310. El recubrimiento con plasma de cada elemento de calentamiento resistivo 122 a la superficie de metal 300, proporciona un contacto fuerte. De conformidad con lo anterior,- se forma un común eléctrico mediante el cubo de extremo 110 y los sustratos de metal eléctricamente conductores 300 de cada hoja calentadora 120, que se conectan con un extremo, por ejemplo, el extremo distal, de cada elementó calentador respectivo. El cubo 110, que sirve como un común, se conecta eléctricamente con la fuente de energía por medio de perno 99B, como se muestra en la Figura 3. 5 Finalmente se rocía un material 128 que tenga una alta conductividad eléctrica, por ejemplo, de níquel, aleaciones de níquel, cobre, o aluminio, sobre el elemento calentador 120, y luego se fijan los conductores, por ejemplo, loe pernoe 99A por ejemplo, mediante soldadura o latoneado, al ll extremo opuesto, por ejemplo, el extremo proximal, del elemento calentador cerca del cubo 110. El material 128 se puede formar integralmente con los conductores, o se puede soldar, y de preferencia se suelda con plata a los mismos en lugar de, los pernos de conexión 99A discutidos más adelante.
El material altamente conductor 128 . hace que el área subyacente sea menos resietiva y permite que los conductores se agreguen más fácilmente como se describió. El tubo se corta ya eea para tener el cubo de metal sencillo 110 en un extremo como se muestra en la Figura 8, ó de preferencia para proporcionar un - cubo adicional en el extremo opuesto 210 como se muestra en lae Figurae 6A-7. Ya que se utiliza metal como el suetrato, lae hojae calentadoras 120 se pueden inclinar hacia adentro, de preferencia antes de agregar la capa 310 y de cualquier enrollado, hacia el 5 cigarrillo insertado, para mejorar la propagación del calor, es decir, el contacto térmico, entre estos elementos, sin arriesgarse a fracturas asociadas con las hojas de cerámica. En adición, la hoja formada, y el calentador depositado, tienen una curvatura como una sección del tubo, incrementando adicionalmente el contacto con un cigarrillo cilindrico insertado. Las hojas pueden ser, por ejemplo, de 1.5 milímetros de ancho. En una modalidad mostrada en las Figuras 6A y 6B, cada tercer área recubierta de cerámica u hoja 120 limitada sobre los lados opuestos por un hueco 135 del tubo, tiene un elemento calentador 122 depositado sobre la misma. De conformidad con lo anterior, se forman hojas alternadas 220 que se interdigitan entre las áreas de hojas calentadoras alternadas 120. Estas hojas 220 funcionan cómo barreras para impedir el escape de vapor desde el cigarrillo calentado, que podrían causar una condensación potencialmente dañina. En esta modalidad, se proporcionan el^ doble de huecos, por ejemplo, dieciseis, que el número de fumadas deseadas, por ejemplo, ocho, para definir un número adecuado e igual de hojas calentadoras y hojas de barrera no calentadas. Se puede desear cambiar el número de fumadas, y por consiguiente, el número de calentadores 122, alcanzadas cuando se inserta un cigarrillo en un receptáculo cilindrico CR. Este númer.o deseado se alcanza formando un número deseado de hojas calentadoras 120 y hojas de barrera asociadas 220. Esto se puede lograr cortando el tubo en hojas de tamaño igual o desigual. Como se describió, los huecos 130, 135 se definen entre cada hoja calentadora adyacente 120- y hoja de barrera 220. Estos huecos se forman cortando ligeramente o rasurando ¡ uno o ambos juegos de las hojas de barrera o calentadoras. Los huecos 130, 135 se dimensionan para ser suficientemente grandes o anchos, para impedir la pérdida de calor durante el impulso desde una hoja calentadora calentada hasta las hojas de barrera adyacentes, y suficientemente pequeños o angostos para impedir que escapen cantidades significativas de vapor del receptáculo cilindrico. Por ejemplo, en muchas aplicaciones es apropiado un hueco de aproximadamente 5 a 15 milésimas o menos, y de preferencia de aproximadamente de 3 a 4 milésimas. En una modalidad mostrada en las Figuras 6A y 6B, cada tercer área recubierta de cerámica u hoja 120 limitada sobr,e los lados opuestos por un hueco 135 del tubo, tiene un elemento calentador 122 depositado sobre la misma. De conformidad con lo anterior, se forman hojas alternadas 220 que se interdigitan entre las áreas de hojas calentadoras alternadas 120. Eetas hojas 220 funcionan como barreras para impedir el escape de vapores desde el .cigarrillo calentado, que podrían causar una condensación potencialmente dañina. En esta modalidad, se proporcionan el doble de huecos, por ejemplo, ' dieciseis, que el número de fumadas deseadas, por ejemplo, ocho, para definir un número adecuado e igual de hojas calentadoras y hojas de barrera no calentadas. Se puede desear cambiar el número de fumadas y por consiguiente, el número de calentadores 122, logradas cuando se inserta un cigarrillo en un receptáculo cilindrico CR. Este número deseado se logra formando un número deseado de hojas calentadoras 120 y hojas de barrera asociadas 220. Esto se puede lograr cortando el tubo en hojas de tamaño igual o desigual . " Como se describió, los huecos 130, 135 se definen entre cada hoja calentadora adyacente 120 y hoja de barrera 220." Estos huecos se forman cortando ligeramente o rasurando uno o ambos juegos de las hojas de barrera o calentadoras. Los huecos 130, 135, se. dimensionan para ser suficientemente grandes o anchos para impedir la pérdida de calor durante el impulso desde una hoja calentadora calentada hasta las hojas de barrera adyacentes, y suficientemente pequeños o angostos para impedir que escapen cantidades significativas de vapor desde el receptáculo cilindrico. Por ejemplo, en muchas aplicaciones es apropiado un hueco de aproximadamente 5 a 15 milésimas o menos, y de preferencia de aproximadamente 3 a 4 milésimas . Después de que se impulsa un elemento calentador 122, hay un tiempo mínimo previamente determinado antes de que se permita una fumada subsecuente. Durante este intervalo de fumada previamente determinado o más largo, las dos hojas de barrera 220 adyacentes a la hoja calentadora recientemente impulsada 120, también actúan como hundimientos de calor para impedir que se propague el calor a otras hojas calentadoras 5 120 ó a porciones no calentadas o previamente calentadas del cigarrillo insertado 23. El calentamiento prematuro de una porción del cigarrillo podría dar como resultado una generación de aerosol indeseada y/o parcial, o una degradación inducida por calor de la porción del cigarrillo antes del l\.s calentamiento deseado. El recalentamiento subsecuente de una porción previamente calentada, puede dar como resultado que evolucionen sabores indeseados. Para lograr esta función de hundimiento de calor, las hojas de barrera de preferencia incluyen una capa de material térmicamente no conductor, es decir, un aislador térmico, tal como una cerámica. Los ejemplos de las cerámicas adecuadas incluyen alúmina, zirconia, una mezcla de alúmina y zirconia, mulita, etcétera, como es el caso con las hojas calentadoras. Si se. desea una fumada más larga de la que se obtiene mediante un impulso de un solo calentador y su hoja calentadora asociada, entonces • la lógica de control se configura . para encender otro calentador o calentadores adicionales inmediatamente después de impulsar el calentador inicial, o durante una porción final del impulso inicial, para 5 calentar otro segmento del cigarrillo. El calentador adicional puede ser un calentador radialmen.te sucesivo u otro calentador. Las hojas calentadoras deben dimensionarse para obtener el número total deseado de fumadas de una duración deseada. 5 En otra modalidad, en donde se muestra el calentador final en lá Figura 8, un tubo comprende un solo cubo 110 que tiene una pluralidad de, por ejemplo, 8 como se muestra, hojas con huecos respectivos 130 entre las mismas. Se depositan hojas alternadas con los elementos calentadores 122 como se ÍC describió anteriormente, para definir las hojas calentadoras 120, mientras que las otras hojas interpuestas definen las hojas de barrera 220. Como se muestra en la Figura 7, todas las áreas limitadas por huecos pueden funcionar como hojas calentadorae 120. En una modalidad, cada porción recubierta con cerámica de las hojas tiene un elemento calentador 122 depositado sobre la misma, y el número de hojas calentadoras 120 corresponde al número de fumadas deseadas, por ejemplo, ocho. En otra modalidad, cada porción recubierta con cerámica tiene un elemento "calentador 122, y el número de hojas calentadoras formadas 120 es el doble del número de fumadas, por ejemplo, hay dieciseis porciones con calentadores para un cigarrillo de ocho fumadas. Esta configuración permite tener secuencias de encendido diferentes que el encendido sucesivo normal de aproximadamente 2 segundos, y de preferencia la secuencia de encendido radialmente secuencial para una- modalidad en donde el número de elementos de calentamiento 122 corresponde a la cuenta de fumadas. Por ejemplo, el circuito lógico puede dictar que dos elementos calentadores circunferencialmente opuestos 122, es decir, elementos calentadores separados por 180° -sobre el tubo, se enciendan simultáneamente para calentar conjuntamente una cantidad adecuada del cigarrillo para generar una fumada. De una manera alternativa, una primera secuencia de encendido de cada tercer elemento calentador 122 para un cigarrillo, .es seguida por una segunda secuencia de encendido de los elementos calentadores intercalados 122 para el siguiente cigarrillo. Alternativamente, esta primera secuencia de encendido se puede repetir para un ciclo de vida previamente determinado de numerosos cigarrillos, y luego se inicia la segunda secuencia de encendido. Se puede emplear cualquier combinación de hojas calentadoras, y si se desea, de hojas de barrera. El número de hojas calentadoras puede ser menor que, igual a, o mayor que, el número de- fumadas de un solo cigarrillo empleado. Por ejemplo, ee puede emplear un sistema de nueve hojas para un cigarrillo de seis fumadas, en donde se enciende un juego diferente de seis calentadores por cada cigarrillo subsecuente, y no se enciende el juego aeociado de tree calentadores restantes. El uso de metal como el sustrato permite que el sustrato de metal 300 de cada una de las hojas calentadoras 120, sirva como la trayectoria conductora,' por ejemplo, la conexión negativa, para el elemento calentador 122. De una manera más específica, un extremo del elemento calentador se conecta eléctricamente, por ejemplo, mediante rocío de plasma al sustrato de metal subyacente en la porción 125. De preferencia, este extremo del calentador está más cerca del extremo de inserción abierto 360 que el otro extremo del calentador, ya que esta conexión del calentador no involucra los conductores eléctricos que se podrían dañar por la inserción y remoción del cigarrillo. El cubo de metal 110 está provisto con una carga negativa desde la fuente de energía 37, para servir como el común para todos los elementos calentadores. De una manera más específica, el cubo 110 se conecta eléctricamente a la terminal negativa de la fuente de energía 37 por medio de un perno 99B conectado, y de preferencia soldado, al mismo, como se muestra en la Figura 3. A su vez, el perno 99B se conecta con la fuente de energía 37 por medio del perno 104B. Se proporciona una trayectoria conductora desde el otro extremo de cada elemento calentador 122 hasta la fuente de energía mediante, por ejemplo, un conductor eléctrico, tal como un perno 99A soldado o latoneado al área 128 de los elementos calentadores 122. El perno 99A se conecta eléctricamente con .la terminal positiva de la fuente de energía 37 por medio del perno 104A. El área 128 está comprendida de cualquier material apropiado, tal como níquel aluminio, o aleaciones apropiadas de 50/50 de níquel y aluminio, cobre, etcétera, que tenga buena adhesión y más bajos puntos de fusión que la capa de metal 300. La presente invención también minimiza las tensiones térmicamente inducidas potencialmente dañinas,. El elemento calentador se deposita de una manera' sustancialmente uniforme sobre, un soporte de cerámica, eliminando de esta manera las tensiones, que se presentan por las interconexiones de las porciones separadas de un elemento calentador y/o por las interconexiones separadas entre el elemento calentador y la cerámica. Como se discutió, se prefiere depositar los elementos calentadores 12 sobre la superficie externa de la hoja calentadora 120, es decir, la superficie de la hoja opuesta a la superficie que hace contacto con, o que está en proximidad, térmica a, el cigarrillo' insertado 23, para simplificar la fabricación. También, mediante el depósito de los elementos calentadores 122 sobre esta superficie externa, se forma un soporte relativamente robusto para los elementos calentadores, y loe elementoe calentadores evitan una interacción forzada directa con el cigarrillo durante la inserción, cualesquiera ajustes interinos, y la remoción por el fumador. Esta configuración mecánica conveniente requiere que el elemento calentador 122 caliente la capa de cerámica eubyacente 310 y el euetrato de metal 300 que hace contacto con el cigarrillo insertado, para transferir calor primariamente por medio de conducción al. cigarrillo insertado, y secundariamente por medio de convección y radiación si no se mantiene una interfaz cómoda entre la hoja calentadora impulsada '120 y el cigarrillo insertado. De preferencia, el elemento calentador Í22 se dimensiona y ee diseña térmicamente para. calentar la mayor parte de la hoja calentadora subyacente 120 para calentar finalmente un segmento (Je cigarrillo insertado que tenga ün tamaño suficiente, por ejemplo, 18 milímetros cuadrados, para generar una fumada aceptable para el fumador. La transferencia de calor desde el elemento calentador 122 hasta el cigarrillo 23 no debe sufrir ineficiencias significativae, ya que el calentador suministra un impulso de energía de calor a través de capas relativamente delgadas 300 y 310. El elemento calentador 122 mismo, dependiendo del material seleccionado y de la técnica de depósito, está entre aproximadamente 1 y 2 milésimas de espesor. El elemento calentador puede' ser la aleación de MCrAlY previamente mencionada, FeCrAlY, NichromeR (aleaciones de marca del 54 al 80 por ciento de níquel, del 10 al 20 por ciento de cromo, dei 7 al 27 por ciento de hierro, del 0 a 11 por ciento de cobre, del 0 al 5 por ciento de manganeso, del 0.3 al 4.6 por ciento de silicio, y algunas vecee el 1 por ciento de ' molibdeno, y el 0.25 por ciento.de titanio; se declara que Nichrome I contiene el 60 por ciento de níquel, el 25 por ciento de hierro, el 11 por ciento de cromo, y el 2 por ciento de manganeso,- Nichrome 11, contiene el 75 por ciento de níquel, el 22 por ciento de hierro, el 11 por ciento de cromo, y el 2 por- ciento de manganeso; y Nichrome III es una aleación resistente al calor que contiene el 85 por ciento de níquel y el 15 por ciento de cromo), o aluminiuros . También, una capa de cerámica que tenga una conductividad térmica relativamente baja no conducirá cantidades significativas de calor hasta su cubo asociado. Una capa de metal, aunque tenga una conductividad térmica más .alta que la de cerámica, tampoco conducirá significativamente, por ejemplo, más que entre aproximadamente el 5 y 10 por ciento, debido al corto tiempo de impulso y la pequeña sección transversal.' Se ha descubierto que un flujo de aire primariamente tra?svereal o radial en relación con el cigarrillo ineertado, da como .reeultado una generación de humo más deseable que un flujo primariamente longitudinal. Los huecos 130 y 135 proporcionan trayectoriae para el aire que se va a poner en contacto con los cigarrillo insertados. Se proporcionan pasajes de aire adicionales para optimizar el flujo de aire tranevereal mediante la perforación de eecciones de la hoja calentadora y/o la perforación de las hojas de barrera. La perforación de preferencia ee logra mediante un láser después de aplicar el recubrimiento de cerámica 310 y el recubrimiento de calentador 122, ó mediante un perforador mecánico antes de •--, la aplicación. Para evitar formar patrones y perforar la hoja calentadora antee de depositar los elementos calentadores, o perforar las hojas calentadoras después del depósito, lae hojae de barrera se pueden performar exclusivamente si se logra un flujo de aire adecuado en conj.unto con los huecos. Como se describió anteriormente, los huecoe 130, 135 se proporcionan para evitar el calentamiento de las hojas adyacentes y para maximizar la contención de vapor. En adición, estos huecos permiten la expansión térmica y la contracción de" las hojas calentadoras 120 y de las hojas de barrera 220. En las modalidades anteriormente discutidas, que emplean un solo cubo (Figura 8) , los huecos 130, 135 se definen entre los lados longitudinales de las hojas adyacentes para compensar los cambios de latitud inducidoe por la temperatura. Lor. cambioe de longitud ee permiten, ya que los extremos de las hojas opuestos al cubo sencillo están libres. En las modalidades de cubo doble anteriormente discutidas, los huecos 130. y 135 se definen por una onda rectangular alargada para proporcionar huecos entre los ladoe longitudinales de las hojas adyacentes y - entre los extremoe de hoja libres redondeados o cuadrados y el cubo opuesto 210. En la modalidad mostrada en la Figura 6A, en donde los huecos 130 se extienden solamente a lo largo de los lados longitudinales de las hojas calentadoras 120 y las hojas de barrera 220 interdigitadas adyacentee, éetas eetán redondeadae en ambos extremos por los cubos respectivos 110 y 120. El cubo 110 no está recubierto con un recubrimiento de cerámica 310, es decir, el sustrato de metal 300 está expuesto, de tal manera que el cubo 110 funciona como un común para los elementos calentadores 122. El cubo 110 define la abertura de inserción '360, que no está volteada ' hacia afuera en esta modalidad. La Figura 6B muestra una modalidad similar, excepto que los huecos 135 definen una forma de U. Las hojas de barrera 220 eetán formadas cada una integralmente en ambos de los cubos 110 y 210, y lae hojas calentadoras 120 se extienden desde el cubo 110. Esta forma del hueco en donde un extremo de la hoja está libre en relación con el cubo opuestamente localizado, permite la expaneión térmica y la contracción de las hojas calentadoras 120 en la dirección longitudinal, reduciendo de esta manera la teneión. En la Figura 8 ee mueetra una modalidad adicional que no tiene un cubo 210 que define la abertura de inserción 360. La abertura de ineerción 360 se define por los extremos libres de las hojas calentadorae 120 y lae hojas de barrera 220 que se extienden longitudinalmente en la misma dirección desde el cubo 110. Los extremos de hoja libres permiten que lae hojas se expandan para aliviar la inclinación hacia adentro excesiva indeseada de las hojas, resultante de la expansión térmica. El exceso de inclinación hacia adentro disminuye el diámetro interno del receptáculo cilindrico CR, incrementando de esta manera las fuerzas potencialmente dañinas necesariae para ineertar y remover el cigarrillo. También, loe extremos de hoja libres convenientemente reducen las fuerzas de inserción requeridas, ya que los extremos libree eon voladizos en relación con el cubo. En adición, como se muestra en está modalidad, los anchos de las hojas calentadoras y de barrera no necesitan eer iguales. La hoja calentadora 120 de preferencia es de aproximadamente 1.5 milímetros de ancho en cualquier modalidad. AhQra se discutirá una modalidad alternativa con referencia a la Figura 10, en donde los calentadores 122 se depositan sobre el lado interno de la hoja calentadora 120, es decir, sobre la superficie que define el receptáculo cilindrico CR, de tal manera que los calentadores 122 hacen contacto directo o están en estrecha proximidad con el cigarrillo insertado. Como se ve, se localiza una capa de cerámica 310 en el interior de la capa de metal 300 de la hoja 120, y se localiza un calentador 122 sobre la capa de cerámica 310. Los interconectores eléctricos son como se describieron anteriormente. Cualquiera de las modalidades descritas puede emplear esta colocación del calentador. Un método para construir esta configuración se involucraría formar las hojas, aplicar capas de cerámica y calentadoras en cualquier orden discutido anteriormente sobre una lámina de metal, y luego enrollar y soldar la forma cerrada, para formar un tubo con los calentadores 122 localizados sobre el lado interno de la hoja 120 que da hacia el cigarrillo insertado. De una manera más específica, esta técnica de fabricación incluye estampar una lámina de metal apropiada para formar una pluralidad de hojas 120, 22Q (ei se emplean hojas de barrera 220) que se extienden perpendicularmente desde una sección de conexión CS en una configuración en forma de peine,, como se muestra en la Figura il. Esta configuración está enmascarada, y se aplica una capa de cerámica aislante a las hojas no enmascaradas, y si se desea., a la eección de conexión CS. En seguida, la configuración se enmascara nuevamente, y se aplica un elemento de calentamiento reeistivo 122, por ejemplo, mediante impresión con malla, a las hojas seleccionadas. Luego se unen los conductores de conexión. Entonces la configuración del calentador se enrolla, de tal manera que la sección de conexión CS forma un cubo común eléctrico 110 como se describió. Cuando la sección de conexión CS se enrolla en la dirección A, ee forma una configuración de calentador cilindrica, en donde los calentadores 122 se enfrentan directamente con el cigarrillo insertado, como se muestra en la Figura 10, ó cuando se enrollan en la dirección B, se forma una configuración de calentador cilindrica, en donde los calentadores se enfrentan hacia afuera del cigarrillo, es decir, el sustrato de metal 300 da directamente hacia el cigarrillo, como se muestra en otras Figuras, por ejemplo en la Figura 12. De una manera alternativa, la configuración cilindrica de los calentadores se puede formar estampando un patrón P, como se muestra en la Figura 13, a partir de una lámina apropiada de material conductor. El patrón P comprende un cubo central 410 que tiene una pluralidad de brazos separados 420 que se extienden radialmente hacia afuera desde el mismo, para formar una configuración en forma de rayos. Los brazos 420 se recubren con una capa aislante y un calentador .resistivo como se describió anteriormente. En una modalidad, el cubo 410 sirve como un común, con cada uno de los calentadores resistivos respectivamente conectados eléctricamente a un brazo asociado 420, de preferencia en el extremo del calentador 122 más lejano del cubo 410. Se proporciona un contacto positivo respectivo por cada calentador, de preferencia en el extremo del calentador 122 más cercano al cubo 410, de tal manera que todas las conexiones, es decir, las conexiones de calentador positivas y el cubo común 410, se localizan cercanas. En seguida, se doblan los brazos 420, de tal manera que quedan perpendiculares al plano del cubo para definir un receptáculo cilindrico'. Dependiendo de -la dirección del doblez, cualquiera de los calentadores 122* ó el brazo 420 ee enfrentará directamente hacia el cigarrillo insertado. En cualquiera de las modalidades anteriores, se puede emplear una hoja común 320, como se muestran en las Figuras ,11 y 12, para conectar eléctricamente el cubo común 110 al suministro de energía por medio del perno 99B. La hoja común 320 se extiende desde el cubo 110 en la misma dirección que las otras hojas, y no se recubre con cerámica o con calentador resietivo durante la fabricación, es decir, la hoja común 120 se enmascara para comprender al sustrato 300. De una manera alternativa, la hoja común se recubre con una cerámica 310 para aislar eléctricamente a la hoja común de los componentes circundantee . De conformidad con lo anterior, el contacto común negativo para todoe loe calentadores 122 se forma en el extremo de la hoja común 320 opuesto al cubo común 110. De una manera similar, lae conexionee positivas respectivas para cada calentador 122 se forman en el extremo de las hojas calentadoras 120 opuesto al cubo 110, de tal modo que las, conexiones eléctricas están en el extremo de la configuración del calentador opuesta al cubo común 110. Por consiguiente, si se desea, el cubo común 110 puede servir para definir el extremo de inserción 360 para el cigarrillo, y las hojas 120, 320 se pueden soportar en un extremo opuesto mediante, -por ejemplo, el separador 49. En cualquiera de las modalidades, la conexión negativa para ' cada calentador se puede hacer individualmente mediante, por ejemplo, un contacto negativo apropiado depositado sobre un extremo del calentador opuesto a loe contactos positivos respectivos 12b. De conformidad con lo anterior, en esta modalidad, las hojas, y el cubo no necesitarían conducir eléctricamente. También, en cualquiera de las modalidades, un solo calentador puede comprender una hoja u otra estructura que tenga la configuración laminada como se describió, con una conexión negativa apropiada para calentar el tabaco en la forma de un cigarrillo como se describió, un cigarrillo más convencional, un tejido de tabaco del artículo para fumar descrito en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Pendiente, comúnmente cedida, con Número de Serie 105,346, presentada el 10 de agosto de 1993, la cual se incorpora a la presente como referencia, o cualquier otro formato. Haciendo referencia a la Figura 14, se muestra otra modalidad en donde las hojas 120 comprenden un segmento integral adicional 120A, por ejemplo, las hojas de la Figura 11 ó los brazos de la Figura 13 se pueden extender, por ejemplo, aproximadamente el doble de la longitud de los ejemplos anteriores. Se proporciona una conexión positiva para cada calentador mediante la aplicación de una capa de cerámica eléctricamente aislante con, por ejemplo, la capa que se extiende 310 eobre el segmento de sustrato 120A, como se describió, y luego se aplica un material de contacto 128A que hace contacto eléctrico con un extremo del calentador resistivo 122 sobre -el segmento recubierto de cerámica 120A.
De una manera alternativa, se emplea un alambre o trayectoria de conexión, eléctricamente aislada del segmento de hoja 120A, en lugar del material de contacto 128A. El cubo 110 y las hojas calentadoras 120, y si se desea, las hojas de barrera 220, se configuran como se describió con referencia a las Figuras 11 y 13. El segmento de hoja 120A se dobla aproximadamente 180° de tal manera que un extremo 120E opuesto a la conexión con el calentador 120, está en proximidad con el cubo común 110, y hace contacto eléctrico con un perno respectivo 99A, para funcionar como el contacto positivo, seguro de que todas las conexiones eléctricas se localizan hacia el cubo 110. El área de doblez entre la sección 120A y la ,sección de la hoja 120 que apoya al elemento calentador 122, pueden tener un ancho más angosto que el reeto de la hoja. Eeta hoja doblada puede eervir para formarse flexiblemente alrededor de un cigarrillo insertado, expanderse ligeramente durante la inserción paréi recibir el cigarrillo, y luego contraerse cómodamente alrededor del cigarrillo. Las diferentes modalidades de la presente invención están todas diseñadas para permitir la entrega de una cantidad efectiva de respuesta con sabor a tabaco al fumador, bajo condiciones de uso normales. De una manera particular, actualmente se entiende que es deseable entregar entre 5 y 13 miligramos, de preferencia entre 7 y 10 miligramos de aeroeol a un fumador paia ocho fumadae, siendo cada fumada una fumada de 35 mililitros que" tiene una duración de 2 segundos. Se ha descubierto que, con el objeto de lograr esta entrega, los elementos calentadores 122 deben ser capaces de transportar una temperatura de entre aproximadamente 200°C y aproximadamente 900°C cuando están en una relación de transferencia térmica con el cigarrillo 23. Además, las hojas calentadoras 120 de preferencia deben consumir entre aproximadamente 5 y aproximadamente 40 Joules de energía, más preferiblemente entre aproximadamente 10 Joules y aproximadamente 25 Joules, y todavía más preferiblemente aproximadamente 20 Joules. Los requerimientos de energía más baja son disfrutados por las hojas calentadoras 120 que se inclinan hacia adentro, hacia el cigarrillo 23, para mejorar la relación de transferencia térmica. Los elementos calentadores 122 que tienen las características deseadas, de preferencia tienen un área superficial - activa de entre aproximadamente 3 milímetros cuadrados y aproximadamente 25 milímetros cuadrados, y de preferencia tienen una resistencia de entre aproximadamente 0.5 O y aproximadamente 3.0 O. De una manera más preferible, los elementos calentadores 122 deben tener una resistencia de entre aproximadamente 0.8 O y aproximadamente 2.1 O. Por supuesto, la resistencia del calentador también es dictada por la fuente de energía particular 37 que se utilice para proporcionar la energía eléctrica necesaria para calentar los elementos calentadores 122. Por ejemplo, las resistencias de los elementos calentadores anteriores corresponden a las modalidades en donde la energía es suministrada por 4 celdas de batería de níquel-cadmio conectadas en serie, con un voltaje total de la fuente de energía no cargada de aproximadamente 4.8 a 5.8 voltios. En la alternativa, si se utilizan 6 u 8 de estas baterías conectadas en serie, los elementos calentadores 122 de preferencia deben tener una resistencia de entre aproximadamente 3 O y aproximadamente 5 O, ó de entre aproximadamente 5 O y aproximadamente 7 O, respectivamente. Los materiales de los que se hacen los elementos calentadores 122 de preferencia se seleccionan para asegurar usos repetidos confiables de cuando menos 1,800 ciclos de encendido/apagado sin fallar. El accesorio calentador 39 de preferencia se puede desechar por separado del encendedor 25, incluyendo la fuente de energía 37 y la circuitería, que de preferencia se desecha después de 3,600 ciclos, o más. Los materiales del elemento calentador y otros componentes metálicos también se seleccionan basándose en su resistencia a la oxidación y a su falta general de reactividades para asegurar que no se oxiden o que reaccionen de otra manera con el cigarrillo 23 a cualquier temperatura que tengan posibilidades de encontrar. Si se desea, los elementos calentadores 122 y otros componentes metálicos se encapsulan en un material conductor de calor inerte, tal como un material de 'cerámica adecuado, para evitar adicionalmente la oxidación y la reacción. Basándose en estos criterios, los materiales para el elemento de calentamiento eléctrico incluyen semiconductores adicionados, (por ejemplo, silicio) , carbón, grafito, acero inoxidable, tantalio, matrices de cerámica de metal, y aleaciones de metal, tales como, por ejemplo, aleaciones que contengan hierro. Las matrices de metal -cerámica adecuadas incluyen carburo de silicio-aluminio y .carburo de silicio-titanio. Los compuestos intermetálicos resistentes a la oxidación, tales como alu iniuros de níquel y aluminiuros de hierro, también son adecuados. Sin embargo, más preferiblemente los elementos calentadores eléctricos .122 y otros Componentes metálicos se hace- de. una aleación resistente al calor que exhiba una combinación de alta resistencia mecánica y resistencia a la degradación superficial a altas temperaturas. La hoja calentadora 120 se puede formar en la configuración de serpentina descrita en la'WO 94/06314.. De preferencia, los elementos calentadores 122 se hacen de un material que exhiba una alta resistencia y estabilidad superficial a temperaturas hasta aproximadamente el 80 por ciento de sus puntos de fusión. Estas aleaciones incluyen las comúnmente referidas como superaleaciones, y generalmente están basadas en níquel, hierro, o cobalto. Por ejemplo, son adecuadas las aleaciones de primariamente hierro o níquel con aluminio e itrio. De preferencia, la aleación de los elementos calentadores 122 incluye aluminio, para mejorar adicionalmente el funcionamiento del elemento calentador; por ejemplo, mediante la provisión de resistencia a la oxidación. De preferencia, tanto los 'elementos calentadores 122 como el sustrato de metal 300 de los cubos, y de las hojas, son de cualquier aleación de Ni3Al ó FeaAl . La aleación descrita en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Pendiente, comúnmente cedida, con Número de Serie , presentada el 29 de diciembre de 1994 (Número de Caso PM 1767) , también se puede emplear. Los expertos en este campo pueden ver que se puede hacer muchas modificaciones, sustituciones, y mejoras, sin apar.tarse del espíritu y alcance de la presente invención como se describe y se define en la presente y en las siguientes reivindicaciones .

Claims (49)

REIVINDICACIONES
1. Un calentador para utilizarse en un artículo para fumar que tiene una fuente de energía eléctrica para calentar un medio con sabor a tabaco, ?omprendiendo este > calentador: un sustrato de material eléctricamente conductor; un aislador eléctrico depositado sobre cuando menos uña posición del sustrato; y un elemento calentador de resistencia eléctrica depositado sobre el aislador eléctrico, estando un primer extremo del elemento calentador eléctricamente conectado con el sustrato eléctricamente conductor, en donde un segundo extremo del elemento calentador y una porción del elemento calentador entre los primero y segundo extremos del elemento calentador, ee aislan eléctricamente del sustrato eléctricamente conductor mediante el aislador, en donde el sustrato y el segundo extremo del elemento calentador se adaptan para conectarse eléctricamente con la fuente de energía eléctrica, en donde ee forma un circuito de calentamiento resistivo para calentar el elemento de calentamiento, el cual a su vez calienta el medio de sabor de tabaco .
2. Un calentador para utilizarse en un artículo para fumar que tiene una fuente de energía eléctrica para calentar un cigarrillo cilindrico, comprendiendo el calentador: . un tubo cilindrico, de un material eléctricamente conductor, y provisto con una pluralidad de huecos a través del mismo para definir: (a) una pluralidad de hojas eléctricamente conductoras que definen un receptáculo para recibir un cigarrillo cilindrico insertado, y (b) un cubo de extremo común, eléctricamente conductor, adentro del artículo para fumar, extendiéndose las hojas, desde el cubo de extremo; un aislador eléctrico depositado sobre cuando menos una de la pluralidad de hojas eléctricamente conductoras,- un elemento calentador de resistencia eléctrica depositado sobre el aislador, estando un primer extremo de elemento calentador conectado eléctricamente con la cuando menos una de la pluralidad de hojas eléctricamente conductoras, y el segundo extremo del elemento calentador y una porción del elemento calentador entre los primero y segundo extremos están aislados eléctricamente de la cuando menos una hoja eléctricamente conductora, mediante el aislador; en donde el cubo de extremo se adapta para quedar en contacto eléctrico con la fuente de energía eléctrica, y el segundo extremo del elemento calentador se adapta para quedar en contacto eléctrico con la fuente de energía eléctrica, en donde se forma un circuito de calentamiento reeistivo para calentar el e.lemento calentador de resistencia eléctrica, el cual a su vez calienta el cigarrillo insertado.
3. Un calentador de acuerdo de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, caracterizado porque el aielador eléctrico se deposita sobre una superficie externa del tubo opuesta a una superficie del tubo que da hacia el cigarrillo insertado.
4. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la cuando menos una hoja, el aislador depositado, y el elemento calentador asociado, tienen coeficientes respectivos de expansión térmica para compensar la expansión térmica cuando se calienta el elemento calentador.
5. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, 3, ó 4, caracterizado porque los huecos se extienden longitudinalmente con. respecto al tubo para definir una pluralidad de hojas que se extienden longitudinalmente.
6. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, 3, ó 4, caracterizado porque los huecos están en espiral.
7. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque los huecos se dimensionan para minimizar la pérdida de calor desde un elemento calentador calentado y la hoja asociada hasta una hoja adyacente.
8. , Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado ' porque los huecos se dimensionan para minimizar el escape de vapores generados por el cigarrillo calentado.
9. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque el tubo comprende una entrada para insertar el cigarrillo, y una sección relativamente angosta para proporcionar un contacto íntimo con el cigarrillo insertado.
10. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, caracterizado porque la entrada tiene un diámetro ligeramente mayor que el cigarrillo insertado.
11. Un calentador de conformidad con lo reclamado en las reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el tubo comprende además una eección de garganta entre la entra y la sección angosta, teniendo la sección de garganta ün diámetro que disminuye gradualmente desde el extremo de entrada hasta la eección angosta. .
12. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 9, 10, u 11, caracterizado porque las hojas se inclinan hacia adentro" para definir la sección angosta. - '
13. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque la entrada se localiza en un extremo del tubo opuesto al cubo de extremo común, y se define por los extremos libres de las hojas.
14. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque adicionalmente comprende otro cubo de extremo localizado en un extremo opuesto del tubo desde el cubo de extremó común, definiendo el otro cubo de extremo, la entrada para insertar el' cigarrillo.
15 :. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque adicionalmente comprende otro cubo de extremo localizado en un extremo opuesto del tubo desde el cubo de extremo común.
16. Un calentador de conformidad con lo reclamado en .la reivindicación 15, caracterizado porque loe huecoe se extienden entre las hojas y el otro cubo de extremo.
17. Un calentador de conformidad con l,o reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 16, caracterizado porque adicionalmente comprende un contacto eléctrico positivo conectado eléctricamente con el segundo, extremo del elemento calentador.
18. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera- de las reivindicaciones 2 a 17, caracterizado porque adicionalmente comprende cuando menos dos aisladores eléctricos depositados respectivamente sobre cuando menos dos de la pluralidad de hojas, y un elemento calentador asociado depositado sobre cada uno de los aisladores, de tal manera que un primer extremo de cada elemento calentador asociado se conecta eléctricamente con la hoja asociada, en donde el cubo de extremo común sirve como un común eléctrico para los elementos calentadores asociados, y un segundo extremo de cada elemento calentador asociado se adapta para conectarse eléctricamente respectivamente a la fuente de energía eléctrica.
19. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18, caracterizado porque los aisladores y los elementos calentadores asociados se depositan sobre cada tercer hoja.
20. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18, caracterizado porque los aisladores se depositan sobre cada una de la pluralidad de hojas, y un elemento calentador asociado se deposita sobre cada tercer hoja.
21. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18, caracterizado porque la pluralidad de hojas que tienen un elemento calentador asociado, está relacionada con un número previamente .determinado de fumadas deseadae del cigarrillo insertado.
22. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18, caracterizado porque el número de hojas que tienen un elemento calentador asociado, es igual al número previamente determinado de fumadas .
23. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18, caracterizado porque el número de hojas que tienen un elemento calentador asociado, es igual al doble de, un número previamente determinado de fumadas deseadas del cigarrillo insertado. .
24. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18, caracterizado porque dos hojas que tienen un elemento calentador asociado se calientan de una manera resistiva simultáneamente.
25.- Un calentador de conformidad con lo reclamado en 'cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, caracterizado porque los aisladoree eléctricos se depositan sobre una superficie externa del tubo opuesta a una superficie del tubo que da hacia el cigarrillo insertado.
26. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones" 2 a 2,5, caracterizado porque se localizan perforaciones a través de cuando menos una de las hojas.
27. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 17, caracterizado porque el aislador eléctrico se deposita sobre una superficie interna del tubo, de tal .manera que el* elemento calentador da hacia el. cigarrillo insertado.
28. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las, reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material eléctricamente conductor del tubo cilindrico se selecciona a partir del grupo que consiste en aluminiuros de hierro y aluminiuros de níquel, y el elemento calentador comprende un material eléctricamente resistivo seleccionado a partir del grupo que consiste en aluminiuros de hierro y aluminiuros de níquel .
29. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo o sustrato eléctricamente conductor", comprende un aluminiuro de hierro, en donde el elemento calentador eléctricamente resistivo comprende un aluminiuro de hierro, y en donde el aislador eléctrico se selecciona a partir del grupo que consiste en alúmina, zirconia, mulita, y mezclas de alúmina y zirconia.
30. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anterioree, caracterizado porque el aislador comprende zirconia parcialmente estabilizada con itria.
31. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cuando menos, uno del sustrato o tubo eléctricamente conductor y el elemento calentador resistivo, comprende aproximadamente el 77.92 por .ciento de Ni, aproximadamente el 21.73 por ciento de Al, aproximadamente el 0.34.por ciento de Zr, y aproximadamente el 0.01 por ciento de B.
32. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo o sustrato eléctricamente conductor, comprende un aluminiuro de . níquel que tiene un modificador seleccionado a partir del grupo que consiste en Zr y B.
33. Un calentador de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento calentador comprende un aluminiuro de níquel que tiene un modificador seleccionado a partir del grupo que consiste en Zr y B.-
34. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18,' caracterizado porque el tubo cilindrico comprende además una hoja común de material eléctricamente conductor que se extiende desde el cubo de extremo común, adaptándose la hoja común para quedar en contacto eléctrico con la fuente de energía eléctrica.
35. Un calentador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 18, caracterizado porque el cubo común define una entrada para insertar el cigarrillo, en donde el primer extremo del elemento calentador es proximal en relación con el cubo común, y el segundo extremo del elemento calentador es distal en relación con el cubo común. i
36. Un calentador de conformidad con lo reclamado 5 en la reivindicación 13, caracterizado porque el primer extremo del elemento calentador es distal en relación con el cubo común, y el segundo extremo del elemento calentador es proximal en relación con el cubo común. '
37. Un método para formar un calentador para lt, utilizarse en un artículo para fumar eléctrico para calentar un cigarrillo cilindrico, comprendiendo el método los pasos de: proporcionar un material eléctricamente conductor; formar: (a) una pluralidad de hojas a partir del 15 material eléctricamente conductor, que tienen huecos entre las mismas, y (b) una sección de extremo común, extendiéndose las hojas desde la sección de extremo común; formar un aislador eléctrico sobre cuando menos una de la pluralidad de- hojas eléctricamente conductoras; 20 formar un calentador de resietencia eléctrica sobre el aislador eléctrico formado, de tal manera que un primer extremo del calentador está en contacto eléctrico con la cuando menos una hoja eléctricamente conductora,- formar un contacto eléctrico sobre un segundo 25 extremo del calentador formado,- y formar la pluralidad de hojas y la sección común en un receptáculo ' cilindrico para recibir un cigarrillo insertado.
38. Un método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 37, caracterizado porque los pasos de formar un aislador eléctrico y un calentador resistivo, se realizan enmascarando y rociando térmicamente los patrones respectivoe del aislador y el calentador resistivo.
39. Un método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 37 ó 38, caracterizado porque el paso de formar la pluralidad de hojas, comprende cortar con láser un tubo de material eléctricamente conductor para formar la pluralidad de hojae .
40. Un método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 37, 38, ó 39, caracterizado porque adicionalmente comprende formar la pluralidad de hojas antes del paso de formar un aislador eléctrico sobre el tubo.
41. Un método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 37, 38, 39, ó 40, caracterizado porque el paso de proporcionar comprende estampar una lámina de material eléctricamente conductor en un tubo.
42. Un método de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 37 a 41, caracterizado porque el paso formar la hoja comprende formar hojas que se extienden paralelas con respecto a un eje longitudinal del tubo .
43. Un método de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 37 a 41, caracterizado porque el paso formador de la hoja comprende formar hojas que son espirales en relación con un eje longitudinal de un tubo de material eléctricamente conductor.
44. Un método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 43, caracterizado porque las hojas en espiral se forman girando él tubo mientras* que se traslada una cortadora longitudinalmente en relación con el tubo giratorio.
45. Un método de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 37. a 44, caracterizado porque adicionalmente comprende girar un tubo de material eléctricamente conductor durante el paso de formar un aislador eléctrico.
46. El método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 45, caracterizado porque adicionalmente cpmprende girar el tubo entre cada paso de formar un calentador eléctricamente resistivo. A
47. Un método de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 37 a 46, caracterizado porque adicionalmente comprende estampar una hoja de material eléctricamente conductor para formar una sección común y una pluralidad de hojas que se extienden perpendicularmente desde la sección común en una dirección compartida, y enrollar la sección común para formar un cubo con la pluralidad de hojas extendiéndose desde el mismo para definir el receptáculo para recibir al cigarrillo cilindrico.
48. Un método de conformidad con lo reclamado en cualquiera de las reivindicaciones 37 a 46, caracterizado porque adicionalmente comprende estampar una lámina de material eléctricamente conductor para formar un cubo central y una pluralidad de hojas que se extienden radialmente desde el mismo, y doblar las hojas en la misma dirección para definir el- receptáculo para insertar el* cigarrillo cilindrico. .
49. Un método de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 48, caracterizado porque adicionalmente comprende doblar una sección de cada una de las hojas aproximadamente 180° hacia el cubo común formado, en donde el primer extremo del calentador se forma proximal al cubo común, y que además comprende formar una conexión eléctrica desde el segundo extremo del calentador a lo largo del segundo extremo doblado de la hoja hacia el cubo común.
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