Vorrichtung zum Abscheiden von Teer und anderen schädlichen Bestandteilen aus Tabakrauch Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Teer und anderen schädlichen Bestandteilen aus Tabakrauch.
Für die Behandlung von Tabakrauch und zur Abscheidung von Bestandteilen oder Fraktionen des selben sind schon zahlreiche Vorrichtungen, vor geschlagen worden. Die Abscheidung von Teeren stellt ein besonderes Problem dar, und zwar wegen ihrer bekannten schädlichen Wirkungen. Man hat für diesen Zweck schon Scheiben mit Sieben und Durchlässen verwendet.
Da der lichte Durchsass, der dem Rauchstrom zur Verfügung steht, ziemlich klein ist, anderseits jedoch ein Teil des Teeres beim Be trieb dieser Vorrichtungen abgeschieden wird, erlei det die Strömungsbewegung des Rauches eine Ein busse. Weiterhin gelingt es nicht, einen ausreichen den Anteil an den Teeren zu entfernen..
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine besonders wirksame Vorrichtung zur Abscheidung von Teer und. anderen schädlichen Bestandteilen aus Tabak rauch Du schaffen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Rauchdurchlasskanal und ein Abscheide mittel, welches so nahe am Aus:lassende des Rauch- durchlasskanals angeordnet isst und wobei die Ab- m:
essungen des Rauchdurchlasskanals so klein ge wählt sind, dass der angesaugte Rauch beim Auftref fen auf das Abscheidemittel eine hinreichend hohe Geschwindigkeit hat, damit der Teer und andere schädliche Stoffe durch den. Aufprall statt durch Expansion und Kondensation abgeschieden; werden. Die Erfindung wird anschliessend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Zigaret tenspitze, die eine Vorrichtung gemäss der Erfindung enthält, Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht der auseinan- dergenommenen Bestandteile der Zigarettenspitze, Fig. 3 einen Längsschnitt durch, die gesamte Spitze, Fig. 4 eine Stirnansicht des das Mundstück bil denden Endes der Spitze,
Fig. 5 eine Stirnansicht des die Zigarette aufneh menden Endes der Spitze, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 3, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 3, Fig. 8 einen abgebrochenen Längsschnitt einer Zigarette mit einer Vorrichtung gemäss der Erfin,
Jung und Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Zigaretten spitze mit einem wegwerfbaren Teil.
In der Darstellung der Fig. 1 bis 7 ,stellt die Ziffer 10 ein Rohr dar, das aus Metall, Kunststoff oder irgendeinem anderen geeigneten Material gefertigt sein kann:. Mit 11 ist ein Mundstückschaft bezeich net, der aus Kunststoff, aus einem zusammengesetz ten Material oder dergleichen gefertigt sein kann und mit dem Rohr 10, z. B. durch Aufstecken, verbun den ist.
Der Mundstückschaft 11 bildet am einen Ende ein Mundstück 12 mit einem Längskanal 13, der sich durch den Teil 11 erstreckt. Der Mundstückschaft 11 bildet am anderen Ende einen Teil 14, der sich in nerhalb des Rohres 10 erstreckt und an seinem freien Ende 15 verdickt ist, so dass er innerhalb des Rohres 10 abgedichtet ist.
Das Ende 15 ist zweckmässig napfförmig, wie bei 16 dargestellt, wodurch ein Rauchsammelraum gebildet wird. Der Rauch wird in den Kanal 17 gesaugt.
Der Kanal 17 hat eine bestimmte lichte Weite, weil erwünscht Bist, den durch das Ende 15 strömen- den Rauch zu veranlassen, sich auf eine Geschwin- digkeit zu beschleunigen, bei der die hohen Destil- lationsteere auf einer als Abscheidemmttel dienenden Aufschlagfläche 18 abgeschieden werden, die durch Schlitzen des Teiles 14 gebildet ist.
Es besteht eine bestimmte Beziehung zwischen derlichten Weite desKanals,17 und derAufschlagfläche 18 sowie hinsichtlich des Abstandles zwischen der Kanalmündung vor der Aufschlagfläche 18 und die ser, um zwei wichtige Ergebnisse zu erzielen. Ein Ergebnis ist die Sicherung eines genügenden Rauch durchganges und ausserdem die Abscheidung im wesentlichen aller Teere.
Gleichzeitig ermöglicht dies den Durchtritt der leichten aromatischen Rauch- antede und des Nikotins, die auf diese Weise dem Raucher den gewünschten Genuss verschaffen kön nen.
Der Teil 14 weist in seinem mittleren Abschnitt einen kleineren Aussendurchmesser auf, so dass eine Teersammelkaminer 19a zwischen ihm und dem Rohr 10 entsteht. Am, in Strömungsrichtung des Rauches gesehen, hinteren Abschnitt des Teiles 14 befindet sich ein Bund 20, welcher . ein.
Weiterwan dern der Teere verhindert. Nahe dem Bund 20 be findet sich ein Abschlussring oder Flansch 21, wobei zwischen den Teilen 20 und 21 ein Querdurchlass 22 vorhanden ist, welcher mit dem Mundstückkanal 13 in Verbindung steht. Auf diese Weise kann der Rauch vom Rauchsammelraum 16 durch den Kanal 17, den Schlitz 19, die Teersammelkammer 19a über den Bund 20 und schliesslich durch den Querdurchlass 22 in den Kanal 13 des Mundstückes 12 gelangen.
---Jler-Rauch-erhältin dem kurzen-Kanll=17-eine_ hohe Geschwindigkeit, und er trifft in dem Augen blick, wo sich die Rauchgeschwindigkeit wieder ver mindert, auf die Wand 18. Dadurch scheiden sich die Teere auf der Aufschlagwand 18 ab. Beim Weiter wandern des Rauches werden die abgeschiedenen Teere mitgenommen und wandern längs der Aussen- wand des Innenteiles 14 in Richtung auf das Mund stück 12, bis sie auf den Bund' 20 treffen.
Nachdem dies einmal geschehen ist, beginnt sich der Teer in entgegengesetzter Richtung anzusammeln, wobei er die Kammer 19a anfüllt und dabei stets an dem Teil 14 haftet. Wird der Teil 11 aus dem Rohr 10 ge zogen, so kann das Teermaterial von dem Teil 14 leicht abgewischt werden, worauf man diesen saube ren Teil dann wieder in die in Fig. 3 ersichtliche Stel lung bringt. Sollte sich.
Teer an den: Innenwänden des Rohres 10 ansammeln, so wird dieser Teer beim Zu rückziehen des Teiles 11 selbsttätig entfernt, indem das Ende 15 als Abstreifer für die Innenwand! des Rohres 10 dient.
Der Teil<B>11</B> kann aus jedem geeigneten Material gefertigt sein. Gewisse Kunststoffe, wie z. B. Nylon, sind besondors vorteilhaft, und zwar wegen ihrer Nachgiebigkeit. Dadurch ist ein leichtes Aufsetzen des Rohres 10 möglich, und zwar trotz einer wirk samen Abstreifung und Abdichtung des Rohres 10.
Der am Ende 15 gebildete Napf 16 ist nicht nur vor- teilhaft zur Bildung des Rauchsammelraumes, son dern bildet zugleich dünne federnde Umfangskanten, wodurch das Abstreifen und Abdichten des Rohres 10 verbessert wird.
Nach dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Aufschlagfläche 18 innerhalb des Teiles 14 angeordnet, indem sie einen integrierenden Bestand teil desselben darstellt. Es ist jedoch auch möglich., die Abscheidemittel in anderer Weise zu bilden, z. B. durch einen üblichen Zellulosefilter.
Gemäss Fig. 8 ist die Zigarette 23 innerhalb eines Papierröhrchens oder innerhalb einer Umwicklung 24 gehalten. In dem an der Zigarette befindlichen Ende dies Röhrchens 24 befindet sich ein Zellulose- filter 25. Am anderen Ende des Röhrchens 24 ist -ein anderes Filter 26 vorgesehen. Zwischen den Fil tern. 25 und 26 befindet sich eine Wand 27 aus formbarem Material, wie z.
B. Holzmehl, Holzpulver, Kunststoff oder anderem, im wesentlichen rauch undurchlässigem Stoff. Die Wand 27 hat einen Durchlass 28 und auf jeder Stirnseite eine konkave Fläche 29 bzw. 30.
Das Filter 25 dient bei der Ausführung nach Fig. 8 dazu, den Durchlass 28 gegen Tabakteilchen zu schützen, während das Filter 26 als Te.erabscheide- mittel wirkt. Die napfförmiae Fläche 29 bildet einen Sammelraum für den Rauch, der dann in den Rauch- d'urchlasskanal 28 eintritt, während die andere napf- förmige Fläche 30 zusammen mit der ihr gegenüber liegenden Stirnseite des Filters 26 eine Kammer bil det.
Der Rauchsammelraum vor dem Rauchdurchlass- kanal 28 trägt zur wirksamen Abscheidung von Teer -aaus--4m-Rauch beträchtlich, bei.
Gewünschtenfalls kann der Rauchsammelraum erheblich vergrössert werden, und er ermöglicht es, den Rauch mit höherer Geschwindigkeit durch den Kanal 28 zu saugen, als dies sonst angängig wäre, weil der Rauch durch die sen Raum frei strömt und nicht einer Reibung an der Tabakmasse ausgesetzt ist. Die erhöhte, sich aus der Anordnung :
eines Rauchsammelraumes ergebende Geschwindigkeit bewirkt eine bessere Tee.rabschei- dung, weil der Rauch mit höherer Geschwindigkeit auf das Filter 26 trifft. Das aus den. Teilen 24 bis 30 bestehende Mundstück kann getrennt zusammen- ge,setzt und auf eine Zigarette aufgesteckt werden. Man kann das, Mundstück aber auch zusammen .mit der Zigarette bei ihrer Herstellung formen.
In diesem Falle kann das Rohr 24 der gleiche Kork- oder glatte Umwickler sein, der bei der Herstellung von Filter zigaretten benutzt wird.
Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 9 findet ein wegwerfbares Rohr 31 Verwendung, das in der Mitte eine Abschlusswand 32 mit einem Durchlass 33 aufweist. Das eine Ende 34 des Rohres 31 dient zurr Aufnahme der nicht dargestellten Ziga rette, während es an der diesem Ende abgekehrten Seite eine Kammer 35 zur Aufnahme eines als Ab scheideelement dienenden Filters 36 hat. Ein Mund stück 37 hat einen abgesetzten Endteil 38, der in die Kammer 35 eingesteckt wird.
Ferner hat das: Mund stück 37 einen Längskanal 39, der mit der Kammer 35 in Verbindung steht. Ein Stift 40 ist mit einem Ende in den Körper des Mundstückes 37 abnehmbar eingebettet, ragt mit seinem freien anderen Ende in das Filter 36 hinein und sichern damit den Zusam menhalt des Mundstückes 37 mit dem Filter 36.
Der Rauchdurchlasskanal 33 kann mit dem vor- deren Ende des Filters 36 zusammenfallen. Wenn das Filter 36 mit Teer gesättigt ist, kann man das ganze Rohr 31 mit dem Filter 36 wegwerfen und dafür ein neues Rohr mit Filter aufsetzen,.
Der Stift 40 dient gegebenenfalls zur Entfernung des abgebrannten Zi garettenendes innerhalb des Rohrendes 34 .und: ausser dem zur Reinigung dies Rauchdurchlasskanals 33 und ist zu diesem Zweck, wie vorerwähnt, vom Mund stück 37 abnehrnbar.
Obwohl die Grösse des Rauchd!urchlasskanals und der Abstand des Abscheidemittels von diesem Kanal verschieden sein können, und zwar in Abhängigkeit von der Art dies Rauches, der Dichte der Zigaretten masse usw., so kann doch gesagt werden, dass im all gemeinen gute Resultate erzielbar sind, wenn:
der Kanaldurchmesser 0,635 bis 0,965 mm beträgt, was Querschnittsflächen von 0,316 bis, 0,730 mm2 er gibt. Sehr gute Resultate wurden erzielt, wenn der Durchmesser 0,711 bis 0,813 mm und damit die Querschnittsfläche 0,396 bis 0,518 mm2 beträgt. Bei spielsweise wurde häufig ein Durchlass mit einem Durchmesser von 0;762 mm :und einer Querschnitts- fläche von 0,456 mm9- verwendet.
Auf diese Weise erzielt man eine ausgezeichnete Teerabscheidung und einen leichten Zug.
Die kritische Kanalgrösse steht mit dem- Ab-, scheidemittel in Zusammenhang, das so nahe wie möglich an der Kanalmündung liegen soll, wie dies mit einem freien F7uss der angesammelten Teere, das heisst ohne Störung des Teerabflusses von der Ab- scheidungsstelle weg verträglich ist. In der Praxis hat sich ein Bereich von etwa 0,254 bis 6,35 mm als zweckmässig erwiesen.
Ein bevorzugter Abstand be trägt 1,27 bis 2,54 mm. Bei den beschriebenen Aus führungsformen befindet sich das Abscheidemittel in einem Abstand von 2,381 mm von der Kanahnün- dung, was ungefähr das Dreifache des Kanaldurch messers ausmacht.
Die sich aus der dargestellten Vorrichtung er gebende Arbeitsweise ist von der Arbeitsweise von Kühlvorrichtungen verschieden, welche bisher für Zigaretten benutzt wurden. Die Kühlvorrichtungen bewirken eine Kühlung des Rauches am Umfang, er lauben jedoch, d,
ass wesentliche innengelegene Teer anteile bis zu dem Raucher gelangen. Bei der Vor richtung nach der Erfindung wird jedoch der ge samte Querschnitt des Rauchstromes der Wirkung des A:bscheidemittels unterworfen, so dass die Teere und andere schädliche Stoffe durch das mit hoher Geschwindigkeit erfolgende Auftreffen: des Rauches auf das Abscheidemittel abgeschieden werden.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer Zigarette erläutert wurde, so liegt es doch auf der Hand, dass sie in jedem Falle anwendbar ist, wo es sich um die Behandlung von Rauch aus anderen Ta- bakprodukten handelt und ebenfalls das Problem der Teerabscheidung auftritt.
Apparatus for Separating Tar and Other Harmful Components from Tobacco Smoke The invention relates to a device for separating tar and other harmful components from tobacco smoke.
For the treatment of tobacco smoke and for the separation of components or fractions of the same, numerous devices have already been proposed. The separation of tars presents a particular problem because of its known deleterious effects. Discs with sieves and passages have already been used for this purpose.
Since the clear passage that is available to the smoke flow is quite small, on the other hand, however, part of the tar is deposited when operating these devices, the flow movement of the smoke erlei det a bus. Furthermore, it is not possible to remove a sufficient proportion of the tars ..
The object of the invention is now to provide a particularly effective device for separating tar and. other harmful ingredients from tobacco you smoke create. The invention is characterized by a smoke passage channel and a separator which is arranged so close to the outlet end of the smoke passage channel and where the dimensions are:
The measurements of the smoke passage are selected to be so small that the sucked in smoke has a sufficiently high speed when it hits the separator, so that the tar and other harmful substances pass through the. Impact deposited rather than expansion and condensation; will. The invention will then be explained in more detail using the drawing, for example.
1 shows a diagrammatic view of a cigarette holder containing a device according to the invention, FIG. 2 shows a diagrammatic view of the disassembled components of the cigarette holder, FIG. 3 shows a longitudinal section through the entire tip, FIG Front view of the end of the tip forming the mouthpiece,
Fig. 5 is an end view of the end of the tip receiving the cigarette, Fig. 6 is a section along the line 6-6 in Fig. 3, Fig. 7 is a section along the line 7-7 in Fig. 3, Fig. 8 is a broken longitudinal section of a cigarette with a device according to the inventor,
Jung and Fig. 9 is a longitudinal section through a cigarette tip with a disposable part.
In the illustration of Figs. 1 to 7, the numeral 10 represents a tube which can be made of metal, plastic or any other suitable material :. 11 with a mouthpiece shaft is designated net, which can be made of plastic, from a composite th material or the like and with the tube 10, for. B. by plugging, the verbun is.
The mouthpiece shaft 11 forms at one end a mouthpiece 12 with a longitudinal channel 13 which extends through the part 11. The mouthpiece shaft 11 forms at the other end a part 14 which extends inside the tube 10 and is thickened at its free end 15, so that it is sealed within the tube 10.
The end 15 is expediently cup-shaped, as shown at 16, whereby a smoke collecting space is formed. The smoke is sucked into the channel 17.
The channel 17 has a certain clear width, because it is desirable to induce the smoke flowing through the end 15 to accelerate to a speed at which the high distillation tars are deposited on an impact surface 18 serving as a separator which is formed by slitting the part 14.
There is a certain relationship between the clear width of the channel 16, 17 and the impact surface 18, as well as the distance between the channel mouth in front of the impact surface 18 and this, in order to achieve two important results. One result is the assurance of sufficient smoke passage and also the separation of essentially all tars.
At the same time, this enables the light, aromatic smoke and nicotine to pass through, which in this way can provide the smoker with the desired enjoyment.
The part 14 has a smaller outside diameter in its central section, so that a tar collecting chimney 19a is created between it and the pipe 10. At the rear section of the part 14, seen in the flow direction of the smoke, is a collar 20, which. one.
The tar prevents further migration. A closing ring or flange 21 is located near the collar 20, with a transverse passage 22 between the parts 20 and 21 which is connected to the mouthpiece channel 13. In this way, the smoke can get from the smoke collecting space 16 through the duct 17, the slot 19, the tar collecting chamber 19a via the collar 20 and finally through the transverse passage 22 into the duct 13 of the mouthpiece 12.
--- Jler-Rauch-receives in the short-channel = 17-a_ high speed, and at the moment when the smoking speed decreases again it hits the wall 18. As a result, the tars are deposited on the impact wall 18 . As the smoke continues to migrate, the separated tars are carried along and migrate along the outer wall of the inner part 14 in the direction of the mouthpiece 12 until they hit the collar 20.
After this has happened once, the tar begins to accumulate in the opposite direction, filling the chamber 19a and always adhering to the part 14. If the part 11 is drawn from the pipe 10 ge, the tar material can be easily wiped off the part 14, whereupon this clean Ren part then brings it back into the position shown in FIG. 3. Should.
Tar on the: Collect the inner walls of the pipe 10, this tar is automatically removed when the part 11 is withdrawn by the end 15 as a scraper for the inner wall! of the tube 10 is used.
The part <B> 11 </B> can be made of any suitable material. Certain plastics, such as B. nylon, are particularly advantageous because of their compliance. This enables the pipe 10 to be easily placed on, despite the fact that the pipe 10 is effectively stripped off and sealed.
The cup 16 formed at the end 15 is not only advantageous for forming the smoke collecting space, but also forms thin, resilient peripheral edges at the same time, which improves the stripping and sealing of the pipe 10.
According to the embodiment described above, the impact surface 18 is arranged within the part 14 by being an integral part of the same. However, it is also possible. To form the separating means in other ways, e.g. B. through a conventional cellulose filter.
According to FIG. 8, the cigarette 23 is held within a paper tube or within a wrapping 24. A cellulose filter 25 is located in the end of this tube 24 located on the cigarette. At the other end of the tube 24, another filter 26 is provided. Between the filters. 25 and 26 is a wall 27 made of malleable material, such as.
B. wood flour, wood powder, plastic or other, essentially smoke-impermeable material. The wall 27 has a passage 28 and a concave surface 29 or 30 on each end face.
In the embodiment according to FIG. 8, the filter 25 serves to protect the passage 28 against tobacco particles, while the filter 26 acts as a Te.erabscheide- means. The cup-shaped surface 29 forms a collecting space for the smoke, which then enters the smoke passage channel 28, while the other cup-shaped surface 30 forms a chamber together with the opposite end of the filter 26.
The smoke collecting space in front of the smoke passage channel 28 contributes considerably to the effective separation of tar -aaus-4m smoke.
If desired, the smoke collecting space can be enlarged considerably, and it enables the smoke to be sucked through the channel 28 at a higher speed than would otherwise be possible because the smoke flows freely through this space and is not exposed to friction on the tobacco mass. The increased, from the arrangement:
The speed resulting from a smoke collecting space causes better tea separation because the smoke hits the filter 26 at a higher speed. That from the. Parts 24 to 30 existing mouthpieces can be put together separately, placed and attached to a cigarette. You can shape the mouthpiece but also together with the cigarette during its manufacture.
In this case, the tube 24 can be the same cork or smooth wrapper that is used in the manufacture of filter cigarettes.
In the modified embodiment according to FIG. 9, a disposable tube 31 is used which has an end wall 32 with a passage 33 in the middle. One end 34 of the tube 31 serves to receive the cigarette, not shown, while on the side facing away from this end it has a chamber 35 for receiving a filter 36 serving as a separating element. A mouthpiece 37 has a remote end portion 38 which is inserted into the chamber 35.
Furthermore, the mouthpiece 37 has a longitudinal channel 39 which is in communication with the chamber 35. One end of a pin 40 is detachably embedded in the body of the mouthpiece 37, its free other end protrudes into the filter 36 and thus secures the cohesion of the mouthpiece 37 with the filter 36.
The smoke passage 33 can coincide with the front end of the filter 36. When the filter 36 is saturated with tar, the entire tube 31 with the filter 36 can be thrown away and a new tube with filter can be put on.
The pin 40 serves, if necessary, to remove the burnt cigarette end inside the pipe end 34. And: in addition to cleaning this smoke passage channel 33 and for this purpose, as mentioned above, can be removed from the mouthpiece 37.
Although the size of the smoke passage channel and the distance between the separating means and this channel can be different, depending on the type of smoke, the density of the cigarette mass etc., it can be said that generally good results can be achieved are if:
the channel diameter is 0.635 to 0.965 mm, which gives cross-sectional areas of 0.316 to 0.730 mm2. Very good results have been achieved when the diameter is 0.711 to 0.813 mm and thus the cross-sectional area 0.396 to 0.518 mm2. For example, a passage with a diameter of 0.762 mm: and a cross-sectional area of 0.456 mm9 was often used.
In this way, excellent tar removal and easy draft are achieved.
The critical channel size is related to the separating means, which should be as close as possible to the channel mouth, as is compatible with a free flow of the accumulated tar, that is, without disturbing the tar drainage away from the separating point. In practice, a range of approximately 0.254 to 6.35 mm has proven to be appropriate.
A preferred distance is 1.27 to 2.54 mm. In the embodiments described, the separating means is located at a distance of 2.381 mm from the channel opening, which is approximately three times the channel diameter.
The operation of the device shown is different from the operation of cooling devices which have been used for cigarettes. The cooling devices effect a cooling of the smoke on the periphery, but allow, d,
that essential internal tar components reach the smoker. In the device according to the invention, however, the entire cross-section of the smoke flow is subjected to the action of the separating agent, so that the tars and other harmful substances are separated out by the high-speed impact of the smoke on the separating agent.
Although the invention has been explained in connection with a cigarette, it is obvious that it can be used in any case where the treatment of smoke from other tobacco products is involved and the problem of tar separation also arises.