Filtermundstück für Rauchwaren, insbesondere Zigaretten Es ist bekannt, dass Tabakrauch ein sog. Aerosol darstellt, nämlich ein Gemisch von Rauchgasen mit dar in suspendierten Flüssigkeitsteilchen, die sich aus einer sehr grossen Zahl von verschiedenen chemischen Ver bindungen zusammensetzen. Durch Untersuchungen mit dem Elektronenmikroskop wurde festgestellt, dass diese Teilchen sphärische Form und einen Durchmesser von etwa 0,0005 mm haben.
Die Aufgabe der Zigarettenfilter ist es, mindestens einen Teil dieser Teilchen daran zu hindern, in den Mund und in die Atmungsorgane des Rauchers einzu dringen. Die Bedingungen, die an einen solchen Filter gestellt werden müssen, sind neben einem kleinen Luft widerstand vor allem ein kleines Volumen, das durch die zulässige Grösse eines Zigarettenmundstückes be stimmt ist, leichte Fabrikationsmöglichkeit in Gross- serien und die Verwendbarkeit von billigem Material.
Die sehr geringe Grösse der Rauchteilchen verun- möglicht die Verwendung von Siebfiltern. Die Siebporen müssten einen Durchmesser haben, der etwas kleiner als der Durchmesser der Rauchteilchen ist. Selbst wenn es möglich wäre, ein solches Material billig zu beschaf fen, wäre dessen Widerstand so hoch, dass eine An wendung nicht in Frage käme.
Die heute praktisch verwendeten Zigarettenfilter ar beiten nach dem Prinzip der Aufprallfilter. Dem Rauch strom sollen eine möglichst grosse Zahl von kleinen Hindernissen in den Weg gestellt werden, an denen die Rauchteilchen aufprallen und ausgeschieden werden, während die Rauchgase unter möglichst kleiner Ablen kung von ihrem Weg weiterströmen sollen.
Während früher Crepepapierfilter, teilweise unter Zugabe von Watte verwendet wurden, gibt man heute dem reinen Faserfilter den Vorzug. Meist werden Kunst fasern in Form von als endloser Faden gesponnenem Celluloseacetat verwendet. Um die Zahl der kleinen Prallflächen zu vergrössern, wurde auch schon ein fei nes Pulver auf die Fasern aufgebracht. Dieses Pulver kann eine aktive Oberfläche besitzen, so dass neben der rein mechanischen Filterwirkung eine zusätzliche Adsorption der gasförmigen Bestandteile des Rauches erreicht wird.
Mit Filtern der letztgenannten Art wurden die bis her besten Resultate erzielt. Alle diese mit Prallwirkung arbeitenden Zigarettenfilter haben jedoch den grund sätzlichen Nachteil, dass ihre Wirksamkeit abhängig ist vom Widerstand; d. h. eine gute Wirksamkeit geht auf Kosten eines erhöhten Widerstandes des Filters.
Die vorliegende Erfindung bezweckt ein Filtermund stück für Rauchwaren, insbesondere für Zigaretten zu schaffen, das nach einem anderen, in der Technik an sich bekannten Prinzip arbeitet.
Das Filtermundstück ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass es ei nen Filterkörper mit einem einseitig geschlossenen Hohl raum aufweist, wobei der Hohlraum durch mindestens eine düsenartige Durchtrittsöffnung für den Rauch mit einer Aussenseite des Filterkörpers verbunden ist, und dass diese Durchtrittsöffnung mindestens annähernd tangential an die Innenfläche des Hohlraumes mündet, um dem Rauch beim Eintritt in den Hohlraum eine Rotationsbewegung zu erteilen, zum Zwecke, die aus dem Rauch auszuscheidenden Teilchen durch Flieh kraftwirkung auf der Oberfläche des Hohlraumes ab zulagern.
Vorzugsweise ist die Durchtrittsöffnung in Richtung des Rauchgasstromes konisch verjüngt ausgebildet. Da durch wird eine bessere Wirbelung und dadurch Zu sammenballung der einzelnen Tröpfchen erzielt. Zur weiteren Erhöhung der Wirbelbildung kann die Ober fläche des Hohlraumes aufgerauht oder gerillt ausge bildet werden.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbei spiele von erfindungsgemässen Filtermundstücken dar gestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt nach Linie I-I in Fig. 2 durch eine erste Ausführungsform eines Filtermund stückes, Fig.2 eine Draufsicht auf das Mundstück nach Fig. 1, Fig. 3 eine Variante der Fig. 1,
Fig.4 einen Längsschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 5 durch eine zweite Ausführungsform eines Filter mundstückes, Fig.5 eine Draufsicht auf das Mundstück nach Fig. 4 und Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Zigarettenende mit einer weiteren Ausführungsform eines Filtermund stückes. Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Filtermund stück weist einen zylindrischen Hohlkörper 1 mit ei nem durchgehenden Hohlraum 2, 2a auf. Der Hohl raum 2 ist zylindrisch, der Hohlraum 2a sich konisch erweiternd ausgebildet.
An der oberen Stirnseite ist ein ringförmiger Vorsprung 4 vorgesehen, von dem, wie Fig. 2 erkennen lässt, ein segmentartiges Stück 4a weg geschnitten ist. Die Mündung des Hohlraumes 2 ist durch ein Deckplättchen 5 abgedeckt, das eine sich von aus sen nach innen düsenartig verengende Durchtrittsöff- nung 6 aufweist.
Das Deckplättchen 5 ist dichtend in den Vorsprung 4 eingepresst oder eingeklebt, derart, dass die äussere Mündung der Durchtrittsöffnung in der Zone des weggeschnittenen Stückes 4a liegt. Die Durch trittsöffnung 6 ist dabei derart angeordnet, dass die in nere Mündung annähernd tangential an die zylindrische Innenfläche des Hohlraumes 2 gerichtet ist. Der Hohl körper 1 kann beispielsweise aus Holz gedreht oder aus Kunststoff gespritzt oder gepresst werden.
Das Deck plättchen 5 wird beispielsweise aus Aluminiumblech in einem Arbeitsgang gestanzt und gepresst oder aus Kunststoff gespritzt.
Das Mundstück wird am einen Ende einer Zigarette befestigt, derart, dass sich der Tabak an das Deck plättchen 5 anschliesst, wobei zwischen dem Tabak und dem Deckplättchen noch ein Zwischenfilter eingefügt werden kann.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante der Fig. 1, bei wel cher das Deckplättchen 5 aufgeklebt ist.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform ei nes Filtermundstückes, bei welchem im Hohlkörper 1 vier Hohlräume 2 vorgesehen sind und demzufolge das Deckplättchen 5 auch vier sich düsenartig verengende Durchtrittsöffnungen 6 aufweist. Es wäre natürlich auch möglich, in einen einzigen Hohlraum 2 zwei oder mehrere Durchtrittsöffnungen tangential einmünden zu lassen.
In Fig. 6 ist das Filterende einer Zigarette im Längs schnitt dargestellt. An den vom Zigarettenpapier 11 umschlossenen Tabak 10 schliesst sich eine Karton hülle 12 an. Diese umschliesst einen ersten Vorfilter 13, einen erfindungsgemäss ausgebildeten Filter mit Filterkörper 1 und einen weiteren Filter 14. Die Filter 13 und 14 können beliebige, bekannte Filter, beispiels weise Faserstoff-Filter sein.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, das Filter mundstück als separate Einheit auszubilden, in das dann vom Raucher beliebige Fabrikate von filterlosen Zigaretten eingesteckt werden können. Ferner könnte die Durchtrittsöffnung 6 anstatt in einem separaten Abdeckplättchen angeordnet zu werden, direkt in den einseitig geschlossen ausgebildeten Filterhohlkörper ge bohrt werden. Die Wirkungsweise der beschriebenen Filtermund stücke ist folgende: Wenn der Raucher einen Zug nimmt, tritt ein Rauchstrom durch die sich verengende Durchtrittsöffnung 6 tangential in den Hohlraum 2 ein.
Infolge der Verengung der Öffnung 6 wird die Ge schwindigkeit des Rauches stark erhöht. Beim Austritt des Rauches in den Hohlraum 2 tritt einerseits eine Expansion und dadurch eine starke primäre Wirbelung der im Rauch enthaltenen Flüssigkeitsteilchen ein, wo durch sich diese zu grösseren und dadurch schwereren Tröpfchen zusammenballen. Da nun aber die Durch trittsöffnung 6 tangential gegen die zylindrische Innen fläche des Hohlraumes 2 gerichtet ist, werden die unter sich ungeordnet wirbelnden schwereren Tröpfchen ei ner übergeordneten Rotationsbewegung unterworfen.
Dadurch unterliegen sie der Wirkung der Fliehkraft und werden gegen die Wand des Hohlraumes 2 ge schleudert und dort abgelagert. Da vorwiegend die grösseren Tröpfchen infolge ihres höheren Gewichtes der Wirkung der Fliehkraft unterliegen, ist es zweck- mässig, die primäre Wirbelbildung und dadurch das Zusammenballen der Teilchen zu grösseren Tröpfchen durch Aufrauhung oder Rillung der Innenwand des Hohlraumes 2 zu fördern.
Da anderseits bei gegebener Eintrittsgeschwindigkeit des Rauches in den Hohlraum 2 eine schnellere Rotation, also eine um so grössere Winkelgeschwindigkeit erzielt wird, je kleiner der Durch messer des Hohlraumes 2 ist, wird auch die Fliehkraft- wirkung um so grösser, je kleiner der genannte Durch messer ist, da die Fliehkraft quadratisch mit der Win kelgeschwindigkeit zunimmt, während sie nur linear vom Radius der rotierenden Teilchen abhängt. Durch geeignete Dimensionierung der Grösse und der Anzahl der Durchgangsöffnungen 6 sowie des Durchmessers des Hohlraumes 2 und der Anzahl dieser Hohlräume, können deshalb die Filterwirkung und der Filterwider stand weitgehend beeinflusst werden.