CN101627836A - 带轴向喷射口多区间分流的卷烟过滤嘴 - Google Patents

Abstract

本发明一种带轴向喷射口区间分流的卷烟过滤嘴，涉及卷烟技术，包括烟嘴身、过滤芯；过滤芯体的中心连接柱上环形凸设有三个圆盘；大圆盘靠近插烟座敞口，其周圆和形状与两台阶间内壁相适配，固接于两台阶间，其远离插烟座的端面卡于第二台阶处；大圆盘上有四个小孔；中圆盘位于大圆盘内侧，大、中圆盘间由中心连接柱上辐射出四条相互垂直的隔墙，隔墙轴心方向的两侧分别与大、中圆盘表面固接，形成增压腔；在大圆盘上隔出的每一增压腔内有一小孔；中、小圆盘之间裸露的中心连接柱构成导流杆，导流杆尾部固接小圆盘；小圆盘与吸嘴有一距离。本发明的过滤嘴有效地滤除卷烟燃烧后生成的焦油及粒相物，改善烟质，从而使释放的烟气刺激性大大降低。

Description

带轴向喷射口多区间分流的卷烟过滤嘴

技术领域

本发明系一带轴向喷射口多区间分流的烟嘴，涉及卷烟过滤嘴技术领域，是一种采用流体射流增压技术滤除卷烟烟雾中的烟焦油及其他粒相物的过滤装置。

背景技术

烟草工业堪称全世界最古老的产业，但却是最赚钱的工业，究其原因是因为卷烟是一次性消费的，一支卷烟烧完为止，不可再生，消耗了还要再去买，于是一个轮子滚起来了，就不会停下来，它的历史可追述到五百多年前，五百年来，凡是涉及人类衣食住行及其延伸出来的行业令人目不暇接，其中大部分行业的科技发展更是日新月异，惟独烟草工业在技术上的进步乏善可陈，特别在最敏感的课题去除烟焦油危害上没有实质性的进步，唯一可以称的上改进的也就是二十世纪五六十年代起在卷烟尾部添加了一段化纤过滤嘴，意在阻隔部分烟焦油的释放，这一技术沿用至今，已将有半个世纪了，但是化纤过滤嘴的去除焦油效果并不显著，以至于在中国的国标中也无法对其过滤烟焦油的功效确定定量的指标。

烟民对卷烟的认识，事实上与五百年前无多大差别，相当一部分烟民至今还是以刺激性强，有呛人感觉，烧喉咙为嗜烟的乐趣，但是随历史的进程科技的普及，对烟焦油的危害性逐渐被渐渐多起来的人所认同，因此，卷烟工业生产的卷烟也逐渐趋“淡”，文革中曾经销路不错的“阿尔巴尼亚香烟”及文革后一种模仿外烟味的“醒宝牌”香烟早已退出市场就是一个证明，实际上烟民并不知道卷烟在生产环节中的种种技术指标，烟草行业在技术质量评价测试中有两项指标是值得重视的，一个是刺激性，一个是杂气，这两项指标均为感官指标，有评烟师来评判，只要是卷烟，这两项指标就是迈不过去的两道坎，是卷烟无法根除的两大难题，而这两项指标与烟焦油的释放是密不可分的，要在卷烟原材料上动脑筋显然已经不现实，理论上讲大量地去除烟叶上的焦油量不是办不到的，但是往往会带来烟碱(即尼古丁)的损失，没有尼古丁，卷烟实际上就不是卷烟了，烟民就没有烟瘾了，这等于是卷烟自己消灭了自己，也是烟草公司所不愿看到的。一个是刺激性，一个杂气，如前所述，都离不开烟焦油，问题是这两项指标不是一成不变的，它们是动态的，为什么这样讲？烟民都有一个共同的感受：吸一支烟往往是刚点燃的时候第一口烟口感最好，接下来，越是往后面吸烟气就越呛人，刺激性就越强，杂气也越多，感觉上烟味已经变了，什么原因？这就是下面要揭示的烟焦油叠加浓缩动态释放的现象。

不论什么牌子的卷烟，都由烟杆和化纤过滤嘴组合而成，正如化纤过滤嘴有一定的过滤阻隔作用一样，长长的烟杆自身对燃烧中的烟头所产生的烟雾也有过滤和阻隔的作用，不妨把一支卷烟从长度上成分N等份，在点燃第一段抽吸时，第二段到第N段实际也在过滤、截留、阻隔第一段烟杆燃烧时产生的焦油和粒相物；当烟杆燃烧到第二段的时候第二段的烟丝固然会产生焦油和粒相物，但不要忘记，同时燃烧的还有第一段烟杆燃烧时被第二段烟杆截留下来的焦油和粒相物；注意，这次燃烧的焦油和粒相物是被第二次燃烧了；第三段烟杆燃烧除自身烟丝燃烧外，同时又将被其截留过滤的第一段、第二段焦油和粒相物第三次燃烧。依次类推，烟焦油和粒相物就是这样被多次地截留，又多次被燃烧，燃烧一次就浓缩一次，烟民吸到口中的烟气中有被燃烧过一次的焦油，但绝大部分是被第二次第三次……第(N-1)次燃烧的焦油和粒相物，越吸到后面，越刺激越呛人也就不难理解了。

需要指出，多燃烧一次，就多浓缩一次，焦油的释放就是这样一个叠加浓缩动态释放的过程，由此也可以看出，静态的测定是多么的不科学，这一点，我们称为“叠加浓缩动态释放”现象。五百多年来，卷烟永远是一根长长的烟杆，现今加了一段化纤过滤嘴起不了多大的作用，有文献资料披露的数据，纤维之间的间隙难以截留直径小于0.1微米(万分之1毫米)至1纳米(百万分之一毫米)的细小固体状物质形成的烟雾，加之化纤自身在生产过程中形成的成千上万个细小纤维在抽烟过程中逸出，吸入肺中，类似塑料饭盒1000年都不会降解，形成新的污染，同时化纤过滤嘴也不能解决烟焦油叠加浓缩动态释放过程中造成的烟气刺激性逐步加大的问题。

长长的烟杆加了一段化纤过滤嘴，这是卷烟永远也无法改变的物理形态，并且已形成固定的产业链，要解决刺激性、杂气，解决越吸越刺激越吸越呛人的任务势必落在二次过滤装置的肩上，就是说，须有一个装置，这一装置要有效地过滤焦油，且对叠加浓缩的动态释放现象进行有效遏制，这就是本发明所要解决的课题。

本发明所依据的原理是：1.只要有压力差，流体就会从压力高处流向压力低处；2.流体，特别是油状液体具有可以射流的先天条件，这是射流原理；3.凡具有一定速度的油状液体，一旦沾附于固体表面，就会附着在固体壁上，这是附壁原理；4.凡是油状液体，当一部分油状液体附壁后，会对后续到来的油状液体产生粘附作用，这是积聚原理。本发明，就是要制造出一个结构，将这三个原理组合起来，形成一个系统装置，以达到过滤焦油的目的，须指明的是吸烟时所产生的焦油，因卷烟烟丝中含有一定量的水分，所以产生的焦油是湿焦油，是油和水的混合物，正符合油状液体的各项特性。

发明内容

本发明的目的是为克服现行化纤过滤嘴的缺陷，提供一种纯物理结构的过滤嘴，其本身非但不产生细小纤维，而且能将化纤过滤嘴产生的细小的纤维截留住，且因势利导，综合运用流体4个原理使湿焦油通过射流析出，粘附于一个设计好的壁上，从而对后续到来的焦油起到粘附作用，并且使其越聚越多，对叠加浓缩动态释放的焦油实施对冲，从而达到：

1.有效地过滤与截留烟焦油及粒相物，以降低刺激性；

2.对随吸烟过程叠加释放的越来越高浓度的烟焦油进行对冲，以达到最终释放出烟焦油在吸烟全过程中大致均衡；

3.滤除化纤过滤嘴自身产生的细小纤维。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种带轴向喷射口多区间分流的卷烟过滤嘴，包括烟嘴身和装入其中的过滤芯；烟嘴身有两段中空带锥度的不同直径圆柱体连接而成，两圆柱体之间由曲面自然过渡，形成一体；烟嘴身较小直径的一端为吸嘴，较大直径的另一端为插烟座；烟嘴身中空内腔内壁上，在插烟座后依次有两道环形台阶，两道台阶之间装有过滤芯；

插烟座端口是一带喇叭形的敞口，用于插卷烟，其内径尺寸与卷烟外径适配，喇叭形敞口后面是第一台阶，为卷烟插入后的固止端；第一台阶后面是第二台阶，两台阶间有一间距，该间距内固接有过滤芯，过滤芯朝向插烟座的端面与第一台阶有一空隙，第二台阶为过滤芯的固止端；

过滤芯体为柱状，在中心连接柱上环形凸设有三个直径不同的圆盘，中心连接柱两端分别是大、小圆盘，中间是中圆盘；中心连接柱与烟嘴身的中空内腔同轴；

大圆盘靠近插烟座敞口，其周圆和形状与两台阶间内壁相适配，固接于两台阶间，大圆盘朝向插烟座的端面与第一台阶有一空隙，其远离插烟座的端面卡于第二台阶处；大圆盘上有四个小孔，四个小孔呈90度夹角分布在大圆盘上，每个小孔朝向插烟座方向有一漏斗状烟气引导器；

中圆盘外径小于大圆盘，位于大圆盘内侧，大、中圆盘间有中心连接柱上辐射出的四条相互垂直的隔墙，隔墙轴心方向的两侧分别与大、中圆盘表面固接，形成四个相同大小的增压腔；在大圆盘上隔出的每一增压腔内有一小孔；中、小圆盘之间裸露的中心连接柱构成一导流杆，导流杆尾部固接小圆盘；

小圆盘靠近吸嘴的端面与吸嘴有一距离。

所述的卷烟过滤嘴，其所述烟嘴身的吸嘴，其内侧向中空内腔内有一“M”形环状内翻边，内翻边形成一环状突起，环状突起与内腔壁间有一环状沟槽；

小圆盘靠近吸嘴的端面与环状突起内端有一距离。

所述的卷烟过滤嘴，其所述烟嘴身的插烟座、“M”形环状内翻边突起、过滤芯的中心连接柱、中心连接柱上的大、中、小圆盘共一中心轴线。

所述的卷烟过滤嘴，其所述烟嘴身吸嘴为圆柱体，圆柱体外周园侧壁与顶端交角处呈圆弧形；或圆柱体外周园侧壁与顶端交角处设有一环状突起，用于吸烟者咬住吸吮。

本发明的优点在于：

(一)有效地截留卷烟烟雾内的烟焦油及混在烟焦油内的其他粒相物；

(二)与吸烟全过程中的烟焦油叠加浓缩动态释放形成对冲，越往后吸截留量越大，从而使整个吸烟过程焦油释放浓度达到大体均衡。

(三)能将化纤过滤嘴中的化纤纤维截留在过滤芯内部或烟嘴身的内壁上避免了细小纤维释放。

附图说明

图1为本发明实施例的I型烟嘴身示意图；

图2为为本发明实施例的II型烟嘴身示意图；

图3为本发明实施例的过滤芯示意图；

图4为本发明实施例的装配示意图。

具体实施方式

见图1、图2、图3、图4，提供一种具有滤除焦油作用的二次过滤烟嘴，由烟嘴身与装入其中空内腔的过滤芯结合而成。

一个周身均为圆形的烟嘴身，分为上下两部分(见图1、图2、图4)，上部为一段直径较小的带锥度的(或也可不带锥度的)圆柱体，下部为一段直径较大的带锥度的圆柱体，两个圆柱体之间通过曲面连接，形成一体。上下两部分具有各自的功能，上部小圆柱用于给吸烟者咬住吸吮，下部大圆柱体用于给吸烟者拿捏。

烟嘴身上下是中空的，下部直径较大的圆柱体端口是喇叭形敞口，作为插烟座，用于插卷烟，喇叭形敞口处于最前端，其后端有一个台阶(第一台阶)作为卷烟插入的止端。

较大圆柱体中空内腔的第一台阶后面设有第二台阶，两个台阶之间有一定的间距，形成的一个中空腔体用于安装过滤芯，这一中空腔体的内径与过滤芯的外径相适配，第二个台阶也是过滤芯装入后的止端，过滤芯卡于第二台阶处。

较小圆柱体的另一端，有M形内翻边，向烟嘴身内腔中形成一环状突起，环状突起外周围侧壁与烟嘴身内腔侧壁及第二个台阶构成的内腔之间，有一圈环型沟槽，环状突起顶端与过滤芯尾部伸入上述内腔的导流杆保持一定距离。

所述的烟嘴，其烟嘴身分为上下两个不同外径的略微带锥度的圆柱体(处于上方的小圆柱体可以不带锥度)，两圆柱体之间有曲面自然过度，形成一体。

所述的烟嘴，其烟嘴身上部有外径较小的略微带锥度的圆柱体是吸嘴(或叫咬嘴)，用于被给吸烟者咬住吸吮，外形及功能上分为I型和II型：①I型圆柱体外周园侧壁与顶端交界处呈圆弧形，②II型圆柱体外周园侧壁与圆柱体顶端之间交界设有一环状突起，同样是用于给吸烟者咬住吸吮，但较之I型更不易脱落，见图1图2；

所述烟嘴其烟嘴身下部是一直径较大的略带锥度的圆柱体，其有中空内腔，下部端口是有喇叭形敞口用于插卷烟，其尺寸与卷烟适配，喇叭形敞口后面是第一台阶，第一台阶是卷烟插入的止端，第一台阶与敞口端部形成插烟座。

所述烟嘴，在较大的圆柱体内腔中的第一台阶后面是第二台阶，第二台阶与第一台阶有适当的间距，这之间的中空腔室安装有过滤芯，第二台阶即为过滤芯安装的止端，过滤芯卡于第二台阶处，过滤芯底端与第一台阶保持一定的空隙，以便于烟气的畅通；

所述的烟嘴，其烟嘴身上部小圆柱体中空内腔顶端设有一“M”型内翻边，向烟嘴身内腔中形成一环状突起，环状突起外周围侧壁与烟嘴身内腔侧壁及第二个台阶构成的腔室之间，有一圈环形沟槽，环状突起内顶端与伸入内腔的过滤芯顶部保持一定距离。

所述的烟嘴，其过滤芯体由三个直径不同的圆盘按直径大、中、小依次组成，靠烟嘴身敞口方向最近的是一个大圆盘，为底盘，底盘端面靠近敞口一面有4个小孔，呈90度夹角对称分布，每个小孔靠敞口方向有一个漏斗状烟气引导器，以便于烟气从引导器导入小孔内，第二部分是一个较之大圆盘外径较小的中圆盘；大中圆盘间保持一定的间隙，两圆盘由中轴及四条隔墙相固定连接，第三部分是中圆盘尾部伸入中空腔室的导流杆，导流杆的尾部是外圆更小的小圆盘。

所述的烟嘴，其插烟座，过滤芯大圆盘、中圆盘、小圆盘，过滤芯导流杆及烟嘴身大小圆柱体及小圆柱体内腔中环状突起，共一中心轴线。

实施例，

一个具有中空内腔的烟嘴身A，由两段稍带锥度的圆柱体组合而成：下部的圆柱体A1直径较大，用于被给吸烟者拿捏，上部的圆柱体A2直径较小，A2的功能是用于给吸烟者咬住吸吮，A2的顶部与侧壁交角处有I型与II型两种造型，I型在交角处呈圆弧形A23(见图1)，II型在交角处有一环状突起A24(见图2)。两种造型各自具有功能，I型在口感上象含卷烟(卷烟是圆柱形的)，II型则能防脱落。二个圆柱体之间有曲面A3过渡；A1下端中空内腔为带喇叭口敞口的插烟座A11，A11的末端有第一台阶A12(在卷烟插入后限位)，A12后面一定距离有第二台阶A13，A13后面即为连接A1与A2二个中空圆柱体的过渡曲圆A3的中空内腔，再往后面即为小圆柱体A2形成的中空内腔，A2的内腔顶端有M型内翻边，向烟嘴身内腔中形成有环状突起A21，环状突起外周侧壁与A2内腔壁之间形成一圈环状沟漕A22，处于第二台阶A13的上方。

见图3，过滤芯B，过滤芯B是由由上而下的三个圆盘依次连接而成，最下面的圆盘B1外径最大，处于B1上方中圆盘B2外径次之，处于最高端的小圆盘B3外径最小，B1与B2由中心轴柱B4及四条隔墙B5连接，B2与B3由中心轴柱B4连接。见图3图4。大圆盘B1(朝烟嘴身插烟座A11方向)的端面分布有四个小孔B11，B11呈90度夹角位置对称分布，每个小孔朝插烟座A11方向各有漏斗形的烟气引导器B12，大圆盘B1处于烟嘴身二个台阶A12及A13间形成的内腔室内，B1的外径与该腔室的内径相适配，B1的顶端卡于烟嘴身第二台阶A13处，B1在装配完成后其下端与烟嘴身内腔第一台阶A12保持适当间隙A14，过滤芯B在装配完成后，其最高端小圆盘B3的顶部与烟嘴身环状突起A21保持一定距离。

本发明的实施过程

吸烟时烟嘴上部因吸烟者吸吮形成真空，因此内外形成气压差，由此，形成动能。当烟气借助气压差通过插烟座A11及第一台阶A12与过滤芯大圆盘底端间的间隙A14进入过滤芯大圆盘底端的烟气引导器B12，再通过四个小孔B11冲出，冲出的烟气流形成射流，打到中圆盘B2的下端面，由于有四堵夹墙将小孔形成的4个相同的区间B6，形成增压腔，导致烟气中的烟焦油及混在烟气油中的固体粒相物和细小的纤维物顿时沉淀下来，余下的烟气从扇形的敞口处冲出，冲出的烟气改变方向，冲向A3的中腔内壁，形成第二次沉淀，该次沉淀效果不及第一次，烟气再改变方向流向B2与A3中腔腔内壁间的空隙处，向后流动，由于B3小圆盘的导流作用，烟气沿A3及A2中空内壁流动，流向A22，再折回经A21的通口向烟嘴身上部出口处A25出逸出，完成一次气流运动。

在每一次气流运动过程中，烟焦油及其他粒相物在增压腔B6沉积是第一次沉积，第一次沉积中有海绵头内的细小纤维，随烟焦油的析出而被粘住，沉积在增压腔B6的烟焦油对后续到来的烟焦油起到了很好的粘附作用，随着吸烟过程中的烟焦油浓度变高，先期被沉积的烟焦油粘住了更多更浓的焦油，实施了对冲，换句话说，随动态释放的焦油越来越浓，被处于B6位置的焦油控住的叠加浓缩的焦油也越多，这一现象称为对冲，整个过程导致逸出的烟气内焦油含量大体均衡。

这一结构的优点在于烟气第一次射流是在轴向的方向上(即与过滤嘴身和过滤芯的中心轴线相平行的方向)完成的，烟气不直接向后冲，当烟气从增压腔B6冲出时其速度相对减弱，这时的烟气是改向径向方向运动，再折向向与轴线平行的方向向后运动。随着吸烟支数的增加，B6处的烟焦油越聚越多，而从B6处往后运动，可用肉眼清晰地看到沉积出来的焦油附在A3的中空内壁上，逐渐向后爬升，当焦油积聚到一定量时，会沉积流动到沟槽A12处。

吸烟是一种不良嗜好，吸烟给健康带来的危害是众所周知的，戒烟是吸烟者最好的选择，但在难以戒除的情况下，上述发明为在吸烟与戒烟之间提供了一种新的选择。

Claims (4)

1、一种带轴向喷射口多区间分流的卷烟过滤嘴，包括烟嘴身和装入其中的过滤芯；烟嘴身有两段中空带锥度的不同直径圆柱体连接而成，两圆柱体之间由曲面自然过渡，形成一体；烟嘴身较小直径的一端为吸嘴，较大直径的另一端为插烟座；烟嘴身中空内腔内壁上，在插烟座后依次有两道环形台阶，两道台阶之间装有过滤芯；其特征在于：

插烟座端口是一带喇叭形的敞口，用于插卷烟，其内径尺寸与卷烟外径适配，喇叭形敞口后面是第一台阶，为卷烟插入后的固止端；第一台阶后面是第二台阶，两台阶间有一间距，该间距内固接有过滤芯，过滤芯朝向插烟座的端面与第一台阶有一空隙，第二台阶为过滤芯的固止端；

过滤芯体为柱状，在中心连接柱上环形凸设有三个直径不同的圆盘，中心连接柱两端分别是大、小圆盘，中间是中圆盘；

大圆盘靠近插烟座敞口，其周圆和形状与两台阶间内壁相适配，固接于两台阶间，大圆盘朝向插烟座的端面与第一台阶有一空隙，其远离插烟座的端面卡于第二台阶处；大圆盘上有四个小孔，四个小孔呈90度夹角分布在大圆盘上，每个小孔朝向插烟座方向有一漏斗状烟气引导器；

中圆盘外径小于大圆盘，位于大圆盘内侧，大、中圆盘间由中心连接柱上辐射出四条相互垂直的隔墙，隔墙轴心方向的两侧分别与大、中圆盘表面固接，形成四个相同大小的增压腔；在大圆盘上隔出的每一增压腔内有一小孔；中、小圆盘之间裸露的中心连接柱构成一导流杆，导流杆尾部固接小圆盘；

小圆盘靠近吸嘴的端面与吸嘴有一距离。

2、如权利要求1所述的卷烟过滤嘴，其特征在于，所述烟嘴身的吸嘴，其内侧向中空内腔内有一“M”形环状内翻边，内翻边形成一环状突起，环状突起与内腔壁间有一环状沟槽；

小圆盘靠近吸嘴的端面与环状突起内端有一距离。

3、如权利要求1或2所述的卷烟过滤嘴，其特征在于，所述烟嘴身的插烟座、“M”形环状内翻边突起、过滤芯的中心连接柱、中心连接柱上的大、中、小圆盘共一中心轴线。

4、如权利要求1所述的卷烟过滤嘴，其特征在于，所述烟嘴身吸嘴为圆柱体，圆柱体外周园侧壁与顶端交角处呈圆弧形；或圆柱体外周园侧壁与顶端交角处设有一环状突起，用于吸烟者咬住吸吮。

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