DE102012018005B4

DE102012018005B4 - Rauchfalle für eine Abrauchmaschine und Abrauchverfahren

Info

Publication number: DE102012018005B4
Application number: DE102012018005.5A
Authority: DE
Inventors: Dr. Rose Nils
Original assignee: Borgwaldt KC GmbH
Current assignee: Koerber Technologies Instruments GmbH
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: DE102012018005A1; WO2014040703A2; EP2895017A2; WO2014040703A3

Abstract

Rauchfalle (11) für eine Abrauchmaschine, wobei die Rauchfalle (11) einen Filterhalter (13, 14) und ein darin angeordnetes Filterelement (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Filterhalter (13, 14) in Strömungsrichtung vor dem Filterelement (12) ein Leitblech (19) angeordnet ist, dessen Oberfläche als zusätzliche Kondensationsfläche vorgesehen ist, und das daran anhaftende Kondensat zur chemischen Analyse vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rauchfalle für eine Abrauchmaschine, wobei die Rauchfalle einen Filterhalter und ein darin angeordnetes Filterelement aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Abrauchverfahren unter Verwendung einer Rauchfalle.
Rauchfallen der zuvor genannten Art mit einem Filterhalter und einem darin angeordneten Filterelement wurden in der Vergangenheit bei Abrauchverfahren für Zigaretten verwendet, bei denen die Zugfrequenz im Bereich von 60 Sekunden und das Zugvolumen im Bereich von 35 ml lag. Hierfür waren die herkömmlichen Rauchfallen vorgesehen und geeignet, wie sie beispielsweise aus der DE 41 23 098 A1 bzw. der DIN ISO-Norm 3308 bekannt sind.
Es wird jedoch angestrebt, Abrauchverfahren verwenden zu können, bei denen die Zugfrequenz höher, beispielsweise doppelt so hoch, und/oder das Zugvolumen ebenfalls höher, beispielsweise um oder über 55 ml liegt.
Bei Untersuchungen des anzustrebenden Abrauchverfahrens mit höheren Zugfrequenzen und/oder höheren Zugvolumen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde jedoch beim Abrauchen verschiedener Zigarettensorten auf rotierenden und linearen Rauchmaschinen festgestellt, dass sich die ermittelten Kondensat- und Wasserwerte zwischen den o. a. Maschinentypen stark unterscheiden, die ermittelten CO- und Nikotinwerte jedoch vergleichbar sind. Dieses war bei dem herkömmlichen Rauchverfahren mit Zugfrequenzen um 60 Sekunden und Zugvolumen um 35 ml nicht der Fall. Untersuchungen ergaben, dass die Differenz der ermittelten Kondensatmenge darauf zurückzuführen ist, dass sich Kondensat offensichtlich im Rauchkanal vor der Rauchfalle, d. h. zwischen dem Zigarettenhalter und der Rauchfalle als auch hinter der Rauchfalle, d. h. zwischen der Rauchfalle und der Saugpumpe niederschlägt. Dieses Verhalten ist verfahrensbedingt bei rotierenden Rauchmaschinen stärker ausgebildet als bei linearen Rauchmaschinen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rauchfalle und ein Abrauchverfahren anzugeben bzw. vorzuschlagen, die bzw. das es ermöglicht, auch bei hohen Zugfrequenzen und hohem Zugvolumen zu vermeiden, dass Kondensat sich außerhalb der Rauchfalle abscheidet und somit für die Analyse verloren geht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Filterhalter in Strömungsrichtung vor dem Filterelement ein Leitblech angeordnet ist, dessen Oberfläche als zusätzliche Kondensierungsfläche vorgesehen ist.
Mit dem Leitblech ist es möglich, den Kondensatpunkt des Gases in das Innere der Rauchfalle zu verlagern, weil die aktive Oberfläche in der Rauchfalle erheblich vergrößert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es zusätzlich oder alternativ vorteilhaft, das Leitblech zur Optimierung der Strömungsverhältnisse in der Rauchfalle vorzusehen, derart, dass auch ein möglichst großer Oberflächenbereich im Inneren der Rauchfalle, d. h. auch die Rauchfallen-Innenwände, als Kondensat-Abscheideflächen genutzt werden.
Sofern die Rauchfalle zylindrisch ist, ist der Durchmesser des Leitblechs bezüglich des Durchmessers des Filterelementes und/oder des Filterhalters so gewählt, dass ein möglichst großer Oberflächenanteil des Leitblechs, des Filters und/oder des Filterhalters beströmt ist. Vorzugsweise ist der Durchmesser des Leitblechs etwas kleiner als der des Filterelements. Auf diese Weise wird die Strömung des Rauchgases durch die Rauchfalle derart beeinflusst, dass das Rauchgas bei Umströmung des Leitblechs auch vermehrt an größere Innenflächen des Filterhalters gelangt, wie etwa an die Innenfläche eines Filterdeckels und/oder an die Innenflächen der Randbereiche der Filterhalter-Elemente. Auf diese Weise können die Innenbereiche des Filterhalters zusätzlich als Kondensierungsflächen ausgenützt und die Kondensatabscheidung optimiert werden.
Da das an den Abscheideflächen anhaftende Kondensat möglichst vollständig zu dessen chemischer Analyse erhalten werden soll, ist es vorteilhaft, die Ausgestaltung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Leitblechs, der Innenflächen des Filterhalters und/oder des Filterelements so zu wählen, dass das nach dem Abrauchen daran anhaftende Kondensat (beispielsweise durch Abwischen der Baukomponenten) möglichst einfach und vollständig entfernt werden kann.
Da die Kondensierungsneigung der Bestandteile des Rauchgases auch vom Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Kondensierungsflächen abhängt, ist es weiterhin vorteilhaft, das Material des Leitblechs, der Filterhalter-Komponenten und/oder des Filterelements selbst so zu wählen, dass die Kondensierungsneigung erhöht ist. Vorzugsweise werden hier metallische Werkstoffe oder Glas verwendet.
Als zusätzliche Verbesserung der Kondensatabscheidung ist eine Kühlung für das Leitblech und/oder die gesamte Rauchfalle vorgesehen.
Die gestellte Aufgabe wird auch durch ein Abrauchverfahren unter Verwendung einer Rauchfalle gelöst, die einen Filterhalter und ein darin angeordnetes Filterelement aufweist, wobei das durch den Filterhalter strömende Rauchgas durch ein in Strömungsrichtung im Filterhalter vor dem Filterelement angeordnetes Leitblech abgelenkt wird. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die Kontaktflächen, an denen das Rauchgas entlang strömt, vergrößert werden, sodass ein größerer Anteil des Kondensats abgeschieden werden kann. Zum anderen ergibt sich durch die Strömungsablenkung innerhalb des Filterhalters eine längere Verweildauer des Rauchgas in der Rauchfalle, was die Kondensatabscheidung ebenfalls erhöht, und auch das Abkühlen des Rauchgases in der Rauchfalle und damit die Kondensierung innerhalb der Rauchfalle verbessert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
1: Eine herkömmliche Rauchfalle, in perspektivischer Explosionsdarstellung,
2: Ein Querschnitt der in 1 dargestellten herkömmlichen Rauchfalle in zusammengesetztem Zustand
3: Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rauchfalle in Explosionsdarstellung, und
4: Ein Querschnitt der in 3 dargestellte, erfindungsgemäße Rauchfalle im zusammengesetzten Zustand
Wie die 1 und 2 zeigen, umfasst die herkömmliche Rauchfalle 1 ein Filterelement 2, das zwischen einem Deckelelement 3 und einem Bodenelement 4 angeordnet ist. Das Bodenelement 4 weist einen Rand 5 auf, mit dem das Filterelement radial im Bodenelement 4 gehalten wird. Ein abnehmbarer Haltebügel 6 dient dem Zusammenfügen und Öffnen der Rauchfalle 1.
Das von oben einströmende Rauchgas gelangt über eine Einströmöffnung 7 ins Innere der Rauchfalle 1, strömt durch das Filterelement 2 hindurch und gelangt über eine Ausströmöffnung 8 wieder nach außen. Dabei ist der Strömungs-verlauf des Rauchgases im Wesentlichen auf einen zentralen Bereich der Rauchfalle 1 beschränkt, sodass es nur in geringem Maße mit den Innenflächen der Rauchfalle, also der Innenfläche des Deckelelements 3, der Innenfläche des Bodenelements 4 und dessen Rand 5 in Kontakt kommt. Entsprechend ist die Kondensatabscheidung an diesen Flächen gering.
Die 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rauchfalle 11 in der sich ein Filterelement 12 zwischen einem Deckelelement 13 und einem Bodenelement 14 befindet, welches einen Rand 15 zur radialen Fixierung des Filterelements 12 aufweist. Ebenso wie die herkömmliche Anordnung besitzt das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel einen Haltebügel 16, eine Einströmöffnung 17 im Deckelement 13 und eine Ausströmöffnung 18 im Bodenelement 14.
Zusätzlich zu den Bauelementen der herkömmlichen Rauchfalle weist die erfindungsgemäße Rauchfalle weiterhin ein Leitblech 19 auf, das zwischen dem Deckelelement 13 und dem Filterelement 12 angeordnet und über ein Befestigungselement 20 am Deckelelement 13 befestigt bzw. in seiner Lage arretiert ist. Hierzu besitzt das Leitblech 19 einen nach oben zum Befestigungselement 20 hin abstehenden Vorsprung 21, der in entsprechenden Haltefüßen 22 des Befestigungselements 20 zur radialen Fixierung liegt.
Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, weist das Befestigungselement 20 eine Durchströmöffnung 23 auf, die die Einströmöffnung 17 nach innen verlängert.
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ist der Außenradius des Leitblechs 19 beim dargestellten Ausführungsbeispiel etwas kleiner als der Außenradius des Filterelements 12.
Das Rauchgas strömt über die Einströmöffnung 17 und die Durchströmöffnung 23 des Befestigungselements 20 ins Innere der Rauchfalle 11, wird in radialer Richtung über die Fläche des Leitblechs 19 verteilt und strömt an den Rändern des Leichtblechs 19 auf das Filterelement 12, durch das es über die Austrittsöffnung 18 austritt.
Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, kontaktiert das Rauchgas bei Durchströmen der Rauchfalle 11 nicht nur die Oberfläche des Leitblechs 19, sondern auch die Innenseite des Deckelelements 13 und die Randbereiche des Bodenelements 14. Aufgrund des Leitblechs 19 ergibt sich eine Strömungsverteilung innerhalb der Rauchfalle für eine Strömungsoptimierung im Sinne der Aufgabenstellung, nämlich die Aufenthaltsdauer des Rauchgases in der Rauchfalle zu erhöhen. Dies führt zu einem längeren Kontakt als auch zu größeren Kontaktflächen des Rauchgases mit den Bauelementen der Rauchfalle und deren Rändern, mit der zusätzlichen Wirkung einer besseren Abkühlung. Dies alles führt zu einer höheren Kondensatabscheidung. Sowohl das Befestigungselement 20 und dessen Haltefüße 22, als auch der Vorsprung 21 des Leitblechs sind dabei so gewählt bzw. gestaltet, dass das Rauchgas gleichmäßig im Innenraum der Rauchfalle strömt.
Die erfindungsgemäße Rauchfalle weist im Wesentlichen dieselben Außenabmessungen wie herkömmliche Rauchfallen auf, wie dies beim Vergleich der 2 und 4 ersichtlich ist. Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Rauchfalle mit den genannten wesentlich verbesserten Eigenschaften bei Abrauchmaschinen zu verwenden, ohne dass hierfür Umbauten an der Abrauchmaschine erforderlich sind.
Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert. Dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Abweichungen möglich, ohne, dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es möglich, das Leitblech 19 in einer anderen Weise zu gestalten als beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, um optimale Strömungsbedingungen im Sinne einer möglichst guten Kondensatabscheidung zu erreichen. Weiterhin ist es vorteilhaft, das Befestigungselement 20 und/oder den Vorsprung 21 anders auszubilden, um das Leitblech zu halten und/oder um die Strömung des Rauchgases innerhalb der Rauchfalle zu optimieren.

Claims

Rauchfalle (11) für eine Abrauchmaschine, wobei die Rauchfalle (11) einen Filterhalter (13, 14) und ein darin angeordnetes Filterelement (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Filterhalter (13, 14) in Strömungsrichtung vor dem Filterelement (12) ein Leitblech (19) angeordnet ist, dessen Oberfläche als zusätzliche Kondensationsfläche vorgesehen ist, und das daran anhaftende Kondensat zur chemischen Analyse vorgesehen ist.
Rauchfalle (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitblech (19) zur Optimierung der Strömungsverhältnisse in der Rauchfalle (11) so ausgebildet ist, dass das Rauchgas bei Umströmung des Leitblechs vermehrt an größere Innenflächen des Filterhalters gelangt.
Rauchfalle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Leitblechs (19) bei einer zylindrischen Ausbildung der Rauchfalle (11) bezüglich des Durchmessers des Filterelements (12) und/oder des Filterhalters (13, 14) so gewählt ist, dass ein möglichst großer Oberflächenanteil des Leitblechs (19), des Filterelements (12) und/oder des Filterhalter (13, 14) beströmt ist.
Rauchfalle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitblech (19) eine dem Filterelement (12) entsprechende Abmessung seiner Fläche aufweist.
Rauchfalle (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Leitblechs (19) kleiner als der des Filterelement (12) ist.
Rauchfalle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgestaltung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Leitblechs (19), der Innenflächen des Filterhalters (13, 14) und/oder des Filterelements (12) so gewählt ist, dass das nach dem Abrauchen daran anhaftende Kondensat einfach und vollständig zu entfernen ist.
Rauchfalle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material und/oder die Oberflächenbeschaffenheit des Leitblechs (19) und/oder des Filterhalters (13, 14) so gewählt ist, dass die Kondensierungsneigung erhöht ist.
Rauchfalle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühlung für das Leitblech (19) und/oder die Rauchfalle (11).
Verfahren zum Abrauchen von Tabakprodukten unter Verwendung einer Rauchfalle (11), die einen Filterhalter und ein darin angeordnetes Filterelement (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den Filterhalter (13, 14) strömende Rauchgas durch ein in Strömungsrichtung im Filterhalter (13, 14) vor dem Filterelement (12) angeordnetes Leitblech (19) abgelenkt wird, und dessen Oberfläche als zusätzliche Kondesationsfläche vergesehen ist, und das daran anhaftende Kondensat zur chemischen Analyse vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchfalle (11) und/oder das Leitblech (19) gekühlt wird.