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Filtriervorrichtung für Tabakrauch Tabakrauch enthält bekanntlich
einen mehr oder weniger großen Anteil an Nikotin und Teerstoffen, die nicht nur
aus gesundheitlichen Gründen unerwünscht und nachteilig sind, sondern die auch das
Aroma des Rauches ungünstig beeinflussen können und daher den Genuß des Rauchens
oft beeinträchtigen. Es kommt aus diesen Gründen dem Filtrieren des Tabakrauches
immer größere Bedeutung zu. Erwünscht ist, daß dabei die mehr oder weniger schädlichen
Bestandteile an Nikotin, Teer u. dgl. aus dem Rauch soweit wie möglich ausgeschieden
werden, bevor dieser in den Mund des Rauchers gelangt, und zwar möglichst ohne daß
die Aromastoffe ebenfalls mit ausgeschieden werden, damit beim Rauchen die Eigenart
des jeweiligen Tabaks erhalten bleibt.
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Im Prinzip gleichen sich die meisten der bisher bekannten Filtersysteme
insofern, als bei ihnen die ausgeschiedene Menge an Nikotin und Teer ungefähr proportional
ist der Berührungsfläche zwischen dem Rauch und den Filterstoffen, wie sie etwa
durch Filterpapier, Kunststoffilter, kömiges Absorptionsmaterial od. dgL gebildet
sind. Die Absorption der schädlichen Stoffe vollzieht sich dabei also auf der ganzen
Länge des betreffenden Filterkörpers. Damit die Filter jedoch im Vergleich zu der
sie durchsetzenden Rauchmenge nicht unverhältnismäßig groß werden oder durch zu
große Dichte der Filterfüllung nicht einen zu hohen Zugwiderstand bekommen, muß
man sich damit begnügen, nur einen entsprechenden Teil der so im Tabakrauch enthaltenen
Stoffe zu fil-
trieren und auszuscheiden.
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Auch nach der Erfindung wird von einer bekannten Vorrichtung zum Filtrieren
von Tabakrauch ausgegangen, die jedoch im Gegensatz zu den vorstehend geschilderten
Ausbildungen zwar auch mit einem mundseitig angeordneten Filterkörper versehen ist,
hinter der jedoch ein Einsatzstück in der Strömungsrichtung des Rauches vorgeschaltet
wird, das eine Drosselstelle und einen ihr nachgeordneten Expansionshohlraum enthält.
Bei dieser bekannten Filtriervorrichtung können sich noch Wirbel bilden, die die
Filtrierwirkung verschlechtern, so daß bei ihr noch eine zusätzliche Filtereinlage
verwendet ist, die ihre bauliche Länge vergrößert und sie auch verteuert.
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Die vorstehend genannte Schwierigkeit läßt sich vermeiden, wenn die
Filtriervorrichtung so ausgebildet wird, daß ihre Drosselstelle gemäß der Erfindung
eine trichterförmig verengte Zuleitung aufweist und der ihr nachgeordnete Expansionshohlraum
außerdem trichterfönnig erweitert ist. Dadurch wird unter Erzielung besonders günstiger
Strömungsverhältnisse hinter der Drosselstelle im Expansionshohlraum unter Vermeiden
von Wirbeln ein Unterdruckbereich geschaffen, in dem unerwünschte Rauchbestandteile
zu kondensieren vermögen und sie dann durch einen verhältnismäßig kurzen mundseitigen
Filterkörper leicht mechanisch abgefangen werden können.
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Eine besonders wirksame Ausführungsform der der Erfindung entsprechenden
Filtriervorrichtung erhält man, wenn die Drosselstelle als ein die beiden trichterförmigen
Räume verbindender Kanal ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich in diesem Drosselkanal
für den Tabakrauch eine sich für den Expansionshohlraum günstig auswirkende Geschwindigkeit.
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Ferner ist es vorteilhaft, den Winkel des Trichters der Zuleitung
zur Drosselstelle gegenüber dem Winkel des Expansionshohlraumes unterschiedlich
und vorzugsweise größer als diesen zu wählen. Es liegt auf der Hand, daß die Filtriervorrichtung
bzw. ihr Einsatzstück so ausgebildet sein kann, daß sie als Mundstück für Zigarren,
Stumpen, Zigarillos oder Zigaretten oder als Einsatz für Zigarettenspitzen sowie
Pfeifen verwendbar ist, so daß sie, wie an sich bekannt, auch fest mit der betreffenden
Rauchware verbunden sein kann. Wesentlich und wichtig ist in jedem Falle, daß dabei
hinter dem eigentlichen Kondensationsfilterkörper noch ein Abfangfilter vorgesehen
wird, welches einem der bisher bekannten Filter entsprechen kann, welches aber nur
einen Bruchteil der Länge eines solchen Filters haben muß, weil es nur zur Ablagerung
der im eigentlichen Filterkörper kondensierten Filtrierstoffe dienen muß. Der gesamte
Filtrierkörper wird daher trotz seiner guten Wirksamkeit auch nicht länger als die
bisher verwendeten Filter.
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Bezüglich des Herstellungsmaterials der neuen Filtervorrichtung ist
zu sagen, daß diese aus gepreßtem
Papier, aus gepreßtem Zellstoff,
aus Kunststoff, aus Keramik, aus Metall oder aus einem anderen gleichwertigen Werkstoff
gefertigt sein kann.
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Die Erfindung ist mit ihren Einzelheiten noch an Hand von Zeichnungen
in verschiedenen Ausführungsformen und Anwendungsmöglichkeiten beispielsweise näher
erläutert und beschrieben. Es zeigt Fig. 1 in einem Mittellängsschnitt in
vergrößerter Darstellung eine der Erfindung entsprechende Filtervorrichtung in ihrer
einfachsten Form mit kurzer Drosselöffnung, Fig. 2 eine Ausführungsform in gleicher
Ansicht, bei der der Drosseldurchlaß als läng gerer Kanal ausgebildet ist, Fig.
3 eine weitere Ausbildungsform der Filtervorrichtung mit noch etwas längerem
Drosselkanal und anderem Trichterwinkel des Auslasses, Fig. 4 eine Form der Vorrichtung
mit kürzerem Drosselkanal und spitzem winkligem Auslaßtrichter, Fig. 5 eine
ganze Zigarette, deren Mundstück als Vorrichtung entsprechend der Erfindung ausgebildet
ist, Fig. 6 vergrößert den Längsschnitt eines gesondert hergestellten Rauchdurchlaßkörpers
entsprechend der Erfindung, Fig. 7 eine Zigarettenspitze mit einer Auswechselpatrone,
die eine Filtervorrichtung enthält, Fig. 8 eine solche Zigarrenspitze und
Fig. 9 eine Pfeife, die in ihrem Hohn ebenfalls als auswechselbare Patrone
einen Filtereinsatz entsprechend der Erfindung enthält.
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In den Figuren ist mit 1 jeweils jener Rauchdurchlaßkörper
bezeichnet, der den wesentlichen Teil des der Erfindung entsprechenden Filters ausmacht.
Dieser Körper ist zweckmäßig in Form eines Rotationskörpers ausgeführt, welcher
einen trichterförinigen Einlaß 2 und einen trichterförnügen Auslaß 3 hat,
die beide eine mehr oder weniger enge, sie verbindende Drosselstelle 4 haben. Der
Rauchdurchlaßkörper 1 wird dabei in Richtung des Pfeiles 5 vom Tabakrauch
durchsetzt. Im Einlaß 2 sammelt sich der Rauch. Hinter der Drosselstelle 4 bildet
der Auslaß 3
dann einen Hohlraum, in dem sich der Rauch wieder ausdehnen kann
und in dem durch das Ziehen beim Rauchen ein gewisser Unterdruck entsteht. Hinter
diesem Hohlraum 3 befindet sich als Abschluß desselben noch ein Papier- oder
Kunststoffilter 6 bekannter Art, das aber im wesentlichen nur zur
Ab-
lagerung der zuvor abfiltrierten Stoffe dient und daher verhältnismäßig
kurz ausgeführt sein kann, so daß der neue Filterkörper im ganzen auch nicht länger
ausfällt als bekannte Papierfilter. Mit 7 ist der Tabak der Zigarette bezeichnet,
an den sich der Rauchdurchlaßkörper 1 mundseitig anschließt. Mit
8
ist die äußere Papierhülle der Zigarette bezeichnet.
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Der Rauchdurchlaßkörper 1 kann, aus verschiedenem Material
hergestellt sein, etwa aus gepreßtem Papier oder aus Karton, ebenso aus Kunststoff,
aber auch aus Metall od. ä. bestehen. Man kann diesen Rauchdurchlaßkörper
1 abweichend von der Rotationsform in seinem Hohlquerschnitt, aber auch abweichend
von der Kreisform anders rundgekrümmt ausführen und ihm sogar einen vieleckigen,
rechteckigen oder insbesondere auch quadratischen Hohlquerschnitt geben.
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Die Fig. 2, 3 und 4 unterscheiden sich von Fig. 1
im
wesentlichen nur dadurch, daß an Stelle der kurzen drosselnden Durchlaßstelle 4
ein drosselnder Kanal 9 vorgesehen ist, der verschieden lang gewählt sein
kann. Dabei ist auch noch gezeigt, daß die Winkel des Einlaß- und des Auslaßtrichters
verschieden groß gewühlt sein können. Dieser Winkel ist, etwa bei der Ausführungsform
nach Fig. 2, im Einlaß 2 größer vorgesehen als nach Fig. 1. Nach Fig.
3 ist der Winkel des Einlaßtrichters 2 kleiner als derjenige des Auslaßtrichters
3. Entsprechend Fig. 4 ist es umgekehrt. Die hierfür günstigsten Verhältnisse
ergeben sich von Fall zu Fall verschieden und lassen sich für den gleichen Tabak
und die gleiche Form der Rauchware leicht durch einfache Versuche ermitteln.
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In Fig. 5 ist veranschaulicht, wie die in den Fig.
1
bis 4 dargestellte Filtervorrichtung in das Mundstück der fertigen Zigarette
eingesetzt ist. Dabei ist eine Form dieser Vorrichtung nach Fig. 4 gewählt. Die
kräftiger gezeichnete Schicht 10 entspricht der Ab-
lagerung der ausgeschiedenen,
am Filterstück 6 abgefangenen Nikotin- und Teerstoffe.
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In Fig. 6 ist dargestellt, wie der Rauchdurchlaßkörper
1 der der Erfindung entsprechenden Filtervorrichtung als Stück für sich gefertigt
sein kann, hergestellt aus Preßmasse, Pappe, Keramik od. dgl. In diesem Fall ist
noch gezeigt, wie der Auslaßtrichter 3 auch stufenförmig ausgeführt vorgesehen
sein kann.
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An Hand von Fig. 7 ist veranschaulicht, wie sich die neue Filtervorrichtung
auch als Auswechselpatrone 11 herstellen und in eine Zigarettenspitze 12
einsetzen läßt. In diesem Fall kann in der Patronenhülse 11 hinter dem Auffangfilter
6 aus Papier od. dgl. auch noch eine Kieselgarfüllung 13 eingebracht
sein, die die Filterwirkung noch ergänzen kann. Um die Patrone 11 in der
Zigarettenspitze leicht auswechseln zu können, ist das vordere Stück 14 der Zigarettenspitze
in üblicher Weise abschraubbar.
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Bei der Zigarrenspitze nach Fig. 8 ist das Mundstück 12' entsprechend
kürzer ausgeführt als bei der Zigarettenspitze nach Fig. 7. Ferner ist die
Einstecköffnung des abschraubbaren vorderen Teils 14' dieser Zigarrenspitze größer
gehalten. Im übrigen kann zwischen diese beiden Stücke jedoch ebenfalls eine Patrone
11 eingesetzt werden, die sich durch die Zweiteiligkeit der Zigarrenspitze
leicht auswechseln läßt.
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Eine der Erfindung entsprechende Filtervorrichtung kann auch bei Pfeifen
zur Anwendung kommen, und zwar gleichfalls in Form einer auswechselbaren Patrone
11, die in einer Aussparung im zweiteilig aufschraubbaren Pfeifenhohn einzusetzen
und leicht auszuwechseln ist (vgl. Fig. 9).
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Die vorbeschriebenen Spitzen für Zigaretten und Zigarren sowie die
Pfeifen sind nicht Gegenstand der Erfindung.
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Das Filtrieren des Tabakrauches geschieht wie folgt: Der Tabakrauch
wird im Rauchdurchlaßkörper 1 zunächst in dem wie ein Rauchfang wirkenden
Einlaßtrichter 2 gesammelt und durch die enge drosselnde Durchlaßöffnung 4 in den
Hohlraum durchgelassen, der durch den Trichter 3 gebildet ist. Durch das
Ziehen (Saugen) beim Rauchen entsteht in diesem Hohlraum ein Unterdruck, weil dabei
noch dafür gesorgt ist, daß der Durchlaßquerschnitt des Auffangfilters
6 größer ist als der Querschnitt der Drosselstelle 4 bzw. 9. In diesem
Unterdruckraum tritt dann entsprechend eine Herabsetzung der Siede-bzw. Verflüssigungs-
oder Kondensationstemperaturen
der im Tabakrauch enthaltenen Gase
ein. Da die schädlichen Teer- und Nikotinstoffe, die im Tabakrauch enthalten sind,
einen höheren Siedepunkt haben als die ebenfalls im Tabakrauch enthaltenen feinen
und angenehmen Aromastoffe, kondensieren die Teer- und Nikotinstoffe im Hohlraum3
früher als die Aromastoffe und lagern sich dann als feine Kondenspartikelchen
10 am Filter 6 ab. Die weit flüchtigeren Aromastoffe dagegen bleiben
infolge ihres niedrigeren Siedepunktes gasförmig im Tabakrauch und werden daher
durch das kurze Ablagerungsfilter6 nicht abgefangen, sondern sie passieren dieses
Filter im großen und ganzen und gelangen so in den Mund des Rauchers. Verbessert
wird diese selektive Trennwirkung der schädlichen Rauchbestandteile von den Aromastoffen
auch noch durch die bei der Entspannung des Rauchgases im Hohlraum 3 eintretende
Abkühlung.
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Die verschiedenen Ausführungsformen des Rauchdurchlaßkörpers
1 sind durch die Forderung bedingt, daß beim Rauchen einerseits genügend
Unterdruck im Hohlraum 3 entstehen soll und andererseits aber die Tabakware
mit leichtem Zug noch bequem rauchbar bleibt.
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Erwähnt sei außerdem, daß das Ablagerungsfilter 6
auch fehlen
kann. Es genügt in diesem Fall, wenn an dessen Stelle lediglich ein Kieselgursteinchen-Einsatz
13 entsprechend den Fig. 7 bzw. 9 vorgesehen ist.