DE1938745A1 - Zigarettenfilter - Google Patents

Description

"Zigaretfcenfilter"

Die Erfindung betrifft einen neuartigen Zigarettenfilter, in dem mitgerissene Festteilchen und niedrigsiedende Dämpfe durch Änderung der Richtung, der Geschwindigkeit und der Temperatur eingefangen bzw. abgeschieden werden, wenn der Tabakrauch durch eine besondere Filtervorrichtung durchgeht.

Es ist bekannt, dass verschiedenartige Filterfallen bzw. Filterabscheider für Zigaretten vorgeschlagen worden sind. Diese haben sich jedoch sowohl in der Herstellung als auch in der Verwendung nicht als vorteilhaft erwiesen, da sie recht kompliziert sind und sich für herkömmliche Zigaretten und öeren Herstellungsverfahren nicht eignen.

In den FS-Patenten Hr» 3 351 0?2 und 3 062 220 sind Tabakrauchfilter und Verschlüsse zum Entfernen nachteiliger Verbrennungsprodukte von Tabakrauch besehrieben, bei denen je—

Patentanwälte Dipl.-!ng. Martin Licht, ΟιρΓ-WirFsch.-Tng. ÄxeTHSnTmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESf ENSTRASSg 33 · T*i«fon: 281202 · Telecjramm-Adresi»: lipaili/München Bayer. Vertitubant MDndwn, Zweigst. Osfcer-von-M!lis»r-Rine, Kto.-Nr. 882495 · Pcuhenedc-KonteuMönchen Nr. 1633 W

GppensusrBüro: PATENTANWALT DR. SPciiHOlD SCHMIDT

— O. —

doch keine we sen H ich cd .'ii hf units and ermüden des Tafonkrauohos gefordert werden. In den dort beschriebenen Vorrichtungen bewegt sich der Hauch axial entlang der Zigarette und rimeh eine Öffnung, die u'ig Gleiche allgemeine a::iale :'i i-htunrc besitzt. Der liauch iveht dann in eine Fa ι J ο odei" iiauchkanniier und vorlässt die Kammer durch eiuen Aiisfane, und y.var in der fast gleichen Ri rh tun," i.xe er in diese hineingekomiien ϊιΛ.

Der Erfindung lag daher die Λιι-i'stäbe zu·, niiuie, eine wirksame, in der Konstruktion eiulache und in der Herstellung preiswerte Filtei-vori'iciitmig zu entwickeln, die maximale Men:, on an Mkotin, Kohlenteer und andere Feststoffe aus dem Tabakrauch entfernt.*

Der Erfindung lag die Erkenntnis zur/runde, dass diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass der Tabakrauch innerhalb des Filters zweimal die Richtung; ändern muss, bevor er den Filter verlässt, wodurch ei* Energie verliert und Feststoffe in der Falle abgeschieden werden. Die Trägheit bzw. das Beharrungsvermögen der Feststoffe oder Festteilchen im iiauch ist höher als die Trägheit des Rauches selbst und dadurch können die Festteilchen ihre Richtung nicht so schnell ändern wie der Hauch. Das bedeutet, dass der Hauch an Energie verliert und dadurch nicht die Festteilchen v.eitertransportieren kann. Durch Änderung der Hauchrichtimg vorzugsweise in einem Kinkel zwischen 90 und 135 Grad wird ein grosser Teil der Festteilchen entfernt. Die Hauchrichtung wird zweimal verändert. Der Filter besitzt zwei Kammern bzw. Abscheider, in denen die Feststoffe gesammelt werden können. Die im ersten Abscheider gesammelten Feststoffe können dazu neigen, sich teilweise wieder zu vex'flüchtigen. Die Feststoffe, die sich wieder verflüchtigt haben, können dann in der zweiten Kammer eingefangen und abgeschieden werden.

- 3 909886/0389

193874S

DiiiTli (ion Zusatz eines V.'ärnieverteilers bzw. . "lVlirmevergeuders" wird der Filter zusätzlich gekühlt und dadurch werden weitere Feststoffe in den Feilen amresi'!lieden.

Der iieuai-tiiT Filler nach dor Erfindung· ist im wesentlichen zylindi'isch uini besitzt zwei .auehaij.seheidungskaiinnern. Die erste i'auehabseho i dunrrskanner ist um die Achse des Filters aiuceorcnet. Das Ι,ικίο dieser Kammer, gegenüber dem rauch— empfanirenden Ende, ist verschlossen. Tn der '.»"and diesel· ersten J.aur?mijKcheidimr:ski!i;iner beiinden sich Öffnungen. Diese Üifnuni'cn sind νο'τπ^Ηΐ,οίκο «eh rüg nach hinten in Richtung am'- den Einlass der ersten liauehahschci dunnskaranier angeordnet, so dass (icj· "auch, der sich in ¹Jj clitun? auf das verschlossene Ende dej· ersten Kammer bewegt, in einem 'winkel von vorzugsweise zv.iyciien ⁽H> und l;3^r5 (»rad in seiner I?ichtnn^<r vei'andert wird, um durch die Üfi'iiuneen in die zweite llauchahsctieidun'cskaimncr hiiieinzukoiiinien. Die zweite Hauchabscheidunirskamtner ist eine riiisiöniiicc Kaimner, die on einem Ende neben den Enipiaijirsende dcj· ersten Itauchabsclieidungskaiuuier verschlossen ist, so dass der Hauch, der die ri η j ·:ί uniline Hauciiaüscheidunpskaiimicr durch die Üiiiiungen betritt, wiederum seine Itielitimc ändern muss, und zwar νοι*7,η;Λ8Λϊοϊεβ zwischen 90 und 135 Grad, und dann aus dem oiienen Ende der ringförmigen Kammer heraustritt.

Die Erfindung betrifft einen Tabakfilter, der gekennzeichnet ibt durch zwei konzentrische "auehabschei dekainniern (2^, 30) , einen Einlass (hk), der in die erste naiichabscheidekaramer führt, einen Auslass (^b), der aus der zweiten Rauchabscheide kämme r herausführt, und durch Vorrichtungen zum Entfernen von Energie aus dem den Filter passierenden Hauch mittels schneller Richtungsänderungeii des Rauches, wodurch aus der ersten Rauchabsehexdekammer ein Rauch mit einem reduzierten Gehalt an Feststoffen in die zweite Rauchabscheidekammer überführt wird.

909886/038.9

m~ IX mm>

In der folgenden Beschreibung wird der neuartige Zigarettenfilter nach der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht einer Zigarette mit einem Filter nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine teilweise offengelegte Schrägansicht des fc neuen Filters nach der Erfindung;

Fig. k ist ein Seitenschnitt durch Zigaretten in einer Zigarettenmaschine und zeigt die Lage der Zigarettenfilter in einem Zigarettenstraiig während der Herstellung;

Fig. 5 zeigt eine taodifizierte Filtervorrichtung nach der Erfindung, die der in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist.

Die in den Figuren gezeigte Zigarette iO enthält einen Tabak 12, ein faserartiges Mundstück'16, einen Filter Ik nach der f Erfindung und ist von der .Papierhülle 18 umgeben.

Der Filter 14 nach der Erfindung besitzt eine erste zylindrische Filterband 22, die eine erste Rauchabscheidungskammer 2^li umgibt, eine zweite zylindrische Filterwand 26, die einen grösseren Radius besitzt als die erste Filterwand, eine ringförmige Filterwand 28, die die erste Filterwand 22 an der zweiten »/and 26 befestigt und die ringförmige Rauchabseheidungs'kammer 50 zwischen den Wänden 22 und 26 am ersten Ende davon umschliesbt, einen Teil 32, der eine ringförmige Filterwand bildet, die das zweite Ende der Rauchabscheidekammer2k

- 5 909886/0 389

abschliesst, und Öffnungen, wie beispielsweise die Öffnungen 38, 40 und 42, die in der Wand 22 befindlich sind, um den Rauch zwischen der Rauchabscheidekammer 2h und der Rauchabscheidekammer 30 durchströmen zu lassen.

Der Einlass 44 des Filters nach der Erfindung- neben dem Tabak 12 befindet sich am entgegengesetzten Ende der Rauchab seheidekammer 2k von der ringförmigen Wand 32· Der Auslass 46 aus dem Filter befindet sich am entgegengesetzten Ende der Kammer 50 von der ringförmigen Wand 28.

Die Achsen der Öffnungen 38, 40 und 42 bilden einen Winkel "A" mit der Achse 48 des Filters, der vorzugsweise zwischen 90 und 135 Grad liegt. In der Figur 1 besitzt der Winkel "A" etwa 135 Grad, in der Figur 5 etwa 90 Grad.

Die Filterwand 22 kann mehrere Öffnungen besitzen und diese sind vorzugsweise kreisförmig und peripher im wesentlichen in gleichen Abständen angeordnet. In den Figuren wird eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der drei Öffnungen 38, 40 und 42 kreisförmig in einem Abstand von 120 Grad angeordnet sind.

Bei einer bevorzugten Ausführimgsform werden im Zigarettenfilter drei.Öffnungen verwendet, wobei die besten Filtrierungsergebnisse erreicht werden, wenn die inneren Durchmesser der Öffnungen 38, 40 und 42 zwischen 0,038 cm und 0,051 cm liegen und die Dicke der Wand 22 zwischen 0,025 und 0,03s cm liegt. Der innere Durchmesser der zylindrischen Wand 22 sollte etwa O₉318 cm betragen. Wenn die gleiche Dicke für die Wand 26 wie für die Wand 22 verwendet wird, dann ist bei einer gegebenen Zigarettendimension die Grosse der Kammer 35 bes-timmt.»

909086/0309

Der in der Fig. 5 daxgestellte Wärmeverteiler bzw. "Wärme—--. Vergeuder" 34 besitzt die Form eines zylindrischen Fortsatzes in der Wand und bildet eine Umsäuraung-26, die das faserartige FiItei'tiiaterial umgibt. Der Wärmeverteiler 54 und das .faserartige Filter können zusammen hergestellt werden.

Der Wärmeverteiler 34 kühlt aufgrund seiner relativen Grosse den Filter und dadurch werden mehr Feststoffe kondensiert und eingefangen.

ψ Die Filter 14, 14'und der Wärmeverteiler 34 werden vorzugsweise aus einem nicht entflammbaren plastischen Material hergestellt, können aber auch aus einem metallischen oder zersetzbaren Material hergestellt werden.

Die Zigaretten werden'meist in herkömmlicher Weise in eineta Strang hergestellt. Die Mundstacke von zwei benachbarten Zigaretten im Strang sind, wie in Fig. 4 dargestellt, miteinander verbunden. Das heisst, die zwei Filter"1-4 und 14' können vor dem Einsetzen in den Zigarettenstrang mittels eines faserartigen Mundstückes 20 verbunden werden, das in zwei Teile l6 und 16' zerschnitten werden muss, um die zv.ei benachbarten Zigaretten zu trennen.

Wenn die Zigarette geraucht wird, wird Rauch durch den Einlass 44 in die Rauchabs cheidekamBier 24 eingesogen. Der Rauch kann dann lediglich durch die Öffnungen 38, 40 und durchgehen* Um also aus der Rauchabseheidekammer 24 herauszukommen, muss der Rauch seine Richtung ändern. Durch diese vorzugsweise bei 90 bis 135 Grad liegende Richtungsänderung verliert der Rauch Energie und Festteilchen scheiden sich ab. Der Rauch bewegt sieh anfänglich mit einer bestimmten Geschwindigkeit entlang der Achse des FiJbers, kommt dann in Kontakt mit den Wänden 22 und 32 und Peststoffe scheiden

909886/0389 "^? ~

sich eil),- weil· die !fände 22 und 52 kalter sind als dex* Rauch. Da die Trägheiten der -.unerwünschten Stoffe, und der Teerstoffe grosser sind als die des Bauches, können sie nicht so leicht die KientUiVC. ändern wie der Hauch Mnd daher kommt es zu den Ah s ehe i dun/: en auf den. Wänden" 22 und 32 der■" llauehaus.cheid.ekaiimicr 2h. :

Die durch die Öffnungen- 58. ^iO und ^li2 durchfeilenden Rauehsirahl-en treffen zunächst die zylindrische -Wand 26 und die rinKPörraire wand 28,. ■ d"ie die Richtung des Rauches urnähdexn in "iiichtunp; au! den auslass 40, wobei die iCiehtimgsänderung vorzugsweise zwischen 90 und 135 Grad liegt". Durch diese iti(:!itun^fT"s;inderunc: .verliert de iUiueh weitere liuergie- und es werden weitere Feststoffe abgeschieden.. Die wand 26 ist kühler, insbesondere mit dein iüirraeve rfceil er jh, als der liaueh. lJadu.ch werden weitere Feststoffe kondensiert und scheiden sich in der ttaiicliaTischeid-ekainpier 50 ab.

"arhuem der-Hauch durch den .\rslass ^ιΦ aus _t]_er Fi. Lt er vor- . :' rieh (.luig nach der Erfiiidun'ir he raus ^e treten ist, kann er durch, einen weiteren lieiicürauilicheii i'asorfilter lG filtriert werden. 13s können auch zusätzliche chemische Filter, die beispielsweise aus Aktivkohle"" lies I chcn, zur weiteren Reinigung des Hauches venfendct werden.

Die Tabakfiltervorricht-ttna; nach der Erfindung hat sich als besonders vox'teilhaft erwiesen, weil durch sie eine wesentliche Meilire der iiaucUeiiei-gie. -entfernt" wird und dadurch· kann der Hauch nicht weiter Feststoffe mit sich fülii-en. Durch die schnelle Iiiehtiuigsänderung des. -lau.ehes verliert "der Rauch Energie und es scheiden sich Feststoffe ao, wobei die gesamte Energie für'die !licht ungs änderung aus der Geschwindigkeit und dein Druck des Rauches herstamuit» Die-Wirksamkeit des Tauakfilters nach der Erfindung wird durch die schnelle Kühlung au den. Wänden des Filters noch weiter verbessert, wodurch auch Feststoffe auf diesen Wänden irondensiereD, ■;-■■-■ 909886/0389

Claims (12)

Patentanmeldung; Zigarettenfilter PATENTANSPRÜCHE:

1. Zigarettenfilter, gekennzeichnet durch zwei konzentrische Rauchäbseheidekammern (24, 30), einen. Einlass (44), cici" in, die erste ^Tlauehabscheidekamrner führt, einen Auslass (46), dex" aus der zweiten Rauchabs cheidekaramer herausführt, und durch Vorrichtungen zum Entfernen von. Energie aus dem den Filter passierenden Rauch mittels schneller Richtungsänderuiigen des Rauches, wodurch aus der ersten 'iauchabscheidekammer ein. Rauch mit einem reduzierten Gehalt an Feststoffen in die zweite Rauchabscheidekammer überführt wird.

2. Filter nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Entfernung von Energie aus dem Rauch axis Öffnungen (38, 40, 42) zwischen den. Rauchabscheidekam-Biern besteht^ "wobei die Öffnungen Achsen besitzen, die die Richtung des Rauches um 90 biß 135 Grad ändern, wenn der Rauch von der ersten Rauchahseheidekammer in die zweite Rauehabseheidekamraer übergeht.

9Ü9'886/0389

Patentanwälte Dipl.-Ing, Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Entfernung der Energie aus dem Rauch eine· v/eitere Vorrichtung in der zweiten Rauchabs ehe idelcammer besitzt, die die Richtung des Rauches, der aus den Öffnungen herauskommt, um 90 bis 135 Grad ändert, bevor der Rauch aus dem Auslass herausgeht.

h. Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Rauchabscheidekainmem (24, 30), durch eine erste zylindrische Filterwand (22), durch eine zweite zylindrische Filterwand (26), die koaxial mit der ersten"Filterwand verläuft und einen grb'sseren Radius besitzt als diese, eine ringförmige Filterwand (28), die konzentrisch die erste zylindrische Filterwand mit der zweiten zylindrischen Filterwand am ersten Ende davon-verbindet, wodurch die ringförmige Rauehabseheidekammer zwischen den Wänden und dem ersten Ende verschlossen wird, und durch einen Teil (32), der eine Filterwand bildet, die das zweite Ende der ersten zylindrischen Filterwand abschliesst, wodurch eine zylindrische Rauchabscheidekammer gebildet wird, die am zweiten Ende verschlossen ist.

5. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Durchmesser der Öffnungen zwischen etwa 0,OjS cm und 0,05i cm liegt.

6. Filter nach Anspruch k_y dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der ersten zylindrischen Filterwand zwischen etwa 0,025 cm und 0,038 cm liegt.

7. Filter.nach Anspruch 4_S dadurch gekennzeichnet, dass der innere Durchmesser der ersten zylindrischen-Filterwand, etwa 0,318 cm beträgt.

90 9886/Q389 „3«

8. Filter nach Anspruch M₁ dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich einen zylindrischen Wärmeverteiler bzw. -Vergeuder besitzt, der leitend an der zweiten Filterwand angebracht ist.

9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeverteiler integral mit der zweiten Filterwand verbunden ist.

10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass I' sich ein faserartiger Filter innerhalb des Wanne verteile rs befindet.

11. Filter nach Anspruch ^li_s dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer zersetzbaren bzw. zerlegbaren Zusammensetzung* besteht.

12. Filter nach Anspruch S, dadux'ch gekennzeichnet, dass der Wärmeverteiler aus einer zersetzbaren bzw. zerlegbaren Zusammensetzung hergestellt ist.

909886/0389