DE1657226A1 - Vorrichtung zur Kompensierung des unvollstaendigen inhomogenen Abbrandvorganges von Tabak,vorzugsweise in Zigarettenform - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Kompensierung des unvollständigen inhomogenen Abbrandvorganges von Tabak, vorzugsweise in Zigarettenform. .

Angeregt durch die Statistiken über die unterschiedlich gesundheitliche Gefährdung von Zigarren- und Pfeifenrauchern einerseits und Zigarettenrauchern andererseits wurden Beobachtungen und Versuche angestellt, die zu folgenden Erkenntnissen führten.

1. Je homogener der Abbrandvorgang von Tabak gestaltet wird, umso geringer ist der Anteil der halb oder schlecht verbrannten Schwelstoffe und des 00 - Gehaltes.

2. Als Indikator für die Güte des Abbrandvorganges eignet sich die Messung der elektrischen Ladungsvertexlung im Rauchvolumen unter der Voraussetzung, daß der üblicherweise angewendete Abrauchvorgang simuliert wird.

3. Der Pfeifenraucher z. B. achtet beim Anzünden der Tabakfüllung darauf, daß die gesamte Oberfläche gleichmäßig in Brand gesetzt wird. In Verbindung mit dem langen Ansaugkanal der Pfeife ist damit eine Zwangsvermischung des Luftsauerstoffes mit den Abbrandprodukten besser gewährleistet.

4. Ahnlich verhält es sich bei einem wesentlichen Teil der konsumierten Zigarren. Eine gute Zigarre brennt in der Re gel plan ab, ohne Ausbildung eines extremen Glutkegels. In diesem Falle ist auch hier mit' einem homogenen Verbrennungsvorgang zu rechnen. Man kann also schon aus der Form der Glutfläche Rückschlüsse ziehen auf die Homogenität des Verbrennungsvorganges.

5« Anders vechäli; es nich jedoch beim Abbrandvorgurig von

Sehr schnell nach dem Anzünden der Zigarette bildet sich der bekannte Glutkegel aus, der umso spitzer wird, ,je stärker der Ansaugvorgang ist. Man kann dies so weit treiben, daß die Zigarette praktisch nur noch an der Oberfläche und unmittelbar unter der Papierhülle abbrennt, während der verkokste Tabakkern erhalten bleibt. Arbeiten von Professor Schmidt, Karlsruhe bestätigen, daß die Giftstoffe im Tabakrauch umso mehr zunehmen, je mehr Züge pro α Hinute getätigt werden und je größer das Zugvolumen ist.

Hieraus ist logischerweise der Schluß zu ziehen, daß der Abbrandvorgang von Tabak in Zigarettenform sehr inhomogen verläuft. Nach physikalischen Gesetzen wird die angesaugte Verbrennungsluft den Weg des geringsten Widerstandes nehmen. Der geringste Saugwiderstand ist in der ringförmigen Ahbrandzone der Papierumhüllung am Rande der Glutzone zu finden. Saugt man an einer bereits in Brand gesetzten Zigarette, so glüht zuerst die ringförmige Abbrandzone der Papier umhüllung auf. Erst dann folgt das Aufglühen des Glutkegels. Die Folge ist, daß bei annähernd laminarer Strömung in der äußersten Zone der Tabakfüllung, also unmit-™ telbar unter der Papierhülle ein verhältnismäßig sauerstoffreiches Abbrandprodukt angesaugt wird, während im axialen Kern der Zigarettenfüllung schlecht verbrannte, sauerstoffarme Schwelstoffe angesaugt werden. Je heftiger man an der Zigarette zieht, umso schlechter wird der VermischiangsVorgang in der Zigarette. Die Folge ist, daß der Yermisch.ungsvorgang der inhomogenen Rauchanteile frühestens in der Mundhöhle und im Atemtrakt stattfinden kann.

Es müssen also Maßnahmen ergriffen werden, die den ¥ermischungsvorgang in den Bereich der Zigarette" zurüekirer-

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Erkeimtnissen-verbrennungstechnisch gesehen- eine Fehlkonstruktion. Sie hat sich jedoch einen enormen Marktanteil erringen können, weil sie Tabakkonsum in kleinen Mengen ermöglicht und keiner zusätzlichen Utensilien bedarf. Es bleibt deshalb nur die Möglichkeit offen, die Unvollständigkeit des VerbrennuugsVorganges durch nachträgliche Maßnahmen zu kompensieren.

Es sind bereits Methoden bekannt, die Ansätze in dieser Richtung zeigen. Meistens werden düsenförmige Verengungen im axialen Bereich einer Zigarettenspitze, bzw. Abrauchvorrichtung angewendet in Verbindung mit Prallflächen, . die zu einer Abscheidung von Rauchkondensaten führen. Biese Methoden gehen jedoch von falschen Voraussetzungen aus. Auch die Anbringung von Lüftungsschlitzen in der Papierhülle ia Bereich zwischen Faserfilter und Tabakfüllung kann nach den geschilderten Erkenntnissen nicht zu dem gewünschten. Erfolg führen. Halbiert «an nach dem Abrauchen einer Zigarette das verbleibende Filter in Längsrichtung, so erkennt man in den meisten Fällen, daß die Braunfärbung des Fasermaterials in der Zone unmittelbar unter der äußeren Umhüllung am gerinsten ist. Das Filter ist also nicht homogen mit Rauchkondensaten belegt.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, innerhalb der Zigarette Vorrichtungen vorzusehen, die ein Umlenken des axial strömenden sauerstoffarmen Abbrandproduktes iß die - sauerstoffreichere ringförmige Strömungszone unmittelbar unter der Papierumhüllung ermöglicht. In der Zone zwischen Faserfilter und Tabakfüllung ist.%, b. ein kugel-, zylinderkegelförmiger- oder annähernd eiförmiger Einsatz etwa aus gepresstem Zellstoff, Kunststoff, oder SoIz einzubauen, der den gesamten Querschnitt der Zigarette soweit ausfüllt, daß eine Düsenwirkung in unmittelbarer Nähe der Papierumhüllung entsteht und die gewünschte Zwangsvermischung bei größtmöglichster Oberfläche ermöglicht. Die Papierumhüllung im Bereich des Einsatzes muß in geeigneter Weise versteift werden, damit ein Feuchtwerden und Durchnässen ™» . „ . _M 009887/0364
vermieden wird,

was infolge des Ansaugvorganges zu einem Verstopfen des ringförmigen Düsenspaltes führen würde. Es ist ferner möglich, den Einsatz so groß zu wählen, daß er den gesamten Querschnitt der Zigarette ausfüllt. In diesem Falle können etweder ringförmig angeordnete Rillen in Längsrichtung an der Oberfläche des Einsatzes vorgesehen werden oder an der Innenfläche der Umhüllung, die unter Umständen zur Verlängerung des Vermischungsweges, auch wendelförmig angeordnet sein können. Wendet man die beschriebenen Methoden an, so sind folgende Beobachtungen gemacht worden.

1. Die Belegung des Faserfilters mit Hauchkondensaten ist gleichmäßiger.

2. Ein geübter Baucher kann eine äußerlich von einer normalen Zigarette nicht zu unterscheidende präparierte Zigarette allein schon dadurch ermitteln, daß der inhalierte Hauch der präparierten Zigarette ohne Aromabeeinflussung weder beißt noch kratzt und deshalb in allen Versuchsfällen als leichter empfunden wird.

3· Die elektrophysikalische Ermittlung der Überschußladung einer Polarität im Hauchvolumen ergab nach Untersuchungen des Institutes von I¹TOf. MUHIiEISEN in Eavensburg-Weissenau, eine Verringerung des Ladungsüberschusses bei den erfindungsgemäß präparierten Zigaretten um durchschnittlich 7o %. Diese Ergebnisse konnten inzwischen noch verbessert werden.

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In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zwei Filterzigaretten im Längsschnitt und im !Querschnitt durch einen Einsatz nach der Linie A-A dargestellt.

Zwischen der. Tabakfüllung 1 und dem Faserfilter 2 ist in Fig. ein zylindrischer Einsatz 3 aus undurchlässigem, geschmacksneutralen Material angeordnet, der zu zwei Kegelspitzen ausläuft. Am Umfang des zylindrischen Teiles des EiBsatzes 3 sind durch ein darumgelegtes gewelltes Band 4 oder durch eingearbeitete Rillen umfangsverteilte Einzelkanäle geschaffen. Durch den den Rauchkanal bis auf die Einzelkanäle ausfüllenden Einsatz 3 werden die inhomogenen Anteile des Rauchvolumens nach aussen in die mehr sauerstoffreiche, flächengrössere ringförmige Strömungszone unmittelbar unter der Papier-Umhüllung abgelenkt. Die Düsenwirkung der engen Einzelkanäle unterstützt die angestrebte verbesserte Durchmischung der beiden Komponenten insbesondere in dem dem Faserfilter 2 unmittelbar vorgelagerten freien Raum.

In Fig.2 ist als Einsatz 5 eine glatte Kugel vorgesehen. Die Einzelkanäle werden hier durch ein von innen an der Papier-Umhüllung anliegendes gewelltes Band 6 gebildet.

Solche und ähnliche den Rauch radial nach aussen zwingende Einsätze können auch in Filterzigarren. Zigarren mit Mundstück sowie Zigaretten- und Zigarrenspitzen mit oder ohne Filter vorgesehen werden.Der Einsatz kann letztlich einen Filter ersetzen.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Anordnung zur Eompensierung des unvollständigen Abbrandvorganges von Tabak, vorzugsweise in Zigarettenform, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwangsvermischung der inhomogenen Anteile des Bauchvolumens durch Umlenkung des axialen sauerstoffarmen Rauchanteiles in die sauerstoffreichere, flächengrößere ringförmige Strömungszone unmittelbar unter der Papierumhüllung erfolgt.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kugel-, zylinder- oder kegelförmige Einsätze aus geeignetem geschmacksneutralen Material einen ringförmigen Düsenspalt zwischen Papierumhüllung und Einsatzoberfläche freilassen und diese Einsätze zur axialen Justierung einen Spitzenfortsatz haben, der in das Faserfilter einsticht.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versteifung der Papierumhüllung im Bereich des Einsatzes nach 2 vorgesehen wird, die auch ein Aufweichen der Papierumhüllung verhindert.

   4. Anordnung nach Anspruch¹ 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze den ganzen Querschnitt der Zigarette ausfüllen und mit in Längsrichtung gerade oder wendelförmig angeordneten Rillen versehen sind, die ringförmig an der Oberfläche des Einsatzes verteilt werden.

   · Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter 4 beschriebenen Rillen an der Innenseite der versteiften Umhüllung angeordnet sind.

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   6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5_r dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsvermischung der inhomogenen Hauchanteile in einer von der Zigarette oder Zigarre unabhängigen Abrauchvorrichtung in Fora eines Vorsatzgerätes z. b. einer Spitze erfolgt.

   7, Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die P^ierunhüllung auf Länge der Tabakfüllung zur Verbesserung der Sauerstoff zufuhrung und Verteilung eine wendeiförmige Perforation aufweist.

   8| Filterzigarette, Filterzigarre oder Filterspitze, gekennzeichnet durch einen vor dem Filter befindlichen Einsatz aus. geschmacksneutralem Material, der zur radialen Ablenkung des Rauchstromes den Rauchkanal bis auf einen ringförmigen Spalt oder umfangsvertellte Einzelkanäle ausfüllt.

   9. Zigaretten- oder Zigarrenspitze ohne Filter, gekennzeichnet durch einen Einsatz im Rauchkanal, der aus geschmacXsneutralem Material besteht und zur radialen Ablenkung des Rauchstromes den Rauchkanal bis auf einen ringförmigen Spalt oder ««fangsverteilte Einzelkanäle ausfüllt.

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