DE1657226B2 - Rauchvorrichtung z.b. zigarette, zigarre, rauchspitze o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rauchvorrichtung, z. B. Zigarette, Zigarre, Rauc'nspitze oder dergleichen mit einem hinter der Tabakfüllung im Rauchkanal angeordneten Einsatz aus undurchlässigem Material, der mit der Umhüllung einen in einzelne Kanäle gleichmäßig aufgeteilten Ringspalt bildet, der frei von Zusatzluft ausschließlich vom Rauch durchströmt wird und dem eine von Filtermasse freie Mischkammer nachgeordnet ist Die Erfindung geht damit aus von der CH-PS 31 169, auf die noch zurückgekommen wird.

Einleitend werden folgende Ausführungen gemacht:
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, um so geringer ist der Anteil der halb oder schlecht verbrannten Schwelstoffe und des CO-Gehaltes.

2. Als Indikator für die Güte des Abbrandvorganges eignet sich die Messung der elektrischen Ladungsverteilung im Rauchvolumen unter der Voraussetzung, daß der übliche.weise 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. Ähnlich verhält es sich bei einem wesentlichen Teil der Konsumierten Zigarren. Eine gute Zigarre brennt in der Regel 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 verhält es sich jedoch beim Abbrandvorgsng von Tabak in Form von Zigaretten.

Sehr schnell nach dem Anzünden der Zigarette bildet sich der bekannte Glutkegel aus, der um so spitzer wird, je stärker der Ansaugvorgang isi. 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

ίο bleibt Arbeiten von Professor Schmidt Karlsruhe bestätigen, daß die Giftstoffe im Tabakrauch um so

mehr zunehmen, je mehr Züge pro Minute 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 Abbrandzone der Papierumhüllung am Rande der Glutzone zu finden. Saugt man an einer bereits in Brand gesetzten Zigarette, so glüht zuerst die ringförmige Abbrandzone der Papierumhüllung auf. Erst dann folgt das Aufglühen des Glutkegels. Die Folge ist, daß bei annähernd laminarer

Strömung in der äußersten Zone der Tabakfüllung, also unmitteluar 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, um so schlechter wird der Vermischungsvorgang in der Zigarette. Die Folge ist, daß der Vermischungsvorgang der inhomogenen P.auchanteile frühestens in der Mundhöhle und im Atemtrakt stattfinden kann.

Es müssen also Maßnahmen ergriffen werden, die den Vermischungsvorgang in den Bereich der Zigarette zurückverlegen.

An und für sich ist die Zigarette nach den geschilderten Erkenntnissen — verbrennungstechnisch gesehen — nicht optimal ausgebildet. Sie hat 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 Verbrennungsvorganges 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 Abschneidung von Rauchkondensaten führen. Diese Methoden gehen jedoch von falschen Voraussetzungen aus. Auch die Anbringung von Lüftungsschlitzen in der Papierhülle im Bereich zwischen Faserfilter und Tabakfüllung kann nach den geschilderten Erkenntnissen nicht zu dem gewünschten Erfolg führen. Halbiert man 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 geringsten ist. Das Filter ist also nicht homogen mit Rauchkondensaten belegt.
Im einzelnen ist es bei einer Zigarette bekannt, zwischen der Tabakfüllung und einer Kammer innerhalb des Mundstückes einen zylindrischen Körper als Einsatz anzuordnen, der enge radiale Schlitze und umfangsverteilte Nuten zur Aufnahme sowohl des Rauchstromes

als auch zu Zusatzluft aufweist, die über Durchlässe unmittelbar hinter der Tabakfüllung eingeleitet wird (DT-AS 12 71611). Durch die Zusatzluft soll die Rauchtemperatur derart herabgesetzt werden, daß sich in den engen Schlitzen und Nuten des Einsatzes Teer niederschlägt Der Einsatz soll insoweit die Funktion eines Filters übernehmen. Wenn sich aber bestimminigsgemäß in iien radialen Schlitzen und Nuten des Einsatzes Teer ansammelt, so wird hierdurch zunehmend die Konzentrizität des Rauchstromes gestört, denn die Teeransammlung wird sich nicht gleichmäßig auf die radialen Schlitze und Nuten verteilen können. Die Folge davon ist, daß sich der Sog der Tabakfüllung exzentrisch mitteilt und im Rauchvolumen ein noch größerer Anteil an sauerstoffarmen Schwelstoffen ensteht als bei einer normalen Filterzigarette ohne Einsatz.

Abgesehen davon wird sich bei der bekannten Zigarette im Laufe einer fortschreitenden Teersammiung innerhalb des Einsatzes der Anteil reiner Zusatzluft erhöhen, so daß der Rauchgenuß mehr und mehr abnimmt. Die Erfindung setzt daher voraus, daß hinter der Tabakfüllung keine Zusatzluft einströmt.

Der Erfindung kommt die eine Filterzigarette betreffende, eingangs erwähnte CH-PS 4 31 169 am nächsten. Zwar wird bei der hierin beschriebenen Filterzigarette der Rauch in vorteilhafter Weise durch den Einsatz nach außen gedrängt, wodurch er in den umfangsverteilten Kanälen auf hohe Geschwindigkeit gebracht wird und eine gute Durchmischung von sauerstoffarmen und sauerstoffreichen Rauchanteilen zu erwarten ist, jedoch ist auch hier über den gesamten Abbrandvorgang einer Zigarette eine gleichmäßige Durchströmung der umfangsverteilten Kanäle nicht sichergestellt. Der Rauch wird nämlich hinter dem Einsatz durch ein einseitig abgeflachtes Kartonstück zur Wandung des Mundstückes hin umgelenkt, um dann radial in einen Hohlraum eingeleitet zu werden. Diese sich auf eine einzige Umfangsstelle des Mundstückes konzentrierende Strömung beeinträchtigtdie Gleichmäßigkeit des Soges in den einzelnen Kanälen des Ringspaltes. Die Kanäle, die der Abflachung am nächsten liegen, erhalten den höchsten Sog, und zwar dem Prinzip des geringsten Strömungsviderstandes folgend.

Der über die umfangsverteilten Kanäle ungleichmäßige Sog wirkt sich natürlich auf die Tabakfüllung aus, so daß die Gefahr besteht, daß die Zigarette schief abbrennt und der Abbrandvorgang demzufolge noch mehr inhomogen wird als bei einer normalen Zigarette.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rauchvorrichtung der eingangs genannten Gattung den Rauch, nachdem er die den Einsatz umgebenden Kanäle durchströmt hat, in einer über den Querschnitt ablenkungsfreien Durchströmung in die nachgeordnete Mischkammer zu überführen.

Die Erfindung besteht darin, daß der Einsatz eine sich stromabwärts konzentrisch verjüngende Gestalt aufweist und sich unmittelbar in die daran anschließende Mischkammer erstreckt.

Hierdurch wird die Expansion der die am Umfang verteilten Kanäle durchströmenden Rauchbestandteile in geregelter Form unterstützt und konzentrisch zusammengeführt. Der Wechsel der Rauchgeschwindigkeit unter Beibehaltung der Konzentrizität ist nicht nur für den angestrebten Zweck der Vermischung von sauerstoffarmen und sauerstoffreichen Bestandteilen fördernd, sondern strahlt auch auf die Vorgänge innerhalb der TabakfüUung vorteilhaft aus.

Der Einsatz gemäß der Erfindung kann für Zigaretten, Zigarren, Rauchspitzen oder dergleichen Anwendung finden und aus gepreßtem Zellstoff, Kunststoff 5 oder Holz bestehen. Er kann kugel-, kegel oder eiförmig gestaltet sein, wobei die Kanäle in bekannter Weise von einem gewellten Band gebildet werden können, das den Einsatz umgibt In Anwendung auf eine Zigarette können entweder am Umfang verteilt angeordnete Rillen

■ο in Längsrichtung an der Oberfläche des Einsatzes vorgesehen werden oder an der Innenseite der Umhüllung, die unter Umständen zur Verlängerung des Vprmischungsweges auch wendelförmig verlaufen können.

Handelt es sich um eine Rauchvorrichtung mit einem der Mischkammer nachgeordneten Filter, so ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Einsatz beiderseits in spitz zulaufende kegelige Fortsätze ausläuft, mit denen er einerseits am Filter und andererseits an der TabakfüUung axial fixierbar ist Der Einsatz hat dann zwischen den kegeligen Fortsätzen zweckmäßig einen zylindrischen Teil, in den gleichmäßig über den Umfang verteilte Längsrillen eingearbeitet sind.

Die Enindung führt zu folgenden fortschrittlichen Wirkungen:

1. Die Belegung des Faserfilters mit Rauchkondensaten ist gleichmäßiger.

2. Ein geübter Raucher kann eine äußerlich von einer normalen Zigarette nicht zu unterscheidende präparierte Zigarette allein schon dadurch ermitteln, daß der inhalierte Rauch 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 Rauchvolumen ergab nach Untersuchungen des Institutes von Professor Mühleisen in Ravensburg-Weissenau eine Verringerung des Ladungsüberschusses bei den erfindungsgemäß präparierten Zigaretten um durchschnittlich 70%. Diese Ergebnisse konnten inzwischen noch verbessert werden.
In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes zwei Filterzigaretten im Längsschnitt und im Querschnitt nach den Linien A-A dargestellt. Zwischen der TabakfüUung 1 und dem Faserfilter 2 ist nach F i g. 1 ein zylindrischer Einsatz 3 aus undurchlässigem, geschmacksneutralem Material angeordnet, der zu zwei Kegelspitzen 3a, 3b ausläuft. Über diese Kegelspitzen ist der Einsatz 3 einerseits an der TabakfüUung 1 und andererseits am Faserfilter 2 fixiert. Der zylindrische Einsatz 3 hat gleichmäßig über den Umfang verteilt eingearbeitete Längsrillen 4, die umfangsverteilte Kanäle bilden. Durch die 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 P'.pierumhüllung abgelenkt. Die Düsenwirkung der engen Einzelkanäle bzw. Längsrillen 4 unterstützt die angestrebte verbesserte Durchmischung der beiden Komponenten, insbesondere in der dem Faserfilter 2 unmittelbar vorgelagerten Mischkammer 8, in die der Rauch zufolge der sich stromabwärts konzentrisch verjüngenden Gestalt des Einsatzes 3 in einer über den Querschnitt ablenkungsfreien Durchströmung überführt wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist als Einsatz

eine glatte Kugel 5 vorgesehen. Die Einzelkanäle werden hier durch ein von innen an die Papierumhüllung 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 Zigarettenspitzen mit oder ohne Filter vorgesehen werden. Der Einsatz kann letztlich einen Filter ersetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rauchvorrichtung, z.B. Zigarette, Zigarre, Rauchspitze oder dergleichen mit einem hinter der Tabakfüllung im Rauchkanal angeordneten Einsatz aus undurchlässigem Material, der mit der Umhüllung einen in einzelne Kanäle gleichmäßig aufgeteilten Ringspalt bildet, der frei von Zusatzluft ausschließlich vom Rauch durchströmt wird und dem eine von Filtermasse freie Mischkammer nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (3, 5) eine sich stromabwärts konzentrisch verjüngende Gestalt aufweist und sich unmittelbar in die daran anschließende Mischkammer (8) erstreckt

2. Rauch vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem der Mischkammer nachgeordneten Filter, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (3) beiderends in spitz zulaufende kegelige Fortsätze (3a, 3b) ausläuft, mit denen er einerseits am Filter (2) und andererseits an der Tabakfüllung (1) axial fixierbar ist.

3. Rauchvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (3) zwischen den kegeligen Fortsätzen (3a, 3b) einen zylindrischen Teil hat in den gleichmäßig über den Umfang verteilte Längsrillen (4) eingearbeitet sind.