帶軸向噴射口多區間分流的捲菸過濾嘴的製作方法

2023-07-13 08:57:31

專利名稱：帶軸向噴射口多區間分流的捲菸過濾嘴的製作方法
技術領域：
本發明系一帶軸向噴射口多區間分流的菸嘴，涉及巻煙過濾嘴技術領 域，是一種採用流體射流增壓技術濾除巻煙煙霧中的煙焦油及其他粒相物 的過濾裝置。
背景技術：
菸草工業堪稱全世界最古老的產業，但卻是最賺錢的工業，究其原因 是因為巻煙是一次性消費的， 一支巻煙燒完為止，不可再生，消耗了還要 再去買，於是一個輪子滾起來了，就不會停下來，它的歷史可追述到五百 多年前，五百年來，凡是涉及人類衣食住行及其延伸出來的行業令人目不 暇接，其中大部分行業的科技發展更是日新月異，惟獨菸草工業在技術上 的進步乏善可陳，特別在最敏感的課題去除煙焦油危害上沒有實質性的進 步，唯一可以稱的上改進的也就是二十世紀五六十年代起在巻煙尾部添加 了一段化纖過濾嘴，意在阻隔部分煙焦油的釋放，這一技術沿用至今，已 將有半個世紀了，但是化纖過濾嘴的去除焦油效果並不顯著，以至於在中 國的國標中也無法對其過濾煙焦油的功效確定定量的指標。
菸民對巻煙的認識，事實上與五百年前無多大差別，相當一部分菸民 至今還是以剌激性強，有嗆人感覺，燒喉嚨為嗜煙的樂趣，但是隨歷史的 進程科技的普及，對煙焦油的危害性逐漸被漸漸多起來的人所認同，因此， 巻煙工業生產的巻煙也逐漸趨"淡"，文革中曾經銷路不錯的"阿爾巴尼 亞香菸"及文革後一種模仿外煙味的"醒寶牌"香菸早己退出市場就是一 個證明，實際上菸民並不知道巻煙在生產環節中的種種技術指標，菸草行 業在技術質量評價測試中有兩項指標是值得重視的， 一個是刺激性， 一個 是雜氣，這兩項指標均為感官指標，有評煙師來評判，只要是巻煙，這兩 項指標就是邁不過去的兩道坎，是巻煙無法根除的兩大難題，而這兩項指 標與煙焦油的釋放是密不可分的，要在巻煙原材料上動腦筋顯然已經不現實，理論上講大量地去除菸葉上的焦油量不是辦不到的，但是往往會帶來 菸鹼(即尼古丁)的損失，沒有尼古丁，巻煙實際上就不是巻煙了，菸民 就沒有菸癮了，這等於是巻煙自己消滅了自己，也是菸草公司所不願看到 的。 一個是刺激性， 一個雜氣，如前所述，都離不開煙焦油，問題是這兩 項指標不是一成不變的，它們是動態的，為什麼這樣講 菸民都有一個共 同的感受吸一支煙往往是剛點燃的時候第一口煙口感最好，接下來，越 是往後面吸菸氣就越嗆人，剌激性就越強，雜氣也越多，感覺上煙味已經 變了 ，什麼原因？這就是下面要揭示的煙焦油疊加濃縮動態釋放的現象。
不論什麼牌子的巻煙，都由煙杆和化纖過濾嘴組合而成，正如化纖過 濾嘴有一定的過濾阻隔作用一樣，長長的煙杆自身對燃燒中的菸頭所產生 的煙霧也有過濾和阻隔的作用，不妨把一支巻煙從長度上成分N等份，在 點燃第一段抽吸時，第二段到第N段實際也在過濾、截留、阻隔第一段煙 杆燃燒時產生的焦油和粒相物；當煙杆燃燒到第二段的時候第二段的菸絲 固然會產生焦油和粒相物，但不要忘記，同時燃燒的還有第一段煙杆燃燒
時被第二段煙杆截留下來的焦油和粒相物；注意，這次燃燒的焦油和粒相 物是被第二次燃燒了；第三段煙杆燃燒除自身菸絲燃燒外，同時又將被其 截留過濾的第一段、第二段焦油和粒相物第三次燃燒。依次類推，煙焦油 和粒相物就是這樣被多次地截留，又多次被燃燒，燃燒一次就濃縮一次， 菸民吸到口中的煙氣中有被燃燒過一次的焦油，但絕大部分是被第二次第 三次……第(N-1)次燃燒的焦油和粒相物，越吸到後面，越刺激越嗆人 也就不難理解了。
需要指出，多燃燒一次，就多濃縮一次，焦油的釋放就是這樣一個疊 加濃縮動態釋放的過程，由此也可以看出，靜態的測定是多麼的不科學， 這一點，我們稱為"疊加濃縮動態釋放"現象。五百多年來，巻煙永遠是 一根長長的煙杆，現今加了一段化纖過濾嘴起不了多大的作用，有文獻資 料披露的數據，纖維之間的間隙難以截留直徑小於0. 1微米(萬分之1毫 米)至l納米(百萬分之一毫米)的細小固體狀物質形成的煙霧，加之化 纖自身在生產過程中形成的成千上萬個細小纖維在抽菸過程中逸出，吸入 肺中，類似塑料飯盒1000年都不會降解，形成新的汙染，同時化纖過濾 嘴也不能解決煙焦油疊加濃縮動態釋放過程中造成的煙氣刺激性逐步加大的問題。
長長的煙杆加了一段化纖過濾嘴，這是巻煙永遠也無法改變的物理形 態，並且已形成固定的產業鏈，要解決刺激性、雜氣，解決越吸越刺激越 吸越嗆人的任務勢必落在二次過濾裝置的肩上，就是說，須有一個裝置， 這一裝置要有效地過濾焦油，且對疊加濃縮的動態釋放現象進行有效遏 制，這就是本發明所要解決的課題。
本發明所依據的原理是1.只要有壓力差，流體就會從壓力高處流 向壓力低處；2.流體，特別是油狀液體具有可以射流的先天條件，這是
射流原理；3.凡具有一定速度的油狀液體， 一旦沾附於固體表面，就會 附著在固體壁上，這是附壁原理；4.凡是油狀液體，當一部分油狀液體 附壁後，會對後續到來的油狀液體產生粘附作用，這是積聚原理。本發明， 就是要製造出一個結構，將這三個原理組合起來，形成一個系統裝置，以 達到過濾焦油的目的，須指明的是吸菸時所產生的焦油，因巻煙菸絲中含 有一定量的水分，所以產生的焦油是溼焦油，是油和水的混合物，正符合 油狀液體的各項特性。

發明內容
本發明的目的是為克服現行化纖過濾嘴的缺陷，提供一種純物理結構 的過濾嘴，其本身非但不產生細小纖維，而且能將化纖過濾嘴產生的細小 的纖維截留住，且因勢利導，綜合運用流體4個原理使溼焦油通過射流析 出，粘附於一個設計好的壁上，從而對後續到來的焦油起到粘附作用，並 且使其越聚越多，對疊加濃縮動態釋放的焦油實施對衝，從而達到
1. 有效地過濾與截留煙焦油及粒相物，以降低刺激性；
2. 對隨吸菸過程疊加釋放的越來越高濃度的煙焦油進行對衝，以達 到最終釋放出煙焦油在吸菸全過程中大致均衡；
3. 濾除化纖過濾嘴自身產生的細小纖維。 為達到上述目的，本發明的技術解決方案是
一種帶軸向噴射口多區間分流的巻煙過濾嘴，包括菸嘴身和裝入其中 的過濾芯；菸嘴身有兩段中空帶錐度的不同直徑圓柱體連接而成，兩圓柱 體之間由曲面自然過渡，形成一體；菸嘴身較小直徑的一端為吸嘴，較大
6直徑的另一端為插煙座；菸嘴身中空內腔內壁上，在插煙座後依次有兩道 環形臺階，兩道臺階之間裝有過濾芯；
插煙座埠是一帶喇叭形的敞口，用於插巻煙，其內徑尺寸與巻煙外 徑適配，喇叭形敞口後面是第一臺階，為巻煙插入後的固止端；第一臺階 後面是第二臺階，兩臺階間有一間距，該間距內固接有過濾芯，過濾芯朝 向插煙座的端面與第一臺階有一空隙，第二臺階為過濾芯的固止端；
過濾芯體為柱狀，在中心連接柱上環形凸設有三個直徑不同的圓盤， 中心連接柱兩端分別是大、小圓盤，中間是中圓盤；中心連接柱與菸嘴身 的中空內腔同軸；
大圓盤靠近插煙座敞口，其周圓和形狀與兩臺階間內壁相適配，固接 於兩臺階間，大圓盤朝向插煙座的端面與第一臺階有一空隙，其遠離插煙 座的端面卡於第二臺階處；大圓盤上有四個小孔，四個小孔呈90度夾角 分布在大圓盤上，每個小孔朝向插煙座方向有一漏鬥狀煙氣引導器；
中圓盤外徑小於大圓盤，位於大圓盤內側，大、中圓盤間有中心連接 柱上輻射出的四條相互垂直的隔牆，隔牆軸心方向的兩側分別與大、中圓 盤表面固接，形成四個相同大小的增壓腔；在大圓盤上隔出的每一增壓腔 內有一小孔；中、小圓盤之間裸露的中心連接柱構成一導流杆，導流杆尾 部固接小圓盤；
小圓盤靠近吸嘴的端面與吸嘴有一距離。
所述的巻煙過濾嘴，其所述菸嘴身的吸嘴，其內側向中空內腔內有一 "M"形環狀內翻邊，內翻邊形成一環狀突起，環狀突起與內腔壁間有一
小圓盤靠近吸嘴的端面與環狀突起內端有一距離。
所述的巻煙過濾嘴，其所述菸嘴身的插煙座、"M"形環狀內翻邊突起、 過濾芯的中心連接柱、中心連接柱上的大、中、小圓盤共一中心軸線。
所述的巻煙過濾嘴，其所述菸嘴身吸嘴為圓柱體，圓柱體外周園側壁 與頂端交角處呈圓弧形；或圓柱體外周園側壁與頂端交角處設有一環狀突 起，用於吸菸者咬住吸吮。
本發明的優點在於
7(一) 有效地截留巻煙煙霧內的煙焦油及混在煙焦油內的其他粒相
物；
(二) 與吸菸全過程中的煙焦油疊加濃縮動態釋放形成對衝，越往後 吸截留量越大，從而使整個吸菸過程焦油釋放濃度達到大體均衡。
(三) 能將化纖過濾嘴中的化纖纖維截留在過濾芯內部或菸嘴身的內 壁上避免了細小纖維釋放。


圖1為本發明實施例的I型菸嘴身示意圖； 圖2為為本發明實施例的II型菸嘴身示意圖； 圖3為本發明實施例的過濾芯示意圖； 圖4為本發明實施例的裝配示意圖。
具體實施例方式
見圖l、圖2、圖3、圖4，提供一種具有濾除焦油作用的二次過濾煙 嘴，由菸嘴身與裝入其中空內腔的過濾芯結合而成。
一個周身均為圓形的菸嘴身，分為上下兩部分(見圖l、圖2、圖4)， 上部為一段直徑較小的帶錐度的(或也可不帶錐度的)圓柱體，下部為一 段直徑較大的帶錐度的圓柱體，兩個圓柱體之間通過曲面連接，形成一體。 上下兩部分具有各自的功能，上部小圓柱用於給吸菸者咬住吸吮，下部大 圓柱體用於給吸菸者拿捏。
菸嘴身上下是中空的，下部直徑較大的圓柱體埠是喇叭形敞口，作 為插煙座，用於插巻煙，喇叭形敞口處於最前端，其後端有一個臺階(第 一臺階)作為巻煙插入的止端。
較大圓柱體中空內腔的第一臺階後面設有第二臺階，兩個臺階之間有 一定的間距，形成的一個中空腔體用於安裝過濾芯，這一中空腔體的內徑 與過濾芯的外徑相適配，第二個臺階也是過濾芯裝入後的止端，過濾芯卡 於第二臺階處。
較小圓柱體的另一端，有M形內翻邊，向菸嘴身內腔中形成一環狀 突起，環狀突起外周圍側壁與菸嘴身內腔側壁及第二個臺階構成的內腔之間，有一圈環型溝槽，環狀突起頂端與過濾芯尾部伸入上述內腔的導流杆 保持一定距離。
所述的菸嘴，其菸嘴身分為上下兩個不同外徑的略微帶錐度的圓柱體 (處於上方的小圓柱體可以不帶錐度)，兩圓柱體之間有曲面自然過度，
形成一體。
所述的菸嘴，其菸嘴身上部有外徑較小的略微帶錐度的圓柱體是吸嘴 (或叫咬嘴)，用於被給吸菸者咬住吸吮，外形及功能上分為I型和II型 ①I型圓柱體外周園側壁與頂端交界處呈圓弧形，②II型圓柱體外周園 側壁與圓柱體頂端之間交界設有一環狀突起，同樣是用於給吸菸者咬住吸 晚，但較之I型更不易脫落，見圖1圖2;
所述菸嘴其菸嘴身下部是一直徑較大的略帶錐度的圓柱體，其有中空 內腔，下部埠是有喇叭形敞口用於插巻煙，其尺寸與巻煙適配，喇叭形 敞口後面是第一臺階，第一臺階是巻煙插入的止端，第一臺階與敞口端部 形成插煙座。
所述菸嘴，在較大的圓柱體內腔中的第一臺階後面是第二臺階，第二 臺階與第一臺階有適當的間距，這之間的中空腔室安裝有過濾芯，第二臺 階即為過濾芯安裝的止端，過濾芯卡於第二臺階處，過濾芯底端與第一臺 階保持一定的空隙，以便於煙氣的暢通；
所述的菸嘴，其菸嘴身上部小圓柱體中空內腔頂端設有一 "M"型內 翻邊，向菸嘴身內腔中形成一環狀突起，環狀突起外周圍側壁與菸嘴身內 腔側壁及第二個臺階構成的腔室之間，有一圈環形溝槽，環狀突起內頂端 與伸入內腔的過濾芯頂部保持一定距離。
所述的菸嘴，其過濾芯體由三個直徑不同的圓盤按直徑大、中、小依 次組成，靠菸嘴身敞口方向最近的是一個大圓盤，為底盤，底盤端面靠近
敞口一面有4個小孔，呈90度夾角對稱分布，每個小孔靠敞口方向有一
個漏鬥狀煙氣引導器，以便於煙氣從引導器導入小孔內，第二部分是一個
較之大圓盤外徑較小的中圓盤；大中圓盤間保持一定的間隙，兩圓盤由中 軸及四條隔牆相固定連接，第三部分是中圓盤尾部伸入中空腔室的導流 杆，導流杆的尾部是外圓更小的小圓盤。
所述的菸嘴，其插煙座，過濾芯大圓盤、中圓盤、小圓盤，過濾芯導流杆及菸嘴身大小圓柱體及小圓柱體內腔中環狀突起，共一中心軸線。 實施例，
一個具有中空內腔的菸嘴身A，由兩段稍帶錐度的圓柱體組合而成 下部的圓柱體Al直徑較大，用於被給吸菸者拿捏，上部的圓柱體A2直
徑較小，A2的功能是用於給吸菸者咬住吸吮，A2的頂部與側壁交角處有 I型與II型兩種造型，I型在交角處呈圓弧形A23 (見圖l)， II型在交角 處有一環狀突起A24 (見圖2)。兩種造型各自具有功能，I型在口感上象 含巻煙(巻煙是圓柱形的)，II型則能防脫落。二個圓柱體之間有曲面A3 過渡；Al下端中空內腔為帶喇叭口敞口的插煙座All， All的末端有第一 臺階A12 (在巻煙插入後限位)，A12後面一定距離有第二臺階A13， A13 後面即為連接A1與A2 二個中空圓柱體的過渡曲圓A3的中空內腔，再往 後面即為小圓柱體A2形成的中空內腔，A2的內腔頂端有M型內翻邊， 向菸嘴身內腔中形成有環狀突起A21， 環狀突起外周側壁與A2內腔壁 之間形成一圈環狀溝漕A22，處於第二臺階A13的上方。
見圖3，過濾芯B，過濾芯B是由由上而下的三個圓盤依次連接而成， 最下面的圓盤B1外徑最大，處於B1上方中圓盤B2外徑次之，處於最高 端的小圓盤B3外徑最小，Bl與B2由中心軸柱B4及四條隔牆B5連接， B2與B3由中心軸柱B4連接。見圖3圖4。大圓盤B1 (朝菸嘴身插煙座 All方向)的端面分布有四個小孔Bll， Bll呈90度夾角位置對稱分布， 每個小孔朝插煙座All方向各有漏鬥形的煙氣引導器B12，大圓盤B1處 於菸嘴身二個臺階A12及A13間形成的內腔室內，Bl的外徑與該腔室的 內徑相適配，Bl的頂端卡於菸嘴身第二臺階A13處，Bl在裝配完成後其 下端與菸嘴身內腔第一臺階A12保持適當間隙A14，過濾芯B在裝配完 成後，其最高端小圓盤B3的頂部與菸嘴身環狀突起A21保持一定距離。
本發明的實施過程
吸菸時菸嘴上部因吸菸者吸吮形成真空，因此內外形成氣壓差，由此， 形成動能。當煙氣藉助氣壓差通過插煙座All及第一臺階A12與過濾芯 大圓盤底端間的間隙A14進入過濾芯大圓盤底端的煙氣引導器B12，再通
10過四個小孔B11衝出，衝出的煙氣流形成射流，打到中圓盤B2的下端面，
由於有四堵夾牆將小孔形成的4個相同的區間B6，形成增壓腔，導致煙 氣中的煙焦油及混在煙氣油中的固體粒相物和細小的纖維物頓時沉澱下
來，餘下的煙氣從扇形的敞口處衝出，衝出的煙氣改變方向，衝向A3的 中腔內壁，形成第二次沉澱，該次沉澱效果不及第一次，煙氣再改變方向 流向B2與A3中腔腔內壁間的空隙處，向後流動，由於B3小圓盤的導流 作用，煙氣沿A3及A2中空內壁流動，流向A22，再折回經A21的通口 向菸嘴身上部出口處A25出逸出，完成一次氣流運動。
在每一次氣流運動過程中，煙焦油及其他粒相物在增壓腔B6沉積是 第一次沉積，第一次沉積中有海綿頭內的細小纖維，隨煙焦油的析出而被 粘住，沉積在增壓腔B6的煙焦油對後續到來的煙焦油起到了很好的粘附 作用，隨著吸菸過程中的煙焦油濃度變高，先期被沉積的煙焦油粘住了更 多更濃的焦油，實施了對衝，換句話說，隨動態釋放的焦油越來越濃，被 處於B6位置的焦油控住的疊加濃縮的焦油也越多，這一現象稱為對衝， 整個過程導致逸出的煙氣內焦油含量大體均衡。
這一結構的優點在於煙氣第一次射流是在軸向的方向上(即與過濾嘴 身和過濾芯的中心軸線相平行的方向)完成的，煙氣不直接向後衝，當煙 氣從增壓腔B6衝出時其速度相對減弱，這時的煙氣是改向徑向方向運動， 再折向向與軸線平行的方向向後運動。隨著吸菸支數的增加，B6處的煙 焦油越聚越多，而從B6處往後運動，可用肉眼清晰地看到沉積出來的焦 油附在A3的中空內壁上，逐漸向後爬升，當焦油積聚到一定量時，會沉 積流動到溝槽A12處。
吸菸是一種不良嗜好，吸菸給健康帶來的危害是眾所周知的，戒菸是 吸菸者最好的選擇，但在難以戒除的情況下，上述發明為在吸菸與戒菸之 間提供了一種新的選擇。
權利要求
1、一種帶軸向噴射口多區間分流的捲菸過濾嘴，包括菸嘴身和裝入其中的過濾芯；菸嘴身有兩段中空帶錐度的不同直徑圓柱體連接而成，兩圓柱體之間由曲面自然過渡，形成一體；菸嘴身較小直徑的一端為吸嘴，較大直徑的另一端為插煙座；菸嘴身中空內腔內壁上，在插煙座後依次有兩道環形臺階，兩道臺階之間裝有過濾芯；其特徵在於插煙座埠是一帶喇叭形的敞口，用於插捲菸，其內徑尺寸與捲菸外徑適配，喇叭形敞口後面是第一臺階，為捲菸插入後的固止端；第一臺階後面是第二臺階，兩臺階間有一間距，該間距內固接有過濾芯，過濾芯朝向插煙座的端面與第一臺階有一空隙，第二臺階為過濾芯的固止端；過濾芯體為柱狀，在中心連接柱上環形凸設有三個直徑不同的圓盤，中心連接柱兩端分別是大、小圓盤，中間是中圓盤；大圓盤靠近插煙座敞口，其周圓和形狀與兩臺階間內壁相適配，固接於兩臺階間，大圓盤朝向插煙座的端面與第一臺階有一空隙，其遠離插煙座的端面卡於第二臺階處；大圓盤上有四個小孔，四個小孔呈90度夾角分布在大圓盤上，每個小孔朝向插煙座方向有一漏鬥狀煙氣引導器；中圓盤外徑小於大圓盤，位於大圓盤內側，大、中圓盤間由中心連接柱上輻射出四條相互垂直的隔牆，隔牆軸心方向的兩側分別與大、中圓盤表面固接，形成四個相同大小的增壓腔；在大圓盤上隔出的每一增壓腔內有一小孔；中、小圓盤之間裸露的中心連接柱構成一導流杆，導流杆尾部固接小圓盤；小圓盤靠近吸嘴的端面與吸嘴有一距離。
2、 如權利要求l所述的巻煙過濾嘴，其特徵在於，所述菸嘴身的吸 嘴，其內側向中空內腔內有一 "M"形環狀內翻邊，內翻邊形成一環狀突 起，環狀突起與內腔壁間有一環狀溝槽；小圓盤靠近吸嘴的端面與環狀突起內端有一距離。
3、 如權利要求1或2所述的巻煙過濾嘴，其特徵在於，所述菸嘴身 的插煙座、"M"形環狀內翻邊突起、過濾芯的中心連接柱、中心連接柱上 的大、中、小圓盤共一中心軸線。
4、 如權利要求l所述的巻煙過濾嘴，其特徵在於，所述菸嘴身吸嘴為圓柱體，圓柱體外周園側壁與頂端交角處呈圓弧形；或圓柱體外周園側 壁與頂端交角處設有一環狀突起，用於吸菸者咬住吸吮。
全文摘要
本發明一種帶軸向噴射口區間分流的捲菸過濾嘴，涉及捲菸技術，包括菸嘴身、過濾芯；過濾芯體的中心連接柱上環形凸設有三個圓盤；大圓盤靠近插煙座敞口，其周圓和形狀與兩臺階間內壁相適配，固接於兩臺階間，其遠離插煙座的端面卡於第二臺階處；大圓盤上有四個小孔；中圓盤位於大圓盤內側，大、中圓盤間由中心連接柱上輻射出四條相互垂直的隔牆，隔牆軸心方向的兩側分別與大、中圓盤表面固接，形成增壓腔；在大圓盤上隔出的每一增壓腔內有一小孔；中、小圓盤之間裸露的中心連接柱構成導流杆，導流杆尾部固接小圓盤；小圓盤與吸嘴有一距離。本發明的過濾嘴有效地濾除捲菸燃燒後生成的焦油及粒相物，改善煙質，從而使釋放的煙氣刺激性大大降低。
文檔編號A24F7/04GK101627836SQ20081011673
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月16日 優先權日2008年7月16日
發明者徐業安, 徐之瑜 申請人:徐業安;徐之瑜