Brevet FR2345092A1 — publié le 19771021

L'invention concerne essentiellement un dispositif de filtration de la fumée de cigarette,laquelle contient comme on le sait des quantités imnortantes de goudrons,de produits très nocifs tels Que li nicotine et bien d'autres matières chimmques toxiques lorsqu'elles sont inhalées. les divers filtres incorporés aux cigarettes ont une assez faible efficacité et les filtres utilisés sont généralement de construction compliquée donc d'un prix public élevé,ce qui explique que ces dispositifs selon l'art antérieur ne touchent finalement qu'une très petite couche de fureurs. Le but de l'invention est de mettre sur le marché un nouveau dispositif filtrant les nì.-tières toxiques condensables avec une très haute efficacité tout en permettant une fabrication industrielle de masse aon permettant un assemblage totalement automatique,un conditionnement automatique s'effectuant à la sortie de la machine à assembler et donc finalement un prix public très bas. l'invention consiste à intercaller dans le parcourt de la fumée ( entre le bout de la cigarette et les lèvres du fumeur) un conduit de fumée intermédiaire caractérisé en ce qu'il comporte une section Ce pas--age partiellement cylindrioue,partiellement fermée par l'insertion dans ladite section d'une bille rigide em manchée .n force,un moyen étant prévu pour diviser la veine chaude initiale de fumée,tirée par aspiration depuis l'extrémité de la cigarette,en plusieurs filets intersticiels fluides à écoulement perturbé générateur de nombreux tourbillons,un autre moyen est prévu pour permettre aux dits tourbillons de fumée chaude portant des micro-gouttes de matières toxiques,de les déposer par condensation dès que la fumée traverse le moyen diviseur,dépot s'effectuant aussi bien sur la surface aval de ladite bille que sur la surface de la paroi cylindrique continue qui prolonge ladite section,le tout constituant un filtre pour cigarette qui peut être soit directement incorporé à une cigarette lors de sa fabrication,soit utilisé par un fumeur en le reliant à une cigarette, soit utilisé par un fumeur en l'incorporant à un fume-cigarette. l'invention sera mieux comprise et d'autres buts,carac téristiaues,détails annexes et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux figures annexes illustrant deux modes de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un filtre selon l'invention,@ncorpo- ré à une cigarette lors de sa fabric@tion,e@ coupe longitudinale. La figure 2 montre une coupe axiale du filtra montré. dans la figure I. La figure 3 montre un filtre selon l'invention,qu'un fumeur peut utiliser en le reliant à une cigarette. La figure 4 montre. le filtre de la figure 5 iorsoutil est incorporé à-un fume-cigarette. Pour réaliser un filtre selon l'invention,on s'y prend de la façon suivante ou d'une façon analogue : Dans le cas de filtres directement incorporables aux cigarettes lors de leur fabrication,selon la figure 1, le corps du filtre est un élément tubulaire I oe préférence moulé en ma tière plastique telle que le polystyrène.L'élément 1 comporte un lésage. prtiellement cylindrique 2,du côté nu @e trouve le tabac 5 gainé par le papier 6 qui recouvre simultanément la surface-ex térieure du corps de filtre 1.L'alésage 2 est partiellement cylin drique car il comporte @lusieurs r@inures longi@@dinales telles que 3 de longueur précise L.Chacune de ces rai@@res a une section de préférence partiellement circulaire de largeur m et de profon deur P .Dans le prolongement de l'alésage 2 partiellement cylin drique se trouve l'alésage 2' normalement cylindrique et aux mêmes dimensions que l'alésage 2.Autrement dit,le corps I comporte un alésage cylindrique muni seulement de rainures longitudinales sur une fraction de @a longueur, du côté où se trouve. le tabac. Gn insère alors,à force,une bille rigide 4 dans la par tie. de l'alésage 2 qui n'est que partiellement cylindrique,et on a ainsi obtenu un filtre conforme à l'invention. Le moyen prévu pour diviser, la veine chaude initiale de fumée tirée par aspiration depuis l'extrémité de la cigarette en plusieurs filets intersticiels fluides à @coulement perturbé, turbulent,générateurs de nombreux tourbillons,consiste à respec ter certains paramètres précis concernant d'une part le diamètre # de la bille par rapport aux dime@sions à donner aux cotes L,m, et P visibles sur les figures 1 et 2. De longs@essais ont été faits en vue de rechercher les -meilleurs rapport. entre ce? cotes et il est apparu@que si ces rapports varient l'un par rapport à l'@utre d'une valeur relati vement faible,on obtient une différence d'effi@@cité du système qui peut varier dans de très grandes proportions : dans certains cas @ limite,le filtre n'a absolument aucun effet alors que dans d'autres il @@parait être d'une très haute efficacité.C'est pour ouoi on précisera les rapports donnant d'excellents résultats. Un exemple précis sera donné ci-dessous : boit une bille,par exemple en acier,de 4,76 mm avec une tolér@nce de fabrication de plus ou moins 0,01 mm.L'alésage partiellement cylindrique 2 aura un diamètre voisin de 4,65mm. De cette façon,on pou@@a insérer la bille à force et elle restera dans sa position sans bouger.O@ éxécutera par exemple 8 rainures partiellement ci@culaires de largeur m = 0,75 mm,de profondeur P = 0,2 mm et de long@eur L = 0,63 #.Ceci signifie que pour ob tenir un excelle@t pouvoi@ condensateur avec une bille de diamè tre précis # il faut donner,en particulier,à la dimension L la valeur correspondant à 0,63 # soit 3 mm. On voit que,lorsque la bille 4 est insérée dans l'alésage partiellement cylindrique 2 elle ne tangente que partiellement la surface dudit alésage cylindrique,les zônes où elle ne touche pas ladite surface devenant des passages intersticiels situés exactement à l'équateur de la bille.La veine initiale de fumée c@@@de est doné divi@ée en plusieurs filets fluides intersticiels @@@,@spirés par le fumeur,créent immédiatement dès le franchis sement du plan équatorial de la bille,des tourbillons qui projettent l@ @umée contre les faces 7 de chaque rainure 3,ce qui pro voque la condensation des matières condensables,aussi bien sur la surface de la bille ( côté aval ) que sur la surface de l'alé sage 2'.Il est à remarquer que c'est la face en bout 7 de chaque rainure qui @morce la condensation.C'est pourquoi la longueur L a une grande importance : si L est trop important ( et 0,10 mm a une importance dans cette longueur ) il n'y a pas d'action de condensation.Pour facil@ter l'obtention d'une position très précise de la bille par rapport à l'extrémité de la cote L limi tant l@ longueur des rainures 3 il semble très pratique de limi ter l'enfoncement de la bille dans l'alésage partiellement cylin drique 2 e@ l@ fais@nt tangenter avec la face XY,ce que l'on ob tient facilement en faisant buter contre la face XY l'outil plan qui sert à enfoncer la bille dans le filtre. Dans le cas de filtré destiné à etre utilisé directe ment par un fumeur en le reliant à une cigarette,comme visible sur la figure 3,le dorps du filtre est avantageusement moulé en une matière plastique transparente de façon à voir son état par un simple coup d'oeil. Dans ce cas,le cors I est muni d'un côté d'une partie évasée 8 destinée à reçevoir le bout de la cigarette,alors que l'autre côté est destiné à être tenu entre les lèvres.Bien enten- du,la tubulure opposée à la cigarette doit avoir dans ce cas une longueur plus grande que dans 1 cas précédent.En effet,le filtre décrit selon la figure I n'est destiné qu'à servir qu'une seule fois,alors que le filtre de la figure 3 est destiné à redevoir un certain nombre de cigarettes avant d'être jeté lorsqu'il est bouché par les matières condensées. On remarquera que la forme intérieure donné à la partie évasée 8 a été reproduite pour la norme extérieure de la tubulure 9.Ceci permet d'assembler les filtres bout -à bout,la tubulure 9 venant pénétrer dans la partie évasée 8,lors du conditionnement. Cette particularité permet sur la machine d'assemblage assemblant la bille avec le filtre,d'obtenir à la sortie une colonne de filtres de auantité fixe ( longueur fixe ) et d'insérer alors chaque colonne par exemple dans un sachet plastique pré-imprémé,ce qui transforme la machine a assembler en une machine a condition- ner sortant un produit emballé,prêt à la vente.Toutes les manutentions sont supprémées,il suffit d'alimenter ladite machine en billes et en corps pour obtenir d'une façon totalement automati- que un produit fini. voit les filtres de ladite dolonne préci tée,sur la figure 3 Bien entendu les filtres selon le figure 3 peuvent être incorporés dans un fume-cigarette adéquat qui,lorsqu'il comporte un tel filtre selon l'invention,est un produit industriel nouveau. Bien entendu,l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté,qui n'a été donné qu1à ti- tre d'exemple.En particulier,elle comprend tous les moyens cons tit@ants des équivalents tech@iques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons,si celles-ci sont éxécutées suivant son esprit et mises en peuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1-Dispositif de filtration de la fumée de cigarette consistant à inter@@ler dans le parcourt de la fumée (entre le bout de la cigarette et les sèvres du fumeur) un conduit de fumée inter média@re caractérisé en ce qu'il comporte une section de passage partiellement cylindrique,partiellement fermée par l'insertion dans ladite section d'une bille rigide emmanchée à force,un moyen étant prévu pour diviser la veine chaude initiale de fumée,tirée nar aspiration depuis l'extrémité de la cigarette,en nlusieurs filets intersticiels fluides,à écoulement turbulent générateur de nombreux tourbillons,un autre moyen étant prévu pour permettre R ces tourbillons de fumée chaude portant des micro-gouttes de matières toxiques condensables,de les déposer par condensation dès que chaque filrt de fumée a franchi le plan équatorial de 1 bille précitée,dépots s'effectuant aussi bien sur la surface aval de la bille que sur la surface aval de la paroi cylindrique con- tinue qui prolonge ladite section,le tout constituant un filtre pour cigarette qui peut entre soit directement incorporé à une cigarette lors d. sa fabrication,soit utilisé par un fumeur en le relian 5 cigarette ou en l'incorporant à un fwrie-cigarette. 2-Dispositif selon lb revendication I,caractérisé en ce que le moyen prévu pour diviser la veine chaude initiale de fumée,ti rée par aspiration depuis l'extrémité de la cigarette,en plusieurs filets S intersticiels fluides a écoulement turbulent générateur de nombreux tour-billons,consiste à insérer à force la bille précitée dans l'alésage partiellement cylindrique précité,de façon à ce que, dans les zônes où la bille ne porte pas,se constituent des passages intersticiels dont la forme de la section,la dimension de la section et sa longueur par rapport à la position de la bille,déterminent justement ces effets de fluide,en particulier gràce à la définition de certains rapports liant entre eux ces différents paramètres. 3-Dispositif selon la revendication 2,caractérisé en ce que si la forme retenue pour la section d'un des passages identiques intersticiels précités est une portion de cercle,la valeur à donner aux autres paramètres,pour obtenir les effets tourbillonnaires revendinués en I et 2,est : diamètre de la bille 4,76 millimètres, diamètre de l'alésage cylindrique 4,65 millimètres,rayon de la portion de cercle constituant l'un des passages intersticiels précités 0,5millimètre,flèche du passage @ @@@térier@ de la bil- le 0,2 millimètre d'où largeur du passage 0,@5 millimètre,longueur de chaque passage constituant ur:e rainure longitudinale L selon la figure 1 : 3,10 millimètres;toute autre forme pour la section des passages intersticiels oblige à rechercher de nouveaux rapports pour les paramètres précités. 4-Dispositif selon la revendication I,caractérisé en ce que l'autre moyen prévu pour permettre aux tourbillon de fumée chau- de portant des micro-gouttes de matières toxiques condensables,de les déposer par condensation dès que chaque fil Je de fumée a fran- chi le plan équatorial de la bille précitée,consiste à placer la face 7 ( figure 1 ) de chaque passage intersticiel précité,à la distance voulue par rapport au plan équatorial précité,pour que les effets décrits se produisent. 5-Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé en ce que,si l'on donne (dans le cas d'un filtre des- tiné à être incornoré dans vn fume-digaretta ! à la partie évasée 8 de la figure 3 une forme intérieure correspondant à la forme extérieure de la tubulure 9 de la même figure,ladite tubulure 9 peut être engagée dans l'alésage 8 ce qui permet d'assembler plusieurs filtres sous la forme d'une colonne,celle-ci pouvant être directerent obtenue de la machine automatique à assembler les billes avec les corps de filtres.