Brevet FR2542978A1 — publié le 19840928

l Filtre ventilé et embout de dispersion de la fumée. La présente invention concerne des filtres de cigarettes, et plus particulièrement un dispositif de filtre pour une cigarette, lequel comporte un tampon filtrant poreux et un embout imperméable à travers lequel des passages de fumée permettent d'amener dans la bouche du fumeur de la fumée filtrée et aérée. On sait ajouter à des cigarettes des filtres équipés de moyens de ventilation pour amener dans le filtre de l'air ambiant qui dilue le courant de fumée traversant le filtre La dilution du courant de fumée réduit la quantité de particules de fumée ainsi que les composants de la phase gazeuse qui sont amenés à la bou- che du fumeur On a proposé et utilisé un certain nombre de moyens pour introduire de l'air de ventilation dans la cigarette Par exemple, l'enveloppe du boudin de tabac d'une cigarette peut être en une matière poreuse, ce qui permet à de l'air de s'introduire sur toute la longueur du boudin de tabac, o il se mélange avec le courant de fumée traversant le tabac, ce qui dilue la fumée dans le courant L'enveloppe de la cigarette peut également être perforée à des endroits sélectionnés de façon à ménager dans le boudin de tabac des orifices à travers lesquels pénètre l'air de ventilation On sait même perforer la matière de l'enveloppe ou de l'em- bout du filtre à l'extrémité d'un boudin de tabac de façon à laisser de l'air de ventilation pénétrer dans le filtre et y diluer le courant de fumée pendant qu'il est filtré. On connalt également des dispositifs pour diluer la fumée avec de l'air de ventilation avant qu'elle soit filtrée Le brevet US N O 3 552 399 montre un exemple d'un tel dispositif Ce dispositif, appelé filtre pour homogénéiser l'air et la fumée, a un passage longitu- dinal, axial, central et borgne Dans une réalisation du filtre, ce passage axial central est ouvert sur un élément filtrant Plusieurs passages longitudinaux en- tourent ce passage central et lui sont parallèles, et des passages transversaux relient le passage central aux passages longitudinaux et ceux-ci à l'air ambiant. Lorsqu'on fume la cigarette à laquelle est fixé le dispositif, la fumée et l'air ambiant traversent les passages longitudinaux et central, dans lesquels l'air et la fumée se mélangent avant d'être filtrés par l'élé- ment filtrant. On connait également des dispositifs pour amener à la bouche du fumeur de la fumée et de l'air de venti- lation non filtrés Par exemple, le brevet US no 4 023 576 montre une cigarette avec un embout creux qui définit une chambre de fumée Celle-ci est séparée du boudin de tabac par deux déflecteurs espacés qui définissent un trajet incurvé que doit suivre la fumée avant de péné- trer dans la chambre de fumée L'extrémité côté bouche de la chambre est fermée par une paroi ayant un orifice central pour laisser sortir de la chambre de fumée le courant de fumée dans la bouche du fumeur La surface extérieure de l'embout présente des rainures longitudi- nales qui coopèrent avec un papier de recouvrement per- foré pour constituer des conduits pour l'air de ventila- tion Lorsqu'un fumeur tire sur l'embout, de la fumée non diluée et non filtrée est aspirée du boudin de tabac dans la chambre de fumée et à travers l'orifice central de l'embout dans la bouche du fumeur En même temps, de l'air de ventilation est aspiré à travers le papier de recouvrement et les rainures longitudinales afin de se mélanger à la fumée non diluée dans la bouche du fumeur. La présente invention propose un dispositif de filtre simple pour une cigarette afin de filtrer la fumée de la cigarette et abaisser la teneur en goudron par un procédé de ventilation La présente invention procure également un dispositif de filtre de cigarette qui aug- mente la saveur perçue d'une cigarette tout en abais- sant la teneur en goudron La présente invention procure en outre un dispositif de filtre du type considéré, adapté pour présenter une perte de charge et en conséquence un effort à l'aspiration qui correspond à l'effort à l'aspiration d'une cigarette à filtre conventionnelle. De façon plus spécifique, la présente invention procure un dispositif de filtre pour une cigarette, comportant un tampon filtrant poreux de forme générale cylindrique, ayant une extrémité d'entrée de la fumée et une extrémité de sortie de la fumée; un embout imperméable à l'air et à la fumée, de forme générale cylindrique, ayant une extrémité d'entrée de la fumée et une extrémité côté bouche, disposé coaxialement par rapport au tampon filtrant et ayant son extrémité d'entrée de la fumée juxtaposée à l'extrémité de sortie de la fumée du tampon filtrant; une enveloppe d'embout entourant le tampon filtrant et l'embout et s'étendant longitudinalement sur le tampon filtrant et l'embout depuis l'extrémité d'entrée de la fumée du tampon fil- trant jusqu'à l'extrémité côté bouche de l'embout, - la matière de l'enveloppe d'embout étant perméable dans une zone recouvrant au moins une portion du tampon fil- trant; des moyens définissant une tuyère convergente généralement conique dans l'embout et communiquant avec l'extrémité de sortie de la fumée du tampon filtrant; des moyens définissant une tuyère divergente générale- ment conique situés dans l'embout en aval, par rapport à la direction du courant de fumée traversant l'embout, des moyens de tuyère convergente, les moyens de tuyère divergente étant pratiquement coaxiaux aux moyens de tuyère convergente, les moyens de tuyère divergente ayant leur extrémité de plus grand diamètre s'ouvrant sur l'extrémité côté bouche de l'embout; des moyens définissant un court capillaire de circulation de fumée allant des moyens de tuyère convergente aux moyens de tuyère divergente; des moyens définissant plusieurs capillaires de circulation de fumée s'étendant de façon générale longitudinalement à travers l'embout, chaque capillaire ayant une extrémité d'entrée s'ouvrant sur l'extrémité de sortie de la fumée du tampon filtrant et une extrémité de sortie s'ouvrant sur l'extrémité côté bouche de l'embout, les extrémités de sortie ouver- tes des capillaires étant disposées en une rangée autour de la circonférence de l'extrémité ouverte de plus grand diamètre des moyens de tuyère divergente à l'extrémité côté bouche de l'embout, l'extrémité de sortie ouverte de chaque capillaire étant en retrait vers l'intérieur par rapport à l'extrémité côté bouche de l'embout. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnéeci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liai- son avec le dessin joint sur lequel: La figure 1 représente, en perspective, la réalisation préférée du-filtre selon l'invention, fixé sur un boudin de tabac de cigarette; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du filtre de la figure 1, vu dans la direction des flèches 2-2 de la figure 3; et La figure 3 est une vue en bout de filtre de la figure 2, vu dans la direction des flèches 3-3 de la figure 2. Les figures 1 et 2 montrent un filtre de cigarette, repéré dans son ensemble en 10, fixé sur un boudin de tabac 12 et dans lequel sont incorporées les caractéris- tiques de la présente invention Le filtre 10 comporte un tampon filtrant poreux 14, de forme générale cylindri- que et ayant une extrémité d'entrée de la fumée 16 et une extrémité de sortie de la fumée 18 Le tampon filtrant poreux 14 est disposé coaxialement à une extrémité du boudin de tabac 12 avec son extrémité d'entrée 16 juxtaposée à l'extrémité du boudin de tabac 12 Le tampon filtrant 14 peut être en pratiquement tout pro- duit filtrant, par exemple de l'acétate de cellulose. Le filtre 10 comporte en outre un embout, repéré dans son ensemble en 20, en une matière imperméable à l'air, par exemple une matière plastique L'embout 20 a une forme générale cylindrique et a une extrémité d'entrée de la fumée 22 et une extrémité côté bouche 24 L'embout a un diamètre pratiquement égal au diamètre du tampon filtrant 14 L'embout 20 est coaxial au tampon filtrant 14, son extrémité d'entrée de la fumée 22 étant juxtaposée à l'extrémité de sortie de la fumée 18 du tampon filtrant 14 Le filtre 10 est fixé sur le boudin de tabac 12 par une enveloppe d'embout 26, qui entoure le filtre 10 et s'étend longitudinalement depuis l'extrémité côté bouche 24 de l'embout 20 jusqu'à l'extrémité d'entrée de la fumée 16 du tampon filtrant 14 Comme on la voit sur les figures 1 et 2, l'enveloppe d'embout est partiellement déroulée de sa position enveloppante pour exposer plus clairement les détails du filtre 10 L'enveloppe d'em- bout 26 recouvre une portion du boudin de tabac 12, fixant ainsi le filtre 10 sur le boudin de tabac 12 L'enveloppe d'embout 26 est perméable à l'air au moins dans une zone recouvrant le boudin filtrant Comme on le voit, la perméabilité à l'air de l'enveloppe d'embout 26 est obtenue en formant de petites perforations 28 dans l'épais- seur de l'enveloppe 26 Toutefois, cette perméabilité à l'air peut être obtenue en formant l'enveloppe d'em- bout 26 dans une matière poreuse. On se reporte maintenant aux figures 1 à 3 l'embout 20 à des moyens définissant une tuyère convergente pratiquement conique 30 et des moyens définissant une tuyère divergente pratiquement conique 32 situés en aval des moyens de tuyère convergente 30 par rapport au courant de fumée traversant l'embout 20 La tuyère conver- gente 30 communique avec l'extrémité de sortie de la fumée 18 du tampon filtrant 14 et la tuyère divergente 32 a son extrémité de plus grand diamètre s'ouvrant sur l'extrémité côté bouche 24 de l'embout 20 La tuyère convergente 30 et la tuyère divergente 32 sont coaxiales et leurs sommets communiquent par des moyens définissant un court capillaire de fumée 34. En continuant à se reporter aux figures 1 à 3, l 'embout 20 comporte en outre des moyens définissant plu- sieurs capillaires de fumée 36 s'étendant longitudinale- ment à travers l'embout 20 Chaque capillaire longitudinal de fumée a une extrémité d'entrée 38 s'ouvrant sur l'ex- trémité de sortie de la fumée 18 du tampon filtrant 14 et une extrémité de sortie 40 s'ouvrant sur l'extrémité côté bouche 24 de l'embout 20 Les extrémités de sortie des capillaires de fumée 36 sont disposées en une rangée autour de la circonférence de l'extrémité ouverte de plus grand diamètre de la tuyère divergente 32 à l'extrémité côté bouche 24 de l'embout 20 De préférence, les extrémités de sortie 40 des capillaires de fumée 36 sont également espacées les unes des autres sur la circonférence De même, les extrémités d'entrée ou- vertes 38 des capillaires de fumée 36 sont disposées en une rangée circulaire autour de la circonférence de l'extrémité de plus grand diamètre de la tuyère conver- gente 30 et elles sont de préférence également espacées les unes des autres sur la circonférence Il doit être bien entendu que, bien que les figures montrent huit capil- laires de fumée 36, leur nombre peut être différent. En outre, bien que les figures représentent les capillaires de fumée 36 rectilignes et parallèles à l'axe longitudinal de l'embout 20, ils peuvent par exemple, avoir la forme de spirales entourant cet axe longitudinal en s'étendant de l'extrémité d'entrée 22 jusqu'à l'extrémité côté bouche 24 Le terme "s'étendant longitudinalement" employé ici pour décrire les capillaires de fumée 36 signifie que ces capillaires 36 traversent la longueur de l'embout 20 quel que soit le trajet qu'ils suivent. Comme on le voit, les extrémités de sortie 40 des capillaires 36 sont en retrait longitudinalement vers l'intérieur de l'extrémité côté bouche 24 de l'em- bout 20 Dans ce but, un décrochement circonférenciel 42 regardant radialement vers l'intérieur est formé au voisinage de la périphérie de l'embout et définit un rebord périphérique circonférenciel 44 à l'extrémité côté bouche 24 Les extrémités de sortie 40 des capil- laires 36 sont disposées dans le décrochement 42 en étant radialement espacés du rebord 44 vers l'intérieur de l'embout 20. Lorsqu'un fumeur aspire à l'extrémité côté bouche 24 du filtre 10, la fumée en provenance du boudin de tabac 12 est aspirée dans le tampon filtrant 14 à travers l'extrémité d'entrée de la fumée 16 et l'air ambiant est aspiré dans le tampon filtrant 14 à travers les perforations 28 dans l'enveloppe d'embout 26, diluant ainsi la fumée pendant que celle- ci est filtrée La fumée filtrée grandement diluéesort du tampon filtrant 14 par son extrémité de sortie de la fumée 18 pour pénétrer dans les capillaires 36 par leurs extrémités ouvertes 38; en même temps, la fumée filtrée diluée passe du tampon filtrant 14 dans la tuyère convergente 30 de l'embout 20, tandis que la fumée filtrée diluée se déplace le long de la tuyère convergente 30, elle est accélérée en direction du petit capillaire 34 Après avoir traversé ce petit capillaire 34 et pénétré dans la tuyère diver- gente 32, la fumée filtrée diluée est décélérée lors de son parcours à travers la tuyère divergente 32 jus- qu'à l'extrémité côté bouche 24 de l'embout Il en résulte que la fumée filtrée diluée sort de la tuyère divergente 32 selon un modèle d'écoulement turbulent pour pénétrer dans la bouche du fumeur En même temps, la fumée filtrée diluée circule dans les capillaires de fumée 36 et en sort par les sorties ouvertes 40 en courants qui pénètrent dans la bouche du fumeur autour de la fumée filtrée, diluée et turbulente quittant la tuyère diver- gente 32 La fumée filtrée diluée sortant des capillaires 36 est en effet agitée pour l'écoulement turbulent sortant de la tuyère divergente 32, d'o il résulte que toute la fumée filtrée diluée se disperse largement à l'extrémité côté bouche 24 de l'embout 20 à proximité immédiate des "papille du goûit" du fumeur, ce qui aug- mente la perception du goût par celui-ci. REVENDICATIONS 1 Dispositif de filtre ( 10) pour une cigarette, comportant un tampon filtrant poreux ( 14) de forme générale cylindrique, ayant une extrémité d'entrée de lafumée ( 16) et une extrémité de sortie de la fumée ( 18), caractérisé en ce qu'il comporte un embout -( 20) imperméable à l'air et à la fumée, de forme générale cylindrique, ayant une extrémité d'entrée de la fumée ( 22) et une extrémité côté bouche ( 24), l'embout ( 20) étant disposé coaxialement par rapport au tampon fil- trant ( 14) et ayant son extrémité d'entrée de la fumée ( 22) juxtaposée à l'extrémité de sortie de la fumée ( 18) du tampon filtrant ( 14); des moyens permettant à de l'air de ventilation ambiant de pénétrer dans le tampon filtrant; des moyens définissant une tuyère convergente généralement conique ( 30) dans l'embout ( 20) et communiquant avec l'extrémité de sortie de la fumée ( 18) du tampon filtrant; des moyens définissant une tuyère divergente généralement conique ( 32) situés dans l'embout ( 20) en aval, par rapport à la direction du courant de fumée traversant l'embout, des moyens de tuyère convergente ( 30), les moyens de tuyère diver- gente ayant leur extrémité de plus grand diamètre s'ou- vrant sur l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20); et des moyens définissant un court capillaire de circu- lation de fumée ( 34) allant des moyens de tuyère conver- gente aux moyens de tuyère divergente. 2 Dispositif de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens définissant plusieurs capillaires de circulation de fumée ( 36) s'étendant de façon générale longitudinalement à travers l'embout, chaque capillaire ( 36) ayant une extrémité d'entrée ( 38) s'ouvrant sur l'extrémité de sortie de la fumée-( 18) du tampon filtrant ( 14) et une extrémité de sortie ( 40) s'ouvrant sur l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout-( 20). 3 Dispositif de filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités de sortie ouvertes ( 40) des capillaires ( 36) sont disposées en une rangée autour de la circonférence de l'extrémité ouverte de plus grand diamètre des moyens de tuyère divergente ( 32) à l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20). 4 Dispositif de filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités de sortie ouver- tes ( 40) des capillaires ( 36) sont également espacées les unes des autres sur une circonférence. Dispositif de filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités de sortie ouvertes ( 40) des capillaires ( 36) sont en retrait, longitudinale- ment vers l'intérieur de l'embout, de l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20). 6 Dispositif de filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embout ( 20) comporte à l'extrémité côté bouche un rebord périphérique circonférenciel ( 44) définissant le décrochement. 7 Dispositif de filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités d'entrée ouvertes ( 38) des capillaires ( 36) sont disposées en une rangée autour de la circonférence de l'extrémité ouverte de plus grand diamètre des moyens de tuyère convergente ( 30). 8 Dispositif de filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que les extrémités d'entrée ouvertes ( 38) des capillaires ( 36) sont également espacées les unes des autres sur une circonférence. 9 Dispositif de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte de plus grand diamètre des moyens de tuyère divergente ( 32) est en retrait de l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20) longitudinalement vers l'intérieur de l'embout. Dispositif de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de tuyère divergente ( 32) sont de façon générale coaxiaux aux moyens de tuyère convergente ( 30). 11 Dispositif de filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plan contenant les extrémités de sortie ouvertes ( 40) des capillaires ( 36) est pratiquement le même que le plan contenant l'extrémité de sortie de plus grand diamètre des moyens de tuyère divergente ( 32) à l'extrémité côté bouche ( 24) de l'em- bout ( 20). 12 Dispositif de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe d'em- bout ( 26) entourant le boudin filtrant ( 14) et l'embout ( 20) et s'étendant longitudinalement de l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20) jusqu'au moins l'ex- trémité d'entrée de la fumée ( 16) du tampon filtrant ( 14); et en ce que les moyens permettant à l'air de ventilation de pénétrer dans le tampon filtrant consiste en une zone perméable à l'air de l'enveloppe d'embout ( 26) recouvrant le tampon filtrant. 13 Dispositif de filtre selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone perméable à l'air de l'enveloppe d'embout comporte des perforations ( 28) formées à travers l'épaisseur de l'enveloppe. 14 Cigarette, caractérisée en ce qu'elle comporte un boudin de tabac ( 12) , un tampon filtrant poreux ( 14) de forme générale cylindrique ayant une extrémité d'entrée de fumée ( 16) et une extrémité de sortie de fumée ( 18), ce tampon étant disposé, coaxial, à une extrémité du bou- din de tabac ( 12) avec l'extrémité d'entrée ( 16) du tampon filtrant juxtaposée à l'extrémité du boudin de tabac; un embout ( 20) imperméable à l'air et à la fumée de forme générale cylindrique, ayant une extrémité d'entrée de la fumée ( 22) et une extrémité côté bouche ( 24), l'embout ( 20) étant disposé coaxialement par rapport au tampon filtrant ( 14) et ayant son extrémité d'entrée de la fumée ( 22) juxtaposée à l'extrémité de sortie de la fumée ( 18) du tampon filtrant ( 14); des moyens permettant à de l'air de ventilation ambiant de pénétrer dans le tampon filtrant; des moyens définis- sant une tuyère convergente généralement conique ( 30) dans l'embout ( 20) et communiquant avec l'extrémité de sortie de la fumée ( 18) du tampon filtrant; des moyens définissant une tuyère divergente généralement conique ( 32) situés dans l'embout ( 20) en aval, par rapport à la direction du courant de fumée traversant l'embout, des moyens de tuyère convergente ( 30),les moyens de tuyère divergente ayant leur extrémité de plus grand diamètre s'ouvrant sur l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20), et des moyens définissant un court capillaire de circulation de fumée ( 34) allant des moyens de tuyère convergente aux moyens de-tuyère divergente. Cigarette selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens définissant plusieurs capillaires de circulation de fumée ( 36) s'étendant de façon générale longitudinalement à travers l'embout, chaque capillaire ( 36) ayant une extrémité d'entrée ( 38) s'ouvrant sur l'extrémité de sortie de la fumée ( 18) du tampon filtrant ( 14) et une extrémité de sortie ( 40) s'ouvrant sur l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20) - 16 Cigarette-selon la revendication 15, caractérisée en ce que les extrémités de sortie ouvertes ( 40) des capillaires ( 36) sont disposées en une rangée autour de la circonférence de l'extrémité ouverte de plus grand diamètre des moyens de tuyère divergente ( 32) à l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20). 17 Cigarette selon la revendication 16, caractérisée en ce que les extrémités de sortie ouvertes ( 40) des capillaires ( 36) sont également espacées les unes des autres sur une circonférence. 18 Cigarette selon la revendication 15, caractérisée en ce que les extrémités de sortie ouvertes ( 40) des capillaires ( 36) sont en retrait, longitudina- lement vers l'intérieur de l'embout, de l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20). 19 Cigarette selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une enveloppe d'embout ( 26)entourant le boudin filtrant ( 14) et l'em- bout ( 20), s'étendant longitudinalement de l'extrémité côté bouche ( 24) de l'embout ( 20) jusqu'au-delà de l'extrémité d'entrée de la fumée ( 16) du tampon filtrant ( 14) et recouvrant une portion du boudin de tabac ( 12) et en ce que les moyens permettant à l'air de ventilation de pénétrer dans le tampon filtrant consiste en une zone perméable à l'air de l'enveloppe d'embout ( 26) recouvrant le tampon filtrant. Cigarette selon la revendication 16, caractérisée en ce que la zone perméable à l'air comporte des perforations ( 28) formées à travers l'épaisseur de l'enveloppe ( 26).