(57)【要約】  本発明は、大気圧を有する実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内にタバコを提供するステップを含み、圧力シリンダ（１２）がチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と流体連通し、かつ、ピストン（１４）をさらに含み、圧力シリンダ（１２）のピストン（１４）を動かして、チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を大気圧とは異なる圧力に変更するステップを含む、タバコを膨張させる方法に関する。実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内にタバコが提供されると、チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の第１のロック（５、６）をずらして、チャンバ内に第１の開口部を生成し、第１の開口部を通して開口部内にタバコを挿入する。チャンバ内でタバコを膨張させた後、チャンバの第２のロック（７、８）をずらして、チャンバ内に第２の開口部を生成し、第２の開口部を通してチャンバから膨張したタバコを排出する。本発明はさらに、タバコ膨張装置に関する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タバコ材料を膨張させる方法であって、
大気圧を有する実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に前記タバコを提供するステップを含み、圧力シリンダ（１２）が前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と流体連通し、かつ、ピストン（１４）をさらに含み、
前記圧力シリンダ（１２）の前記ピストン（１４）を動かして、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を大気圧とは異なる圧力に変更するステップをさらに含み、
前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に前記タバコを提供するステップは、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の第１のロック（５、６）をずらして、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に第１の開口部を生成するステップと、
前記第１の開口部を通して前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に前記タバコを挿入するステップと、
をさらに含み、
前記チャンバ内の前記タバコを膨張させた後、前記方法は、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の第２のロック（７、８）をずらして、前記チャンバ内に第２の開口部を生成するステップと、
前記第２の開口部を通して前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）から前記膨張したタバコを排出するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記圧力を変更するステップは、前記ピストン（１４）の運動によって、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を、大気圧より低い圧力に下げるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ピストン（１４）の運動により、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を大気圧より高い圧力に増大させ、その後、前記圧力を大気圧まで下げるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記圧力を大気圧まで下げるステップは、弁を開くことにより可能になることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
噴射弁（１６、１７）を介して、処理媒体を前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）に噴射するステップを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記噴射弁（１６、１７）を通して前記処理媒体を前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に噴射するステップと、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）若しくはシリンダ（１２）内に取り付けられた空気抜き弁（１８、１９）又は流体連通ダクト（９、１０）を通して、前記処理媒体を排出するステップと、
前記排出された処理媒体を前記噴射弁（１６、１７）に供給するステップと、
によって、前記処理媒体を循環させて前記チャンバを流すステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
回転部材（２）上にいくつかの実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）が設けられ、前記方法は、
装填位置にある前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の１つの中に前記タバコを提供するステップと、
前記回転部材（２）を回転させるステップと、
前記回転部材（２）を回転させる間、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の１つの中の前記タバコを、大気圧とは異なる圧力で維持するステップと、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）が排出位置にあるとき、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）から前記タバコを排出するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の各々に対して設けられた別個のシリンダにより、前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を加圧するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
加圧位置における前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と連通する固定シリンダ（１２）により、前記加圧位置におけるタバコで充填された前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を加圧するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記シリンダ（１２）及び前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）は、流体は透過するが、前記タバコは透過しないスクリーンにより分離されることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と連通し、ピストン（１４）を含み、かつ、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を大気圧とは異なる圧力に変更するように適合されている、圧力シリンダ（１２）と、
前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を開閉するための、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の開閉を可能にするように摺動可能又はピボット運動可能に取り付けられた、ロック（５、６、７、８）と、
を含むことを特徴とするタバコ膨張装置。
【請求項１２】
いくつかの実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を含み、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の各々は、前記それぞれのチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内にタバコを充填することができる装填位置に後で配置されるように適合され、さらに、前記それぞれのチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）から前記タバコを排出することができる排出位置に後で配置されるように適合されることを特徴とする、請求項１１に記載のタバコ膨張装置。
【請求項１３】
回転するように適合された回転部材（２）上に前記いくつかの実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）が設けられることを特徴とする、請求項１２に記載のタバコ膨張装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タバコを膨張させる方法及びタバコ膨張装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術においては、湿性刻みタバコを、高温及び高速度で移動する輸送媒体の流れの中に入れることを含む、タバコを膨張させる方法が周知である。典型的には、搬送媒体は、タバコを同時に乾燥及び膨張させる、空気又は飽和蒸気若しくは過熱蒸気である。そのような膨張装置においては、タバコは同じ媒体により搬送されるので、搬送媒体とタバコの比を自由に調整することはできず、この比は、タバコの搬送及び乾燥を可能にするのに適した方法で選択しなければならなかった。搬送媒体を用いるタバコの膨張のさらなる不利な点は、比較的大量の空間を必要とすることである。さらに、大気圧を大幅に上回る又は下回る加圧は不可能である。従来技術において周知のそうした方法の例を、特許文献１に見出すことができる。
【０００３】
さらに、固定式のタバコの膨張は、特許文献２から周知であり、ここでは、処理されるタバコが、気密カバーを有するチャンバの中に置かれた有孔容器内に配置される。圧縮機からの気体がチャンバ内に入れられる。チャンバから圧力を解放するために、ピストン弁が即座に外される。圧力を突然解放することにより、圧力下でタバコの成分の一部の中に閉じ込められた気体がタバコを膨張させることが可能になる。
【０００４】
しかしながら、上述の方法は、圧力の増大及び解放のための比較的複雑な流体系を必要とし、さらに、高スループットで動作することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，２５１，６４９号明細書
【特許文献２】米国特許第１，７８９，４３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、必要とする空間がより少なく、高スループット及び高膨張効率を有する、タバコ膨張装置を提供する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、必要とする空間がより少なく、高スループット率及び高膨張効率でタバコを膨張させることができるタバコ膨張方法及びタバコ膨張装置を提供することである。
【０００８】
このことは、大気圧を有する実質的に気密密閉可能なチャンバ内にタバコが提供される、タバコを膨張させる方法によって可能になる。圧力シリンダがチャンバと流体流通する。本発明によれば、圧力シリンダはピストンをさらに含む。圧力シリンダのピストンを動かして、チャンバ内の圧力を大気圧とは異なる圧力に変更する。ピストンを動かすことによって、圧力を大気圧とは異なる圧力に変更する特徴は、実質的に気密密閉可能なチャンバ内の圧力を大気圧に対して迅速に変更することを可能にする。従って、初期の圧力増大が圧縮器によってゆっくりともたらされる従来技術の固定式のタバコの膨張とは対照的に、本発明は、チャンバ内の圧力を素早く上げたり下げたりすることを可能にする。このことにより、より効率的なタバコの処理が可能になる。特に、タバコは、タバコ内の水分が液体から気体に相変化するために膨張する。タバコの膨張量は、圧力変化の速度と共に増大すると考えられる。圧力変化の速度が高いほど、膨張したタバコの容積が大きくなる。
【０００９】
好ましくは、実質的に気密密閉可能なチャンバ内にタバコを提供するステップは、チャンバの第１のロックをずらして、チャンバ内に第１の開口部を生成し、次いで、第１の開口部を通してチャンバ内にタバコを挿入するステップを含む。チャンバ内のタバコを膨張させた後、この方法は、チャンバの第２のロックをずらして、チャンバ内に第２の開口部を生成するステップを含む。更に別のステップにおいて、第２の開口部を通して膨張したタバコをチャンバから排出する。このことは、第１の開口部を入口開口部として用い、第２の開口部を排出開口部として用いることにより、チャンバを通してタバコを供給することを可能にする。従って、この方法は、指定されたタバコが流れる方向を有する自動化された工場環境において適用することができる。従って、高スループットでのタバコ膨張方法を実施することができる。
【００１０】
ピストンの運動によって、チャンバ内の圧力を大気圧より低い圧力に下げることが好ましい。従って、チャンバ内での先行する圧力上昇なしに、チャンバ内に含まれるタバコを即時に膨張させることができる。
【００１１】
代替的に、この方法は、ピストンの運動によって、チャンバ内の圧力を大気圧より高い圧力に増大させ、その後、圧力を大気圧まで迅速に下げるステップを含む。後で圧力を大気圧まで迅速に下げることにより、タバコが膨張する。
【００１２】
好ましくは、チャンバ内の圧力は、一定の時間、高圧で維持される。好ましくは、高圧とは、大気圧より約０．５バール高い圧力から大気圧から約８バール高い圧力の間である。好ましくは、高圧は、約３０分から約２４時間までの間維持され、より好ましくは、高圧は、約８時間から約２４時間までの間維持される。
【００１３】
好ましくは、チャンバの温度は、圧力の低減前に上昇される。好ましくは、温度は、約摂氏５度から摂氏約２５０℃までの間、より好ましくは、摂氏約２５度から摂氏約２００℃までの間で上昇される。
【００１４】
所定の時間、タバコを高温で、又は高圧で、又は高温及び高圧の両方で維持することは、処理媒体によるタバコの含浸を容易にする。処理媒体によるタバコの良好な含浸は、後の膨張の効率を上げる。
【００１５】
ピストンの運動を用いて、チャンバにおける圧力を大気圧まで迅速に下げることが好ましい。
【００１６】
代替的に、シリンダ内のピストン運動によって、大気圧より高い圧力から大気圧より低い圧力に圧力を下げる。
【００１７】
好ましくは、圧力を大気圧まで下げることは、抽気弁を開くことにより可能になり、この抽気弁は、好ましくは、シリンダ内に設けられる。従って、タバコは、抽気弁を開くことにより引き起こされる圧力降下により膨張される。代替的に、抽気弁は、チャンバ内に設けられる。
【００１８】
好ましくは、圧力降下は、約０．０１バールから約１０バールまでの間、より好ましくは、約０．１バールから約５バールまでの間、最も好ましくは約０．５バールから約３バールまでの間の範囲である。
【００１９】
好ましくは、例えば、大気圧から大気圧より低い圧力に下げる、又は過圧から大気圧に下げるといった圧力降下を生じさせるための時間は、約０．０１秒から５分までの間、より好ましくは約０．０５秒から０．２分までの間、最も好ましくは約０．１から約０．５秒までの間の範囲である。
【００２０】
好ましくは、第１の開口部はチャンバの上部にあり、第２の開口部はチャンバの底部にあり、膨張装置を通してタバコを移送するために重力を用いることができる。
【００２１】
好ましくは、処理媒体は、噴射弁を介してチャンバに噴射される。処理媒体は、タバコの膨張を容易にするいずれの媒体としてもよい。好ましくは、処理媒体は、飽和蒸気、過熱蒸気、空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン、又は水のうちの少なくとも１つを含む。好ましくは、処理媒体が飽和蒸気であった場合、飽和蒸気は、約１０バールの圧力下で、摂氏約１８４℃である。好ましくは、処理媒体が過熱蒸気であった場合、過熱蒸気は、およそ大気圧から約４バールまでの間の圧力下で、摂氏約１２０度から摂氏約２５０度までの間、より好ましくは、摂氏約１６０度から摂氏２５０度までの間の温度である。特に、媒体は、所定の温度又は圧力をチャンバ内に生じさせる前に、チャンバ内の酸素濃度を低減させるのに適したものである。チャンバ内の酸素濃度の低減は、タバコの観点から見た膨張処理の悪影響を低減させる又は防ぐことができる。
【００２２】
好ましくは、本発明による方法は、最初に、噴射弁を通して処理媒体をチャンバ内に噴射し、次いで、チャンバ又はシリンダ内に取り付けられた空気抜き弁を通して処理媒体を排出し、排出された処理媒体を噴射弁に供給することによって、処理媒体を循環させてチャンバを流すステップをさらに含む。従って、さらなる循環により、実質的にタバコの全てを確実に処理媒体に曝すことが可能になるため、処理媒体によりタバコをより効率的に処理することができる。さらに、このことにより、残りの酸素をチャンバからより効率的に除去することが可能になる。
【００２３】
好ましくは、本発明による方法は、少なくとも２つの実質的に気密密閉可能なチャンバを回転部材上に準備するステップをさらに含み、少なくとも２つの実質的に気密密閉可能なチャンバの各々は、少なくとも１つの装填位置と、少なくとも１つの加圧位置と、少なくとも１つの排出位置とを有する。本発明によれば、少なくとも１つの装填位置、少なくとも１つの加圧位置、及び少なくとも１つの排出位置は一致してもよく、同じ物理的位置においてチャンバの装填、チャンバの加圧（又は減圧）、及びチャンバからのタバコの排出を行うことができる。代替的に、少なくとも１つの装填位置、少なくとも１つの加圧位置、又は少なくとも１つの排出位置の少なくとも１つは、他の位置と一致しない。例えば、本発明による方法は、第１の装填位置において第１のブレンドのタバコを第１のチャンバの内に装填するステップ、第２の装填位置において第２のブレンドのタバコを同じ第１のチャンバ内に装填するステップと、その後、第１及び第２の加圧位置において第１のチャンバを加圧し、第３の加圧位置においてチャンバを減圧するステップと、第１の装填位置と一致する単一の排出位置において膨張したタバコを第１のチャンバから排出するステップと、を含むことができる。
【００２４】
好ましくは、本発明による方法は、回転部材を回転させるステップと、回転部材の回転中、大気圧とは異なる圧力で、チャンバの１つの中にタバコを維持するステップとをさらに含む。その後、チャンバが排出位置にあるとき、チャンバからタバコが排出される。回転部材は、チャンバをタバコで容易に充填するのを可能にする手段を与える１つ又はいくつかの装填位置を定めることができるという利点をもたらす。回転部材が回転され、タバコを含むチャンバが装填位置から排出位置に移動する間、装填位置におけるチャンバ内に充填されたタバコを一定の時間大気圧とは異なる圧力で維持することができる。後で装填位置においてチャンバを充填し、排出位置においてタバコを排出することにより、ほぼ連続的なタバコ膨張プロセスを実施し、タバコ膨張方法のスループット及び効率を改善することができる。
【００２５】
さらに、本発明による方法は、長時間、所定の圧力及び温度でチャンバを維持するパーキング位置に加圧チャンバを置くステップを含むことができる。好ましくは、チャンバのパーキング位置は、例えば、格納手段内の回転部材の外側にある。その場合、本発明による方法は、回転部材から、格納手段内のパーキング位置内に加圧チャンバをおろすステップと、格納手段内のパーキング位置から回転部材の上に加圧チャンバを搭載するステップとをさらに含む。好ましくは、格納手段は、例えば、約２個のチャンバから約１００個のチャンバまでといった複数の格納部材を収容する。このように、タバコが、長時間、チャンバ内に含浸される場合でも、タバコの連続的な膨張を効率的に行うことができる。
【００２６】
１つの実施形態において、実質的に気密密閉可能なチャンバが、実質的に気密密閉されたチャンバの各々について与えられた別個のシリンダにより加圧される。このことは、回転部材の回転中でも、チャンバ内の圧力を連続的に制御できる限り有利である。さらに、確実かつ容易な方法で、実質的に気密密閉可能なチャンバの各々について与えられるシリンダを対応する実質的に気密密閉可能なチャンバに接続することができる。
【００２７】
代替的に、タバコで充填された実質的に気密密閉可能なチャンバは、加圧位置において実質的に気密密閉可能なチャンバと連通する固定シリンダにより、加圧位置において加圧される。従って、回転部材の全ての実質的に気密密閉可能なチャンバは、後で、１つだけの固定シリンダによって加圧することができる。代替的に、いくつかの加圧位置において、いくつかの固定シリンダが実質的に気密密閉可能なシール可能チャンバを加圧する。
【００２８】
好ましくは、シリンダ及びチャンバは、流体は透過するが、タバコは透過しないスクリーンによって分離される。従って、タバコが、確実に、シリンダ、又はシリンダ及びチャンバを接続する流体連通ダクト又は管の外にあるようにすることができる。特に、スクリーンは、シリンダをチャンバと接続する流体連通開口部に近接してチャンバ内に設けられる。
【００２９】
本発明はまた、少なくとも１つの実質的に気密密閉可能なチャンバと、少なくとも１つのチャンバと連通し、ピストンを含み、かつ、少なくとも１つのチャンバ内の圧力を大気圧とは異なる圧力に変更するように適合される圧力シリンダとを含むタバコ膨張装置に関する。少なくとも１つの実質的に気密密閉可能なチャンバ内のタバコを異なる圧力に曝し、迅速かつ確実な方法でタバコを膨張させることが可能である。好ましくは、タバコ膨張装置は、実質的に気密密閉可能なチャンバを開閉するための、チャンバの開閉を可能にするように摺動可能である又はピボット運動可能であるロックを含む。従って、チャンバを容易に開いて、チャンバ内にタバコを充填し、チャンバから膨張したタバコを排出することを可能にすることができる。
【００３０】
特に、タバコ膨張装置は、いくつかの実質的に気密密閉可能なチャンバを含み、チャンバの各々は、装填ロックを通してそれぞれのチャンバ内にタバコを充填することができる、装填位置に後で配置されるように適合される。タバコ膨張装置は、２個、３個、４個、５個、６個、８個、１０個、１２個、１２個、２４個、５０個又はそれより多いチャンバ又はいずれかの他の数のチャンバを含むことができる。チャンバは、異なるサイズを有することができるが、均一なサイズであることが好ましい。
【００３１】
好ましくは、チャンバの容積は、約０．００１立方メートルから約１０立方メートルまでの間、より好ましくは、約０．０１立方メートルから２立方メートルまでの間、最も好ましくは約０．１立方メートルから約１立方メートルまでの間である。
【００３２】
さらに、チャンバの各々は、排出ロックを通してそれぞれのチャンバからタバコを排出することができる、排出位置内に配置されるように適合される。従って、チャンバの各々を装填位置に、さらに排出位置に配置できることにより、効率的でほぼ連続的なタバコ膨張プロセスを実施することができる。さらに、装填位置におけるチャンバの近くにタバコを充填するための固定の手段を設け、排出位置におけるチャンバの近くに固定の排出手段を配置することもできる。
【００３３】
好ましくは、回転するように適合された回転部材上に、いくつかの実質的に気密密閉可能なチャンバが設けられる。従って、回転により、チャンバを後で装填位置及び排出位置に配置することが可能になる。
【００３４】
しかしながら、代替的に、実質的に気密密閉可能なチャンバはまた、直線的に移動可能な部材上に設けることもできる。
【００３５】
さらに、タバコ膨張装置は、上述のようなパーキング位置における加圧チャンバのための格納手段を含む。
【００３６】
好ましくは、処理媒体は、噴射媒体の量を適量に分けることを可能にする噴射弁を通して噴射される。好ましくは、噴射弁は再循環機能を与える。
【００３７】
再循環機能を与えるために、圧力ピストンには、空気抜き弁を有する空気抜き開口部が設けられ、処理媒体はチャンバ内の噴射開口部を通って噴射される。同様に、既に圧力シリンダ内にある空気又は処理媒体を圧力シリンダから排出することができる。
【００３８】
別の実施形態において、チャンバ自体の中に循環開口部を設けることができる。
【００３９】
さらに、タバコ膨張装置には、シリンダに又はチャンバ内に配置することができるが、好ましくはチャンバとシリンダとの間の流体連通ダクトに配置される抽気弁を設けることができる。抽気弁を開いて、チャンバ及び圧力シリンダ内に突然の圧力変化をもたらすこと、特に、チャンバ及び圧力シリンダから高圧の空気又は処理媒体を突然解放することができる。代替的に、圧力の低減は、圧力シリンダのピストンの素早く後退させることによって達成される。抽気弁及び空気抜き弁は、同じ弁として実装することができる。
【００４０】
使用中、タバコ膨張装置は、好ましくは、以下の２つの運転モード、すなわち「加圧モード」と「真空モード」に従って作動される。
【００４１】
「加圧モード」においては、最初に、タバコチャンバの装填ロックが開かれ、タバコがチャンバ内に挿入される。次いで、装填ロックが閉じられ、蒸気が噴射弁を通してチャンバ内に噴射される一方で、圧力シリンダにおける空気抜き弁が開かれる。従って、蒸気がまずチャンバを充填する一方で、チャンバ内の空気と置き換わり、スクリーンを通り、連通ダクトを介して圧力シリンダの中へ、そして空気抜き弁を通って流れる。チャンバ及び圧力シリンダ内に前に含まれていた空気が完全に蒸気に置き換えられると、蒸気の噴射を停止することができる。随意的に、空気抜き弁を通って排出される蒸気を噴射弁に循環させることによって再循環ステップを行い、チャンバ内の全てのタバコを十分に蒸気に曝すことを確実にするができる。
【００４２】
次に、最初に後退位置にある圧力シリンダのピストンを移動させて、チャンバ内に高圧をもたらす。後退位置は、チャンバに接続されたシリンダの容積が最大であるか又は少なくとも相対的に大きい位置を指す。このプロセス全体にわたって、噴射弁、空気抜き弁及び抽気弁は閉じられる。しかしながら、代替的に又は付加的に、チャンバ内の圧力は、噴射弁を通る高圧蒸気の噴射によってももたらすことができる。
【００４３】
タバコを一定の時間高圧で維持し、タバコの全てが高圧で蒸気に曝されるようにする。
【００４４】
次いで、ピストンの運動又は抽気弁の開放のいずれかによって、圧力が突然解放される。突然の圧力解放により、タバコ内の水分の液体から蒸気への素早い相変化が引き起こされ、それによってタバコが膨張する。代替的に、ピストンを後退させ、同時に抽気弁を開くことによって、突然の圧力解放が得られる。
【００４５】
最後のステップにおいて、タバコチャンバの底部で排出ロックが開かれ、膨張したタバコが排出される。
【００４６】
「真空モード」において、タバコが装填ロックを通してチャンバ内に与えられる一方で、圧力シリンダのピストンは前方位置にあり、最初に圧力シリンダ内の最小の容積を可能にする。
【００４７】
次いで、既に上述のように、装填ロックが閉じられ、蒸気が噴射弁を通して噴射され、空気抜き弁を通して排出される。随意的な蒸気の再循環の後、蒸気噴射弁及び空気抜き弁の両方とも閉じられ、圧力シリンダのピストンが後退され、圧力シリンダ内の容積が突然増大し、大気圧より大幅に低い圧力を、圧力シリンダ及びタバコチャンバ内に生じさせる。この圧力が、タバコの膨張を可能にする。
【００４８】
その後、再加圧のために、抽気弁を開けて、チャンバ及び圧力シリンダ内の圧力を、再び、周囲のそれぞれの大気圧まで上昇させる。付加的に又は代替的に、再加圧プロセスのために、圧力シリンダのピストン運動を行うことができる。最後に、チャンバの排出ロックを開き、膨張したタバコを排出する。
【００４９】
本発明は、ほんの一例として、添付図面を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態によるタバコ膨張装置の立面正面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態によるタバコ膨張装置の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１に示されるようなタバコ膨張装置１が、回転部材２の概ね中心位置において実質的に垂直方向に配置された回転軸３の周りで回転することができる回転部材２を含む。
【００５２】
図１の破線は、タバコ膨張装置の内部又はタバコ膨張装置の背面上にあるため通常は隠されているタバコ膨張装置の部分を示す。
【００５３】
本実施形態において、回転部材２は、実質的に円筒形の外部形状、並びに円形の平坦な上面及び下面を有する。回転部材２は、サーボモータ又はステッピングモータなどのいずれかの好適な駆動手段により駆動することができる。
【００５４】
回転部材２には、回転軸３から見て、回転部材２の半径方向外側領域内に配置されたタバコチャンバ３、４が設けられる。タバコチャンバ３、４は、回転部材２の上面から下面に延びる。
【００５５】
特に、タバコチャンバ３、４は、回転部材２の上側に装填開口部を含む。装填開口部は、該装填開口部の一方の側でピボット運動可能に取り付けられた装填ロック５、６により閉じることができる。図１において、タバコチャンバ３の装填ロック５は開いており、タバコチャンバ４の装填ロック６は閉じている。
【００５６】
さらに、タバコチャンバ３、４は、回転部材２の下側に排出開口部を含み、この排出開口部は、図１においてどちらも閉じた状態で示されるピボット運動可能な排出ロック７、８により閉じることができる。
【００５７】
タバコ膨張チャンバ３、４は、装填ロック５、６及び排出ロック７、８が閉じているときは、実質的に気密密閉可能である。流体連通ダクト９、１０のみが、チャンバ３、４を圧力シリンダ１２の下部１１、１３に接続する。圧力シリンダ１２は、更圧力シリンダの上部１５及び下部１１、１３を通って動き、圧力シリンダ１２内の圧力を変更できるピストン１４を含む。
【００５８】
図１は、回転するシリンダ部分及び固定シリンダ部分を含む、分割型圧力シリンダを示す。圧力シリンダ１２は、下部１１と、上部１５と、ピストン１４とを含むが、タバコチャンバ８は、上部又はピストンのない分割型圧力シリンダの下部１３にだけ接続される。使用中、分割圧力シリンダ１２の固定された上部１５及びピストン１４は、回転部材２内の下部１１、１３と位置合わせされる。
【００５９】
さらに、上部１５及びピストン１４が圧力シリンダ１２の下部１１、１３に接続されていなくても、チャンバ３、４内の圧力を、大気圧とは異なるレベルに保持できるように、連通ダクト９、１０内に弁を設けることができる。このことにより、ピストン１４及びそれぞれの作動手段は、示される位置にのみ設ける必要がある一方で、回転軸３の周りの回転部材２の回転によって、圧力シリンダのそれぞれの下部１１、１３は、ピストン１４と位置合わせさせ得るという利点が与えられる。
【００６０】
しかしながら、代替的に、チャンバ３、４の各々についてフル装備の圧力ピストンを設けることもできる。
【００６１】
チャンバ３、４の各々は、噴射弁１６、１７の制御下で、蒸気などの媒体をチャンバ３、４の中に噴射することができる噴射開口部を含む。圧力シリンダ１２の下部１１、１３上に空気抜き弁１８、１９を設け、噴射弁１６、１７を通して噴射される蒸気と置き換える空気を排出できるようにする。空気抜き弁１８、１９と類似した位置に抽気弁を設けてもよい。代替的に、抽気弁及び空気抜き弁１８、１９は同じ弁である。
【００６２】
１つの実施形態において、再循環管を介して空気抜き弁１８、１９が噴射弁１６、１７と流体連通し、空気抜き弁１８、１９を通して排出される媒体を、噴射弁１６、１７に、そして再びチャンバ３、４に再循環させることが可能である。
【００６３】
図２において、タバコ膨張装置を通る水平断面図が示される。図１には示されない、さらに別のタバコチャンバ２４、２５、２６、２７が、回転部材２内に設けられる。チャンバ２４、２５、２６、２７は、ぞれぞれ、連通ダクト２８、２９、３０、３１を介して、圧力シリンダ１２の下部２０、２１、２２、２３と流体連通する。回転部材２におけるタバコの膨張のためのチャンバの数はいずれの数であってもよいが、図１においては、明確にするために、２つのチャンバ３、４だけが示される。実際の製造環境においては、タバコのスループットの増大が可能になるため、４、６、８、１２、１６又は２４のような、より大きい数のチャンバが望ましい。
【００６４】
使用中、タバコは、タバコチャンバ３の位置にあるタバコチャンバ内に与えられる。同時に、既に膨張したタバコが、チャンバ２４の位置にあるタバコチャンバから排出される。チャンバ３が指定量のタバコで充填されると、それぞれの装填ロック５が閉じられ、チャンバ３内の圧力が大気圧とは異なる圧力に変更される。次いで、回転部材２が、時計回りの方向に６０度だけ回転され、チャンバ２４の装填ロックが開き、タバコがチャンバ２４に与えられる。並行して、チャンバ２５からタバコが排出される。従って、図２に示されるように、チャンバ３は装填位置にあり、チャンバ２４は排出位置にある。さらに、チャンバ３は加圧位置にある。
【００６５】
ピストンの後退によって又は抽気弁を開くことによって、チャンバ２３内の圧力が解放される。次いで、排出ロックが開かれる。従って、回転部材が６０度だけ回転された後、１つのタバコチャンバを充填すると同時に、別のチャンバを空にすることができる。このことは、高いスループット及び効率を有するタバコ膨張装置においてタバコを膨張させる方法の動作を可能にする。
【符号の説明】
【００６６】
１：タバコ膨張装置
２：回転部材
３：回転軸
３、４、２４、２５、２６、２７：タバコチャンバ
５、６：装填ロック
７、８：排出ロック
９、１０：流体連通ダクト
１２：圧力シリンダ
１１、１３、２０、２１、２２、２３：圧力シリンダの下部
１４：ピストン
１５：圧力シリンダの上部
１６、１７：噴射弁
１８、１９：空気抜き弁
２８、２９、３０、３１：連通ダクト
【図１】
2013529459.tif 000003
【図２】
2013529459.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月20日(2013.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タバコ材料を膨張させる方法であって、
大気圧を有する実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に前記タバコを提供するステップを含み、圧力シリンダ（１２）が前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と流体連通し、かつ、ピストン（１４）をさらに含み、
前記圧力シリンダ（１２）の前記ピストン（１４）を動かして、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を大気圧とは異なる圧力に変更するステップをさらに含み、
前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に前記タバコを提供するステップは、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の第１のロック（５、６）をずらして、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に第１の開口部を生成するステップと、
前記第１の開口部を通して前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内に前記タバコを挿入するステップと、
をさらに含み、
前記チャンバ内の前記タバコを膨張させた後、前記方法は、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の第２のロック（７、８）をずらして、前記チャンバ内に第２の開口部を生成するステップと、
前記第２の開口部を通して前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）から前記膨張したタバコを排出するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記圧力を変更するステップは、前記ピストン（１４）の運動によって、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を、大気圧より低い圧力に下げるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ピストン（１４）の運動により、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を大気圧より高い圧力に増大させ、その後、前記圧力を大気圧まで下げるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
噴射弁（１６、１７）を介して、処理媒体を前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）に噴射するステップを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
回転部材（２）上にいくつかの実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）が設けられ、前記方法は、
装填位置にある前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の１つの中に前記タバコを提供するステップと、
前記回転部材（２）を回転させるステップと、
前記回転部材（２）を回転させる間、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の１つの中の前記タバコを、大気圧とは異なる圧力で維持するステップと、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）が排出位置にあるとき、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）から前記タバコを排出するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の各々に対して設けられた別個のシリンダにより、前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を加圧するステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
加圧位置における前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と連通する固定シリンダ（１２）により、前記加圧位置におけるタバコで充填された前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を加圧するステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記シリンダ（１２）及び前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）は、流体は透過するが、前記タバコは透過しないスクリーンにより分離されることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と、
前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）と連通し、ピストン（１４）を含み、かつ、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内の圧力を大気圧とは異なる圧力に変更するように適合されている、圧力シリンダ（１２）と、
前記実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を開閉するための、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の開閉を可能にするように摺動可能又はピボット運動可能に取り付けられた、ロック（５、６、７、８）と、
を含むことを特徴とするタバコ膨張装置。
【請求項１０】
いくつかの実質的に気密密閉可能なチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）を含み、前記チャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）の各々は、前記それぞれのチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）内にタバコを充填することができる装填位置に後で配置されるように適合され、さらに、前記それぞれのチャンバ（３、４、２４、２５、２６、２７）からタバコを排出することができる排出位置に後で配置されるように適合されることを特徴とする、請求項１０に記載のタバコ膨張装置。
【国際調査報告】
2013529459.tif 000005
2013529459.tif 000006
2013529459.tif 000007