САМОТУШАЩАЯСЯ СИГАРЕТА (ВАРИАНТЫ)

Самотушащаяся сигарета относится к тушению табачных изделий после курения и в случае попадания их на воспламеняющуюся поверхность в жилых и нежилых помещениях, а также на промышленных предприятиях, общественно-бытовых зданиях, складах, цехах, лесных массивах
Известна сигарета с низкой воспламеняющейся способностью, содержащая табачный стержень, бумажную гильзу. Бумажная гильза содержит высокотемпературные кольца, расположенные перпендикулярно оси и предотвращающие распространения огня вдоль длины сигареты по ее поверхности (RU 2412623 С2 МПК A24D 1/02).
Недостатком такой сигареты является недостаточная эффективность тушения табачного изделия, в связи с чем, при попадании непотушенного остатка на воспламеняющуюся поверхность может привести к пожару.
Известны табачные изделия с уменьшенной способностью к горению, содержащие бумажную обертку, обработанную пленкообразующей композицией, которая образует на обертке отдельные обработанные участки с низкой вязкостью. Указанные участки обладают проницаемостью с уменьшенной способности к горению (RU 2313264 С2, МПК A24D 1\02).
Однако при попадании тлеющего табачного изделия на воспламеняющуюся поверхность оно продолжает тлеть, что может привести к воспламенению поверхности.
Недостатком указанного изобретения является недостаточная степень тушения тлеющего табачного изделия в случае попаданиях его воспламеняющуюся поверхность.
Наиболее близким аналогом (прототип) является табачное изделие с низкой воспламеняющей способностью, содержащая бумажную гильзу, имеющую ось, область с высокой плотностью, образованную из резаного табака, и область с низкой плотностью начинки, которая меньше первой плотности начинки, область с низкой плотностью начинки расположена коаксиально вокруг области с высокой плотностью начинки. То есть, сигарета состоит из центральной цилиндрической области с высокой плотностью и охватывающей ее периферийной цилиндрической области с низкой плотностью начинки табака, а также бумажной гильзы и фильтра (RU 2266694 С2, МПК A24D 1\02, опубл. 27.12.2005 г).
Недостатком такой сигареты является недостаточно эффективное тушение тлеющего табачного изделия в случае, когда оно попадает на воспламеняющуюся поверхность, из-за того, что периферийная область с низкой плотностью продолжает тлеть, и это может привести к пожару.
Задача предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности и надежности тушения тлеющего остатка сигареты в случае его попадания на воспламеняющуюся поверхность.
Согласно первому варианту технический результат достигается тем, что самотушащаяся сигарета, содержащая цилиндрический табачный стержень, состоящий из областей с низкой и высокой плотностью начинки табака, обернутую вокруг него бумажную гильзу, фильтр, в отличие от прототипа области с высокой и низкой плотностью начинки расположены по длине табачного стержня таким образом, что фрагменты с наибольшей плотностью начинки размещены у открытого конца сигареты, а фрагменты с наименьшей плотностью - у фильтра.
Согласно второму варианту технический результат достигается тем, что самотушащаяся сигарета, содержащая цилиндрический табачный стержень, состоящий из областей с низкой и высокой плотностью начинки табака, обернутую вокруг него бумажную гильзу, фильтр, в отличие от прототипа, табачный стержень состоит из секторальных фрагментов низкой плотности, окруженных начинкой высокой плотности, размещенных по длине стержня в шахматном порядке.
2
Известно, что при тлении табачного изделия, попавшего на воспламеняющуюся поверхность, протекают гетерогенные реакции взаимодействия углерода с кислородом воздуха. Процесс тления происходит там, где затруднен теплообмен. При снижении концентрации кислорода воздуха уменьшается максимальная температура тления. Таким образом скорость тепловыделения определяется концентрацией кислорода воздуха в зоне реакции. Основой процесса тления является реакция кислорода воздуха (O) с углеродом (C), состоящая из трех реакций.
2
1. Реакция окисления углерода кислорода воздуха (O)
2
C+O=CO2+97650 кКал\кГ моль.
2. Реакция взаимодействие углекислоты с углеродом
2
2C+C=2CO+58860 кКал\кГ моль.
3. Реакция окисление окиси углерода
2
2
2CO+O=2CO+1364 кКал\кГ моль,
2
где CO - двуокись углерода (углекислый газ), CO - окись углерода.
При тлении табачного изделия на нем образуются три зоны: зона пиролиза, зона пористого и зона раскаленного твердого углистого остатка.
В соответствии с вышеприведенным тушение тлеющего табачного изделия происходит за счет:
- снижения количества начинки табака, в том числе за счет снижения плотности начинки табака при формировании табачного изделия,
- снижения количества окислителя в реакции тления (кислорода воздуха).
Известно, что при тлении табачного изделия, если плотность начинки табака снижена, то температура горения в зоне с низкой плотностью начинки табака существенно ниже, по сравнению с температурой горения начинки табака в части табачного изделия с высокой плотностью.
3
3
В заявляемой сигарете, высокая плотность начинки табака составляет 0,15-0,35 Г\см, а низкая плотность жилок табака - 0,05-0,15 Г\см.
3
3
По первому варианту в заявляемой сигарете, фрагменты с наибольшей плотностью начинки равной 0,15-0,35 Г\см могут быть размещены от открытого конца сигареты до половины ее длины, а фрагменты с наименьшей плотностью равной 0,05-0,15 Г\см размешены от половины ее длины до фильтра.
На фиг.1 изображен общий вид (аксонометрия) сигареты. На фиг.2 изображен цилиндрический табачный стержень, состоящий из областей с низкой и высокой плотностью начинки табака (второй вариант). На фиг.3 изображен продольный разрез сигареты (первый вариант).
На фиг.1, фиг.2, фиг.3 показаны: 1 - цилиндрический табачный стержень, состоящий из областей (фрагментов) с низкой 2 и высокой 3 плотностью начинки табака, обернутую вокруг него бумажную гильзу 4, фильтр 5.
По первому варианту при тлении сигареты, брошенной на воспламеняющуюся поверхность, ее самотушение происходит следующим образом. Пламя распространяется по длине цилиндрического табачного стержня 1 и обернутую вокруг него бумажную гильзу 4 от открытого торца к середине длины по фрагментам с высокой плотностью 3 начинки с выделением большого количества тела. Примерно, у середины длины сигареты пламя соприкасается с фрагментами с низкой плотностью начинки табака 2. При этом наступает момент, когда количество выделенного тепла у предыдущего фрагмента недостаточно для поддержания горения у последующего фрагмента, скорость распространения пламени снижается и горение останавливается. Тление сигареты прекращается и происходит ее самотушение.
Для снижения выделившихся при горении сигареты газов: двуокиси и окиси углерода, попадающих во внутренние органы потребителя сигарета снабжена фильтром 5.
По второму варианту, где табачный стержень 1 с обернутой вокруг него бумажной гильзой 4, состоит из секторальных фрагментов с низкой плотностью 2, окруженных начинкой табака с высокой плотностью 3, размещенных по длине табачного стержня в шахматном порядке, распространение пламени по длине сигареты происходит следующим образом.
При горении сигареты в стационарном режиме, то есть при глубокой затяжке потребителя через секторальный фрагмент с высокой плотностью начинки 3 выделяется большее количество тепла в единицу времени и в единице объема, чем через фрагмент с низкой плотностью 2. При этом скорость распространения пламени через этот фрагмент по длине сигареты наибольшая.
В тоже же время, через секторальный фрагмент с низкой плотностью начинки табака выделяется меньшее количество тепла в единицу времени. При этом скорость распространения пламени по длине сигареты через этот фрагмент - наименьшая. То есть, количества тепла и скорость распространения пламени по длине сигареты в секторальных фрагментах с высокой и низкой плотностью начинки табака значительно отличается.
Пламя распространяется по секторальным фрагментам избирательно, то есть по секторальным фрагментам с более высокой плотностью, расположенных по длине стержня в шахматном порядке, оно распространяется с более высокой скоростью, чем по секторальным фрагментам с низкой плотностью. Другими словами, секторальные фрагменты с более высокой плотностью начинки табака являются как бы «катализаторами» распространения пламени по длине сигареты от торца к фильтру, а секторальные фрагменты с более низкой плотностью начинки табака являются как бы «тормозами» распространения пламени по длине сигареты.
Таким образом, в заявляемой сигарете распространение пламени по длине сигареты происходит по секторальным фрагментам с более высокой плотностью начинки табака более равномерно и упорядочение по сравнению с традиционной сигаретой с одинаковой плотностью начинки, где распространение пламени по длине сигареты происходит хаотически.
Так как, табачный стержень состоит из секторальных фрагментов с низкой плотностью, окруженных секторальными фрагментами начинки высокой плотности табака и размещенных по длине табачного стержня в шахматном порядке, то наступает такой момент, когда количество выделенного тепла у фрагмента с высокой плотностью недостаточно для поддержания горения у секторального фрагмента с низкой плотностью, скорость распространения пламени снижается и тление прекращается. Происходит самотушение сигареты.