200902. lajstromszámú szabadalom • Kisméretű, eldobható egészségvédő szipka
I HU 200902 B 2 A találmány tárgya kisméretű, eldobható egészségvédő szipka, amelynek szipkateste, annak egyik felén szivarkavéget befogadó része, a másik felén szopóka része, a közepén pedig betéttel ellátott egészségkárosító kátrányterméket kiválasztó expanziós kamrája van. A dohányfüst egészségkárosító hatásának csökkentésére a gyakorlatban többféle szűrési megoldás ismeretes. Ezek közös célja a dohányzás élvezeti értékét nem csökkentő, és emellett lehető legjobb hatásfokkal működő, füstszűrő szerkezet megalkotása. Az ismert füszszűrők egyik csoportja a statikus szűrők, amelyeknél a dohányfüst egy adott szűrőfelület teljes kerestmetszetén átáramlik. Ennek során a dohányfüstből a szűrőbe kerülnek (adszorpció - felületi tapadás, vagy abszorpció - elnyelés útján) az egészségkárosító égéstermékek. A szűrő anyaga szűrőpapír, viszkózvatta, stb., és ezeket aktív szénnel együttesen is alkalmazzák, pl. a multifiltereknél. A statikus szűrők hátránya: igen gyorsan szenynyeződnek, már az egyszeri használat közben is telítődnek, végül gyakorlatilag megsemmisülnek. A szűrési hatásfok a használat első pillanatától rohamosan csökken. A szűrési hatásfok javítása érdekében ismeretes olyan megoldás is, ahol a szűrőbe külső friss „fals” levegőt vezetnek a füstgázok hűtése és hígítása érdekében. Az ismert füstszűrők másik csoportját alkotják a dinamikus szűrők, amelyekben aerodinamikai elven a beáramló meleg dohányfüst adiabatikus hőesést szenved. Ennek megvalósítása legegyszerűbben a dohányfüst útjában elhelyezett fojtással történik. Mivel a dohányfüst áramlása közben jelentős hőcsere nem jön létre, ezért a szívóoldalon a fojtás utáni adiabatikus expanzió az áramló füstben jelentős belső energiacsökkenést okoz, ami a gőz- és gázfázisban lévő nehéz (nagy szénatomszámú) kátránytermékek kiválasztását eredményezi. Az ilyen szűrő hatásfoka annál jobb, minél nagyobb az áramló füstgáz belső energiaesése. A gyakorlatban is megvalósított aerodinamikus szűrőt tartalmazó egészségvédő szipkák mindegyikének van szivarkarészt befogadó és szopóka része, valamint kátrányterméket kiválasztó része. A legtöbb problémát ezen szipkánál a leválasztott kátránytermék higiénikus eltávolítása jelenti. A HU 161 127 lajstromszámú szabadalmi irat tisztítható füstszűrő szipka-betétet ismertet, illetve ugyanilyen betétet tartalmaz a HU 174 465 lajstromszámú szabadalmi irat is, amelyben a fojtás egy koncentrikus furat, és a szipkatest belső ürege úgy van kialakítva, hogy a már leválasztott kátránytermék ne folyjon ki. Ugyancsak tisztítható betétet tartalmaz a HU 167 007 lajtromszámú irat, amely a „KÁLKY” - szipka néven ismertté vált egészségvédő szipka. A betéten itt is központi füstjárat van, amely kételágazásos furatrendszerbe torkollik. Az eddig ismertetett aerodinamikai elven működő egészségvédő szipkák legfejlettebb, és legjobb hatásfokkal működő változatát a HU 175 995 lajstromszámú szabadalom tartalmazza, amely „SUPERFILT” kereskedelmi néven került forgalomba. Ez a tisztítható szipka már csak két szerkezeti főrészből áll, ennek is központi furata van a fojtás megvalósítása érdekében, továbbá turbulenciát (örvényt) elősegítő, és a tisztítást megkönnyítő szűrődugósora van. Az ismertetett aerodinamikus füstszűrös szipkák közös hátránya, hogy az egészségre káros kátránytermék leválasztásához szükséges szivóteljesítmény elég nagy, ami jelentősen rontja a dohányzás élvezetét és a szipka használati értékét. Próbálkoztak a központi füstjárat keresztmetszetének növelésével pl. az átmérő növelésével annak felfúrásával, de akkor a fojtás által előidézett sebességugrás nagysága csökken, és így a szűrési hatásfok erősen romlik. Próbálkoztak még a szívási teljesítményhez igazodó, az átáramló füstgáz sebességétől függő bővülő, illetve szűkülő rugalmas nyílás alkalmazásával is (HU 176 330 lajstromszámú irat), azonban ennek szűrési hatásfoka a pillanatnyi áramlási sebességtől, és a nyílás rugalmasságától függ. A szerkezet előállítása bonyolult, ezért nem terjedt el. A szükségletek kielégítése céljából előtérbe került az egyszerű, eldobható aerodinamikus szűrők alkalmazása. Ennek egyik megoldását a H/2593 számú magyar közzétételi iratból ismerhetjük meg. A cigaretta filterébe beépíthető eldobható, egyszer használatos füstszűrő betét fojtónyílásokkal rendelkező, egymáshoz képest elfordítottan szerelt cellákból áll. Előállítása és a filter szerelése költséges, ezért elterjedése nem várható. A találmány célja olyan kisméretű, eldobható egészségvédő szipka megalkotása, amely az ismert aerodinamikus szűrőkkel legalábbis egyenértékű, nem növeli meg túlságosan a szükséges szívóteljesítményt, kátránykiválasztási hatásfoka magas (60 %), higiénikus és esztétikus, és mindezek mellett az eddigieknél gazdaságosabban gyártható. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy a kellőképpen magas szűrési hatásfok elérése érdekében az adiabatikus expanziót nem egy, hanem több olyan fojtónyílás útján végezhetjük el, amelynek keresztmetszete az égéstermék irányába csökenő kúpos furat, illetve kúpos fúvóka. Ez esetben az összes átáramlási keresztmetszet megnő, és a szívóteljesítmény ennek megfelelően csökken, ugyanakkor az egyes fúvókák megfelelő átmérőválasztásával a szűrési hatásfok maximálisra állítható be. Az alkalmazásra kerülő kúpos fúvóka „éles” kilépő oldalán alkalmazott torlóperem felületén az áramlási sebesség az ún. torlópontban zénus, ezért itt tökéletes a kátránytermék kicsapódása. A találmány további alapja az a felismerés, hogy az áramló égéstermékben kialakuló turbulencia tovább csökkenti a füstgáz belső energiáját, ezért ennek megfelelően a szűkítő nyílások tengelyvonalai olyan irányítottságúak, hogy az egész áramló gáztömeg perdületet kapjon. A kúpos fúvókák alkalmazása önmagában is, de a torlóperem és a gáztömeg perdületének megvalósításával együttesen - előre nem várt módon - jelentőse megnövelte a szűrés (kátránytermék kiválasztásának) hatásfokát az összes többi élvezeti és esztétikai értékek csökkenése nélkül. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti egészségvédő szipka közepén elhelyezkedő betét kerületén körszimmetrikus elrendezésben legalább két darab szűkítő nyílás van kiképezve olyképpen, hogy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
