JPH0767611A - たばこ膨張方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高圧たばこ含浸処理条件を用いて
迅速な処理速度でたばこを膨張させるために利用される
たばこ膨張方法および装置を提供する。 【構成】 本発明の方法および装置は特に２０〜３０秒
以下のサイクル時間を利用するたばこ膨張方法において
有効であり、高圧含浸処理容器内の利用可能空間の使用
を大幅に改善するために、プロパンなどの予熱され予圧
された膨張作用物を使用し、たばこのバッチを予熱し、
または高圧含浸処理領域内のたばこを圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たばこを膨張させるた
めの方法および装置に関する。より詳細には、本発明
は、たばこ膨張の処理能力および経済性を改善するため
の方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】過去２０年において、たばこ膨張処理
は、紙巻たばこの製造工程の重要な部分となってきた。
たばこの膨張処理は、たばこの葉の保存または貯蔵中に
失われるたばこかさ密度または量を回復するために利用
される。さらに、膨張たばこは、多くの低タールおよび
超低タール紙巻たばこの重要な構成要素である。

【０００３】フレデリクソンによる米国特許第３５２４
４５１号とモセル他による米国特許第３５２４４５２号
は、たばこが含浸剤と接触し、次に迅速に加熱されて含
浸剤を揮発させ、たばこを膨張させる方法を記載してい
る。フレデリクソン他による米国特許第３６８３９３７
号は、たばこ膨張のための加熱または迅速な圧力減少の
いずれかに先立つたばこの蒸気状態の含浸処理を開示し
ている。

【０００４】たばこを膨張させるための二酸化炭素の使
用は、特に、ウトシュによる米国特許第４２３５２５０
号、バーデ他による米国特許第４２５８７２９号、およ
びシークス他による米国特許第４３３６８１４号に開示
されている。これら、およびこれらに関連した方法にお
いては、気体または液体のいずれかの状態の二酸化炭素
を含浸処理のためにたばこに接触させ、含浸処理された
たばこは、膨張のために迅速な加熱条件下に置かれる。
周知の二酸化炭素膨張処理においては、通常十分で安定
した膨張を達成するために、たばこを過熱することを必
要とする。この過熱によって、たばこの香りが害された
り、あるいは多量のたばこ不純物が生成される。さら
に、たばこを含浸処理するために液体二酸化炭素を使用
するこれらのシステムは、通常、含浸処理されたたばこ
が、ドライ・アイスを含んだ固形のたばこブロックの形
態になり、加熱処理の前に砕かなくてはならず、それに
より処理の複雑性が増大する。

【０００５】メリット他による米国特許第４３８８９３
２号は、事前に膨張させたたばこの再調整後の充填容量
を高めるための方法を開示している。事前に膨張させた
６パーセントよりも低い“オーブン揮発”（ＯＶ）含有
量を有するたばこが、そのＯＶ含有量を、良好だと言わ
れる３パーセントよりも低い値に減らすために加熱され
る。たばこ重量の０．９パーセント以上が水以外の揮発
性物質であるため、たばこのＯＶ含有量は、その水分含
有量とほとんど等しいと言われる。膨張後の加熱工程か
ら戻った非常にＯＶ含有量の低いたばこは含水率を高め
るために再調整工程に置かれ、膨張後に加熱処理されな
かった場合よりも再調整工程中の潰れが少ないと言われ
る。加熱処理中のたばこの凝固は、再調整の間の膨張し
たたばこの高安定性を得るために提案された。

【０００６】ホワイトとコンラッドによる米国特許第４
５３１５２９号は、たばこの充填量を高めるための処理
を開示しており、その中で、膨張作用物の臨界温度およ
び圧力を超えるか、またはそれに近い処理条件で、通常
のガス状含ハロゲン炭素化合物または炭化水素などの低
沸点高揮発性の膨張作用物によってたばこが含浸処理さ
れる。圧力はすぐに大気圧に開放され、そのため膨張条
件でたばこを膨張させたり、たばこをその状態で維持し
たりする加熱工程を必要とせずにたばこが膨張される。
この処理の圧力条件は、上限は知られていないが３６Ｋ
ｇ／ｃｍ² （５１２ｐｓｉ）よりも高い範囲である。細
断し過ぎることなく十分なたばこ膨張を行うためには、
１４２Ｋｇ／ｃｍ² （２０００ｐｓｉ）よりも低い圧力
が使用される。

【０００７】コンラッドとホワイトによる米国特許第４
５５４９３２号は、円筒状の管体と、管体の外の装填位
置と管体の中の処理位置との間の往復運動のために装着
されたスプール組立体とを有する流体圧力処理装置を開
示している。スプールが管体の中にあるとき、スプール
の円筒状端部上の環状溝内に保持された変形可能な封止
リングが半径方向外側に付勢され、管体内側のスプール
端部間で圧力チャンバを構成するように管体の内側と噛
み合う。管体内に構成された環状圧力チャンバの中に処
理流体を導入するために導管が設けられる。この装置
を、膨張作用物によるたばこの高圧含浸処理のために使
用することにより、たばこの充填と開放が容易になり、
ピボット動作可能耐圧がまの蓋のような従来の圧力封止
機構および固定機構と関連した閉鎖と開放の問題を回避
できる。したがって、この圧力容器により、たばこ膨張
における時間節約を行い、かつ経済性を改善することが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したようなたばこ
膨張処理は、実質上大気圧を超える含浸圧力が用いられ
るときのバッチ処理で実施されなければならない。バッ
チ処理工程は、容器の開放と封止、および容器からの含
浸処理作用物の導入と除去にかかる時間のために、複雑
化した処理装置と長いサイクル時間を必要とする。サイ
クル時間を減少させるために使用される様々な装置を修
正することによって、ある程度の処理能力改善が行われ
てきたが、しかし実質上、周知のバッチシステムにおけ
る処理能力の改善は、主として個別のシステムの量を多
くするか、または同時に使用されるバッチシステムの数
を多くすることによる従来の技術によって役立てられ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧たばこ含
浸処理条件を使用し、迅速な処理速度でたばこを膨張さ
せるために用いられるたばこ膨張方法および装置を提供
する。この方法および装置は通常、２０〜３０秒よりも
少ないたばこ含浸処理および膨張サイクル時間を伴い、
高圧含浸処理容器内の利用可能空間の使用を大幅に改善
するために、プロパンなどの予熱し予圧した膨張作用物
を使用し、バッチのたばこを予熱し、そして高圧含浸処
理領域内でたばこを圧縮する。

【００１０】１つの態様では、本発明は、高圧含浸処理
条件を用いるたばこ膨張方法において、たばこ充填容量
の増加の程度を実質上改善する。他の態様では、本発明
は、あらかじめ大きさが決められたバッチのたばこを含
浸処理領域に確実かつ経済的に送り、またバッチのたば
こを迅速かつ経済的に予熱するための迅速なバッチ給送
システムを提供する。本発明はまた、高速／高圧のスプ
ール管体たばこ含浸処理装置のための装置改善を提供す
る。さらに、本発明は、プロパンなどの可燃性ガスを含
む高温／高圧の含浸処理ガスを、迅速に生成し供給する
ために改良されたアキュムレータを提供する。改良され
たアキュムレータにより、システム内にあるそのような
ガスの体積が所与のあらゆる時間において最低になり、
また従来のアキュムレータで必要とされた部品を移動す
るコストや手間が排除される。

【００１１】たばこ充填容量増加における実質上の改善
は、本発明の第１の態様に従って、高圧たばこ含浸領域
において膨張作用物によって高含水率のたばこを含浸処
理し、膨張したたばこを提供し、また高い含水率を有す
る条件下で含浸処理され、たばこを膨張させ、そして膨
張に続き膨張したたばこを乾燥することによって得られ
る。膨張したたばこの乾燥は、膨張に続く短い時間内
に、例えば膨張後約５分以内に、実施されることが好ま
しい。高圧の含浸処理領域に送られるたばこは極めて含
水率が高いので、膨張のための熱処理を行わないこれら
の工程においては膨張に続いてたばこの潰れが引き起こ
されるが、水分を高めることによって充填容量の増加が
高められ、また膨張に続いて約１３パーセント以下の含
水率にたばこを乾燥することによって充填容量の増加が
保たれることがわかった。乾燥処理は１７７℃（３５０
°Ｆ）以下の温度で実施され、たばこの含水率を約６〜
８重量パーセントより低く減少させないことが好都合で
あり、したがってたばこは揮発性の香りが損なわれな
い。

【００１２】たばこ膨張の程度を実質上高めるために、
含浸処理領域に送られるたばこの含水率は、２０重量パ
ーセントより高く、好ましくは２４重量パーセントより
も高いと好都合である。高い含水率のたばこは、含浸処
理の前に約６６℃（１５０°Ｆ）よりも高い温度に予熱
されると好都合である。本発明のとおりにたばこの膨張
に続いて乾燥することで、膨張させたたばこを高い充填
容量レベルに保つことができる。

【００１３】本発明の別の態様では、たばこの含浸処理
および続く膨張のために、バッチのたばこが迅速に給送
され、またあらかじめ大きさが決められる。本発明のこ
の態様に従って提供された装置は、垂直なたばこの柱状
物を形成するためのほぼ垂直方向に向けられた計量管を
有する。複数の歯を有する部材であることが好ましいた
ばこ柱状物分割手段が、計量管と共同して、柱状物を分
割手段によって支持された分割手段の上の上側部分と下
の下側部分とに分割するために、たばこ柱状物と選択的
に噛み合うことができる。分割手段の下に離間したブロ
ック部材は、分割手段が柱状物と噛み合っていないとき
に、たばこ柱状物を支持するためにたばこ柱状物と噛み
合うことができる。ブロック部材はたばこの柱状物から
外すことができ、これにより分割手段がたばこ柱状物と
噛み合わされているときにブロック部材を外すと、たば
こ柱状物の下側部分を計量管から開放する結果となる。
次に、このたばこはバッチとして含浸領域へ送られる。
バッチのたばこの大きさは、分割手段とブロック部材の
間の間隔を変えることで容易に調整することができる。

【００１４】本発明のさらに別の態様では、含浸処理領
域に送られるたばこの予熱のために、垂直方向に向けら
れた計量管が使用される。本発明のこの態様とおりに、
たばこを好ましくは約３８℃（１００°Ｆ）と約１００
℃（２１２°Ｆ）の間の高い温度に加熱するために、た
ばこ柱状物上端の下の位置で計量管に蒸気が注入され、
次に加熱されたたばこは含浸処理領域に送られる。上述
した本発明の迅速に給送しかつあらかじめ大きさを決め
るシステムは、予熱されたたばこをバッチとして含浸処
理領域に送るために使用されることが好ましい。蒸気が
たばこを通じて素早く分配されるため、本発明のこの態
様によるたばこの予熱は迅速である。さらに、蒸気注入
領域の上のたばこは上昇する蒸気によって加熱され、ま
た蒸気注入領域内のたばこの断熱材料として機能し、こ
れにより加熱コストを最小にできる。

【００１５】垂直方向に向けられた計量管は、水平方向
に向けられ高圧含浸装置にバッチのたばこを送付するた
めに配置された送付導管の上側の壁の開口部上に配置さ
れると好都合である。たばこを導管を通じて移動し、導
管の下流終端でたばこを高圧処理装置内に圧縮するため
に、往復運動する圧縮部材が導管内に装着される。計量
管と連絡する導管内の開口部は、たばこを導管内に圧縮
できるピボット閉鎖部材が設けられる。これにより、給
送装置の交換または修正を必要とせずに、様々な密度と
バッチのたばこが含浸領域内に送られるようになる。

【００１６】本発明はまた、改善された耐久性および速
度を与えるために、コンラッドとホワイトによる米国特
許第４５５４９３２号のスプール管体装置を改善するも
のである。本発明の好ましい実施例において使用される
とき、スプール管体装置は毎分４、５回以上の早いサイ
クル速度で動作される。したがって、高圧のスプール管
体装置は、１日１２時間で３０００サイクルから３６０
０サイクルまで、またはそれ以上で反復されることが好
ましい。この装置によりたばこ膨張の速度および経済性
が改善されるが、高温および高圧の条件下におけるスプ
ールの円筒状端部材上の弾性封止リングの反復する外方
向への膨張が、封止リングの早期障害を引き起こすこと
があることが確認された。

【００１７】封止リングの動作および寿命は、本発明に
従って、弾性封止リングと軸方向に隣接する１つまたは
複数の位置で、スプール部材と管体内側面との間の半径
方向の隙間を減少させることによって改善される。これ
は、スプールの各円筒状端部材上の、弾性封止リングの
少なくとも軸方向の端面部分と軸方向に隣接しかつ接触
する位置に、少なくとも１つの円周を拡げた磨耗リング
を設けることによって都合よく成し遂げられる。拡げた
磨耗リングは各弾性封止リングの軸方向の両端面と接触
して配置されることが好ましい。磨耗リングは、スプー
ルが管体から外れるのを防ぐためにスプールの端部材の
円周よりも大きい円周を有するので、スプールと管体間
の軸方向の隙間は磨耗部材が隣接した部分で減少する。
磨耗リングと隣接して弾性封止リングが配置されている
ので、これらのリングがより大きな圧力下で半径方向外
側に付勢されるときに、封止リングの軸方向への支持を
改善することができる。これにより、封止リング周辺部
分の軸方向の破壊的な変形を最小にすることができる。

【００１８】本発明の別の態様に従って、スプール管体
含浸装置の効率は、高圧のガス状膨張作用物の、管体内
の環状高圧含浸領域への送出速度または環状高圧含浸領
域からの除去速度を高めることによって改善される。こ
れは、管体の外側と内側の間を連絡し、同時にまた蒸気
口の中にたばこが入るのを最小にするための微粒子ブロ
ック手段と合体したガス送出除去蒸気口の総断面領域を
拡げることによって成し遂げられる。

【００１９】本発明のこの態様の一実施例では、管体を
貫き円筒状管体の周りの円周上に分布された複数の協力
蒸気口を介して、高圧のガスが円筒状管体に入りまた円
筒状管体から除去される。周囲の蒸気口を通じて管体内
に入る処理流体を含むために、外部マニフォールドが蒸
気口を取り囲む。管体の内側の各蒸気口の直径は、蒸気
口にたばこが入るのを防ぐために、所定の寸法よりも小
さい。

【００２０】代替の実施例では、たばこ粒子よりも実質
上大きな直径を有する少なくとも１つの拡大された蒸気
口が管体を貫いて設けられる。蒸気口の直径より広い幅
の外側面を有する拡大されたブロック部材が、スプール
の端部材の周辺部分の間で縦方向に接続し、蒸気口の開
口部と半径方向に位置合わせされる。スプールのチャン
バ部分、すなわち端部材の間の部分が管体の中を移動す
るときに、ブロック部材が蒸気口を覆い、これによりス
プール・チャンバ内のたばこが拡大された蒸気口に入る
のを妨ぐ。少なくとも２つの拡大された蒸気口が管体を
貫いて設けられ、また対応する数のブロック部材がスプ
ール上に設けられるのが好ましい。

【００２１】さらに別の態様では、本発明は、高温で高
圧のガス状膨張作用物、好ましくは約１２１℃（２５０
°Ｆ）を超える温度で約２５００ｐｓｉｇを超える圧力
のプロパンのバッチ量を生成し蓄積するための改善され
た高圧アキュムレータを提供する。以前に、高圧で高温
のプロパンのバッチ量を、毎分４回ないし５回またはも
っと早いサイクル速度で含浸領域に供給したとき、非常
に大量の高圧で高温のプロパンを蓄積するか、または移
動可能な部材によって分離されたチャンバを有する圧力
容器の形態のアキュムレータの使用することが必要であ
った。不活性な加圧ガスは１つのチャンバ内に維持さ
れ、プロパンは他のチャンバ内に蓄積されていた。プロ
パンが容器内に周期的に追加されたり除去されたりする
とき、移動可能な部材が容器内で移動されるが失敗を免
れなかった。

【００２２】本発明によるアキュムレータは、膨張作用
物と加圧流体との間の分離部材なしで、容器内に膨張作
用物とガス状加圧流体の両方を含む高圧容器を使用す
る。一実施例において、容器は加圧流体および膨張作用
物のそれぞれの臨界温度を超える温度、また加圧作用物
および膨張作用物が液体に近い高い密度を有するような
十分高い圧力の下に維持される。加圧流体は膨張作用物
に対応する拡散率特性を有するように選択され、したが
って容器内の条件下で流体間に生じる拡散のために、２
つの流体は極めて低いレベルの物質移動だけで接触を維
持する。加圧ガスは窒素、膨張作用物はプロパンである
ことが好ましい。２５００ｐｓｉｇを超える圧力、９３
℃（２００°Ｆ）を超える温度において、これらの２つ
のガスは容器内でお互いにほぼ分離して維持され、これ
により極めて低い窒素の損失で、プロパンを周期的に容
器に補充しまた容器から除去するすることができる。

【００２３】別のアキュムレータの実施例では、超臨界
値に近いかまたはそれを超える温度および圧力の下で２
つの流体を独立して維持するために配置された第１と第
２の領域と、第１および第２の領域のそれぞれと流体連
絡し、第１および第２の領域内の流体の間に障壁流体を
維持するための第３の領域とを含む高圧容器の中に、膨
張作用物とガス状の加圧流体が維持される。障壁流体は
水でもよく、加圧流体と膨張作用物との間の実質上の物
質移動を妨げる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の様々な方法および装置の実施
例を説明する。本発明は図面に示された特定の方法およ
び装置を参照して説明されるが、本発明をそれらに限定
することを目的としてはいないことを理解されたい。そ
れとは反対に、本発明は、前述の説明および以下の詳細
な説明を考慮した装置となるような、多くの代替案、修
正案および等価案を含む。

【００２５】図１Ａは、コンラッドによる１９８５年１
１月２６日発行の米国特許第４５５４９３２号に従って
全体が構成されたスプールと管体とを有する本発明の好
ましい実施例の方法および装置を概略的に示したもので
あり、該特許の開示全体を参照することにより、本発明
網の一部となるものである。米国特許第４５５４９３２
号において開示された様々な詳細は、簡潔のためここで
は繰り返さない。しかしながら、そのような詳細に関し
ては該特許の明細書を参照する必要がある。

【００２６】図１Ａに概略的に図示されるように、たば
こはまず、重量で約１６パーセントを超える値、好まし
くは重量で約２０パーセントを超える値に含水率を高め
るために準備領域１０で処理されることが好ましい。次
に、含水率が高められたたばこは、給送領域１２に送ら
れてそこで後でより詳細に述べるように加熱され、つづ
いて往復運動するスプールと管体の高圧流体処理装置に
送られる。

【００２７】スプールおよび管体の高圧流体処理装置
は、円筒形の管体またはエンクロージャ１４とスプール
組立体１６によって定義された圧力容器を有する。管体
１４およびスプール組立体１６は、ステンレス鋼などの
任意の適切な材料からなる。管体およびスプールの特定
の構造および大きさは、明らかに、圧力容器内に予期さ
れる圧力に耐えるために十分である。

【００２８】スプール組立体１６は、円筒形状の端部材
１８と接続ロッド２０を有する。スプール１６が図１Ａ
に示されたように管体１４内にあるとき、端部材１８は
接続ロッ２０および管体１４と共に、封止された圧力チ
ャンバまたは領域を構成する所定の大きさの環状空間２
２を規定する。スプール組立体１６は水平に配置され、
想像線で示された装填位置２４、同じく想像線で示され
た放出位置２６、および図１Ａに限定的に示された含浸
処理位置の間の往復運動のために用意される。その３つ
の位置の間でスプールを移動するために、高速動作の液
圧ピストンまたは同様のモータ手段（図示せず）が、図
１Ａに部分的に示されたシャフト２８によって軸方向に
取り付けられている。

【００２９】後でより詳細に考察するように、スプール
は位置２４でたばこを装填し、次に含浸処理位置に移動
する。含浸処理位置では、各スプールの端部材１８に形
成された環状溝の中に備えられた弾力封止リング３０の
放射膨張によってシェル１４内に封止される。弾性封止
リング３０の構造は、図８Ａと関連して後で詳細に考察
する。

【００３０】封止リングは加硫ゴムなどの変形可能な弾
性材料で形成され、流体ライン３２を通じて作動油を受
け取るために配置される。食用油などの作動油は、液圧
アキュムレータ３４によってライン３２を通じて加圧さ
れる。作動油は、スプール１６の少なくとも一端に接続
された、図１Ａにおいて部分的に示されたような接続ロ
ッド３６を貫通する穴を介してスプールの一端に加圧さ
れる。作動油は封止リング３０の内側を加圧し、それら
を外側に拡げて圧力チャンバ２２の漏れを封止する。

【００３１】高圧ガスの供給ライン３８および排気ライ
ン４０はそれぞれ、図８Ａと関連して後で詳しく考察さ
れる複数の蒸気口４２によって管体１４と連絡する。図
８Ａに示したような管体１４または図１０、図１１、図
１２に示したような拡大断面図における管体１４の表面
の周囲に分散されるこれらの蒸気口によって、スプール
部材１６が含浸処理位置にあるときに、圧力チャンバ２
２の中または外への高圧流体の導入および排出が可能に
なる。外部マニホールド４４が蒸気口４２を取り囲み、
周囲の菅接続口４２を介して管体１４に収容された加圧
液を含む。高圧の流体が菅接続口４２を通じて流れ、次
に、図８Ａに示され、後で考察するスプール本体内の複
数の蒸気口およびチャネルを介して、スプール接続ロッ
ド２０に装填され圧縮されたたばこに流れる。

【００３２】高速動作する１対のバルブ４６および４８
が、含浸処理チャンバ２２の中および外への流体の迅速
な導入または放出を提供する。これらのバルブは、直径
０．５インチから１．５インチの範囲の大きさまたは含
浸処理領域２２の大きさによって決まる大きさの蒸気口
を有するボール・バルブが好ましく、それにより実質的
に瞬間的な高圧液の含浸処理領域２２への導入および含
浸処理領域２２からの除去をもたらす。バルブは、図示
しない高速動作する液圧アクチュエータによって、適宜
自動的に開閉される。

【００３３】入口側では、高圧ガス・ライン３８が、後
でより詳しく考察されるアキュムレータ装置５０に設け
られる。ヒータ５２が、アキュムレータ５０に送られる
ガスを加熱するために設けられる。また、アキュムレー
タ５０は図示しない手段によって加熱され、アキュムレ
ータ内の流体を加熱された状態に維持する。例えば２５
００ｐｓｉｇで高圧の流体をヒータ５２またはアキュム
レータ５０に送るために、ヒータ５２の上流に高圧ポン
プ５４が設けられる。含浸処理領域２２から高圧の流体
を除去するために使用されるライン４０は、含浸処理領
域から除去された流体を再生するために任意のガス再生
領域（図示せず）に接続される。

【００３４】アキュムレータ５０は、例えば２５００ｐ
ｓｉｇのプロパンのような高圧含浸処理液を、図１Ａに
示されたスプール含浸処理装置内の含浸処理領域にもた
らすために使用される。アキュムレータ５０は、高温お
よび高圧に耐えることができる材料で形成された管状容
器５６を有する。アキュムレータの上面と底面にはそれ
ぞれ、高圧ガスが入るための蒸気口５８と６０がある。

【００３５】約２５００ｐｓｉｇを超える圧力の窒素な
どの不活性高圧ガスが蒸気口５８を通じて入れられ、容
器内の圧力および温度の状態によって上側部分６２に実
質的に分離して維持され、同時にプロパンなどの膨張流
体が蒸気口６０を通じて入り、例えば約２５００ｐｓｉ
ｇを超える高められた圧力で容器の下側部分６４に維持
される。容器５６は、加圧流体および膨張作用物両方の
臨界温度および圧力にほぼ等しいかまたは超える温度お
よび圧力に維持される。これらの条件下で、また加圧流
体としての窒素、膨張作用物としてのプロパンなどの選
択された流体によって、２つの流体領域６２と６４にお
けるガスの拡散率は、お互いに関して、２つの流体がア
キュムレータ５０内で実質的に分離して維持されるよう
に十分に低くてもよい。

【００３６】膨張作用ガスがアキュムレータから放出さ
れると、圧力損失が検出手段（図示せず）によって検出
され、制御部が、高圧膨張作用物、好ましくはプロパン
のアキュムレータへの補充をすぐに開始するポンプ５４
を始動する。圧力センサは、アキュムレータの中または
ポンプ５４内部一体的に設けられる。本発明において図
１Ａの含浸処理領域２２内でたばこを含浸処理するため
に用いられる期間中、ガス・アキュムレータ５０は５〜
３０秒の短時間で補充される。

【００３７】図１Ａにおいて矢印６５で示されたよう
に、アキュムレータ５０内の膨張作用物のレベルは、容
器への追加と容器からの放出の際に所定の最高レベルと
所定の最低レベルとの間で周期的に変化する。最低レベ
ルは、容器の底からある所定距離になるように選択さ
れ、これにより膨張作用物の放出によって加圧流体が放
出されない。また、最低レベルは、２つの流体の界面近
くの膨張作用物が放出しないように選択される。プロパ
ンおよび窒素ガスに関しては、プロパン流体の最低レベ
ルを約１フィートに選択すると都合良いが、明らかに、
容器の大きさおよび状態によって様々なレベルが使用さ
れる。

【００３８】膨張作用物、例えばプロパンを前述の所定
制限内のレベルに維持する際の援助をするために、レベ
ル制御装置ＬＣが利用される。膨張作用物と加圧流体の
間の界面の位置を検出するために、流体界面レベル・セ
ンサなどを利用することが好ましい。一体的なまたは独
立した制御システムがレベル・センサに応答し、膨張作
用物を最高所定レベルと最低所定レベルとの間で維持す
るために、加圧流体、例えば窒素のアキュムレータの中
への導入または外への除去を制御する。

【００３９】膨張作用物の放出に続いて、新しく充填さ
れる膨張作用物が、所定の最高圧力に達するまでアキュ
ムレータの中に送り戻される。所定の最高圧力は、
（１）アキュムレータ５０およびアキュムレータ５０と
含浸処理領域２２との間のライン３８を合わせたアキュ
ムレータ容器の総結合容積、および（２）含浸処理領域
内の所望圧力、に基づいて選ばれる。ガス体積の増大の
結果としてガスがガス・ライン３８に放出され続いて含
浸処理装置の含浸処理領域２２に放出される際にアキュ
ムレータ内の圧力が低下するため、最高圧力は、含浸処
理領域に達する膨張作用ガスの最終圧力がたばこ含浸処
理処理のための所定圧力に十分でなければならない。し
たがって、最終圧力が約２５００ｐｓｉｇの場合、最高
圧力は、上記の要因で決まり、例えば２７００〜３００
０ｐｓｉｇとすることができる。

【００４０】通常、アキュムレータ内にある加圧流体と
接触している間の膨張作用物による加圧流体の吸収の結
果、常に多少の加圧流体の損失がある。アキュムレータ
内の流体間の低いガス拡散率の関係によって、理論的に
はそれらの流体を実質的に分離して維持することができ
るが、アキュムレータ内の２つの流体のガス拡散率が極
端に低い値であっても、２つの流体の多少の混合のため
に膨張作用物のそれぞれの放出によってわずかな量の加
圧流体が放出する。しかしながら通常は、加圧流体のわ
ずかな吸収は、たばこ膨張に実質的な打撃を与えること
はない。

【００４１】システムが膨張作用物を再生利用するため
の再生システムを有するとき、その再生システムを使用
した膨張作用物の再生により、通常すべての吸収された
加圧流体が分離除去され、実質的に純粋な膨張作用物が
再生利用のために再生される。しかしながら、吸収され
た加圧流体は通常再生されず、さらに膨張作用物内に吸
収加圧流体があることにより、使用後に経済的に再生で
きる膨張作用物の量が減少する。膨張作用物に吸収され
た加圧流体の量は、アキュムレータ５０の温度および圧
力における２つの流体の拡散率の値およびアキュムレー
タ内の乱流に基づいて決められた平衡量であり、約５重
量パーセントよりも小さいことが好ましい。

【００４２】膨張作用物による加圧流体の吸収を最小に
するために適用されるアキュムレータが、図１Ｂに示さ
れている。このアキュムレータ５０′は、加圧流体と膨
張作用物とを分離する領域に、２つの流体間の移動可能
な液体障壁として、水などの第３のより濃い流体を利用
する。図１Ｂに示されるように、アキュムレータ５０′
は、窒素などの加圧流体を収容するための第１の領域６
２′と、膨張作用物を高温および高圧の条件下で収容し
独立して維持するための第２の領域６４′を有する。第
３の領域６１は、第１および第２の領域のそれぞれと流
体で連絡しており、第１および第２の領域間の障壁流体
のとして、水などの濃い流体媒体を維持する。

【００４３】図１Ｂのアキュムレータにおいて示された
障壁流体は、乱流が高まった条件下でさえ加圧流体と膨
張作用物の混合を最小にするかまたは排除する。この特
徴により、加圧流体の消費量と続くその再生中の膨張作
用物の損失が減少し、また吸収された流体の分離は実質
的にもはや考慮されないため、膨張作用物再生システム
の設計を簡素化することができる。図１Ｂのアキュムレ
ータにおいては、プロパンなどの膨張作用物は通常、障
壁流体、例えば水のわずかな量を吸収する。

【００４４】図１Ｂに示されるように、水と窒素の構成
が両方アキュムレータ５０′に供給され、分離界面レベ
ル検出装置ＬＣは、アキュムレータに入る水と窒素を制
御するために全体を構成するかまたは分離した制御手段
と組み合わせて設けられることが好ましい。これらの制
御はレベル検出器に応答し、所定の最高および最低制御
限界内にアキュムレータ内の水の総体積を維持するため
に、十分な量と速度で水を追加する。さらに、制御手段
はレベル検出器の信号に応じて窒素の追加と除去を行っ
て、水と窒素界面の高さおよび位置を所定の制御限界内
に維持する。

【００４５】図１Ｂのアキュムレータ装置において、実
質的に膨張作用物が分離する第３の領域６４′は、大き
い方の圧力容器の上側部分の中に配置された一部分が閉
じられた円筒状チャンバによってある程度規定される。
この配置または同様の配置は、加圧流体または膨張作用
流体のいずれよりも濃い障壁流体を利用する好ましいシ
ステムにおいて特に有利である。この構造と配置は単に
好ましい構造であり、容器内の他の流体を分離する移動
可能な障壁流体を設けるために、容易に他の容器の設計
を行うことができる。

【００４６】図１Ａと図１Ｂは、本発明の好ましいアキ
ュムレータを示す。しかしながらまた、高圧高温の膨張
作用物の十分に迅速な供給を提供するために、他の装置
も使用される。さらに、例えば、臨界値を超える温度で
維持される高密度の膨張作用物だけを含む容器も使用で
きる。各サイクル時間内で除去される膨張作用物の体積
に対して、容器が比較的大きな膨張作用物の体積を含む
とき、膨張作用物の比較的少ない圧力降下だけで容器か
らの膨張作用物の放出が達成される。

【００４７】例えば、２７５０ｐｓｉｇ、１４９℃（３
００°Ｆ）では、プロパンの濃度は２３．７６ｌｂ／ｃ
ｕ．ｆｔ．である。２５００ｐｓｉｇの同じ温度で圧力
では、プロパンの濃度は２２．８ｌｂ／ｃｕ．ｆｔ．で
ある。これにより、２７５０ｐｓｉｇ、１４９℃（３０
０°Ｆ）で維持される１立方フィートのプロパン流体
は、わずかな圧力の減少、すなわち２７５０ｐｓｉｇか
ら２５００ｐｓｉｇへの減少だけで、１４９℃（３００
°Ｆ）で０．９６ポンドのプロパンを含浸処理領域へ放
出することができる。

【００４８】本発明の更に別の実施例では、膨張作用物
を供給するために機械的アキュムレータが利用される。
ここで使用するために熟慮された現在の好ましい機械的
アキュムレータのひとつは、California、Moorpark、Pa
rker Bertea Aerospace 、Parker Hannfin Corp., Meta
l Bellows Divsion から販売されている“Metal Bellow
s ”である。

【００４９】図１Ａに戻り、含浸処理領域に導入するプ
ロパンの圧力は、２０００ｐｓｉｇより大きいことが好
ましく、約２５００ｐｓｉｇと３０００ｐｓｉｇの間が
より好ましい。本発明によれば、これらの高い圧力が使
用されるとき、たばこを含浸処理するために約５秒と１
５秒の間の極端に短い含浸処理時間が用いられ、同時に
たばこ充填容量が大幅に、例えば充填容量が５０〜１０
０％以上増加する。プロパンの温度は、１３８℃（２８
０°Ｆ）を超え好ましくは約１４９℃（３００°Ｆ）と
２０４℃（４００°Ｆ）との間、例えば約１４９〜１５
７℃（３００〜３１５°Ｆ）に維持されると都合がよ
い。これにより、含浸処理領域においてたばこを加熱す
るために、かなり過度の加熱が行われる。

【００５０】ここで図２Ａを参照すると、たばこを上流
において搬送し装填する好ましい装置が示されている。
葉の形状（茎と葉脈を含む）、ストリップ（茎を取り除
いた葉）、葉巻充填葉、紙巻きたばこカット充填葉（紙
巻きたばこ作成用に切って細断されたストリップ）など
を含む任意の様々な形態において、たばこは、好ましく
はカット充填葉たばこは、当業者には周知の手段によっ
てブロック６６で少なくとも約１３％好ましくは少なく
とも約２０％の湿度に加湿され、そして空気式の搬送パ
イプ６８を通じて全体を７０で指示した計量器に送られ
る。図示のように、計量器７０は２つの分離した計量管
７２と７４によって構成されると都合がよい。それぞれ
の計量管７２と７４は、たばこの流れの方向に大きさが
増加するかまたはわずかにずれるほぼ長方形の断面を有
する。明らかに、計量管は円形断面などの他の構造でも
よい。

【００５１】パイプ６８からのたばこは、計量管の上端
に配置された送りバルブ７６に入り、そして２つの計量
管７２と７４に分配される。技術的に周知の、たばこな
どの固体材料を柱状物に送るための任意のバルブは本発
明に従って使用される。典型的な送りバルブは、図２Ａ
に示されたような多翼回転バルブである。このように分
配されたたばこは、計量管７２と７４のそれぞれにおい
てほぼ垂直なたばこ柱状物を形成する。これらの垂直な
たばこ柱状物は所定の高さであり、それはそれぞれの計
量管において高さ検出手段７８によって監視される。そ
れぞれの柱状物におけるたばこ柱状物の高さは、約３か
ら４フィートであることが好ましい。どちらか一方の管
のたばこの高さがあらかじめ決められた所望の高さを下
回るときは、検出手段が送りバルブを始動して、追加の
たばこが所望の高さになるまでチューブに入るようにす
る。

【００５２】たばこが計量管７２と７４のそれぞれに分
配されて送られた後で、蒸気予熱処理が施されて、更に
たばこを加湿する。たばこの予熱は、含浸処理領域にお
いて適切で短いサイクル時間の時間条件を設定するため
の加熱を行う。さらに、たばこに加えられた余分の水分
は良好な膨張結果を提供する役割を持ち、またたばこの
柔軟性を高める。本発明に従って含浸処理領域２２に送
られたたばこが、約２０重量パーセントを超え好ましく
は約２４重量パーセントから約３０重量パーセントの間
の湿度を有し、かつ約６６℃（１５０°Ｆ）を超える温
度に予熱されたときは、膨張を高めることができること
が確認された。本発明において、それぞれの計量柱状物
の茎状部への蒸気の注入によって、たばこの加湿と予熱
の両方が行われることが好ましい。熱がたばこに効果的
かつ効率的に伝達され、一方同時に水分レベルを高める
ことができるので蒸気加熱が望ましい。さらに、たばこ
が計量管内で蒸気と接触しているので、蒸気注入領域の
上の管内のたばこは絶縁体として作用し、これによりた
ばこを加熱するために蒸気注入を使用する効率が高ま
る。

【００５３】蒸気は、管内のたばこ柱状物の上端の下の
位置で、計量管７２と７４のそれぞれに注入される。図
２Ａに、好ましい２つの蒸気注入装置が全体を８０およ
び８２として示されており、各々については後でさらに
詳しく説明する。これらの注入装置は、液化しないよう
に蒸気パイプおよびマニフォールドを過熱または余分に
加熱することによってもたらされる乾燥蒸気を必要とす
る。さらに、注入される蒸気の温度は、周囲の温度より
も高い温度、好ましくは約５２℃（１２５°Ｆ）を超
え、より好ましくは６６℃（１５０°Ｆ）を超える温
度、例えば６６〜約９３℃（１５０〜約２００°Ｆ）の
温度にたばこを加熱するために十分である。

【００５４】図３と図４は、たばこ柱状物に蒸気注入を
行うための２つの実施例を示す。図３は、蒸気注入装置
８０の図２Ａの線３−３に沿った断面の上面図である。
蒸気は導管８４を通って外部マニフォールド８６の中に
入り、そして計量管７２の周囲に注入される。マニフォ
ールドは計量管の外壁から離間されており、環状の閉空
間８８を形成する。この空間が注入された蒸気を含む。
マニフォールド８６は、管の対向面に沿って分散された
複数の蒸気口９０を介して、計量管の内部と連絡する。
蒸気口９０を介して通る蒸気は、図３において矢印で示
したようにたばこ柱状物に浸透する。

【００５５】図４は、蒸気をたばこ柱状物に導入するた
めの蒸気注入装置の別の好ましい実施例である。図４に
おいて、蒸気注入装置８２は、複数の中空で孔が開けら
れた歯９４を支持する中空のブリッジ９２によって構成
された、挿入可能なフォーク形部材である。蒸気注入部
材８２は、計量管７２の外側の第１の位置と管の内部の
第２の位置との間の往復運動のために水平に配置され
る。２つの位置の間で蒸気注入装置を移動するために、
液圧のピストンまたは同様のモータ手段がシャフトによ
って軸方向に取り付けられており、それにより図４にお
いて矢印で示したように歯９４はたばこ柱状物の中に入
ったり外に出たりする。歯がたばこ柱状物の中に挿入さ
れると、蒸気は、導管９６を通りブリッジの中に入り次
に挿入可能部材のそれぞれの歯の中に注入される。次に
蒸気は、矢印で示したように、歯から各歯部材の複数の
蒸気口９８を介してたばこ柱状物の中に出る。

【００５６】図２Ａでは、両方の蒸気注入装置の実施例
を使用することを示したが、蒸気注入装置をどちらか単
独で使用することもできることは当業者には明らかであ
ろう。しかしながら、たばこ柱状物の幅全体に渡って蒸
気が確実に注入されるように、２つの蒸気注入装置を組
み合わせて使用すると有利である。

【００５７】本発明の蒸気注入装置は、たばこ柱状物の
高さの途中の選択された位置に配置されることが好まし
く、それにより柱状物の中に注入されたほとんど全ての
蒸気はたばこ柱状物を出る前に液化される。注入された
蒸気はたばこ柱状物の中を上方に移動し、その上昇の間
にたばこ柱状物内のたばこを加熱する。熱は次第に蒸気
から失われるので、すべての蒸気が液化するまで、蒸気
は水分としてたばこの上に凝縮する。

【００５８】予熱と加湿に続いて、バッチとして図２Ａ
に示した装填導管１１０に分配するために、たばこは柱
状物の中を下方に移動する。図２Ａで全体が１１２とし
て示されたたばこ柱状物分割部材は、計量柱状物７２と
７４のそれぞれと機能的に連結している。歯状の蒸気注
入装置８２と同様に、たばこ柱状物分割部材は、柱状物
外側の第１の位置と柱状物内側の第２の位置との間で水
平に往復運動するために位置づけられている。

【００５９】たばこ分割部材の好ましい実施例の上面図
が、図５に示されている。図５に示すように、たばこ分
割部材１１２は、アクチュエータ・ロッド１１４、ブリ
ッジ１１５および接近しかつ離間した複数の歯１１８か
らなる。分割部材は第１の位置と第２の位置との間を移
動して、たばこ柱状物を上側部分と下側部分とに分け、
それによって各たばこ柱状物の底から分配される所定量
のたばこに計り分ける。歯１１８が、後で詳述する開口
部を通ってたばこ柱状物に挿入されると、分割手段上に
あるたばこの上側部分が歯によって支持される。従って
歯は接近して離間しており、例えば約１／４インチない
し１と１／２インチ離れている。歯の下にあるたばこの
下側部分は、続いて装填導管１１０に分配される。

【００６０】歯状たばこ分割素子１１２は、たばこ柱状
物と所定の複数垂直位置で選択的に噛み合うために垂直
方向に調整可能であることが好ましい。図７は、たばこ
柱状物分割部材の位置が調整可能な高さの範囲Ｈを示
す。分割部材の位置を調整することによって柱状物の底
部から分配されるバッチのたばこ量を調整することがで
きるので、これにより装填導管１１０に分配されるたば
この量を柔軟に選択することができる。

【００６１】分割部材１１２の歯１１８は、垂直に延び
る複数の隙間を通ってたばこ柱状物に入り、そして図６
と図７で最もよく示されているように、それらの隙間に
より計量管の２重壁部分を通る歯１１８が位置合わせさ
れる。図６は、延在する垂直な隙間１２２を有する一番
外側の壁１２０を示す。図６において、外側の壁１２０
は部分的に取り除かれており、垂直な隙間１２２と位置
合わせされた第２列の垂直な隙間１２６およびそれと関
連した複数の水平ブラシ１２８を有する離間した内側の
第２の壁１２４が示されている。さらにまた、複数のブ
ラシ１３０が外側の壁１２０と結合していると都合がよ
い。この２重壁構造は、歯がたばこ柱状物の中から引き
抜かれたときに、分割手段の歯に付着したたばこの微粒
子を受け取る受皿として機能する。ブラシは、歯からた
ばこの微粒子を除去するのを補助する。歯がたばこ柱状
物の中から壁１２０の外側に引き抜かれるとき、それら
の歯は２列のブラシに接触し、たばこの微粒子は歯から
屑として廃棄されて壁の間の開口部１３２の中に落ち
る。たばこの微粒子は、開口部１３２内を下方にさらに
低い部分に落ち、開口部の下端の口１３４を通じて開口
部を出る。

【００６２】回転バルブ１４０の構成における好ましい
ブロック部材は、各計量管の底部と結合される。ブロッ
ク部材１４０は、分割手段が柱状物と噛み合っていない
ときにたばこ柱状物を支持するために、分割手段１１２
の下の垂直位置でたばこ柱状物と噛み合うことができ
る。またブロック部材１４０は、分割手段１１２の下の
たばこ柱状物の下側部分を装填導管１１０に放出するた
めに、たばこ柱状物を開放することができる。

【００６３】ブロック部材１４０は、エア・ロック回転
バルブであることが好ましい。エア・ロック回転バルブ
は、当業者に周知の任意のバルブでよく、またバルブ
は、図７に示されたように、時間によってバッチのたば
こを受け取りまた送り出すために、断続的に動作する無
翼回転バルブであると好都合である。図７の無翼回転バ
ルブは、ハウジング内で回転可能なバケットまたはパケ
ット１４４を支持するハウジング１４２を有する。ま
た、複数の羽を有するような連続的エア・ロック回転バ
ルブも使用できる。

【００６４】図７において、ブロック部材１４０が、空
の状態で、たばこ柱状物を支持する位置に示されてい
る。たばこ柱状物の底部からたばこの新しい投入量が分
配されるときは、歯状分割部材１１２がたばこ柱状物の
中に挿入され、ブロック部材がブロック位置から１８０
°回転されるので、したがってたばこ柱状物と連絡する
ようにバケット１４４の開口端１４６が上方に位置合せ
される。この位置で、バケットは柱状物の下側部分にあ
るたばこを受け取り、次にあらかじめ大きさが決められ
たバッチのたばこを装填導管１１０に分配する位置に再
び１８０°動かされる。分配位置において（図７に示し
たような）、バルブはたばこ柱状物を阻止して支持しま
たたばこ柱状物と膨張作用物の含浸処理領域との間に封
止物１４８をもたらすので、ブロック部材としてエア・
ロック回転バルブを使用することが特に望ましい。

【００６５】本発明のバッチ分配システムは、多くの利
益を提供する。含浸処理領域に分配されるたばこの量
が、容易かつ正確に制御される。たとえば、分割部材が
垂直方向に様々な位置に位置決めされ、様々な所定量に
任意に決められたバッチのたばこを含浸処理のために提
供することができる。さらに、計量管の使用により、装
填導管の幅を横切るバッチのたばこをほぼ均一に分配す
ることができる。バッチのたばこ投入量の分配が早く、
本発明の短い含浸処理のサイクル時間と同時にそれぞれ
のたばこ投入量を含浸処理領域に供給することができ
る。

【００６６】ここで図２Ａを再度参照すると、含浸処理
装置のスプールに装填するために、所定量のたばこが装
填導管１１０に分配される。図２Ａに示すように、水平
導管１１０内で往復運動するために装着された１対の対
向する半円筒形の装填圧縮部材１５２によって、別々の
たばこ投入量１５０が装填位置２４（図１Ａ）でスプー
ルに装填される。装填導管１１０はほぼ長方形の断面を
有し、硬化アルミニウムなどの、装填チャンバ内で水平
方向に反復する装填部材の動きと関連した磨耗に耐える
ことができる材料からなることが好ましい。さらに、図
２Ｂに最もよく示されているように、装填部材の曲がり
や詰まりを防ぐために、装填圧縮部材の上面と下面は、
装填チャンバの内壁と装填部材の外面の間に円滑性を提
供する硬化プラスチック・スリーブ１５４で覆われてい
ると好都合である。スリーブを形成するために使用され
る典型的な材料には、ICI America and RTP Co. から入
手可能な、ポリエーテルエーテルケトン(polyetherethe
rketone)（ＰＥＥＫ）がある。

【００６７】装填部材１５２は、引込んだピストンと伸
びたピストンとの間の周期的な動きのために、液圧ピス
トン１５７などのような反復付勢手段にロッド１５６を
介して接続される。たばこ投入量は、装填導管１１０内
にその上側の壁にある開口部１５８を通じて分配され
る。開口部１５８は装填導管の幅をほぼ横切って延び、
装填部材１５２の引込んだ位置とその伸びた位置との間
に配置される。また、この開口部を閉じるためにピボッ
ト閉鎖部材１６０が提供され、図２Ａに幻影で示された
ようにピストンが閉じられているとき、たばこ投入量を
装填チャンバに圧縮することができる。含浸処理装置か
ら装填チャンバを分離するために、歯状部材などの１対
のブロック部材１６２が提供される。ブロック部材１６
２は、装填導管の外側の第１の開放位置と装填導管内の
第２のブロック位置の間を動くように装着され、閉鎖部
材が閉じられたときに導管に沿ってたばこが吹き飛ばさ
れるのを防ぐ。

【００６８】スプール１６にたばこ投入量を装填するた
めに、たばこ投入量が回転バルブ１４０から開口部１５
８を通じて装填導管１１０の中に分配される。ブロック
部材が導管１１０の中に挿入され、ピボット閉鎖部材１
６０が下方に旋回心軸で回転されて開口部１５８を覆
い、これによって装填導管の中にたばこ投入量を必要す
るかまたは含んでいる場合は圧縮する。次に半円筒形の
装填部材１５２は、伸びた位置に移動される。たばこ投
入量は装填部材１５２によって装填導管を通じて水平方
向に動かされスプール１６に圧縮される。対向した半円
筒形状の装填部材は完全に伸びた位置で協働して、スプ
ールの接続ロッド２０の回りに殻を形成し、後で説明す
るように含浸処理位置に移動する最中に、たばこがスプ
ールの接続ロッド上に圧縮された状態で維持される。ま
た、装填部材によって形成された円筒形の殻は、１つま
たは１対の縦方向の枠部材（図示せず）によってある程
度範囲が決められ、スプールの上または下あるいはその
両方の位置にもたらされる。そのような枠部材は半円筒
形の装填部材の縁と噛み合うようになされていると好都
合であり、圧縮されたたばこの周りに円筒形の閉じられ
た空間を形成する。

【００６９】装填されたスプールは、図１Ａと図８Ａに
示したような含浸処理位置に移動され、圧力チャンバ２
２が漏れないように封止するために、流体ライン３２か
らの作動油によってスプール両端の封止リング３０が放
射状外側に付勢される。封止リングは、スプール端の周
囲に形成された環状の溝の中に、加硫されるかまたは別
の方法で接着されると好都合である。弾性封止リングの
それぞれと流体ライン３２と間の界面には変形可能な板
またはテープ１５３が設けられ、それによって封止リン
グはこの点では接着せず、したがって外側に付勢され
る。

【００７０】また、磨耗リングまたは油かきリングなど
の環状部材１６０は、スプールのそれぞれの円筒状端部
材の周囲に形成された環状の溝内に取り付けられ、それ
ぞれの弾性封止部材３０の少なくとも１端面と軸方向に
隣接する。磨耗部材はスプールの各円筒状端部材よりも
大きい円周を有し、スプール組立体１６と管体１４の間
の環状の空間または隙間を狭くしている。この隙間を狭
くすることによって、弾性封止リング３０の弾性は、封
止のために使用されている間に軸方向の支持をより良く
受ける。これにより、スプール組立体の円筒状端部材と
管体との間の環状空間内への封止リング周縁の“あふれ
または噴出”をまねく封止リングの破棄的な変形を最小
にすることができる。

【００７１】封止リング３０はそれぞれ、磨耗部材１６
０の面とスプール端部材の周囲表面に取り付けらること
が好ましい。さらに、磨耗部材１６０は弾性封止リング
３０の両端面に軸方向に隣接して設けられ取り付けられ
ることがより好ましい。磨耗部材は、溶接、接着結合お
よび硫化処理などによって弾性封止部材に取り付けられ
る。

【００７２】また図８Ａは、高圧ガス・ライン３８と４
０が、管体１４を介して膨張作用物の迅速な送出のため
に連絡できるようにする好ましい蒸気口の構造を示す。
管体１４の周囲を取り囲んで複数の蒸気口４２が分散さ
れている。蒸気口４２によって提供された一群の蒸気口
開口部の拡大断面領域は、スプール部材１６が含浸処理
位置にあるときに圧力チャンバ２２の中および外への高
圧流体の導入および除去の速度を高めるために設けられ
る。図８Ａと図８Ｂに示したように、スプール組立体が
所定の位置の間を移動する際に粉末のたばこが蒸気口内
に入るのを阻止するために、蒸気口４２は斜めでより小
さい直径の穴になるように先細になっている。

【００７３】外側のマニフォールド４５は管体１４を取
り囲み、周囲に分散した蒸気口の周りに環状空間を形成
する。蒸気口４２は、スプールの端にあり、複数の放射
状チャネル１６４および軸方向チャネル１６６を介して
接続ロッド２０表面に形成された溝１７０と連絡する環
状溝１６２と位置合わせされる。高圧流体はガス・ライ
ン３８を通じて導入されると、蒸気口４２を通じてチャ
ネル１６４と１６６の中に入り溝１７０に達するまで流
れる。ここで、流体はスプール接続ロッドの周りに装填
圧縮されたたばこにさらされ、図８Ａに矢印で示したよ
うにチャネルの外に流れそしてたばこの中に流れる。１
つまたは複数の仕切り（図示せず）が接続ロッド２０を
取り囲み、たばこが溝１７０に詰まらないようにする。

【００７４】図１０、図１１および図１２は、管体内の
環状高圧含浸処理領域において、高圧ガスの膨張作用物
の送出と除去の速度を高めることにより、スプールおよ
び管体の含浸処理装置の効率を改善するための代替実施
例である。図１０と図１２に示されたように、装置は装
填位置と含浸処理位置との間を移動中のスプール組立体
１６によって示されている。したがって、スプール組立
体１６は部分的に管体１４の内側に示され、また部分的
に管体１４の外側に示されている。この装置では、管体
１４を貫く各蒸気口４２は、拡大された断面領域の隙間
の形であると好都合であり、すなわち含浸処理装置に膨
張作用物を供給し含浸処理装置から膨張作用物を除去す
るガス・ライン３８と４０において、バルブ４６と４８
を通る開口部の断面領域と大体同じであることが好まし
い。これにより、含浸処理装置へ入る膨張流体と含浸処
理装置から出る膨張流体に関してより早い送り速度を提
供する結果、蒸気口と膨張流体の間の相互摩擦が低減さ
れる。

【００７５】拡大蒸気口４２は、たばこ微粒子、例えば
たばこカット充填物の大きさよりも大きい直径を有し、
図１０〜図１２の装置が蒸気口ブロック部材２６０を有
し、図１１において最もよく示されているように、拡大
蒸気口へたばこが入るのを防ぎまたは最小にする。蒸気
口ブロック部材２６０は、蒸気口の直径よりも大きな幅
の外面２６２を有する延在した物体である。図１１と図
１２で最もよく分かるように、ブロック部材２６０は、
スプール組立体１６の端部材１８の周辺部分の間の縦方
向に接続され、管体（図１２）を貫く蒸気口開口部４２
と放射状に位置合わせされる。

【００７６】図１１に示されたように、ブロック部材は
スプール１６の接続ロッド２０部分を横切って延びて、
たばこを保持するためにスプール上に“チャンバ”を構
成する。このスプール部分が管体を通って移動すると
き、ブロック部材２６０は管体１４を貫く蒸気口４２を
覆い、それによりスプール・チャンバ内のたばこが拡大
蒸気口４２に入るのを防ぐ。図１１と図１２で最もよく
分かるように、ブロック部材２６０の外面２６２は管体
１４の内側面と適合するように曲がっていると好都合で
ある。たばこが占有するために使用できる空間の減少を
最低にするために、ブロック部材の低い部分は次第に細
くなっていると好都合である。

【００７７】図から分かるように、管体を貫通して少な
くとも２つの拡大された蒸気口を設け、対応する数のブ
ロック部材をスプール上に設けるのが好ましい。マニフ
ォールド４５が管体１４の外周に設けられ、また蒸気口
４２の両方と接続する環状空間４４の範囲を決め、これ
によりマニフォールド蒸気口３８′を介して導入される
膨張作用物は、両方の管体蒸気口４２を通じて同時にス
プールと連絡される。同様に、次に使用するマニフォー
ルド蒸気口４０′を介して除去される膨張作用物はま
た、両方の蒸気口４２を通じて管体から外に出る。また
これにより、スプールおよび管体含浸処理装置からの膨
張作用物の送り出し速度と除去速度が高まり、サイクル
時間を短縮することができる。

【００７８】図１Ａに戻り、含浸処理装置内への膨張作
用物の導入に続いて、圧縮含浸処理されたたばこは、１
〜２秒から約２０秒までの範囲の短い時間、含浸処理条
件の下に維持される。その後、圧力は開放される。圧力
開放は実質的に瞬間であり、すなわち約１秒以下で実現
されることが好ましい。これは、迅速に圧力を開放する
ために大きな蒸気口を有する高速動作バルブを使用する
ことによって、ある程度達成される。図示しないセンサ
が、含浸処理装置内の圧力を検出するために設けられる
と好都合であり、内部の圧力が周囲の圧力を超える所定
の圧力例えば５ｐｓｉｇに達するときに、スプール本体
上の封止リング３０のガス放出を引き起こす。第２の圧
力センサは、封止リングにかかるライン３６内の作動油
の圧力を検出する。この圧力が周囲の圧力例えば５ｐｓ
ｉｇに達する以前に、このセンサは、スプール本体を動
かすためにシャフト２８に接続された液圧ピストンの動
作を引き起こす。そしてスプールはほとんど即座に開放
位置２６に移動され、これによりたばこ膨張が達成され
る。

【００７９】無オイル圧縮器（図示せず）などの気圧開
放装置がたばこ開放領域に設けられ、スプールが開放位
置２６に移動するときまたは開放装置２６から移動され
るときに、スプール１６を取り囲むたばこの中に高圧空
気または窒素などの流体を導く。開放位置２６に外され
て膨張したたばこは、ほぼ瞬間的に図１Ａに示したよう
に膨張し、搬送シュート１７２に送られ、次にスクリュ
ーコンベヤなどの搬送装置１７４に送られる。たばこは
実質上１３重量パーセントよりも高い含水率を有すると
好都合であり、搬送装置１７４によって乾燥領域１７６
に運ばれる。

【００８０】図９に最もよく示されているように、膨張
されたたばこは乾燥領域内の導管１７８の中に入れら
れ、そこで加熱空気を上方に動かすることにより持ち上
げられる。加熱空気は、約１７７℃（３５０°Ｆ）より
も低い温度を有すると都合がよく、約９３℃（２００°
Ｆ）と約１４９℃（３００°Ｆ）の間の温度が好まし
い。たばこは、含水率を約１３パーセントよりも低く、
好ましくは約６重量パーセントと１２重量パーセントの
間の値に減らすのに十分な温度および時間で乾燥領域を
通される。次に、乾燥され膨張したたばこは、分離領域
１８０に送られる。ここで、膨張作用物を含む流体は、
仕切り１８２またはサイクロン分離装置などの別の分離
装置を通って再生ループ１８４に送られる。

【００８１】再生ループを流れるガスは、最も好ましい
のは窒素であるが別の不活性ガスでもよく、ガス注入領
域１８６によって示されたようにループに注入される。
窒素はヒータ１８８によって加熱され、ファン１９０を
通り、そしてたばこを持ち上げるためのループに続いて
流れる。パージ蒸気１９２がループから連続的に排出さ
れて、窒素中のプロパンが燃やされる熱酸化領域に送ら
れる。

【００８２】たばこは、分離領域１８０から１対の回転
エア・ロック・バルブ１９４と１９６に流れ、そして再
生領域１９８の中で再生される。２つのバルブの機能
は、プロパン・ガスが再生領域に流れ込まないようにす
ることである。したがって、窒素などの不活性ガスが２
つのバルブの間に入れられる。また、図２Ａに示されて
いるように、同様の理由でシステムの他の領域に窒素が
入れられる。この点に関しては、図２Ａにおいて想像線
で示すように、安全管体２００が装置の下側部分の周り
に設けられる。この管体は使用中のシステムから出るプ
ロパンの再生のために設けられる。システムにおける様
々な場所に窒素が継続的に加えられる。システム内の様
々な漏れ口から出るプロパンが管体内で再生され、燃や
すために熱酸化装置に送られる。

【００８３】乾燥処理に戻ると、膨張作用物がプロパン
またはホワイトとコンラッドによる米国特許第４５３１
５２９号で開示されたタイプと同じ膨張作用物であると
きでも、たばこを膨張した形に落ち着かせるためにはた
ばこの加熱は必要なく、含水率の多いたばこが普通の含
水率のたばこよりも大きく膨張することが確認された。
しかしながらまた、含水率の多いたばこが潰れるよう
に、高めた膨張の一部またはすべてが失われることも確
認された。本発明の乾燥処理は、膨張させた状態を保持
できることが確認された。

【００８４】乾燥処理は、たばこの膨張後速やかに実施
されることが好ましく、例えば膨張後約５分以内、さら
に膨張に続く約１分以内に実施されるとより好ましい。
実際は、乾燥は膨張に続いて実質上瞬間的に実施するこ
とができる。例えば、スプールから膨張したたばこを開
放するために使用される送風機は、必要であれば乾燥窒
素を使用することができ、たばこはすぐに乾燥領域に送
られる。

【００８５】たばこ膨張の際の含水率の効果は、水分量
を変化させかつたばこの予熱温度を変化させたたばこの
膨張を示すグラフの図１３に関して示される。それぞれ
の場合において、たばこは、約１４９℃（３００°Ｆ）
の温度に予熱された約２５００ｐｓｉｇの圧力のプロパ
ンで１５秒間含浸処理された。膨張の前は、たばこは約
４５０ｃｕ．ｃｍ／１００ｇの充填値(filling value)
であった。図１３から分かるように、たばこが約６６℃
（１５０°Ｆ）またはそれより高い温度に予熱さされる
とき、たばこの含水率を約２０パーセントを超えるレベ
ルに高めると、膨張は特に改善される。

【００８６】含浸処理流体としてプロパンが使用される
とき、加熱されたプロパンおよび予熱されたたばこから
含浸領域に供給される熱の累積量は、含浸処理領域にお
いて、約１１６℃（２４０°Ｆ）と約１３２℃（２７０
°Ｆ）の間、好ましくは約１２７℃（２６０°Ｆ）の含
浸処理条件を提供するために十分だと好都合である。予
熱されたたばこと予熱されたプロパンの両方によって熱
が供給されるとき、約１２７℃（２６０°Ｆ）の温度と
２５００ｐｓｉｇの圧力における含浸処理は、約５秒以
下で達成される。

【００８７】また、含浸処理中のたばこ圧縮の程度は、
膨張の程度に影響する。たばこは、含浸処理中に少なく
とも約１．５：１の圧縮比率に圧縮されることが好まし
い。圧縮比率は、圧縮前のたばこ量に基づいて決められ
る。圧縮前のたばこ量または粗充填のたばこ量は、１フ
ィート×１フィート×１フィートの立方体容器内のたば
こ密度を測定することによって決められる。粗充填のた
ばこの密度を決めるために、立方体容器にたばこを入れ
て重量を測定する。次に、たばこ投入量の値および粗充
填密度の値から、スプールに圧縮される前のたばこ投入
量の粗充填量が決められる。粗充填量の投入量は、たば
こ投入量の圧縮される量、すなわちスプールなどの含浸
処理装置内で処理される量ごとに分割されて圧縮比率が
決まる。含浸処理領域に送られるたばこ投入量の実際の
含水率によって、すべての値が決定または修正される。
これにより、２５立方インチの含浸処理量を有するスプ
ールに、５０立方インチの粗充填量のたばこをスプール
に圧縮すると、圧縮比率は２：１となる。

【００８８】たばこは、２：１よりも大きく３：１まで
の圧縮比率で圧縮されると都合がよい。たばこを圧縮す
るとたばこ密度が高くなるので、含浸処理領域に送られ
るたばこの密度は圧縮前のたばこの密度よりも実質上高
い。当業者は、たばこが葉の形状かまたはカット充填物
の形状かどうか、たばこの種類、たばこの含水率および
他の要因によって、粗充填のたばこ密度が大きく変わる
ことに気付かれるであろう。本発明においては、１２％
の含水率に基づいて計算した１立方フィートあたり２０
〜３５ポンドの充填密度が簡易的に用いられている。充
填密度を高めると同一の膨張量を達成するためのサイク
ル時間がある程度長くなるが、本発明ではまた、１２％
およびそれより多い水分に基づいて計算された１立方フ
ィートあたり２５〜３０ポンドを超える充填密度が首尾
よく使用され、同時に２０秒以下の含浸処理時間を達成
し、そして充填容量が５０〜１００％以上多くなる。

【００８９】図１４は、含浸処理中のたばこ密度を変え
ることによって、また異なる含浸処理時間によって、膨
張がどのように変化するかを示すグラフである。このグ
ラフは、上記の同じ条件での、含水率２７パーセントの
たばこのサンプルのプロパンによる含浸処理を示す。含
浸処理時間は、４秒から２０秒の間で変化させた。水分
１２％、２４℃（７６°Ｆ）で約６．２ｌｂ／ｃｕ．ｆ
ｔの初期粗充填密度を有するたばこサンプルが、１立方
フィートあたり２０、２５、３０および３５ポンドの密
度に圧縮された（密度はすべて、水分１２パーセントで
計算または修正した）。図１４から分かるように、含浸
処理時間を増やしたりたばこの圧縮を少なくしたりする
ことにより膨張の程度は高くなる。一方、充填密度が高
くかつ１０秒以下の短い含浸処理時間でも、優れた膨張
を行うことができる。

【００９０】図１５は、本発明の膨張処理および膨張装
置の柔軟性を示す。このグラフは、膨張の様々なデータ
を組み合わせたものであり、含浸処理時間とたばこ圧縮
の関数として、図１Ａの装置から得られる時間あたりの
たばこの総増加量（１時間あたりの立方メートル数）を
示す。このデータは、４００ｃｕ．インチのたばこが占
める空間の利用可能な量を仮定しており、示されたサイ
クル時間で処理が継続的に行われると仮定する。明らか
に、サイクル時間が短縮されそしてたばこ圧縮が高くな
ると、たばこ処理能力は高くなる。また、図１５で理解
されるように、サイクル時間が短くかつたばこ圧縮が大
きいと、１時間あたりに増加するたばこの量は最も多
い。これは、各バッチのたばこに関する膨張量が、低い
密度または長いサイクル時間において得られるものほど
多い必要はないという事実にもかかわらず処理能力が高
められるので正しい。したがって本発明は、たばこの膨
張の程度およびたばこの処理能力の程度に応じて変化さ
せることができる柔軟な方法を提供する。

【００９１】以上説明したたばこ膨張方法の様々な態様
は特に、膨張促進含浸処理作用物としてのプロパンの使
用と、また臨界超過の圧力に近いかまたはそれを超える
高められた圧力の条件と共に臨界超過の温度に近いかま
たはそれを超える含浸処理温度の使用とに関連し、さら
に好ましい装置と関連して考察してきた。本発明の方法
および装置は、多数の変更によって修正され、例えば、
プロパンなどの膨張作用物の再生が必要ない場合は、膨
張作用物はその使用後に燃やすことができる。さらに、
以上開示した様々な重要なたばこ膨張処理および膨張装
置は、臨界超過温度で高密度の膨張作用物を使用しかつ
含浸処理時間が短いたばこ膨張処理および膨張装置に特
に適しているが、また幅広く様々な他の異なるたばこ膨
張処理、膨張流体および装置に適用可能だと考えられ
る。

【００９２】以上参照したたばこ充填容量は、直径３．
６２５インチの固体ピストンが、同様の大きさのシリン
ダ内に滑るように配置され、シリンダ内に配置されたた
ばこサンプル上に２．６ｌｂｓ．／ｓｑ．ｉｎの圧力を
５秒間及ぼすような、電子的に自動化された充填容量メ
ータを使用する通常の方法で測定される。これらのパラ
メータは、紙巻きたばこロッドの形成中に、たばこが紙
巻きたばこ作成装置に受けられる充填条件をシュミレー
トするためだと思われる。５０ｇの重量を有する計量さ
れたたばこサンプルが、膨張されたたばこのために使用
される。１００ｇの重量を有するサンプルが、膨張され
ないたばこに使用される。

【００９３】たばこサンプルの水分値は、１００ｇのた
ばこサンプルをワイヤ・メッシュ・バスケット内に置
き、次にそのバスケットを約２００°Ｆの空気温度を有
する付勢された空気オーブンに約３分間置くことによっ
て測定される。たばこおよびワイヤ・バスケットはオー
ブン内で加熱する前と後に重さが測定され、加熱前のた
ばこ重量の百分率として表された重量損失が水分のパー
セントとして報告される。

【００９４】本発明は、好ましい実施例に関する考慮す
べき点を詳細に説明した。しかしながら、前述の詳細な
説明において説明され、特許請求の範囲において規定さ
れるような本発明の精神と範囲から逸脱することなく、
多くの変更、変形および修正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】一部想像線で示された様々な異なる動作位置
を有し、本発明において使用される１つの好ましい含浸
処理装置の略断面図である。

【図１Ｂ】高温、高圧の含浸処理作用物を迅速に供給す
るために図１Ａの装置で有利に使用され、臨界値に近い
かまたはそれを超える温度および圧力の条件下で２つの
流体を独立して維持するために配置された第１および第
２の領域と、第１および第２の領域内の流体の間に障壁
流体を維持するために、第１および第２の領域のそれぞ
れと流体連絡する領域とを有するアキュムレータの略断
面図である。

【図２Ａ】図１Ａの含浸処理装置の上流に位置付けら
れ、１対の水平方向の導管に送るために配置された１対
の垂直方向の計量管を含む、１つの好ましいたばこ送り
装填装置の断面図である。

【図２Ｂ】図２Ａのたばこ装填装置内の水平導管と関連
して往復運動するたばこ凝縮部材の一端の拡大断面図で
ある。

【図３】たばこ柱状物の中に蒸気を導入するために、図
２Ａの装置において計量管と関連した蒸気注入装置の好
ましい一実施例を示す、図２Ａの線３−３に沿って切っ
た拡大断面図である。

【図４】図２Ａの装置において計量管と関連した蒸気注
入装置の異なる有利な実施例を示す、図２Ａの線４−４
に沿って切った拡大断面図である。

【図５】図２Ａの装置において計量管と関連したたばこ
柱状物分割手段の好ましい実施例を示す、図２Ａの線５
−５に沿って切った拡大断面図である。

【図６】図２Ａの装置の１つの計量管の下方部分を表
し、図５のたばこ柱状物分割手段と関連した複数のブラ
シを示す、図５の線６−６に沿って切り、部分的に取り
除かれた部分正面図である。

【図７】図１Ａの含浸処理膨張装置に所定量のたばこを
送るための、蒸気注入装置、たばこ柱状物分割手段およ
びブロック部材を示す、図２Ａの送り装置の一部分の略
拡大断面図であり、

【図８Ａ】スプールの端部材と関連した封止リングと磨
耗リングを示し、また処理流体を含浸領域に導入するた
めに管体の壁を貫いて周囲に分配された複数の蒸気口を
示す、図１Ａのスプール管体装置の一端部の断面図であ
る。

【図８Ｂ】管体の壁を貫く独立した蒸気口のための好ま
しい断面を示す、図８Ａに示した装置のＡの部分を大き
く拡大した断面図である。

【図９】図１Ａの含浸処理装置の下流で使用されるたば
こ乾燥ループの概略的な断面図である。

【図１０】スプールが装填位置と含浸位置との間に動い
た状態で示され、拡大された蒸気口が管体を貫いて設け
られ、拡大された蒸気口と半径方向に位置合わせされて
蒸気口ブロック部材がスプール上に配置されている、図
１Ａのスプール管体装置のための代替の流体導入装置の
一部断面図である。

【図１１】スプールが管体を通って動くときに、管体を
貫く蒸気口をスプール上の蒸気口ブロック部材がどのよ
うにブロックするかを示す、図１０の線１１−１１に沿
って切った断面図である。

【図１２】図１０と図１１の装置から分解された１つの
細長いブロック部材を示す拡大斜視図である。

【図１３】水分量を変え、たばこの予熱の程度が様々な
たばこの膨張を示すグラフである。

【図１４】膨張作用物によって様々な含浸処理時間で含
浸処理中に、たばこ膨張が異なるたばこ密度でどのよう
に変化するかを示すグラフである。

【図１５】含浸処理時間とたばこ圧縮の関数のような、
図１Ａの装置から得られる１時間あたりのたばこの増加
量（時間あたりの立方メータ数）を示す、本発明の膨張
処理および装置の融通性を示すための様々な膨張データ
の組み合わせから得られたグラフである。

【符号の説明】

１２ 送り領域 １４ 管体 １６ スプール １８ 端部材 ２０ 接続ロッド ２２ 環状空間 ２４ 装填位置 ２６ 開放位置 ２８ シャフト ３０ 弾性封止リング ３２ ライン ３４ 液圧アキュムレータ ３６ 接続ロッド ３８ ガス供給ライン ４０ ガス排気ライン ４２、５８、６０ 蒸気口 ４４ ４６、４８ バルブ ５０ アキュムレータ装置 ５２ ヒータ ５４ ポンプ ５６ 管状容器 ６２、６４ 流体領域 ６８ パイプ ７０ 計量装置 ７２、７４ 計量管 ７６ 送りバルブ ８０、８２ 蒸気注入装置 ８４、９６ 導管 ８６ マニフォールド １１２ たばこ分割素子 １２８、１３０ ブラシ １４０ ブロック部材 １５０ たばこ投入量 １５２ 装填部材 １５７ 液圧ピストン １５８ 開口部 １６４、１６６ チャネル １８０ 分離領域 １８４ 再生ループ １８８ ヒータ １９４、１９６ 回転エア・ロック・バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルーカス・ジエイ・コンラド アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27104、ウインストン−セイレム、ルーコ ン・レイン・5240 (72)発明者 ジエイ・エドワード・クルーク アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27127、ウインストン−セイレム、ピータ ーズ・クリーク・パークウエイ・3270 (72)発明者 ジエイムズ・イー・ラベツト アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27106、ウインストン−セイレム、ウツド クリフ・ドライブ・5470 (72)発明者 ロバート・カルビン・ジヨンソン アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27006、アドバンス、リバーベンド・ドラ イブ・261、バーミユーダ・ラン・1001 (72)発明者 ドナルド・エイ・ニユートン アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27103、ウインストン−セイレム、ブルー ボンネツト・レイン・5961 (72)発明者 ハミツド・ネシヤン アメリカ合衆国、テキサス・77024、ヒユ ーストン、メモリアル・ドライブ・12633、 ナンバー・196 (72)発明者 ジヤツキー・リー・ホワイト アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27040、フアツフタウン、リバー・ヘイブ ン・ロード・4843

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱したたばこを含浸処理領域に分配す
   るための装置であって、 たばこ供給管と、 前記たばこ供給管と結合し、含浸処理領域に送られるた
   ばこ投入量を測定するための計量装置と、 たばこ投入量に蒸気を注入するための蒸気注入手段と、 加熱したたばこを含浸処理領域に送るために配置された
   手段と、 を備えていることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記たばこを含浸処理領域に送るための
   手段が、上側の壁に開口部を有する水平方向に向けられ
   た導管からなり、含浸処理領域へのたばこの送出のため
   に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装
   置。
3. 【請求項３】 水平導管の開口部が、たばこを前記水平
   導管内に圧縮することができるピボット動作可能な閉鎖
   部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 蒸気注入手段が、前記たばこ投入量に接
   する少なくとも１つの壁面を貫く複数の穴を通じて蒸気
   を送る手段を含むことを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか一項に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記蒸気注入手段が、たばこを最低１２
   ５°Ｆ（５２℃）の温度に加熱するために十分な温度
   で、蒸気をたばこ内に注入するための手段を含むことを
   特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装
   置。
6. 【請求項６】 前記蒸気注入手段が、たばこの温度を１
   ５０°Ｆ（６６℃）を超える温度に高めるために十分な
   温度で蒸気をたばこ内に注入するための手段を含むこと
   を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装
   置。
7. 【請求項７】 たばこを含浸処理領域に圧縮するための
   装置であって、 １対の対向した導管と、 前記対向した導管の開口端の間に位置決めされた少なく
   とも第１の位置と、円筒状の管体内に位置決めされた含
   浸処理位置との間の往復運動のために装着されたスプー
   ル手段と、 前記接続ロッドの周りに環状空間を規定する、前記スプ
   ール手段に含まれる第１および第２の円筒状の端部材
   と、前記第１および第２の端部材の間に延びる接続ロッ
   ドと、 導管を通じてたばこを移動し、たばこを前記スプール手
   段の前記環状空間内に圧縮するために、前記導管のそれ
   ぞれの内部の引込んだ位置と伸びた位置の間の往復運動
   のために装着されたたばこ圧縮手段と、 前記たばこ圧縮手段のそれぞれにあり、前記スプールの
   前記環状空間の周りに協働して円筒を構成するように大
   きさと形状が決められた半円筒状の端面と、 を備えていることを特徴とする装置。
8. 【請求項８】 さらに、前記導管の各々の上側の壁にお
   いて、引込んだ位置および伸びた位置に対応する位置の
   間の位置で、たばこをそれぞれの導管内に導くための開
   口部と、 前記開口部を閉じることができ、たばこを導管内に圧縮
   することができるピボット動作可能な閉鎖部材と、 を備えていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】 さらに、蒸気をたばこ内に注入するため
   の蒸気注入手段を備えていることを特徴とする請求項７
   または８のいずれか一項に記載の装置。
10. 【請求項１０】 さらに、前記スプール手段にあり、前
    記スプール手段が処理位置にあるとき、前記管体、端部
    材および封止手段が圧力チャンバを構成するように、前
    記円筒状端部材と前記管体の内側面との間で封止を形成
    するために適合された封止手段と、 前記スプールが前記処理位置にあるときに処理流体を前
    記圧力チャンバに導入するために前記管体内に形成さ
    れ、前記処理流体を迅速な送出速度で前記チャンバ内に
    導入するために十分な総合断面領域を有する蒸気口手段
    と、 前記蒸気口手段に固形材料が入るのを最低にする微粒子
    ブロック手段と、 を備えていることを特徴とする請求項７から９のいずれ
    か一項に記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記蒸気口手段が、管体のまわりに円
    周上に分散された複数の蒸気口を有し、前記微粒子ブロ
    ック手段が、前記蒸気口に微粒子が入るのをブロックす
    るための所定の大きさよりも小さい前記複数の蒸気口の
    各々のための蒸気口開口部を有することを特徴とする請
    求項１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 さらに、前記蒸気口を通じて同時に処
    理流体を導入するために、管体を貫通した前記複数の蒸
    気口を取り囲む外部マニフォールド部材を有することを
    特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記蒸気口手段が、たばこカット充填
    物よりも実質上大きく拡大された直径の少なくとも１つ
    の蒸気口を有し、前記微粒子ブロック手段が、前記少な
    くとも１つの蒸気口の直径よりも幅の広い外面を有する
    少なくとも１つの細長いブロック部材を有し、前記ブロ
    ック部材が前記スプールの前記端部材部分の間に縦方向
    に合体されていることを特徴とする請求項１０に記載の
    装置。
14. 【請求項１４】 前記ブロック部材が、前記拡大された
    直径の少なくとも１つの蒸気口と半径方向に位置合わせ
    されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記管体を貫通し拡大された断面の少
    なくとも２つの蒸気口と、前記少なくとも２つの蒸気口
    を通じて処理流体を同時に導入するために前記蒸気口の
    外側を取り囲むマニフォールド部材とを備えていること
    を特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記スプール手段が、さらに、 各円筒状端部材の周囲の環状溝内に保持された弾性封止
    リングと、 前記スプール手段が処理位置にあるとき、チャンバが加
    圧されると前記管体、端部材および封止手段が圧力チャ
    ンバを構成するように、管体の内側表面と周囲を接触さ
    せるために弾性封止リングを半径方向外側に変形するた
    めの手段と、 各円筒状端部材の周囲の一部に保持され、端部材よりも
    大きい円周を有し、前記端部材によって保持された前記
    弾性封止リングの少なくとも１端面と軸方向に隣接する
    少なくとも１つの環状部材と、 を備えていることを特徴とする請求項１０から１５のい
    ずれか一項に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記弾性封止リングがそれぞれ、前記
    軸方向に隣接した環状部材に取り付けられることを特徴
    とする請求項１６に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記弾性封止リングがそれぞれ、前記
    スプール端部材の周囲に形成された環状の溝の中に接着
    されることを特徴とする請求項１６または１７のいずれ
    か一項に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記封止リングの各面と軸方向に隣接
    し、それに取り付けられた前記環状部材のうちの１つを
    備えていることを特徴とする請求項１６から１８のいず
    れか一項に記載の装置。
20. 【請求項２０】 たばこの膨張のための方法であって、 重量で約１３パーセントよりも高い膨張前の含水率を有
    するたばこ投入量を、含浸処理チャンバ内に置き、 前記含浸処理チャンバ内で前記たばこを膨張作用物によ
    って含浸処理し、 前記含浸処理チャンバから前記含浸処理されたたばこを
    取り出し、たばこを膨張させて１３パーセントよりも高
    い含水率を有する膨張したたばこを提供するために十分
    な条件に含浸処理されたたばこをさらし、 含浸処理したたばこを膨張条件にさらす結果として生じ
    る膨張の量を実質上維持するために、膨張したたばこを
    重量で約１３パーセントよりも低い膨張後の含水率に乾
    燥する方法。
21. 【請求項２１】 前記乾燥段階が、前記たばこの膨張に
    続く約５分以内の時間に実施されることを特徴とする請
    求項２０に記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記乾燥段階が、前記たばこの膨張に
    続く約１分以内の時間に実施されることを特徴とする請
    求項２１に記載の方法。
23. 【請求項２３】 前記乾燥段階が、約３５０°Ｆ（１７
    ７℃）以下の温度で実施されることを特徴とする請求項
    ２０から２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記乾燥段階によりもたらされるたば
    こが、約６重量パーセントよりも高い含水率を有するこ
    とを特徴とする請求項２０から２３のいずれか一項に記
    載の方法。
25. 【請求項２５】 含浸処理チャンバ内に置かれたたばこ
    の含水率が、約２０重量パーセントよりも高いことを特
    徴とする請求項２０から２４のいずれか一項に記載の方
    法。
26. 【請求項２６】 含浸処理チャンバ内に置かれたたばこ
    の含水率が、約２４重量パーセントよりも高いことを特
    徴とする請求項２０から２４のいずれか一項に記載の方
    法。
27. 【請求項２７】 含浸処理チャンバ内に置かれたたばこ
    の温度が、約６６℃（１５０°Ｆ）よりも高いことを特
    徴とする請求項２０から２６のいずれか一項に記載の方
    法。
28. 【請求項２８】 前記乾燥段階が、膨張したたばこを加
    熱ガスの流れで処理することによって実施されることを
    特徴とする請求項２０から２７のいずれか一項に記載の
    方法。
29. 【請求項２９】 前記加熱ガスの流れが、約９３℃（２
    ００°Ｆ）と約１４９℃（３００°Ｆ）の間の温度であ
    ることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
30. 【請求項３０】 前記たばこが、その含水率を約６重量
    パーセントと１２重量パーセントの間に減少させるため
    に十分な時間だけ、加熱ガスの流れによって乾燥領域の
    中を搬送されることを特徴とする請求項２８または２９
    に記載の方法。
31. 【請求項３１】 前記含浸処理段階が、約２０００ｐｓ
    ｉｇよりも高い圧力で、約１５秒以下の間、前記たばこ
    をプロパンと接触させることを含むことを特徴とする請
    求項２０から３０のいずれか一項に記載の方法。
32. 【請求項３２】 含浸処理チャンバ内に置かれたたばこ
    を処理するために利用されるプロパンが、約１３２℃
    （２７０°Ｆ）を超える温度に予熱されていることを特
    徴とする請求項２０から３１のいずれか一項に記載の方
    法。
33. 【請求項３３】 加熱されたプロパンと予熱されたたば
    こから含浸処理チャンバ内のたばこに供給される熱の累
    積量が、含浸処理領域において約１１６℃（２４０°
    Ｆ）と約１３２℃（２７０°Ｆ）の間の含浸処理条件を
    提供するために十分であることを特徴とする請求項３２
    に記載の方法。
34. 【請求項３４】 前記含浸処理チャンバ内に置かれたた
    ばこが、最低約１．５：１の圧縮比率に圧縮されている
    ことを特徴とする、請求項２０から３３のいずれか一項
    に記載の方法。
35. 【請求項３５】 前記含浸処理チャンバ内に置かれたた
    ばこが、約２：１の圧縮比率に圧縮されていることを特
    徴とする請求項３４に記載の方法。
36. 【請求項３６】 前記含浸処理チャンバ内に置かれたた
    ばこが、約３：１またはそれより高い圧縮比率に圧縮さ
    れていることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
37. 【請求項３７】 分割されていない単一チャンバ内に膨
    張作用物とガス状の圧力流体とを含む圧力容器を有し、
    流体の液体密度またはそれに近い密度で膨張流体を迅速
    に供給するためのアキュムレータであって、前記圧力容
    器は、圧力条件下で２つの流体を独立して維持し、かつ
    前記膨張作用物の臨界温度に近いかまたはそれを超える
    温度で前記流体を維持するために適合された第１および
    第２の領域を備えていることを特徴とするアキュムレー
    タ。
38. 【請求項３８】 さらに、前記容器が、第１および第２
    の領域内の流体のそれぞれと接触して障壁流体を維持す
    るために、第１および第２の領域のそれぞれと流体連絡
    する第３の領域を有することを特徴とする請求項３７に
    記載のアキュムレータ。
39. 【請求項３９】 前記第３の領域が、前記容器内で前記
    膨張作用物と前記加圧流体を互いに分離する移動可能な
    障壁液体を含むことを特徴とする請求項３７に記載のア
    キュムレータ。
40. 【請求項４０】 前記加圧ガスが窒素であり、前記膨張
    作用物はプロパンであることを特徴とする請求項３７か
    ら３９のいずれか一項に記載のアキュムレータ。
41. 【請求項４１】 液体障壁を形成する液体が水であるこ
    とを特徴とする請求項３９または４０に記載のアキュム
    レータ。
42. 【請求項４２】 前記容器が、約２５００ｐｓｉｇを超
    える圧力と約９３℃（２００°Ｆ）を超える温度に維持
    されることを特徴とする請求項３８から４１に記載のア
    キュムレータ。