JPH0923863A - タバコバッチの作成および膨張の方法ならびに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定量のタバコから成るタバコバッチを形成
し、バッチに膨張剤を含浸させるタバコ膨張法および装
置を提供する。 【解決手段】 同時に形成した二つのタバコバッチを含
浸スプールの対向する両側に装填する、二重コンジット
装置を設けてある。垂直方向に調整可能なスクリーンを
備えたタバコ形成チャンバ内でタバコバッチを形成し
て、様々な作動パラメータ（タバコの種類又は形態）に
対応する。バッチは、空圧方式で分離可能なゾーンを通
って、予備圧縮および加熱ゾーンに導かれる。分離可能
ゾーンは、順次作動し、少なくとも二つがバリアを形成
し、含浸ゾーンから膨張剤が漏出するのを阻止する部材
により規定される。予備圧縮ゾーンで、バッチは、透過
性バリアに接して予備圧縮され、蒸気に当てられ、次い
で、膨張剤による含浸のためスプールアセンブリに装填
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タバコバッチ（ｔ
ｏｂａｃｃｏ ｂａｔｃｈ）の準備、処理、および送り
込み（ｉｎｆｅｅｄ）の方法および装置、特にタバコバ
ッチの膨張方法に関する。さらに本発明は、タバコの膨
張を向上させる方法および装置を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】ここ２０年の間に、タバコの膨張加工が
タバコ製造の重要な一部となってきた。タバコの膨張
は、保存処理および保存中に減少したタバコの葉のかさ
を回復するために行うものである。また、保存処理した
タバコのかさを原料であるタバコの葉よりも増大させ、
低タールタバコ、超低タールタバコなどのタバコ製品の
「タール」およびニコチン含有量を低下させるためにも
膨張加工を行う。

【０００３】Ｆｒｅｄｒｉｃｋｓｏｎらに付与された米
国特許第３５２４４５１号およびＭｏｓｅｒらに付与さ
れた米国特許第３５２４４５２号では、タバコを含浸剤
に接触させ、急速加熱により含浸剤を蒸発させてタバコ
を膨張する工程を伴うタバコ膨張法について記載してい
る。また、Ｆｒｅｄｒｉｃｋｓｏｎらに付与された米国
特許第３６８３９３７号では、蒸気状態でのタバコへの
含浸を行い、そのあと加熱または急速減圧を行ってタバ
コを膨張する方法について述べている。

【０００４】Ｕｔｓｃｈに付与された米国特許第４２３
５２５０号、Ｂｕｒｄｅらに付与された米国特許第４２
５８７２９号、およびＳｙｋｅｓらに付与された米国特
許第４３３６８１４号に記載されているタバコ膨張法で
は、特に二酸化炭素を使用している。上記方法およびそ
れに関連した方法では、タバコにガス状または液状の二
酸化炭素を含浸させ、含浸処理済みのタバコ急速加熱し
て膨張を行う。ところが、以上のような既知の二酸化炭
素膨張法では、含浸済みのタバコを過熱しないと安定し
た十分な膨張を行うことができない。このようにタバコ
を過熱すると、タバコの香りが損なわれたり、またはタ
バコの微粒子が過剰に発生したり、あるいはその両方の
現象が発生する。さらに、これらの方法では液体の二酸
化炭素をタバコの含浸に使用するため、含浸済みのタバ
コがドライアイスを含む固体の塊となり、このドライア
イスを加熱処理前に破砕しなければならなくなる場合が
多い。したがって、タバコが傷み、膨張工程が複雑にな
るとともにコストも上昇する。

【０００５】ＷｈｉｔｅおよびＣｏｎｒａｄに付与され
た米国特許第４５３１５２９号では、タバコの充填容量
を増大させる方法について述べており、この方法では、
通常ガス状のハロカーボン（ｈａｌｏｃａｒｂｏｎ）ま
たは炭化水素など、低沸点高揮発性の膨張剤を、当該膨
張剤の臨界圧および臨界温度に近い圧力および温度、ま
たは臨界圧および臨界温度以上の圧力および温度の処理
条件でタバコに含浸させる。急激に減圧すると、タバコ
が膨張するので、タバコを膨張させるまたはタバコを膨
張状態で固定するための加熱段階は不必要である。この
方法の圧力条件は３６ｋｇ／ｃｍ² （５１２ｐｓｉ）以
上であり、上限は明らかになっていない。圧力１４２ｋ
ｇ／ｃｍ² （２０００ｐｓｉ）以下で、タバコは十分に
膨張し、極端に破壊することはない。この方法で使用す
るのに好ましい含浸剤としては、メタン、エタン、プロ
パンなど、通常の状態でガス状の炭化水素などがある。

【０００６】ＣｏｎｒａｄおよびＷｈｉｔｅに付与され
た米国特許第４５５４９３２号では、スプールアセンブ
リを収容する管状シェルを備えた液圧処理装置について
述べている。このスプールは、スプールの両端の間に延
びる、比較的直径の小さい円筒体部分を含む。スプール
端部の直径はスプール本体よりも大きいが、シェルの直
径よりも小さい。スプールはシェル内に搭載され、シェ
ル外の装填位置と、シェル内の処理位置と、シェル外の
排出位置との間で往復運動を行う。スプールがシェル内
にある場合、スプールの円筒状端部にある環状溝内に担
持されている変形可能な封止リングに半径方向外側に力
が加わり、シェルの内部と噛み合う。これにより、シェ
ル内において、直径が小さいスプール本体を囲むスプー
ル端部の間の空間に封止された環状の圧力チャンバが形
成される。半径方向にスプール端部内まで延び、軸方向
にはスプール本体にそっているコンジット形状のくぼみ
とシェルを貫く一つまたは複数のポートが連携している
ため、シェル内のスプール本体を取り囲む環状空間に処
理液体を供給したり、前記環状空間から処理液体を排出
したりすることができる。前記の装置を利用して、膨張
剤によるタバコの高圧含浸を行うと、タバコの装填およ
び排出を素早く行うことができ、また、従来の圧力容器
のオートクレーブの蓋の軸支など、従来の圧力封止およ
びロック機構にまつわる開閉上の問題を回避することが
できる。スプールおよびシェルの圧力容器により、タバ
コの膨張の手間を省き、経済性を向上させることができ
る。

【０００７】含浸圧が大気圧よりもかなり高い場合、前
記およびその他の明細書になどに記載されているタバコ
膨張方法は、バッチ方式で実施しなければならない。バ
ッチ方式でタバコの膨張を効率よく、繰り返して行うに
は、圧力処理容器の容積、または膨張するタバコの種類
に関連した密度および膨張特性、あるいはこれらすべて
を基に、正確な大きさのタバコバッチを反復して形成す
る必要がある。通常、バッチ形成工程の設計は、タバコ
のバッチを形成し、圧力容器に供給装填する際、揮発性
タバコ膨張剤の漏れを最小限に抑えるなど、タバコの膨
張加工に関連するその他の製造上の配慮点に制約され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、タバコの膨
張などのタバコ処理作業と関連してタバコバッチの形
成、供給、および処理の方法および装置を提供するもの
である。また、本発明は、タバコ膨張装置、および高圧
タバコ含浸法および可燃性、ガス状の膨張剤を使用し
て、高処理速度でタバコを膨張することができるタバコ
膨張方法を提供するものである。

【０００９】Ｃｏｎｒａｄらに付与された米国特許第５
４８３９７７号の装置および方法、Ｂｅａｒｄらに付与
された米国特許第５４６９８７２号の装置および方法、
ならびにその他の改良された高スループットタバコ膨張
法と併用する場合、本発明の装置および方法は特に有用
である。なお、前記Ｃｏｎｒａｄらに付与された特許の
装置および方法は、高圧タバコ含浸システムのタバコス
ループットを大幅に向上させ、Ｂｅａｒｄらに付与され
た特許は、様々なタバコバッチの形成及び供給方法並び
に装置を提供するものである。通常、前記明細書に記載
の方法および装置では、２０〜３０秒未満のタバコ含浸
および膨張サイクル時間の採用、プロパンなど、予熱し
た高圧膨張剤の使用、水分含有量を増大させた予熱タバ
コの供給、または高圧含浸容器内の利用可能空間の利用
度を向上させることを目的とした高圧含浸容器内でのタ
バコ圧縮、あるいはこれらをすべて実施している。

【００１０】本発明により明らかになったところによれ
ば、特に前記のＣｏｎｒａｄら、およびＢｅａｒｄらに
付与された特許の好ましい実施の形態において、タバコ
バッチの形成および供給工程で、予測できない障害が生
じ、この障害は、一定した大きさのタバコバッチの形
成、含浸ゾーンへの供給を高速度で行わなければならな
い場合、きわめて重大なものとなる。実際に、タバコを
予熱および加湿すると、これらの条件ではタバコは塊を
生じ、その結果タバコ供給の流れの密度が不均一になる
ため、タバコバッチの形成および供給作業が予想外に複
雑化することがわかっている。また、加湿したタバコを
加熱すると、各種の天然タバコ樹脂が放出、または軟化
するか、あるいはその両方の現象が起こり、タバコは加
工機器に付着しやすいため、前記の現象により、塊の発
生の問題がさらに複雑化するとともに、タバコの移動が
阻害される。以上の障害は、バッチの形成工程に悪影響
を及ぼすだけでなく、タバコのインフィード装置の閉塞
を引き起こす場合がある。プロパンのような、可燃性ガ
ス状膨張剤を使用する膨張加工では、安全運転を保証す
る工程制御および装置制御が必要となるため、タバコが
塊を生じる問題を解消することがさらに難しくなる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴の一つは、
下流側の作業、好ましくはタバコ含浸作業に合わせてあ
らかじめ定めた大きさのタバコバッチを確実かつ経済的
に形成し、供給するタバコバッチ形成及び供給システム
を提供することである。この装置は、ほぼ垂直の入口壁
部およびこの壁部から水平方向に隔たった、ほぼ垂直の
当接壁部により部分的に画定されたタバコバッチ形成チ
ャンバを備えている。入口壁部を貫通する入口ポートを
配置して、当接壁部を横切る方向にタバコがチャンバ内
に入るようになっている。タバコが当接壁部に溜まるだ
けの流量でタバコを入口に供給するように、空圧式コン
ベアを入口に接続してある。タバコがチャンバから流出
しないように上部バリアを設けるとともに、チャンバ上
部にスクリーンを配置して、入来してくるタバコに伴う
空圧輸送ガスを逃がしている。所定量のタバコが水平方
向に当接壁部に溜まったどうかを判断するために、セン
サをチャンバと動作可能に連結してある。少なくとも垂
直位置２箇所の間でスクリーンを移動させて、タバコバ
ッチの形成チャンバの容積を変化させることができる。
チャンバの底部壁の少なくとも一部は、下方に旋回して
チャンバ底部を介してタバコバッチを制御しながら排出
するように配設した閉鎖部材によって形成されている。

【００１２】本装置では、タバコを搬送し、タバコを個
々のバッチに分けるのに、可動部品を使用しておらず、
したがって、供給タバコの密度不均一の問題など、タバ
コの塊に関連した問題や、タバコの塊をほぐす際の障害
などが最小限に抑えられる。本装置によれば、所定の大
きさの一定したタバコバッチが、短時間で経済的に得ら
れるとともに、簡単な調整を施して、工程変動や供給タ
バコの特性や密度の変動に応じてタバコバッチの大きさ
を変化させることができる。

【００１３】本発明の別の特徴は、含浸ゾーンから供給
タバコへの含浸剤の漏出を極力抑えながらタバコバッチ
を含浸ゾーンに搬送する装置および方法を提供すること
である。本装置は、タバコバッチの形成チャンバを含
み、このチャンバは、前記の形式であることが好まし
い。チャンバ閉鎖部材がチャンバの少なくとも一部を形
成する閉位置と、チャンバ閉鎖部材がチャンバの下部に
ポートを規定してタバコバッチをチャンバから供給する
開位置との間を移動するように配設したチャンバ閉鎖部
材によって、バッチ形成チャンバの一部が規定されてい
る。垂直方向に向けられたタバコ供給コンジットが、バ
ッチ形成チャンバの下に位置し、このコンジットは、チ
ャンバ閉鎖部材と、チャンバ閉鎖部材の下方に配置した
コンジット閉鎖部材との間にある分離可能ゾーンを含
む。コンジット閉鎖部材は、コンジットの実質的封止を
規定する閉位置と、コンジットの開口を規定する開位置
との間で移動できるように配設してある。不活性ガスの
供給パイプが垂直コンジットの分離可能ゾーンと連通し
ており、不活性ガスを前記ゾーンに供給できるようにな
っている。

【００１４】多量の含浸ガスがタバコ供給コンジットを
通過して上方に移動し、バッチ形成チャンバに流入して
空圧式供給システムを汚染することがないように、垂直
タバコ供給コンジットの分離可能ゾーンが、ガスバリア
の働きをしている。装置作動時、チャンバ閉鎖部材が開
いてタバコのバッチがコンジットに供給される場合、コ
ンジット閉鎖部材は、閉位置に維持される。チャンバ閉
鎖部材が、バッチ形成チャンバから供給されるタバコバ
ッチを受けて支持する。チャンバ閉鎖部材が閉位置に戻
ると、コンジット閉鎖部材が開いて、タバコバッチをコ
ンジットの下部に供給する。続いて、チャンバ閉鎖部材
が閉位置に保持されている間にコンジット閉鎖部材が閉
位置に戻り、分離ゾーンと、タバコバッチ形成チャンバ
およびタバコ供給コンジットの下部とを空圧的にほぼ分
離する。分離可能ゾーンの不活性ガス供給パイプを通っ
て、不活性ガスが空圧的に分離されたゾーンに流入し、
その結果、チャンバ閉鎖部材がほぼ開いて別のタバコバ
ッチが垂直コンジットに供給された場合、バッチ形成チ
ャンバに漏出するガスは、主にパージガス（ｐｕｒｇｅ
ｇａｓｓｅｓ）となる。

【００１５】本発明の別の特徴は、加熱、加湿したタバ
コの均一なバッチを膨張させる方法を簡素化し、改善す
ることである。本発明の前記特徴によれば、水分含有量
が重量で１２％以上のタバコから、所定の大きさのバッ
チが形成される。加湿タバコのバッチを形成し、次にこ
れを蒸気と接触させて、バッチの温度および水分を実質
的に増加させる。加熱し、加湿したタバコバッチを含浸
ゾーンに装填し、膨張剤を含浸させる。含浸ゾーンは、
スプールおよびシェル装置により規定されることが好ま
しく、また、形成したタバコバッチは含浸ゾーンに近接
した位置で蒸気に接触させることが好ましい。本発明の
前記特徴によれば、個々の湿らせたタバコのバッチを別
々に形成し、その後、各バッチを加熱すれば、天然タバ
コ樹脂の放出および軟化に関連した問題を回避できるこ
とが明らかである。さらに、蒸気に直接接触させると、
タバコの水分含有量を増やしながら、個々のタバコバッ
チをきわめて急速に、すなわち数秒程度で均一に加熱す
ることができることも明らかである。加えて、個々のタ
バコバッチを含浸ゾーンに近接した位置で急速加熱する
と、タバコバッチ間の温度差を最小限にして、さらに均
一にタバコを膨張させることがことができる。

【００１６】また、本発明の別の特徴は、タバコバッチ
を加熱し、蒸気に当てる予備圧縮ゾーンを設けることで
ある。前記特徴によれば、タバコバッチは、水平に延び
たコンジットの第一の部分に供給される。コンジット外
にある引き込み位置と、コンジットの第一および第二の
端部の間の位置でコンジット内を横切って延びるバリア
位置との間を透過性バリアが移動するように、透過性バ
リアをコンジットと動作可能に接続してある。装填部材
が、水平コンジット内の相互に隣接する第一および第二
の経路にそって個々のバッチを移動させるように配設さ
れている。第一の経路は、コンジットの第一の端部と、
バリア位置から長手方向に隔たった予備圧縮位置との間
に延びており、第二の経路は、予備圧縮位置からコンジ
ットの第二の端部に隣接する位置まで延びている。タバ
コの予備圧縮ゾーンは、コンジット内の予備圧縮位置と
バリア位置との間に規定されており、コンジットの壁部
を貫通する少なくとも一つの開口部が予備圧縮ゾーンに
設けられており、予備圧縮ゾーンでタバコを加熱する蒸
気源と連通している。タバコ予備圧縮ゾーンは、予備圧
縮した後、タバコバッチを含浸装置に装填する装填位置
に近接して配置することが好ましい。本発明の前記特徴
にしたがって、タバコバッチの予備圧縮ゾーンを使用す
れば、水分含有量と温度が最適なタバコバッチを短時間
で作成、供給し、スループットおよび加工処理の経済性
を高めることができる。

【００１７】本発明の特徴は個々に利用することもでき
るし、また組み合わせて利用することもできる。前記様
々な特徴をタバコバッチの含浸および膨張システムと組
み合わせて利用する好ましい実施の形態においては、本
発明の方法および装置を使用すれば、タバコの葉のサイ
ズ分け、加熱、供給、膨張を行うきわめて効果的なシス
テムが得られ、したがって、タバコ製造のスループット
およびタバコの膨張作業の経済性が大幅に高くなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の方法および装置の好まし
い実施の形態を以下に述べる。図示した方法および装置
を含む具体的な方法および装置を参照して、本発明の説
明を行うが、本発明は、前記方法および装置に限定され
るものではないものと理解されたい。前記の説明および
以下の詳細な記述から明らかとなるように、本発明に
は、多数の代替例、変形例、および相当例がある。

【００１９】図１は、本発明の好ましい含浸方法および
装置を示す概略図である。前記装置には、予熱および加
湿を行った二つのタバコバッチを同時に準備し、往復運
動するスプール本体に装填するために、二つの独立した
タバコバッチ形成、供給、加熱システムを設けてある。
前記装置には、１９８５年１１月２６日発行のＣｏｎｒ
ａｄらに付与された米国特許第４５５４９３２号、１９
９６年１月１６日発行のＣｏｎｒａｄらに付与された米
国特許第５４８３９７７号、１９９５年１１月２８日発
行のＢｅａｒｄらに付与された米国特許第５４６９８７
２号にしたがって構成したスプールおよびシェル装置を
含む。なお、前記特許の開示内容を参照により本明細書
に組み込む。説明を簡略にするために、本明細書では、
前記米国特許第４５５４９３２号、第５４８３９７７
号、および第５４６９８７２号で開示されている詳細に
ついては繰り返さないが、前記特許の詳細を参照する場
合がある。

【００２０】前記米国特許第４５５４９３２号、第５４
８３９７７号、および第５４６９８７２号で詳述されて
いるスプールおよびシェルアセンブリは、スプールアセ
ンブリを収容する管状シェルを備えている。スプール
は、二つのスプール端部の間に延びる、比較的直径が小
さい円筒状本体部分を含み、前記スプール端部の直径
は、スプール本体よりも大きく、シェルの直径よりは小
さくなっている。スプールは、シェル内に搭載され、シ
ェル外の装填位置と、シェル内の処理位置と、やはりシ
ェル外の排出位置との間を往復運動する。装填位置にあ
る間に、スプールに両側からタバコを装填することが好
ましい。

【００２１】図１および図２は、本発明の好ましい装置
を示す図であり、タバコバッチの形成および加工システ
ムを二基備え、前記各システムは、バッチ形成チャンバ
と、以後の膨張剤による含浸処理を目的として、連携動
作により二つのタバコバッチの形成、処理、およびスプ
ールへの装填を同時に行う水平および垂直コンジットと
を含む。以下、前記二基のタバコバッチ形成および処理
システムの一方について詳細に述べるが、図１および図
２に示すように、同一のシステムを二基設けてあるもの
と理解されたい。

【００２２】図３は、好ましいタバコバッチ形成装置を
示す図である。タバコでも、葉（葉柄および葉脈を含
む）、ストリップ（葉柄を取り除いた葉）、タバコフィ
ラー、タバコカットフィラー（切断または寸断したタバ
コ製造用ストリップ）、前記の混合物、くずタバコ、お
よび好ましくはカットフィラータバコなどを含む様々な
タバコは、タバコ入口またはコンベア１１を介してタバ
コバッチ形成チャンバ１０に供給される。バッチ形成チ
ャンバ１０に供給する前に、当業者には周知の様々な手
段（図示せず）のいずれかにより先ずタバコを処理し、
重量で少なくとも約１３％、好ましくは少なくとも約１
６％、そしてさらに好ましくは２０％まで水分含有量を
増大させる。カットフィラーを本発明にしたがって処理
する場合、通常、湿らせて切断しやすくしてあるカット
タバコを本発明で直接使用するか処理して、さらに水分
を増やすことが可能である。湿らせたタバコを次に従来
の手段によりタバコバッチ形成チャンバ１０に供給す
る。もっとも好ましい実施の形態では、真空源１２が発
生する圧力をかけ、空圧方式により入口１１を介してタ
バコを供給する。

【００２３】タバコバッチ形成チャンバ１０は、ほぼ垂
直な入口壁部１３およびほぼ垂直な当接壁部１５を含
む。前記入口壁部を介してタバコ入口１１は、タバコバ
ッチ形成チャンバ１０と連通し、また前記当接壁部は、
垂直入口壁部１３から水平方向に隔たっている。タバコ
は、好ましくは空圧方式でバッチ形成チャンバ１０に供
給され、真空源１２の圧力がかかった状態でタバコ入口
１１を介してチャンバ１０に流入する。真空源は、タバ
コをチャンバ内の端から端まで押し進めるのに十分な力
を発生し、タバコを当接壁部１５に堆積させる。

【００２４】タバコバッチ形成チャンバ１０は、このチ
ャンバの底部壁部を形成するチャンバ閉鎖部材１６およ
び前記チャンバの上部壁部を形成する調整可能スクリー
ン１７をさらに含む。スクリーン１７は、ガスに対して
透過性があり、空気を楽に通過させるが、タバコを通さ
ないような微細な網目になっており、したがってタバコ
がバッチ形成チャンバ１０から流出するのを防止する上
部バリアとなる。よって、入口１１を介して供給される
タバコは、当接壁部１５に接触し、スクリーン１７の下
部で前記壁部１５に接して堆積する。最も好ましい実施
の形態では、スクリーン１７をタバコバッチに対する上
部バリアとして設けてある。真空源１２が発生する空気
圧は、タバコがスクリーン１７の下部に保持されている
間に、スクリーン状構造のおかげで真空源１２を介して
バッチ形成チャンバから放出される。ところで、タバコ
をチャンバ１０内に保持しながら空気を流出させる、そ
の他の有孔部材を代わりに使用して、以下明らかになる
ように上部バリアを設けることができる。

【００２５】スクリーン１７の垂直方向位置は調整する
ことができ、したがって、様々な垂直方向位置に移動さ
せることによって、タバコバッチ形成チャンバ１０の容
積およびチャンバ内で形成されるバッチの体積を規定す
ることができる。例えばカットフィラー、葉、葉巻タバ
コなど、各種のタバコの密度およびパッキング特性が異
なることから考えると、前記のようにスクリーン１７の
位置調整が可能であることは、特に好都合である。チャ
ンバ１０の調整可能バリア１７を使用すれば、大きさが
異なるタバコバッチを形成する場合に、タバコの種類の
変化および処理条件の変化を容易に吸収することができ
る。

【００２６】スクリーン１７の位置は、垂直位置アジャ
スタ１８により調整できるので好都合である。最も好ま
しい実施の形態において、前記アジャスタは、垂直駆動
機構を備え、この機構は所定の複数の命令にしたがって
機構を作動させる制御装置と接続されている。所定の複
数の命令は、処理するタバコの密度や処理変数などを基
本としている。自動位置アジャスタ１８を図に示した
が、本発明は、前記のアジャスタに限定されるものでは
なく、以下に明らかになるように、機械的調整が可能な
ギアなど、調整可能スクリーン１７の垂直高さを調整す
るその他の手段も容易に本発明に使用できる。

【００２７】空圧式チューブのタバコ供給入口１１を介
して湿ったタバコが一定して確実に流れるようにするた
めに、タバコ流入チューブすなわちコンベア１１に、第
一の部分２０および第二の部分２１を含む、直径が異な
る独立部分を設けると都合がよい。第一の部分は、タバ
コ入口壁部１３のタバコ入口１１に接続され、入口チュ
ーブ１１の第二の部分２１は、タバコを回収するタバコ
供給パイプまたはその近くに配置する。第二の部分２１
の直径は、第一の部分２０の直径よりも大きくして、第
一の部分の真空度をいくぶん高くしてあり、これによ
り、コンベア１１の第二の部分２１により、供給タバコ
が安定して回収され、タバコ入口１１に供給される。好
ましい実施の形態においては、５秒当たりのタバコの流
量が３ｌｂになるように、コンベアチューブの細い部分
２０の直径を４インチ、太い部分２１を直径５インチと
してある。一般に、以上のような流入チューブの構成に
より、比較的高いタバコ搬送速度が達成されると同時
に、タバコ搬送に要する力が減少し、また、圧力降下、
すなわち、タバコの搬送に要する圧力差がきわめて小さ
くなる。したがって、搬送中のタバコの圧縮が減少し、
タバコバッチの均一性が高くなる。一方、圧力降下を比
較的高くし、比較的低速度でタバコを搬送する場合、搬
送空気の力によりタバコが圧縮され、したがって、タバ
コバッチの密度が高くなり、大きさが安定したタバコバ
ッチの形成に障害がでる。

【００２８】真空源１２が発生する圧力がかかった状態
で、入口壁部１３を貫通するタバコ入口１１を介してタ
バコをバッチ形成チャンバ１０に供給すると、図１およ
び図３のタバコバッチシステムの作動が始まる。チャン
バ１０に流入するタバコは、調整可能スクリーン１７に
より垂直方向に拘束され、さらに当接壁部１５により水
平方向に拘束される。真空源１２の圧力がかかった状態
で、タバコはタバコバッチ形成チャンバ１０内で水平方
向に堆積するように、当接壁部１５を横切る方向に供給
される。タバコバッチ形成チャンバ１０内に所定量のタ
バコが集まると、位置センサ２２が作動する。

【００２９】本発明の実施の形態においては、当接壁部
１５に接して水平方向に堆積したタバコが、当接壁１５
から所定の距離に達した状態を検知するために、センサ
２２を配置している。チャンバ１０の側部、上部、底部
の壁部が固定されているので、前記所定の距離によりタ
バコバッチの体積が規定される。従来の位置センサ２２
は、どんなものでも使用することができるが、好ましい
実施の形態では、一つまたは複数の光センサ、例えば、
光源および光電セル検出器を、チャンバ１０の対向する
両側部または上下に光軸を一致させ、所定の距離をおい
て設けてある。別の好ましい実施の形態では、壁部にそ
った所定位置、あるいはチャンバ１０の上部または底
部、あるいは壁部にそった所定位置とチャンバ１０の上
部または下部の両方に、容量センサなどの近接検出器を
設けて、タバコが当接壁部１５に接して水平方向に所定
量堆積したことを検出している。

【００３０】代替的に、あるいはセンサ２２に追加し
て、圧力センサ２３を使用して、バッチ形成チャンバ１
０内にタバコが所定量堆積したことを検出する。センサ
２３は、調整可能スクリーン１７の上下の位置の間の所
定の圧力差を検出する圧力検出器であることが好まし
い。当接壁部１５に接してタバコが堆積していくにした
がって、スクリーン１７の覆われている部分が増大して
いく。タバコがチャンバ１０の内部に堆積するにつれ
て、スクリーン１７前後の圧力差が上昇する。よって、
チャンバ１０に所定量のタバコが堆積すると、圧力差が
所定の設定値に達する。

【００３１】センサ２２またはセンサ２３あるいはその
両方のセンサが、バッチ形成チャンバ１０内で所定の大
きさのタバコバッチが形成されたことを検出すると、真
空ライン１２Ａに位置する空圧バルブ２４が閉じて、チ
ャンバ１０へのタバコ供給を停止する。チャンバにタバ
コを充填している間、閉位置に保持されていたチャンバ
閉鎖部材１６が、次に開位置に移動し、チャンバ１０の
底壁部にポートを形成し、タバコバッチは、このポート
を介してチャンバ１０から放出される。チャンバ閉鎖部
材１６は、以後、明らかになるように様々な構造を採用
することができるが、旋回点２６の周囲を旋回する平面
壁部部材２５であることが好ましい。

【００３２】チャンバ閉鎖部材１６は、アクチュエータ
２７（図２）により作動するので好都合であり、前記ア
クチュエータは制御装置２８に接続され、さらに前記制
御装置は、センサ２２またはセンサ２３あるいはその両
方および空圧式バルブ２４のアクチュエータに接続され
ている。代替的には、センサ２２またはセンサ２３ある
いはその両方から発生する信号に応じてチャンバ閉鎖部
材１６およびバルブ２４を手動で操作する。図３に明瞭
に示されているアクチュエータ２７は、チャンバ閉鎖部
材１６を、図４の断面図に示すようにバッチ形成チャン
バ１０の底部を形成する閉位置から、図１に明瞭に示し
た開位置に移動させる。センサ２２またはセンサ２３あ
るいはその両方とアクチュエータ２７が連通している実
施の形態においては、制御装置２８が、一連の空圧スイ
ッチまたは電気スイッチになっているか、または閉鎖部
材のアクチュエータ２７およびバルブ２４の作動を開始
する複数の所定の命令を組み込んだマイクロプロセッサ
になっている。

【００３３】バッチ形成チャンバの下には、垂直方向に
向けられたコンジット３０が配置されており、このコン
ジットは、閉鎖部材１６とコンジット封止部材３２（図
２）との間に規定された分離可能ゾーン３１を備えてい
る。また、コンジット３０は、その下端部に連結された
コンジット閉鎖部材３３の形の閉鎖部材を含む。コンジ
ット封止部材３２は、チャンバ封止部材１６と構成がほ
ぼ同じである。前記コンジット封止部材は、通常、空圧
式の封止ではなく、一般的な封止がコンジットに対して
行われる閉位置と、コンジットが開いている開位置との
間にある旋回位置３６の周囲に旋回する平面部材である
ことが好ましい。コンジット閉鎖部材３３が上方に旋回
すると、垂直コンジット３０の下端部から排出されるタ
バコバッチのポートすなわち出口が開き、上方に旋回し
てコンジットの下端部を閉じる。コンジット閉鎖部材３
３は、垂直コンジット３０から排出されるタバコを圧縮
する機能も有することが好ましい。図１および図４に明
瞭に示したように、コンジット閉鎖部材３３は、旋回点
３９の周りに旋回する平面３８を備えている。アクチュ
エータ４０および４１により、コンジット封止部材３２
およびコンジット閉鎖部材３３がそれぞれ作動すること
が好ましい。

【００３４】コンジット封止部材３２およびコンジット
閉鎖部材３３は相互に連動するので好都合である。閉位
置にあるコンジット封止部材３２は、バッチ形成チャン
バ１０から放出されるタバコバッチを受け、垂直コンジ
ット３０内のタバコバッチを一時的に支持する。タバコ
バッチがチャンバ閉鎖部材１６を介してバッチ形成チャ
ンバ１０から放出される間、および放出された後わずか
な間、コンジット封止部材３２およびコンジット封鎖部
材３３は、閉位置に保持され、上方に移動してバッチ形
成チャンバ１０に入る膨張剤に対する二重の物理的バリ
アを形成する。その後、チャンバ閉鎖部材１６が閉位置
にもどると、コンジット閉鎖部材３３は開位置に戻り、
次にコンジット封止部材３２が開位置に戻り、支持して
いたタバコバッチを垂直方向に向けたコンジット３０内
に放出する。タバコバッチは開いているコンジット閉鎖
部材３３を通過して、垂直方向のコンジット３０から出
る。

【００３５】ポート４２を介して窒素などの不活性ガス
を放出し、バッチ形成チャンバの閉鎖部材１６とコンジ
ット封止部材３２とが両方とも閉じている場合に前記両
部材の間にある、垂直コンジット３０の一般に封止され
た部分を覆う。窒素ガスは分離可能ゾーンを覆う。窒素
ガスは、正圧がかかった状態で流入し、またプロパンよ
りも軽いため、垂直コンジット３０の分離可能部分内部
で、プロパンなど、垂直方向に向けたコンジット３０の
底部に流入する可能性のあるタバコ膨張剤に対するガス
状バリアを形成し、よって膨張剤が垂直コンジットを通
って上方に漏出し、バッチ形成チャンバ１０に流入する
恐れを最小限に抑える。

【００３６】制御装置２８は、チャンバ閉鎖部材１６、
コンジット封止部材３２、およびコンジット閉鎖部材３
３の作動を調整し、コンジット３０を介したタバコの供
給および分離可能ゾーンの同時閉鎖に備える。このよう
にすれば、タバコバッチがコンジット３０を介して供給
されている間に、（少なくとも不活性ガスにより大幅に
希釈されたり、覆われたりすることなく）プロパンなど
の膨張剤が垂直方向に向けたコンジット３０を通って漏
出し、バッチ形成チャンバ１０または真空源１２あるい
はその両方に流入することがなくなる。以上のような膨
張剤の漏出防止は、三つの部材１６、３２、および３３
の作動の兼ね合いを調整することにより行われる。

【００３７】ガス膨張剤が含浸ゾーンからバッチ形成チ
ャンバ内に漏出するのを防止するために垂直コンジット
内に設けた空圧分離可能ゾーンと、水平コンジット内に
ある装填部材が予備圧縮位置にある状態とを示す、図４
を参照して述べると、所定量すなわち所定体積または所
定重量のタバコバッチ４３がタバコバッチ形成チャンバ
１０の当接壁部１５に接して堆積すると、センサ２２ま
たはセンサ２３あるいはその両方が適切な信号を制御装
置２８（図２）に供給し、前記制御装置はバルブ２４を
閉じることによってチャンバ１０へのタバコの供給を停
止する。制御装置２８は、コンジット封止部材３２が閉
位置にあることを確認し、次にチャンバ閉鎖部材アクチ
ュエータ２７の開サイクル操作を開始して、チャンバ閉
鎖部材１６を旋回点２６の周りに上方に向かって回転さ
せ、タバコバッチ４３が垂直方向に向けたコンジット３
０内部に落ちるようにするので好都合である。

【００３８】タバコバッチ４３は、閉じた状態のコンジ
ット閉鎖部材３２の上に落ちる。制御装置２８がチャン
バ閉鎖部材アクチュエータ２７の閉サイクル操作を開始
して、チャンバ閉鎖部材１６を閉位置に戻し、バッチ形
成チャンバ閉鎖部材１６とコンジット封止部材３２との
間にある分離可能ゾーンを封止する。チャンバ閉鎖部材
１６が閉位置に戻ると、制御装置２８は空圧バルブ２４
を開き、チャンバ１０へのタバコの空圧供給を開始す
る。

【００３９】新たなタバコバッチがチャンバ１０で形成
され、チャンバ閉鎖部材１６が閉位置に維持されている
間、制御装置２８は、コンジット閉鎖部材３２のアクチ
ュエータ４０（図３）に開信号を送信し、前記コンジッ
ト閉鎖部材を旋回点３６の周りに下方に向かって旋回さ
せ、タバコバッチを落下させて分離ゾーン３１から排出
する。コンジット封止部材３２が開く前に、制御装置２
８は、コンジット閉鎖部材３３のアクチュエータ４１に
開信号を送信し、コンジット閉鎖部材３３を旋回点３９
の周りに上方に向かって旋回させ、コンジット３０の底
部に出口ポート４５を設ける。コンジット封止部材３２
から落下したタバコバッチ４３は、ポート４５を介して
垂直方向に向けられたコンジット３０から排出される。
次に、コンジット封止部材３２およびコンジット閉鎖部
材３３が閉位置に戻ると、新しいタバコバッチがバッチ
形成チャンバ１０から放出されて作動サイクルが再度開
始される。

【００４０】前記タバコバッチ形成および供給工程の特
にすぐれた特徴は、前記の組み合わせにより、タバコ膨
張剤が垂直方向に向けられたコンジットよりも下方に保
持されるだけでなく、タバコの分布およびタバコバッチ
の密度の均一性が向上する点にある。タバコバッチが垂
直方向に向けられたコンジット３０を通って落下し、重
力の作用により、コンジット封止部材３２に衝撃を与え
る場合、タバコバッチ内に発生する合力により、タバコ
バッチがコンジット封止部材３２の表面上で多かれ少な
かれ均等に広がる。その後タバコバッチが垂直コンジッ
トのポート４５を通って分離可能ゾーン３１から落下
し、水平コンジット４７の下部壁部４６に衝撃を与える
と、タバコバッチ内のタバコの分布は、さらに標準化さ
れる。

【００４１】上記の実施の形態においては、空圧式コン
ベア、チャンバ閉鎖部材、コンジット閉鎖部材、および
コンジット封止部材の作動を初めとして、タバコバッチ
を形成し、搬送するさまざまな段階および装置の作動
を、一つの統合制御装置を使用するという条件で説明し
た。しかし、本発明において、様々な制御装置を使用で
きることは明らかである。例えば、加工段階および装置
制御の調整に個々の制御操作を組み込んだり、上流側お
よび下流側の操作または条件との調整をはかったり、ま
たは必要な場合に機械的制御を行ったり、あるいはこれ
らの組合せを実施することができる。

【００４２】垂直方向に向けたコンジット３０の下部に
は、水平方向コンジット４７のタバコバッチ収容ゾーン
４４が配置されている。コンジット４７は、側壁部４
８、下部壁部４６、および上部壁部４９によりほぼ画定
されている。タバコバッチを収容ゾーン４４内で水平コ
ンジットの下部壁部４６にそって移動させる目的で、凹
状の半円筒面を備える装填部材５０（図４に明瞭に図
示）を水平コンジット４７の内部に配置し、水平コンジ
ット４７内部で軸方向に移動するようにしてある。装填
部材５０は、ロッド５１により、油圧ピストン５２な
ど、往復強制手段に動作可能に接続され、完全に引き込
まれた位置と、完全に伸長した位置との間の経路にそっ
て周期的に運動するようになっている。完全に引き込ま
れた位置で、装填部材５０は、タバコバッチ収容ゾーン
４４の上流側に配置される。完全に伸長した位置で、装
填部材５０は、タバコ含浸装置のスプール５３に隣接し
て配置され、タバコバッチをスプール５３に装填するよ
うになっている。

【００４３】収容ゾーン４４に供給されたタバコバッチ
が、前記ゾーンの幅方向にほぼ均等に分布するように、
垂直コンジット３０と水平コンジット４７とを連通する
ポート４５は、水平コンジット４７を幅方向に横切って
延びていると都合がよい。タバコバッチが収容ゾーン４
４に供給された後、コンジット閉鎖部材３３が旋回して
閉じる。タバコバッチの高さが、水平コンジット４７の
高さを超えていると、コンジット閉鎖部材３３は、閉位
置に移動していくにつれ、タバコバッチを圧縮して水平
コンジット４７内部の空間に収める。

【００４４】近接配置した、平行な複数の歯５５の形態
をしたガス透過性バリア５４が、収容ゾーン４４とスプ
ール５３との間の水平コンジット４７内部に、引き込み
可能に配置されている。歯５５は、水平コンジット４７
の上部壁部４９を貫通して延びる複数の開口部５６（図
６に明瞭に図示）に収容され、コンジット外の引き込み
位置と、コンジット４７の内部を横方向に延びるバリア
位置５７との間を往復運動できるように搭載されてい
る。バリア位置にある場合、透過性バリア５４は、水平
コンジット４７にそったタバコバッチの前進移動を阻止
する。さらに、透過性バリア５４は、装填部材５０が水
平コンジット４７にそって移動させるタバコバッチの予
備圧縮を、装填部材５０と連動して行う圧縮面を形成す
ることが好ましい。間隔をつめて配置した歯５５は、本
発明の好ましい実施の形態において透過性バリア５４を
形成し、タバコバッチのバリアとなるが、移動する装填
部材５０が発生する空気圧を水平コンジット４７から逃
がす。

【００４５】装填部材と、タバコ含浸装置の一部を形成
する往復運動スプール本体に予備圧縮後のタバコバッチ
を装填する装填位置に隣接した透過性タバコバリアとの
間に位置する予備圧縮済みタバコバッチ、およびタバコ
予備圧縮ゾーンの上部に位置する蒸気マニフォルド内の
開口部の上に配置した凝縮液阻止プラグを示す、図６に
明示したように、水平コンジット４７内の透過性バリア
５４の上流側に、このバリアと隣接させてタバコ加熱ゾ
ーン６３が設けられている。複数の蒸気注入ポート６８
が、水平コンジット４７の上部壁部４９を介して加熱ゾ
ーン６３内に設けられている。矢印７０で一般的に示し
た蒸気は、このポートにより加熱ゾーンに注入され、タ
バコバッチ４３は、加熱ゾーン６３内に位置し、好まし
くは装填部材５０と歯５５との間で圧縮状態に維持され
ている間に、急速に加熱、加湿される。各蒸気ポート６
８は、タバコ加熱ゾーンの上部に位置する蒸気マニフォ
ルド６９と、長手方向通路７２を備えた凝縮液阻止プラ
グ７１を介して連通していると好都合である。図６に示
すように、凝縮液阻止プラグ７１およびその長手方向通
路７２は、蒸気マニフォルド６９の下面７３の上部で上
方に向かって延び、蒸気が凝縮液阻止プラグ７１を通過
するとともに、蒸気マニフォルド６９の下面７３上の凝
縮液が加熱ゾーン６３内に流入しないようになってい
る。蒸気マニフォルド６９の壁部も、凝縮液が蒸気ポー
トを通過しないような構造になっているので都合がよ
い。図６に示すように、マニフォルドは、加熱ゾーンの
上方にドーム状に延びており、このためマニフォルドの
壁部に形成される凝縮液はドーム状壁部にそって下方に
移動するので、凝縮液阻止プラグ７１の開放通路上に滴
り落ちない。

【００４６】わずか数秒又はそれ以内に熱が効果的にタ
バコバッチに伝わることから、加熱ゾーン６３でタバコ
バッチを加熱するのに蒸気を使用すると、特に有利であ
る。タバコバッチが圧縮状態で比較的狭いゾーンに保持
されている場合には、蒸気による加熱が特に有利であ
る。また、蒸気により、タバコの水分含有量が重量で最
大約２％ないし４％増大する。注入される蒸気は、タバ
コを周囲温度以上の温度、例えば１５０°Ｆから約２０
０°Ｆに加熱するのに十分な温度になっている。温度
は、約１５０°Ｆ以上が好ましく、約１７５°Ｆ以上に
なっているとさらに好ましい。

【００４７】本発明で使用する好ましい膨張方法によれ
ば、密度やバッチの大きさが異なるタバコを容易に膨張
させることができるため、加熱ゾーンの大きさ、または
（加熱ゾーンの体積を基準にした）単位体積ベースで加
熱ゾーンを加熱する場合の加熱速度、あるいはその両者
を変化させると都合がよい。本発明の実施の形態では、
格子状に分布させ、図５に示す閉塞プラグ７４のような
バリアで選択して覆うことができるように構成した複数
の蒸気注入ポート６８を使用すると、前記のように加熱
ゾーンの大きさや加熱速度を変化させることができる。
閉塞プラグ７４は、あらかじめ選択したポートに蒸気が
流入しないようにするために設ける。このプラグによ
り、密度や体積が小さいタバコバッチに当てる蒸気や熱
を減少させることができる。図５は、加熱ゾーン６３の
上部壁部内に配置した有用な蒸気ポート構成の平面図で
ある。予備圧縮したタバコバッチに蒸気を均等に注入す
るため蒸気マニフォルド内に設けた開口部の好ましい配
設状態を示すとともに、水平コンジットに出入りして透
過性のタバコバリアとなる、近接させて配置した複数の
歯の断面を示す、図５に示すように、複数の蒸気ポート
に閉塞プラグ７４がはめられ、その他の蒸気ポートには
凝縮液阻止プラグ７１がはめられている。図５には格子
状のポート構成を示し、閉塞プラグ７４を個々に描いて
あるが、ポートを選択して蒸気を阻止したり、一つのポ
ートまたはグループになったポートを選択して蒸気を供
給する様々なポート構成、配置を使用できることが明ら
かである。

【００４８】蒸気ポート６８には様々な直径にできる
が、含浸蒸気の速度および質を制御する所定の大きさに
することが好ましい。好ましい実施の形態では、低圧、
例えば１５ｐｓｉの湿潤蒸気を使用するとともに、十分
な速度以下の湿潤蒸気を放出して、先に述べたようにタ
バコの温度を約１２５°Ｆから約２００°Ｆの範囲まで
急速に上昇させるようにポートを構成してある。タバコ
を最大限まで膨張させる必要がない場合は、タバコバッ
チの加湿または加熱、あるいはその両方を行わないこと
もある。このような場合には、蒸気処理段階を省くこと
ができる。

【００４９】タバコバッチまたはその周辺における凝縮
液の発生を防止するには、水平コンジットの壁部を、図
１に明示した加熱要素８２で加熱することが好ましい。
所望の高レベルでタバコを一定して膨張させるには、タ
バコに追加する水分をタバコ全体に比較的均一に分布さ
せると有利である。ところが、凝縮液はタバコの局所部
分で集中的に吸収されるものと考えられ、したがって、
タバコを凝縮液にさらすのは避けることが好ましい。

【００５０】水平コンジット４７はほぼ矩形の断面を備
え、硬化アルミニュウムなど、装填部材５０が水平方向
に繰り返し移動することから生じる摩耗に耐える材料で
形成されていることが好ましい。水平コンジット４７の
側壁部４８には、価格が高く、摩擦を生じる水平コンジ
ット面を摩耗させることなく装填部材５０が楽に移動で
きるような面を形成する材料でできた力支承面８４が設
けられている。好ましい実施の形態において、面８４
は、水平コンジットの内部壁と装填部材の外部壁との間
を潤滑するように、また、装填部材のゆがみや作動停止
を防止するように、硬化プラスチックで形成されてい
る。力支承面８４を形成する材料の例としては、ＩＣＩ
Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．やＲＴＰ Ｃｏ．が販売
しているポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が含
まれる。

【００５１】作動時、装填部材５０は、圧縮部材３３が
閉じるのに伴い、スプール５３に向かって移動し、タバ
コバッチを水平コンジット４７にそって軸方向に移動さ
せる。装填部材５０の作動前、または作動初期段階で、
歯５５は、コンジット４７内のバリア位置５７に移動す
る。加熱ゾーン内、または加熱ゾーンに隣接し、歯５５
から長手方向上流側に隔たった所定の予備圧縮位置に達
すると、装填部材５０は停止する。予備圧縮位置は、タ
バコバッチに合わせて変化させることができ、タバコバ
ッチの体積、密度、および構成に基づいて決める。予備
圧縮位置は、歯５５に十分接近させて配置し、タバコバ
ッチが装填部材と歯との間の容積全体を占めるようにす
るのが好ましい。少なくとも体積で１０ないし５０％、
タバコを歯５５に当てて圧縮できれば好都合である。タ
バコバッチを歯５５に押圧するのと並行して、タバコを
加熱するのに十分な蒸気７０がタバコバッチ４３に注入
される。

【００５２】歯５５が水平コンジット４７から引き込ま
れ、装填部材５０は再度、コンジットにそって軸方向に
移動し、ついには完全に伸張した位置に達して、スプー
ルアセンブリ５３に隣接する。完全に伸張した位置で、
半円筒形状の装填部材５０は、スプール５３の接続ロッ
ドを取り巻くシェルの一部を形成し、その結果、圧縮さ
れたタバコが、含浸位置まで移動する間、スプールの接
続ロッド上に保持されるように働く。よって、図６に示
す装填位置で、スプールに湿ったタバコが装填される。

【００５３】装填部材の動き、歯の挿入および引き込
み、マニフォルドへの蒸気の供給は、所定の複数の命令
を組み込んだ制御手段により調整、制御し、上に述べた
ような工程を実施することが好ましい。先に説明したよ
うに、本発明においては、様々な制御手段を利用できる
ことは明らかである。

【００５４】以上、本発明を好ましい実施の形態を参照
して詳細に説明した。なお、前記の説明および特許請求
の範囲に明らかにした本発明の趣旨および範囲を逸脱す
ることなく、様々な変更、変形、および修正を実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タバコバッチのサイズ分け、供給、および加熱
を行う、本発明の好ましい装置の概略図である。

【図２】図１の装置の正面図である。

【図３】本発明の好ましいタバコバッチ形成チャンバを
示す、図２の線３−３についての側面図である。

【図４】図３のタバコバッチ形成チャンバの下部に位置
する、垂直および水平タバコ供給コンジットを部分的に
透視した拡大側面図である。

【図５】図４の線５−５についての部分的に透視した平
面図である。

【図６】図５の線６−６についての部分的に透視した断
面図である。

【符号の説明】

１０ タバコバッチ形成チャンバ １１ コンベア １２ 真空源 １３ 入口壁部 １５ 当接壁部 １６ チャンバ閉鎖部材 １７ スクリーン １８ アジャスタ ２２、２３ センサ ２４ バルブ ２５ 平面壁部部材 ２６ 旋回点 ２７、４０、４１ アクチュエータ ２８ 制御装置 ３０ 垂直コンジット ３２ コンジット封止部材 ３３ コンジット閉鎖部材 ３８ 平面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス・フオツクス 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、キヤリ スブルツク・レーン・36 (72)発明者 ロバート・カルバン・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、バミユーダ・ラン・1001 (72)発明者 ジエームス・エドワード・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 フランクリン・アレン・スタンプ、ジユニ ア 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、ロツク ウツド・ドライブ・2721

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ垂直な入口壁部および水平方向に間
   隔をおいて配置されたほぼ垂直な当接壁部により部分的
   に画定されるタバコバッチ形成チャンバと、 前記入口壁部と接続され、前記チャンバに空圧方式でタ
   バコを供給する入口であって、前記当接壁部を横切る方
   向に前記タバコを供給するように配置された入口と、 前記タバコを前記当接壁部に接して堆積させるだけの流
   量で、タバコを前記入口に供給するコンベアと、 前記チャンバ内に配置された調整可能スクリーンであっ
   て、空圧方式により前記入口を介して供給されるタバコ
   の上部バリアとなるとともに、 少なくとも二つの垂直位置の間を移動して前記タバコバ
   ッチ形成チャンバの容積を変化させることができる調整
   可能スクリーンと、 前記チャンバと動作可能に連結され、所定量のタバコが
   前記当接壁部に接して堆積したときを決定するセンサと
   を備える、タバコ加工システム用タバコバッチ形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記センサが、光検出器である請求項１
   に記載のタバコバッチ形成装置。
3. 【請求項３】 前記スクリーンの上下の圧力差を測定す
   るように前記検出器が配設されている請求項１に記載の
   タバコバッチ形成装置。
4. 【請求項４】 前記センサが、近接センサである請求項
   １に記載のタバコバッチ形成装置。
5. 【請求項５】 前記センサが、容量センサである請求項
   １に記載のタバコバッチ形成装置。
6. 【請求項６】 前記コンベアが空圧式コンベアである請
   求項１に記載のタバコバッチ形成装置。
7. 【請求項７】 前記スクリーンの垂直位置を変化させる
   ように、前記スクリーンに接続された位置アジャスタを
   さらに備える請求項１に記載のタバコバッチ形成装置。
8. 【請求項８】 所定の複数の命令に従って、前記位置ア
   ジャスタを作動させるように前記位置アジャスタに接続
   された制御装置をさらに備える請求項７に記載のタバコ
   バッチ形成装置。
9. 【請求項９】 前記入口チューブが、前記入口に接続さ
   れた第一の部分およびタバコ供給パイプの近くに配置さ
   れた第二の部分を備え、前記第二の部分の直径が、前記
   第一の部分の直径よりも大きい請求項１に記載のタバコ
   バッチ形成装置。
10. 【請求項１０】 前記チャンバの底部の少なくとも一部
    をチャンバ閉鎖部材が形成する第一の位置と、前記チャ
    ンバからタバコを放出するポートを画定する第二の位置
    との間を移動するように配設された前記チャンバ閉鎖部
    材により、前記チャンバがほぼ画定される請求項１に記
    載のタバコバッチ形成装置。
11. 【請求項１１】 前記閉鎖部材が、閉位置において、十
    分なガス封止部を形成する請求項１０に記載のタバコバ
    ッチ形成装置。
12. 【請求項１２】 前記チャンバ閉鎖部材を前記第一およ
    び第二の位置の間で移動させるアクチュエータをさらに
    備える請求項１０に記載のタバコバッチ形成装置。
13. 【請求項１３】 前記センサおよび前記閉鎖部材アクチ
    ュエータと関連して作動する制御装置をさらに備えるタ
    バコバッチ形成装置であって、 前記センサから送られる情報に応じて前記閉鎖部材アク
    チュエータを作動させる複数の命令が前記制御装置に組
    み込まれている請求項１に記載のタバコバッチ形成装
    置。
14. 【請求項１４】 タバコバッチ形成チャンバと、 側壁部、上部壁部、および下部壁部により画定される、
    水平方向に伸長するコンジットであって、前記バッチ形
    成チャンバと連通して作動する第一の部分を備え、前記
    チャンバから排出される個々のタバコバッチを周期的に
    受容するコンジットと、 前記コンジットと関連して作動し、前記コンジットの外
    部の引き込み位置と、前記コンジットの前記第一の部分
    と、前記コンジットの第二の端部との間の位置で、前記
    コンジット内を前記コンジットに対して横方向に伸長す
    るバリア位置との間を移動するように搭載された透過性
    バリアと、 前記水平コンジット内で軸方向に隣接した第一および第
    二の経路にそい、前記コンジットの第二の端部に向かっ
    て前記個々のタバコバッチを移動させるように配設され
    た装填部材と、 前記第１の経路が、前記コンジットの前記第一の部分
    と、前記バリア位置から長手方向に間隔をおいて配置さ
    れた所定の予備圧縮位置との間に伸長しており、前記予
    備圧縮位置と前記バリア位置との間の前記間隔が前記予
    備圧縮ゾーンを画定し、 前記第２の経路が、前記予備圧縮位置から前記コンジッ
    トの前記第二の端部に隣接する位置まで伸長しており、 前記予備圧縮ゾーンのコンジットの壁部を貫通し、前記
    予備圧縮ゾーンでタバコを加熱する蒸気源と連通する少
    なくとも一つの開口部とを備える、バッチ加工用タバコ
    膨張装置。
15. 【請求項１５】 前記水平コンジットの前記第一の部分
    と前記バッチ形成チャンバとを連通する垂直方向に向け
    たコンジットであって、 それぞれ開位置と閉位置との間を移動するように配設さ
    れた少なくとも二つの閉鎖部材によって画定される分離
    可能ゾーンを備える、垂直方向に向けられたコンジット
    と、 前記閉鎖部材の間の位置にある前記垂直方向に向けられ
    たコンジットに不活性ガスを流入させる不活性ガス供給
    パイプとをさらに備え、 前記閉鎖部材が閉位置にある場合に、前記垂直方向に向
    けられたコンジットにより、前記閉鎖部材と前記不活性
    ガス供給パイプが協働して、前記垂直方向に向けられた
    コンジットの前記分離可能ゾーンにガスバリアを形成す
    る請求項１４に記載のタバコ膨張装置。
16. 【請求項１６】 前記透過性バリアが、前記バリアを前
    記バリア位置から引き込むように配設されたアクチュエ
    ータと接続されて作動する請求項１４に記載のタバコ膨
    張装置。
17. 【請求項１７】 前記透過性バリアのアクチュエータに
    接続されており、前記バリアを前記バリア位置から引き
    込む所定の複数の命令を含む制御装置をさらに備える請
    求項１６に記載のタバコ膨張装置。
18. 【請求項１８】 前記予備圧縮ゾーンの前記側壁部に接
    続されて、前記側壁部を加熱するヒータをさらに備える
    請求項１４に記載のタバコ膨張装置。
19. 【請求項１９】 前記ヒータが、前記側壁部の温度を約
    ２００°Ｆ以上に保つように構成されている請求項１４
    に記載のタバコ膨張装置。
20. 【請求項２０】 ほぼ垂直な入口壁部および水平方向に
    間隔をおいて配置されたほぼ垂直な当接壁部により部分
    的に画定されたタバコバッチ形成チャンバと、 入口壁部と接続され、前記チャンバにタバコを供給する
    入口であって、前記当接壁部を横切る方向に前記タバコ
    を供給するように配置された入口と、 前記タバコを前記当接壁部に接して堆積させるだけの流
    量でタバコを前記入口に供給するコンベアと、 前記バッチ形成チャンバの下部に配置された、垂直方向
    に向けられたコンジットと、 前記垂直方向に向けられたコンジットの下部の位置に配
    置され、前記コンジットからタバコを受容する、水平方
    向に伸長する予備圧縮ゾーンと、 側壁部、上部壁部、および下部壁部によってほぼ画定さ
    れる前記予備圧縮ゾーンに接続された加熱ゾーンと、 前記予備圧縮ゾーンと接続されており、前記タバコを横
    方向に移動させて前記予備圧縮ゾーンおよび前記加熱ゾ
    ーンに流入させる装填部材と、 前記加熱ゾーンの前記上部壁部にそって配置され、前記
    タバコに蒸気を含浸させる蒸気ポートとを備える、バッ
    チ加工用タバコ膨張装置。
21. 【請求項２１】 蒸気の質および流量を制御するため
    に、前記蒸気ポートを所定の大きさで所定の数だけ備え
    ている請求項２０に記載のタバコ膨張装置。
22. 【請求項２２】 前記蒸気の速度と品質は、タバコの温
    度を少なくとも２００°Ｆまで上昇させ、その温度に維
    持するのに十分である請求項２１に記載のタバコ膨張装
    置。
23. 【請求項２３】 マニフォルドが前記蒸気チャンバの上
    部に延び、加熱ゾーンの前記上部壁部の前記蒸気ポート
    を収容する請求項２０に記載のタバコ膨張装置。
24. 【請求項２４】 選択して閉鎖することが可能な蒸気ポ
    ートを少なくとも一つ備える請求項２０に記載のタバコ
    膨張装置。
25. 【請求項２５】 前記蒸気ポートに挿入するように構成
    された凝縮液阻止プラグであって、蒸気を前記加熱ゾー
    ンに流入させる開口部を含む凝縮液阻止プラグを少なく
    とも一つ備える請求項２０に記載のタバコ膨張装置。
26. 【請求項２６】 重量で約１２％の水分含有量を有する
    タバコから所定量のタバコバッチを形成する段階と、 湿らせたタバコの前記バッチを含浸ゾーンに近接させて
    配置する段階と、 湿らせたタバコの前記配置されたバッチを蒸気に接触さ
    せて、タバコバッチの温度を十分に上昇させる段階と、 前記蒸気に接触させたタバコバッチを含浸ゾーンに装填
    する段階と、 前記タバコに膨張剤を含浸させる段階とを含む、タバコ
    の膨張方法。
27. 【請求項２７】 少なくとも一つの端部壁部と、チャン
    バ閉鎖部材を備えるバッチ形成チャンバにタバコを空圧
    方式で供給する段階と、 前記端部壁部から水平方向に伸長するタバコの連続層を
    前記チャンバ内で形成する段階と、 前記タバコ層が前記端部壁部から水平方向に所定の距離
    だけ延びている状態を検出する段階と、 チャンバ閉鎖部材を開いて、前記チャンバからタバコを
    放出する段階とをさらに含む請求項２６に記載の方法。
28. 【請求項２８】 前記チャンバの下部に位置する、水平
    方向に向けたコンジットであって、前記チャンバ閉鎖部
    材およびコンジット封止部材によって画定される分離可
    能ゾーンを備えるコンジットに、前記チャンバからタバ
    コを放出する段階と、 前記チャンバ閉鎖部材が開いている間、前記コンジット
    封止部材を閉位置に保持する段階と、 放出されたタバコを前記コンジット封止部材の表面に維
    持する段階と、 前記チャンバ閉鎖部材を閉じる段階と、 前記コンジット封止部材を開き、タバコバッチを放出す
    る段階とをさらに含む請求項２７に記載の方法。
29. 【請求項２９】 前記放出されたタバコバッチを予備圧
    縮する段階をさらに含む請求項２８に記載の方法。
30. 【請求項３０】 移動可能な装填部材を設ける段階と、 前記装填部材を前記タバコバッチに対して移動させる段
    階と、 前記タバコを当接面に押し付け、バッチの予備圧縮を行
    う段階とをさらに含む請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】 前記当接面を取り除き、前記装填部材
    によりタバコバッチをさらに押し付けることができるよ
    うにする請求項３０に記載の方法。
32. 【請求項３２】 前記タバコバッチに蒸気を当てる段階
    をさらに含む請求項２９に記載の方法。
33. 【請求項３３】 側壁部および上部壁部を具備する加熱
    ゾーンを備える段階と、 前記壁部を所定の温度まで加熱する段階とをさらに含む
    請求項３２に記載の方法。
34. 【請求項３４】 往復運動を行うように配設されたスプ
    ールに前記蒸気を当てたタバコを装填する段階と、 前記タバコを膨張剤に接触させる段階とをさらに含む請
    求項３２に記載の方法。