DE19857020A1 - Feueranzünder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gas-Zigarettenfeuerzeug, ein Mehrzweckfeuer­ zeug oder einen anderen derartigen Feueranzünder, bei dem in einem Brennstofftank gespeichertes Brenngas verdampft wird und das ver­ dampfte Gas von einer Strahldüse ausgestoßen wird, insbesondere be­ trifft die Erfindung die Brennstoffzufuhr bei einem solchen Gerät.

Bei einem Zigaretten-Gasfeuerzeug, einem Mehrzweckfeuerzeug oder einem anderen Feueranzünder dieser Art, insbesondere bei einem Feuer­ anzünder mit innerer Verbrennung (mit einem Vorgemisch-Ver­ brennungssystem), bei dem das Zünden und Verbrennen erfolgt, nach­ dem Luft mit dem aus der Strahldüse ausgestoßenen Brenngas vorge­ mischt wurde, ist die Öffnung der Strahldüse (Düsenplatte) sehr klein (der Durchmesser beträgt 50-100 µm), damit Gas mit hohem Strömungs­ durchsatz ausgestoßen wird. Da dieser Bereich mit kleinem Durchmesser sehr leicht durch Fremdmaterial verstopft wird, kommt es häufig auf­ grund unzureichenden Gasausstoßes zu Zündstörungen.

Um diesen Nachteil zu überwinden, schlägt die japanische Gebrauchs­ musterveröffentlichung 5(1993)-18609 eine Methode vor, ein Filter aus einem gewobenen oder nicht-gewobenen Metallfaserstoff stromaufwärts bezüglich der Strahldüse oder am Primärlufteinlaß anzuordnen, um Staub und andere Fremdstoffe abzufangen, bevor diese an der Strahldüse haf­ tenbleiben und sie verstopfen können.

Die Anbringung eines solchen Filters aus gewebtem oder nicht-geweb­ tem Metallfaserstoff verhindert allerdings nicht vollständig das Problem von Zündstörungen aufgrund einer Verstopfung der Strahldüse.

Um den speziellen Grund hierfür zu ermitteln, wurde ein Feueranzünder mit einer so verstopften Düse zerlegt, und es wurde das an der Strahl­ düse (der Düsenplatte) haftengebliebene Fremdmaterial analysiert. Die Analyse deckte das Vorhandensein von Dioctylphthalat (DOP) auf. DOP ist eine hochviskose Substanz, die üblicherweise Gummimaterialien als Weichmacher beigemischt wird, und die üblicherweise in den O-Ringen, im Ventilgummi und anderen Gummidichtungen enthalten ist, die sich in einem Feueranzünder befinden.

Wenn nun solche Gummidichtungen in Berührung mit dem Brenngas gelangen, wird das darin enthaltene DOP in das Gas eluiert. Tests haben gezeigt, daß, wenn das Brenngas zum Verbrennen aus der Strahldüse ausgestoßen wird, der Gasdruck den eluierten Stoff bis hin zu der Strahldüse treibt, wo er haftenbleibt und den Düsenbereich verstopft. Da das eluierte DOP in der Form einer viskosen Flüssigkeit vorliegt, kann der Gasdruck etwas von diesem Material sogar durch eine Metallfaser- Filtermembrane des oben angegebenen Typs treiben, die sich in dem Brenngaskanal befindet. Deshalb kann das Material auch den Bereich kleinen Durchmessers erreichen, wo es aufgrund seiner hohen Viskosität fest haftenbleibt. Das haftengebliebene DOP wird von dem abgestrahlten Gas nicht vollständig weggeblasen, sondern es sammelt sich als ölige Masse an, die das Abstrahlen des Gases behindert. Außerdem fängt es Umgebungsstaub und andere Fremdstoffe ein, wodurch der Ausstoß des Gases zusätzlich behindert wird. Das Material ist also Ursache für Zünd­ versagen.

Eluierter Weichmacher ist nicht der einzige Grund für die Verstopfung des Bereichs kleinen Durchmessers der Strahldüse. Andere Ursachen beinhalten Metallpulverpartikel, die bei der zerspanenden Bearbeitung des Bauteils entstehen, ferner Staub und dergleichen, der beim Zusam­ menbau des Feueranzünders in diesen hineingelangt.

Angesichts der vorstehend angesprochenen Probleme ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Feueranzünder anzugeben, der ein Ver­ stopfen der Strahldüse in dem Gaskanal durch Fremdstoffe verhindert.

Offenbarung der Erfindung

Um die obigen Probleme zu überwinden, schafft die vorliegende Erfin­ dung einen Feueranzünder, mit einer Strahldüse zum Abstrahlen von Brenngas, einem Gaskanal für zu verbrennendes Gas, welcher sich von einem Brennstofftank aus zu der Strahldüse erstreckt, und mit einem gesinterten Filter aus gesintertem Pulver, eingefügt in den Gaskanal stromaufwärts eines Abschnitts mit kleinem Durchmesser. Der gesinterte Filter ist vorzugsweise aus gesintertem Polyethylenpulver hergestellt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die in dem Gaskanal befind­ liche Strahldüse eine Düsenplatte, die mit einem kleinen Loch vorbe­ stimmten Durchmessers ausgebildet ist, und der gesinterte Filter ist in dem Gaskanal stromaufwärts bezüglich der Düsenplatte eingesetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das gesinterte Filter in ein Verbindungsgummi eingesetzt, der in einen Spitzenbereich einer Ver­ bindungsdüse eingesetzt ist, der sich stromaufwärts bezüglich der Strahl­ düse befindet.

Der in den Gaskanal stromaufwärts des Teils mit dem kleinen Durch­ messer eingesetzte gesinterte Filter fangt eluierte Weichmacher sowie Fremdstoffe ab, die zusammen mit dem Gas durch den Gaskanal hin­ durchgelangen, um zu verhindern, daß Fremdstoffe an dem Teil mit kleinem Durchmesser der Düsenplatte der Strahldüse oder eines Strö­ mungsaufspalters haftenbleiben und verstopfen. Die Erfindung gewähr­ leistet somit eine korrekte Verbrennung ohne Zündstörungen oder Zünd­ versagen aufgrund einer Behinderung oder Störung der Brennstoffzufuhr.

Von besonderer Bedeutung ist, daß der gesinterte Filter Hohlräume hat, die derart geformt sind, daß große Massen von eluiertem Weichmacher eingefangen werden, und der Filter dreidimensional strukturierte Gas­ kanäle beinhaltet. Selbst wenn ein Teil des gesinterten Filters blockiert ist durch haftengebliebenen eluierten Weichmacher oder dergleichen, so kann er dennoch über lange Zeit hinweg eine ausreichende Gesamt- Gasdurchlässigkeit und Gasleitfähigkeit aufweisen, während er gleich­ zeitig eine hohe Fremdmaterial-Sperreigenschaft besitzt, durch die ein Durchgang von Fremdstoffen aufgrund des Gasdrucks nicht ermöglicht wird.

Wenn ein gesinterter Filter aus gesintertem Polyethylenpulver verwendet wird, so kann das gleiche Material verwendet werden, wie es üblicher­ weise für den Ansaugdocht eines Feueranzünders verwendet wurde. Da das Material des Ansaugdochts nun auch als Material für den gesinterten Filter eingesetzt werden kann, werden die Fertigungskosten niedrig gehalten.

In dem Feueranzünder, in dessen Gaskanal sich eine Düsenplatte mit einem kleinen Loch vorbestimmten Durchmessers befindet, läßt sich der gesinterte Filter in einfacher Weise installieren, beispielsweise in dem Verbindungsgummi, welches sich stromaufwärts bezüglich der Düsen­ platte befindet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Schnittansicht des wesentlichen Teils eines Feuer­ anzünders gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Teils der Fig. 1.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt den aufgeschnittenen Aufbau des wesentlichen Teils eines Gas-Zigarettenfeuerzeugs als Beispiel für eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Feueranzünders. Die Figur ist eine vergrößerte Darstellung dieses Feuerzeugs.

Dieses Gasfeuerzeug 1 hat weitestgehend herkömmlichen Aufbau. Es besitzt einen Haupttankkörper 2 zur Aufnahme von Brenngas im unteren Bereich. Der Haupttankkörper 2 besteht aus Kunstharz und nimmt ein unter hohem Druck stehendes Brenngas auf, zum Beispiel Butangas. Eine Ventileinrichtung 3 mit einer Verbindungsdüse 5 zum Abstrahlen des Brenngases ist oben auf dem Haupttankkörper 2 angeordnet, unter­ gebracht in einem Ventilgehäuse 4. Ein Brenner 21 und ein Brennzylin­ der 20, gebildet durch ein Verbrennungsrohr 22, sind oberhalb der Verbindungsdüse 5 installiert, um einen Gaskanal zum Verbrennen des von der Verbindungsdüse 5 abgestrahlten Brenngases zu bilden. Als Gasverbrennungssystem verwendet der Verbrennungszylinder 20 das Primärluft-Mischsystem mit innerer Verbrennung, das das Ansaugen und das Zumischen von Primärluft vorsieht.

Eine (nicht gezeigte) piezoelektrische Einheit befindet sich auf der Seite der Ventileinrichtung 3. Ein (nicht gezeigtes) Betätigungsglied befindet sich oben an der piezoelektrischen Einheit, um die Verbindungsdüse 5 zu betätigen, damit diese Brenngas als Strahl abgibt, und um die piezo­ elektrische Einheit zu betätigen, damit das ausgestoßene Brenngas ent­ zündet wird. Der Verbrennungszylinder 20 ist auf dem Haupttankkörper 2 gelagert, wobei er von einem Innengehäuse 23 gehalten wird.

Die Ventileinrichtung 3 stößt Gas an ihrer Spitze aus, wenn ein Kanal durch Aufwärtsbewegung der Verbindungsdüse 5 geöffnet wird. Ein L- förmiger Bedienhebel 30, dessen einer Endbereich mit der Verbin­ dungsdüse 5 in Eingriff steht, ist verschwenkbar an einem Schwenkpunkt in seiner Mitte gelagert. Ein Betätigungsabschnitt an seinem anderen Ende wird ansprechend auf die Betätigung des vorerwähnten Betäti­ gungsglieds gedreht, um den Ausstoß von Gas über die Verbindungsdüse 5 einzuleiten und zu beenden.

Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, befinden sich zwischen dem Spitzenbereich der Verbindungsdüse 5 und dem Brenner 21, der durch den Verbrennungszylinder 20 definiert wird, ein Verbindungsgummi 31 und eine Strahldüse 36. Jedes dieser Teile besitzt ein Mittelloch, um einen Gaskanal zu bilden.

Der Spitzenbereich der Verbindungsdüse 5 ist in den Boden des Ver­ bindungsgummis 31 eingeführt und kann vorgerückt und zurückgezogen werden. Die Strahldüse 36 ist in den Boden des Brenners 21 eingesetzt.

Die Strahldüse 36 besteht aus einem Plattendruckteil 32, einer Düsen­ platte 33 und einem Plattenhalter 34. Die Düsenplatte 33 ist einge­ klemmt zwischen dem Plattendruckteil 32 und dem Plattenhalter 34, wobei der obere Teil des Verbindungsgummis 31 in den Innenraum des Plattendruckteils 32 eingepaßt ist. Die Düsenplatte 33 ist mit einem kleinen Loch 33a vorbestimmten Durchmessers (zum Beispiel 50-70 µm) ausgebildet und kann Gas mit hoher Geschwindigkeit in den Brenner 21 ausstoßen.

Ein aus gesintertem Pulver gefertigter gesinterter Filter 35 ist in das Innere des Verbindungsgummis 31 derart eingesetzt, daß er sich in dem Gaskanal an einer Stelle befindet, die der Öffnung an der Spitze der Verbindungsdüse 5 gegenüberliegt. Der gesinterte Filter 35 ist als po­ röses Element aus Polyethylenpulver hergestellt (das Pulver besitzt eine mittlere Partikelgröße von zum Beispiel 140 Maschen), wobei das Pulver zur Bildung eines Sinterkörpers (zum Beispiel 10 Minuten lang bei 170°C) gesintert wurde. Der gesinterte Filter 35 ist typischerweise eine Scheibe mit einem Durchmesser von 1,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm.

Das Ventilgehäuse 4 ist in den aus Kunstharz bestehenden Haupttank­ körper 2 eingesetzt. Ein Hauptventilkörper 7 ist in ein Aufnahmeloch eingesetzt, welches so ausgebildet ist, daß es das Innere des Ventilge­ häuses 4 durchsetzt, wobei ein Befestigungsglied 8 eingeschraubt ist, um das Ventilgehäuse gegen den Ventilhauptkörper 4 zu drücken. Die dünne, röhrchenähnliche Verbindungsdüse 5 ist derart im Inneren des Ventilhauptkörpers 7 und des Befestigungsglieds 8 angeordnet, daß es sich in axialer Richtung frei verschieblich bewegen kann.

Die Verbindungsdüse 5 besitzt einen internen Kanal, dessen eines Ende (oberes Ende) von der Mitte des Befestigungsglieds 8 als Ausstrahl­ öffnung vorsteht, während das andere (untere) Ende durch einen darin eingesetzten Ventilkörper 9 verschließbar ist, und der Mittelbereich der Verbindungsdüse mit seiner Umgebung über eine Öffnung in Verbindung steht. Ein in der Mitte des unteren Endbereichs des Ventilhauptkörpers 7 ausgebildetes Loch bildet einen Ventilsitz für den Ventilkörper 9, durch den dieses Mittelloch geöffnet und geschlossen werden kann. Die Ver­ bindungsdüse 5 wird von einer Ventilfeder 10, die zwischen ihr selbst und der oberen Innenfläche des Befestigungsglieds 8 zusammengedrückt ist, in Richtung des Ventilsitzes gedrängt.

Ein aus porösem Material gefertigter Saugdocht 12 ist in einen Docht­ halter 11 eingeführt und in den Boden des Ventilgehäuses 4 eingepaßt. Ein Durchsatzregulierfilter 14 befindet sich am oberen Ende des Docht­ halters 11 und wird von einem nagelähnlichen Befestigungsglied 13 gehalten.

Ein O-Ring 16 ist als Gasdichtung zwischen den Außenumfang des Ventilhauptkörpers 7 und die Innenfläche des Ventilgehäuses 4 einge­ setzt, ein O-Ring 17 (ein Gewinde-O-Ring) ist als Gasdichtung zwischen dem Außenumfang der Verbindungsdüse 5 und der Innenfläche des Befestigungsglieds 8 angeordnet. Der O-Ring 17 steht mit einem Ende der Ventilfeder 10 in Berührung. Ein O-Ring 18 (Dichtungsring) befin­ det sich außerdem zwischen dem Spitzenbereich des Befestigungsglieds 8 und einer Stufe der Innenfläche des Ventilgehäuses 4.

Der Verbrennungszylinder 20 besteht aus dem Brenner 21 an seinem unteren Teil und dem Verbrennungsrohr 22, welches an dem Brenner 21 befestigt ist und sich von diesem ausgehend nach oben erstreckt. Der Gaskanal verläuft durch den mittleren Bereich des Brenners 21. In der Seitenfläche des Brenners 21 ist an einer Stelle in der Nähe seines unteren Teils oberhalb des darin eingesetzten Plattenhalters 34 ein Primärluftloch 24 ausgebildet.

Eine Wirbelplatte 25 und ein Metallsiebglied 26 befinden sich am oberen Endbereich des Brenners 21. Von einem Elektrodenhalter 29 wird eine Entladungselektrode 28 so gehalten, daß sie sich durch die Seite des Verbrennungsrohrs 22 hindurch erstreckt, wobei ihre Spitze in das Innere des Verbrennungsrohrs weist.

Wird der Bedienhebel 30 gedreht, wird dadurch die Verbindungsdüse 5 gegen die Kraft der Ventilfeder 10 angehoben, wodurch der Ventilkörper 9 von dem Ventilsitz des Ventilhauptkörpers 9 getrennt wird. Aus dem Tank über den Saugdocht 12 hochsteigendes Brenngas gelangt über den Außenumfang des nagelähnlichen Befestigungsglieds 13 und anschließend vom Umfangsbereich des Durchsatzregulierfilters 14 in Richtung zu dessen Mitte. Das im Durchsatz regulierte Gas gelangt aus dem Inneren des Hauptventilkörpers 7 durch den die Verbindungsdüse 5 umgebenden Bereich in den Innenkanal der Verbindungsdüse 5, um an dessen Spitze ausgestoßen zu werden. Das von der Verbindungsdüse 5 ausgestoßene Brenngas strömt durch den gesinterten Filter 35, der jegliches mitgeführ­ te Fremdmaterial beseitigt, um dann durch das kleine Loch 33a der Düsenplatte 33 der Strahldüse 36 hindurch mit hoher Geschwindigkeit in den Gaskanal des Brenners 21 zu gelangen. Der im Verhältnis zur Strö­ mungsgeschwindigkeit und der Menge des einströmenden Gases ent­ stehende Unterdruck saugt Primärluft über das Primärluftloch 24 in der Seite des Brenners 21 ein. Das einströmende Gas und die Primärluft werden aufgrund des Durchgangs durch das Metallsiebglied 26 und die Wirbelplatte 25 vermischt, und das Gasgemisch steigt in das Verbren­ nungsrohr 22. Das Gasgemisch brennt dann, wenn es durch die Funken­ entladung durch die Entladungselektrode 28 gezündet wird.

Da der gesinterte Filter 35 sich in der Nähe der stromaufwärtigen Seite der Düsenplatte 33 der Strahldüse 36 befindet, wo der Gaskanal am schmalsten ist und mithin am empfindlichsten für das Haftenbleiben von Fremdmaterial ist, wird jeglicher aus den Gummiteilen eluierter Weich­ macher von dem gesinterten Filter 35 eingefangen und daran gehindert, die Düsenplatte 33 zu erreichen. Eine Beeinträchtigung des Brennstoff- Zuführvermögens durch Verstopfung wird also verhindert, so daß ein hervorragendes Zünden und Brennen gewährleistet wird.

Die Stelle des gesinterten Filters 35 ist nicht auf die für diese Aus­ führungsform speziell beschriebene Stelle beschränkt. Anstatt von der Düsenplatte 33 überdeckt zu werden, kann der gesinterte Filter stattdessen auch in dem internen Kanal der Verbindungsdüse 5 installiert werden, oder - bei einem Aufbau ohne eine solche Düsenplatte 33 - in dem Gaskanal stromaufwärts der Strahlöffnung der Verbindungsdüse 5.

Claims (4)

1. Feueranzünder, mit einer Strahldüse (36) zum Ausstoßen von Brenn­ gas, einem Gaskanal für zu verbrennendes Gas, welcher sich von einem Brennstofftank (2) zu der Strahldüse (36) erstreckt, und einem gesinter­ ten Filter (35) aus gesintertem Pulver, eingefügt in den Gaskanal strom­ aufwärts eines Abschnitts (33a) mit kleinem Durchmesser.

2. Feueranzünder nach Anspruch 1, bei dem der gesinterte Filter (35) aus gesintertem Polyethylenpulver hergestellt ist.

3. Feueranzünder nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Strahldüse in dem Gaskanal eine Düsenplatte (33) mit einem kleinen Loch (33a) vor­ bestimmten Durchmessers enthält, wobei der gesinterte Filter (35) in den Gaskanal stromaufwärts bezüglich der Düsenplatte (33) eingesetzt ist.

4. Feueranzünder nach Anspruch 3, bei dem der gesinterte Filter in einem Verbindungsgummi (31) installiert ist, welches in einen Spitzenbe­ reich einer Verbindungsdüse (5) eingesetzt ist, der sich stromaufwärts der Strahldüse (36) befindet.