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Brennerdüse für Gasfeuerzeuge
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Die Erfindung betrifft eine Brennerdüse für Gasfeuerzeuge bestehend
aus einem durch einen Flüssiggastank hindurchgeführtes Düsenrohr, dessen oberes
Ende mittels einer die Brenneröffnung enthaltenden überwurfmutter gegen den Gas
tank abgedichtet ist und in dessen unterem Ende eine umfangsmäßig gegen den Gastank
abgedichtete Regulierspindel bezüglich einer aus elastischem, gasdurchlässigen Material
bestehenden Drosselscheibe verstellbar geführt ist, deren mehr oder weniger zusammengepreßter
Querschnitt für die an einem Kolben im Düsenrohr vorbei zur Brenneröffnung strömende
Gasmenge maßgebend ist, wobei der entgegen einer Federvorspannung von außen betätigbare
Kolben in seiner Schließstellung
einen von der Oberseite der Drosselscheibe
ausgehenden Verbindungskanal mittels eines Abdichtkörpers abschließt.
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Die Öffnung geht aus von einer Brennerdüse der vorbezeichneten Art,
die in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 24 56 974.2 vom 3.12.1974
gezeigt und beschrieben ist. Bei diesem Feuerzeug gelangt das im Tank gespeicherte
Flüssiggas durch seinen Eigendruck und auch mit Hilfe eines angeschlossenen Dochtes
in die aus Filz, Schaumstoff o. ä. Material bestehende Drosselscheibe, die von der
Regulierspindel in einem soweit zusammengepreßten Zustand gehalten wird, daß damit
das noch hindurchströmende Gas auf eine bestimmte Flammhöhe eingestellt ist. Das
durch die Drosselscheibe hindurchgetretene Gas ist aufgrund des in diesem Bereich
des Feuerzeuges bereits vorhandenen Druckabfalls entspannt und somit in seiner Gasphase,
so daß es innerhalb des Düsenrohres am Umfang des Kolbens vorbei in die Brenneröffnung
strömt und dort abbrennt. Ein aus der Brenneröffnung herausragender Abschnitt des
durch Federkraft nach oben vorgespannten Kolbens wird beim Schließen des Feuerzeugs
durch den Gehäusedeckel abwärts gedrückt, wobei ein am unteren Ende des Kolbens
vorgesehener Abdichtkörper sich gegen eine Sitzfläche legt und den weiteren Gaszustrom
absperrt.
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Wenn zum Zünden des Feuerzeuges der Gehäusedeckel aufgeklappt wird,
entspannt sich die Vorspannfeder und hebt den Kolben vom Abdichtkörper bzw. letzteren
von seiner Sitzfläche ab, so daß nunmehr sofort das unter Druck stehende Gas der
Brenneröffnung zuströmt und dort gezündet werden kann. In der Praxis hat sich nun
nachteilig
herausgestellt, daß beim sofortigen Zünden, sobald der Kolben von der Ventilsitzfläche
abgehoben worden ist, das Gas mit einer größeren Flamme abbrennt, als diejenige,
die durch die Regulierspindel für den Dauerbetrieb eingestellt worden ist. Zuweilen
ist der Gasanfall beim Zünden so groß, daß eine Stichflamme entsteht, wodurch sich
der Benutzer beim Anzünden einer Zigarette Verbrennungen zuziehen, u. U. auch einen
Brand verursachen kann. Es konnte bisher nicht bis in die letzten Einzelheiten geklärt
werden, welche Ursache maßgeblich an der Bildung von anfänglichen übergroßen Flammen
oder StichElammen nach dem Zünden des Feuerzeuges beteiligt sind. Zu diesen Ursachen
bzw. Einflußgrößen gehören voraussichtlich die Größe des Raumes innerhalb des Düsenrohres
zwischen dem Ventilsitz und der Brenneröffnung, und zwar unter Berücksichtigung
der Tatsache, daß innerhalb eines größeren Raumes auch eine größere Gasmenge verdampfen
und sich entspannen kann, die dann beim Zünden auf einrnal zur Verfügung steht,
bis sich mit dem nachströmenden Gas statische Bedingungen eingestellt haben. Eine
andere Einflußgröße ist durch den Bereich gegeben, der sich stromauf hinter der
Ventilsitzfläche des Abdichtkörpers befindet, von dem aus eine direkte Verbindung
zu dem unter überdruck stehenden Flüsiggas besteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennerdüse für Gasfeuerzeuge
der eingangs angegebenen Bauart so auszugestalten, daß sie eine feinfühlig regelbare
gleichmäßige Gasströmung zur Brenneröffnung gewährleistet und einen stärkeren Gasanfall
mit Stichflammenwirkung beim oder kurz nach dem Zünden ohne Rücksicht auf die jeweilUe
Haltung des Feuerzeuges mit Sicherheit vermeidet.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgahe dadurch gelöst, daß die Drosselscheibe
eine auf den Verbindungskanal ausgerichtete Öffnung aufweist, deren Raum in der
Schließstellung des Kolbens durch Verformung des aus elastischem Material bestehenden
Abdichtkörpers ausgefüllt ist, welcher mit einem Randbereich auf einem nach unten
konisch verjüngten Abschnitt des Verbindungskanals aufliegt.
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Durch Verwirklichung dieses Vorschlags wurden in überraschender Weise
die oben beschriebenen Nachteile im Zusammenhang mit der ungleichmäßigen Gaszuführung
und Stichflammenbildung beim Zünden des Gasfeuerzeuges vollständig beseitigt. Dies
läßt sich einerseits darauf zurückführen, daß der-bisher vorgesehene direkte Anschluß
der Drosselscheibe an einen in den Flüssiggastank hineinragenden Docht beseitigt
worden ist und die Gaszuführung zur Drosselscheibe nur noch über die Feingewindegänge
der Regulierspindel besteht, wodurch zumindest für den statischen Betrieb, eine
gewisse Vordrosselung erreicht wird. Der erfindungsgemäße Erfolg ist aber vor allem
darauf zurückzuführen, daß der Raum hinter der Reduzierscheibe bis zu dem als Ventil
wirkenden Abdichtkörper auf einen Kleinstwert gebracht oder, wenn möglich, ganz
beseitigt wird. Aufgrund dieser Maßnahmen kann nunmehr bei an seinen Ventilsitzflächen
anliegendem Abdichtkörper das Gas, teilweise in f-lüssiger, teilweise in verdampfter
Form, nur noch bis in die Drosselscheibe vordringen, womit dann der beim öffnen
des Ventils zur Verfügung stehende und zu verdampfende Gasvorrat bemessen ist. Diese
Bemessung entspricht dann praktisch der Gasmenge, die während des statischen Feuerzeugbetriebes
gleichmäßig zum Verbrennen an der Brenneröffnung nachströmt. Das Wesen der Erfindung
besteht
somit darin, bei geschlossenem gasventil bzw. bei vom Kolben
zusammengcdrückten Abdichtköprer das sich an die Drosselsclleibe anschließende Volumen
des Verbindungskanals zu beseitigen und die konstruktive Ausgestaltung so auszuführen,
daß beim Abheben des Kolbens durch öffnen des Feuerzeugdeckels der Abdichtkörper
selbsttätig den vorher ausgefüllten Raum soweit freigibt, daß eine ungestörte gleichmäßige
Gasströmung zur Brenneröffnung gewährleistet ist.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht deshalb nicht zuletzt
in der mittigen Öffnung oder Ausstanzung der aus Filz, Schaumstoff oder einem anderen
geeignet nachgiebig porösen Platerial bestehenden Drosselscheibe, die durch die
Stirnfläche der Regulierspindel mehr oder weniger an einer Radialschulter innerhalb
des Düsenrohres zusammengepreßt wird. Ohne die mittige Ausnehmung würde die Drosselscheibe,
die in diesem Bereich nicht hinterstützt ist sondern dem Verbindungskanal gegenüberliegt,
ein Speichervolumen darstellen, das sich mit Flüssigkeit füllt, sobald der Abdichtkörper
gegen die Ventilsitzfläche gedrückt worden ist. Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag
wird demgegenüber der Abdichtkörper bis in die Öffnung der Drosselscheibe hineinverdrängt,
um jeglichen, unerwünschten Speicherraum für unter Druck stehendes Gas zu beseitigen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der aus elastischem
Material bestehende Abdichtkörper einen im Durchmesser größeren zylindrischen Abschnitt
aufweisen, der dem unteren Ende des Kolbens und der diesen aufnehmenden Bohrung
im Düsenrohr zugeordnet ist sowie einen daran nach unten anschließenden Abschnitt
kleineren Durchmessers, der mindestens in verformtem Zustand in die Öffnung der
Drosselscheibe
hineinragt.
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Bei dieser abgesetzten zylindrischen Porm des Abdichtkörpers liegt
der verbreiterte Randbereich auf dem verjüngten Abschnitt des Verbindungskanals
auf und wird in die Verjüngung hinein bzw. nach unten gedrückt, wenn der Kolben
in seiner Schließstellung durch den Feuerzeuqdeckel belastet i--i. In diesem Zustand
erstreckt sich der untere Abschnitt des Abdichtkörpers bis in den Raum der Ausnehmung
innerhalb er Drosselscheibe, womit jegliches Speichervolunn zwischen der eigentliegen
Drosselstelle und der abdichtenden Ventil sitzfläche beseitigt worden ist.
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Bei einer anderen Ausführungsforni kann der aus elastischer Material
bestehende Abdlchtkörrer Kugelform besitzen, während die onisch verengte Sitzfläche
des Verbindungskanals einen flachen Keye nkel aufweist.
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Dabei erstreckt sich die Konisch verjüngte Sitzfläche für den kugelförmigen
Verscalußkörper zweckrnäßigerweise nahe bis an die radiale Abstützebene der Drosselscheibe
heran. Der Vorteil dieser Variante besteht in der besonders einfachen Montage des
Abdichtkörpers, da die Kugel in jeder beliebigen Stellung auf die Sitz fläche im
Verbindungskanal aufgebracht werden kann. Damit der Abdichtkörper auch bei Kugelform
in die mittlere Ausnehmung der Drosselscheibe eindringen kann, sollte die nach unten
verjüngte Sitzfläche des Verbindungskanals praktisch direkt, d. h. mit einer gerade
noch die Festigkeit gewährleistenden Wandstärke, in die radiale Abstützebene für
die Drosselscheibe übergehen.
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Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß die Regulierspindel mit Feingewinde im unteren Ende des Düsenrohrs verstellbar
aufgenommen
ist, wobei das Feingewinde Anschluß an den Gastank
besitzt und als Vordrosselung des zur Brennerdüse strömenden Gases vorqesehen ist.
Diese Bauweise führt zu einer vereinfachten Montage, da das Düsenrohr, das am oberen
Ende mit Hilfe der ijberwurfmutter bezüglich des Gastanks festgeleyt ist, am unteren
Ende im wesentlichen durch die Umfangsdichtung der Regulierspindel geführt ist und
oberhalb dieser Dichtung mit dem im Tank befindlichen Flissiggas in Verbindung steht.
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Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei welcher anstelle einer
Drosselscheibe ein aus geeignetem Material bestehender Drosselring vorgesehen ist,
dessen Außendurchmesser dem der Aufnahmebohrung im Düsenrohr für die Regulierspindel
entspricht, während der Innendurchmesser dieses Rinyes nicht viel kleiner ist. Voraussetzung
für eine befriedigende Funktion hierbei ist ein ausreichend elastisches, standfestes,
jedoch gleichzeitig das Gas ausreichend drosselndes Material für den Drosselring.
In diesem Fall braucht die der Regulierspindel gegenüberliegende radiale Abstützfläche
nur eine kleine radiale Erstreckunqsrichtung zu haben, so daß die Querschnittsreduzierung
des Abdichtkörpers nach unten und auch die nach unten verjüngte Sitzfläche entfallen
können.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die Zeichnung einen vergrößerten schematischen
Längsschnitt durch ein Düsenrohr im Bereich der Regulierspindel, der Drosselscheibe
und des Abdichtkörpers zeigt.
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Entsprechend der schematischen Darstellung ist ein Düsenrohr 10 innerhalb
eines umgebenden Flüssiggastanks angeordnet und an seinem nicht gezeigten oberen
Ende mittels einer Überwurfmutter bezüglich einer oberen Öffnung des Gastanks festgelegt
und abgedichtet Die überwurfmutter liegt außen auf dem Gastank an und zieht mit
ihrem Innengewinde einen Radialbund des Düsenrohres gegen eine entsprechende Anlage-
und Dichtfläche. Die Überwurfmutter besitzt eine zentrische vertikale Brenneröffnung,
durch die sich das verjüngte obere Ende eines Kolbens 11 erstreckt.
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Der Kolben 11 ist innerhalb einer Bohrung 12 des Düsenkörpers 10 untergebracht
und besitzt einen verjüngten unteren Endabschnitt 13. Eine Druckfeder 14 umgibt
den verjüngten unteren Abschnitt 13 des Kolbens und spannt den Kolben 11 nach oben
vor, indem sich die Feder mit ihrem unteren Ende an einem Radialbund zwischen der
Bohrung 12 und einem Verbindungskanal 15 abstützt. Das untere Ende des verjüngten
Kolbenabschnittes 13 ragt in den Verbindungskanal 15 und ist im Beach seines Verstellhubes
innerhalb dieses Verbindungskanals 15 geführt.
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In der dargestellten Öffnungsstellung des Kolbens 11, d. h. dann,
wenn die Vorspannfeder 14 den Kolben 11 nach oben. drückt bis zur Anlage eines nicht
gezeigten Radialbundes an der oberen Uberwurfmutter, ragt der Kolben mit seinem
oberen Stiftende durch die Brenneröffnung hinduti nach außen. Die obere Anlage des
Kolbens an der Überwurfmutter behindert den Gasaustritt nicht, da dort in üblicher
Weise Radialkanäle
oder Abstand haltende Vorsprünge vorgesehen
sind, die eine unbeabsichtigte Abdichtung vermeiden. Zum Verschließen des Gasaustritts
bzw. zum Löschen der Flamme wird das obere Stiftende des Kolbens 11 beispielsweise
mit Hilfe des Feuerzeugdeckels entgegen der Vorspannkraft der Feder 14 nach unten
gedrückt. Dabei kommt das untere Ende des verjüngten Abschnitts ,3 mit einem im
Verbindungskanal 15 lose gehaltenen Abdichtkörper 16 in Berührung. Der Abdichtkörper
16 besitzt beim gezeigten Ausführungsbeispiel einen größeren zylindrischen Abschnitt
17 und einen unmittelbar daran anschließenden zylindrischen Abschnitt 18 mit kleinerem
Durchmesser. Der Verbindungskanal 15 geht mit einer sich konisch nach unten verjüngenden
Sitzfläche 19 in eine verengte Bohrung 20 über, die zur lockeren Aufnahme des kleineren
Zylinderabschnitts 18 des Abdichtkörpers 16 dient und an eine darauf ausgerichtete
Öffnung oder Ausnehmung 21 einer Drosselscheibe 22 im wesentlichen fluchtend angeschlossen
ist.
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Das untere Ende des Düsenrohrs 10, das mit dem Flüssiggas im Tank
in freier Verbindung steht, enthält einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt
23, in dem eine mit entsprechendem Feingewinde versehene Regulierspindel 24 verstellbar
aufgenommen ist. Am nicht gezeigten unteren Ende der Regulierspindel befindet sich
eine Umfangsdichtung, die gegen die Umfangswandung einer aus dem Tank nach außen
führenden Bohrung wirkt, wobei die Regulierspindel von außen bzw. von der Unterseite
des Feuerzeuges aus verstellt werden kann. Ein oberer
Endabschnitt
25 der Regulierspindel 24 kann glatt, ohne Gewinde zur besseren Anlage der Stirnfläche
der Regulierspindel an der Drosselscheibe 22 vorgesehen sein.
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In der dargestellten Betriebsstellung des Feuerzeuges drückt das Flüssiggas
durch die Gewindegänge der Regulierspindel 14 bis zur Drosselscheibe 22, in deren
Bereich der größte Druckabfall bis zur Entspannung des Gases stattfindet. Die aus
Filz oder z. B. einem unter dem Warenzeichen Viledon bekannten Material bestehende
Drosselscheibe 22 wird über die Regulierspindel 24 auf ein Volumen zusammengedrückt,
das der erwünschten Flammhöhe am Feuerzeug entspricht. Das sich vor und hinter der
Drosselscheibe 22 weiter entspannende Gas strömt durch die mittlere Ausnehmung 21
der Drosselscheibe und von dort am Umfang des Abdichtkörpers 16 und des Kolbenabschnittes
13 vorbei nach oben zur Brennerdüse. Wird nun der Feuerzeugdeckel geschlossen, so
bewegt sich der Kolben 11 entgegen der Vorspannkraft der Feder 14 nach unten und
drückt dabei gegen den Abdichtkörper 16. Die konische Sitzfläche 19 setzt der Druckbelastung
so viel Widerstand entgegen, daß sich der Abdichtkörper aufgrund seiner Elastizität
verbreitert und mit seinem ylinderabschnitt 17 umfangsmäßig an dem Verbindungskanal
15 anliegt und bereits hier eine Abdichtung vollzieht. Die Abdichtung wird vervollständigt
durch Anlage und Verformung des elastischen Abdichtkörpers an der Sitzfläche 19,
wodurch auch der untere Abschnitt 18 in die Ausnehmung 21 der Drosselscheibe gelangt
und dort ggf. durch Anlage an der Stirnseite der Regulierspindel 24 soweit verbreitert
wird,
daß unterhalb der Abdichtung praktisch kein toter Raum freibleibt,
der sich im Ruhezustand mit Flüssiggas aus dem Vorratstank füllen könnte.
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Nachdem beim öffnen des Feuerzeuges der Abdichtkörper 16 entlastet
worden ist, nimmt er aufgrund seiner Elastizi-St die ursprüngliche Form wieder an,
wobei er umfangsmäßig kontrahiert und Raum freigibt für den gleichmäßigen Gasstrom
zur Brenneröffnung. Die konische Sitzfläche 19 trägt sowohl beim gezeigten Ausführungsbeispiel
als auch bei einem kugelförmigen Abdichtkörper wesentlich dazu bei, daß der Abdichtkörper
nach der Entlastung selbsttätig den vorher besetzten Totraum freigibt und somit
das öffnen dieses Ventils gewährleistet.