DE3622799C2 - Flüssiggas-Feuerzeug - Google Patents
Flüssiggas-FeuerzeugInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q9/00—Pilot flame igniters
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
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Description
Die Erfindung betrifft ein Flüssiggas-Feuerzeug nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gattungsgemäße Feuerzeuge weisen eine
mikroporöse Membran für die Begrenzung des Gasstroms auf.
Derartige mikroporöse Membranen sind zu unterscheiden von
porösen Schaumstoffen oder übereinandergelegten Lagen aus Faser
material, da deren Porosität sehr viel geringer ist aufgrund
einer extrem geringen Porengröße - Äquivalentdurchmesser
10-1 µm -, einer geringen Porenanzahl und der Tatsache, daß
sie aufgrund ihres Trägers aus Kunststoff und ihrer Poren
größe, welche durch das Herstellungsverfahren einstellbar
ist, keine Änderung der Strömung durch Kompression oder eine
ähnliche mechanische Einwirkung erfahren, während anderer
seits die Zirkulation des Brennstoffs axial ist und eher auf
der Kapillarität als auf dem Durchströmen beruht, und
schließlich die Dicke der mikroporösen Membranen
wenige 1/100 mm nicht überschreitet, während poröse Schaumstoffe
und Faserplatten Dicken in der Größenordnung von 1 mm und
darüber besitzen, worauf ihre Einstellbarkeit beruht.
Aus der EP 0 052 580 A1, der AT 210 188 und der CH 589 259 sind
Flüssiggas-Feuerzeuge bekannt, die im Strömungsweg des Gases
zwischen dem Gas-Vorratsbehälter und einem Auslaßventil zumindest
eine Platte oder Scheibe aus porösem Schaumstoff oder
Fasermaterial aufweisen, die im Einbauzustand an beiden Stirnflächen
großflächig abgestützt ist. Scheiben aus diesem Material
lassen einen Gasfluß in radialer Richtung zu, so daß trotz
großflächiger Abstützung genügend Brennstoff zum Brenner des
Feuerzeugs gelangen kann. Da die genannten Scheiben bzw.
Platten im Betrieb abhängig von den Umgebungsbedingungen starke
Durchsatzschwankungen aufweisen, also nicht selbstregelnd
sind, kann die sich ergebende Flammenhöhe üblicherweise mittels
einer Einstelleinrichtung durch eine Komprimierung und Entlastung
der Scheibe beeinflußt werden.
Aus der FR-PS 2 313 638 ist bekannt, eine Fa
sermaterialscheibe zwischen einer mikroporösen Membran und
dem Austritt der Gasverbindungsleitung vorzusehen. Diese
Scheibe gestattet die radiale Zirkulation des Gases; deren
Position ist als zentritedal zu bezeichnen, da die Austritts
seite des Durchgangs gegenüber der Scheibe zentrisch ange
ordnet ist.
In dieser Lage ermöglicht die Faserschicht den Durchgang von
Gas stromab der mikroporösen Membran und in radialer Rich
tung vom Umfang zur Mitte, da der Druck, der vom Vorratsbe
hälter ausgeht, zu einem teilweisen oder vollständigen
Eindrücken der mikroporösen Membran gegen die tragende Wand
führt, wodurch der Gasdurchgang in Radialrichtung erschwert
und die mikroporöse Membran in Schwingung versetzt wird mit
der Folge, daß die Flammenhöhe variiert.
Aus der PCT-Anmeldung WO 82/03262 vom 30. September 1982 ist
eine Vorrichtung bekannt, die eine mikroporöse Membran auf
weist, deren Stromab-Fläche mit einer quer verlaufenden Flä
che in Berührung kommen kann, in deren Mitte die Austritts
stelle des Verbindungsdurchgangs angeordnet ist. Diese Quer
fläche ist mit einer Vielzahl radialer Vertiefungen ausge
stattet, die auf die Austrittsöffnung ausgerichtet sind. Der
Brennstoff strömt einerseits direkt durch die Membran zu der
Öffnung stromab und andererseits zuerst durch die Membran
und dann in zentripetaler Richtung durch diese Vertiefungen,
wenn die Membran mit dieser Querfläche in Berührung kommt;
dies ist jedoch eine recht komplizierte Konstruktion.
Bei obigen Konstruktionen ist der Teil der Membran, der der
Öffnung und Verbindungsleitung zum Vorratsbehälter zugekehrt
ist, häufig nicht in der Lage, dem Massedruck des Flüssigga
ses zu widerstehen, beispielsweise wenn das Feuerzeug hinun
ter fällt. Der Gebrauch des Feuerzeugs, nachdem es hinunter
gefallen ist, kann zu einem unkontrollierbaren Entweichen
von Flüssiggas und damit zu einer übermäßigen und gefährli
chen Flammenhöhe führen. Bei all diesen Konstruktionen, wenn
der Raum zwischen starr befestigten Punkten der Membran groß
ist - in der Größenordnung von 4 mal, wie dies nach vorlie
gender Erfindung sein soll -, ist darüber hinaus die Präzi
sion der Arbeit bei der Herstellung dieser Konstruktionen
für radiale Gasströmung - vom Durchgang durch die Membran zu
der Austrittsöffnung des Brenners - in dem Tragelement
stromab von großer Bedeutung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssiggas-Feuerzeug
mit einer Gasstrombegrenzungseinrichtung in Form einer
mikroporösen Membran bereitzustellen, das billiger herzustellen
ist und dessen mikroporöse Membran gegenüber Flüssigkeitsschlägen,
wie sie bei stoßartiger Belastung auftreten können,
unempfindlicher ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Flüssiggas-Feuerzeug
gelöst, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird ein Vibrieren der Membran ver
hindert, weil die Membran zweifach fixiert ist, nämlich am
Rand und in der Mitte, und gleichzeitig wird ein einwand
freier Gasdurchgang gewährleistet. Sowohl die Enge dieses
Durchgangs und die Tatsache, daß er einem einwandfrei abge
stützten Teil der Membran zugekehrt ist, läßt einen Membran
bruch infolge eines Masseaufschlags von Flüssiggas bei einer
abrupten Bewegung des Feuerzeugs praktisch unmöglich er
scheinen. Bei der anhand der Zeichnungen vorzunehmenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Feuerzeugs wird auf verschiedene Vorteile
hingewiesen, die sich aus dieser Widerstandsfähigkeit
ergeben.
Die erste Halteeinrichtung soll ein im wesentlichen zy
lindrischer vorstehender Zapfen sein, dessen Grundfläche der
Membran zugekehrt ist und der eine mittige Erhebung und eine
Randerhebung besitzt, zwischen welchen ein erster ringförmi
ger Durchgang geringer Tiefe gebildet ist, der seinerseits
zusammen mit der Membran eine erste Kammer bildet. Die zwei
te Halteeinrichtung weist eine Ausnehmung auf sowie eine
Fläche, die den Boden der Ausnehmung bildet. Die Ausnehmung
vermag den Zapfen gut sitzend aufzunehmen. Innerhalb dieser
Fläche befindet sich eine mittige Erhebung und eine Rander
hebung und dazwischen ein zweiter ringförmiger Durchgang,
der seinerseits zusammen mit der Membran eine zweite Kammer
bildet, die im wesentlichen symmetrisch zur ersten Kammer
ist. Von dieser zweiten Kammer geht eine Verbindung in die
Auslaß-Hülse.
Bei dem erfindungsgemäßen Feuerzeug kann die Randerhebung
unterbrochen sein unter Bildung einer Verbindung zwischen
der ersten Kammer und dem Durchgang, begrenzt durch die
Vertiefung am Rand des Zapfens und der zweiten Begrenzung.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die mittige Er
hebung eine Vertiefung aufweist, über welche die erste Kam
mer mit dem Durchgang in Verbindung steht, welcher durch ei
ne im wesentlichen mittige axiale Öffnung gebildet wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Feuerzeugs ist die erste Halteeinrichtung ein im wesent
lichen zylindrischer Körper, dessen Bodenfläche der Membran
zugekehrt ist und der eine mittige Erhebung und eine Rander
hebung und dazwischen einen flachen Ringkanal hat, der sei
nerseits zusammen mit der Membran die erste Kammer begrenzt.
Diese mittige Erhebung hat eine Vertiefung, über welche die
erste Kammer mit dem Durchgang in Verbindung steht, welcher
durch eine im wesentlichen zentrische axiale Öffnung gebil
det ist. Die zweite Halteeinrichtung ist eine Kappe, deren
Endteil der Grundfläche des zylindrischen Körpers zugekehrt
ist und zur Halterung der Membran dient. Schließlich sind
ein zylindrisches Außenteil und Befestigungen für den Körper
vorgesehen. Der zylindrische Körper sitzt fest in der Kappe
und das Endteil der Kappe weist einen inneren zweiten
Durchgang auf, der mit der Membran eine zweite Kammer be
grenzt, aus welcher ein Verbindungsleitung in die Auslaß-
Hülse führt.
Die Kappe mit dem zylindrischen Körper und der Membran wird
von einer Halterung der Auslaß-Hülse fixiert, so daß das
Endteil der Kappe gegen die Auslaß-Hülse gerichtet ist.
Was nun den Verschluß anbelangt, so ist bei einer weiteren
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Feuerzeugs die zweite
Halteeinrichtung einstückig mit der Halterung ausgebildet,
die an der entgegengesetzten Seite der Vertiefung vorgesehen
ist, und zwar mit einer Aufnahme für die Auslaß-Hülse und
längs-verschiebbar im Inneren der Aufnahme zwischen einer
ersten Position maximalen Eindringens und einer zweiten
Position, die von der ersten Position durch einen begrenzten
Abstand getrennt ist. Es ist eine innere axiale Leitung nach
außen vorgesehen. Die Aufnahme hat Innenwände und eine Stirn
wand in Verbindung mit der Endwand der Vertiefung über eine
exzentrisch angeordneten Durchlaß. Zwischen der Stirnwand der Aufnahme und
der Auslaß-Hülse befindet sich eine Abdichtung mit Außen
und Innenkanten, welch letztere die mittige Öffnung be
grenzt, die auf die innere Axialleitung ausgerichtet ist.
Die Abdichtung vermag ihre Konfiguration zu verändern und
zwar zwischen einer ersten Anwendungs-Konfiguration, ent
sprechend der ersten Position der Auslaß-Hülse, bei der die
Abdichtung gegen die Stirnwand des Anschlags gerichtet ist
und der exzentrische Durchlaß verschlossen ist, und einer zweiten,
gewölbten Position, die der zweiten Position der Auslaß-
Hülse entspricht und in welcher die Abdichtung den exzentri
schen Durchlaß nicht verschließt und sie über ihre Außenkanten
einen dichten Abschluß gegen die Stirnwand und die Seiten
wände der Aufnahme bildet, während die inneren Kanten zu einem
dichten Abschluß in unmittelbarer Nähe der inneren Axiallei
tung der Auslaß-Hülse führen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Feuerzeugs ist die Halterung mit einer Aufnahme für die
Auslaß-Hülse vorgesehen, die im Inneren zwischen einer
ersten Position maximalen Eindringens und einer zweiten, von
der ersten Position begrenzt beabstandeten Position längs
verschiebbar ist. Dabei wird eine innere Axialleitung
gebildet. Die Aufnahme hat Seitenwände und eine innere ring
förmige Erhebung, während zwischen den Endteilen der Kappe
und der Auslaß-Hülse eine Abdichtung vorgesehen ist mit
äußeren und inneren Kanten. Die inneren Kanten begrenzen
eine mittige Öffnung, die auf die innere Axialleitung aus
gerichtet ist. Die Abdichtung kann ihre Konfiguration ändern
zwischen einer ersten Anwendungs-Konfiguration und einer
zweiten gewölbten Konfiguration. Die erste Konfiguration
entspricht der ersten Position der Auslaß-Hülse, in welcher
die Abdichtung gegen den Endteil der Kappe gerichtet ist, um
den exzentrischen Durchlaß zu verschließen. Die zweite Konfigu
ration entspricht der zweiten Position der Auslaß-Hülse,
wobei die Abdichtung den exzentrischen Durchlaß nicht ver
schließt, ihre Außenkanten eine Abdichtung gegen eine innere
Erhebung und die Wände des Anschlags bewirken und die
inneren Kanten für eine Abdichtung in unmittelbarer Nähe der
inneren Axialleitung der Auslaß-Hülse dienen.
Das erfindungsgemäße Feuerzeug wird anhand der beiliegenden
Figuren weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen axialen Schnitt eines Ventils des erfin
dungsgemäßen Feuerzeugs in geschlossener Stellung;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II des Ventils
aus Fig. 1;
Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 1, jedoch mit
offenem Ventil;
Fig. 4 einen axialen Schnitt der Halterung in Ver
bindung mit der zweiten Halteeinrichtung;
Fig. 5 einen axialen Schnitt der ersten Halteeinrichtung;
Fig. 6 einen axialen Schnitt der Abdichtung - vergrö
ßert gezeigt -;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungs
form der ersten Halteeinrichtung;,
Fig. 8 einen Schnitt der Halteeinrichtung entlang der
Linie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungs
form der ersten Halteeinrichtung;
Fig. 10 einen Schnitt durch die Halteeinrichtung gemäß
der Fig.9 entlang der Linie X-X;
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
der zweiten Halteeinrichtung und
Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII der
Halteeinrichtung gemäß Fig. 11;
Fig. 13 einen axialen Schnitt durch die Anordnung ein
schließlich der Halteeinrichtung gemäß den Fig. 9
bis 11 und
Fig. 14 einen axialen Schnitt, ähnlich dem in Fig. 3
gezeigten, einschließlich der Halteeinrichtung
gemäß den Fig. 9 bis 11.
In den Fig. 1, 3 und 14 ist das gesamte Ventil des Flüssig
gas-Feuerzeugs gezeigt, wobei jedoch Details, die zum Ver
ständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, weggelassen
sind.
Das Feuerzeug ist mit einem Vorratsbehälter (1) ausgestat
tet, welcher mit einer Wand (2) verbunden ist, die in den
Zeichnungen nur hinsichtlich der für das Ventil notwendigen
Teile gezeigt ist. Bei den in den Fig. 1, 3 und 14 gezeigten
Ventilen erstreckt sich der Vorratsbehälter (1) von der Wand
(2) nach unten; der Vorratsbehälter ist geschlossen.
Das Ventil wird von einem Rohr (3) gehalten, von dem ein Teil
in den Behälter (1) reicht, während das restliche Teil sich
von der Wand (2) erstrecken kann. Dieses Rohr ist bevorzugt
zylindrisch und hat eine in Längsrichtung durchgehende Öff
nung (4), die gegebenenfalls Teile unterschiedlichen Durch
messers haben kann. Ist das Ventil geöffnet, strömt Gas aus
dem Vorratsbehälter (1). Die im folgenden gebrauchten
Angaben "stromab" bzw. "stromauf" geben die Richtungen von
bzw. zu dem Vorratsbehälter an.
In der Öffnung (4) sitzt dicht eine Halterung (5). Die Teile
des Ventils befinden sich innerhalb dieser Halterung. Die
Halterung wird unten weiter beschrieben. Sie kann durch das
Rohr (3) selbst gebildet werden, welches in diesem Fall die
Konfiguration der Halterung aufweisen muß.
Bei den in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsformen ist
die Halterung (5) in ihrem Teil, der gegen den Vorratsbe
hälter gerichtet ist, in einem Stück mit der zweiten Halte
einrichtung (7) einschließlich einer Ausnehmung (6) ausgebil
det, während ihr nach außen gerichteter Teil mit einer Aufnahme
(8) versehen ist. Die Ausnehmung (6) und die Aufnahme (8) sind bevor
zugt zylindrisch und stehen über einen bevorzugt exzentrischen
Durchlaß (10) in einer Trennwand (11) in Verbindung. Eine
Abwandlung besteht darin, daß die zweite Halteein
richtung (7) und die Aufnahme (8) aus getrennten, entsprechend
verbundenen Teilen bestehen. Eine Fläche (12) bildet die
Stirnwand der Ausnehmung (6) und weist einen zweiten Durchgang
(14), vorzugsweise in Form eines Rings, der eine mittige
Erhebung (16) begrenzt, auf. Die Fläche (12) weist auch eine
Randerhebung (18) in gleicher Höhe wie die mittige
Erhebung (16) auf. Der exzentrische Durchlaß (10) mündet vorzugs
weise in den zweiten Durchgang (14).
An der Stirnfläche (12) der Ausnehmung (6) ist eine mikroporöse
Membran (20) vorgesehen, deren Porosität derart ist, daß man
eine Gasströmung entsprechend einer vorbestimmten Flammen
höhe erreicht, die etwa zwischen 15 und 35 mm
liegt. Die Membran und der Durchgang (14) begrenzen eine
zweite Kammer (21).
Die mikroporöse Membran (20) besteht aus einem Polymeren
entsprechender Stabilität gegenüber Kohlenwasserstoffen. Es
finden sich am Markt eine Anzahl von mikroporösen Membranen,
die diese Bedingung erfüllen und Durchströmungswerte erge
ben, die sie für den erfindungsgemäßen Zweck geeignet er
scheinen lassen. Die sehr geringe und regelmäßige Porosität er
hält man entweder durch Walzen unter Querspannung, wodurch
es zu einem Bruch einer Anzahl von schwachen Bindungen zwi
schen den Kristallisationskeimen des Polymeren kommt, so daß
regelmäßig verteilte Poren definierter Größe entstehen, oder
durch chemische Behandlung an definierten Punkten durch Be
strahlung mit Spalt-Produkten, wobei das Polymere an den
Auftreffstellen der Stahlung zerstört wird, jedoch in den
benachbarten Zonen unverändert bleibt. Auf diese zwei Arten
kann man die entsprechende mittlere Porosität und die Po
renverteilung für die Zwecke einer Membran in dem erfin
dungsgemäßen Feuerzeug erreichen. In der Membran wird eine
Randzone, eine Mittenzone und dazwischen eine Zwischenzone
unterschieden.
Eine erste Halteeinrichtung (22) sitzt dicht in der Aus
nehmung (6) der zweiten Halteeinrichtung (7) unter Fixierung
der Membran (20). Die erste Halteeinrichtung ist vorzugs
weise zylindrisch und besitzt nahezu den Durchmesser
der Ausnehmung (6). An ihrer der Membran
zugekehrten Basis (24) ist eine mittige Erhebung (26) und eine Rander
hebung (28) - vorzugsweise von gleicher Höhe - vorgesehen,
zwischen denen sich ein erster, im wesentlichen kreisförmi
ger Ringkanal (30) befindet. Dieser Ringkanal ist im wesent
lichen symmetrisch zu dem zweiten Durchgang (14) in der
Stirnfläche (12) der zweiten Halteeinrichtung (7). Die
Membran (20) und der erste Ringkanal (30) begrenzen eine
erste Kammer (31).
Die erste Halteeinrichtung (22) und die zweite Halteein
richtung (7), insbesondere deren Fläche (12), bewirken
eine hermetische Fixierung der Mittenzone und der Randzone
der Membran, während die Zwischenzone letzterer frei bleibt.
Die Randerhebung (28) wird durch einen Durchgang (32) unter
brochen, womit die erste Kammer (31) mit einem Durchlaß (34)
in Verbindung steht. Der Durchlaß (34) ist eng, vorzugsweise mit
einer Querschnittsfläche von 0,025 bis 0,09 mm2,
und wird bevorzugt begrenzt durch eine Randausnehmung
in der ersten Halteeinrichtung (22) und durch die zweite
Halteeinrichtung (7). An der Seite der Membran, d.h. strom
ab, geht der Durchlaß (34) in eine Leitung über, die eine
einem Teil der Randzone oder der Mittenzone der Membran (20)
zugekehrte Öffnung (35) aufweist, d.h. gegen einen Teil der Membran gerichtet
ist, der durch die Stirnfläche (12) der zweiten Halteeinrichtung (7)
abgestützt ist. Gegebenenfalls können mehrere Durchlässe
(34) vorgesehen sein, vorausgesetzt, daß diese sehr eng sind
und eine Leitung stromab bilden, die einem Teil der Mitten
zone oder Randzone der Membran zugekehrt ist.
Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform weist
die erste Halteeinrichtung (22) einen als zylindrische axiale Bohrung
ausgeführten Durchlaß (37) auf, deren Ende sich in der Mittenerhebung
(26) befindet und damit der Mittelzone der Membran zugekehrt
ist, die in Berührung steht mit der Mittenerhebung (16) der
zweiten Halteeinrichtung (7). Die Verbindung zwischen dem Durchlaß
(37) und erstem Kanal (30) erfolgt über eine Nut (39),
die in dem gezeigten Beispiel diametral ist.
Eine der Membran (20) abgewandte Basis (36) der ersten Halteeinrichtung (22) ist be
vorzugt identisch zu der Basis, die der Membran zugekehrt ist.
Dies ergibt einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen
Feuerzeuge, da während des Einführens der ersten Halteein
richtung (22) es nicht notwendig ist, die Arbeitsbasis zu
unterscheiden.
Die Dimensionen des zweiten Durchgangs (14) und des Ringka
nals (30) werden in Übereinstimmung mit der Permeabilität
der Membran berechnet. Das heißt: Wenn die Permeabilität der
Membran gering ist, werden größere Dimensionen gewählt.
Folgende Dimensionen sind möglich: Größter Durchmesser des
Durchgangs (14) 1,6 bis 2,4 mm, kleinster Durchgang 0,4 bis
0,8 mm bzw. 2,6 bis 3,2 mm für die Verbindung. Der Durchmes
ser des exzentrischen Durchlasses (10) kann 0,3 bis 0,5 mm
betragen.
Die Aufnahme (8) der Halterung (5) enthält eine Auslaß-Hülse
(38), welche innerhalb der Aufnahme (8) zwischen einer ersten
Position (Fig. 1) und einer zweiten Position (Fig. 3) in
Längsrichtung verschiebbar ist, wobei die zweite Position
von der ersten Position einen begrenzten Abstand aufweist,
der sich aus der Betätigung des Feuerzeugs ergibt. Da es
sich hierbei um übliche Bauteile handelt, sind diese nicht
gezeigt. Die Auslaß-Hülse (38) ist mit einer inneren
Axialleitung (40) für den Gasdurchgang versehen. Der Boden
(44) der Aufnahme (8) ist durch die Trennwand (11) gebildet und steht - wie
bereits angedeutet - über den Durchlaß (10) in Verbindung mit der zweiten Kammer
(21). Zwischen dem Boden (44) und der
Auslaß-Hülse (38) befindet sich eine Dichtung (46) mit
zentraler Öffnung (48), die im wesentlichen zur Gasleitung
(40) ausgerichtet ist.
Diese Dichtung (46) hat Außenkanten (45) und Innenkanten
(47), wobei letztere die Mittenöffnung (48) begrenzen. Die
Dichtung vermag ihre Konfiguration zwischen zwei Extremen zu
ändern, nämlich
- a) die erste oder Anwendungs-Konfiguration entsprechend der ersten Position der Auslaß-Hülse, bei der die Dich tung (46) vollständig unter Druck gegen den Boden (44) der Hülse gehalten ist und den exzentrischen Durchlaß (10) verschließt. Diese Konfiguration ist flach, wenn der Boden (44) flach ist; und
- b) einer zweiten gewölbten Konfiguration entsprechend der zweiten Position der Auslaß-Hülse, in welcher die Dichtung den exzentrischen Durchlaß (10) nicht ver schließt, jedoch ihre äußeren Kanten (45) einen dichten Abschluß zwischen dem Boden (44) und Wänden (49) der Aufnahme (8) bewirken, während die Innenkanten (47) einen dichten Abschluß um die Gasleitung (40) in der Auslaß-Hülse (38) bewirken, so daß in beiden Fällen die Gasströmung zu einer zwischen Dichtung (46) und Boden (44) der Auslaß-Hülse gebildeten Kammer (51) verhindert wird.
Die Tatsache, daß die Kammer (51) von der Gasströmung abge
schlossen ist, macht eine Gasströmung zwischen den Wänden
(49) der Aufnahme (8) und den Außenwänden der Auslaß-Hülse (38)
unmöglich.
Auch wenn die Dichtung sich im wesentlichen gegenüber der
ersten Konfiguration verändert, so ist doch ein Gasdurchgang
vom Vorratsbehälter (1) nach außen über den Durchlaß (34)
oder den Durchlaß (37), die Leitung (32) oder die Nut (39),
die erste Kammer (31), die Membran (20), die zweite Kammer
(21), den Durchlaß (10), die Öffnung (48) in der Dichtung (46) und
die Gasleitung (40) in der Auslaß-Hülse (38) möglich.
Die Dichtung (46) kann entweder flach sein und einen Durch
messer besitzen, der größer ist als der Querschnitt der
Aufnahme (8), so daß sie sich aufwölbt, oder sie kann eine
gekrümmte Form besitzen. Die Dichtung besteht aus z.B. Buna,
Neopren oder einem gummiähnlichen Elastomeren, welche nicht
angegriffen werden von Butan oder anderen verflüssigbaren
Gasen.
Das erfindungsgemäße Feuerzeug ist nicht auf dieses Ab
dichtungssystem beschränkt, sondern die die Gasströmung be
grenzenden Bauteile können auch durch andere Dichtungsmittel
verbunden sein.
Die Fig. 9 bis 14 zeigen weitere Ausführungsformen des er
findungsgemäßen Feuerzeugs. Teile dieser Ausführungsformen,
die den bereits beschriebenen Ausführungsformen entsprechen,
weisen die gleichen Bezugszeichen auf. Bei dieser Ausfüh
rungsform wird die erste Halteeinrichtung (60) durch einen Körper
mit im wesentlichen zylindrischer Form gebildet, dessen
Basis (62) gegen die Membran gerichtet ist und mit einer
Mittenerhebung (26) und einer Randerhebung (28) ausgestattet
ist. Zwischen diesen wird der erste Ringkanal (30) gebildet.
Die Mittenerhebung (26) wird von dem axialen Durchlaß (37), der
mit dem Vorratsbehälter (1) in Verbindung steht, durch
drungen. Die Verbindung zwischen dem ersten Ringkanal (30)
und dem Durchlaß (37) erfolgt mit Hilfe der Nut (39), die
wieder diametral verläuft.
Die zweite Halteeinrichtung ist bei dieser Ausführungsform
eine Kappe (64), die gut sitzend die erste Halteeinrichtung (60) auf
zunehmen vermag. Das Endteil (66) der Kappe (64) ist gegen
die Basis (62) des zylindrischen Körpers gerichtet; eine zylindri
sche Wand (68) umschließt mit gutem Sitz die Zylinderfläche.
Die Wand (68) geht über in einen
nach innen gerichteten Ring (70), der sich an eine
Bodenfläche (72) der Halteeinrichtung (60) anzulegen vermag.
Befindet sich nun die Membran (20) zwischen der ersten Halteeinrichtung (60) und
der Kappe (64), so ist sie in der Mittenzone durch die
Erhebung (26) und die Erhebung (74) fixiert und die Randzone
durch die Erhebungen (28) und (76). Ein Endteil (66) weist
innen einen zweiten Ringkanal (78) auf, welcher zusammen mit
der Membran die zweite Kammer (21) (Fig. 13) begrenzt, von
welcher der Durchlaß (10) in die Auslaß-Hülse (38) führt.
Das Endteil (66) der Kappe (64) kann außen unterschiedlich
geformt sein und hat beispielsweise ein erhöhtes Ringteil
(80) (Fig. 11 und 12) oder kann auch eine konkave Ausnehmung
(82) (Fig. 13 und 14), die im wesentlichen kegelstumpfförmig
ist, aufweisen.
Die erste Halteeinrichtung (60) und die Kappe (64) bestehen vorzugsweise
aus Metall, z.B. Messing, und schließen - wie bereits
erwähnt - die Membran (20) ein.
In dieser kompakten Form sind die erste Halteeinrichtung (60) in Form des zylindrischen Körpers und die Kap
pe (64) an der Halterung (5) fixiert und das Endteil (66)
ist an der Seite der Auslaß-Hülse entsprechend durch eine
ringförmige Stufe (84) gehalten. Die Aufnahme (8) der Halterung
(5) ist in Fig. 14 ohne Boden gezeigt und weist an dessen
Stelle innen einen ringförmigen Vorsprung (86) auf.
Zwischen Kappe (64) und Hülse (38) ist eine Dichtung (46) vorge
sehen, welche - wie oben bereits beschrieben - ihre Konfigu
ration zu ändern vermag, und zwar von einer gewölbten Form
(Fig. 14), bei der der Durchlaß (10) nicht verschlossen ist
und die Außenkanten (45) eine Abdichtung mit dem ringförmi
gen Vorsprung (86) und der Innenfläche der Aufnahme (8) bewirken, in
eine Anwendungs-Konfiguration (nicht gezeigt), bei der die
Innenkanten (47) eine dichte Verbindung in unmittelbarer
Nähe der Gasleitung (40) bewirken und die Dichtung (46)
gegen den Endteil (66) der Kappe (64) gedrückt ist und den
exzentrischen Durchlaß (10) verschließt.
Das erfindungsgemäße Feuerzeug weist gegenüber den bekannten
folgende Vorteile auf:
In erster Linie ist auf die bessere Fixierung der Membran
hinzuweisen, welche am Rand und in der Mitte derartig
fixiert ist, daß der Gasdurchgang durch die Zwischenzone
nicht behindert wird. Deshalb ist der Abstand zwischen den
Haltepunkten auf der Membran kürzer, und zwar verglichen mit
dem Stand der Technik etwa 4-fach. Dadurch wird eine Gasan
sammlung hinter der Membran und der Halterung stromab
infolge des aus dem Vorratsbehälter anstehenden Drucks
verhindert. Demzufolge benötigt man auch für die Membran
keine Trägerschicht, weder zur Erleichterung der Gasströmung
in Radialrichtung noch zur Versteifung der Membran, während
gleichzeitig die Anforderung an die Präzision für die
Halterung der Membran innerhalb dieser Zwischenzone und die
Gasdurchlässigkeit nicht so kritisch wie bei
bekannten Feuerzeugen ist.
Erfährt das Feuerzeug eine ungewöhnliche Krafteinwirkung,
z.B. durch einen Fall, kann es zu einer plötzlichen Verlage
rung des Flüssiggases aus dem Vorratsbehälter an die Membran
kommen. Die Membran wird dann einer schweren Schlagbelastung
ausgesetzt, die zu einem Brechen der Membran führen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Feuerzeug kann dies nicht eintre
ten, wie oben bereits erläutert ist.
Andererseits führt die Verbindung von Durchlaß (34) und
Durchlaß (37), die sehr eng ist, zu einem wesentlichen
Druckverlust. Da jedoch die Leitung (35) des
Durchlasses (34) und der Durchlaß (37) dem Teil der Membran
zugekehrt ist, der durch die Halterung (5) abgestützt wird,
kann es an dieser Stelle der Membran nicht zum Brechen
kommen und die Druckwelle wird über die gesamte Ringfläche
der ersten Kammer (31) verteilt und folglich über einen viel
größeren Flächenbereich als der Querschnittsfläche des
Durchlasses (34) bzw. des Durchlasses (37), über welche der
Druck übertragen wird, so daß seine Kraft bereits zu einen
beträchtlichen Teil reduziert ist. Auch wird auf die recht
winkelige Ablenkung hingewiesen, welche das verflüssigte Gas
in der Leitung (32) bzw. der Nut (39) erfährt.
Durch eine zweite Kammer (21) stromab der Membran wird deren
elastische Deformation in Richtung stromab ermöglicht, wel
che die Druckwelle aufzunehmen vermag ohne Beschädigung der
Membran, insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, daß die
der Deformation unterliegende Ringfläche etwa 5 mal so groß
ist als bei einer Membran, deren freier Teil einer Öffnung
zugekehrt ist, die Dimensionen hat, wie sie normalerweise in
Feuerzeugen vorkommen.
Die elastische Deformation der Membran vermag also die
Druckwelle in dem Moment aufzunehmen, in dem die Membran
gegen den exzentrischen Durchlaß (10) gedrückt ist, so daß
kein Risiko für die Beschädigung der Membran besteht.
Wegen des sehr geringen Volumens des Ringkanals (30) kann
sich darin nur wenig Flüssiggas sammeln. Die Folge davon
ist, daß von dem Moment an, in dem das Ventil geöffnet wird,
das Feuerzeug praktisch unmittelbar Gas erhält und die Zeit,
in der das Feuerzeug flüssige Phase liefert, außerordentlich
kurz ist, wobei die Änderung der Flamme annehmbar ist.
In Verbindung mit obigen Ausführungen ist zu beachten, daß
der Betrieb des Feuerzeugs mit der Gasphase bedeutet, daß -
wenn Brennstoff mit der Membran in Berührung kommt, also
wenn er die erste Kammer (31) erreicht - der Brennstoff be
reits verdampft ist. Andererseits wird hier flüssige Phase
so verstanden, daß der Brennstoff in Form des Flüssiggases
mit der Membran in Berührung kommt.
Die Tatsache, daß das Feuerzeug mit gasförmigem Brennstoff
arbeitet, hat weitere Vorteile nämlich: größere thermische
Stabilität, da die Verdampfung des Flüssiggases nicht in un
mittelbarer Nähe der Membran stattfindet und sie daher nicht
gekühlt wird, weil sie nicht die Verdampfungswärme zu
liefern hat. Auch wird die Membran weniger mit Stoffen
verunreinigt, die sich im Flüssiggas befinden können und die
nicht verdampfen, so daß die Poren der Membran nicht ver
stopft werden.
Das Dichtungssystem weist folgende Vorteile auf:
Immer wenn das Feuerzeug offen ist, gelangt die Dichtung
(46) weder außer Kontakt mit der Auslaß-Hülse (38) noch mit
den Seitenwänden der Aufnahme (8) und keine andere Gasströmung
nach außen ist möglich als die durch die Gasleitung (40) in
der Auslaß-Hülse (38).
Aus dem gleichen Grund verbleiben in den Zwischenräumen zwi
schen Auslaß-Hülse und Halterung keine Gasreste, wenn das
Feuerzeug gelöscht und die Auslaß-Hülse gegen den Boden der
Aufnahme (8) mit der Dichtung (46) gedrückt wird, so daß das
Feuerzeug der Flamme nicht während einer gewissen Zeit
ausgesetzt ist, wie dies häufig bei anderen Feuerzeugtypen
der Fall ist.
Aufgrund der beiden oben dargelegten Gründe kommt dem Spiel
zwischen Auslaß-Hülse und Aufnahme der Halterung keine Bedeu
tung zu, so daß es möglich ist, die Toleranzen hinsichtlich
Außen- und Innendurchmesser der entsprechenden Teile zu
vergrößern und weniger aufwendige Materialien bzw. Bearbei
tungsvorgänge anzuwenden, z.B. Kunststoffe, selbst für die
Auslaß-Hülse, wobei in letzterem Fall dessen Oberteil, also
der Brenner, ein Metallteil sein kann, welches unter Druck
über den Hauptteil der Auslaß-Hülse aufgesteckt ist.
Schließlich ist es möglich, die Auslaß-Hülse bei dem erfin
dungsgemäßen Feuerzeug als rotationssymmetrischen Körper mit
einer einzigen Mittenbohrung herzustellen, d.h. ohne der
Notwendigkeit äußerer Öffnungen zur Einspeisung in die
Mittenbohrung oder von Vertiefungen oder Nuten, wie dies bei
den meisten bekannten Feuerzeugen der Fall ist.
Darüber hinaus ist die Dichtung leicht anzupassen und ist ein
Teil, das unabhängig von der Auslaß-Hülse ist. Die Konfigu
ration, die den Weg des Gases erzeugt, führt nicht zur
Turbulenz im Strömungsweg zwischen Membran und Auslaß-Hülse.
Claims (11)
1. Flüssiggas-Feuerzeug mit einem Vorratsbehälter und einer
Auslaß-Hülse, zwischen denen eine Gasströmung erzeugbar ist;
einer Halterung für die Auslaß-Hülse; einer Einrichtung zum
Unterbrechen der Gasströmung; einer nicht regelbaren Gasstrom
begrenzungseinrichtung aus einer mikroporösen Membran, die eine
Randzone, eine Mittenzone und eine dazwischen gelegene Zwischenzone
aufweist und die keine radiale Strömung des Gases zuläßt;
und mit ersten und zweiten Halteeinrichtungen, zwischen denen
die Randzone der Membran fest und abdichtend gehalten ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die erste Halteeinrichtung (22, 60) und die zweite Halteeinrichtung (7, 64) auch die Mittenzone der Membran (20) fest und abdichtend halten,
- - die erste Halteeinrichtung (22, 60) zumindest einen engen, eine Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter (1) und der Membran (20) herstellenden Durchlaß (34, 37) mit einer Öffnung (35) auf der Seite der Membran (20) aufweist, die der mit der zweiten Halteeinrichtung (7, 64) in Berührung stehenden Randzone oder der Mittenzone der Membran (20) gegenüber liegt,
- - die erste Halteeinrichtung (22, 60) im wesentlichen zylindrisch ist und deren der Membran (20) zugekehrte Basis (24, 62) eine Mittenerhebung (26) und eine Randerhebung (28) aufweist, zwischen denen ein erster, flacher Ringkanal (30) gebildet ist, der zusammen mit der Membran (20) eine erste Kammer (31) begrenzt.
2. Feuerzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halteeinrichtung
(7) eine Ausnehmung (6) und eine deren Boden
bildende Stirnfläche (12) aufweist, die Ausnehmung (6) zur
paßgenauen Aufnahme der ersten Halteeinrichtung (22) ausgebildet
ist, die Stirnfläche (12) eine mittige Erhebung (16) und
eine Randerhebung (18) und dazwischen einen durch die Erhebung
(16) und die Randerhebung (18) begrenzten zweiten Durchgang
(14) aufweist, der zusammen mit der Membran (20) eine im
wesentlichen zur ersten Kammer (31) symmetrische zweite Kammer
(21) begrenzt, und wobei ein Durchlaß (10) zur Verbindung mit
der Auslaß-Hülse (38) in der zweiten Kammer (21) beginnt.
3. Feuerzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Randerhebung (28)
zwischen der ersten Kammer (31) und dem Durchlaß (34) einen
Durchlaß (32) aufweist, der durch eine Umfangsnut in der ersten
Halteeinrichtung (22) und die zweite Halteeinrichtung (7) begrenzt
ist.
4. Feuerzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenerhebung
(26) eine Nut (29) aufweist, die die Verbindung der ersten
Kammer (31) mit dem Durchlaß (37) herstellt, der im wesentlichen
eine mittige axiale Öffnung ist.
5. Feuerzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenerhebung
(26) eine Nut (39) aufweist, die eine Verbindung der Kammer
(31) mit dem Durchlaß (37) bewirkt, der eine im wesentlichen
mittige axiale Öffnung ist, während die zweite Halteeinrichtung
eine Kappe (64) mit einem der Basis (62) der ersten Halteeinrichtung
(60) zugekehrten Endteil (66) zum Festhalten der Membran
(20), einer zylindrischen Wand (68) und Mitteln zum Befestigen
der ersten Halteeinrichtung (60) ist, wobei die Kappe
(64) die erste Halteeinrichtung (60) paßgenau aufnimmt und der
Endteil (66) einen inneren zweiten Ringkanal (78) hat, der zusammen
mit der Membran (20) die zweite Kammer (21) begrenzt,
aus welcher der Durchlaß (10) zur Auslaß-Hülse (38) führt.
6. Feuerzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der
ersten Halteeinrichtung (60) ein Ring (70) dient,
der sich von der zylindrischen Wand (68) nach innen erstreckt.
7. Feuerzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (64) die
erste Halteeinrichtung (60) umschließt und die Membran (20) an
der Halterung (5) für die Auslaß-Hülse (38) und der Endteil
(66) der Kappe (64) an der Auslaß-Hülse (38) fixiert sind.
8. Feuerzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil (66) der
Kappe (64) nach außen zu kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
9. Feuerzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil (66) der
Kappe (64) einen erhöhten Ring (80) aufweist.
10. Feuerzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halteeinrichtung
(7) mit der Halterung (5) einstückig ausgebildet ist
und an der entgegengesetzten Seite zu der Ausnehmung (6) mit
einer Aufnahme (8) für die Auslaß-Hülse (38) versehen ist,
welche innerhalb der Aufnahme (8) in Längsrichtung zwischen
einer ersten, maximal eingeschobenen Position und einer zweiten
Position verschiebbar ist und eine innenliegende axiale Gasleitung
(40) besitzt, daß die Aufnahme (8) Seitenwände (49) und
einen Boden (44) hat, der mit der
Stirnfläche (12) der Ausnehmung (6) über einen exzentrischen
Durchlaß (10) in Verbindung steht, während sich zwischen dem
Boden (44) der Aufnahme (8) und der Auslaß-Hülse (38)
eine Abdichtung (46) mit Außenkanten (45) und Innenkanten (47)
befindet, wobei die lnnenkanten eine mittige Öffnung (48) umschließen,
die im wesentlichen mit der Gasleitung (40) fluchtet,
und wobei die Dichtung (46) ihre Konfiguration zu ändern
vermag zwischen einer ersten Anwendungs-Konfiguration entsprechend
der ersten Position der Auslaß-Hülse (38), in der die
Dichtung (46) gegen den Boden (44) der Aufnahme (8) gedrückt
und der exzentrische Durchlaß (10) geschlossen wird, und
einer zweiten gewölbten Konfiguration entsprechend der zweiten
Position der Auslaß-Hülse, in der die Abdichtung den exzentrischen
Durchlaß (10) nicht verschließt, sich jedoch die Außenkanten
(45) dicht an die Stirnwand (44) und die Seitenwände
(49) der Aufnahme (8) anlegen und die Innenkanten (47) sich
in der Nähe der Gasleitung (40) der Auslaß-Hülse (38) dicht
anlegen.
11. Feuerzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5)
eine Aufnahme (8) für die Auslaß-Hülse (38) aufweist, welche
innerhalb der Aufnahme (8) in Längsrichtung zwischen einer
ersten maximal eingeschobenen und einer zweiten Position verschiebbar
ist und eine innenliegende axiale Gasleitung (40)
besitzt, daß die Aufnahme (8) Seitenwände (49) und einen inneren
Ringvorsprung (86) hat, wobei sich zwischen dem Endteil
(66) der Kappe (64) und der Auslaß-Hülse (38) eine Dichtung mit
Außenkanten (45) und Innenkanten (47) befindet, wobei die Innenkanten
(47) eine mittige Öffnung (48) begrenzen, die im wesentlichen
mit der Gasleitung (40) fluchtet, wobei die Dichtung
(46) ihre Konfiguration zu ändern vermag zwischen einer ersten
Anwendungs-Konfiguration entsprechend der ersten Position der
Auslaß-Hülse (38), in der die Dichtung (46) gegen den Endteil
(66) der Kappe (64) gedrückt wird, um den exzentrischen Durchlaß
(10) zu schließen, und einer zweiten, gewölbten Konfiguration
entsprechend der zweiten Position der Auslaß-Hülse (38),
in der die Dichtung (46) den exzentrischen Durchlaß (10) nicht
verschließt, die Außenkanten (45) jedoch in abdichtende Anlage
gegen den inneren Ringvorsprung (86) und gegen die Seitenwände
(49) der Aufnahme (8) gedrückt werden und die Innenkanten (47)
benachbart der Gasleitung (40) der Auslaß-Hülse (38) abdichtend
anliegen.
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