-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Regulierung eines verflüssigten
Kohlenwasserstoffgases.
-
2. BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDES
DER TECHNIK
-
Üblicherweise
weist eine Vorrichtung zur Regulierung des Gasdurchflusses, bei
der Brenngas aus einem Tank mittels Öffnungs-/Schließventilmittel entnommen
wird, einen Durchflussregulierungsmechanismus und einen Anzünder auf.
Das Brenngas ist beispielsweise ein Produkt auf Kohlenwasserstoffbasis
und ist in einem Drucktank, der ein vorgegebenes Volumen aufweist,
in einer flüssigen
Form gespeichert. Zum Beispiel wird diese Vorrichtung zur Regulierung
des Gasdurchflusses eingesetzt, um Brenngas beispielsweise bei einem
Zigarettenanzünder,
einem Anzünder
und einer transportierbaren Gasflasche zu entnehmen. Der Zigarettenanzünder und
diese sonstigen Vorrichtungen enthalten einen Drucktank, der eine
relativ kleine Menge Erdölgas
in einer flüssigen
Form in demselben speichern kann. Der Durchfluss des im Tank enthaltenen
Brenngases wird dadurch reguliert, dass von außen auf ein Durchflussregulierungselement
gedrückt
wird, das aus einem porösen
elastischen Schaumkörper,
wie z.B. einem mehrfach porösen
schwammigartigen Material, besteht, das üblicherweise bei Zigarettenanzündern verwendet
wird, um den Durchfluss zu regulieren und das im Folgenden als Moltpren
bezeichnet wird. Das Gas wird mittels des Öffnungs-/Schließventilmittels
entnommen und strömt
als Gasstrahl beispielsweise aus einer Brennerdüse, um zum Anzünden einer
Zigarette eine Flamme auszubilden. Das Moltpren ist ein elastischer
Schaumkörper,
der kontinuierliche Poren aufweist und zur Regulierung des Durchflusses
des durchströmenden
Gases eingesetzt wird, indem, wenn auf den elastischen Schaumkörper gedrückt wird,
eine Gesamtfläche
der Poren geändert
wird. Ein solcher Mechanismus zur Regulierung des Durchflusses,
bei dem das Moltpren zur Anwendung kommt, ist allgemein bekannt
und wird in großem
Maße verwendet,
um die Länge
der Flamme eines Zigarettenanzünders
zu regulieren.
-
Wenn
Gas in einem Tank, der zur Speicherung von Brenngas dient, mit dem
Moltpren reguliert wird, muss zuerst das Moltpren auf eine Dicke
komprimiert werden, die im Wesentlichen um die Hälfte oder mehr verkleinert
ist, um dessen maximalen Durchflussbereich sicherzustellen. Das
Moltpren wird in einem feineren Regulierungsbereich zusammengedrückt, um
eine gewünschte
Flammenlänge
zu erhalten. Dann wird das Moltpren im maximalen Durchflussbereich
zusammengedrückt.
Es wird zusammengedrückt,
um einen beliebigen Durchfluss sicherzustellen. Die Regulierung
von dessen Maximalwert auf dessen Minimalwert wird im Bereich der
Kompressibilität
in einem sehr kleinen Bereich der Kompression bewerkstelligt. Weil
somit der poröse
elastische Schaumkörper
bei einer hohen Kompressibilität zusammengedrückt wird,
um den maximalen Durchflussbereich sicherzustellen, wird er in einem
Zustand verwendet, in dem es wahrscheinlich ist, dass er im Laufe
der Zeit beschädigt
wird und deshalb verschlechtert sich die elastische Rückstellung
des Moltprens mit der verstrichenen Zeit, so dass langfristig keine
stabilisierte Durchflussregulierung erreicht werden kann. Als Nächstes wird
das Moltpren im zweiten Schritt innerhalb des regulierten maximalen
Durchflussbereiches weiter zusammengedrückt, um eine beliebige Flammenlänge zu erhalten.
Weil diese sekundäre
Kompression eine Kompression in einem sehr kleinen Bereich ist,
ist der Moltpren-Kompressionsmechanismus ein Drehmechanismus, der
z.B. mit Schrauben realisiert wird. Ein Schraubenmechanismus muss
innerhalb eines kleinen Winkelbereiches so gedreht werden, dass
ein hochpräziser Durchflussregulierungsmechanismus
benötigt
wird und hohe Kosten entstehen. Weil außerdem mit einem kleinen Drehvorgang
eine große
Flammenlängenänderung
erfolgt, wird ein Drehvorgang für
die feine Regulierung benötigt,
so dass es keine einfache Regelung hinsichtlich des Erhalts einer
beliebigen Flammenlänge
gibt.
-
Gemäß anderen
vorgeschlagenen kostengünstigen
und wegwerfbaren Zigarettenanzündern wird,
anstelle der oben beschriebenen Durchflussregulierung mit dem Moltpren,
der Durchfluss des Brenngases vom Werk zum Zeitpunkt des Versands auf
eine vorgegebene Menge eingestellt, wobei ein Durchflussbegrenzungselement
eingesetzt wird, das aus einer dünnen
porösen
Folie, z.B. einer Membranfolie, besteht. Eine willkürliche Durchflussregulierung ist
verboten. Die Membranfolie ist ein poröser Folienkörper, der eine Anzahl von feinen
Poren aufweist, durch die das Fluid strömt. Der Druck des Fluids wird abgesenkt
und wenn das Gas durch die feinen Poren strömt, wird der Druck des Gases
abgesenkt, um den Maximalwert des Durchflusses zu begrenzen. Obwohl
ein solches Durchflussbegrenzungselement den Durchfluss innerhalb
eines vorgegebenen Maximalwertbereiches begrenzen kann, werden die
feinen Poren in der Folie so in einer vorgegebenen Größe gehalten,
dass die Querschnittsfläche
nicht geändert
werden kann. Deshalb kann der Durchfluss nicht von außen geändert werden.
Wenn der Gasdruck infolge von Außentemperaturänderungen
geändert wird,
wird der Durchfluss geändert,
was Änderungen hinsichtlich
der Flammenlänge
zur Folge hat. Eine Vorrichtung zur Regulierung des Gasdurchflusses, bei
der eine solche Membranfolie verwendet wird, wurde beispielsweise
in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 1993-180359 offenbart.
-
In
US 4101262 wird ein Gasanzünder, der eine
poröse
Membran umfasst, die zur Einstellung der maximalen Flammenhöhe dient,
und außerdem ein
konventioneller Filter (d.h. aus einem faserigen Material oder Schaum)
vorgeschlagen, der reguliert werden kann. Der konventionelle Filter
wird stromaufwärts
von der porösen
Membran platziert und hat deshalb die gleichen oben erläuterten
Probleme und wird somit auch im Laufe der Zeit beschädigt.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur
Regulierung des Gasdurchflusses bereitzustellen, bei der die Beschädigung des elastischen
Schaumkörpers
mit der verstrichenen Zeit durch das Kombinieren einer dünnen porösen Folie
mit dem porösen
elastischen Schaumkörper vermieden
wird, um langfristig eine stabilisierte Regulierung des Durchflusses
zu erreichen.
-
Um
die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Regulierung
des Kohlenwasserstoffgas-Durchflusses bereitgestellt, bei der Brenngas,
das aus einem Tank, der zur Speicherung des Kohlenwasserstoff-Brenngases
in flüssiger
Phase dient, entnommen wird, hinsichtlich seines Durchflusses von
einem Durchflussbegrenzungselement geregelt wird, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst: Herabsetzen des Brenngasdruckes
im Durchflussweg mit einem Durchflussbegrenzungselement in einer
ersten Stufe, um einen begrenzten maximalen Durchfluss zu definieren,
und Regulieren eines beliebigen Durchflusses innerhalb eines Bereiches
des begrenzten maximalen Durchflusses mit einem Durchflussregulierungselement, das
außerhalb
des Durchflussweges regulierbar ist, wobei das Durchflussregulierungselement
aus einem porösen
elastischen Schaumkörper
besteht, der kontinuierliche Poren aufweist.
-
Vorzugsweise
besteht das Durchflussbegrenzungselement aus einem porösen Folienkörper aus
Kunstharz.
-
Am
besten wird der Durchfluss des Brenngases, das vom Tank aus zur
dünnen
porösen
Folie strömt,
auf halbem Weg gedrosselt, wobei der gedrosselte Durchfluss vor
der dünnen
porösen
Folie freigegeben wird, um den Druck pro Flächeneinheit in der dünnen porösen Folie
abzusenken.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zur Regulierung des Kohlenwasserstoffgas-Durchflusses bereitgestellt,
die Folgendes umfasst: einen Vorratstank für das Speichern des Kohlenwasserstoff
Brenngases in flüssiger
Phase; ein Durchflussbegrenzungselement, das in einem Gasdurchflussweg
angeordnet ist, um den Durchfluss des Brenngases unterhalb eines
maximalen Durchflusses zu regeln, der durch das Herabsetzen des
Druckes des aus dem Vorratstank entnommenen Brenngases erhalten
wird; ein Durchflussregulierungselement, das auch im Durchflussweg
angeordnet ist, um den Durchfluss innerhalb eines Bereiches unterhalb
des begrenzten maximalen Durchflusses zu regeln, und das einen porösen elastischen
Schaumkörper
umfasst, der kontinuierliche Poren aufweist; und Mittel, um das
Durchflussregulierungselement von außerhalb des Durchflussweges zusammenzudrücken, wobei
das Durchflussregulierungselement stromabwärts vom Durchflussbegrenzungselement
angeordnet ist.
-
Vorzugsweise
umfasst das Durchflussbegrenzungselement einen dünnen porösen Folienkörper aus Kunstharz.
-
Vorzugsweise
umfasst die Vorrichtung außerdem
Folgendes: einen ortsfesten Zylinder, der in einem Tank, der das
Brenngas in flüssiger
Phase speichert, befestigt ist und mit den Innenseiten des Tanks
kommuniziert, den porösen
elastischen Schaumkörper,
der im ortsfesten Zylinder angeordnet ist, und eine dünne poröse Folie,
die zwischen dem dünnen
elastischen Schaumkörper
und dem Tank angeordnet ist.
-
Bei
einer Ausführungsform
steht der Durchflussregulierungskörper von einem Boden des Tanks aus
nach außen
hervor, während
die dünne
Folie in den Durchflussregulierungskörper integriert ist.
-
Vorzugsweise
ist ein Brenngasfüllmechanismus
in den Durchflussregulierungskörper
eingebaut.
-
Bei
einer zweiten Ausführungsform
steht der Durchflussregulierungskörper vom oberen Teil des Tanks
aus nach außen
hervor und ein Brennerdüsenmittel,
das zum Anzünden
Brenngas entnimmt, ist in den Durchflussregulierungskörper eingebaut.
-
Vorzugsweise
ist eine Membranfolie in einer zylindrischen Kapsel, die axial verläuft, befestigt,
um eine einzige Baueinheit zu bilden.
-
Am
besten ist ein Drosselelement, das einen Kanal aufweist, der den
Durchfluss des Brenngases drosseln kann, vor der Kapsel angeordnet.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zur Regulierung des Kohlenwasserstoffgas-Durchflusses bereitgestellt,
die Folgendes umfasst: einen Vorratstank für das Speichern des Kohlenwasserstoff-Brenngases
in flüssiger
Phase; ein Durchflussbegrenzungselement zur Regelung des Brenngasdurchflusses,
wobei der maximale Durchfluss des Gasnutzbereiches der maximale
Durchfluss ist, der beim Herabsetzen des Druckes des aus dem Vorratstank
entnommenen Brenngases auftritt; ein Durchflussregulierungselement
zur Regulierung des Durchflusses innerhalb eines Bereiches des begrenzten
maximalen Durchflusses; und Mittel, um das Durchflussregulierungselement
von außen
ungehindert zusammenzudrücken,
wobei das Durchflussregulierungselement stromabwärts vom Durchflussbegrenzungselement
angeordnet ist, während
ein Brennerdüsenmittel,
das dazu dient, nachdem der Durchfluss mit dem Durchflussregulierungselement
reguliert wurde, zum Anzünden
das Gas nach außen
zu leiten, im stromabwärts
liegenden Teil des Durchflussregulierungselementes angeordnet ist.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Schnittdarstellung, die ein Beispiel einer Kapsel zum Halten
einer Membranfolie zeigt;
-
2 ist
eine Schnittdarstellung, die ein anderes Beispiel für die Kapsel
zum Halten einer Membranfolie zeigt;
-
3 ist
eine Schnittdarstellung, die eine erste Ausführungsform der Vorrichtung
zur Regulierung des Durchflusses der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
4 ist
eine Schnittdarstellung, die eine Abwandlung der ersten Ausführungsform
zeigt; und
-
5 ist
eine Schnittdarstellung, die eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung
zur Regulierung des Gasdurchflusses der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Detail unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden eine Membranfolie und ein mehrfach poröses schwammartiges Material,
das üblicherweise
bei Zigarettenanzündern
eingesetzt wird, zum Regulieren des Durchflusses verwendet, das
im Folgenden als Moltpren bezeichnet wird, kombiniert und in einer ersten
Stufe wird der Druck des aus einem Tank entnommenen Brenngases mit
der Membranfolie begrenzt und in der zweiten Stufe wird das Brenngas mittels
des Moltprens auf einen beliebigen Durchfluss innerhalb des Bereiches
eines solch begrenzten Druckes reguliert. Der Durchfluss des Nutzbereiches des
Brenngases kann in der ersten Stufe mit der Membranfolie auf dessen
maximalen Durchfluss reguliert werden. Nachdem die Membranfolie
den Maximalwert des Druckes des Brenngases begrenzt hat, reguliert
das Moltpren innerhalb dieses begrenzten Druckbereiches den Durchfluss.
Folglich kann die Kompressibilität
des Moltprens, das das Durchflussregulierungsmittel bei der zweiten
Stufe ist, so verringert werden, dass die Beschädigung des Moltprens im Laufe
der Zeit verringert werden kann, wodurch langfristig eine stabilisierte
Durchflussregulierung sichergestellt wird. Die Membranfolie ist
innerhalb eines Gasdurchflussweges angeordnet und nachdem der Gasdruck
mit den feinen Poren in der Membranfolie verringert wurde, um den
Gasdurchfluss innerhalb eines vorgegebenen Bereiches zu begrenzen, wird
das Moltpren von außen
zusammengedrückt, um
eine sekundäre
Einstellung des Gasdurchflusses zu erreichen. Anschließend wird
das Gas zum Anzünden über eine
Brennerdüse
oder dergleichen entnommen. Das Moltpren ist stromabwärts von
der Membranfolie angeordnet und der Durchfluss des Gases wird innerhalb
des begrenzten Gasdruckbereiches reguliert. Folglich kann die Kompressibilität im Vergleich
zu einem konventionellen Ausführungsfall,
bei dem der Einzel-Moltprenkörper
zusammengedrückt
wird, weiter verringert werden, um den Maximumwert des Durchflusses
zu erhalten, wodurch eine im Laufe der Zeit auftretende Beschädigung des Moltprens
vermieden wird.
-
Vorzugsweise
ist die Membranfolie an einer zylindrischen Kapsel befestigt, die
einen axialen Durchgangskanal aufweist, der eine unabhängige Baueinheitskonstruktion
bildet, die eine einfache Integration in den Durchflussregulierungsmechanismus
ermöglicht.
Die 1 und 2 zeigen Beispiele für die Baueinheitskonstruktionen,
von denen jede aus einer Kapsel 2 besteht, an dem die Membranfolie 1 befestigt
ist. 1 zeigt eine Konstruktion, bei der die Membranfolie
auf halbem Weg der Kapsel angebracht ist und 2 zeigt
eine Konstruktion, bei der die Membranfolie an einem hinteren Ende
der Kapsel angebracht ist. Die an der Kapsel befestigte Membranfolie
ist in der Nähe
des Kanals angeordnet, der sich in der Axialrichtung der Kapsel
erstreckt und der Druck des Brenngases, das durch den Kanal der Kapsel
strömt,
wird herabgesetzt, wenn es die feinen Poren in der Membranfolie
passiert, so dass dessen maximaler Durchfluss begrenzt wird. Eine
solche Kapsel ist innen in den Durchflussregulierungsmechanismus
bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Luftdichtheit integriert
und ein Teil eines Kanals vom Brennstofftank zu einer Düse wird
mit dem Kanal in der Kapsel so geformt, dass der Druck des Brenngases
innerhalb des Vorratstanks verringert wird, während das Gas in einem nachfolgenden
Schritt dem Moltpren zugeführt
wird. Es muss in diesem Zusammenhang nicht erwähnt zu werden, dass die Konstruktion
der Kapsel, an der die Membranfolie angebracht ist, nicht auf die
in der gleichen Figur dargestellte Konstruktion beschränkt ist.
-
Obwohl
die Membranfolie vorzugsweise eine dünne poröse Folie ist, die beispielsweise
aus Polypropylen, Polytetrafluorethylen, Polycarbonat oder einem
sonstigen Kunstharz besteht, ist sie nicht auf diese Folien beschränkt. Obwohl
die Dicke der Membranfolie vorzugsweise 20 bis 60 μm beträgt, während der
Durchmesser der feinen Pore 0,5 bis 5,0 μm beträgt, stellen diese Werte keine
einschränkenden Werte
dar. Obwohl die Kapsel bevorzugt aus Polypropylen geformt wird,
liegt keine Einschränkung
auf dieses Material vor, sondern sie kann stattdessen aus Polyacetal,
Polystyrol, Polyvinylchlorid, Urethan oder dergleichen geformt werden.
Die Membranfolie kann durch sich überlagernde, nicht gewebte
Stoffe gebildet werden.
-
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
-
In 3 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 einen ortsfesten Zylinder, der an
einer oberen Wand eines Vorratstanks 11 befestigt ist,
der das Brenngas in einer flüssigen
Phase mit Hilfe eines O-Ringes 12 speichert, der gleichzeitig
zur Aufrechterhaltung der Luftdichtheit dient. Der ortsfeste Zylinder 10 bildet
ein Hauptkörperelement
einer Durchflussregulierungsvorrichtung, die aus Zylindern besteht,
die eine Kammer enthalten, die vertikal durchläuft, während die obere und die untere
Kammer mit einer Trennwand 13 aufgeteilt sind, die im Wesentlichen
in der Mitte angeordnet ist. Die obere und die untere Kammer sind
so ausgeführt,
dass sie miteinander über
ein Durchgangsloch 14 kommunizieren, das in der Mitte der
Trennwand 13 hergestellt wurde. Ein Brennerdüsenkörper 15 ist
in eine oberhalb der Trennwand 13 angeordnete Kammer eingesetzt.
Ein Gasstrahlausströmweg 16 wird
axial in der Mitte des Brennerdüsenkörpers 15 bereitgestellt
und kommuniziert über seitliche
Löcher 17 mit
der oberen Kammer. Das von einem oberen Ende des Brennerdüsenkörpers 15 als Gasstrahl
ausströmende
Brenngas wird mit einem Zündfunken
gezündet,
der durch ein solch geeignetes Zündmittel
wie einen elektrischen Funken, piezoelektrischen Funken, Zündsteinfunken
und dergleichen gebildet wird. Der Brennerdüsenkörper 15 ist immer
durch eine Federkraft einer Feder 18 so nach unten vorgespannt,
dass ein Dichtstopfen 19, der aus solch einem elastischen
Dichtungselement wie einem Gummi besteht, der an dessen unterem
Ende bereitgestellt wird, passend am Durchgangsloch 14 in
der Trennwand 13 anliegt, um das Ausströmen des Gases in Form eines
Gasstrahls zu verhindern. Wenn der Brennerdüsenkörper 15 durch ein
hebelartiges Betätigungselement,
das mit dem Halsteil, das der Feder 18 einen Widerstand
entgegensetzt, verbunden ist, nach oben angehoben wird, wird der Dichtstopfen 19 vom
Durchgangsloch getrennt, wodurch das Gas in Form eines Gasstrahls
ausströmen kann.
-
In
einer Kammer unterhalb der Trennwand 13 ist das Moltpren 22 so
angeordnet, dass es zwischen einem Drahtnetz 20 neben einer
unteren Fläche
der Trennwand 13 und einer Nutenscheibe 21 gehalten
wird. Das Moltpren 22 ist ein schwammartiger elastischer
Schaumkörper,
der kontinuierliche Poren enthält
und den Durchfluss des dort durchströmenden Gases regulieren kann,
indem durch Zusammendrücken
die Dicke desselben verringert wird. Diese Ausführung wurde bisher üblicherweise
als Flammenlängenregulierungselement
eines zum Rauchen bestimmten Gasanzünders verwendet. Ein Moltpren-Presskörper 23 wird
unterhalb der Nutenscheibe 21 so bereitgestellt, dass er
sich vertikal bewegen kann und ein O-Ring 24 dichtet zwischen
der unteren Kammer und der äußeren Randfläche des Moltpren-Presskörpers 23 so
ab, dass das Brenngas durch ein Mittelloch 25 im Moltpren-Presskörper 23 hindurch
und dann durch das Moltpren 22 strömt. Ein Kapselaufnahmezylinder 26 wird
unter dem Moltpren-Presskörper 23 als
integrale Einheit bereitgestellt und der Kapselaufnahmezylinder 26 enthält eine
Kapsel 2, die die Membranfolie 1 enthält, die
in den 2 und 3 dargestellt ist. Obwohl in
der gezeigten Ausführungsform,
die in 2 dargestellte Kapsel als aufgenommene Kapsel
dargestellt ist, muss nicht erwähnt
werden, dass es zulässig
ist, die in 1 dargestellte Kapsel zu verwenden.
Eine Dichtung 27 dient zur Abdichtung zwischen der aufgenommenen
Kapsel 2 und dem Moltpren-Presskörper 23. Ein Drosselelement 48 ist
in die Kapsel 2 eingesetzt.
-
Das
Bezugszeichen 28 bezeichnet einen Durchflussregulierungskörper, der
in einen ortsfesten Zylinder 10 eingesetzt ist und sich
in der Vertikalrichtung bewegen lässt, während sein unteres Ende durch
eine Bodenwand des Vorratstanks 11 hindurch nach außen hervorsteht,
und der von außen
gedreht werden kann. Ein oberes Ende des Durchflussregulierungskörpers 28 kommt über eine
Dichtung 29 mit einer unteren Fläche des Drosselelementes 48 in Kontakt,
das in die Kapsel 2 eingebaut ist. Eine Vertikalbewegung
des Durchflussregulierungskörpers 28 wird über die
Dichtung 29, das Drosselelement 48 und die Kapsel 2 auf
den Moltpren-Presskörper 23 übertragen,
wodurch auf das Moltpren 22 gedrückt werden kann. Ein mittiger
Durchgangskanal 30 ist im mittigen Teil des Durchflussregulierungskörpers 28 hergestellt
und kommuniziert über
ein seitliches Loch 31 mit der Innenseite des Tanks 11.
Ein elastischer poröser
Körper 32,
der ein Gasabsorptionselement ist, ist am seitlichen Loch 31 angebracht.
Die O-Ringe 33, 34 sind zwischen dem Durchflussregulierungskörper 28 und
dem ortsfesten Zylinder 10 bzw. zwischen dem Durchflussregulierungskörper 28 und dem
Vorratstank 11 angebracht, so dass dieselben Stellen abgedichtet
sind.
-
Das
Brenngas im Vorratstank 11 wird vom elastischen porösen Körper 32,
der ein Gasabsorptionselement ist, absorbiert und in den mittigen
Kanal 30 des Durchflussregulierungskörpers 28 eingeleitet und
anschließend
durch das Drosselelement 48 gedrosselt. Danach strömt das Gas
in einen breiteren, in der Kapsel 2 befindlichen Kanal 3.
Nachdem die Drosselung durch das Drosselelement erfolgt ist, strömt das Brenngas
vom Kanal im Drosselelement aus in einen vergrößerten, in der Kapsel 2 befindlichen
Kanal 3. Wenn das Gas auf die Membranfolie trifft, die
im breiten Kanal 3 angeordnet ist, sinkt der Druck pro
Flächeneinheit
der Membranfolie. Wenn das Gas, dessen Druck abgesunken ist, durch
die Membranfolie 1 strömt,
wird die Gasmenge auf den maximalen Durchfluss begrenzt, der die
Obergrenze von dessen Nutzungsbereich ist. Das Gas, dessen Menge
gedrosselt wurde, strömt
in das mittige Loch 25 im Moltpren-Presskörper 23.
Nachdem der maximale Durchfluss begrenzt wurde, erreicht das Brenngas
das Moltpren 22 und strömt
nach unten zum Brennerdüsenkörper 15 bei
einem Durchfluss, der entsprechend dem Kompressionsgrad des Moltprens 22 reguliert
wird. Schließlich
wird das Gas vom oberen Ende des Brennerdüsenkörpers aus in Form eines Gasstrahls
ausströmen
lassen und gezündet.
-
Gemäß dem Durchflussregulierungsverfahren
der vorliegenden Erfindung wird im ersten Schritt der Druck des
Brenngases im Vorratstank mit der Membranfolie 1 herabgesetzt
und so begrenzt, dass der obere Grenzdurchfluss des Nutzungsbereiches der
maximale Durchfluss ist. Im zweiten Schritt wird der Durchfluss
des Gases mit dem Moltpren 22 innerhalb des Bereiches des
maximalen Durchflusses geregelt, der durch das Verringern und Regeln
des Druckes erhalten wurde. Der Durchfluss des Brenngases wird folglich
auf eine gewünschte
Flammenlänge durch
die Durchflussbegrenzung und die Durchflussregulierung reguliert,
die mit Hilfe von zwei Schritten ausgeführt werden, wobei jeder davon
eine verschiedene Arbeitsweise aufweist. Weil das Brenngas durch
das Moltpren in Bezug auf dessen Druck von der Membranfolie 1 im
ersten Schritt reguliert wird, kann die Kompressibilität des Moltprens
durch eine Regulierung des Moltprens so verringert werden, dass
sie beträchtlich
kleiner als eine konventionelle Kompressibilität ist, so dass die im Laufe
der Zeit auftretende Beschädigung
des Moltprens verringert wird, wodurch langfristig eine stabilisierte
Regulierung des Durchflusses erreicht wird. Die Kompressibilität des Moltprens
lässt sich
durch Drehen des unteren Teils des Durchflussregulierungskörpers 28 ändern, der
von der unteren Wand des Vorratstanks 11 so nach unten
hervorsteht, dass er auf einen beliebigen Wert reguliert werden
kann. Weil die Kompression des Moltprens 22 durch diesen
Durchflussregulierungskörper 28 eine
Regulierung innerhalb des Bereiches des maximalen, durch die Membranfolie
begrenzten Durchflusses ist, wird der Betrag der Kompression des
Moltprens durch den Durchflussregulierungskörper 28 vergrößert, so
dass ein großer
Betriebsbereich für
die Kompression erreicht werden kann.
-
4 zeigt
eine Durchflussregulierungsvorrichtung, die eine Abwandlung der
Ausführung
von 3 ist. In 4 ist eine
Brenngasfüllkammer 36 mit
der Trennwand 35 unterhalb des Durchflussregulierungskörpers 28 so
definiert, dass sie nach unten geöffnet ist. Ein Gasfüllventil
ist innerhalb der Brenngasfüllkammer 36 angeordnet.
Wenn eine Gasflasche an diesen Durchflussregulierungskörper 28 angeschlossen
wird, kann der Vorratstank ungehindert mit dem Brenngas gefüllt werden.
Die anderen Punkte stimmen mit der in 3 dargestellten
Konstruktion überein.
Das Gasfüllventil
weist einen Ventilhauptkörper 37 auf,
der immer durch die Feder 38 in der Schließrichtung
des Ventils vorgespannt ist und einen elastischen Ventilkörper 40 umfasst,
der zwischen dem Ventilhauptkörper 37 und
einem Stufenteil 39 angeordnet ist, der in die Brenngasfüllkammer 36 geformt
ist. Wenn der Ventilhauptkörper 37 gegen den
Widerstand der Feder 38 (siehe die rechte Hälfte von 4)
nach innen gedrückt
wird, wird der elastische Ventilkörper 40 so verformt,
dass der Kanal geöffnet
wird. Folglich strömt
das Brenngas von einer Gasflasche (nicht dargestellt) aus, die an
einem äußeren Ende
des Ventilhauptkörpers 37 angeschlossen
ist, durch das mittige Loch 41 zu einem seitlichen Loch 42 im
Ventilhauptkörper 37 in
den Tank.
-
Die
Kapsel 2 weist den Kanal 3 mit dem großen Innendurchmesser
auf und vorzugsweise ist, wie in den 3 und 4 dargestellt,
das Drosselelement 48 in den Kanal 3 eingeführt, um
den Durchmesser des Durchflussweges zusammenzudrücken, so dass das Gas von einem
engen Weg aus, der durch das Drosselelement 48 begrenzt
wird, zu dem breiten Kanal 3 in der Kapsel 2 strömt. Denn
wenn die Membranfolie 1 im breiten Kanal angeordnet ist, sinkt
der Gasdruck pro Flächeneinheit
der Membranfolie und somit wird der Vorgang des Herabsetzens des
Druckes verbessert. Obwohl das Drosselelement 48 als integrale
Einheit mit der Kapsel 2 geformt werden kann, lässt sich,
wenn es als separates Teil geformt und mit der Kapsel 2 kombiniert
wird, ein beliebiger Vorgang zur Gasdruckverringerung ausführen. Folglich
wird der Freiheitsgrad hinsichtlich der Drosselung des Durchflusses
infolge der von der Membranfolie bereitgestellten Druckherabsetzung
vergrößert, was
ein Vorteil dieser Ausführungsform
ist.
-
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
-
5 zeigt
die zweite Ausführungsform.
Gemäß der zweiten
Ausführungsform
wird die Drehbewegung des Durchflussregulierungskörpers, der
auf das Moltpren drückt,
von oberhalb des Vorratstanks aus ausgeführt, was ein Unterschied zur
ersten Ausführungsform
ist, bei der die Durchflussregulierung von unterhalb des Vorratstanks
aus erfolgt. Das zweistufige Durchflussregulierungsverfahren und
der zugehörige
Aufbau, bestehend aus der primären
Regulierung durch die Membranfolie und der sekundären Regulierung
durch die Kompression des Moltprens, sind jedoch, als Merkmale der
vorliegenden Erfindung, mit der ersten Ausführungsform bis auf einen solchen
Unterschied hinsichtlich des Durchflussregulierungsmittels identisch.
In 5 ist der Innenraum des ortsfesten Zylinders 10,
der an der oberen Wand des Vorratstanks 11 befestigt ist,
mit der Trennwand 13 in zwei Teile, d.h. den oberen und
den unteren Teil, aufgeteilt. Das fest zwischen der Nutenscheibe 21 und
dem Drahtnetz 20 gehaltene Moltpren 22 ist in
der oberen Kammer neben der Trennwand 13 angeordnet und
das Moltpren 22 lässt
sich vom Moltpren-Presskörper 23 ungehindert
zusammendrücken.
Das Bezugszeichen 43 bezeichnet einen verschiebbaren Zylinder,
in den der Moltpren-Presskörper 23 als
integrale Einheit geformt ist und der in eine obere Kammer des ortsfesten
Zylinders 10 so eingeführt
ist, dass er in einer Vertikalrichtung verschiebbar ist. Wenn der
verschiebbare Zylinder 43 vertikal verschoben wird, drückt der
darunter angeordnete Moltpren-Presskörper 23 das Moltpren 22 auf
ein gewünschtes
Maß zusammen,
wodurch der Durchfluss des Brenngases auf eine beliebige Menge reguliert wird.
Der Brennerdüsenkörper 15 wird
in den verschiebbaren Zylinder 43 eingeführt, während er
immer durch die Feder 44 nach unten vorgespannt ist. Nachdem
der Durchfluss durch das Moltpren 22 reguliert wurde, strömt das Brenngas
durch ein mittiges Loch 45 in den Moltpren-Presskörper und
strömt dann
vom Gasstrahlausströmweg 16 aus
in Form eines Gasstrahls in den Brennerdüsenkörper 15. Die Kapsel 2 mit
eingebautem Drosselelement 48, die die Membranfolie 1 aufweist,
wird in der Kammer unterhalb der Trennwand 13 mittels der
Dichtung 27 aufgenommen. Ein Saugkernhalteelement 46 ist
unterhalb der Kapsel 2 mittels der Dichtung so angeordnet,
dass ein Saugkern 47, der sich in der Länge bis nahe dem Boden des
Tanks erstreckt, vom Saugkernhalteelement 46 gehalten wird.
-
Nachdem
das Brenngas in flüssiger
Phase vom Saugkern 47 aufgesaugt wurde, wird es verdampft
und vom Drosselelement 48 so gedrosselt, dass die Geschwindigkeit
desselben erhöht
wird und das Brenngas in die Kapsel 2 strömt. Nachdem
sich die Geschwindigkeit erhöht
hat, strömt
das Brenngas vom Kanal im Drosselelement aus in einen vergrößerten Kanal 3 in
der Kapsel 2, so dass die Geschwindigkeit des Brenngases,
während
das Gas durch die Membranfolie 1 strömt, durch den dadurch hervorgerufenen
Venturi-Effekt verringert wird. Nachdem der Druck des Brenngases
herabgesetzt wurde, strömt
es durch das Durchgangsloch 14 in der Trennwand 13 und
erreicht das Moltpren 22. Nachdem der maximale Durchfluss
durch die Membranfolie begrenzt wurde, strömt das Brenngas mit einem beliebigen
Durchfluss, der mit Hilfe eines Kompressionsgrades des Moltprens 22 reguliert
wird, zum Brennerdüsenkörper 15 hinunter.
Anschließend
wird das Brenngas vom oberen Ende der Brennerdüse aus in Form eines Gasstrahls
ausströmen
lassen und mit einer vorgegebenen Flammenlänge angezündet.
-
Wie
oben beschrieben, werden, gemäß der vorliegenden
Erfindung, das Durchflussbegrenzungselement und das Durchflussregulierungselement
durch die Nutzung des dünnen
porösen
Folienkörpers
und des porösen
elastischen Schaumkörpers
kombiniert. In der ersten Stufe wird der Durchfluss des Brenngases
durch Verringern des Brenngasdruckes mit dem dünnen porösen Folienkörper so geregelt, dass dessen
Obergrenze des Nutzungsbereiches beim maximalen Durchfluss liegt.
Nachdem der maximale Durchfluss geregelt wurde, wird in der zweiten
Stufe das Brenngas mit Hilfe des Kompressionsgrades des porösen elastischen
Schaumkörpers, der
im stromabwärts
liegenden Teil angeordnet ist, reguliert. Die Kompressibilität des elastischen Schaumkörpers kann
deshalb verringert und die im Laufe der Zeit auftretende Beschädigung des
porösen
elastischen Schaumkörpers
infolge der Kompression vermieden werden, so dass langfristig eine stabilisierte
Regulierung des Durchflusses erreicht werden kann. Weil die dünne poröse Folie
in der Kapsel als Baueinheit gehalten wird, ist es einfach, die Durchflussregulierungsvorrichtung
einzubauen. Außerdem
ist es einfach, die dünne
poröse
Folie mit einer Dichtung oder einem O-Ring zu kombinieren, um eine
Konstruktion zu formen, die die Luftdichtheit sicherstellt.