-
Die Erfindung betrifft ein Gasfeuerzeug mit innerer
Verbrennung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, das dazu in
der Lage ist, die Zufuhr brennbaren Gases mit konstanter
Rate von einer Gasausblasdüse in einen inneren
Verbrennungsraum zuzulassen, um eine Flamme innerhalb des Gasfeuerzeugs
zu zünden. Ein derartiges Gasfeuerzeug ist aus CH-A-
406 712 bekannt. Ein ähnliches Gasfeuerzeug ist aus US-A-
3,915,623 bekannt.
-
Es wurde bereits ein Gasfeuerzeug mit innerer Verbrennung
erfunden, das dazu in der Lage ist, eine Flamme innerhalb
des Gasfeuerzeuggehäuses zu zünden. Bei einem derartigen
Gasfeuerzeug wird ein brennbares Gas von der Gasquelle
ausgeblasen, um mit einer Geschwindigkeit in eine Mischleitung
auszuströmen, die hoch genug dafür ist, Luft aus einem
Lufteinlaß der Mischleitung anzusaugen. Das sich ergebende Luft/
Gas-Gemisch strömt in eine anschließende Diffusionseinheit,
in der sich das Luft/Gas-Gemisch stark ausbreitet und sich
demgemäß die Strömungsgeschwindigkeit des Gemischs
erniedrigt. Das verzögerte Luft/Gas-Gemisch strömt in eine
anschließende Verbrennungsleitung, in der sich das Gemisch
erneut stark ausbreitet, wobei es seine
Strömungsgeschwindigkeit auf eine solche verringert, die sich dazu eignet, das
Zünden in der Verbrennungsleitung zuzulassen (siehe
Japanisches Gebrauchsmuster 63-91431(A)).
-
Jedoch kann sich beim herkömmlichen Gasfeuerzeug mit
innerer Verbrennung das Luft/Gas-Gemisch auf natürliche Weise in
die Diffusionseinheit ausbreiten. Daher können die Luft und
das brennbare Gas nicht gründlich vermischt werden und
demgemäß bleibt der Brennwirkungsgrad auf einem relativ
niedrigen Wert.
-
Es ist erforderlich, Filter an der Gasausblasdüse und dem
Einlaß in die Verbrennungsleitung anzuordnen, da die
Gasausblasdüse und der Einlaß der Verbrennungsleitung andernfalls
durch Staub, eine hochviskose Flüssigkeit wie Silicon oder
andere Verunreinigungen verstopft werden könnten. Die
Verwendung derartiger Filter ist mit einer Erhöhung der Anzahl
von Teilen verbunden.
-
Angesichts des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der
Erfindung, ein Gasfeuerzeug mit innerer Verbrennung anzugeben,
das dazu in der Lage ist, Luft und brennbares Gas gründlich
zu durchmischen, um dadurch den Brennwirkungsgrad des
Gasfeuerzeugs zu verbessern.
-
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gasfeuerzeug
mit innerer Verbrennung anzugeben, das gleichmäßiges
Anbrennen des Endes einer Zigarette erlaubt.
-
Erfindungsgemäß können diese Aufgaben dadurch gelöst werden,
daß dafür gesorgt wird, daß Luft und Verbrennungsgas im
Verbrennungsraum eines Gasfeuerzeugs mit innerer Verbrennung
turbulent wirbeln, wodurch die Vermischung dieser Gase vor
dem Zünden in einem Gasfeuerzeug gefördert ist, wie es in
Anspruch 1 definiert ist.
-
Eine andere Schwierigkeit, die auftreten kann, ist die, daß
die Breite der Flamme durch den Durchmesser der
Verbrennungsleitung begrenzt ist, wodurch eine Ausdehnung der
Flamme über der Flammenöffnung verhindert wird. Die Länge der
Flamme, die sich über das Gasfeuerzeuggehäuse hinaus
erstreckt, ist relativ kurz. Es besteht die
Wahrscheinlichkeit, daß die schmale, kurze Flamme gleichzeitigem Anzünden
des Endes einer Zigarette hinderlich ist. Diese
Schwierigkeit wird durch ein Gasfeuerzeug mit den Merkmalen von
Anspruch 3 gelöst.
-
Im Verwendungsfall wird flüssiges Mineralölgas an der
Oberfläche der Gasquelle verdampft und das brennbare Gas strömt,
wenn das Ventil geöffnet wird, durch die Öffnung im Boden
des konkaven Raums des Stopfens. Dann läuft das brennbare
Gas durch den Filter, was es erlaubt, daß es mit
vorgegebener Rate strömt, wobei auch verhindert wird, daß
Verschleißteilchen oder Verunreinigungen in das Ventil und die Düse
eindringen. Wenn die Gasausblasdüse das brennbare Gas
ausbläst, wird Luft vom Gaseinlaß der Mischleitung her
angezogen, um mit dem brennbaren Gas vermischt zu werden. Wenn das
Gemisch aus der Luft und dem brennbaren Gas durch die
Öffnungen der Diffusionsplatte strömt, sorgen die geneigten
Schneiden der Öffnungen dafür, daß die Luft und das
brennbare Gas turbulent wirbeln. So werden die Luft und das
brennbare Gas im Verbrennungsraum des Gasfeuerzeugs
gründlich vermischt.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die
Einheit mit innerer Verbrennung ferner eine Düsenplatte mit
einer Öffnung in ihrer Mitte auf. Die Düsenplatte ist
hermetisch auf die Öffnung der Ausblasdüse aufgesetzt. Eine
solche Düsenplatte hat die Wirkung des Erhöhens der
Strömungsgeschwindigkeit des brennbaren Gases, was die Rate erhöht,
mit der Luft in die Mischleitung gesaugt wird.
-
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist
die Einheit mit innerer Verbrennung ferner eine
Brennerabdeckung auf, die am Flammenauslaß der Verbrennungsleitung
angebracht ist, um die sich ergebende Flamme radial auf
zuweiten. So wird gleichmäßiges Anzünden des Endes einer
Zigarette gewährleistet. Die Brennerabdeckung kann aus einem
ringförmigen, hitzebeständigen Metall mit mehreren
sektorförmigen Öffnungen bestehen.
-
Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung eines
Gasfeuerzeugs mit innerer Verbrennung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel verständlich, das in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist.
-
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Gasfeuerzeug mit
innerer Verbrennung;
-
Fig. 2 ist ein vergrößerter Längsschnitt durch die
Ventileinheit des Gasfeuerzeugs mit innerer Verbrennung;
-
Fig. 3 ist ein vergrößerter Längsschnitt durch die Einheit
mit innerer Verbrennung des Gasfeuerzeugs;
-
Fig. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht auf die
Diffusionsplatte des Gasfeuerzeugs;
-
Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch die Diffusionsplatte
entlang der Linie V-V in Fig. 4;
-
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Brennerabdeckung des
Gasfeuerzeugs; und
-
Fig. 7 ist ein Längsschnitt durch die Brennerabdeckung.
-
Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Gasfeuerzeug mit innerer
Verbrennung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung mit A bezeichnet. Wie dargestellt, verfügt ein
Gehäuse über eine Gasquelle 1 mit verflüssigtem
Mineralölgas. Die obere Öffnung der Gasquelle 1 ist durch integrales
Verbinden eines Stopfens 2 mit dem Gehäuse durch z. B.
Ultraschallschweißen hermetisch verschlossen. Der Stopfen 2
verfügt über einen konkaven Raum 2a und eine Öffnung 2b, die
im Boden des konkaven Raums so ausgebildet ist, daß sie mit
der Gasquelle 1 in Verbindung steht. Eine Ventileinheit 3
ist über ein Gewinde in den konkaven Raum 2a des Stopfens 2
eingesetzt. Wie in Fig. 2 dargestellt, verfügt die
Ventileinheit 3 über einen Düsenkörper 3b und einen Düsenstopfen
3c. Diese sind so miteinander kombiniert, daß eine
Ventilkammer 3d gebildet wird. Eine Gasausblasdüse 3g ist in der
Ventilkammer angeordnet, und sie wird durch eine Feder 3f
und einen spiralförmigen O-Ring 3e vorbelastend nach unten
gedrückt. Der obere Teil der Gasausblasdüse 3g durchdringt
die Öffnung 3a des Ventilkörpers 3b und erstreckt sich bis
über die Oberseite desselben. Die Ventileinheit ist dadurch
in den konkaven Raum 2a des Stopfens 2 eingepaßt, daß der
Ventilkörper 3b in den Stopfen 2 eingeschraubt ist.
-
Die Gasausblasdüse 3g verfügt über einen Längskanal 3h und
einen Querkanal 3i, der mit dem Längskanal 3h in Verbindung
steht. Auch verfügt die Gasausblasdüse über einen
Gummiverschluß 3j, der hermetisch dicht in das offene Ende des
Längskanals 3 eingesetzt ist. Der Gummiverschluß 3j sitzt
auf dem Ventilsitz des hohlen Düsenstopfens 3c, um die
Ventilöffnung 3l zu verschließen. Das Anheben der
Gasausblasdüse 3g sorgt dafür, daß der Gummiverschluß 3j von der
Ventilöffnung 3l abhebt und diese öffnet, was das Ausblasen des
brennbaren Gases in die Ventilkammer 3h erlaubt. Am
Düsenstopfen 3c ist ein O-Ring 3k in einen (nicht dargestellten)
Umfangsschlitz am unteren Ende des Düsenstopfens
eingesetzt. Der O-Ring 3k sitzt auf einem ringförmigen
Abstandshalter 5, der später beschrieben wird.
-
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein Membranfilter 4 über der
Öffnung 2b des Stopfens 2 angeordnet, was es erlaubt, daß
brennbares Gas mit vorgegebener Rate in die Ventilkammer
ausströmt. Dieser Membranfilter 4 besteht aus Kunststoff,
und er ist durch Thermokompressionsbonden,
Ultraschallbonden oder Impulsbonden am ringförmigen Abstandshalter 5
befestigt. Der ringförmige Abstandshalter 5, an dessen unterer
Seite der Membranfilter 4 befestigt ist, ist durch
Einschieben in den konkaven Raum 2a des Stopfens 2 eingepaßt. Der
Membranfilter 4 verfügt über ein Stück Vliesstoff
(Polypropylen) 6, das auf ihn auflaminiert ist, welcher Vliesstoff
75 Mikrometer dick ist. Dieser Vliesstoff 6 hält das
zugeführte brennbare Gas auf einer vorgegebenen Flußstärke und
stabilisiert gleichzeitig die Flamme unabhängig von der
Änderung des Gasdrucks. Ein Beispiel für das
Membranfiltermaterial ist ein mikroporöser Film aus Polypropylen (maximale
Öffnungsgröße: 0,4·0,04 Mikrbmeter/Porosität: 45%/Dicke:
25 Mikrometer).
-
Wie es am besten aus Fig. 2 erkennbar ist, wird das untere
Ende 3m des Düsenstopfens 3c in den ringförmigen
Abstandshalter 5 eingeführt, bis es auf dem Vliesstoff 6 des Filters
4 sitzt. Dann wird der O-Ring 3k gegen die Oberseite des
ringförmigen Abstandshalters 5 und die Innenwand des
konkaven Raums 2a des Stopfens 2 geschoben, wodurch ein
seitliches Auslecken von Verbrennungsgas verhindert wird.
-
Das freie Ende eines Betätigungshebels 3n ist drehbar am
Hals der Gasausblasdüse 3g befestigt, der sich bis über den
Ventilkörper 3b erstreckt. Ein Verschwenken des
Betätigungshebels 3n um seinen Schwenkpunkt zieht die Gasausblasdüse 3g
hoch, bis ihr Gummiverschluß 3j vom Ventilsitz des
Düsenstopfens 3c abhebt, was ein Ausblasen brennbaren Gases aus
den Öffnungen 2b und 3l ermöglicht.
-
Auch verfügt die Gasausblasdüse 3g an ihrem Ausblasende über
eine Düsenplatte 3p. Die Düsenplatte 3p verfügt in ihrer
Mitte über eine Öffnung 30. Eine Einheit 7 mit innerer
Verbrennung ist so angeordnet, daß sie mit der Gasausblasdüse
3g in Verbindung steht.
-
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Einheit 7 mit
innerer Verbrennung eine Mischleitung 7b, eine
Verbrennungsleitung 7c, eine Diffusionsplatte 7f und einen
netzähnlichen Gegenstand 7g auf. Die Mischleitung 7b verfügt über
einen Lufteinlaß 7a und ist mit dem oberen Ende der
Gasausblasdüse 3g verbunden. Die Verbrennungsleitung 7c weist
einen Anschluß 7e für eine elektrische Entladung auf, der an
der Innenseite der Leitungswand über einen Isolator 7d
befestigt ist. Der Anschluß 7e für die elektrische Entladung
ist mit einem (positiven) Anschluß eines piezoelektrischen
Elements über eine Leitung 8 verbunden. Die Diffusionsplatte
7f ist im Grenzbereich zwischen der Mischleitung 7b und der
Verbrennungsleitung 7c angeordnet. Ein Drahtnetz 7g ist an
der Oberseite der Diffusionsplatte 7f angeordnet.
-
Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, verfügt die
Diffusionsplatte 7f über mehrere Öffnungen 71f mit jeweils einer
geneigten Schneide 72f. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist
eine ringförmige Brennerabdeckung 9 an der Flammenöffnung
der Verbrennungsleitung 7c befestigt. Diese Brennerabdeckung
9 besteht aus einem hitzebeständigen, mit Nickel platierten
Metall. Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, verfügt sie über
einen gekreuzten Steg 9a, um vier sektorförmige Öffnungen zu
schaffen. So wird die Flamme dann, wenn sie sich ausgehend
von der Verbrennungsleitung 7 ausbreitet, radial in allen
Richtungen aufgeweitet. Die Brennerabdeckung kann Öffnungen
mit einer Form und Anzahl aufweisen, die von Fig. 6
abweichen.
-
Im Gebrauch wird verflüssigtes Mineralölgas an der
Oberfläche der Gasquelle verdampft und das brennbare Gas strömt
dann, wenn das Ventil geöffnet wird, durch die Öffnung 2b
im Boden des konkaven Raums 2a des Stopfens 2. Dann läuft
das brennbare Gas durch den Filter 4 und den Vliesstoff 6.
Nach dem Durchströmen durch den Filter 4 und den Vliesstoff
6 strömt das brennbare Gas durch die Öffnung 3l und dann
durch den Spalt zwischen dem Gummiverschluß 3j und der
inneren Bodenfläche des Düsenstopfens 3c, um in die Ventilkammer
3d einzudringen. Das brennbare Gas strömt in den Querkanal
3i und den Längskanal 3h und schließlich strömt es am
Ausblasdüsenende aus. Wenn die Gasausblasdüse das brennbare Gas
ausbläst, wird Luft vom Lufteinlaß 7a der Mischleitung 7b
angesaugt, um mit dem brennbaren Gas vermischt zu werden.
Eine Drossel 3o am Gasausblasdüsenende hat die Wirkung des
Erhöhens der Strömungsgeschwindigkeit des brennbaren Gases,
wodurch die Rate erhöht wird, mit der Luft in die
Mischleitung 7b gesaugt wird. Wenn das Gemisch aus der Luft und dem
brennbaren Gas durch die Öffnungen der Diffusionsplatte 7f
strömen, bewirken die geneigten Schneiden 7f der Öffnungen,
daß die Luft und das brennbare Gas turbulent wirbeln. So
werden die Luft und das brennbare Gas im Verbrennungsraum
des Gasfeuerzeugs gründlich vermischt.
-
Der Anschluß 7e für die elektrische Entladung zündet das
Gemisch aus der Luft und dem brennbaren Gas in der
Verbrennungsleitung 7c. Die Brennerabdeckung 9 weitet die sich
ergebende Flamme radial in allen Richtungen auf, was
gleichmäßiges Anzünden des Endes einer Zigarette erlaubt.
-
Die Diffusionsplatte 7f kann in der Mischleitung 7b drehbar
befestigt sein, um ein Verdrehen derselben zu erlauben, wenn
Luft und brennbares Gas durch die Öffnungen der
Diffusionsplatte strömen, um das Vermischen von Luft und brennbarem
Gas zu fördern und dadurch den Brennwirkungsgrad zu
verbessern.