DE69509978T2

DE69509978T2 - Laterne für flüssige Brennstoffe mit elektronischer Zündung

Info

Publication number: DE69509978T2
Application number: DE69509978T
Authority: DE
Inventors: Norris Richard Long
Original assignee: Coleman Co Inc
Current assignee: Coleman Co Inc
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2015-03-31
Also published as: DE69509978D1; EP0694728A1; ZA952717B; EP0694728B1; ES2132455T3; CN1065951C; CA2145328A1; CA2145328C; US5533892A; CN1119721A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Brennervorrichtungen für flüssigen Brennstoff und spezieller auf eine Laterne für flüssigen Brennstoff, welche mit einem elektronischen Zündsystem ausgerüstet ist.
Laternen für flüssigen Brennstoff zum Einsatz im Freien und beim Camping sind wohlbekannt und beispielsweise in dem US- Reissue Patent Nr. 29,457, dessen Inhaber die Firma Coleman ist, beschrieben. Als flüssiger Brennstoff kann in solchen Laternen unter anderem Coleman-Brennstoff, leichtes Benzin und unverbleites Benzin benutzt werden.
In herkömmlichen Laternen für flüssigen Brennstoff, wie denjenigen, die Coleman seit vielen Jahren anbietet, ist Brennstoff in einem Druckbehälter oder Brennstofftank enthalten, in welchen Druckluft hineingepumpt wird. Wie im US-Reissue Patent Nr. 29,457 beschrieben, ist der Brennstofftank mit einer Tauchröhre ausgerüstet, welche sich fast bis auf den Hoden des Tanks erstreckt. Die Tauchröhre ist am unteren Ende bis auf eine Öffnung mit kleinem Durchmesser, durch welche Brennstoff eintreten kann, geschlossen.
Die Tauchröhre weist eine innere Leitung auf, welche am unteren Ende offen ist und mit dem oberen Teil des Brennstofftanks über dem maximal möglichen Brennstoffspiegel kommuniziert. Die Öffnung der Tauchröhre kann durch Einführen einer Nadel, welche in geeigneter Weise mit dem Brennstoffregelsystem verbunden ist, teilweise blockiert werden, so daß die Öffnung während des Zündvorgangs teilweise blockiert und während des normalen Brennbetriebs nicht blockiert ist. Das obere Ende der Tauchröhre ist durch ein Ventilsystem mit einem Generator verbunden. Der Generator ist eine Metallröhre, welche in ein Lufttrichterrohr mündet, das mit einem oder mehreren katalytischen Glühstrümpfen verbunden ist. Aus einer Öffnung am Ende des Generators tritt Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit in das Lufttrichterrohr ein; dort wird Luft angesaugt und beigemischt und das brennbare Gemisch wird zur Verbrennung dem katalytischen Glühstrumpf zugeführt.
Vor dem Anzünden der Laterne ist der Generator kalt und Brennstoff, der durch den Generator fließt, wird nicht verdampft. Der nicht verdampfte Brennstoff, der aus der Generatoröffnung ausströmt, kann nicht sofort am Glühstrumpf gezündet werden. Um dieses Problem zu beheben, kann eine Tauchröhrennadel benutzt werden, um die Eintrittsöffnung des Brennstoffs teilweise zu blockieren. Dadurch entsteht ein Druckungleichgewicht innerhalb der Tauchröhre, welches zu einem Druckluftstrom durch den Durchgang in der Tauchröhre oberhalb des Brennstoffes führt. Diese Druckluft vermischt sich mit dem flüssigen Brennstoff und bewegt sich mit ihm bis zum Ausstoß aus der Generatoröffnung. Die Brennstoff/Luft-Mischung, welche aus der Generatoröffnung ausströmt, besteht aus Luft, welche mit Brennstoffdampf angereichert ist, und sehr feinen Brennstofftröpfchen, welche durch ein Streichholz am Glühstrumpf gezündet werden können.
Nachdem das Brennstoff/Luft-Gemisch, welches in den Glühstrumpf hineinfließt, gezündet ist, erhitzt sich der Generator schließlich hinreichend, so daß der Brennstoff, der durch den Generator fließt, verdampft. Das Brennstoffregelsystem kann dann so eingestellt werden, daß die Nadel in der Brennstoffeintrittsöffnung der Tauchröhre so bewegt wird, daß lediglich Brennstoff durch die Tauchröhre zum Generator fließt.
In den US-Patenten Nr. 4,870,314, 4,691,136 und 3,843,311 sind Propan- oder Laternen für flüssiges Propan beschrieben, welche mit piezoelektrischen Zündeinrichtungen ausgerüstet sind. Statt mit Hilfe eines Streichholzes, wird das flüssige Propan-Gas durch einen Funken gezündet, welcher durch die piezoelektrische Einrichtung erzeugt wird.
Laternen für flüssigen Brennstoff sind schwieriger zu zünden als Laternen für flüssiges Propan. Flüssiges Propan-Gas ist gasförmig bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur und kann selbst bei kalten Bedingungen leicht durch einen Funken gezündet werden.
Andererseits ist flüssiger Brennstoff bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur eine Flüssigkeit. Es ist daher, insbesondere bei kalten Bedingungen, schwieriger, eine automatische Funkenzündung des Brennstoff/Luft-Gemisches einer Flüssigbrennstoff-Vorrichtung zu schaffen. Indem das Brennstoff/Luft-Gemisch in den Glühstrumpf hineinfließt, vermischt es sich mit weiterer Luft und der Brennstoffanteil der Brennstoffmischung nimmt ab. Die Brennstoffmischung mit geringerem Brennstoffanteil ist schwieriger mit einer Funkeneinrichtung zu zünden und die Schwierigkeit nimmt mit abnehmender Umgebungstemperatur zu.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung gestattet es, eine Laterne für flüssigen Brennstoff in leichter Weise durch eine Funkeneinrichtung zu zünden. Eine Zündröhre transportiert Brennstoff direkt von der Brennereinrichtung zu der Zündeinrichtung, und der Brennstoff, der aus der Zündröhre fließt, ist fetter als der Brennstoff, der aus dem Brenner fließt und die Zündeinrichtung erreicht. Der Funken entzündet eine Flamme am Ende der Zündröhre und die Flamme zündet den Brennstoff, der aus dem Brenner fließt.

Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird anhand einer beispielhaften Ausführungsform erklärt, welche in der beigefügten Zeichnung gezeigt ist. In dieser Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Laterne, welche erfindungsgemäß mit einem elektronischen Zündsystem ausgerüstet ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht der anderen Seite der Laterne aus Fig. 1;
Fig. 3 eine teilweise weggebrochene Frontansicht der Laterne;
Fig. 4 eine teilweise weggebrochene Frontansicht der Brennereinrichtung und der Zündelektrode;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Brennereinrichtung und der Zündelektrode;
Fig. 6 einen Teilschnitt des oberen Teils der Zündröhre;
Fig. 7 eine Frontansicht der Zündröhre;
Fig. 8 eine Unteransicht der Zündröhre;
Fig. 9 einen vergrößerten Ansicht der Zündelektrode; und
Fig. 10 eine Draufsicht der Funkengeneratoreinrichtung, gesehen entlang der Linie 10-10 von Fig. 2.

Beschreibung einer speziellen Ausführungsform

In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet die Ziffer 12 allgemein eine Laterne für flüssigen Brennstoff. Mit Ausnahme des elektronischen Zündsystems, welches hier nachfolgend beschrieben wird, handelt es sich bei der Laterne um eine herkömmliche Coleman-Laterne. Solche Laternen sind z. B. in dem US-Reissue Patent Nr. 29,457 beschrieben.
Die Laterne umfaßt einen Brennstofftank oder -raum 13, welcher auch als Sockel für die Laterne dient. Der Tank umfaßt eine Füllöffnung 14 und eine Luftpumpe 15.
Ein zylindrischer Kragen 17 und eine Wanne 18 werden von dem Brennstofftank getragen. Die Wanne trägt eine zylindrische Glocke 19. Ein Wärmeschild 20 weist drei Beine 21 auf, welche durch die Wanne und eine kreisförmige flache Platte 22 getragen werden.
Eine metallische Brennereinrichtung 24 erstreckt sich innerhalb der Glocke nach oben und leitet Brennstoff aus dem Brennstofftank 13 zu einem Paar katalytischer Glühstrümpfe 25. Nur einer der Glühstrümpfe ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Eine Ventilatorkappe 26 ist oben auf der Glocke montiert und durch einen Schraubknopf 28 an einem Gewindebolzen 27 (Fig. 4 und 5) auf der Brennereinrichtung befestigt.
Die metallische Brennereinrichtung 24 umfaßt eine Generatorröhre 30, welche mit dem Brennstofftank und einer Einlaßröhre 31 kommuniziert (siehe auch Fig. 4 und 5). Der untere Teil der Einlaßröhre erstreckt sich durch die Wärmeschildplatte 22 und die Wanne 18, und Umgebungsluft kann durch Öffnungen in dem Kragen 17 in das offene untere Ende der Einlaßröhre strömen. Das obere Ende der Generatorröhre 30 erstreckt sich durch eine Öffnung 32 (Fig. 4) in der Einlaßröhre und eine herkömmliche Brennstofföffnung oder Strahldüse ist am oberen Ende des Generators montiert. Der Durchmesser der Einlaßröhre ist oberhalb des Brennstoffstrahls reduziert, um einen Lufttrichter zu schaffen, welcher Luft in das offene Ende der Einlaßröhre ansaugt.
Die Einlaßröhre 31 ist mit einem im allgemeinen zylindrischen Brenneroberteil 33 verbunden (Fig. 3 und 4). Das Brenneroberteil besteht aus einem umgedrehten Becher 34 und einer Bodenplatte 35, welche um den Becher gekröpft ist, wodurch eine innere Kammer 36 geschaffen wird (Fig. 4). Ein Paar von Auslaßröhren 37 ist mit dem Brenneroberteil auf beiden Seiten der Einlaßröhre 31 verbunden. Jede Auslaßröhre endet in einem nach außen konisch erweiterten unteren Ende 38, welches zur Aufnahme einer der Glühstrümpfe 25 ausgebildet ist.
Eine metallische Zündröhre 40 ist mit der Bodenplatte 35 des Brenneroberteils verbunden und erstreckt sich zu einer Position in Nachbarschaft einer der Glühstrümpfe 25. Der Hauptteil der Zündröhre ist zylindrisch und das untere Ende ist verformt oder abgeflacht, um eine längliche ovale Öffnung oder einen Schlitz 41 zu schaffen (Fig. 8). Das obere Ende der Zündröhre umfaßt einen ringförmigen Wulst 42 (Fig. 7), welcher an die Bodenplatte 35 des Brenneroberteils anstößt; und das obere Ende der Röhre ist über der Bodenplatte 35 (Fig. 6) konisch aufgeweitet, um die Zündröhre zu befestigen.
Eine Elektrode 44 ist mit geringem Abstand vom unteren Ende der Zündröhre angeordnet, um einen Funkenspalt von etwa 3/16 inch zu bilden. Die Elektrode ist in einem Isolator 45 montiert und der Isolator wird durch die Wärmeschildplatte 22 getragen. Ein Draht 45' verbindet die Elektrode 44 mit einer Funkengeneratoreinrichtung 46 (Fig. 10), welche innerhalb des Kragens 17 untergebracht ist.
Bei den Funkengeneratoreinrichtungen des in Fig. 10 dargestellten Typs handelt es sich um herkömmliche Einrichtungen, die gut bekannt sind. Die Einrichtung wird durch eine AAA Batterie 47 mit Strom versorgt und wird durch einen Druckknopf 48, welcher sich durch den Kragen 17 erstreckt, ausgelöst. Wenn der Druckknopf niedergedrückt wird, wird an dem Funkenspalt zwischen der Elektrode 44 und der metallischen Zündröhre 40 ein Funken erzeugt.
Ein anderer Typ von Funkengeneratoreinrichtung, der benutzt werden könnte, ist eine von Hand zu bedienende piezoelektrische Einrichtung, wie in den US-Patenten 4,870,314 und 4,691,136 beschrieben.

Betrieb

Vor dem Betrieb der Laterne wird der flüssige Brennstoff in dem Brennstofftank mit der Luftpumpe 15 durch Luft unter Druck gesetzt. Der Fluß des Brennstoffes aus dem Tank durch die Generatorröhre 30 wird durch ein Ventil und einen Ventilknopf 50 geregelt (Fig. 1 bis 3). Wenn das Ventil geöffnet wird, bewirkt das Instantzündsystem der Laterne, daß ein Brennstoff/Luft-Gemisch vom Brennstofftank durch die Generatorröhre fließt. Die Brennstoff/Luft-Mischung fließt mit hoher Geschwindigkeit durch die Strahldüse des Generators und zusätzliche Luft wird in die Mischung durch das offene untere Ende der Einlaßröhre 31 angesaugt, indem das Brennstoff/Luft-Gemisch durch den Lufttrichter der Einlaßröhre 31 fließt.
Das Brennstoff/Luft-Gemisch fließt in die Kammer 36 des Brenneroberteils 33. Der Großteil des Brennstoff/Luft- Gemisches fließt durch die zwei Auslaßröhren 37 aus der Kammer heraus. Ein kleiner Teil des Brennstoff/Luft- Gemisches fließt durch die Zündröhre 40.
Wird der Funkengenerator durch den Druckknopf 48 ausgelöst, springt ein Funken von der Elektrode 44 zu der Zündröhre 40 und zündet das Brennstoff/Luft-Gemisch, welches aus der Zündröhre fließt. Das gezündete Gas zündet danach das Brennstoff/Luft-Gemisch, welches von den Auslaßröhren 37 in die Glühstrümpfe 25 fließt. Danach arbeitet die Laterne in herkömmlicher Weise.
Nachdem die Generatorröhre 30 hinreichend erwärmt ist, um den Brennstoff zu verdampfen, wird das Instantzündsystem so eingestellt, daß lediglich Brennstoff durch die Generator röhre fließt. Der wesentliche Teil der Luft zur Verbrennung wird immer noch in den Brennstoff aufgenommen, wenn der Brennstoff durch die Strahldüse in den Lufttrichter der Einlaßröhre 31 fließt. Ein kleiner Teil des Brennstoffs fließt während des Betriebs der Laterne weiterhin durch die Zündröhre und sorgt für eine kleine Flamme am Ende der Zündröhre. Der Großteil des Brennstoffs verbrennt jedoch innerhalb der Glühstrümpfe.
Da der Funken direkt am Ausgang der Zündröhre 40 erzeugt wird, ist der Brennstoffgehalt des Brennstoff/Luft-Gemisches relativ hoch und es kann, sogar bei kaltem Wetter, leicht durch den Funken gezündet werden. Wäre die Elektrode andererseits so positioniert, daß das Brennstoff/Luft- Gemisch, welches durch einen der Glühstrümpfe fließt, gezündet würde, würde das Brennstoff/Luft-Gemisch beim Ausfluß aus der Auslaßröhre zusätzliche Luft aufnehmen bevor es durch den Funken gezündet werden könnte. Im Ergebnis wäre der Brennstoffgehalt des Brennstoff/Luft-Gemisches weniger hoch und es wäre, besonders bei kaltem Wetter, schwieriger zu zünden.
Während in der vorstehenden Beschreibung zum Zweck der Illustration eine detaillierte Beschreibung eines spezifischen Ausführungsbeispiels der Erfindung beispielhaft gegeben wurde, so wird klar sein, daß viele der hier angegebenen Details durch den Fachmann beträchtlich geändert werden können, ohne den durch die Ansprüche gegebenen Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Laterne für flüssigen Brennstoff mit:

einem Brennstofftank (13) zur Speicherung von flüssigem Brennstoff,

einer Brennereinrichtung (24), welche über dem Brennstofftank montiert ist, wobei die Brennereinrichtung (24) wenigstens eine Auslaßröhre (37) mit einem zum Halten eines Glühstrumpfs (25) angepaßten Ende aufweist,

einer Brennstoffröhre, welche sich vom Brennstofftank bis in die Brennereinrichtung erstreckt, um Brennstoff in die Brennereinrichtung zu leiten,

einer Zündröhre (40), welche sich von der Brennereinrichtung erstreckt und ein Ende aufweist, welches benachbart zum Ende der Auslaßröhre (37) positioniert ist, und

einer Zündeinrichtung (44), die dem Ende der Zündröhre (40) benachbart ist, zur Zündung von Brennstoff, der aus dem Ende der Zündröhre fließt.

2. Laterne nach Anspruch 1, bei der die Zündeinrichtung einen batteriebetriebenen Funkengenerator aufweist.

3. Laterne nach Anspruch 1, bei der die Zündeinrichtung einen piezoelektrischen Funkengenerator aufweist.

4. Laterne nach Anspruch 1, bei der die Zündeinrichtung eine dem Ende der Zündröhre benachbarte Elektrode (44) und eine Einrichtung zum Herbeiführen eines Funkenüberschlags von der Elektrode zur Zündröhre aufweist.

5. Laterne nach Anspruch 1, bei der die Brennereinrichtung eine Einlaßröhre und ein Brenneroberteil mit einer Kammer darin aufweist, wobei sich die Brennstoffröhre in die Einlaßröhre (31) hinein erstreckt und die Einlaßröhre, die Auslaßröhre (37) und die Zündröhre (40) mit dem Brenneroberteil verbunden sind und mit der Kammer kommunizieren.

6. Laterne nach Anspruch 5, bei der die Zündröhre (40) einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt hat und am Ende abgeflacht ist, um einen relativ schmalen Schlitz (41) bereitzustellen, durch den Brennstoff fließt.