DE69824388T2

DE69824388T2 - Struktur einer verbrennungskammer für anzünder

Info

Publication number: DE69824388T2
Application number: DE69824388T
Authority: DE
Inventors: Hideo Sunto-gun MIFUNE; Yasuaki Sunto-gun NAKAMURA; Masato Sunto-gun SEKI; Takashi Sunto-gun TSUKAMOTO
Original assignee: Tokai Corp
Current assignee: Tokai Corp
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: TW450346U; ID22488A; CN1241254A; RU2190160C2; KR20000068688A; EP0942233B1; EP0942233A4; BR9806078A; EP0942233A1; JPH1151392A; CA2267382A1; DE69824388D1; CN1121578C; WO1999006769A1; US6227844B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Aufbau eines Brennabschnitts an der Spitze eines Dochts eines Feuerzeugs, beispielsweise eines Zigarettenanzünders, in welchem alkoholischer Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir von dem Docht durch kapillarische Wirkung hochgezogen wird, um am oberen Teil des Dochts abgebrannt zu werden.
In der JP-A-1239304 wird ein aus porösem Keramikmaterial gebildeter Docht verwendet, um den Abbrandwirkungsgrad zu steigern.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Form eines Brennabschnitts eines Feuerzeugs wie zum Beispiel eines Zigarettenanzünders, das mit Alkohol enthaltendem Flüssigbrennstoff als Hauptkomponente arbeitet, geeignet zur Erzielung eines optimalen Abbrands.
Hintergrund der Erfindung
Als Brennstoff für ein Feuerzeug wie zum Beispiel einen Zigarettenanzünder wird im allgemeinen alkoholhaltiger Brennstoff verwendet, so zum Beispiel Ethylalkohol, Brennbenzin wie zum Beispiel Petroleum oder verflüssigter Gasbrennstoff wie zum Beispiel Butangas, Propangas oder dergleichen.
Betriebsverhalten, bequeme Handhabung und Ausgestaltung der Feuerzeuge hängen ab von der Art des verwendeten Brennstoffs.
Bei Feuerzeugbenzin beispielsweise, bei dem es sich um ein Gemisch der Petroleum-Reihe von Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichem Siedepunkt handelt, verflüchtigen sich Benzinkomponenten mit tieferem Siedepunkt vornehmlich zu Beginn des Gebrauchs, wobei sich die flüchtigen Komponenten allmählich verlagern zu solchen mit höherem Siedepunkt. Demzufolge ändert sich die Zusammensetzung des in dem Feuerzeug verbleibenden Brennstoffs im Verlauf der Zeit, was wiederum zu einer Änderung der Flammenlänge führt. Das gleiche gilt für Gasolin. Da Benzin und Gasolin in hohem Maß flüchtig sind, ist eine abgeschlossene Struktur zum Unterdrücken der Verflüchtigung des Flüssigbrennstoffs aus dem Brennstoffaufnahmeteil und/oder dem Docht bei einem Feuerzeug erforderlich, bei dem als Brennstoff Benzin oder Gasolin verwendet wird. Ist die Dichtigkeit der umschlossenen Struktur unzureichend, so geht bald Flüssigbrennstoff verloren, und der flüssige Brennstoff muß häufig nachgefüllt werden. Außerdem ist einigen Menschen der besondere Geruch von Benzin und Gasolin unangenehm.
Im Fall von verflüssigtem Gasbrennstoff ist der Gasdruck im Betriebstemperaturbereich des Feuerzeugs hoch, und dementsprechend muß das Brennstoffreservoir druckbeständig ausgelegt werden. Außerdem ändert sich die Flammenlänge mit der Änderung des Gasdrucks, welcher seinerseits in starkem Maß logarithmisch von der Temperatur abhängt, so daß eine starke Schwankung der Flammenlänge mit der Änderung der Temperatur einhergeht, was ein Problem bei einem Gasfeuerzeug ist. Um dieses Problem zu überwinden, muß das Kraftstoffzuführsystem des Feuerzeugs mit einer speziellen Temperatur-Korrektureinrichtung ausgestattet werden, was den Aufbau des Feuerzeugs verkompliziert und seine Kosten erhöht.
Alkoholischer Brennstoff enthält vornehmlich monovalenten niedrigen Alkohol wie zum Beispiel Ethylalkohol, Methylalkohol, Propylalkohol und dergleichen und ist bei normalen Temperaturen flüssig und besitzt einen relativ geringen Dampfdruck. Ein mit alkoholischem Brennstoff betriebenes Feuerzeug braucht daher kein druckbeständiges Brennstoffreservoir zu haben, es müssen lediglich der Brennstoffspeicherbereich und/oder der Docht soweit umschlossen sein, daß eine Verflüchtigung des alkoholischen Brennstoffs vermieden werden kann. Deshalb läßt sich ein mit alkoholischem Brennstoff betriebenes Feuerzeug einfacher aufbauen und erfordert geringeren Kostenaufwand.
Bei dem mit alkoholischem Brennstoff betriebenen Feuerzeug wird der alkoholische Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir dem Brennabschnitt oder Abbrandbereich über einen Docht zugeführt, der aus einem offenzelligen zellularen Material oder einem Bündel dünner Fasern besteht. Der alkoholische Brennstoff wird aus dem unteren Endbereich des Dochts durch kapillarische Wirkung hochgezogen und dem oberen Endabschnitt des Dochts über die offenen Zellen oder die feinen Abstände zwischen den Fasern zugeleitet.
Speziell ist der Docht gebildet durch Verdrillen von Fasern, durch Bündeln von Glasfasern oder durch Umwickeln eines Glasfaserbündels mit Baumwollgarn und Fixieren des Baumwollgarns an dem Glasfaserbündel durch Umwickeln des Baumwollgarns mit einem dünnen Metalldraht.
In einem Feuerzeug gemäß Stand der Technik, in welchem Alkohol enthaltender Flüssigbrennstoff als Hauptkomponente eingesetzt wird, sollte der Aufbau des Dochts möglichst einfach sein, so daß die Qualität der Dochte vergleichmäßigt werden kann und die Dochte billig herstellbar sind, da der Aufbau des Dochts in Beziehung zu den Abbrenneigenschaften des Feuerzeugs steht. Zu diesem Zweck wird bevorzugt, wenn der Docht aus Glasfasern oder Keramikfasern besteht.
In einem Feuerzeug mit einem solchen Docht schwanken die Anfangsflammenlänge direkt nach Entzünden des Brennstoffs, die Änderung der Flammenlänge und die maximale Flammenlänge und dergleichen abhängig vom Material, den Abmessungen und der Form des Dochts, so daß der Docht so ausgestaltet werden sollte, daß er den angestrebten Eigenschaften des Feuerzeugs entspricht.
Dies bedeutet, daß bei einem mit Alkohol betriebenen Feuerzeug, beispielsweise einem Zigarettenanzünder, Brennstoff an der Oberfläche des Dochts als erstes brennt, nachdem die Flamme entzündet ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt es eine „Anfangsflammenlänge".
Anschließend wird der Docht durch den Abbrand erhitzt, und die Menge des sich von der Oberfläche des Dochts verflüchtigenden Brennstoffs nimmt zu, wodurch die Flammen länge zunimmt. Die Temperaturzunahme an der Oberfläche des Dochts wird allerdings ausgeglichen und kommt zum Stillstand bei fortgesetztem Abbrand, so daß die Zunahme der Flammenlänge in Sättigung geht und die Flammenlänge schließlich eine „Sättigungsflammenlänge" erreicht. Wenn der Brennstoff an der Oberfläche des Dochts abbrennt und schließlich verbraucht ist, wird im Inneren des Dochts befindlicher Brennstoff zur Oberfläche des Dochts geleitet, und es wird Brennstoff aus dem Reservoir durch den unteren Endabschnitt des Dochts nach oben gezogen.
Wenn der Verbrauch von Brennstoff an der Oberfläche des Dochts im Gleichgewicht steht mit der Zufuhr von Brennstoff aus dem Inneren des Dochts und der Zufuhr von Brennstoff aus dem Reservoir, befinden sich die Abbrennbedingungen in einem ausgeglichenen Zustand, und die Flammenlänge ist stabilisiert. Wenn hingegen der Brennstoffverbrauch an der Oberfläche des Dochts die Brennstoffzufuhr aus dem Inneren des Dochts übersteigt, verringert sich die Flammenlänge gegenüber der Anfangsflammenlänge und gelangt in einen Gleichgewichtszustand auf dem Niveau der Brennstoffnachfuhr, oder die Flamme erlischt.
Im Hinblick auf die obigen Erwägungen und Erläuterungen ist es Hauptziel der Erfindung, einen Aufbau eines Abbrennabschnitts eines mit alkoholischem Brennstoff befeuerten Feuerzeugs anzugeben, der sich für einen optimalen Abbrand eignet.
Im Fall eines Zigarettenanzünders beträgt die Anfangsflammenlänge mindestens etwa 20 mm und nimmt innerhalb von etwa 10 Sekunden auf etwa 25 mm zu. Weiterhin ist bevorzugt, daß die Sättigungsflammenlänge, das heißt die Flammenlänge nach Erhitzung des Dochts auf eine konstante Temperatur, etwa 60 mm bis 70 mm (etwa 50 mm bis 70 mm bei einem Feuerzeug) im Höchstfall beträgt. Um diesen Anforderungen zu entsprechen, sollte der Docht in der Lage sein, Flüssigbrennstoff hochzuziehen und diesen zu halten, außerdem sollte er hitzebeständig sein. Darüber hinaus sollte der Docht eine Form haben, mit der sich die oben angesprochenen Abbrennbedingungen realisieren lassen.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Aufbau des Abbrennabschnitts eines mit Alkohol befeuerten Feuerzeugs geschaffen, ausgestattet mit einem Docht zum Hochziehen von alkoholischem Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir durch kapillarische Wirkung von einem Endabschnitt des Dochts zu dessen anderem Ende, und Abbrennen des alkoholischen Brennstoffs an dem anderen Endabschnitt, wobei die Verbesserung beinhaltet, daß der Docht aus Glasfasern besteht und der andere Endabschnitt des Dochts, wo der Alkoholbrennstoff abgebrannt wird, in einer Oberflächengröße von 30 mm² bis 170 mm² freiliegt.
Handelt es sich bei dem Feuerzeug um einen Zigarettenanzünder, so ist bevorzugt, wenn der andere Endabschnitt des Dochts mit seiner Oberfläche in einer Größe von 30 mm² bis 100 mm² freiliegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Aufbau eines Abbrennabschnitts eines mit alkoholischem Brennstoff befeuerten Feuerzeugs geschaffen, ausgestattet mit einem Docht zum Hochziehen von alkoholischem Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir durch kapillarische Wirkung von einem Endabschnitt des Dochts zu dessen anderem Ende und durch Abbrennen des Brennstoffs an dem anderen Endabschnitt, wobei die Verbesserung beinhaltet, daß der Docht aus Keramikfasern gebildet ist und der andere Endabschnitt des Dochts, an welchem der alkoholische Brennstoff abgebrannt wird, in einer Oberflächengröße von 40 mm² bis 170 mm² freiliegt.
Falls das Feuerzeug ein Zigarettenanzünder ist, wird bevorzugt, daß der andere Endabschnitt des Dochts mit seiner Oberfläche in einer Größe von 40 mm² bis 100 mm² freiliegt.
Bei dem Aufbau des Abbrennabschnitts des Feuerzeugs lassen sich die Abbrenneigenschaften in einem optimalen Zustand halten, in welchem die Flammenlänge zunächst etwa 20 mm beträgt, in etwa 10 Sekunden auf etwa 25 mm zunimmt und in dem gesättigten Zustand eine Länge von etwa 60 mm hat, bedingt durch den Umstand, daß der Abbrenn-Endabschnitt des Dochts, wo der alkoholische Brennstoff abgebrannt wird, mit einer Oberfläche der Größe von 30 mm² bis 170 mm² freiliegt (im Fall eines Zigarettenanzünders 30 mm² bis 100 mm²), wenn der Docht aus Glasfasern besteht, oder der Abbrenn-Endabschnitt des Dochts, wo der alkoholische Brennstoff abgebrannt wird, mit einer Oberfläche der Größe von 40 mm² bis 170 mm² freiliegt (40 mm² bis 100 mm² im Fall eines Zigarettenanzünders), wenn der Docht aus Keramikfasern besteht.
Insbesondere dann, wenn das Feuerzeug ein Zigarettenanzünder ist, wird bevorzugt, daß die Gesamtgröße des Zigarettenanzünders möglichst gering ist, und dementsprechend sind die Abmessungen ebenso wie die Form des Aufbaus des Abbrennabschnitts beschränkt. Durch Definieren des Umfangs, des Außendurchmessers und/oder des Überstands des Abbrenn-Endabschnitts des Dochts in der Weise, daß die Größe der Oberfläche des Abbrenn-Endabschnitts in den oben erwähnten Bereich fällt, läßt sich der Zigarettenanzünder miniaturisieren und billig herstellen, wobei er gleichzeitig optimale Abbrenneigenschaften beibehält.
Es ist bevorzugt, wenn der Umfang des Abbrenn-Endabschnitts des Dochts im Bereich von 6 mm bis 20 mm liegt, der Außendurchmesser des Abbrenn-Endabschnitts des Dochts im Bereich von 2 mm bis 5 mm liegt und der Überstand des Abbrenn-Endabschnitts des Dochts gegenüber einem Halter im Bereich von 3,0 mm bis 7,0 mm liegt. Mit dieser Ausgestaltung eignet sich ein Abbrennabschnitt eines Feuerzeugs für den praktischen Gebrauch.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Aufbau eines Abbrennabschnitts eines mit Alkohol befeuerten Feuerzeugs geschaffen, ausgestattet mit einem Docht zum Hochziehen von alkoholischem Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir durch Kapillarwirkung von einem Endabschnitt des Dochts zu dessen anderem Endabschnitt, und zum Abbrennen des alkoholischen Brennstoffs an dem anderen Endabschnitt, wobei die Verbesserung beinhaltet, daß der andere Endabschnitt des Dochts, an welchem der alkoholische Brennstoff abgebrannt wird, mit einer Oberfläche einer Größe freiliegt, die so bestimmt wird, daß die Flammenlänge nicht kürzer ist als ein vorbestimmter Wert nach dem Zündvorgang, die Flammenlänge auf einen vorbestimmten Wert innerhalb einer Zeitspanne nach dem Zündvorgang zunimmt, und in einem ausgeglichenen Zustand auf einer Sättigungsflammenlänge gehalten wird, die nicht größer ist als eine vorbestimmte Flammenlänge. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich in einfacher Weise ein Feuerzeug mit hervorragenden Abbrenneigenschaften schaffen.
Der erfindungsgemäße Docht kann aus einem Bündel Glasfasern bestehen, aus einem Werkstoff, welches man durch Herstellen eines Gemisches aus Keramikfasern und einer kleinen Menge Bindemittel in Plattenform mit einer Dicke von 3 mm bis 5 mm und Trocknen der Plattenform erhält, oder einem Werkstoff, den man erhält durch Hinzufügen einer geringen Menge Bindemittel und Wasser zu Keramikfasern, Extrudieren des so erhaltenen viskosen Fluids zu einem runden oder rechteckigen Stab mit Hilfe eines Extruders, und Trocknen und Verfestigen des Stabs. Dieses Material wird zu einem Docht verarbeitet, der in einem Feuerzeug dazu verwendet werden kann, alkoholischen Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir durch Kapillarwirkung von seinem Endabschnitt zu seinem anderen Abschnitt hochzuziehen und den alkoholischen Brennstoff an diesem anderen Endabschnitt abzubrennen. Die Größe der Oberfläche des freiliegenden Abbrenn-Endabschnitt des Dochts ist so festgelegt, daß die Flammenlänge nicht kürzer ist als ein vorbestimmter Wert direkt nach dem Zündvorgang, die Flammenlänge innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Zündvorgang auf einen vorbestimmten Wert zunimmt und in einem stationären Zustand auf einer Sättigungsflammenlänge gehalten wird, die nicht größer als eine vorbestimmte Flammenlänge ist.
Der erwähnte eine Endabschnitt (Saug-Endabschnitt) und der erwähnte andere Endabschnitt (Abbrenn-Endabschnitt) des Dochts können aus gleichem Werkstoff oder aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
Als alkoholischer Brennstoff kann beispielsweise ein Gemisch aus monovalentem niedrigem Alkohol wie zum Beispiel Ethylalkohol, Methylalkohol, Propylalkohol oder dergleichen mit einem gesättigten Kohlenwasserstoff wie zum Beispiel Hexan, Heptan oder dergleichen zum Anfärben der Flamme verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Querschnittansicht eines Zigarettenanzünders nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 ist eine schematische Querschnittansicht eines Zigarettenanzünders nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
3 ist eine Querschnittansicht eines grundlegenden Beispiels des in einem Experiment verwendeten Feuerzeugs,
4 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Dochts und der Anfangsflammenlänge für Dochte aus Glasfasern,
5 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Dochts und der Zeit, die benötigt wird, damit die Flammenlänge einen Wert von 25 mm erreicht, geltend für Dochte aus Glasfasern,
6 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Dochts und der Sättigungsflammenlänge für Dochte aus Glasfasern,
7 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Dochts und der Anfangsflammenlänge für Dochte aus Keramikfasern,
8 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Dochts und der Zeit, in der die Flammenlänge einen Wert von 25 mm erreicht, geltend für Dochte aus Keramikfasern,
9 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Dochts und der Sättigungsflammenlänge für Dochte aus Keramikfasern, und
10 bis 19 sind Darstellungen, die einen optimalen Bereich der Beziehung zwischen der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Dochts und verschiedenen Abmessungen des Dochts zeigen, wobei ein guter Abbrennzustand für unterschiedliche Werkstoffe des Dochts und die Querschnittsform des Dochts für den Fall erhalten werden kann, daß der Docht für einen Zigarettenanzünder verwendet wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 zeigt im Querschnitt einen Wegwerf-Zigarettenanzünder nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Der Anzünder 1 enthält ein Brennstoffreservoir 2 in Form eines an seinem einen Ende geschlossenen rohrförmigen Elements. Der Innenraum des Brennstoffreservoirs 2 ist mit Fasern (Füllstoff) 3 gefüllt, und am oberen Ende des Brennstoffreservoirs 2 ist ein oberer Deckel 4 befestigt. Hierdurch wird ein Brennstoffspeicherbereich 5 gebildet, der Flüssigbrennstoff enthält, jedoch nicht aufgefüllt werden kann.
Beispielsweise ist das Brennstoffreservoir 2 ein Formteil aus Polypropylen mit einem Innenvolumen von 5 cm³. Die Fasern 3 sind Polypropylenfasern mit einer Stärke von 6 Denier, die in das Brennstoffreservoir 2 mit einer Dichte von 0,1 g/cm³ eingedrückt sind. Die Fasern 3 sind mit 4 g Flüssigbrennstoff imprägniert, bei dem es sich um ein Gemisch aus 95 Gew.-% Ethylalkohol und 5 Gew.-% n-Hexan handelt.
Von einem Dochthalter 7 (Halteteil) wird ein Docht 6 so gehalten, daß er sich vertikal in das Brennstoffreservoir 2 durch den oberen Deckel 4 hindurch erstreckt. Der Docht 6 umfaßt einen Abbrennabschnitt 61 und einen Saugabschnitt 62 aus unterschiedlichen Werkstoffen, die miteinander über den Dochthalter 3 verbunden sind, wobei das untere Ende des Abbrennabschnitts 61 in Berührung mit dem oberen Ende des Saugabschnitts 62 steht. Der Dochthalter 7 hat die Form eines aus Metall bestehenden zylindrischen Elements.
Der untere Endabschnitt des Saugabschnitts 62 des Dochts 6 steht in Berührung mit den Fasern 3 in dem Brennstoffreservoir 2 und zieht durch kapillarische Wirkung den Flüssigbrennstoff nach oben, mit dem die Fasern 3 imprägniert sind. Wird der Teil des Abbrennabschnitts 61, der über den Dochthalter 7 übersteht, gezündet, brennt der Flüssigbrennstoff mit einer Flamme ab.
Der Abbrennabschnitt 61 des Dochts 6 ist hergestellt durch Bündeln von Glasfasern zu einem stabähnlichen Gebilde. Beispielsweise hat jede der Glasfasern eine Dicke von 6 μm, und die Glasfasern sind zu einem Stab mit einer Stärke von 4 mm im Durchmesser gebündelt und haben eine Länge von 10 mm bei einer Faserdichte von 150 mg/cm³. Der Abbrennabschnitt 61 steht vom oberen Ende des Dochthalters 7 5 mm ab. Der freiliegende Teil des Abbrennabschnitts 61 des Dochts 6, der über den Halter 7 übersteht, hat eine Querschnittsfläche von 12,6 mm² und eine Oberflächengröße von 75,4 mm².
Der Saugabschnitt 62 des Dochts 6 ist gebildet durch Bündeln und Binden von Acrylfasern und hat eine stabähnliche Form mit einem vergrößerten Kopfteil 62a. Der Docht 6 wird hergestellt durch Einführen des vergrößerten Kopfteils 62a in den Dochthalter 7 zur Berührung mit dem unteren Endabschnitt des Abbrennabschnitts 61, Anquetschen des unteren Endabschnitts des Halters 7 in diesem Zustand und Verbinden des Abbrennabschnitts 61 und des Saugabschnitts 62 zu dem integrierten Docht 6.
Beispielsweise hat der Saugabschnitt 62 einen Außendurchmesser von 3,4 mm in dem vergrößerten Kopfabschnitt 62a, hat dort eine Länge von 3 mm und hat im Fußteil einen Außendurchmesser von 3,0 mm und eine Länge von 37 mm. Die Dicke der den Dochtabschnitt bildenden Acrylfasern beträgt 3 Denier, die Porosität des Saugabschnitts beträgt 60%.
An der äußeren Umfangsfläche des Dochthalters 7 ist ein Schraubengewinde gebildet, mit dessen Hilfe der Dochthalter 7 in ein Gewindeloch im oberen Deckel 4 geschraubt ist, wobei am Boden des Gewindelochs ein Dichtungsring 8 sitzt.
An dem oberen Deckel 4 gegenüber dem oberen Endabschnitt des Abbrennabschnitts 61 des Dochts 6 ist ein Zündmechanismus 10 gelagert. Der Zündmechanismus 10 enthält einen Träger 11, der an dem oberen Deckel 4 fixiert ist, einen Feuerstein 12, der in dem Träger 11 nach oben und nach unten beweglich gelagert ist, und ein Reibrad 13, das oben an dem Träger 11 gelagert ist. Der Feuerstein 12 wird durch die Kraft einer Feder 14 gegen die Oberfläche des Reibrads 13 gedrückt, und wenn dieses Reibrad 13 gedreht wird, entstehen Funken in Richtung des Dochts 6.
Eine Kappe 16 zum Umschließen des Abbrennabschnitts 61 des Dochts 6 und des freiliegenden Teils des Dochthalters 7 ist schwenkbar am oberen Ende des Brennstoffreservoirs 2 oberhalb des oberen Deckels 4 mit Hilfe eines Zapfens 17 gelagert, so daß sie um den Zapfen 17 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, wobei sie in der Schließstellung den Abbrennabschnitt 61 des Dochts 6 und den freiliegenden Teil des Dochthalters 7 einschließt, um eine Verflüchtigung des Flüssigbrennstoffs zu unterbinden. Die Kappe 16 ist mit einer Innenkappe 16a versehen, die auf den Dochthalter 7 paßt und den Docht 6 eng umschließt. An dem Dochthalter 7 befindet sich ein O-Ring 19, der in Eingriff mit der Innenfläche der Innenkappe 16a tritt, um den Docht 6 noch enger zu umschließen. Eine Stirnplatte 18 befindet sich auf der Oberseite des oberen Deckels 4.
Den oberen Deckel 4 durchsetzt entlang der Innenfläche des Dochthalters 7 ein Belüftungsloch 20, das den Innenraum des Brennstoffreservoirs 2 mit der Atmosphäre verbindet. Das Belüftungsloch 20 ist an einer Stelle zur Atmosphäre hin geöffnet, die sich im Inneren des Raums befindet, der von der Innenkappe 16a der Kappe 16 umschlossen wird. Der Durchmesser des Belüftungslochs 20 beträgt etwa 1,0 mm.
Bei dem Feuerzeug 1 dieser Ausführungsform wurde der Abbrennabschnitt 61 des Dochts 6 entzündet und 2 Minuten lang am Brennen gehalten. Direkt nach dem Zündvorgang hatte die Flamme eine Länge von 28 mm und nahm dann in etwa 30 Sekunden nach dem Zündvorgang auf 45 mm allmählich zu. Anschließend wurde die Flamme auf einer Länge von 45 mm gehalten. Damit zeigt sich, daß das Feuerzeug 1 dieser Ausführungsform einen optimalen Abbrennzustand erreichen konnte.
Zweite Ausführungsform
In 2 ist ein Zigarettenanzünder 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, der sich von der ersten Ausführungsform nur durch den Aufbau des Dochts 6 unterscheidet, wie aus 2 ersichtlich ist. Der Docht 6 der zweiten Ausführungsform ist mit einem Abbrennabschnitt 63 ausgestattet, der anstatt aus Glasfasern aus Keramikfasern gebildet ist.
Der Abbrennabschnitt 63 wird hergestellt durch Hinzufügen einer geringen Menge eines organischen Bindemittels zu Keramikfasern aus keramischen Werkstoffen, die als Hauptkomponenten Aluminiumoxid und Kieselerde enthalten und eine Dicke von 2,8 μm im Durchmesser haben, Formen des Gemisches der Keramikfasern und des Bindemittels zu einer Platte mit einer Stärke von 3 mm, Zuschneiden der Platte zu Stücken mit einer Breite von 4 mm und einer Länge von 100 mm. Die Packungsdichte der Fasern dieses Abbrennabschnitts 63 beträgt 200 mg/cm³. Der Abbrennabschnitt 63 steht über das obere Ende des Dochthalters 7 um 5 mm über. Der freiliegende Teil des Abbrennabschnitts 63 des Dochts 6, der von dem Halter 7 übersteht, beträgt 12,6 mm² im Querschnitt und hat eine Oberflächengröße von 82 mm².
Die übrigen Elemente außer dem Abbrennabschnitt des Dochts 6 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform, Elemente, die solchen aus 1 analog sind, tragen gleiche Bezugszeichen und werden hier nicht noch einmal erläutert.
Bei dem Feuerzeug 1 dieser Ausführungsform wurde der Abbrennabschnitt 63 des Dochts 6 gezündet und 2 Minuten lang am Brennen gehalten. Direkt nach dem Zündvorgang hatte die Flamme eine Länge von 30 mm, die bis zu 30 Sekunden nach dem Zündvorgang allmählich auf 50 mm zunahm und danach bei 45 mm verharrte. Hierdurch zeigte sich, daß das Feuerzeug 1 dieser Ausführungsform einen optimalen Abbrennzustand erreichen konnte.
Das erfindungsgemäße Feuerzeug einschließlich erste und zweite Ausführungsform enthält grundsätzlich ein Brennstoffreservoir zur Aufnahme von alkoholischem Brennstoff mit der Hauptkomponente Alkohol, einen Docht zum Hochziehen des alkoholischen Brennstoffs aus dem Brennstoffreservoir durch Kapillarwirkung von einem in das Reservoir eingeführten Endabschnitt zu seinem anderen Endabschnitt und zum Abbrennen des Brennstoffs an dem anderen Endabschnitt, und einen Halter (Dochthalter), der den Docht so hält, daß der andere Endabschnitt von dem Träger vorsteht, wobei das Feuerzeug dadurch gekennzeichnet ist, daß der Außendurchmesser des Abbrenn-Endabschnitts (des anderen Endabschnitts) des Dochts im Bereich von 2 mm bis 5 mm liegt, die Länge, um die der Abbrenn-Endabschnitt des Dochts gegenüber dem Halter vorsteht, im Bereich von 3,0 mm bis 7,0 mm liegt und die Oberflächengröße des Abbrenn-Endabschnitts des Dochts, der gegenüber dem Halter vorsteht, im Bereich von 30 mm² bis 170 mm² (30 mm² bis 100 mm² im Fall eines Zigarettenanzünders) liegt, wenn der Docht aus Glasfasern besteht, und in dem Bereich von 40 mm² bis 170 mm² (40 mm² bis 100 mm² im Fall eines Zigarettenanzünders) liegt, wenn der Docht aus Keramikfasern besteht.
Diese Grenzen entsprechen den Anforderungen, gemäß denen die Flammenlänge direkt nach dem Zündvorgang mindestens etwa 20 mm betragen soll, innerhalb von 10 Sekunden nach dem Zündvorgang auf etwa 25 mm zunimmt und bei einer Sättigungsflammenlänge gehalten wird, die nicht größer als 65 mm ist.
Die Werte wurden durch verschiedene Experimente unter Zugrundelegung eines in 3 gezeigten Beispiels ermittelt. In 3 ist ein Behälter 35 als Brennstoffreservoir mit dem Füllstoff 34 gefüllt, welcher seinerseits wieder mit alkoholischem Brennstoff imprägniert ist, und es ist ein Dochtabschnitt 32 eines Dochts 30 in den Behälter 35 eingeführt und steht mit dem Füllstoff 34 in Berührung. Auf das obere Ende des Behälters 35 ist ein oberer Deckel 36 aufgeschraubt, und ein Lehrenhalter 38 hält den oberen Endabschnitt des Dochtabschnitts 32, fixiert an dem oberen Deckel 36 in dessen Mitte. Als Dochthalter ist eine einen Docht haltende Lehre, die einen Abbrennabschnitt 31 des Dochts 30 hält, an dem Lehrenhalter 38 derart gelagert, daß der untere Endabschnitt des Abbrennabschnitts 31 mit dem oberen Endabschnitt des Saugabschnitts 32 in Berührung steht.
Als Abbrennabschnitt 31 des Dochts 30 wird der Glasfaserdocht nach der ersten Ausführungsform oder der Keramikfaserdocht nach der zweiten Ausführungsform verwendet. Der Durchmesser der Fasern und die Porosität des Abbrennabschnitts 31 sind in passender Weise so ausgewählt, daß der Flüssigbrennstoff über den Saugabschnitt 32 der Acrylfasern in einer Menge nachgeführt werden kann, die größer ist als die verbrauchte Menge aufgrund des Abbrands an dem Abbrennabschnitt.
Obschon Glasfaserdochte verwendet wurden, die aus Glasfasern mit einer Dicke von 6 μm und einer Packungsdichte von 150 mg/cm³ bestanden, können die Glasfaserdochte auch andere Abmessungen haben, vorausgesetzt, der Flüssigbrennstoff kann in einer größeren Menge zu der Oberfläche des Dochts nachgeführt werden, als er durch Abbrand an dem Abbrennabschnitt verbraucht wird. In ähnlicher Weise wurden zwar Keramikfaserdochte verwendet, die durch Keramikfasern mit einer Dicke von 2,8 μm und einer Pakkungsdichte von 2000 mg/cm³ hergestellt wurden, jedoch können die Keramikfaserdochte auch etwas andere Abmessungen aufweisen, vorausgesetzt, der Flüssigbrennstoff kann zu der Oberfläche des Dochts in einer Menge nachgeführt werden, die größer ist als die Menge des an dem Abbrennabschnitt abgebrannten Brennstoffs. Obschon die Experimente unter Einsatz spezieller Glas- und Keramikfasern durchgeführt wurden, lassen sich die Ergebnisse der Experimente auch auf andere Werkstoffe übertragen, vorausgesetzt, daß diese äquivalent zu den Glasfasern und Keramikfasern sind hinsichtlich Hitzebeständigkeit, Saugfähigkeit und Dispersionsfähigkeit.
Die Glasfaser-Abbrennabschnitte und die Keramikfaser-Abbrennabschnitte wurden in unterschiedlichen Abmessungen (bezüglich Außendurchmesser und Länge) hergestellt, und es wurden die den jeweiligen Abbrennabschnitten entsprechenden Dochthaltelehren 37 gefertigt. Der Abbrenntest wurde durchgeführt unter Änderung der Länge, um die der Abbrennabschnitt gegenüber der Lehre 37 vorstand, und unter Änderung der Oberflächengröße des freiliegenden Teils. Die Ergebnisse sind in den 4 bis 9 dargestellt. Es wurde der Flüssigbrennstoff wie bei der ersten Ausführungsform verwendet.
Die 4 bis 6 zeigen die Beziehungen zwischen der Anfangsflammenlänge und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts zwischen der Zeit, die die Flamme benötigte, um zu einer Länge von 25 mm anzuwachsen, und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts, sowie zwischen der Sättigungsflammenlänge und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts für Außendurchmesser von Glasfasern von 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm und 5 mm und Überstandslängen von 1 mm, 3 mm, 5 mm, 7 mm und 9 mm.
7 bis 9 zeigen die Beziehungen zwischen der Anfangsflammenlänge und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts, zwischen der Zeit, die die Flamme benötigt, um auf eine Länge von 25 mm anzuwachsen, und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts, und zwischen der Sättigungsflammenlänge und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts für Breiten des 3 mm dicken Keramikfaserdochts von 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm und 5 mm und Überstandslängen von 1 mm, 3 mm, 5 mm, 7 mm und 9 mm.
Die Oberflächengrößen der Dochte werden repräsentiert durch Werte, die man erhält durch Berechnen der Größen der Seitenflächen und der Stirnfläche auf der Grundlage der Abmessungen des freiliegenden Teils der Dachte, wobei mikroskopische Ungleichmäßigkeiten auf der Oberfläche der Dochte ignoriert werden.
Wie aus 4 ersichtlich ist, welche die Relation zwischen der Oberflächengröße des Dochts und der Anfangsflammenlänge für den Glasfaserdocht veranschaulicht, sollte die Oberflächengröße des Abbrennabschnitts nicht kleiner als 30 mm² sein, um eine Anfangsflammenlänge von nicht weniger als 20 mm zu erreichen. Beträgt die Oberflächengröße 100 mm², so beträgt die Anfangsflammenlänge etwa 35 mm, bei einer Oberflächengröße von 170 mm² beträgt die Anfangsflammenlänge etwa 40 mm. Diese Werte für die Anfangsflammenlängen eignen sich für das Feuerzeug.
Wie aus 5 ersichtlich ist, welche die Relation zeigt zwischen der Zeit, die die Flamme benötigt, um auf eine Länge von 25 mm anzuwachsen, und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts für den Fall von Glasfaserdochten, sollte die Oberflächengröße des Abbrennabschnitts nicht kleiner als 30 mm² sein, damit die Zeit, in der die Flamme auf eine Länge von 25 mm zunimmt, nicht mehr als etwa 10 Sekunden beträgt.
Wie aus 6 entnehmbar ist, die die Relation zwischen der gesättigten Flammenlänge und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts für den Fall von Glasfaserdochten zeigt, beträgt die Sättigungsflammenlänge 65 mm bei einer Oberfläche in der Größe von 170 mm², und die Oberflächengröße kann nicht größer als 170 mm² sein, damit die Sättigungsflammenlänge nicht größer als 60 mm bis 70 mm wird. Ist das Feuerzeug ein Zigarettenanzünder, bei dem die Sättigungsflammenlänge nicht größer als 50 bis 60 mm betragen soll, so sollte die Oberflächengröße nicht mehr als 100 mm² betragen.
Wie weiterhin aus 7 entnehmbar ist, welche die Beziehung zwischen der Oberflächengröße des Dochts und der Anfangsflammenlänge für den Keramikfaserdocht veranschaulicht, sollte die Oberflächengröße des Abbrennabschnitts nicht kleiner als 40 mm² sein, damit die Anfangsflammenlänge nicht kleiner als 20 mm ist. Wenn die Oberflächengröße 170 mm² beträgt, beträgt die Anfangsflammenlänge etwa 45 mm, was als der obere akzeptierbare Grenzwert für die Anfangsflammenlänge des Anzünders angesehen wird. Bei einer Oberflächengröße von 100 mm² beträgt die Anfangsflammenlänge etwa 35 mm, was als obere akzeptierbare Grenze für die Anfangsflammenlänge eines Zigarettenanzünders angesehen wird.
Wie aus 8 ersichtlich ist, welche die Relation zeigt zwischen der Zeit, die die Flamme benötigt, um auf eine Länge von 25 mm anzuwachsen, und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts für den Fall von Keramikfaserdochten, sollte die Größe der Oberfläche des Abbrennabschnitts nicht kleiner als 40 mm² sein, damit die Zeit, in der die Flamme auf eine Länge von 25 mm anwächst, nicht mehr als etwa 10 Sekunden beträgt.
Wie aus 9 ersichtlich ist, welche die Relation zwischen der Sättigungsflammenlänge und der Oberflächengröße des freiliegenden Teils des Abbrennabschnitts im Fall von Glasfaserdochten zeigt, beträgt die Sättigungsflammenlänge 65 mm bei einer Oberflächengröße von 170 mm², die nicht größer als 170 mm² sein sollte, damit die Sättigungsflammenlänge nicht mehr als 60 mm bis 70 mm beträgt. Ist das Feuerzeug ein Zigarettenanzünder, bei dem die Flammenlänge nicht mehr als 50 bis 60 mm betragen sollte, sollte die Oberflächengröße nicht mehr als 100 mm² betragen.
Wie aus den obigen Ergebnissen der Experimente entnehmbar ist, läßt sich der Aufbau des Abbrennabschnitts des mit Alkohol befeuerten Feuerzeugs optimal gestalten, um einen guten Abbrennzustand zu erhalten, indem man die Oberflächengröße und die Form des Abbrennabschnitts des Dochts auf den oben angegebenen Bereich beschränkt, wodurch sich die Ausgestaltung des Abbrennabschnitts vereinfacht.
10 bis 19 zeigen optimale Bereiche für die Oberflächengröße des Dochts bei Zigarettenanzündern in Relation zu den Außenabmessungen des Dochts für den Fall, daß der Docht ein Bündel aus Glasfasern mit kreisförmigem Querschnitt ist, für den Fall des Dochts aus Keramikfasern in Form eines Stabs mit kreisförmigem Querschnitt und für den Fall des Dochts aus Keramikfasern in Form eines Stabs mit rechteckigem Querschnitt. Die optimalen Bereiche bestimmen sich durch Berücksichtigung des Größenbereichs, der mechanischen Festigkeit und der mechanischen Tauglichkeit des Dochts, wie sie für einen Zigarettenanzünder akzeptierbar sind, außerdem in Bezug auf den Bereich der Abmessungen des Dochts, der die Leistungsfähigkeit des Anzünders aufgrund der obigen Ergebnisse der Experimente beherrscht. In der Praxis müssen der Raum zur Halterung des Dochts und das Maß des Überstands des Dochts gegenüber dem Halter ermittelt werden unter Berücksichtigung der Form des Feuerzeugs und dergleichen, wobei die Gesamtform des Dochts entsprechend der Oberflächengröße festgelegt werden kann, die benötigt wird, um die gewünschten Abbrenneigenschaften zu erreichen. Damit lassen sich die Gesamtform und die Abmessungen des Dochts in einfacher und wirksamer Weise festlegen.

Claims

Aufbau eines Brennabschnitts (31; 61) eines mit Alkohol befeuerten Feuerzeugs (1), das mit einem Docht (30; 6) ausgestattet ist, um Alkoholbrennstoff aus einem Brennstoffreservoir (35; 2) durch kapillarische Wirkung von seinem einen Endabschnitt (32; 62) zu seinem anderen Endabschnitt (31; 61) hochzuziehen und den alkoholischen Brennstoff an dem anderen Endabschnitt (31; 61) abzubrennen, dadurch gekennzeichnet, daß der Docht (30; 6) aus Glasfasern besteht und der andere Endabschnitt (31; 61) des Dochts, an welchem der alkoholische Brennstoff abgebrannt wird, mit einer Oberflächengröße von 30 mm² bis 170 mm² freiliegt.
Aufbau nach Anspruch 1, bei dem das Feuerzeug (1) ein Zigarettenanzünder ist und der andere Endabschnitt (31; 61) des Dochts (30; 6) mit einer Oberflächengröße von 30 mm² bis 100 mm² freiliegt.
Aufbau für einen Brennabschnitt (31; 63) eines mit Alkohol befeuerten Feuerzeugs (1), ausgestattet mit einem Docht (30; 6) zum Hochziehen von alkoholischem Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir durch kapillarische Wirkung von seinem einen Endabschnitt (32; 62) zu dem anderen Endabschnitt (31; 63) und zum Abbrennen des alkoholischen Brennstoffs an dem anderen Endabschnitt (31; 63), dadurch gekennzeichnet, daß der Docht (30; 6) aus Keramikfasern gebildet ist und der andere Endabschnitt (31; 63) des Dochts, an welchem der alkoholische Brennstoff abgebrannt wird, mit einer Oberflächengröße von 40 mm² bis 170 mm² freiliegt.
Aufbau nach Anspruch 3, bei dem das Feuerzeug (1) ein Zigarettenanzünder ist und der andere Endabschnitt (31; 63) des Dochts (30; 6) mit einer Oberflächengröße von 40 mm² bis 100 mm² freiliegt.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Umfang des anderen Endabschnitts (31; 61; 63) des Dochts (30; 6) im Bereich von 6 mm bis 20 mm liegt.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Außendurchmesser des anderen Endabschnitts (31; 61; 63) des Dochts (30; 6) im Bereich von 2 mm bis 5 mm liegt.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Länge, um die der andere Endabschnitt (31; 61; 63) des Dochts (30; 6) von einem Halter (37; 7) absteht, im Bereich von 3,0 mm bis 7,0 mm liegt.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der andere Endabschnitt (31; 61; 63) des Dochts (30; 6), bei dem der alkoholische Brennstoff abgebrannt wird, mit einer Oberflächengröße freiliegt, die derart bestimmt ist, daß die Flammenlänge nicht kürzer als 20 mm direkt nach dem Zündvorgang ist, sich innerhalb von 10 Sekunden nach dem Zündvorgang auf 25 mm vergrößert und in einem Gleichgewichtszustand auf einer gesättigten Flammenlänge von nicht mehr als 70 mm gehalten wird.