DE69916187T2

DE69916187T2 - Docht für eine mit flüssigem brennstoff betriebene verbrennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69916187T2
Application number: DE69916187T
Authority: DE
Inventors: Hideo Mifune; Masato Sunto-gun SEKI; Yukio Sunto-gun NOZAKI
Original assignee: Tokai Corp
Current assignee: Tokai Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP3628512B2; EP0978686A1; KR20010005639A; CN1258343A; ES2215373T3; ID22694A; EP0978686A4; DE69916187D1; CN1125264C; JPH11270847A; EP0978686B1; WO1999037953A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Docht, der in einem Zigarettenanzünder, einem Feuerzeug oder einem anderen Brenner, der mit Flüssigbrennstoff arbeitet, welcher hauptsächlich aus Alkohol besteht, mittels Kapillar-Anziehung aus einem Brennstofftank flüssigen Brennstoff hochzieht für die Verbrennung, insbesondere betrifft die Erfindung die Struktur des Flammenerzeugungsteils, wo der Abbrand stattfindet.
Hintergrund der Erfindung
Ein Alkoholbrennstoff wie beispielsweise Ethylalkohol, Leichtbenzinbrennstoff vom Mineralöltyp einschließlich Gasolin oder ein Flüssiggasbrennstoff wie zum Beispiel Butangas oder Propangas, kommt als Brennstoff für Zigarettenanzünder, Feueranzünder, Lötlampen, Leuchten und andere derartige Brennvorrichtungen zum Einsatz.
Leistungsfähigkeit, einfache Handhabbarkeit und bauliche Ausgestaltung derartiger Brennvorrichtungen oder Brenner sind abhängig von der Art des verwendeten Brennstoffs unterschiedlich, jede Art hat ihre eigenen Besonderheiten.
Im Fall eines Leichtbenzin-Brennstoffs, bei dem es sich um ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffverbindungen vom Mineralöltyp handelt, besteht der Brennstoff zum Beispiel aus einem Gemisch von Verbindungen unterschiedlicher Siedepunkte. Nach dem Anzünden des Brenners beginnt in der einleitenden Phase eine Verflüchtigung der Komponenten, wobei die Leichtbenzinkomponenten mit niedrigem Siedepunkt die ersten sind und dann eine progressive Fortsetzung mit Kohlenwasserstoff höherer Siedepunkte stattfindet. Da die Zusammensetzung des in dem Brenner verbleibenden Brennstoffs also während der Brennzeit variiert, ändert sich auch die Länge der Flamme. Das gleiche gilt auch für Gaso lin. Da Leichtbenzin und Gasolin stark flüchtig sind, müssen Brenner, die mit diesen Brennstoffen arbeiten, eine abgedichtete Struktur aufweisen, um das Verdampfen aus dem Brennstoffvorrat und dem Dochtbereich einzuschränken. Ist die Abdichtung unzureichend, geht Brennstoff durch Verdampfung verloren, und es steigt die Häufigkeit, mit der das mühselige Nachfüllen durchgeführt werden muß. Darüber hinaus haben Leichtbenzin und Gasolin starke Gerüche, die möglicherweise als störend empfunden werden.
Im Fall eines Flüssiggasbrennstoffs ist der Gasdruck in dem Betriebstemperaturbereich des Brenners groß, und folglich muß der den Brennstoff aufnehmende Behälter einen druckbeständigen Aufbau besitzen. Darüber hinaus ändert sich die Flammenlänge mit einer Änderung des Gasdrucks, und folglich ist es eine Besonderheit des Gasdrucks, daß er sich in Abhängigkeit der Temperatur logarithmisch und stark ändert und eine starke Änderung der Flammenlänge abhängig von der Temperatur zu einem besonderen Problem wird. Um die Schwankung der Flammenlänge einzuschränken, erfordert das Brennstoffzuführsystem des Brenners eine spezielle bauliche Gegenmaßnahme zur Temperaturkompensation, was den Aufbau verkompliziert und aus Kostengründen nachteilig ist.
Was andererseits den alkoholischen Brennstoff angeht, so besteht ein Flüssigbrennstoff hauptsächlich aus Alkohol, beispielsweise aus einem niederen, einwertigen Alkohol wie Ethylalkohol, Methylalkohol oder Propylalkohol, eine Flüssigkeit bei den normalen Temperaturen und auch mit einem geringen Dampfdruck. Der Brennstoffspeicher muß daher kein druckbeständiges Gefäß sein, die Dichtungsstruktur zum Abdichten des Brennstofftanks und des Dochts müssen lediglich in der Lage sein, eine Verdampfung von Alkohol zu vermeiden. Dies hat den Vorteil, daß der Aufbau vereinfacht ist und daß die Kosten der Brennvorrichtung sich verringern.
Bei dem Brenner mit Flüssigbrennstoff aus hauptsächlich Alkohol ist die Einrichtung zum Zuführen flüssigen Brennstoffs aus dem Brennstoffspeicher zu dem Flammenerzeugungsteil generell ein Docht, der von der Oberflächenspannung des flüssigen Brennstoffs Gebrauch macht, um den Brennstoff durch durchgängige feine Löcher oder feine Hohlräume in gebündelten dünnen Fasern durch Kapillarwirkung hochzuziehen und ihn im Spitzenbereich des Dochts abzubrennen.
Speziell ist der zum Hochziehen des Brennstoffs eingesetzte Docht ein schnurähnliches Gebilde, eines durch Verdrillen von Fasern erhalten, ein anderes durch Bündeln von Glasfasern, ein weiteres gebildet durch sowohl Glasfasern, die in Baumwollgarn eingehüllt sind und die dadurch erhaltene Anordnung wiederum mit feinen Metalldrähtchen umwikkelt ist, um ein Auflösen der Anordnung zu verhindern. Von diesen Anordnungen dient der untere Hochziehteil zum Hochziehen von Brennstoff, der in dem oberen Flammenerzeugungsteil abgebrannt werden soll.
Bei dem Zigarettenanzünder, der Anzündvorrichtung oder anderen derartigen Brennern mit einem Docht der oben geschilderten Art differieren die Anfangsflammenlänge nach dem Zündvorgang, die Änderung der Flammenlänge, die gesättigte Flammenlänge, die Flammendicke und ähnliche Größen abhängig vom Material und der Form des Dochts. Deshalb muß der Brenner so aufgebaut sein, daß die gewünschten Eigenschaften für den Betriebsablauf erzielt werden.
In anderen Worten: wenn ein Zigarettenanzünder oder ein Feuerzeug mit einem der oben beschriebenen Docht-Typen ausgestattet ist und der an der Spitze des Dochts befindliche Flammenerzeugungsteil entzündet wird, bildet sich eine Flamme durch Abbrennen von Gas, welches entsteht durch die Verflüchtigung flüssigen Brennstoffs an der oberen Stirnfläche und am oberen Umfangsbereich des Flammenerzeugungsteils. Wenn der flüssige Brennstoff weiter verflüchtigt wird und von dem unteren Umfangsbereich des Flammenerzeugungsteils hochsteigt und dann entzündet wird, wird eine noch dickere und längere Flamme gebildet. Dieser Abbrennzustand ähnelt in der Form der Flamme einer Kerze. Betrachtet man einen Docht, mit dem eine bestimmte Flammenlänge erzielt werden soll und berücksichtigt dabei einen kontinuierlichen Abbrennvorgang, so ergibt sich die Notwendigkeit, dem Docht eine gewisse Dicke zu geben, das heißt eine Größe der oberen Stirnfläche. Allerdings gibt es eine proportionale Beziehung zwischen der Dicke des Dochts und der Dicke der Flamme, demzufolge die Flamme bei dickerem Docht ihrerseits dicker ist.
Ist der Brenner beispielsweise ein Zigarettenfeuerzeug, so sollte, da eine Flamme geringerer Dicke beim Anzünden einer Zigarette einfacher ist, die Flammenlänge erhalten bleiben, während gleichzeitig die Flammendicke gering ist. Es liegen also einander widersprechende Forderungen vor.
Um einen Docht des oben beschriebenen Typs anzuzünden, muß man außerdem verflüchtigten Flüssigbrennstoff in der Nähe des Teils des Dochts zur Verfügung haben, der von Funken getroffen wird, die von einem Feuerstein oder durch elektrische Entladung gebildet werden. Es hat sich gezeigt, daß zusätzlich zu der Verflüchtigung des Brennstoffs an der oberen Stirnfläche des Dochts es außerdem wichtig ist im Hinblick auf die Zündfähigkeit, daß an der Docht-Seitenfläche verflüchtigter Brennstoff ebenfalls vorhanden ist, so daß dieser in deutlichem Ausmaß die zu einer erfolgreichen Zündung erforderliche Zündgeschwindigkeit bei geringen Temperaturen erbringt.
Bei der Ausgestaltung des Brenners ist weiterhin zu berücksichtigen, daß zwar die Zündleistung besser ist, wenn die Zündvorrichtung zum Bilden von Funken die in Richtung des Dochts fliegen, näher an den Docht herangerückt ist, wenn eine dicke Flamme entsteht, wobei allerdings der Rand der Flamme sich der Zündvorrichtung derart nähert, daß deren Temperatur ansteigt (beispielsweise steigt die Temperatur eines Reibrades an). Erhitzt sich das Reibrad, so kann diese Wärme beispielsweise auf den Kunststoffträgerteil übertragen werden, so daß dieser anschmilzt. Dann löst sich möglicherweise das Reibrad durch die Druckkraft des Feuersteins, der gegen das Reibrad gedrückt wird, so daß die Vorrichtung nicht mehr benutzbar ist. Wenn insbesondere der Docht und die Zündvorrichtung nahe nebeneinander angeordnet sind, ändert sich der Luftstrom um den Docht herum, und die Flamme neigt zu einem Anschwellen in Richtung der Seite der Zündvorrichtung. Dies kann zu dem oben erläuterten Problem der Überhitzung führen.
Bei einem Brenner mit einem hauptsächlich aus Alkohol bestehenden flüssigen Brennstoff hingegen ist die Flamme kaum zu sehen, auch wenn man dem Brennstoff ein Material hinzugibt, welches eine Anfärbereaktion für die Flamme hervorruft. Es besteht daher auch Bedarf an einer zusätzlichen Anfärbung der Flamme durch Steigerung der Deutlichkeit der Form der Flamme.
Die JP 55 075106 A zeigt einen Vergasungsdocht mit einem äußeren, eine Teer-Durchdringung verhindernden Material zwischen einem Vergasungsteil und einem mit Brennstoff benetzten Teil, so daß das Eindringen von Teer in einen inneren Teil des Vergasungsdochts und eine Abnahme der Brennstoff-Saugfähigkeit des Dochts verhindert werden können. Außerdem ist zumindest eine Seitenfläche, die nicht eine obere Stirnfläche des Flammenerzeugungsteils des Dochts umfaßt, mit einer Hautschicht versehen, um eine Verflüchtigung des flüssigen Brennstoffs zu unterdrücken.
Die DE 43 27 437 A zeigt einen Docht für einen Flüssigbrennstoff-Brenner, bei dem ein dünner Metallring das obere Ende des Dochts umfaßt und dadurch die Verflüchtigung von Brennstoff über die Seitenfläche des Dochts verhindert.
Im Hinblick auf die oben erläuterten Umstände zielt die Erfindung darauf ab, einen Docht für einen Flüssigbrennstoff-Brenner anzugeben, der die Möglichkeit bietet, eine solche Flammenform zu bilden, die sich für den jeweiligen Zweck eignet, insbesondere eine dünne und lange Flamme zu bilden.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Docht für einen Flüssigbrennstoff-Brenner, der die oben beschriebenen Probleme überwindet, besitzt Flüssigbrennstoff, der in Füllstoff in einem Gehäusetank imprägniert ist, er umfaßt einen Docht mit einem Hochziehteil in Berührung mit der Füllung zum Hochziehen flüssigen Brennstoffs durch Kapillarwirkung und durch Abbrennen des Brennstoffs an einer Spitze eines Flammenerzeugungsteils, und eine Zündvorrichtung zum Entzünden des Flammenerzeugungsteils, wobei der Docht aus einem porösen Material gebildet ist und mindestens eine Seitenfläche, die nicht eine obere Stirnfläche des Flammenerzeugungsteils umfaßt, mit einer Hautschicht ausgestattet ist, um eine Verflüchtigung des flüssigen Brennstoffs zu unterdrücken, wobei die eine Verflüchtigung flüssigen Brennstoffs unterdrückende Wirkung einer Seitenfläche an der Seite der Zündvorrichtung geringer ist als die eine Verflüchtigung unterdrückende Wirkung an der anderen Seitenfläche.
Die eine Verflüchtigung des flüssigen Brennstoffs unterdrückende Wirkung auf der Seitenfläche, die der Zündvorrichtung zugewandt ist, kann dadurch kleiner gemacht werden als die Wirkung an der anderen Seitenfläche, daß man die Hautschicht schlitzweise entfernt, um sie teilweise stehenzulassen, oder dadurch, daß man die Hautschicht nicht ausbildet. In diesem Fall läßt sich die Hautschicht aus einem Material bilden, welche überhaupt keine Durchlässigkeit für flüssigen Brennstoff besitzt.
Was die Bereitstellung einer Hautschicht über die gesamten oder einen Teil der Seitenflächen des Dochts angeht, so wird bevorzugt, die Hautschicht als porösen Überzug auszubilden, der eine geringere Flüssigbrennstoff-Durchlässigkeit besitzt als das Innere des Dochts, so daß der Flüssigbrennstoff zu der Oberfläche wandern und an dieser sich verflüchtigen kann.
Die Hautschicht wird zum Beispiel gebildet durch Aufbringen einer oder durch Eintauchen in eine Masse, die gewonnen wird durch Mischen eines Metalloxidpulvers mit einem Bindemittel und durch Verfestigen dieses Gemisches mittels Trocknung. Ansonsten wird die Hautschicht gebildet durch Aufbringen einer oder durch Eintauchen in eine Masse, die erhalten wird durch Mischen eines hitzebeständigen anorganischen Verbindungspulvers, eines Metallpulvers oder eines Gemisches daraus und eines Bindemittels, und Verfestigen des Gemisches durch Trocknen. Wenn das Metalloxidpulver Titanoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen ist, kann dies individuell vorliegen oder gemischt sein. Als Bindemittel wird vorzugsweise Wasserglasmaterial verwendet, beispielsweise Natriumsilikat oder Kaliumsilikat oder ein Glasmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt. Die Hautschicht ist vorzugsweise in einer Dicke von 0,2 mm–0,5 mm vorgesehen.
Die Hautschicht kann gebildet werden durch das Auftragen eines oder das Eintauchen in einen hitzebeständigen Anstrich und anschließendes Trocknen. Vorzugsweise enthält die Hautschicht eine Metallverbindung, die eine Flammenanfärbereaktion mit sich bringt. Auf der anderen Seite kann die Hautschicht einen Kohlenstoffzusatz erhalten. Nach der Ausbildung der Hautschicht kann diese eine kohlenstoffhaltige Beschichtungslösung empfangen.
Die Flüssigbrennstoff-Durchlässigkeit der Hautschicht kann zwischen dem oberen Ende und anderen Bereichen des Flammenerzeugungsteils verschieden sein. Beispielsweise kann sie derart ausgebildet sein, daß die Durchlässigkeit im oberen Ende groß und am unteren Ende gering ist oder umgekehrt. In diesem Fall reicht es aus, die Hautschicht so auszubilden, daß ihre Dicke zwischen dem oberen Ende und anderen Bereichen des Flammenerzeugungsteils unterschiedlich ist.
Die Spitzen-Stirnfläche des Dochts, ausgestattet mit der Hautschicht, kann eine Schrägfläche bilden, wobei die Schrägfläche der Zündvorrichtung zugewandt ist.
Der Docht wird vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Material gebildet, beispielsweise Keramikfaser oder Glasfaser, wobei er eine stabförmige Form mit rechteckigem Querschnitt hat, der Docht kann aber auch aus porösem Keramik- oder porösem Glasmaterial hergestellt werden. Darüber hinaus kann der Docht auch aus einem porösen Material gebildet sein, welches in einer Richtung rechtwinklig zur Axialrichtung durch Druck gebildet wird. Eine während der Druckformung zusammengepreßte Fläche kann so angeordnet sein, daß sie der Zündvorrichtung zugewandt ist, was den Zweck hat, eine Überhitzung der Zündvorrichtung in dem Fall zu verhindern, daß die Ausbildung der Hautschicht zu einer großen Verflüchtigungsmasse an den Seitenflächen führt. Eine Oberfläche rechtwinklig zu einer während der Druckformung komprimierten Fläche kann ebenfalls so angeordnet sein, daß sie der Zündvorrichtung zugewandt ist, um ein gutes Zünden dann zu begünstigen, wenn die Ausbildung der Hautschicht dazu führt, daß die Gesamtverflüchtigung an den Seitenflächen gering ist.
Bei dem Docht für einen Flüssigbrennstoffbrenner gemäß der Erfindung wird die Flammenlänge aufrecht erhalten, während gleichzeitig die Dicke der Flamme verringert wird, da die Verflüchtigung von Flüssigbrennstoff aus den Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils aufgrund der Ausbildung der Hautschicht derart gesteuert wird, daß sie auf ein Maß reduziert wird, welches eine Zündung ermöglicht. In anderen Worten: im Fall eines Dochts mit Seiten des Flammenerzeugungsteils, die vollständig durch eine Hautschicht abgedeckt und abgedichtet sind, so daß es keine Durchlässigkeit für den Flüssigbrennstoff gibt, das heißt absolut keine Verflüchtigung von Brennstoff aus den Seitenflächen, erzeugt der Flüssigbrennstoff eine Flamme ausschließlich durch die Brennstoffverflüchtigung aus der oberen Stirnfläche des Dochts, demzufolge die Flamme schmal ist. Da allerdings ein Docht üblicherweise von der Seitenfläche her entzündet wird, erweist sich der Zündvorgang dann als schwierig, wenn der Docht keine Flüssigbrennstoffverflüchtigung in einer solchen Seitenfläche gestattet.
Was diesen Punkt angeht, ermöglicht im Fall der vorliegenden Erfindung der Docht ein Zünden von einer Seitenfläche her durch Streuen von Funken unter gleichzeitiger Kleinhaltung der Flamme entweder dadurch, daß eine poröse Hautschicht gebildet wird, die ein Durchströmen und eine Verflüchtigung des Flüssigbrennstoffs aus den Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils des Dochts in einem Grad ermöglicht, der eine Zündung ermöglicht, alternativ wird die Unterdrückungswirkung der Verflüchtigung an der Seitenfläche auf der der Zündvorrichtung zugewandten Seite schwächer gemacht als auf den anderen Seitenflächen, so daß eine gute Zündung durch die Zündvorrichtung möglich ist, während Flüssigbrennstoff zu der oberen Stirnfläche des Dochts hochgezogen wird und der Brennstoff an einer Oberfläche des Dochtmaterials freikommt, die eine hohe Verflüchtigungsleitung zeigt, so daß eine lange und dünne Flamme entsteht, dabei aber ein üblicher Zündvorgang möglich ist.
Als hauptsächlich aus Alkohol bestehender Flüssigbrennstoff kann beispielsweise ein Brennstoff mit einem niederen einwertigen Alkohol verwendet werden, namentlich Methylalkohol, Ethylalkohol oder Propylalkohol als Hauptbestandteil, wobei dem Alkohol ein gesättigter Kohlenwasserstoff wie zum Beispiel Hexan oder Heptan zugemischt ist, um die Flamme anzufärben.
Bei einem Docht für einen Flüssigbrennstoffbrenner wie oben ausgeführt, läßt sich durch Ausbilden des Dochts aus porösem Material und durch Schaffung der Hautschicht zum Unterdrücken der Verflüchtigung von Flüssigbrennstoff aus den Seitenflächen des Dochts, zumindest auf einer Seitenfläche des Dochts, die nicht die obere Stirnfläche beinhaltet, eine gute Zündleistung von der Seite der Zündvorrichtung her erzielen, bedingt durch die Brennstoff-Verflüchtigung von der der Zündvorrichtung zugewandten Seitenfläche. Außerdem kann die obere Stirnfläche des Dochts ein gewisses Größenmaß erhalten, so daß die gewünschte Flammenlänge garantiert wird aufgrund ausreichender Verdampfung von Brennstoff aus der oberen Stirnfläche, während die Hautschicht durch Unterdrücken der Menge verflüchtigten Brennstoffs aus den Seitenflächen ermöglicht, daß eine Vergrößerung der Flammendicke, insbesondere der Dicke im unteren Bereich der Flamme, verhindert wird, so daß die Flamme dünn bleibt und ein Temperaturanstieg der Zündvorrichtung aufgrund der der Zündvorrichtung nahekommenden Flamme vermieden wird. Mit einer einfachen baulichen Ausgestaltung läßt sich eine Flamme mit dünner und länglicher Form erzielen, die in der Vergangenheit nicht erreichbar war. Mit einer solchen Erhöhung des Freiheitsgrades bezüglich der Flammenform wird es möglich, Besonderheiten zu erreichen, die für den jeweiligen Zweck geeignet sind, beispielsweise Besonderheiten für ein Zigaretten-Feuerzeug, ein Gerät zum Feueranzünden oder einen anderen Brenner, so daß der kommerzielle Wert eines solchen Produkts gesteigert wird.
Falls der Docht mit der Hautschicht eine Verflüchtigungs-Unterdrückungswirkung auf der der Zündvorrichtung zugewandten Seitenfläche hat, die geringer ist als an den anderen Seitenflächen, so läßt sich in einfacher Weise erreichen, daß die Verflüchtigungsmenge für den Zündvorgang erreicht wird, gleichzeitig auch eine Verdünnung der Flamme erreicht wird durch Unterdrücken der Verflüchtigung an den anderen Seitenflächen. Beide Ziele können gleichzeitig erreicht werden.
Das Ausbilden einer Hautschicht in der oben beschriebenen Weise vergrößert die Härte des Flammenerzeugungsteils des Dochts, was wiederum dessen Festigkeit steigert und die Lebensdauer des Flammenerzeugungsteils verlängert.
Darüber hinaus ist die zeitliche Änderung der Flammenbeschaffenheit während des kontinuierlichen Abbrennens nach dem Zündvorgang derart beschaffen, daß das Wachstum der Flammenlänge unmittelbar nach dem Zündvorgang rasch zunimmt und die gesättigte Flammenlänge kurz ist, so daß man beispielsweise für ein Gerät zum Anzünden von Feuer ideale Eigenschaften beim Brennvorgang erzielt.
Darüber hinaus wird die Flamme hauptsächlich durch Abbrennen von Brennstoff gebildet, der an der oberen Stirnfläche des Flammenerzeugungsteils des Dochts verdampft und nicht abhängt vom Ausmaß der Verdampfung an den Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils. Das Ausmaß des Überstands des Flammenerzeugungsteils oder -abschnitts des Dochts gegenüber dem Dochthalter läßt sich also verkürzen, wodurch die Ausgestaltung der Verschlußkappe, die den Flammenerzeugungsteil zum Vermeiden der Verflüchtigung abdeckt.
Da die Verflüchtigung von Brennstoff aus den Seitenflächen eines Flammenerzeugungsteils gemäß obiger Beschreibung gesteuert wird durch Ausbilden der Hautschicht in der Weise, daß eine dünne und lange Flamme entsteht, läßt sich der Brennstoffverbrauch im Vergleich zu Brennern reduzieren, bei denen eine dicke Flamme gleicher Länge gebildet wird, so daß die Häufigkeit der Benutzungen und die Gesamt-Benutzungszeit bei gegebener Menge Brennstoff gesteigert werden können.
Im Fall eines Brenners, der vorzugsweise die Möglichkeit bietet, daß die Form der Flamme während des Abbrennens gut sichtbar ist, bewirkt der Einschluß von Natrium oder einem anderen derartigen Flammenanfärbemittel in der Hautschicht ein Anfärben der Flamme durch eine Anfärbereaktion, die durch das Flammenanfärbemittel in der Hautschicht während des Abbrennens bewirkt wird, so daß die Form der Flamme leichter erkennbar ist. Wenn in der Hautschicht Kohlenstoff enthalten ist, oder wenn die Haut schicht einen Überzug aufweist, der Kohlenstoff enthält, wird der Kohlenstoff freigesetzt, während der Abbrandvorgang vonstatten geht, so daß die Flamme gelb gefärbt wird und folglich leichter zu erkennen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine anschauliche Darstellung des Abbrennzustands eines Dochts mit dem grundlegenden Aufbau gemäß der Erfindung.
1B ist eine anschauliche Darstellung des Abbrennzustands eines Dochts in einem Vergleichsbeispiel.
2 ist eine beispielhafte Ansicht des Abbrennzustands für den Fall, daß die Durchlässigkeit einer Hautschicht des Dochts gemäß der Erfindung geringer ist.
3 ist eine schematische Schnittansicht eines Zigarettenanzünders als Beispiel für einen Flüssigbrennstoff-Brenner mit einem Docht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Zigarettenanzünders als ein Beispiel für einen Flüssigbrennstoff-Brenner mit einem Docht gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine schematische Draufsicht auf einen Zigarettenanzünder als Beispiel für einen Flüssigbrennstoff-Brenner mit einem Docht gemäß einer noch weiteren Ausführungsform.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Spitzenteils eines Dochts nach einer weiteren Ausführungsform.
7 ist eine Schnittansicht der Struktur eines für Tests verwendeten Brenners.
8 ist eine graphische Darstellung der Flammenlängen-Änderungseigenschaften im Test 1 und im Test 2, kombiniert mit einem Vergleichsbeispiel.
9 ist eine graphische Darstellung der Flammenlängen-Änderungseigenschaft beim Test 3 in Verbindung mit einem Vergleichsbeispiel.
10 ist eine graphische Darstellung der Flammenlängen-Änderungseigenschaft in Relation zu einer Vorsprungslänge des Flammenerzeugungsteils bei dem Test 4.
11 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Vorsprunglänge des Flammenerzeugungsteils und der Länge der gesättigten Flamme im Test 4.
12 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Dicke der Hautschicht und verschiedenen Flammenlängen im Test 6.
13 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Dicke der Hautschicht und der Flammendicke im Test 6.
14A ist ein Diagramm, welches die Zündleistung in dem Zustand zeigt, in welchem die Hautschicht eine komprimierte Oberfläche des Dochts nach 7 aufweist und mit einem 0 mm breiten Schlitz versehen ist, und zwar der Zündvorrichtung zugewandt.
14B ist ein Diagramm, welches die Zündleistung in dem Zustand veranschaulicht, in welchem die Hautschicht aus einer komprimierten Oberfläche des Dochts nach 7 mit einem 0,5 mm breiten Schlitz ausgebildet ist, und zwar der Zündvorrichtung zugewandt.
14C ist ein Diagramm, welches die Zündleistung in dem Zustand veranschaulicht, in welchem die Hautschicht aus einer komprimierten Oberfläche des Dochts nach 7 mit einem 1,0 mm breiten Schlitz ausgebildet ist, und zwar der Zündvorrichtung zugewandt.
14D ist ein Diagramm, welches die Zündleistung in dem Zustand veranschaulicht, in welchem die Hautschicht aus einer komprimierten Oberfläche des Dochts nach 7 mit einem 2,0 mm breiten Schlitz ausgebildet ist, und zwar der Zündvorrichtung zugewandt.
14E ist ein Diagramm, welches die Zündleistung in dem Zustand veranschaulicht, in welchem die Hautschicht aus einer komprimierten Oberfläche des Dochts nach 7 mit einem 3,0 mm breiten Schlitz ausgebildet ist, und zwar der Zündvorrichtung zugewandt.
15A ist ein Diagramm der Zündleistung in einem Zustand, in welchem die Hautschicht eine Schnittfläche des Dochts nach 7 ist, ausgebildet mit einem 0 mm breiten Schlitz, außerdem der Zündvorrichtung zugewandt.
15B ist ein Diagramm der Zündleistung in einem Zustand, in welchem die Hautschicht eine Schnittfläche des Dochts nach 7 ist, ausgebildet mit einem 0,5 mm breiten Schlitz, außerdem der Zündvorrichtung zugewandt.
15C ist ein Diagramm der Zündleistung in einem Zustand, in welchem die Hautschicht eine Schnittfläche des Dochts nach 7 ist, ausgebildet mit einem 1,0 mm breiten Schlitz, außerdem der Zündvorrichtung zugewandt.
15D ist ein Diagramm der Zündleistung in einem Zustand, in welchem die Hautschicht eine Schnittfläche des Dochts nach 7 ist, ausgebildet mit einem 2,0 mm breiten Schlitz, außerdem der Zündvorrichtung zugewandt.
15E ist ein Diagramm der Zündleistung in einem Zustand, in welchem die Hautschicht eine Schnittfläche des Dochts nach 7 ist, ausgebildet mit einem 3,0 mm breiten Schlitz, außerdem der Zündvorrichtung zugewandt.
BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele des Dochts für einen Flüssigbrennstoff-Brenner gemäß der Erfindung beschrieben.
Als erstes zeigt 1A den grundlegenden Aufbau des erfindungsgemäßen Dochts. Der Hauptkörper des Dochts 6 besteht aus porösem Material. Der von einem Dochthalter 7 nach oben wegstehende Abschnitt ist als Flammenerzeugungsteil 61 ausgebildet, und ein Bereich unterhalb des Dochthalters 7 in Berührung mit der Füllung 3 (siehe 3), die mit Flüssigbrennstoff imprägniert ist und den Flüssigbrennstoff hält, bildet einen Hochziehteil oder Hochziehabschnitt 62.
Ein Teil oder die gesamten Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils 61 des Dochts 6, darin nicht enthaltend die obere Stirnfläche 6a, sind mit einer Hautschicht 8 ausgestattet, mit der die Verflüchtigung von Flüssigbrennstoff von den Seitenflächen unterdrückt werden soll. Die Hautschicht 8 wird beispielsweise in der Weise porös ausgebildet, daß sie eine Durchlässigkeit besitzt, die es dem durch den inneren Bereich des Dochts aufgrund von Kapillarwirkung nach oben gezogenem Flüssigbrennstoff ermöglicht, zu der Oberfläche zu gelangen und dort zu verdampfen, so daß die Durchlässigkeit dort geringer ist als die Durchlässigkeit des Hauptkörpermaterials im Inneren des Dochts.
Wie in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen weiter unten näher erläutert wird, ist der Docht 6 beispielsweise in Form eines Stabs aus einem porösen Werkstoff gebildet, der innere Kapillar-Kanäle aufweist, beispielsweise ist er aus Keramikfaser, Acrylfaser, Glasfaser, porösem Keramik- oder porösem Glasmaterial gebildet, während der Außenumfang von dem Flammenerzeugungsteil 61 bis hin zu dem von dem Dochthalter 7 aufgenommenen Bereich mit einer Hautschicht 8 versehen ist, die eine Dicke von 0,2 bis 0,5 mm auf weist und durch Eintauchen in einen oder Aufbringen eines hitzebeständigen Anstrichs mit anschließender Trocknung oder durch Auftragen oder Eintauchen in eine Beschichtungslösung gebildet ist, die erhalten wird durch Mischen eines Metalloxidpulvers, zum Beispiel Titanoxid oder Aluminiumoxid, eines hitzebeständigen anorganischen Verbundmaterialpulvers, eines Metallpulvers oder dergleichen mit einem Bindemittel aus Wasserglasmaterial wie zum Beispiel Natriumsilicat oder Kaliumsilicat oder einem Glasmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt.
Die obere Stirnfläche 6a des Flammenerzeugungsteils 61 wird nicht mit der Überzuglösung versehen, oder aber das obere stirnseitige Flächenende wird nach dem Überziehen abgeschnitten, so daß die Oberfläche des Dochtmaterials aus dem oben erwähnten Keramikfasermaterial oder dergleichen freiliegt. Die Relation zwischen der Zündleistung und der Dicke der Flamme läßt sich einstellen durch entsprechende Einstellung der Beschichtungsdicke aus der Beschichtungslösung. Die obere Stirnfläche 6a kann abgeschrägt ausgeführt werden.
1B zeigt den Abbrennzustand eines Dochts 60 eines Vergleichsbeispiels, bei dem keine Hautschicht vorhanden ist. Da die Durchlässigkeit der äußeren Umfangsflächen des Flammenerzeugungsteils 61 groß ist, verflüchtigt sich eine große Brennstoffmenge, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Die durch Zünden und Abbrennen dieses an den Seitenflächen sich verflüchtigenden Brennstoffs gebildete Flamme vereint sich mit der Flamme, die durch das von der oberen Stirnfläche 6a abgehende Gas gebildet wird, so daß insgesamt eine dicke und große Flamme entsteht. Am unteren Ende ist die Flamme besonders dick, und darüber hinaus erhöht der durch das kontinuierliche Abbrennen nach dem Zündvorgang verursachte Temperaturanstieg die Menge des verflüchtigten Brennstoffs aus der oberen Stirnfläche 6a und den Umfangsflächen, demzufolge sich die Flamme vergrößert, um schließlich einen Sättigungszustand einzunehmen, wie er dargestellt ist.
Was den Abbrennzustand des erfindungsgemäßen Dochts 6 nach 1A angeht, verflüchtigt sich der Brennstoff aus der oberen Stirnfläche 6a in der oben geschilderten Weise, allerdings wird ein Verdampfen von Brennstoff aus den Umfangsflächen des Flam menerzeugungsteils 61 unterdrückt und eingeschränkt aufgrund der vorhandenen Hautschicht 8. Die durch Zünden des aus diesen Seitenflächen austretenden Gases gebildete Flamme ist daher klein, das untere Ende der gesamten Flamme ist sehr dünn. Obschon die Flammenlänge etwas verkürzt ist, erhält man eine ausreichende Länge. Selbst wenn die Menge der verflüchtigten Brennstoffe sich durch einen Temperaturanstieg im Anschluß an den Zündvorgang vergrößert, wird eine Zunahme der verflüchtigten Masse aus den Umfangsflächen unterdrückt, wodurch das Wachstum der Länge der gesättigten Flamme unterdrückt wird. Da weiterhin die entstandene Flamme hauptsächlich durch Brennstoff gebildet wird, welches aus der oberen Stirnfläche 6a des Flammenerzeugungsteils 61 des Dochts 6 entweicht, kann der Überstand des Flammenerzeugungsteils 61 bezüglich des Dochthalters 7 nur etwa 3 mm betragen, was kürzer ist als bei einem Docht ohne die Hautschicht.
2 zeigt den Abbrennvorgang für den Fall, daß die Hautschicht 8 dick ausgebildet ist, um die Brennstoffdurchlässigkeit auf den Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils 61 weiter zu senken. Wenn die Verflüchtigung durch Durchlaß durch die Hautschicht 8 gering ist, ruft der Temperaturanstieg, der gleichzeitig mit der Ausbildung der Flamme nach dem Zündvorgang des Flammenerzeugungsteils 61 stattfindet, einen Aufwärtszug an den Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils 61 hervor. Das aus der Hautschicht 8 austretende Brennstoffgas steigt daher hoch ohne Ausbildung einer Flamme an den Seitenflächen, um abzubrennen, nachdem es sich mit der Flamme vereint hat, die durch das Brenngas gebildet wird, welches aus der oberen Stirnfläche 6a des Flammenerzeugungsteils 61 entweicht. In diesem Fall wird die Dicke des unteren Endes der Flamme noch dünner. Damit lassen sich Dicke und Länge der Flamme derart festlegen, daß die Werte mit dem Gebrauchszweck des Brenners übereinstimmen. Um die Rate der erfolgreichen Zündversuche zu verbessern, kann die Hautschicht 8 teilweise oder vollständig von derjenigen Seitenfläche entfernt sein, die die Zündseite bildet, um die die Verflüchtigung unterdrückende Wirkung zu schmälern und dementsprechend die Menge des verflüchtigten Brenngases für den Zündvorgang zu steigern.
Darüber hinaus läßt sich die Flammenform zusätzlich dadurch verändern, daß die Durchlässigkeit der Hautschicht 8 an dem oberen Ende groß und an dem unteren Ende klein gemacht wird, oder umgekehrt, so daß es eine unterschiedliche Dicke in der Beschichtung gibt.
Während die Verflüchtigungsmenge aufgrund von Durchlässigkeit der Hautschicht 8 ausreichend groß sein muß, um eine gute Zündung zu erzielen, variiert das erforderliche Maß beispielsweise mit der Zündleistung der Zündvorrichtung.
Damit die Flamme leichter zu sehen ist, wird dem Material der Hautschicht 8 eine Metallverbindung hinzugefügt, die eine Flammen-Anfärbungsreaktion zeigt, oder es wird dem Material Kohlenstoff hinzugefügt. Alternativ wird die Hautschicht 8 mit einem Kohlenstoff enthaltenden Anstrich überzogen.
<Erste Ausführungsform>
3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Aufbaus eines Zigarettenanzünders als Beispiel für einen Flüssigbrennstoff-Brenner mit einem Docht 6 des oben erläuterten Typs. Außerdem ist ein spezielles Beispiel für den Docht 6 dargestellt.
Ein Feuerzeug 1 besitzt einen Brennstofftank 2 zylindrischer Form mit einem geschlossenen Boden. Ein aus einem Fasermaterial bestehender Füllstoff 3 befindet sich im Inneren des Brennstofftanks 2 und wird mit einem flüssigen Brennstoff imprägniert, um diesen zu speichern. Eine obere Abdeckung 4 ist am oberen Teil des Brennstofftanks 2 befestigt, um ein Brennstoffreservoir 5 zur Aufnahme von Flüssigbrennstoff zu bilden. Die Füllung 3 wird in den Brennstofftank 2 von der Bodenseite her eingefüllt, so daß ein oberer Raum 2a verbleibt.
Der Brennstofftank 2 ist zum Beispiel ein Formteil aus Polypropylen mit einem Innenvolumen von 5 cm³. Die Füllung 3 besteht aus Polypropylenfasern mit einer Stärke von 6 Denier, das in dem Brennstofftank 2 zu einer Dichte von 0,05 g/cm³ zusammengestopft ist. In dieser Füllung 3 sind 4 g Flüssigbrennstoff aufgenommen, hier ein Gemisch aus 95 Gew.-% Ethylalkohol und 5 Gew.-% n-Hexan.
Ein metallischer Dochthalter 7 ist oben an der Abdeckung 4 angebracht und durchsetzt die Abdeckung in vertikaler Richtung, um in den Brennstofftank 2 hineinzureichen. Der stabförmige Docht 6 ist vertikal in den Dochthalter 7 eingesetzt. Der Docht 6 ist einstückig aus dem gleichen Material an dem Flammenerzeugungsteil 61, das heißt an dem oben aus dem Dochthalter 7 herausragenden Ende, und an einem unteren Hochziehteil 62 in Berührung mit der Füllung 3 ausgebildet.
Der Docht 6 besteht aus Keramikfaser, beispielsweise hergestellt durch Zugabe einer geringen Menge organischen Bindemittels und eines Aushärtungsmittels zu 2,8 μm dicken Keramikfasern, die ihrerseits gewonnen werden durch Zerfasern eines Rohmaterials aus hauptsächlich Aluminiumoxid und Siliciumoxid, wobei die Fasern zu einer Platte mit einer Faserpackungsdichte von 0,16 g/cm³ gebildet werden, ein 70 mm langer Stab mit einem Rechteckquerschnitt von 3 mm × 4 mm aus der Platte zugeschnitten werden und der Stab in den Dochthalter 7 eingeführt wird, der einen Innendurchmesser von 5,0 mm, einen Außendurchmesser von 6,0 mm und eine Länge von 7,0 mm hat. Der Flammenerzeugungsteil 61 des Dochts 6 ist derart fixiert, daß der Überstand über die obere Stirnfläche des Dochthalters 7 3 mm beträgt und der Hochziehteil 62 in die Füllung 3 bis zu einer Länge von 45 mm von dem unteren Ende her eintaucht.
Zumindest Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils 61 des Dochts 6 sind mit einer Hautschicht 8 bedeckt, die porös ist und eine geringere Durchlässigkeit für Flüssigbrennstoff besitzt als das Innenmaterial. Die Hautschicht 8 ist auf den Seitenflächen in einer vorbestimmten Länge (zum Beispiel 10 mm) ausgebildet, gerechnet von dem oberen Ende des Dochts 6 aus, wobei die Keramikfaseroberflächen der oberen Stirnfläche 6a und die Seitenflächen des Hochziehteils 62 freiliegend bleiben.
Die Hautschicht 8 der vorliegenden Ausführungsform wird gebildet durch Zubereiten einer Beschichtungslösung durch Mischen von 50 Gew.-% Natriumsilicat + 50 Gew.-% Wasser und Mischen dieser Zusammensetzung mit Titandioxid in einem Mischungsverhältnis von 70 Gew.-% bis 30 Gew.-%, und durch Auftragen dieser Beschichtungslösung mit einer Dicke, die nach dem Trocknen 0,3 mm beträgt, und anschließendes Trocknen nach dem Auftrag.
Ein derartiger Docht 6 zieht mit Hilfe seines Hochziehteils 62 durch Kapillarwirkung Flüssigbrennstoff nach oben, mit dem die Füllung 3 imprägniert ist. Der nach oben gezogene Flüssigbrennstoff gelangt an den Flammenerzeugungsteil 61, der von dem Dochthalter 7 nach oben wegsteht und gezündet wird, so daß er brennt und eine Flamme erzeugt.
Der Docht 6 kann in seinem Flammenerzeugungsteil 61 und seinem Hochziehteil 62 aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. Im vorliegenden Fall ist der Flammenerzeugungsteil 61 aus dem bereits erwähnten Keramikfaserstoff gebildet, während der Hochziehteil 62 beispielsweise aus Acrylfasern besteht. Die beiden Teile stehen miteinander in Berührung. Der Hochziehteil 62 wird gebildet durch Zugeben eines Bindemittels und eines Aushärtungsmittels zu Acrylfasern mit einer Faserdicke von 3 Denier, und durch Bündeln der Faser zu einem Stab mit einem Hohlraumverhältnis nach dem Binden und Formen von 60 % und mit einem Außendurchmesser von 3,4 mm.
Eine Zündvorrichtung 10 befindet sich auf der oberen Abdeckung 4 gegenüber der Spitze des Flammenerzeugungsteils 61. Ein Träger 11 der Zündvorrichtung 10, der an der oberen Abdeckung 4 befestigt ist, trägt einen Feuerstein 12, der vertikal beweglich ist, außerdem ein drehbares Reibrad 13, welches sich an der oberen Abdeckung des Trägers 11 befindet. Die Spitze des Feuersteins 12 wird von der Spannkraft einer Feuerstein-Andrückfeder 14 gegen die Umfangsfläche des drehbaren Reibrads 13 gedrückt, dessen Drehung bewirkt, daß Funken in Richtung des Dochts 6 fliegen.
Ein Verschlußdeckel 16 zum Vermeiden des Verdampfens befindet sich in zu öffnender und zu schließender Weise über dem Flammenerzeugungsteil 61 und dem hochstehenden Teil des Dochthalters 7. Dieser Verschlußdeckel 16 ist um einen Scharnierzapfen 17 an einem Endteil der Oberseite der oberen Abdeckung 4 des Brennstofftanks 2 schwenkbar gelagert. An der Innenfläche des Verschlußdeckels 16 befindet sich eine Innenabdeckung 17a, die den Außenumfang des Dochthalters 7 umschließt und die Spitze des Flammenerzeugungsteils 61 abdeckt und abdichtet. Ein O-Ring 19 ist horizontal an dem Außenumfangs-Basisteil des Dochthalters 7 angebracht, wobei die Innenumfangsfläche der Innenabdeckung 16a gegen den O-Ring drückt und dadurch die Dichtigkeit verbessert. Eine Stirnplatte 18 befindet sich auf der Oberseite der oberen Abdeckung 4.
Die zwischen der runden Innenfläche des Dochthalters 7 und den Umfangsflächen des Flammenerzeugungsteils 61 rechteckigen Querschnitts gebildeten Lücken fungieren als Luftkanäle, die das Innere des Brennstofftanks 2 mit dem oberen Raum 2a verbinden.
Der in 3 gezeigte Zigarettenanzünder 1 wurde in Betrieb genommen, und es wurde die Änderung der Flammenlänge während des kontinuierlichen Abbrands nach dem Zündvorgang gemessen. Die Flammenlänge unmittelbar nach dem Zündvorgang betrug 18 mm, sie wuchs rasch innerhalb von 5 Sekunden auf 35 mm an, um anschließend einen Sättigungs-Gleichgewichtszustand einzunehmen, in welchem nach 10 Sekunden eine Flammenlänge von 38 mm gemessen wurde (vergleiche Test 1 in 8). Die maximale Dicke der Flamme betrug 7 mm. Die Flamme zeigte im brennenden Zustand nach Verstreichen einer gewissen Zeitspanne im Anschluß an den Zündvorgang eine Orange-Färbung aufgrund der Flammen-Anfärbungsreaktion des Natriumsilicats in der Hautschicht 8. Es wurde folglich eine dünne und lange Flammenform erzielt, welche die Abbrennbedingungen erfüllte, die an einen Zigarettenanzünder gestellt werden.
Eine ähnliche Hautschicht läßt sich auch bilden, indem Aluminiumoxidpulver anstelle des Titandioxids eingearbeitet wird. Eine ähnliche Hautschicht läßt sich auch bilden durch Einbringen von Kaliumsilicat anstelle von Natriumsilicat.
<Zweite Ausführungsform>
Zur Bildung der Hautschicht 8 wurde bei dieser Ausführungsform ein anderes Material verwendet. Als Bindemittel wurde ein Glas mit niedrigem Schmelzpunkt (eine Glas-Fritte) verwendet. Die übrigen Merkmale waren wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Hautschicht 8 dieser Ausführungsform wird gebildet durch Herstellen einer Beschichtungslösung durch Mischen von 80 Gew.-% einer Glas-Fritte und 20 Gew.-% Titandioxid und durch Mischen in einem Verhältnis von 1 : 1 mit einer 5%-Lösung aus Polyvinylalkohol als Bindemittel, Auftragen dieser Beschichtungslösung auf den Außenumfang des Flammenerzeugungsteils 61 des Dochts 6 zu einer Länge der Seitenflächen von 10 mm, gemessen von der oberen Stirnfläche aus (Dicke: 0,3 mm) und durch anschließendes Trocknen, wozu eine Sinterung während 10 Minuten bei 800°C erfolgt (Temperaturzunahmegeschwindigkeit: 10°C/min). Die Zusammensetzung der Glas-Fritte bei dem obigen Beispiel lautet SiO₂: 10%; ZnO: 65% und B₂O₃: 25%.
Das Feuerzeug dieser Ausführungsform wurde in Betrieb genommen, gemessen wurde dabei die Änderung der Flammenlänge nach dem Zündvorgang. Die Flammenlänge unmittelbar nach dem Zünden betrug 20 mm und wuchs dann schnell innerhalb von 5 Sekunden auf 40 mm an, in welchem Zustand sich der Sättigungszustand im Gleichgewicht einstellte. Die maximale Dicke der Flamme betrug 7 mm. Wie bei der ersten Ausführungsform wurde eine dünne und lange Flamme gebildet.
<Dritte Ausführungsform>
Bei dieser Ausführungsform wird die Oberfläche der Hautschicht 8 eines in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildeten Dochts 6 mit einer zusätzlichen Überzugschicht versehen.
Die Hautschicht 8 wird gebildet durch Aufbringen und Trocknen einer Kohlenstoff enthaltenden Öltinte auf eine beschichtete Oberfläche, die mit einer Beschichtungslösung aufgetragen wird, die ihrerseits erhalten wird durch Mischen von 70 Gew.-% eines Gemisches aus 50 Gew.-% Natriumsilicat + 50 Gew.-% Wasser mit 30 Gew.-% Titandioxid.
Das Feuerzeug wurde in Betrieb genommen, und nach dem Zündvorgang wurde die Flammenlänge gemessen. Die für die Änderung der Flammenlänge und der Flammendicke nach dem Zündvorgang erzielten Ergebnisse waren die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Aufgrund der Ausbildung der Kohlenstoff enthaltenden Überzugschicht ergab sich eine zusätzliche Orange-Verfärbung der Flamme, bedingt durch den Anfärbungseffekt des Kohlenstoffs für die Flamme.
<Vierte Ausführungsform>
Wie in 4 zu sehen ist, ist bei dieser Ausführungsform die obere Stirnfläche 6a des mit einer Hautschicht 8 versehenen Dochts 6 als Schrägfläche ausgebildet, wobei die abgeschrägte obere Stirnfläche 6a der Zündvorrichtung 10 zugewandt ist.
Da die geneigte obere Stirnfläche 6a des Dochts 6 den durch Drehen des Reibrads 13 versprühten Funken zugewandt ist, nimmt die obere Stirnfläche 6a die Funken leicht auf, was die Zündfähigkeit verbessert. Es ist also eine wirksame Struktur zum Verbessern der Zündleistung, wenn die Verdampfung oder Verflüchtigung von Brennstoff von den Seitenflächen, die die Hautschicht 8 aufweisen, aufgrund der Dicke der Hautschicht 8 gering ist.
<Fünfte Ausführungsform>
Bei dieser Ausführungsform, bei der der Docht 6 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet ist, geht es speziell um das poröse Material im Inneren des Dochts 6, nämlich um ein Material, dessen Dichte an einigen der Oberflächen groß ist. Gebildet wird der Docht 6 aus Keramikfasern des bereits oben angesprochenen Typs, wobei dieses Keramikfasermaterial eine geringe Zugabe eines organischen Bindemittels und eines Aushärtungsmittels aufweist und zu einer Platte geformt ist, die dann zu einem 70 mm langen Stab mit einem Rechteckquerschnitt von 3 mm × 4 mm geschnitten ist. In ähnlicher Weise ist auf den Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils 61 eine Hautschicht 8 gebildet.
Der in der oben beschriebenen Weise hergestellte Docht 6 wird durch Zusammenpressen in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung (Längsrichtung) gebildet. Die gepreßten Oberflächen (die den Preßdruck während des Zusammenpressens aufnehmenden Flächen) haben eine höhere Materialdichte und zeigen eine geringere Durchlässigkeit für flüssigen Brennstoff als das Material im Innenbereich.
Wenn die Unterdrückung der Flüssigbrennstoff-Verflüchtigung aus den Seitenflächen des Dochts 6, bewirkt durch die Hautschicht 8, nur gering ist, so befindet sich eine komprimierte Oberfläche des Dochts 6 an einer Stelle, die der Zündvorrichtung 10 gegenübersteht, während die Schnittflächen in seitliche Richtung weisen. Mit Hilfe dieser Orientierung wird, da die Brennstoffverflüchtigung einer komprimierten Oberfläche des Dochts 6 kleiner ist als bei einer geschnittenen Fläche, das Anschwellen der Flamme in dem der Zündvorrichtung 10 zugewandten Bereich geringer, als wenn dort eine geschnittene Oberfläche vorhanden wäre. Obschon die Gesamtflamme nicht so dünn ist, läßt sich eine Berührung der Flamme mit der Zündvorrichtung 10 unterdrücken, wodurch eine Überhitzung vermieden wird.
Wenn die Unterdrückung der Flüssigbrennstoff-Verflüchtigung aus den durch die Hautschicht 8 gebildeten Seitenflächen des Dochts 6 groß ist, ist die rechtwinklig zu den komprimierten Flächen des Dochts 6 orientierte Schnittfläche so gelegen, daß sie der Zündvorrichtung 10 zugewandt ist, während die komprimierten Flächen in seitliche Richtung weisen. Da bei dieser Orientierung mehr Brennstoff von der Schnittfläche des Dochts 6 als von dessen komprimierter Oberfläche verdampft, nimmt die Menge des von dem der Zündvorrichtung zugewandten Bereich verdampften Brennstoffs zu, was die Rate der erfolgreichen Zündversuche durch die Zündvorrichtung 10 steigert, während die Flamme insgesamt dünn gehalten werden kann. Die Beziehung zwischen der Orientierung der komprimierten Oberfläche und der Rate der erfolgreichen Zündversuche ist durch den weiter unten erläuterten Test 7 belegt.
<Sechste Ausführungsform>
Bei dieser Ausführungsform ist die Wirkung der Unterdrückung der Verflüchtigung flüssigen Brennstoffs an der mit der Hautschicht 8 versehenen Seitenfläche 6b der der Zündvorrichtung 10 zugewandten Seite des Dochts 6 kleiner gehalten als die Wirkung der Unterdrückung der Verflüchtigung an den anderen Seitenflächen.
5 ist eine Draufsicht auf ein mit dem Docht 6 dieser Ausführungsform ausgestatteten Feuerzeug 1, von dem die Verschlußkappe 16 entfernt ist. Der Docht besteht aus Kramikfaser, besitzt einen rechteckigen Querschnitt von 3 mm × 4 mm, hat eine Länge von 70 mm und hat mit Ausnahme der der Zündvorrichtung 10 zugewandten Seitenfläche 6b drei Seitenflächen, die mit der Hautschicht 8 über eine Länge von 10 mm, gerechnet von der oberen Stirnfläche 6a aus, ausgestattet sind. Die Hautschicht 8 ist gebildet durch Auftragen und Trocknen einer Überzuglösung, die ihrerseits erhalten wird durch Mischen von Natriumsilicat und Titandioxid in einem Mischungsverhältnis von 70 Gew.-% zu 30 Gew.-%, wobei der Auftrag mit einer Dicke von 0,3 mm erfolgt, jedoch die Hautschicht 8 nicht auf die obere Stirnfläche 6a des Dochts 6 aufgetragen wird, und auch nicht auf dessen Seitenfläche 6b, die der Zündvorrichtung 10 zugewandt ist, wo statt dessen das Innenmateriai freiliegt. Der Docht 6 ist in den Dochthalter 7 derart eingesetzt und fixiert, daß der Überstand 3 mm beträgt. Die anderen Merkmale entsprechen jenen der ersten Ausführungsform.
Die Dicke der Flamme im Brennzustand des Feuerzeugs 1 dieser Ausführungsform ist etwas in Richtung der Zündvorrichtung angeschwollen, allerdings wurde eine Flamme mit insgesamt dünner und länglicher Form deshalb gebildet, weil die Hautschicht 8 eine Verflüchtigung von den Seitenflächen aus unterdrückt. Die Zündleistung war deshalb gut, weil das Ausmaß der Verflüchtigung von der Seitenfläche 6b an der Zündvorrichtung 10 groß war. Wie in dem weiter unten diskutierten Test 7 belegt ist, erfolgte ein Zündtest für unterschiedliche Lagen des Dochts 6 in Bezug auf die Zündvorrichtung 10. Hervorragende Ergebnisse für erfolgreiche Zündungen wurden innerhalb eines Abstandbereichs zwischen der Mittellinie des Reibrads 13 und der Mittellinie des Dochts 6 von 7 bis 12 mm erreicht, wobei die Lage der obere Stirnfläche des Feuersteins 12 sich oberhalb der oberen Stirnfläche 6a des Dochts 6 zwischen –1 und 6 mm befand.
<Siebte Ausführungsform>
Bei dieser Ausführungsform ist die Wirkung der Unterdrückung einer Verflüchtigung von Flüssigbrennstoff an der der Zündvorrichtung 10 zugewandten Seitenfläche 6b des mit der Hautschicht 8 versehenen Dochts 6 kleiner als die Wirkung der Unterdrückung der Verflüchtigung an den anderen Seitenflächen.
Die äußere Ausbildung von lediglich dem Spitzenbereich des Dochts 6 ist in 6 dargestellt. Die Hautschicht 8, die die gleiche Zusammensetzung wie bei der vorhergehenden Ausführungsform aufweist, ist derart an dem wie bei der sechsten Ausführungsform ausgebildeten Docht 6 vorgesehen, daß sie den Docht in einem Bereich von 10 mm, gerechnet vom oberen Ende des Flammenerzeugungsteils 61 aus, umfaßt, wobei außerdem der Mittelbereich der Hautschicht 8 an der der Zündvorrichtung 10 zugewandten Seitenfläche 6b des Flammenerzeugungsteils 61 mit einem Schlitz 8a versehen ist, wo eine vorbestimmte Breite (0,5–2 mm) des Materials in vertikaler Richtung entfernt ist, wodurch das Dochtmaterial freigelegt wird und somit die Wirkung der Unterdrückung der Flüssigbrennstoff-Verflüchtigung an der Seitenfläche 6b der Zündvorrichtung 10 kleiner ist als die Unterdrückungswirkung für die Verflüchtigung an den übrigen Seitenflächen.
Die Dicke der Flamme im gezündeten Zustand des Feuerzeugs mit dem Docht 6 dieser Ausführungsform war etwas in Richtung der Zündvorrichtung geschwollen, abhängig von der Größe der Schlitzbreite, allerdings hatte die Flamme eine insgesamt dünne und längliche Form, bedingt durch die unterdrückte Verflüchtigung aufgrund der Hautschicht 8 an den Seitenflächen. Die Zündleistung war deshalb gut, weil das Ausmaß der Verflüchtigung an der Seitenfläche 6b bei der Zündvorrichtung 10 erhöht war. Bei dem unten disku tierten Test 7 wurden unterschiedliche Stellen des Dochts 6 in Bezug auf die Zündvorrichtung 10 untersucht. Als die Schlitzbreite 1 mm betrug, wurden hervorragende Zünderfolge in einem Bereich von Abständen zwischen der Mittellinie des Reibrads 13 und der Mittellinie des Dochts 6 von 8 bis 12 mm und Positionen der oberen Stirnfläche des Feuersteins 10 oberhalb der oberen Stirnfläche 6a des Dochts 6 von –1 bis 6 mm erzielt.
<Achte Ausführungsform>
Bei dieser Ausführungsform ist das Material des Dochts 6 anders, der Docht ist nämlich als Rundstab durch Extrusion von mit einem Bindemittel versehenem Acrylfasermaterial gebildet. Der Spitzenbereich des Dochts ist als Flammenerzeugungsteil 61 definiert, am Umfang des Dochts ist ähnlich wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform eine Hautschicht 8 ausgebildet.
Der aus Acrylfasermaterial bestehende Docht 6 hat eine starke Hochziehwirkung für Flüssigbrennstoff. Obschon die Hitzebeständigkeit geringer ist als bei einem aus Keramikfasern bestehenden Docht 6, kann auch hier der Docht 6 dadurch im Dauerbetrieb arbeiten, daß er mit einer hitzebeständigen und porösen Hautschicht 8 unter Einsatz von Natriumsilicat als Bindemittel ausgebildet wird. Während des Abbrands sind die Form der Flamme und die Länge der Flamme ähnlichen Änderungen unterzogen wie bei dem aus Keramikfasermaterial gefertigten Docht 6.
Es sollen nun die Tests 1 bis 7 erläutert werden, die die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Dochts belegen sollen. Die in den Tests 1 bis 6 verwendeten Dochte waren schlanke, stabförmige Dochte, gebildet durch Zugabe eines Bindemittels zu Keramikfasermaterial mit einem Faserdurchmesser von 2,8 μm, durch Formen und Verfestigen des so erhaltenen Materials in die Form einer Platte mit einer Stärke von 3 mm, und durch Schneiden der Platte in Stücke mit einer Breite von 4 mm. Der Flammenerzeugungsteil und der Hochziehteil wurden einstückig aus demselben Material gebildet. Der Docht wurde in dem in 7 gezeigten Testbrenner 100 eingesetzt, dessen Kraftstofftank 2 mit einer Einlage 3 aus Polypropylenfaser gefüllt war, die mit Flüssigbrennstoff imprägniert wurde, dem 95 Gew.-% Anhydrid-Ethanol und 5 Gew.-% Hexan beigegeben wurden, während der Hochziehteil 62 des Dochts 6 in die Einlage 3 eingebettet wurde und der Flammenerzeugungsteil 61 über den Dochthalter 7 an der Oberwand des Brennstofftanks 2 vorstand. In der oberen Wand des Brennstofftanks 2 wurde ein Luftkanal 30 ausgebildet. Der Flammenerzeugungsteil 61 des Dochts 6 wurde an seinem Außenumfang mit einer von verschiedenen Hautschichten 8 in einem Bereich von 10 mm, gerechnet von der oberen Stirnfläche aus, ausgestattet, und anschließend wurde der Test durchgeführt.
<Test 1>
Die Hautschicht bei diesem Test war die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Insbesondere wurde sie gebildet durch Mischen von 50 Gew.-% Natriumsilicat mit 50 Gew.-% Wasser und Rühren des Gemisches, Beimischen von 70 Gew.-% Wasserglaslösung mit 30 Gew.-% Titandioxid und Auftragen und Trocknen der Masse, um die Dochtoberfläche mit einer für Gas durchlässigen porösen Beschichtung einer Dicke von 0,3 mm zu versehen. Der Überstand des Flammenerzeugungsteils des Dochts gegenüber dem Dochthalter betrug 3 mm. Die Änderung der Flammenlänge und die Flammendicke nach dem Zündvorgang wurden gemessen und mit den Werten eines Dochts verglichen, der nicht mit einer solchen Hautschicht versehen war.
Die Meßergebnisse sind in 8 gezeigt. Die Anfangs-Flammenlänge unmittelbar nach dem Zündvorgang betrug im Fall der vorliegenden Erfindung etwa 20 mm, was kurz war im Vergleich zu den etwa 27 mm des Vergleichsobjekts. Allerdings erfolgte das anschließende Wachstum der Flammenlänge rapide im Fall der Erfindung, während die Vergleichsflamme 35 mm im Vergleich zu den 41 mm bei dem erfindungsgemäßen Docht 10 Sekunden nach dem Zündvorgang erreichte. Die gesättigten Flammenlängen betrugen anschließend 48 mm bei dem Vergleichsobjekt und 41 mm bei dem Docht gemäß Erfindung.
Demgegenüber betrug bei dem erfindungsgemäßen Docht die Flammenlänge 7 mm im Querschnitt, was dünn war im Vergleich zu den 13 mm bei dem Vergleichsobjekt. Dar über hinaus war die Flamme laternengelb angefärbt, ihre Form war leicht zu unterscheiden aufgrund der Flammen-Anfärbungsreaktion durch das Natrium des Natriumsilicats des Bindemittels. Die Abbrenneigenschaften paßten zu dem Gebrauchszweck, insbesondere dem eines Zigarettenanzünders.
<Test 2>
Die Hautschicht war bei diesem Test die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, außer daß das Natriumsilicat durch Kaliumsilicat ersetzt wurde.
Die Meßergebnisse sind in 8 gezeigt. Das Muster der Änderung der Flammenlänge ist ähnlich wie im Test 1. Die anfängliche Flammenlänge betrug 18 mm, nach 10 Sekunden betrug die gesättigte Flammenlänge etwa 38 mm bei einer Flammendicke von 7 mm. Auf diese Weise wurde eine dünne und längliche Flammenform erzielt.
<Test 3>
Die Hautschicht bei diesem Test war die gleiche wie bei der zweiten Ausführungsform. Speziell wurde sie gebildet durch Auftragen und Sintern einer Beschichtungslösung, die ihrerseits erhalten wurde durch Mischen von 80% Glas-Fritte (SiO₂: 10%; ZnO: 65% und B₂O₃: 25%) und 20 Gew.-% Titandioxid. Die übrigen Merkmale waren die gleichen wie beim Test 1. Die Meßergebnisse sind in 9 gezeigt.
Auch bei diesem Test war das Änderungsmuster der Flammenlänge ähnlich wie bei dem Test 1. Die Anfangsflammenlänge betrug 20 mm, nach 10 Sekunden stellte sich eine Sättigungs-Flammenlänge von etwa 40 mm bei einer Flammendicke von 7 mm ein. Es wurde also eine dünne und längliche Flammenform erreicht.
<Test 4>
Bei diesem Test wurde die Änderung der Flammenlänge gemessen, als der Überstand des Flammenerzeugungsteils gegenüber dem Dochthalter geändert wurde.
Die Zusammensetzung der Hautschicht bei diesem Test war die gleiche wie beim Test 1 (erste Ausführungsform). Die zeitliche Änderung der Flammenlänge während des Abbrands wurde gemessen, während der Überstand des Flammenerzeugungsteils gegenüber dem Dochthalter zwischen 1 mm und 4 mm variiert wurde. Die Ergebnisse sind in 10 gezeigt. Die Beziehung zwischen der gesättigten Flammenlänge und dem Überstand ist in 11 dargestellt.
Die gesättigte Flammenlänge wuchs länger bei zunehmender Vergrößerung des Überstands des Flammenerzeugungsteils, und zwar deshalb, weil verflüchtigtes Brenngas aus den Seitenflächen entsprechend dem Überstand des Flammenerzeugungsteils zu dem verflüchtigten Brenngas aus der oberen Stirnfläche des Dochts hinzukam. Aufgrund der Querschnittsfläche und der Flüssigbrennstoff-Hochziehkapazität des Dochts bei vergrößerter Länge des Überstands jedoch war die gesättigte Flammenlänge nicht proportional zu dem Überstand, sondern erreichte einen Grenzwert (vergleiche 11).
Im Hinblick darauf wurde bei dem Docht der Überstand entsprechend der Dicke des Dochts und der Hochziehkapazität so eingestellt, daß die gesättigte Flammenlänge im Hinblick auf den Verwendungszweck des Feuerzeugs einen Grenzwert erreichte. Im Vergleich zu einem Docht ohne Hautschicht am Außenumfang des Flammenerzeugungsteils wird hierdurch auch ermöglicht, daß der Überstand des Flammenerzeugungsteils gegenüber dem Dochthalter verkürzt wird, was Vorteile für das Design erbringt. Insbesondere im Fall der Verschlußkappe, die den oberen Bereich des Dochts abdeckt, so daß während der Nichtbenutzung des Brenners kein Brennstoff verdampft, läßt sich der Überstand des Dochts verkürzen, was die Möglichkeiten für die Gestaltung vereinfacht.
<Test 5>
Bei diesem Test wurde die Änderung der Menge des Brennstoffverbrauchs durch die Ausbildung der Hautschicht untersucht. Die Ausgestaltung der Hautschicht sowie weiterer Merkmale waren die gleichen wie bei dem Test 1.
Bei diesem Test wurde zunächst der Flammenerzeugungsteil des Dochts entzündet, der Brennvorgang wurde dann 2,5 Sekunden ablaufen gelassen, anschließend wurde die Flamme gelöscht, und daraufhin wurde der Docht abgedichtet und 5 Sekunden so belassen. Dieser Vorgang wurde 25-mal wiederholt, wodurch ein Zyklus gebildet wurde. Da die Temperatur des Flammenerzeugungsteils nach wiederholten Zündvorgängen in einem Zyklus gestiegen war, wurde der nächste Zyklus wiederholter Zündvorgänge durchgeführt, nachdem der Docht 5 Minuten lang abgedichtet in Ruhe war, um wieder normale Temperatur annehmen zu können. Die Zündabläufe wurden durchgeführt, bis 3,3 g Flüssigbrennstoff aus dem Brennstofftank verbraucht waren und der Docht nicht mehr gezündet werden konnte. Die pro Zündvorgang verbrauchte Brennstoffmenge wurde errechnet aus der Gesamtanzahl von Zündvorgängen und der Gesamtmenge verbrauchten Brennstoffs (Anfangs-Brennstoffmenge – verbliebene Brennstoffmenge). Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben („Verbliebene Brennstoffmenge" bedeutet die Menge Brennstoff, die sich noch in der Einlage befand, jedoch nicht nach oben gezogen werden konnte).
Der Docht mit der erfindungsgemäßen Hautschicht unterdrückte die Verflüchtigung von Brennstoff aus den Seitenflächen des Flammenerzeugungsteils, wodurch die Dicke der Flamme geringer wurde, demzufolge der Brennstoffverbrauch im Vergleich zum Vergleichsbeispiel deutlich reduziert wurde.
Die Brenndauer wurde bei diesem Test deshalb auf 2,5 Sekunden eingestellt, weil die Flammenlänge unmittelbar nach dem Zündvorgang bei einem mit der Hautschicht versehenen Docht anders war als bei einem Docht ohne Hautschicht, wie oben bereits ausgeführt wurde, allerdings 2,5 Sekunden nach dem Zündvorgang mit 28 mm den gleichen Wert annahm (siehe 8). Deshalb wurde die Brenndauer auf diese Zeitspanne festge legt. Die Zeitspanne ist auch passend für die Praxis im Fall eines Zigarettenanzünders, bei dem die Brennzeit zum Anzünden einer Zigarette etwa 2,5 Sekunden beträgt.
Tabelle 1
<Test 6>
Bei diesem Test wurde die Beziehung zwischen der Dicke der Hautschicht und der Flammenlänge untersucht. Die Hautschicht bei diesem Test hatte die gleiche Zusammensetzung wie beim Test 1, die übrigen Merkmale außer die der Hautschicht waren in ähnlicher Weise ausgebildet.
Es wurde ein Abbrandtest bei variierenden Dicken der Hautschicht von 0,1 mm bis 0,7 mm durchgeführt, wozu die Menge der aufgetragenen Lösung variiert wurde. Die Beziehung zwischen der Dicke der Hautschicht und der Anfangsflammenlänge, der Flammenlänge nach 2 Sekunden und der gesättigten Flammenlänge ist in 12 dargestellt. Die Beziehung zwischen der Dicke der Hautschicht und der Flammendicke ist in 13 gezeigt.
Diese Ergebnisse belegen, daß, weil die Dicke der Hautschicht die Unterdrückungswirkung für die Verflüchtigung beeinflußt, die verschiedenen Flammenlängen kürzer wurden und die Flammendicke geringer wurde, als die Dicke der Hautschicht zunahm, während diese Wirkung in Sättigung gelangte und etwa konstant wurde, als die Dicke der Hautschicht 0,3 mm überschritt. Hieraus folgt, daß die Hautschicht vorzugsweise eine Dicke von 0,2–0,5 mm aufweisen sollte.
Aus den oben erläuterten Tests wurde ermittelt, daß das Überziehen des Flammenerzeugungsteils des Dochts mit einer porösen Hautschicht die Möglichkeit bietet, die Geschwindigkeit des Flammenwachstums nach der Anfangs-Flammenlänge unmittelbar im Anschluß an den Zündvorgang gesteigert werden kann und die gesättigte Flammenlänge kürzer gehalten wird als bei einem unbeschichteten Docht, wobei außerdem die Dicke der Flamme gleichzeitig gering gehalten werden kann.
<Test 7>
Dieser Test war ein Feuerzeug-Zündtest unter Verwendung des Dochts der siebten Ausführungsform. Die Mitte der Seitenfläche auf der der Zündvorrichtung zugewandten Seite wurde mit einem Schlitz der vorbestimmten Breite ausgebildet, wobei die Schlitzbreite zwischen 0 mm (Hautschicht über der gesamten Oberfläche) und 3 mm (gesamte Oberfläche freiliegend) variierte. Der Abstand der Zündvorrichtung und auch die Höhe wurden ebenfalls variiert. Das Material des Faserdochts und der Hautschicht waren die gleichen wie bei der siebten Ausführungsform. Die Ergebnisse des Zündtests sind in den 14A bis 14E und 15A bis 15E dargestellt.
Was den Abstand von der Zündvorrichtung angeht, so wurde der Abstand L von der Mitte des Kontakts zwischen Feuerstein und Reibrad zu der Mittellinie des Dochts zwischen 7 mm und 12 mm in Schritten von 1 mm variiert. Der Durchmesser des Reibrads betrug 6 mm, der Durchmesser der Seitenräder betrug 8 mm, und der Durchmesser des Feuersteins betrug 2 mm. Die Höhe H war definiert in Bezug auf die Lage des oberen Endes des Dochts, die Stellen des Kontaktpunkts zwischen dem Reibrad und dem Feuerstein bei Verlagerung nach oben und nach unten wurden als positiv bzw. negativ definiert. Die Höhe H beim Abstand L wurde zwischen –2 mm und 6 mm in Schritten von 1 mm variiert.
14A bis 14E beziehen sich auf Fälle, bei denen in der Hautschicht einer komprimierten Oberfläche des Dochts auf der der Zündvorrichtung zugewandten Seite ein Schlitz gebildet war. Die 15A bis 15E beziehen sich auf Fälle, bei denen in der Hautschicht ein Schlitz in einer Schnittfläche rechtwinklig zu den komprimierten Oberflächen gebildet war, und zwar der Zündvorrichtung zugewandt.
Der Zündtest wurde durchgeführt mit dem Docht und der Zündvorrichtung in einer Lagebeziehung innerhalb des Testbereichs, der durch ausgezogene Linien umgrenzt ist. Im Bereich guter Zündung, in welchem die Zündung nach einem oder zwei Zündvorgängen Erfolg hatte, ist frei dargestellt, während der Bereich schlechter Zündung, in welchem drei oder mehr Zündvorgänge nötig waren, bevor die Zündung erfolgreich war, schraffiert dargestellt ist.
Die 14A bis 14E und die 15A bis 15E belegen, daß eine gute Zündleistung in einem großen Bereich erzielt wird, wenn ein Schlitz mit einer Schlitzbreite von etwa 1 mm oder mehr gewählt wird. Die Figuren zeigen außerdem, daß der Bereich, in welchem die Zündung möglich ist, größer ist, wenn eine Schnittfläche des Dochts der Zündvorrichtung zugewandt ist, im Gegensatz einer in dieser Weise orientierten komprimierten Fläche.

Claims

In einem Flüssigbrennstoffbrenner (1), in welchem flüssiger Brennstoff in einerimprägnierten Füllung (3) in einem Brennstofftank (2) aufgenommen ist, und bei dem ein Docht (6, 60) mit einem Hochziehteil (62) in Berührung mit der Füllung (3) steht, um flüssigen Brennstoff durch Kapillarwirkung hochzuziehen und ihn an einem am Ende befindlichen Flammenerzeugungsteil (61) zu verbrennen, und mit einer Zündvorrichtung (10) zum Entzünden des Flammenerzeugungsteils (61), ein Docht (6, 60) für den Flüssigbrennstoffbrenner, gebildet aus einem porösen Material und mindestens einer Seitenfläche (6b), die keine obere Stirnfläche (6a) des Flammenerzeugungsteils (61) enthält, ausgestattet mit einer Hautschicht (8) zum Unterdrücken der Verflüchtigung des flüssigen Brennstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Docht (6, 60) die Wirkung zum Unterdrücken der Verflüchtigung des flüssigen Brennstoffs auf einer Seitenfläche (6b) an der Seite der Zündvorrichtung (10) geringer ist als die Wirkung der Unterdrückung der Verflüchtigung auf den anderen Seiten.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche des Dochts (6, 60) auf der Seite der Zündvorrichtung (10) teilweise mit der Hautschicht (8) ausgebildet ist.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche des Dochts (6, 60) auf der Seite der Zündvorrichtung (10) nicht mit der Hautschicht (8) ausgebildet ist.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) ein poröser Überzug ist, der eine geringere Durchlässigkeit für flüssigen Brennstoff besitzt als das Docht-Innere.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) gebildet ist durch Auftragen oder Eintauchen in eine Masse, die man erhält durch Mischen eines Metalloxidpulvers und eines Bindemittels und Verfestigen dieses Gemisches durch Trocknen.
Docht (6, 60) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxidpulver mit Titanoxid und/oder Aluminiumoxid enthält.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) gebildet wird durch Auftragen einer Masse oder Eintauchen in eine Masse, die man erhält durch Mischen eines hitzebeständigen anorganischen Verbindungspulvers, eines Metallpulvers oder eines Gemisches daraus einerseits und eines Bindemittels andererseits und durch Verfestigen mittels Trocknung.
Docht (6, 60) nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Wasserglas-Material ist, zusammengesetzt aus Natriumsilicat, Kaliumsilicat oder dergleichen.
Docht (6, 60) nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Glasmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt ist.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) gebildet wird durch Aufbringen einer oder Eintauchen in eine hitzebeständige Anstrichmasse und Trocknen.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) eine Metallverbindung enthält, die eine Flammen-Anfärbereaktion zeigt.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) mit Kohlenstoff versetzt ist.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung der Hautschicht (8) diese mit einer kohlenstoffhaltigen Überzuglösung versehen wird.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit der Hautschicht (8) für flüssigen Brennstoff zwischen dem oberen Ende und anderen Bereichen des Flammenerzeugungsteils (61) verschieden ist.
Docht (6, 60) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) sich in der Dicke unterscheidet zwischen dem oberen Ende und anderen Bereichen des Flammenerzeugungsteils (61).
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht (8) eine Dicke von 0,2 mm bis 0,5 mm besitzt.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Docht (6, 60) aus einem hitzebeständigen Material wie zum Beispiel Keramikfasern oder Glasfasern gebildet ist, und eine stabförmige Gestalt mit rechteckigem Querschnitt besitzt.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Docht (6, 60) sich aus einem porösen Keramikmaterial oder einem porösen Glasmaterial zusammensetzt.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vordere Stirnfläche des Dochts (6, 60), die mit der Hautschicht (8) versehen ist, als Schrägfläche ausgebildet ist, und daß die Schrägfläche so angeordnet ist, daß sie der Zündvorrichtung (10) zugewandt ist.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Docht (6, 60) aus einem porösen Material gebildet ist, welches unter Druck in eine Richtung rechtwinklig zur axialen Richtung des Dochts (6, 60) geformt ist, und sich eine während der Druckformung gepreßte Oberfläche in einer solchen Lage befindet, daß sie der Zündvorrichtung (10) zugewandt ist, wenn die Ausbildung der Hautschicht (8) dazu führt, daß die Gesamtmenge der Verflüchtigung aus den Seitenflächen groß ist.
Docht (6, 60) nach Anspruch 1 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Docht (6, 60) aus einem porösen Material gebildet ist, welches in einer Richtung rechtwinklig zur axialen Richtung des Dochts (6, 60) durch Druck geformt ist, und eine Fläche rechtwinklig zu einer während der Druckformung gepreßten Fläche so gelegen ist, daß sie der Zündvorrichtung (10) gegenüberliegt, wenn die Bildung der Hautschicht (8) dazu führt, daß die Gesamt-Verflüchtigungsmenge von den Seitenflächen gering ist.