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DE3834216A1 - Fluessiggas-feuerzeug - Google Patents

Fluessiggas-feuerzeug

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DE3834216A1
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Xavier Lloveras Capilla
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Sandaco SA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q2/00Lighters containing fuel, e.g. for cigarettes
    • F23Q2/16Lighters with gaseous fuel, e.g. the gas being stored in liquid phase
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q2/00Lighters containing fuel, e.g. for cigarettes
    • F23Q2/16Lighters with gaseous fuel, e.g. the gas being stored in liquid phase
    • F23Q2/162Lighters with gaseous fuel, e.g. the gas being stored in liquid phase with non-adjustable gas flame
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lighters Containing Fuel (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssiggas-Feuerzeug, umfassend ein Hauptteil, in dem ein Behälter für Flüssiggas ausgebildet ist, einen Auslaßkamin, wobei die Entstehung einer Gasströ­ mung zwischen dem Behälter und dem Kamin möglich ist, eine einen Deckel umfassende Strömungs-Absperrvorrichtung, eine nicht veränderbare Durchfluß-Begrenzungsvorrichtung, und Mittel zum Leiten der Strömung aus dem Behälter heraus zur Strömungs-Absperrvorrichtung.
Bei herkömmlichen Feuerzeugen führen gerade die Komplexität des Montagevorgangs und die Streuung der Eigenschaften der Ausgangsstoffe zu Änderungen der Gasströmungsgeschwindigkeit bzw. des Gasdurchflusses und folglich zu Abweichungen von der geforderten Flammenhöhe. Auch die Temperatur wirkt sich aus, denn durch Verändern des Gasdruckes im Behälter wird durch Temperaturänderungen die Flammenhöhe gegenüber der Werkseinstellung verändert, häufig mit der Folge, daß für den Benutzer sichere oder für die Benutzung des Feuerzeuges rationelle Grenzwerte überschritten werden. In vielen Län­ dern ist die Flammenhöhe gesetzlich festgelegt; üblicherweise wird die ASTM-Empfehlung ASTM RECOMMENDATION IN Standard F-400-85 (November 1985) angewandt.
Die jüngste Feuerzeug-Generation (ohne Durchfluß-Einstel­ lung) begrenzt den Strom durch die Verwendung von mikroporö­ sen Membranen (nahezu ausschließlich in den Feuerzeug-Model­ len 2400 und 2500 des Fabrikates "Celgard"), ist mit den obenerwähnten Nachteilen behaftet und bei der Montage schwierig zu handhaben wegen der Empfindlichkeit der mikro­ porösen Membrane und dadurch, daß sie wegen ihrer Unver­ einbarkeit (Dicke 0,025 mm und Reißfestigkeit 1,4 kg/mm2) im Gebrauch unstabil wird, und weil sich ihre Eigenschaften mit der Temperatur ändern. Das Auftreten von Flammen von großen, für den Benutzer gefährlichen Flammenlängen nach einem Fall des Feuerzeugs ist üblich und geht darauf zurück, daß die Membrane infolge eines Wasserschlages bzw. Drucksto­ ßes durch die Masse des Flüssiggases beim Aufprall reißt.
Eine übliche Lösung dieser Schwierigkeit besteht darin, Feu­ erzeuge mit veränderbaren Mitteln zum Begrenzen des Gas­ durchflusses zu versehen. Diese Lösung verteuert jedoch das Produkt und ermöglicht in jedem Fall eine Korrektur der Flammenhöhe erst dann, wenn deren unerwünschte Wirkungen festgestellt worden sind.
Es ist bekannt, daß bei einigen Gas-Feuerzeugen der Gasstrom durch das einstellbare Zusammenpressen von Faser-Folien oder -Schwämmen (US-A-17 37 037) oder durch Verwenden mikroporö­ ser Membranen (FR-A-26 13 638 und US-A-44 96 309) und von nach Sonderverfahren gesinterten oder verdichteten Werkstof­ fen begrenzt wird. Alle diese Maßnahmen gehen auf eine ge­ meinsame Grundlage zurück. Weil es früher unmöglich war, in einem industriellen Prozeß eine Lehre oder ein Normal in Form eines einzelnen geeichten Loches von sehr kleinem Quer­ schnitt und von zur industriellen Herstellung geeigneten Ab­ messungen zu erzielen, greifen die verschiedenen angegebenen Techniken darauf zurück, eine große Anzahl Strömungskanäle übereinander anzuordnen, von denen zwar je die hydrodynami­ schen Eigenschaften unbekannt sind, die Eigenschaften ins­ gesamt - d.h. wenn über einen bestimmten Strömungsquer­ schnitt oder eine bestimmte Strömungsfläche integriert - jedoch an zur Verwendung in Feuerzeugen zweckdienliche Durchschnittswerte angepaßt sind (bei unvermeidbarer Streu­ ung, die sich schon aus dem statistischen Konzept des Sy­ stems auf natürliche Weise ergibt). Durch das auf dem Strö­ mungsquerschnitt basierende Konzept ist daher beim Durchfluß bzw. Durchsatz ein neuer Schwankungsfaktor eingeführt, weil dieser Querschnitt konkret verwirklicht werden muß und daher Schwankungen und Abweichungen unterliegt, die in sei­ nem Herstellungsprozeß begründet sind.
Alle Techniken für die Herstellung der erwähnten Durchfluß- Begrenzungsteile sind komplex, und die nach ihnen erzielten Produkte liegen häufig außerhalb der Toleranzgrenzen, so daß nur ein geringer Teil der Gesamtproduktion verwendbar ist. Die mikroporösen Membranen erfahren durch bidirektionales Strecken in einem temperaturgeregelten Walzenprozeß Ablösun­ gen im Mikrobereich, wobei zur Sicherstellung einer angemes­ senen Porosität ein äußerst dünner Film das wesentliche End­ produkt ist. Es läßt sich unschwer vorstellen, daß bei der Handhabung und Weiterverarbeitung Schwierigkeiten auftreten. Nach einer gewissen Gebrauchszeit ist die Porosität der ge­ sinterten Durchfluß-Begrenzungsteile sehr viel geringer, als bei Bauteilen auf diesem Gebiet, z.B. Filter und Abscheider, üblich ist, und das Verfahren zu ihrer Herstellung ist sehr kompliziert und schwierig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feuerzeug zu schaffen, dem die erwähnten Nachteile nicht anhaften und das einen gleichmäßigeren Durchsatz aufweist.
Diese Aufgabe ist mit einem Feuerzeug der eingangs beschrie­ benen Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß die Durchfluß-Be­ grenzungsvorrichtung und die Strömungs-Absperrvorrichtung in Form eines einzelnen Rohres verwirklicht sind, das länger als 5 mm ist und mindestens einen längsgerichteten Kanal mit einem die Summe der Strömungsquerschnitte von allen solchen Kanälen einschließenden Gesamtströmungsquerschnitt von 0,03 bis 0,002 mm2 aufweist, wobei das Rohr entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Stützteils hermetisch abdichtend im Feuerzeug-Hauptteil paßt.
Das Begrenzungsrohr macht das Feuerzeug gemäß der Erfindung zuverlässiger und praktischer als herkömmliche Feuerzeuge, weil es robuster ist und eine geringere Streuung des Gas­ stroms aufweist, der auch hinsichtlich Temperaturschwankun­ gen stabiler ist. Es ergibt sich auch eine beträchtliche Kostensenkung, weil die Bauteile billiger sind und die Mon­ tage einfacher ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch das Ventil, das Zünd­ teil und das Begrenzungsrohr eines Flüssiggas- Feuerzeuges,
Fig. 2 einen Fig. 1 ähnlichen Schnitt durch eine andere Ausführungsform,
Fig. 3a bis 3f Darstellungen von beispielhaften Rohrquer­ schnitten.
Das Feuerzeug umfaßt ein Hauptteil 2, von dem nur die dem Ventil benachbarten Teile dargestellt sind. Das Hauptteil 2 erstreckt sich entsprechend Fig. 1 und 2 nach unten und geht in einen Behälter 4 für Flüssiggas über.
Das Hauptteil 2 weist ein rohrförmiges Bauteil 6 auf, das einen herausragenden Abschnitt 8 und einen in den Behälter 4 hineinragenden Abschnitt 10 hat. Das Bauteil 6 ist vorzugs­ weise zylindrisch und weist einen durchgehenden längsgerich­ teten Durchlaß 12 auf, der Abschnitte verschiedenen Durch­ messers aufweisen kann. Das Bauteil 6 nimmt das Ventil auf. Beim Öffnen des Ventils strömt aus dem Behälter 4 brennbares Gas aus, und die Begriffe "stromauf" und "stromab" werden nachfolgend zur Bezeichnung der Richtung zum Behälter 4 hin bzw. der entgegengesetzten Richtung verwendet.
Vorzugsweise ist wenigstens im Abschnitt 10 des Bauteils 6 ein Stützteil 14 mit hermetischer Abdichtung aufgenommen, das unmittelbar über dem Abschnitt 10 eine seitliche Vergrö­ ßerung 16 aufweist.
Im Stützteil 14 ist ein Durchlaß 18 ausgebildet, in dem mit einem Sitz, der durch geringe Unterschiede zwischen Durch­ laß- und Rohrdurchmesser oder durch ein anderes, den unver­ rückbaren Sitz und die hermetische Dichtheit gewährleisten­ des System, z.B. eine Flansch- oder Klebverbindung u.dgl., zustande kommt, ein Rohr 20 hermetisch abdichtend aufgenom­ men ist. Vorzugsweise ist das Rohr 20 im Durchlaß 18 mit einer Länge zwischen 3 und 5 mm aufgenommen.
Gemäß einem anderen Lösungsgedanken der Erfindung ist das Rohr 20 direkt in das Hauptteil 2 eingesetzt. In diesem Falle ist im Hauptteil 2 ein dem Durchlaß 18 ähnlicher Durchlaß ausgebildet.
Das Rohr 20 dient dazu, den Strom des im Behälter 4 enthal­ tenen Gases zu leiten, und wirkt auch als Mittel zum Begren­ zen von dessen Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Gasdurch­ satzes.
Das Rohr 20 ist länger als 5 mm und reicht vorzugsweise bis in die Nähe des nicht dargestellten Bodens vom Behälter 4. Es weist vorzugsweise einen einzelnen längsgerichteten Kanal 22 auf. Es können jedoch auch mehrere unabhängige Kanäle 22 a, 22 b, 22 c vorgesehen sein, und der Gesamtdurchlaß- bzw. Gesamtströmungsquerschnitt (falls zutreffend, die Summe der Strömungsquerschnitte aller unabhängigen Kanäle) ist sehr klein und beträgt je nach Form des gewählten Querschnitts und abhängig von anderen Parametern zwischen 0,03 und 0,002 mm2. Das Rohr 20 ist von einer zumindest annähernd zylindri­ schen Außenform und von einem Außendurchmesser, der vorzugs­ weise zwischen 0,5 und 1 mm beträgt. Der Strömungsquer­ schnitt von jedem der Kanäle 22 ist über der Rohrlänge nahe­ zu konstant und je nach geforderter Durchflußbegrenzung von bekannten und im voraus festgelegten Abmessungen.
Das Rohr 20 ist aus einem Werkstoff, der in zufriedenstel­ lendem Maße chemisch, thermisch und maßlich stabil ist und sich für das Verfahren zum Herstellen des Rohres 20 eignet. Diese Forderungen werden von einem Acetal-Homopolymeren er­ füllt.
Vorzugsweise sind die Kanäle 22 so gestaltet, daß sie im Querschnitt ein großes Umfang-Flächen-Verhältnis aufweisen. Es sind daher Kanäle vorgesehen, bei denen längsgerichtete Flächen 24 im wesentlichen einander gegenüber so angeordnet sind, daß sie zwischen sich sehr enge Zwischenräume begren­ zen, wobei kleine Spalten oder Lücken bestehen bleiben, die in einigen Fällen Labyrinthgestalt aufweisen. Die in Fig. 3a bis 3f dargestellten Querschnittsformen sind Beispiele für verschiedene Kanalquerschnitts-Geometrien, die zur Durch­ fluß- bzw. Durchsatzbegrenzung nützlich sind. Auf diese spe­ ziellen Formen wird weiter unten bei der Behandlung der Druckverluste Bezug genommen werden.
Die Rohre 20 werden durch Extrudieren mit mehrfach größeren Abmessungen als denen des Endproduktes hergestellt, wobei die Schwierigkeiten des Verfahrens jenen bei der Herstellung beliebiger Rohre ähnlich sind. Nach dem Verlassen des Extru­ ders wird das extrudierte Rohr bei noch plastischem Werk­ stoff und in einem dem Verfahren zum Herstellen von Textil­ fasern ähnlichen Verfahren gestreckt, und dabei werden so­ wohl der Außendurchmesser als auch der innere Strömungsquer­ schnitt verkleinert. Nach dem Abkühlen braucht dieses konti­ nuierlich hergestellte Rohr nur noch in entsprechend lange Stücke geschnitten werden. Zwischen Rohren von gleicher In­ nenform und gleicher Länge, die nach diesem Verfahren herge­ stellt und mit Brennstoffen für die erwähnten Feuerzeuge unter normalen Bedingungen getestet wurden, betrugen die Durchsatzschwankungen weniger als ±4% des Durchschnittswer­ tes, ein Betrag, der keine Korrektur erfordert.
Im herausragenden Abschnitt 8 des rohrförmigen Bauteils 6 ist ein Ausströmschacht- bzw. -kamin 30 angeordnet, der ge­ genüber dem ihn umgebenden Bauteil etwa 0,1 mm Spiel hat. Der Kamin 30 ist in Längsrichtung zwischen einer ersten, der größten Eindringtiefe entsprechenden Stellung, bei der das Ventil geschlossen ist, und einer nicht dargestellten zwei­ ten Stellung bewegbar, in die er mittels einer Betätigungs­ vorrichtung verstellbar ist, die das Bestreben hat, den Ka­ min 30 in seiner ersten Stellung zu halten. Diese Vorrich­ tung ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und daher nicht dargestellt.
Der Kamin 30 weist einen axialen Innenkanal 32 auf, durch den das Gas in die Umgebungsluft entweichen kann und in welchen das Gas durch Schlitze 36 hindurch gelangt. Mit dem Kamin 30 ist eine Absperrvorrichtung verbunden, die einen Deckel 34 umfaßt, vorzugsweise in Gestalt einer Scheibe, welche aus einem Elastomeren von geringer Härte (SHORE-Härte von etwa 70) herstellbar ist, der nachweislich chemisch und thermisch stabil ist, z.B. ein Acrylnitril-Butadien. Das obere Ende des Rohres 20 und der Deckel 34 begrenzen zusam­ men eine Kammer 38.
Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform un­ terliegt das Stützteil 14 keinen Beschränkungen hinsichtlich Wärmeleitung oder spezifischer Wärme, weil der durch das den Durchfluß begrenzende Rohr 20 ankommende Brennstoff in Gas­ form ist und, weil in der Flüssigkeitsmasse des Behälters 4 verdampft, keine weitere Wärmezufuhr erfordert. Das Stütz­ teil 14 kann daher aus Messing, Aluminium oder Zinklegierun­ gen und vorzugsweise aus Kunststoff, z.B. aus einem Acetal- Homopolymeren, hergestellt werden, das am besten geeignet ist, weil es den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das Rohr 20 besitzt. Bei dieser Ausbildungsform arbeitet das Feuerzeug mit der Gasphase, und im Rohr 20 strömt nichts an­ deres als verdampfter Brennstoff. Zu diesem Zweck müssen an der Oberflächenmolekularstruktur des Werkstoffs einige Ände­ rungen vorgenommen werden, üblicherweise durch Silanisieren (z.B. mit 1,1,1,3,3,3-Hexamethyl-Disilazan), oder durch eine Behandlung mit Silikonen oder fluorierten Verbindungen, die am Werkstoff des Rohres 20 so haften, daß letzteres sich lipophob verhält, also ein Hochsteigen der Flüssiggassäule verhindert und daher eine Verdampfung des Brennstoffs in der Flüssigkeitsmasse notwendig macht.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist das Stützteil 14 ein mit einem längsgerichteten Abschnitt des Kamins 30 gleichachsiges Verlängerungsstück 40 auf, wobei zwischen diesem und dem genannten Kaminabschnitt ein kleiner radialer Zwischenraum besteht. Das Verlängerungsstück 40 ist von becherförmiger Gestalt und umgibt die Außenseite des entsprechenden Abschnitts vom Kamin 30.
Bei dieser Ausführungsform ist das Stützteil 14 vorzugsweise aus Metall, z.B. Messing, Aluminium oder einer Zinklegie­ rung, oder aus einem anderen, Wärme gut leitenden und spei­ chernden Werkstoff, um eine rasche Verdampfung des im Rohr 20 hochsteigenden flüssigen Brennstoffs zu gewährleisten. Unmittelbar nach Öffnen der Absperrvorrichtung wird die Wärme von der im Stützteil 14 als Speichermasse gespeicher­ ten Eigenwärme und danach von der durch die Flamme erzeugten und durch Strahlung und Leitung durch den Kamin 30 und das Stützteil-Verlängerungsstück 40 übertragenen Wärme geliefert. Das Stützteil 14 ist durch maschinelles Bearbei­ ten, Stanzen oder Spritzformen herstellbar und sollte eine solche Mindestmasse besitzen, daß es eine spezifische Wärme von 0,15 Joule/°C zur Verfügung stellen kann.
Auch sollte die Kammer 38 von kleinen Abmessungen sein, um Turbulenz zu begünstigen, wodurch der Wärmeaustausch verbes­ sert und dabei verhindert wird, daß sich übermäßig viel Brennstoff ansammelt, der zu Beginn der Zündung kurzzeitig verbraucht wird. Dies hält die Gefahr der Entstehung einer zu großen Flamme infolge Brennstoffansammlung zu Beginn der Zündung so gering wie möglich. Beim gezeigten Beispiel ar­ beitet das Feuerzeug mit der flüssigen Phase, und das den Durchsatz begrenzende Rohr 20 gibt Flüssiggas ab.
Bei dieser mit flüssiger Phase arbeitenden Ausführungsform sollte der Ausströmkamin 30 aus einem Werkstoff sein, der Wärme gut leitet, z.B. aus Zinklegierung.
Das Stützteil 14 liegt am Bauteil 6 abdichtend an. Zu diesem Zweck ist die Außenfläche des Stützteils 14 so ausgebildet, daß sie das Stützteil 14 im Bauteil 6 unter Beibehaltung der völligen Abdichtung sicher festhält und dem Innendruck des Flüssiggases unverrückbar standhalten läßt. Bei der Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 2 hat die Außenfläche des Verlänge­ rungsstückes 40 den Eigenschaften der Außenfläche des Stütz­ teils 14 ähnliche Eigenschaften, derart, daß sie einen zweckdienlichen Sitz an der Innenfläche des herausragenden Abschnitts 8 vom Bauteil 6 gewährleistet.
Das als Feuerzeug-Brennstoff gewöhnlich verwendete Flüssig­ gas ist Isobutan oder, als dessen Ersatz, ein Gemisch von /mit geradkettigen Kohlenwasserstoffen (n-Propan, n-Butan und Isobutan), die bei Umgebungstemperatur flüchtig sind und Eigenschaften besitzen, die denen von Isobutan ähnlich sind. Bei 23°C hat Isobutan einen relativen Dampfdruck von 3,25 bar (0,325 MPa). Bei Temperaturen über und unter 23°C, die auch Umgebungstemperaturen sein können, liegt der Dampfdruck über bzw. unter 3,25 bar, und auch dann muß das Feuerzeug eine funktionsfähige Flamme erzeugen. Weil der Druck am stromab gelegenen Ende der Kammer 38 (zur Gewährleistung einer normalen Flammenhöhe) nur wenig über Atmosphärendruck liegen muß, muß der Druckabfall zwischen dem stromauf und dem stromab gelegenen Ende des den Durchsatz begrenzenden Rohres 20 im wesentlichen die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Behälter 4 und dem Atmosphärendruck sein. Um eine im wesentlichen konstante Flammenhöhe unabhängig von der Betriebstemperatur zu erzeugen, muß der Gasdurchsatz im Rohr 20 möglichst unabhängig vom Druck im Behälter 4 sein, wel­ cher der Druck des Flüssiggasdampfes bei jeder Temperatur ist.
Der Druckabfallprozeß im Kanal 22 des Rohres 20 ist komplex und hängt von der Geometrie des Strömungsquerschnitts von dem einzelnen oder jedem einzelnen Kanal 22 ab.
Als Regel, und unabhängig von der Querschnittsgestalt, wird eine turbulente Strömung einer laminaren Strömung vorgezo­ gen, weil die Druckverluste bei einer turbulenten Strömung exponential mit der durchschnittlichen Strömungsgeschwindig­ keit (die bei einem gegebenen Querschnitt dem Durchsatz und auch der Flammenhöhe äquivalent ist) zunehmen, wogegen bei laminarer Strömung diese Zunahme nur linear ist. Wenn das Feuerzeug mit der Gasphase arbeitet und der Durchfluß-Be­ grenzungsvorrichtung ein normaler Strom, üblicherweise 1,2 mg/s, zugeführt wird, wird stets unter Turbulenzbedingungen gearbeitet, unabhängig von der Geometrie des Strömungsquer­ schnitts, bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 75 m/s und einer Renyolds-Zahl, die stets größer als die für lami­ nare Strömung ist.
Wenn das Feuerzeug mit der flüssigen Phase arbeitet, sind besondere Maßnahmen zur Erzeugung einer turbulenten Strömung notwendig. Beim Betrieb mit flüssiger Phase sind die Visko­ sitäts- bzw. Reibungswiderstände des Flüssiggases (infolge der größeren inneren Kohäsion der Flüssigkeitsmoleküle) sehr viel größer, und diese Erscheinung kann verstärkt werden durch Vergrößern des Umfanges vom Strömungsquerschnitt (ohne die Größe des Querschnitts zu verändern), so daß eine Grenz­ schicht entsteht und die parabolische Geschwindigkeitsver­ teilung sich in eine Verteilung der Geschwindigkeit mit ebe­ nen Schichten in der Masse eines Fluides ändert, wobei die Druckverluste infolge der Viskosität sehr viel größer sind.
Als Strömungsquerschnitte werden solche bevorzugt, die den in Fig. 3a bis 3f dargestellten Geometrien entsprechen. Ist der innere Querschnitt des Kanals 22 im Rohr 20 kreisrund, besteht beim Arbeiten des Feuerzeuges mit flüssiger und, bei gleichen Druck- und Temperaturbedingungen, gasförmiger Phase zwischen den Masseströmen ein Verhältnis von 15.
Wenn dagegen die Kanäle 22 längsgerichtete Flächen 24 auf­ weisen, die mit sehr kleinem Zwischenraum einander gegenüber angeordnet sind, wenn also die Kanäle die dargestellten Kon­ figurationen haben, können die Durchsätze in beiden Be­ triebsweisen - mit flüssiger und gasförmiger Phase - nahezu gleich gemacht werden.
Unter den im vorstehenden Absatz beschriebenen Bedingungen sind die auf Druckschwankungen zurückzuführenden Durchsatz­ veränderungen gering. Bei Enddrücken von z.B. 2 bar und 5 bar weichen die Grunddurchsätze und folglich die Flammen­ höhen um weniger als 20% vom Durchsatz bei 3,25 bar ab, verglichen mit einem Wert von mehr als 100% bei herkömm­ lichen bekannten Feuerzeugen.
Außer den weiter oben angegebenen Überlegungen werden bei der Wahl dieser günstigsten Geometrie für den Strömungsquer­ schnitt Stabilitätserscheinungen der Grenzschicht (L. PRANDTL Results Aerodynamic Tests Institute, Göttingen, III. Lieferung, 1927 und H. L. LANGHAAR Steady Flow in the transi­ tion length of a straight tube, J. Appl Mech., Vol. 9, S. 55-58, 1942) und thermodynamische Erscheinungen aufgrund der Flüssigkeitsausdehnung und der Phasenänderung berücksich­ tigt, wobei diese Punkte schwierig zu beschreiben sind und die Formulierung eines generellen Definitionsparameters für die günstigste Geometrie, z.B. Verhältnis von Umfang zu Strömungsquerschnitt, unmöglich machen.
Angesichts der im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen be­ trächtlichen Wandfläche des Kanals 22 im den Durchsatz be­ grenzenden Rohr 20, und weil ein solches Rohr nahezu voll­ ständig in den Flüssiggas-Behälter eingetaucht ist (der eine relativ sehr große Wärmespeichermasse ist), kann bei norma­ ler Konfiguration (z.B. Rohr-Außendurchmesser 0,8 mm, Rohr­ länge 50 mm und Wanddicke 0,25 mm) genügend Wärme (0,1 cal/s) zur vollständigen Verdampfung des Flüssiggasstroms (bei einem üblichen Durchsatz von 1,2 mg/s) beim Arbeiten mit flüssiger Phase im Rohr 20 durch Konvektion und Leitung von der Flüssigkeitsmasse zum Begrenzer (0,2 cal/s bei einemTempe­ ratursprung von 15°C) und restliche Mengen durch Eigenwärme oder durch Umwandlung der sich aus dem Druckver­ lust bei Flüssigkeitsströmung ergebenden Energie in Wärme zugeführt werden. Auch wenn das Rohr 20 mit flüssiger Phase versorgt wird und die Verdampfung eintritt, während die Flüssigkeit im Rohr 20 fließt, erreicht sie folglich das stromab gelegene Ende der Verdampfungskammer 38 in Dampf­ form, und da keine weitere Wärmezufuhr benötigt wird, können ein Stützteil 14 und ein Kamin 30 benutzt werden, die keine guten Wärmeleiter sind.
Wie schon angegeben, liegen die Massenstromschwankungen bei gegebenen Zuführbedingungen innerhalb ±4% des Durchschnitts­ wertes. Diese Schwankungen erzeugen vernachlässigbare Ände­ rungen der Flammenhöhe (±1 mm bei einer üblichen 20-mm-Flam­ me). Ist ein gleichmäßigerer Mengendurchsatz erforderlich, wird bei Austritt aus dem Extruder ein erstes Stück mit ei­ ner etwas größeren als der theoretischen Länge abgetrennt, und danach (vor oder nach Einführen des Rohres 20 in das Stützteil 14) und vor Einbau der Baugruppe in das Feuerzeug wird eine Durchsatzmessung durch Zuführen von Luft oder ei­ nes anderen bekannten Fluids bei bekanntem Druck vorgenom­ men, wonach, abhängig vom Meßergebnis, ein zweiter Korrek­ turschnitt vorgenommen wird, um die Durchsatzschwankung auf jene zu reduzieren, die auf die Meß- und Schneidorgane zu­ rückgeht. Dies ermöglicht es auch, Ausschußteile aus dem Teilefluß herauszunehmen, bevor sie in Feuerzeuge eingebaut werden, was die Kosten der auszusondernden Baugruppen er­ höhen würde.

Claims (6)

1. Flüssiggas-Feuerzeug, umfassend ein Hauptteil (2), in dem ein Behälter (4) für Flüssiggas ausgebildet ist, einen Auslaßkamin (30), wobei die Entstehung einer Gasströmung zwischen dem Behälter (4) und dem Kamin (30) möglich ist, eine einen Deckel (34) umfassende Strömungs-Absperrvorrich­ tung, eine nicht veränderbare Durchfluß-Begrenzungsvorrich­ tung, und Mittel zum Leiten der Strömung aus dem Behälter (4) heraus zur Strömungs-Absperrvorrichtung (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Durchfluß-Begrenzungsvorrichtung und die Strömungs-Ab­ sperrvorrichtung (34) in Form eines einzelnen Rohres (20) verwirklicht sind, das länger als 5 mm ist und mindestens einen längsgerichteten Kanal (22) mit einem die Summe der Strömungsquerschnitte von allen solchen Kanälen einschlie­ ßenden Gesamtströmungsquerschnitt von 0,03 bis 0,002 mm2 aufweist, wobei das Rohr (20) entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Stützteils (14) hermetisch abdich­ tend im Feuerzeug-Hauptteil (2) paßt.
2. Feuerzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt jedes Kanals (22) über der Länge des Rohres (20) im wesentlichen konstant und bekannt ist.
3. Feuerzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Kanäle (22) längsgerichtete Flächen (24) aufweist, die im wesentlichen einander gegenüber ange­ ordnet sind und zwischen sich sehr enge Zwischenräume be­ grenzen.
4. Feuerzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) eine zumindest annähernd zylindrische Außen­ fläche und einen Außendurchmesser zwischen 0,5 und 1 mm auf­ weist.
5. Feuerzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (14) aus einem Wärme gut leitenden Werkstoff hergestellt ist und ein ungefähr becherförmiges Verlänge­ rungsstück (40) aufweist, das die Außenseite eines längsge­ richteten Abschnitts des Auslaßkamins (30) mit einem ver­ kleinerten radialen Spiel umschließt.
6. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) aus einem Werkstoff von lipophobem Verhalten hergestellt ist.
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