DE3834216C2 - Flüssiggas-Feuerzeug - Google Patents
Flüssiggas-FeuerzeugInfo
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- F23Q2/00—Lighters containing fuel, e.g. for cigarettes
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Description
Die Erfindung betrifft ein Flüssiggas-Feuerzeug nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der US 4 496 309 ist ein gattungsgemäßes Flüssiggas-Feuerzeug
bekannt, das eine nicht regelbare Durchfluß-Begrenzungseinrichtung
in Form einer mikroporösen Kunststoff-Folie aufweist.
Die Kunststoff-Folie ist im Strömungsweg zwischen dem
Flüssiggasbehälter und dem Auslaßkamin des Feuerzeugs angeordnet
und bildet eine Stirnfläche einer flachen, scheibenförmigen
Kammer, deren andere Stirnfläche sich stromabwärts der Kunststoff-
Folie befindet. Bei steigendem Druck im Flüssiggasbehälter
wird die mikroporöse Kunststoff-Folie zunehmend gegen die
andere Stirnfläche der Kammer gedrückt, wodurch ein immer
größerer Teil der Mikroporen verschlossen wird, so daß der
Mengenfluß an Brennstoff durch die Kunststoff-Folie trotz der
bei steigender Umgebungstemperatur erhöhten Druckdifferenz
nicht so stark ansteigt. Jedoch ist auch mit dieser selbstregelnden
Durchfluß-Begrenzungseinrichutng nicht gewährleistet,
daß die sich bei Benutzung des Feuerzeugs einstellende Flammenhöhe
bei allen üblicherweise vorkommenden Betriebstemperaturen
in einem für den Benutzer sicheren Bereich bleibt. Die Kunststoff-
Folien, die nur eine Dicke von 0,025 mm und eine Reißfestigkeit
von 1,4 kg/mm² haben, bekommen ihre Porosität durch
bidirektionales Strecken in einem temperaturgeregelten Walzprozeß,
bei dem von der Kunststoff-Folie Ablösungen im Mikrobereich
auftreten. Aufgrund ihrer Empfindlichkeit sind die
mikroporösen Kunststoff-Folien zum einen bei der Herstellung
des Feuerzeugs schwierig zu handhaben und zum anderen im
Gebrauch nicht genügend stabil. So kommt es beispielsweise nach
einem Herabfallen des Feuerzeugs bei einer anschließenden
Benutzung desselben häufig zu für den Benutzer gefährlichen
Flammenhöhen, weil die Kunststoff-Folie infolge des sich beim
Aufprall des Feuerzeugs ergebenden Flüssigkeitsschlags gerissen
ist.
Aus der AT 365 324 ist eine Einrichtung bekannt, die bei einem
Gasfeuerzeug eine vorgegebene, weitgehend konstante Flammenhöhe
sicherstellen soll. Als Durchfluß-Begrenzungseinrichtung dient
dabei ein Bauteil aus komprimierbarem, durchlässigem Material,
das zwischen zwei Druckstücken angeordnet ist. Bei der Herstellung
des Feuerzeugs wird das Bauteil aus dem komprimierbaren,
durchlässigen Material zunächst zwischen den beiden Druckstücken
angeordnet, dann an eine Durchfluß-Meßeinrichtung
angeschlossen und daraufhin durch Verschieben der Druckstücke
gegeneinander soweit zusammengepreßt, bis ein gewünschter
Durchflußwert eingestellt ist. Sodann werden die beiden Druckstücke
in dieser Stellung fixiert. Flüssiggas-Feuerzeuge, bei
denen der Gasstrom durch das einstellbare Zusammenpressen von
Faser-Folien oder -Schwämmen einstellbar ist, sind
bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, den Gasstrom
durch gesinterte oder verdichtete Werkstoffe zu begrenzen. All
diese bei der Herstellung von Durchfluß-Begrenzungseinrichtungen
eingesetzten Techniken sind jedoch komplex und die
erhaltenen Produkte liegen häufig außerhalb der Toleranzgrenzen,
so daß der Ausschußanteil der Gesamtproduktion hoch ist.
Weiterhin ändert sich nach einer gewissen Gebrauchszeit die
Porosität der beispielsweise gesinterten Durchfluß-Begrenzungsbauteile
in unerwünschter Weise.
Aus der FR 1 243 630 ist ein Flüssiggas-Feuerzeug bekannt, bei
dem der Flüssiggasbehälter mit dem Auslaßkamin durch ein
dickwandiges Metallrohr, das länger als 5 mm ist, verbunden ist. In dem Metallrohr sind
Fäden aus absorbierendem Material angeordnet, deren eines Ende
in den Flüssiggasbehälter reicht und die die Wirkung eines Dochts haben.
Um übergroße Flammenhöhen
zu vermeiden, ist das Metallrohr mit einer
Einschnürungszone versehen. Diese Einschnürungszone ist jedoch
nicht dafür geeignet, in selbstregelnder Weise bei allen
üblicherweise vorkommenden Betriebstemperaturen eines Flüssiggas-
Feuerzeugs eine weitgehend konstante Flammenhöhe zu gewährleisten.
Deshalb ist bei diesem Flüssiggas-Feuerzeug zusätzlich
eine einstellbare Durchfluß-Begrenzungseinrichtung vorhanden, mit
der die Flammenhöhe in Abhängigkeit der unterschiedlichen
Umgebungstemperaturen eingestellt werden kann.
Aus der DE-Gm 18 54 214 ist eine Absperrvorrichtung für nachfüllbare
Gasfeuerzeuge bekannt, mit der ein Austritt von Gas
beim Nachfüllen des Flüssiggasbehälters oder bei einer Reparatur
des Feuerzeugs verhindert sein soll. Die Absperrvorrichtung
besteht aus einer Dichtung, die in einer im Kopf des Feuerzeugs
vorhandenen Schraubhülse angeordnet ist. Durch Hineindrehen der
Schraubhülse in den Kopf des Feuerzeugs wird die Dichtung auf
den Auslaß eines mit dem Flüssiggasbehälter in Verbindung
stehenden Kapillarrohrs,
das länger als 5 mm ist und einen bestimmten,
am Auslaß verengten Querschnitt aufweist,
gepreßt und verschließt dieses. Während
des normalen Betriebs ist das Kapillarrohr federnd so vorgespannt,
daß sein Auslaß offengehalten ist, d. h. die Dichtung
vom Kapillarrohr abgehoben ist. Eine Durchfluß-Begrenzungseinrichtung,
die zum ordnungsgemäßen Funktionieren eines mit der
beschriebenen Absperrvorrichtung ausgerüsteten Flüssiggas-
Feuerzeugs erforderlich ist, ist in der DE-Gm 18 54 214 nicht
beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Flüssiggas-Feuerzeug so weiterzubilden, daß bei allen normalerweise
vorkommenden Betriebstemperaturen ein gleichmäßigerer
Durchsatz und somit eine weitgehend konstante Flammenhöhe
sichergestellt ist. Darüber hinaus soll das Flüssiggas-Feuerzeug
robuster sein als herkömmliche Konstruktionen und zugleich
kostengünstiger herstellbar sein.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Flüssiggas-Feuerzeug
gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Feuerzeugs angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Kopf eines erfindungsgemäßen
Flüssiggas-Feuerzeugs,
Fig. 2 einen Fig. 1 ähnlichen Schnitt durch eine andere
Ausführungsform, und
Fig. 3a bis 3f Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäß eingesetzten Rohrs.
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
22a, 22b, 22c 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 Auslaßkamin 30 angeordnet, der ge
genüber dem ihn umgebenden Bauteil etwa 0,1 mm Spiel hat.
Der Auslaßkamin 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
einrichtung verstellbar ist, die das Bestreben hat, den Auslaßka
min 30 in seiner ersten Stellung zu halten. Diese Einrich
tung ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und daher nicht
dargestellt.
Der Auslaßkamin 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
Auslaßkamin 30 ist eine Absperreinrichtung 34 verbunden, die einen
Deckel 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 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
Auslaßkamins 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 des Auslaßkamins 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 Absperreinrichtung 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 Auslaßkamin 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 Auslaßkamin 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 Reynolds-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 Einrichtungen 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 einem Tempe
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 (5)
1. Flüssiggas-Feuerzeug mit einem Hauptteil (2), in dem ein
Behälter (4) für Flüssiggas ausgebildet ist, einem Auslaßkamin
(30), einer Absperreinrichtung (34) zum Unterbrechen des
Gasstroms zwischen dem Behälter (4) und dem Auslaßkamin (30),
einer nicht regelbaren Durchfluß-Begrenzungseinrichtung, und
Mitteln zum Leiten der Strömung aus dem Behälter (4) zur
Absperreinrichtung (34),
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaß-Begrenzungseinrichtung
und die Mittel zum Leiten der Strömung
durch ein einzelnes Rohr (20) aus extrudiertem Kunststoff
gebildet sind, das
hermetisch abdichtend in das Feuerzeug-Hauptteil
(2) eingepaßt ist, länger als 5 mm ist, und zumindest einen
längsgerichteten Kanal (22) mit einem definierten, über
die Länge des Rohres (20) nahezu konstanten Gesamtströmungsquerschnitt
von 0,03 bis 0,002 mm² aufweist.
2. Feuerzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens einer der Kanäle (22) längsgerichtete Flächen
(24) aufweist, die im wesentlichen einander gegenüber angeordnet
sind und zwischen sich sehr enge Zwischenräume begrenzen.
3. Feuerzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Rohr (20) eine zumindest annähernd zylindrische Außenfläche
und einen Außendurchmesser zwischen 0,5 und 1 mm aufweist.
4. Feuerzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Stützteil (14) aus einem Wärme gut leitenden Werkstoff
hergestellt ist und ein ungefähr becherförmiges Verlängerungsstück
(40) aufweist, das die Außenseite eines längsgerichteten
Abschnitts des Auslaßkamins (30) mit einem verkleinerten
radialen Spiel umschließt.
5. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Rohr (20) aus einem Werkstoff von lipophobem Verhalten
hergestellt ist.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE3834216A Expired - Fee Related DE3834216C2 (de) | 1987-10-15 | 1988-10-07 | Flüssiggas-Feuerzeug |
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GB (1) | GB2210960B (de) |
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