EP0065537B1

EP0065537B1 - Mit flüssiggas betriebenes feuerzeug

Info

Publication number: EP0065537B1
Application number: EP81903129A
Authority: EP
Inventors: Friedrich SCHÄCHTER
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-24
Filing date: 1981-11-23
Publication date: 1987-03-18
Also published as: US4560345A; JPH0412366B2; EP0065537A1; WO1982001932A1; JPS57501795A; AT371583B; USRE33282E; ATA572680A

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Flüssiggas betriebenes Feuerzeug insbesondere Taschenfeuerzeug, das einen Brennerkopf, einen Brennstoffbehälter und eine dazwischen angeordnete, unverstellbare Bemessungseinrichtung für die Flammenhöhe umfaßt, die mit einer brennstoffdurchlässigen Dosierscheibe aus poröser Folie versehen ist, welche in ihrem Randbereich dicht festgeklemmt ist und die mit ihrer dem Brennerkopf zugekehrten Seite gegen einen eine gasdurchlässige Schicht aufweisenden Bauteil gerichtet ist, wobei auf einer der Seiten der Dosierscheibe ein Hohlraum vorgesehen ist, dessen Querschnitt senkrecht zur Dosierscheibenachse Lage und Größe der für den Gasdurchtritt freigehaltenen Fläche bestinmt.
Ein solches Feuerzeug ist aus der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten EP-A3-0047708 bekannt. Hierbei soll die Flammengröße eines Feuerzeuges sowohl während der jeweiligen Flammendauer, als auch über die Lebensdauer des Feuerzeuges hinweg möglichst konstant gehalten werden. Dies wird durch eine entsprechende Beeinflussung der Flammenbemessungseinrichtung, nämlich eine besondere Wärmeführung, d. h. unter Berücksichtigung des Einflusses der Wärmeleitung, erreicht. Auf die Ausbildung der einzelnen Teile der Bemessungseinrichtung kommt es zum Erreichen der erwünschten Konstanz der Flammengröße nicht an.
Nun ist es aber bei Taschenfeuerzeugen insbesondere bei solchen ohne verstellbaren Flammenregler aufgrund Produktionsstreungen ein großes Problem die Flammenhöhe konstant zu halten, insbesondere ein gleichmäßiges Brennen der Flamme zu erreichen. Infolge der Temperaturabhängigkeit des Dampfdruckes des Brennstoffes verändert sich die ausströmende Gasmenge und damit die Flammenhöhe mit der Temperatur, wenn keine entsprechende Gegenmaßnahme vorgesehen ist. Bei einer mit einer Höhe von 25 mm bei 25° C angenommenen Normalflamme ergibt eine Temperaturänderung von ca. 10 K eine Veränderung der Flammenhöhe von ca. 10 mm wobei z. B. bei Verwendung von Isobutangas bei einer Flammenhöhe von 25 mm etwa 1mg Brennstoff pro Sekunde verbraucht wird. Durch die Überlagerung des Temperatureinflusses mit den Produktionsstreuungen kann es öfters zum Auftreten unerwartet hoher Flammen kommen, die ein Sicherheitsrisiko darstellen.
Bei Feuerzeugen mit Docht oder Steigrohr sowie bei Feuerzeugen, bei denen der Brennstoffbehälter Luft enthält, deren Druck höher als der Dampfdruck des Flüssiggases ist, bewirkt die Abnahme des Füllstandes mit zunehmendem Verbrauch ebenfalls eine Veränderung der Flammenhöhe. Erfahrungsgemäß bewirkt bei bekannten Feuerzeugen auch schon die Alterung im unbenützten Zustand eine Veränderung der ursprünglich eingestellten Flammencharakteristik. Dies insbesondere dann, wenn sie wechselnden oder extremen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind.
Auch ein Flackern der Flammen ist häufig festzustellen. Dies gilt insbesondere für Taschenfeuerzeuge, die einerseits sehr unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind und sich unmittelbar vor der Benützung meist in völlig undefinierten Transportlagen befinden.
Die relative Konstanz der Flammenhöhe ist bei diesen Geräten vor allem auch ein Sicherheitsproblem, da unerwartet hohe Flammen zu Verbrennungen oder zur unbeabsichtigten Entzündung von Gegenständen führen können. Wegen der Bedeutung dieses Problems haben sogar nicht nachfüllbare Feuerzeuge, sogenannte Finweg- oder Wegwerffeuerzeuge, fast durchwegs einstellbare Flammenregler, was ihre Herstellungskosten entschieden erhöht. Trotzdem ist das Problem der Überschreitung der zulässigen maximalen Flammenhöhe dadurch nicht befriedigend gelöst. Verschiedene Staaten erwägen daher die Einführung gesetzlicher Einschränkungen für derartige Produkte.
Die üblichen Gasfeuerzeuge sind in weit überwiegendem Ausmaß mit porösen Körpern als Drosselelemente fur den Brennstoff ausgestattet. Diese Drosselelemente werden gleichzeitig zum Regulieren der Flammenhöhe benützt. Soweit es sich hiebei um Körper aus Fasern handelt, kann der Brennstoffdurchfluß durch entsprechende Kompression des Körpers geregelt werden, je stärker der Körper zusammengepreßt wird, um so geringer ist die Durchflußmenge. Bestehen die Drosselkörper aus festen, porösen Stoffen, wie z.B. Sintermaterial, so erfolgt die Regelung der Durchflußmenge dadurch, daß die Oberfläche der vom Brennstoff beaufschlagten Abschnitte des Körpers durch elastisch verformbare Elemente abgedeckt werden. Es ist aber auch bekannt, den Brennstoff durch eine enge Bohrung eines gummielastischen Elementes zum Brennerkopf zu führen und die Durchflußmenge dadurch zu regeln, daß mittels axialen Druckes der Gummikörper radial verformt wird, wobei eine Einschnürung der kleinen Durchflußbohrupg eintritt.
In diesen Fällen wird bei der Herstellung der Feuerzeuge die Kompression so eingestellt, daß die Flamme eine zulässige Höhe aufweist. Es bleibt dem Benützer überlassen, eine davon abweichende Flammenhöhe einzustellen.
Bei Taschenfeuerzeugen kann es vorkommen, daß zum ZZeitpunkt der Zündung oder während der Einstellung der Flammenhöhe eine gefährlich hohe Flamme auftritt, wodurch kleine Tröpfchen Flüssiggas von ihrer Gasphase mitgerissen werden, was zum Flackern der Flamme führt. Es ist daher wünschenswert, die Ausflußmenge des Brennstoffes zu Begrenzen. Es ist bekannt, daß eine solche begrenzung durch eine bestimmte poröse Kunststofffolie erreicht werden kann. Eine solche Folie kann entweder anstelle einer Flammenregulierung oder zusätzlich zu dieser vorgesehen werden, wie die FR-A- 2 313 638 und 2 313 639 zeigen. Bei diesen Feuerzeugen trennt die poröse Folie einen Benetzungsraum von einem Verdampfungsraum. Es ist bei diesen Feuerzeugen sicherzustellen, daß auf der Anströmseite der Folie flüssiger Brennstoff die Memborane benetzt, weshalb Dochte oder Tauchrohre vorgesehen sind. Dadurch wird die Herstellung dieser Feuerzeuge aufwendiger und teurer.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Feuerzeugen einen einfachen Aufbau zu geben, was bei der Massenproduktion solcher Taschenfeuerzeuge (Wegwerf-Feuerzeuge) eine geringere Ausschußquote herbeiführt, wobei konstante Flammenhöhe sichergestellt ist. Durch die Herabsetzung der Bauteile werden die Herstellungskosten verringert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tiefe des Hohlraums einerseits groß genug ist, damit die auf die Dosierscheibe ausgeübte Klemmkraft die Gasdurchlässigkeit der gasdurchlässigen Schicht parallel zur Berührungsfläche unbeeinträchtigt läßt, und andererseits klein genug ist, um eine irreversible Verformung der Dosierscheibe unter dem Einfluß des auf sie wirkenden Gasdrucks zu verhindern, und daß zu diesem Zweck weiters die Ventilbohrung eine klein ausgebildete Öffnung aufweist, wobei das Ende der Bemessungseinrichtung in der aufrechten Gebrauchsstellung des Feuerzeuges sich stets im Abstand oberhalb der flüssigen Phase des Flüssiggases befindet und der Raum zwischen der Bemessungseinrichtung und dem Flüssigkeitsspiegel frei von Bauteilen ist.
Gegenüber dem eingangs erwähnten Stand der Technik läßt die Erfindung den Einfluß der Wärmeleitung völlig außer acht und erreicht die Konstanz der Flammengröße durch die besondere Ausbildung der Bemessungseinrichtung. Dabei liegt der Erfindung die der herrschenden Lehrmeinung widersprechende Erkenntnis zugrunde, daß eine ruhige und in ihrer Höhe begrenzte Flamme auch bei längerer Brenndauer erzielt werden kann, wenn auf der Anströmseite der Membrane Brennstoff in Gasform vorhanden ist. Die Schwierigkeiten liegen darin, daß durch die unkontrollierte Lage des Feuerzeuges zwischen seiner Benutzung stets flüssiger Brennstoff zur Membrane gelangt und diese benetzt, weshalb dafür gesorgt werden muß, daß beim Aufrichten des Feuerzeuges in die Gebrauchslage der flüssige Brennstoff rasch von der Membrane weg in den Behälter abläuft und nur eine nicht vermeidbare Menge an flüssigem Brennstoff im Bereich der Membrane verbleibt. Somit ist es Grundgedanke der Erfindung, die dem Inneren des Brennstoffbehälters zugewandten Bauteile der Bemessungseinrichtung in ihrer Größe und Form so auszugestalten, daß möglichst wenig flüssiger Brennstoff durch Oberflächenkräfte zurückgehalten wird. Dabei macht die Erfindung von der Klemmkraft Gebrauch, die die aus mikroporöser Folie bestehende Dosierscheibe in ihrem Randbereich dicht zusammenpreßt, so daß nur die von der Pressung freigehaltene Fläche dem Durchtritt des Brennstoffes zur Verfügung steht.
Überraschenderweise ergibt die erfindungsgemäße Ausbildung der Bemessungseinrichtung eine sehr gleichmäßig brennende Flamme und darüber hinaus weisen die die Fabrikationsstätte verlassenden Feuerzeuge eine geringe Streuung bezüglich der Flammenhöhe auf. Da die Feuerzeuge keine Reguliereinrichtung für die Einstellung der Flammenhöhe aufweisen, ist es von besonderer Wichtigkeit, daß die sich bei der Herstellung der Feuerzeuge ergebende Flammenhöhe möglichst einheitlich ist und der Normalflammenhöhe von 25 mm bei 298 K entspricht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn das Anhaften des flüssigen Brennstoffes ermöglichenden Oberflächen und Räume der dem Brennstoffbehälter zugewandten Bauteile der Bemessungseinrichtung und ihres Gehäuses eine Größe und ein Volumen aufweisen, bei der bzw. dem die Menge des flüssigen Brennstoffes, der beim Schwenken des Feuerzeuges in die übliche, aufrechte Gebrauchslage infolge von Oberflächenkräften an diesen Bauteilen anhaftet, kleiner ist als die von der Normalflamme innerhalb von drei Sekunden, vorzugsweise in weniger als einer Sekunde, verbrauchte Brennstoffmenge.
Zur Verstärkung der angestrebten Wirkung können die Oberflächen, vor allem der Klemmscheibe, mit einem den flüssigen Brennstoff abstoßenden Überzug versehen sein.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf bauliche Ausgestaltungen und auf die Werkstoffwahl für die Dosierscheibe, Klemmscheibe und den eine gasdurchlässige Schicht aufweisenden Bauteil. Im folgenden werden an Hand der Zeichnung mehrere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, ohne sie auf diese Ausführungsformen zu beschränken.
Fig. 1 stellt einen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Feuerzeug dar, das mit einer unverstellbaren Bemessungseinrichtung zur Konstanthaltung der Flammenhöhe ausgestattet ist. Um die Verständlichkeit zu erhöhen, sind alle jene Teile, die für die Erläuterung der Erfindung entbehrlich sind, nicht dargestellt.
Die Fig. 2 bis 8 zeigen Querschnitte durch verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der Bemessungseinrichtung.
Gemäß Fig. 1 ist in die obere Wand eines Flüssiggasbehälters 1 ein Ventilkörper 2 gasdicht eingepreßt, der in einer Bohrung an der dem Behälter abgekehrten Seite ein verschiebbares Brennerröhrchen 3 aufnimmt. Das Brennerröhrchen 3 weist an seinem oberen Ende einen Brennerkopf 4 auf, unter dem ein Betätigungshebel 5 angreift. Vom Auslaß 6 führt eine das Brennerröhrchen 3 durchsetzende Bohrung 8 bis zu einer Querbohrung 7. Am unteren Ende des Brennerröhrchens 3 ist eine Dichtungsscheibe 9 angeordnet, die mit einem Ventilsitz 10 des Ventilkörpers 2 zusammenwirkt. Wenn das Feuerzeug nicht benutzt wird, drückt der Betätigungshebel 5 unter dem Einfluß einer nicht dargestellten Feder das Brennerröhrchen 3 nach unten gegen den Ventilsitz 10 und verschließt so eine Ventilbohrung 11.
An seiner dem Behälter 1 zugekehrten Seite ist im Ventilkörper 2 eine sacklochartige Vertiefung 12 angebracht, an deren Stirnwand eine Faservliesschicht 13 anliegt, welche den die gasdurchlässige Schicht aufweisenden Bauteil bildet. Unterhalb der Faservliesschicht 13 ist eine Dosierscheibe 14 angeordnet, die von einer Klemmscheibe 15 an die Faservliesschicht angepreßt ist, wodurch die Klemmfläche weitgehend gasdicht abgeschlossen ist. In der 25 Klemmscheibe 15 ist ein Hohlraum 16 angeordnet, der über eine Öffnung 17 mit dem Behälter 1 verbunden ist.
Die Vertiefung 12, die Faservliesschicht 13, die Dosierscheibe 14, die Klemmscheibe 15 und der Hohlraum 16 bilden die erfindungsgemäße Bemessungseinrichtung.
Die Dosierscheibe 14 besteht aus einer mikroporösen Kunststoffolie, die für die flüssige und die gasförmige Phase des Flüssiggases in Richtung der Flächennormalen durchlässig ist. Insbesondere eignet sich dafür eine mikroporöse einachsig verstreckte Polypropylenfolie mit einer Dicke zwischen 10 und 100 um, vorzugsweise zwischen 15 und 30 µm, und in Verstreckungsrichtung orientierten schlitzförmigen Poren. Ein derartiges Produkt wird u.a. derzeit von Celanese Corp., U.S.A., unter dem Markennamen "Celgard^R 2500" auf den Markt gebracht. Vorzugsweise ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der Dosierscheibe 14 nahe odergleich dem der Klemmscheibe 15.
Die Faservliesschicht 13 weist eine Dicke von 20 bis 200 um auf, vorzugsweise von 20 bis 50 um. Besonders gut eignen sich dafür textile Schichtstoffe aus unverwebten Polypropylenfasern, die entweder nach dem "melt-air-blovv"-Verfahren oder dem "spinbond"-Verfahren hergestellt sind. Insbesondere das "melt-air-blow"-Verfahren liefert sehr gleichmäßige Schichtstoffe. Ein besonderer Vorteil der Faservliesschicht 13 liegt darin, daß mechanische Instabilitäten der Dosierscheibe 14, wie periodisches Flattern, gemildert werden.
Mit der Klemmscheibe 15 werden die Dosierscheibe 14 und die Faservliesschicht 13 derart in der Vertiefung 12 festgeklemmt, daß die Klemmfläche einen gasdichten Verschluß bildet. Die Fixierung der Klemmscheibe 15 erfolgt durch Bördeln des Randes der Vertiefung 12. Vorteilhaft ist es, den Ventilkörper 2 aus einem metallischan Werkstoff, vorzugsweise aus Automatenmessing herzustellen, da die hohe Druckfestigkeit derartiger Werkstoffe einen zuverlässig dichten Verschluß ermöglicht.
Gemäß Fig. 1 ist der Hohlraum 16 in der Klemmscheibe 15 an ihrer der Dosierscheibe 14 zugekehrten Seite eingearbeitet. Er kann aber auch auf andere Weise gebildet sein und auch auf der dem Behälter 1 abgekehrten Seite der Dosierscheibe 14 liegen. Der Querschnitt des Hohlraumes 16 senkrecht zur Achse der Dosierscheibe 14 bestimmt die Größe, Lage und Gestalt der vom Brennstoff beaufschlagbaren Fläche der Dosierscheibe 14. Im allgemeinen wird diese Fläche eine Kreisfläche sein. Sie kann aber auch eine andere Form aufweisen. Im letzteren Falle wird der Durchmesser einer gleich großen Kreisfläche als hydraulischer Durchmesser der von der Kreisform abweichenden Fläche bezeichnet. Die Dicke der Klemmscheibe 15 ist kleiner als der hydraulische Durchmesser, vorzugsweise kleiner als die Hälfte des hydraulischen Durchmessers.
Zweck des Hohlraumes 16 ist es, einen definierten Querschnitt der Dosierscheibe 14 für den Gasdurchtritt freizuhalten. Die vom Brennstoff beaufschlagbare Fläche der Dosierscheibe 14 ist derart auf ihre Gasdurchlässigkeit abgestimmt, daß eine gewünschte Gasmenge in Richtung Brennerkopf durchgelassen wird. Die Tiefe des Hohlraumes muß mindestens so groß sein, daß auf Grund der von der Klemmscheibe 15 auf die Dosierscheibe 14 und die Faservliesschicht 13 ausgeübten Klemmkraft die Gasdurchlässigkeit der Faservliesschicht 13 parallel zur Berührungsfläche nicht beeinträchtigt wird. Bei einer Dicke der Dosierscheibe 14 von 15 bis 50 µm und der Faservliesschicht 13 von 20 bis 50 ₁1m ist beispielsweise eine Tiefe des Hohlraumes 16 von 0,1 bis 0,14 mm ausreichend. Infolge ihrer geringen Dicke ist die Dosierscheibe 14 äußerst flexibel, so daß sie schon durch einen geringen Druck, wie ihn beispielsweise die Faservliesschicht 13 ohne nennenswerte Kompression übertragen kann oder wie er etwa als Sättigungsdampfdruck im Behälter 1 vorherrscht, in einen offenen Raum ausweicht. Durch die von der Klemmscheibe 15 ausgeübte Klemmkraft wird die Faservliesschicht 13 im Bereich der Klemmfläche verdichtet und die Dosierscheibe 14 in sie hineingepreßt, so daß der Klemmbereich gasundurchlässig wird. Im Bereich des Hohlraumes 16 bleibt die Faservliesschicht 13 unverdichtet. Wegen der Flexibilität der Dosierscheibe 14 ist es unerheblich, ob der Hohlraum 16 auf der dem Behälter zugekehrten oder abgekehrten Seite der Dosierscheibe 14 liegt, da in jedem Fall ein Ausweichen in den Hohlraum 16 ohne nennenswerte Kompression der Faservliesschicht 13 möglich ist. Auf diese Weise ist eine dem Querschnitt des Hohlraumes 16 entsprechende Fläche zuverlässig für den Gasdurchtritt freigegeben, soferne nur die Faservliesschicht 13 oder eine ihrer Wirkung entsprechende andere Schicht zumindest im Bereich des Hohlraumes 16 angeordnet ist und auf der dem Behälter 1 abgekehrten Seite der Dosierscheibe 14 liegt.
Die Dosierscheibe 14 und die gasdurchlässige Faservliesschicht 13 liegen vorzugsweise in oder unmittelbar unter der Ebene der Behälterdecke 20.
Bei Anwendung der Erfindung kann beispielsweise die Klemmscheibe 15 einen Durchmesser von 3 mm und der Hohlraum 16 einen Durchmesser von 1,8 mm und eine Tiefe von 0,12 mm aufweisen, um bei 298 K Umgebungstemperatur eine Flammenhöhe von 25 mm (Normalflamme) zu erzeugen, wobei ca. 1 Milligramm Brennstoff pro Sekunde verbraucht wird. Durch Veränderung des Hohlraumquerschnittes kann die Flammenhöhe direkt beeinflußt werden.
Ein ruhiges und gleichmäßiges Brennen der Flamme in der normalen aufrechten Betriebshaltung wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung der Bemessungseinrichtung erzielt, die hiebei einen direkten Kontakt der Dosierscheibe 14 mit derflüssigen Phase der Behälterfüllung möglichst reduziert bzw. ausschließt. Wenn das Feuerzeug zum Anzünden aus einer undefinierten, beispielsweise liegenden, Transportlage in eine aufrechte Lage gebracht wird, so fließt der flüssige Brennstoff bis auf eine von Oberflächenkräften zurückgehaltene Restmenge aus dem vor der Dosierscheibe 14 liegenden Raum in den Behälter 1 ab, so daß die Dosierscheibe 14 vom gasförmigen Brennstoff beaufschlagt und vom Flüssigkeitsspiegel 21 des Brennstoffes getrennt ist.
Da die Dicke der Klemmscheibe 15 nicht größer als der hydraulische Durchmesser des Hohlraumes 16 ist, istdas Volumen des vorgelagerten Raumes klein. Da auch durch die niedrige Oberflächenspannung und Viskosität der flüssigen Phase des Brennstoffes der Strömungswiderstand beim Abfließen gering ist, ist die möglicherweise zurückgehaltene Restmenge des Brennstoffes, bezogen auf den für den Gasdurchtritt zur Verfügung stehenden Querschnitt der Dosierscheibe, so klein, daß sie in kurzer Zeit, z.B. in etwa 1 Sekunde, abrinnt, verdampft oder verbrannt wird. Soferne überhaupt an der dem Behälter 1 zugekehrten Seite der Dosierscheibe 14 ein spontanes, blasenbildendes Sieden des flüssigen Brennstoffes auftritt, ist die dafür verfügbare Menge schon nach kurzer Zeit verdampft. Der Gasdurchtritt durch die Dosierscheibe 14 erfolgt daher, abgesehen von einer sehr kurzen Anlaufzeit, ausschließlich aus der gasförmigen Phase des Brennstoffes heraus, wodurch eine ruhige und gleichmäßig brennende Flamme erzielt wird.
Der erfindungsgemäße Effekt kann durch verschiedene Maßnahmen in einfacher Weise verstärkt werden.
Das möglichst vollständige Abfließen der flüssigen Phase beim Aufrichten des Brenners wird begünstigt, wenn die Oberfläche der Klemmscheibe 15 nicht benetzbar ausgerüstet ist. Dies kann beispielsweise durch Beschichtung mit fluorierten Kohlenwasserstoffverbindungen, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, erfolgen.
Bei einer nicht benetzbaren Ausrüstung der Klemmscheibe 15 ist es vorteilhaft, den Durchmesser der Öffnung 17 so klein zu machen, daß kapillare Kräfte das Abfließen des Brennstoffes aus dem Hohlraum 16 fördern.
Falls die Klemmscheibe 15 eine benetzbare Oberfläche aufweist, kann eine Verstärkung des erfindungsgemäßen Effektes erreicht werden, wenn die Öffnung 17 geometrisch derart ausgebildet wird, daß kapillare Wirkungen vermieden werden.
Die Stabilisierung der Flamme nach dem Entzünden erfolgt darüberhinaus besonders schnell, wenn der Ventilkörper 2 derart in den Flüssiggastank vorspringt, daß die Größe des Vorsprunges etwa der Tiefe der Vertiefung 12 entspricht, sodaß die Dosierscheibe 14 etwa in der Ebene der Flüssiggastankdecke 20 des Flüssiggastankes 1 liegt.
Während die erfindungsgemäße Lösung den beabsichtigten Effekt durch eine Dosierung aus der Gasphase heraus bewirkt, streben die bekannten Lösungen eine möglichst vollständige Benetzung der porösen Membran mit der flüssigen Phase an. Infolge der thermodynamischen Verhältnisse ist dabei ein Sieden mit spontaner bzw. periodischer Blasenbildung nicht zu vermeiden, selbst wenn nach dem Vorschlag der FR-A- 2 313 639 der Klemmkörper wärmeisolierend ausgebildet ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind an Hand der Fig. 2 - 8 erläutert, die jeweils einen Querschnitt durch die Bemessungseinrichtung darstellen. Sämtliche Bezugsziffern sind entsprechend Fig. 1 gewählt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Hohlraum 16 durch eine Ausnehmung an der Stirnseite der Vertiefung 12 gebildet ist. Der Hohlraum 16 kann daher in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Vertiefung 12 im Ventilkörper 2 gefertigt werden, was mit hoher Genauigkeit möglich ist.
Durch die gezeigte Ausbildung der Klemmscheibe 15 ergibt sich eine symmetrische Verformung der Dosierscheibe 14 und des Faservlieses 13.
In Fig. 3 ist, wie in Fig. 2 der Hohlraum 16 an der dem Behälter 1 abgekehrten Seite der Dosierscheibe 14 angeordnet, wird aber am Umfang durch einen Distanzring 18 begrenzt, der, wie die Dosierscheibe 14 und die Faservliesschicht 13, durch die Klemmscheibe 15 gasdicht geklemmt ist. Der Distanzring 18 besteht aus eined Kunststoffmaterial hoher Steifigkeit, Druckfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit und niedriger Wärmeleitfähigkeit. Besonders gut eignen sich dafür Bauteile aus Polyimid, beispielsweise eine unter der Markenbezeichnung "Kapton^R" von Du Pont hergestellte Type. Dieser Werkstoff weist etwa die gleiche Wärmedehnung wie Messing auf, so daß bei Herstellung des Ventilkörpers 2 aus Automatenmessing keine thermischen Spannungen die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung stören. Der Distanzring 18 kann einfach aus handelsüblichen Folien ausgestanzt werden, was eine sehr billige Fertigung ermöglicht. Das Kunststoffmaterial des Distanzringes 18 fördert darüberhinaus auch die Abdichtung in der Klemmfläche. Die Öffnung 17 ist im Verhältnis zum hydraulischen Durchmesser klein, wodurch die Zurückhaltung größerer Mengen flüssigen Brennstoffes beim Aufrichten des Feuerzeuges vermieden wird.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen jener nach Fig. 2, jedoch ist zwischen Dosierscheibe 14 und Klemmscheibe 15 ein Zwischenring 19 angeordnet, der aus einem Kunststoffmaterial der Art besteht, wie sie vorteilhaft auch für den Distanzring 18, Fig. 3, verwendet wird. Dadurch wird einerseits die Abdichtung an der Klemmfläche begünstigt, andererseits werden aber bei der Montage auch Beschädigungen der Dosierscheibe 14 vermieden, wenn beispielsweise ein Meßrohr zur Kontrolle der Gasdurchflußmenge aufgesetzt wird.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Faservliesschicht 13 lediglich im Bereich des in dem Ventilkörper 2 befindlichen Hohlraumes 16 angeordnet ist. Zur Sicherstellung einer guten Abdichtung der Klemmfläche, sowie zur Vermeidung von Beschädigungen der Dosierscheibe 14 bei der Montage, ist, wie in Fig. 4, zwischen Klemmscheibe 15 und Dosierscheibe 14 ein Zwischenring 19 angeordnet. Die Anordnung der Faservliesschicht 13 ausschließlich im Bereich des Hohlraumes 16 bringt keine funktionellen Nachteile mit sich, erlaubt aber Materialeinsparungen und eine besonders einfache Montage.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der sich der Hohlraum 16 in der Klemmscheibe 15 befindet und ansatzlos in die Öffnung 17 übergeht. Diese Gestaltung zielt auf die Vermeidung kapillarer Wirkungen bei benetzbarer Oberfläche der Klemmscheibe 15 ab. Die Öffnung 17 hat einen relativ großen Durchmesser, was das Abfließen der flüssigen Phase bei benetzbarer Oberfläche der Klemmscheibe 15 begünstigt, da eine kapillare Wirkung vermieden wird. Grundsätzlich kann die Öffnung 17 zum Behälter 1 hin auch trichterförmig erweitert sein.
Auch in Fig. 7 ist der Hohlraum 16, wie in Fig. 6, an der dem Behälter 1 zugekehrten Seite der Dosierscheibe 14 angeordnet, wird aber, wie in Fig. 3, durch einen Distanzring 18 gebildet, dessen Eigenschaften bei der Beschreibung der Fig. 3 erläutert wurden. Diese Ausführungsform ermöglicht eine sehr rationelle Herstellung.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen jener in Fig. 1 entspricht, jedoch an der Brennerkopfseite der Faservliesschicht 13 eine Zwischenlage 19' aufweist, die aus einem Kunststoffmaterial besteht, das in der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 für den Distanzring 18 vorteilhaft eingesetzt wird.
Die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Feuerzeuges werden schon dadurch wesentlich gesenkt, daß keine voluminösen Bauteile notwendig sind, die hohe Materialkosten verursachen. Auch die Kosten für die mechanische Bearbeitung der Bauteile sind niedrig, da keine großen Materialmengen abzutragen und keine Bearbeitungen mit hohen Anforderungen an schwer zugänglichen Stellen, beispielsweise in tiefen Sacklöchern, vorzunehmen sind.
Da die erforderlichen Kleinteile durchwegs in sehr seichten Vertiefungen angeordnet sind, ist auch deren Einbau problemlos und mit relativ einfachen Vorrichtungen zu bewältigen.
Die kleinen Dimensionen der Bauteile vermeiden weiters das Auftreten größerer Wärmedehnungen bzw. Wärmespannungen, welche z.B. durch längere Lagerung oder Transport bei höherer Temperatur die notwendigen Klemmkräfte irreversibel vermindern.
Die üblicherweise auftretenden Dimensionsabweichungen, die innerhalb einer Produktionsserie beträchtliche Unterschiede der Flammenhöhe verursachen können, sind mit der erfindungsgemäßen Einrichtung in rationeller Weise deutlich zu vermindern. Einerseits ermöglicht die Einfachheit der erforderlichen Bauteile eine hohe Qualitätskonstanz. Die Anordnung sämtlicher Kleinteile in leicht zugänglichen seichten Vertiefungen reduziert auch die Wahrscheinlichkeit von Montagefehlern beträchtlich. Sie ermöglicht aber auch eine einfach durchzuführende Kontrolle der Gasdurchlässigkeit der Dosierscheibe 14, sowie eine Kompensation der festgestellten Streuungen der Gasdurchgangsmengen. Dies kann beispielsweise auf folgende Weise erfolgen.
Nach dem Einsetzen der Faservliesschicht 13 und der Dosierscheibe 14 in die Vertiefung 12 wird ein Meßrohr mit genau bestimmtem Innendurchmesser, der vorzugsweise größer ist als der hydraulische Durchmesser, dicht aufgedrückt. Die Gasdurchflußmenge wird gemessen und mit einem festgelegten Sollwert verglichen. Im Falle einer durch Streuungen der Durchlässigkeit der Dosierscheibe 14 verursachten Abweichung kann entweder die Dosierscheibe 14 ausgeblasen und durch eine neue ersetzt werden, oder aber es wird der Durchmesser des Hohlraumes 16 entsprechend angepaßt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß aus magazinierten Bauteilen mit abgestuften Durchmessern des Hohlraumes, wie Klemmscheiben 15 oder Distanzringen 18, eine geeignete Variante ausgewählt und eingebaut wird. Eine derartige Kontroll- und Auswahlvorrichtung läßt sich einfach in eine übliche automatisierte Fertigungsstraße einbauen.
Bei der bekannten Ausführungsform sind Maßnahmen zur Kontrolle und Kompensation von Durchflußstreuungen wesentlich aufwendiger bzw. überhaupt nicht durchführbar.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung betrifft die Veränderung der ursprünglich eingestellten Flammencharakteristik, infolge Alterung, die häufig auch ohne erfolgte Benützung auftritt. Die Anwendung einer mikroporösen, einachsig verstreckten Polypropylenfolie, vorzugsweise aus "Celgard^R 2500", als Material für die Dosierscheibe 14, bringt, insbesondere in Kombination mit einer Faservliesschicht 13, aus nicht verwebten Polypropylenfasern eine sehr hohe Alterungsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung in bezug auf die Konstanz der Flammencharakteristik mit sich.
Die einachsig verstreckte Polypropylenfolie ist in der nichtverstreckten Richtung deformierbar, wodurch die Durchflußmenge unbeabsichtigt beeinflußt werden könnte. Deshalb ist es vorteilhaft, die Öffnung der Ventilbohrung 11 sehr klein auszubilden, z.B. 0,1 bis 0,4 mm, damit sich die Dosierscheibe und die Vliesschicht durch den Gasdruck nicht hineinpressen lassen, und die Tiefe des Hohlraumes 16, soferne er auf der Brennerkopfseite der Dosierscheibe angeordnet ist, zu begrenzen, um eine irreversible Verformung der Dosierscheibe unter dem Einfluß des auf sie wirkenden Gasdruckes zu vermeiden.
An Stelle der Faservliesschicht kann aber auch ein beliebiger Bauteil verwendet werden, der entlang der Berührungsfläche mit der Dosierscheibe 14 eine gasdurchlässige Schicht aufweist. Diese wird beispielsweise auch dadurch geschaffen, daß der Ventilkörper 2 an der Stirnfläche 2' der sacklochartigen Vertiefung 12 zumindest im Bereich des Hohlraumes 16 in geeigneter Weise, z.B. mittels Sandstrahlen, aufgerauht wird.
Bei der Erzeugung von Feuerzeugen, wie z.B. nicht nachfüllbare Taschenfeuerzeuge, muß die Füllmenge des Flüssiggases auf etwa 80 % des Fassungsraumes des Brennstoffbehälters beschränkt werden, wobei die Umgebungstemperatur während des Fullvorganges etwa 20 bis 25° C ist. Diese Begrenzung ist aus Sicherheitsgründen nötig, da der flüssige Brennstoff bei späterer Lagerung oder beim Gebrauch der Feuerzeuge bei wesentlich höheren Temperaturen, wie z.B. 60° C, ein explosionsartiges Platzen des Behälters bewirken könnte.
Die Tatsache, daß ca. 20% des Fassungsvermögens des Behälters von der gasförmigen Phase des Brennstoffes eingenommen werden muß, wird bei den erfindungsgemäßen Feuerzeugen genützt, um sicherzustellen, daß die Dosierscheibe und die zu ihrer Klemmung dienenden Bauteile bei aufrechter Handhabung des Feuerzeuges nicht mit dem Flüssigkeitsspiegel des Brennstoffes in Berührung kommen können.

Claims

1. Mit Flüssiggas betriebenes Feuerzeug, insbesondere Taschenfeuerzeug, das einen Brennerkopf (4), einen Brennstoffbehälter (1) und eine dazwischen angeordnete, unverstellbare Bemessungseinrichtung (12 bis 16) für die Flammenhöhe umfaßt, die mit einer brennstoffdurchlässigen Dosierscheibe (14) aus poröser Folie versehen ist, welche in ihrem Randbereich dicht festgeklemmt ist und die mit ihrer dem Brennerkopf (4) zugekehrten Seite gegen einen, eine gasdurchlässige Schicht aufweisenden Bauteil (13) gerichtet ist wobei auf einer der Seiten der Dosierscheibe (14) ein Hohlraum (16) vorgesehen ist, dessen Querschnitt senkrecht zur Dosierscheibenachse Lage und Größe der für den Gasdurchtritt freigehaltenen Fläche bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Hohlraumes (16) einerseits groß genug ist, damit die auf die Dosierscheibe (14) ausgeübte Klemmkraft die Gasdurchlässigkeit der gasdurchlässigen Schicht parallel zur Berührungsfläche (2') unbeeinträchtigt läßt und andererseits klein genug ist, um eine irreversible Verformung der Dosierscheibe (14) unter dem Einfluß des auf sie wirkenden Gasdruckes zu verhindern und daß zu diesem Zweck weiters die Ventilbohrung (11) eine klein ausgebildete Öffnung aufweist, wobei das Ende der Bemessungseinrichtung in der aufrechten Gebrauchsstellung des Feuerzeuges sich stets im Abstand oberhalb der flüssigen Phase des Flüssiggases befindet und der Raum zwischen der Bemessungseinrichtung und dem Flüssigkeitsspiegel frei von Bauteilen ist.

2. Feuerzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Gehäuse angeordnete Bemessungseinrichtung (13 bis 16) ganz oder teilweise in das Innere des Brennstoffbehälters (1) ragt und die Länge des vom Behälterwerkstoff nicht ummantelten Abschnittes des Gehäuses im wesentlichen der Tiefe einer sacklochartigen, die Bemessungseinrichtung (13 bis 16) aufnehmenden Vertiefung (12) im Gehäuse entspricht.

3. Feuerzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Anhaften des flüssigen Brennstoffes ermöglichenden Oberflächen und Räume der dem Brennstoffbehälter (1) zugewandten Bauteile der Bemessungseinrichtung und ihres Gehäuses eine Größe und ein Volumen aufweisen, bei der bzw. dem die Menge des flüssigen Brennstoffes der beim Schwenken des Feuerzeuges in die übliche, aufrechte Gebrauchslage infolge von Oberflächenkräften an diesen Bauteilen anhaftet, kleiner ist als die von der Normalflamme innerhalb von drei Sekunden, vorzugsweise in weniger als einer Sekunde, verbrauchte Brennstoffmenge.

4. Feuerzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum dichten Anpressen der Dosierscheibe (14) an den mit einer gasdurchlässigen Schicht versehenen Bauteil (13) eine Klemmscheibe (15) vorgesehen ist.

5. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Klemmscheibe (15) kleiner als der hydraulische Durchmesser der vom Brennstoff beaufschlagbaren Fläche der Dosierscheibe (14), vorzugsweise kleiner als die Hälfte des hydraulischen Durchmessers ist.

6. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmscheibe (15) aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Automatenmessing, besteht.

7. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (16) 0,1 bis 0,14 mm tief ausgebildet ist.

8. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbohrung (11) einen Durchmesser von 0,1 bis 0,4 mm aufweist.

9. Feuerzeug nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (16) eine Scheibe (13) aus Faservlies enthält, dessen Dicke geringer ist als der Abstand der Stirnfläche (2') des Hohlraumes von der Dosierscheibe (14).

10. Feuerzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (2') des Hohlraumes (16) zur Bildung einer gasdurchlässigen Schicht aufgerauht ist.

11. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Brennerkopfseite der Dosierscheibe (14) eine im wesentlichen gleiche Größe aufweisende Faservliesschicht (13) vorgesehen ist.

12. Feuerzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Brennerkopfseite der Faservliesschicht (13) eine zumindest dem Klemmbereich der Dosierscheibe (14) entsprechende Zwischenlage (18,19') aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyimid, vorgesehen ist.

13. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierscheibe (14) aus einer mikroporösen einachsig verstreckten Polypropylenfolie, deren schlitzförmige Poren in Richtung der Flächennormalen durchlässig sind und deren Dicke zwischen 10 und 100 um, insbesondere zwischen 15 und 30 J.1m liegt, besteht.