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    公开号:WO1986006458A1
    申请号:PCT/T1986/000037
    申请日:1986-04-29
    公开日:1986-11-06
    发明作者:Friedrich SCHÄCHTER
    申请人:Schaechter Friedrich；
    IPC主号:F23Q2-00
    专利说明:
    [0001] Fe uerz eug
    [0002] Technisches Gebiet
    [0003] Die Erfindung betrifft ein Feuerzeug, insbesondere ein Einwegtaschenfeuerzeug, dessen Flammenhöhe regulierbar ist, speziell, UE Druckunterschiede zufolge Temperaturschwankungen zu kompensieren.
    [0004] Stand der Technik
    [0005] In Kegwerffeuerzeugen mit unvers telbarer Flammenhöhe bewirken Ferstellungsunrege Imäßigkeit en wesentliche Abweichungen der Durchlußmenge des Erennstoffes von der gewünschten Kenge. Darϋberhinaus hat der Dampfdruck des Gases wesentlichen Einfluß auf die Flammenhöhe, wenn die Temperatur steigt. Wenn die Unregelmäßigkeiten bei der Herstellung des die Durchflußmenge bestimmenden Materials und der Temperatureinfluß zusammenwirken, wird der Verwender häufig durch eine unerwartet hohe Flamme erschreckt. Dies stellt ein wesentliches Sicherheitsproblem dar, da Schre ckreakticnen des Benutzers Unfälle verursachen können. In anderen Fällen wird die Flamme unerwartet klein, wodurch das Feuerzeug unbenutzbar werden kann. Um eine Lösung dieses Problems bemüht, weist eine Mehrheit der billigen Wegwerffeue rzeuge des Weltmarktes einen Mechanismus auf, der es dem Benutzer erlaubt, die Flammenhöhe zu regulieren. Durch diese Maßnahme werden die Herstellungskosten erhöht aber das Sicherheitsproblem nicht gelöst, da die Notwendigkeit zur Feduktion der Flamme nhöhe erst nach der Schreckreaktion erkannt wird. Bei der ϊ'assenfertigung von Feuerzeugen ohne Regulierungsvorrichtung für die Flammenhöhe ergibt sich das wichtige Problem bei deren Kontrolle, daß die Flammenhöhe bei gleichen Temperaturbedingungen vom gewünschten Wert nach oben und unten nicht über 10 % abweicht. Trotzdem steigt zufolge der Temperaturabhängigkeit des Dampfdruckes im Brennst offtank des Feuerzeuges unvermeidbar die Menge des ausströmenden Gases. Damit nimmt die Flammenhöhe mit steigender Temperatur zu.
    [0006] Nimmt man beispielsweise bei Verwendung von Isobutangas eine normale Flamme mit einer Höhe von 25 an bei 25°C und 2,5 bar Druck und einen Temperaturanstieg auf 50°C an, so bewirkt dieser Anstieg einen Druckanstieg auf 5 bar. Dies und zusätzlich die nichtlineare erhöhte
    [0007] Durchlässigkeit des Dosiermaterials zufolge thermaler Expansion, bewirkt eine Zunahme der Flammenhöhe auf 50 bis 70 mm. Wenn die beobachtete Änderung der Flammenhöhe bei einem gegebenen Temperaturwechsel als Flammenindex definiert ist und der Indexwert 1 als Zunahme der Flammenhöhe von 25 auf 50 mm einem Temperaturanstieg von 25 auf 50°C zugeordnet ist, so entspricht eine Zunahme der Flammenhöhe von 25 auf 70 mm einem Flammenindex von 1,8.
    [0008] Die Erfahrung hat gezeigt, daß in bekannten Feuerzeugen Alterung auch im unbenutzten Zustand zusätzlich zu einer irreversiblen Änderung der Ausgangsflammenhöhe führt. Dies ist speziell dann der Fall, wenn die Feuerzeuge wechselnden oder extremen Umgebungsbedingungen unterworfen sind und wenn das Dosiermaterial und die dieses Material stützenden Bauteile verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
    [0009] Es kann auch oft ein Flackern der Flamme beobachtet werden. Dies besonders bei Taschenfeuerzeugen, die stark unteschiedlichen Temperaturen unterworfen sind und sich häufig bis unmittelbar vor ihrer Benutzung in völlig Undefinierter Transportlage befinden.
    [0010] Die US-PS 4 496 309 löst dieses Problem auf dem Gebiet der Feuerzeuge mit unverstellbarer Flammenhöhe. Der Inhalt dieses Patentes wird ausdrücklich in die Offenbarung dieser Anmeldung Übernommen.
    [0011] Die Erfindung vermeidet die oeschriebenen Nachteile und stellt ein Feuerzeug mit regelbarer Flamme zur Verfügung, kombiniert mit einen stabilen und zuverlässigen Gasfluß und reduzierten Herstellungskosten.
    [0012] Kurze Beschreibung der Erfindung
    [0013] Die Erfindung betrifft ein Feuerzeug mit regelbarer Flammenhöhe, welches einen Brenner, einen Tank für Flüssiggas, eine dazwischen angeordnete Ventilvorrichtung und einen Film mit einer Vielzahl von Mikroporen, die im wesentlichen rechtwinkelig auf die Filmoberfläche ausgerichtet sind, aufweist. Der Film ist zwischen der Ventilvorrichtung und dem Tank so angeordnet, daß der gesamte Brennstoff, der zum Brenner fließt, durch die Mikroporen strömen muß. Das Feuerzeug besitzt weiters Einrichtungen, um den durch den Film tretenden Brennstoff durch das Ventil zum Brenner zu leiten und eine He guliervorrichtung, um die durch den Film zum Brenner gelangende Brennstoffmenge zu erhöhen oder zu vermindern, uπ eine Flamme der gewünschten Höhe zu erhalten.
    [0014] Der Film nimmt bei geschlossenem Ventil eine Ruhelage und bei geöffnetem Ventil eine deformierte, seine Streckgrenze nicht überschreitende Lage ein. Die Kontrollvorrichtung ist benachbart zum Film vorgesehen, um in Kontakt zunehmenden oder abnehmenden Ausmaßes mit ihm zu kommen.
    [0015] In einer anderen Ausführungs form ist die Kontrollvorrichtung beweglich zwischen Stellungen, die einem erhöhten oder verminderten Kontakt mit dem Film entsprechen, angeordnet, um so selektiv den Durchgang des Brennstoffes durch den Film und damit die Menge des dem Brenner zugeführten Brennstoffes zu kontrollieren, um eine Flamme der gewünschten Höhe zu erhalten.
    [0016] Der Brennstoffvorrat umfaßt einen ersten flüssigen Teil, einen gasförmigen Teil und einen zweiten flüssigen Teil der auf der stromaufwärts gelegenen Oberfläche des mikroporösen Films gebildet wird, wenn das Feuerzeug in aufrechter Position benutzt (Öffnen des Ventils) wird. Der Brennstoff, der den zweiten flüssigen Teil bildet, hat die Form eines dünnen Flüssigkeitsfilms. Der Brennstoff dieses Fiüssigkeitsfilras durchquert den mikroporösen Film und ist im wesentlichen vollständig verdampft, wenn er auf der stromabwärts gelegenen Seite des mikroporösen Films die Brennstoffweiterleitung erreicht.
    [0017] In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Kontrollvorrichtung aus einer Kammer, die stromabwärts des mikroporösen Films angeordnet ist. Das stromaufwärts gelegene Ende dieser Kammer wird durch den mikroporösen Film definiert, das stromabwärts gelegene Ende weist Maßnahmen betreffend die Gestaltung der überfläche und die Brennstoffweiterleitung auf. Die Tiefe der Kammer ist zwischen einem vorgegebenen Minimum und Maximum regelbar. Der mikroporöse Film kann mit der gestalteten überfläche in Kontakt treten, wobei die maximale Tiefe der geringsten Kontaktflache zwischen dem mikroporösen Film und der gestalteten Oberfläche und die minimale Tiefe der maximalen Kontaktfiäche zwischen dem mikroporösen Film und der gestalteten überflache entspricht. Die maximale Oberflächenberührung entspricht einer minimalen Flammenhöhe, während die minimale Oberflächenberührung einer maximalen Flamraenhöhe entspricht.
    [0018] Die Tiefe der Kammer überschreitet nicht einen maximalen Abstand, über den der mikroporösen Film über seine Streckgrenze hinaus verforrat würde, und ist auf ein Minimum beschrankt, jenseits dessen der mikroporöse Film irreversibel komprimiert würde.
    [0019] Die Brennstoffweiterleitung besteht aus einer zentral angeordneten Öffnung, die von der gestalteten Oberfläche zum Ventil führt, um den Brennstoff dem Brenner zuzuführen. Die Gestaltung der überfläche umfaßt auch eine oder mehrere Killen, die strahlenartig von der im Zentrum angeordneten Öffnung ausgehen, um eine vorbestimmte minimale Flammenhöhe sicherzustellen. Vorzugsweise weisen die Rillen einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf.
    [0020] In einer anderen Ausführungsform verbindet die Brennstoffleitung einen Punkt der ausserhalb des Bereiches der maximalen Kontaktflache zwischen dem mikroporosen Film und der gestalteten Oberfläche liegt, mit dem Ventil, um den Brennstoff, der die Poren des Films passiert hat, weiterzuleiten. Die gestaltete Oberfläche kann dabei eine oder mehrere Killen, die strahlenartig vom
    [0021] Zentrum der Oberfläche ausgehen, aufweisen, um eine vorbestimmte minimale Flammenhöhe sicherzustellen. Auch hier weisen die Killen wieder vorzugsweise im wesentlichen einen V-förmigen Querschnitt auf. Vorteilhafterweise hat der mikroporose Film eine Dicke von 25 um und im wesentlichen diskrete Poren, die einen schiitzartigen Querschnitt von ca. 0,04 zu 0,4 um aufweisen; ein bevorzugter Brennstoff ist Butan oder Isobutan.
    [0022] kurze Beschreibung der Zeichnungen
    [0023] Weitere Vorteile und Möglichkeiten der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, die sich auf die Zeichnung bezieht, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, ersichtlich. Dabei zeigt:
    [0024] Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Teil eines Taschenfeuerzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 einen teilweisen Schnitt ahnlich Fig. 1 bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
    [0025] Fig. 3 die Einbausituation einer Ausführungsform gemäß der Fig. 1,
    [0026] Fig. 4 ein Detail und Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4. Um die Zeichnungen klarer zu gestalten, wurden alle Teile und Bereiche des Feuerzeuges, die zur Erläuterung der Erfindung nicht notwendig sind, nicht dargestellt.
    [0027] Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
    [0028] Bezugnehmend auf Fig. 1 wird eine Brennnstoffkontroll- und Flacmenhöhenreguliervorrichtung 10 eines Taschenfeue rzeuges gemäß der Erfindung beschrieben. Der Mechanismus 10 ist am Feuerzeuggehäuse 12 gasdicht befestigt, so daß der Brennstoff, vorzugsweise Butan oder Isobutan durch keine Lecks zwischen dem Gehäuse 12 und der Reguliervorrichtung 10 austreten kann. Die Reguliervorrichtung 10 erstreckt sich durch die obere Wand 14 des Flüssiggas tankes (nicht dargestellt), der normalerweise eine Verlängerung der Seitenwände des Gehäuses 12 ist und einen Easisteil aufweist, durch den der Tank hermetischgeschlossen wird.
    [0029] Ein Teil des Gehäuses 12 des Feuerzeuges bildet gemeinsam mit dem Basisteil den hermetisch dichten Brennstofftank und muß daher aus einem brennstoffkompatiblen
    [0030] Material bestehen. Der bevorzugte Erennstoff ist Isubutan und verschiedene Kunststoffe, wie Delrin 500 (eine registrierte Marke der Dupont Company für deren Azetalharze), können für das Gehäuse 12 verwendet werden. Die Brennst offkontroll- und Flanmenhöhenreguliervorrichtung 10 besteht aus drei hauptsächlichen Bauteilen. Diese sind: eine Ventileinheit 16, eine Dosiervorrichtung 18 und eine Reguliervorrichtung 20.
    [0031] Wie der Fachmann erkennt, fließt bei geöffnetem Ventil Brennstoff vom Brennstofftank durch den unteren Teil der Dosiervorrichtung 18, durch die Reguliervorrichtung 20 und die Ventileinheit 16 zur Spitze 28 des Brennerrohres 22, wo durch Zündung des gasförmigen Brennstoffes in bekannter Art, eine Flamme entzündet werden kann. Es wird daher beim Erklären der Erfindung der Ausdruck "stromaufwärts" verwendet werden, um Teile oder Seiten von Teilen zu benennen, die zuerst von dem aus dem Tank strömenden Brennstoff berührt werden, während der Ausdruck "stromabwärts" verwendet wird, um Teile oder Seiten von Teilen zu benennen, die daran anschließend vom zur Brennerspitze strömenden Brennstoff berührt werden.
    [0032] Die Ventileinheit 16 besteht aus einem Brennerrohr 22, mit einem Gasdurchlaß 24 und einer Gasleitungsbohrung 26, um den gasförmigen Brennstoff der Brennerspitze 28 zuzuführen. Eine Ventiidichtung 32 ist am stromaufwärts gelegenen Ende der Ventileinheit 16 angeordnet und wird verwendet, um das Durchströmen des Brennstoffes durch die Bohrung 48 zur Brennerspitze zu erlauben oder zu verhindern. Die Ventildichtung 32 wird mittels einer nicht dargestellten Feder in ihrer geschlossenen Position, die Ventilöffnung 48 abdeckend, gehalten, wodurch das Brennerrohr 22 in geschlossener Stellung verbleibt. Die Ventiidichtung kann durch Betätigung der Brennerhandhabe 30, die gegen die Kraft der Feder wirkt, geöffnet werden. Gummi ist ein bevorzugtes Material für die Ventiidichtung 32, welche durch die Bördelung der Enden 34 des Brennerrohres 22 sicher gehalten wird.
    [0033] Das Brennerrohr 22 besteht aus einer Aluminium- oder Kupferlegierung, während die Handhabe 30 aus gegossenem Kunststoff, wie Delrin 500 (eine Marke der Dupont Company für deren Azetalharze) besteht.
    [0034] Die Flammenhöhenreguliervorrichtung 20 besteht aus einem Einstellring 36, der an einem Ende einer Verstellhülse 38 angeordnet ist. Der King 36 und die hülse 38 sind von einer Anschlaghülse 40 dicht umschlossen. Die nülse 38 weist einen Flansch 42 mit Umfangsnut zur Aufnahme eines Dichtungs-O-Rings 44 auf. Durch die ständige Kompression des O-Rings 44 wird das Ausströmen gasförmigen Brennstoffes verhindert. Die Hülse 38 weist weiters einen kreisringförmigen Ventilsitz 46, der mit der Ventildichtung 32 zusammenarbeitet, auf. Dieser Ventilsitz 46 hat eine zentral angeordnete Ventilbohrung 48, um den Brennstoffdurchtritt zu gestatten. In Fig. 1 reicht die Ventilbohrung 48 durch das stromaufwärtsgelegene Ende der Hülse 38 direkt bis zur Filmkontaktseite 66 der Dosierkammer 64, während in Fig. 2 die Ventilbohrung 48 nicht durch das hülsenende hindurch reicht sondern mit einer radialen Bohrung 50, die zum Mantelbereich des Hülsenendes führt, in Verbindung steht. Der Brennstoff erreicht bei dieser Ausführung die radiale Bohrung 50 durch einen an der Peripherie gelegenen Spalt, der mit der Dosierkammer 64 kommuniziert.
    [0035] Der Dosiervorrichtung 18 weist eine Fassung 52, einen mikroporösen Film 54 und einen Klemmteil 56 auf. Die Fassung 52 besteht beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung. Am stromaufwärts gelegenen Ende der Fassung 52, die zum Brennstofftank weist, ist vorteilhafterweise eine Vertiefung gebildet, die von einer Klemraschulter 58 umgeben ist. Der mikroporöse Film 54 wird durch die Klemrascheibe 56 gegen die Klemmschulter 58 so gepreßt, daß der Umfangsbereich des mikroporösen Films 54 auf etwa die Hälfte seiner Dicke komprimiert wird, wodurch er für den Brennstoff undurchdringlich wird. Die Klemmscheibe 56 und der mikroporöse Film werden in diesem Stadium durch Umbördeln der Kleramlippe 60 der Fassung 52 fixiert. Die Klemrascheibe 56 weist eine im allgemeinen zentral gelegene Durchflußöffnung 62 auf, um den Zutritt des Brennstoffes zu ermöglichen.
    [0036] In der Vertiefung der Fassung 52 ist eine vorzugsweise zylindrische Bohrung angeordnet, deren Länge ungefähr 1 mm beträgt. Die stromabwärts gelegene Seite des mikroporösen Films 54 bildet gemeinsam mit der Filmkontaktseite 66, die am stromaufwärts gelegenen Ende der nülse 38 angeordnet ist, eine Dosierkarnmer 64, deren Seitenwände von der zylindrischen Bohrung in der Vertiefung gebildet werden. Die Tiefe der Dosierkarnmer 64 ist vorzugsweise variabel zwischen dem zweifachen und dem zwanzigfachen der Dicke des mikroporösen Films 54. Die Tiefe der Dosierkammer 64, ihre Querschnittsfläche senkrecht zur Achse des Films 54, die Druckdifferenz zwischen dem Brennstofftank und der Umgebung, die Eigenschaften und die Dicke des Films 54 und die Oberflächengestaltung der Filmkontaktseite 66 determinieren die Anzahl der aktiv am Durchfluß der zur Brennerspitze gelangenden Brennstoffmenge teilnehmenden Poren. Die Filmkontaktseite 66 ist, wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, mit Ausnahme eines Umfangbereiches 123 strukturiert. Die Brennstofföffnung 62 in der Klemmscheibe 56 soll kleiner sein als der Durchmesser der Dosierkammer, um den Film während des Zusammenbaues vor Beschädigungen zu schützen. Die Dicke der Klemmscheibe 56 liegt etwa bei 0,5 mm. Es ist vorteilhaft, die Klemms cheibe 56 aus einem metallischen Material, vorzugsweise einer Aluminium- oder Kupferlegierung zu bilden. Diese Materialien weisen relativ hohe Festigkeit gegen Druckbelastungen. auf, wodurch die Kleramscheibe 56 in der Lage ist, den mikroporösen Film zuverlässig festzuklemmen. An der Kien mschul ter 58 wird der Film 54 durch die Klemmscheibe 56 auf ca. die Hälfte seines Volumens komprimiert, wodurch dort alle Poren geschlossen werden und der Brennstoff gezwungen wird, durch die offenen Poren des zentralen Teil des Filmes zu fließen. Vorzugsweise wird die Fassung 52 aus dem gleichen Material wie die Klemmscheibe 56 gebildet, wodurch die thermische Expansion der den Film 54 umgebenden Teile bei Temperaturschwankungen gleich bleibt.
    [0037] Die Poren des mikroporösen Films 54 transportieren den Erennstoff im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche. Speziell geeignet für diesen Zweck ist ein mikroporöser, einachsig verstreckter, Polypropyl enfiln mit einer Dicke zwischen 15 und 40 μm, vorzugsweise zwischen 22 und 27 μm, der, während des Streckens in Extrusionsrichtung hergestellte, Foren von schlitzartigem Querschnitt mit einer Fläche von ca. 0,04 mal 0,4 μm aufweist. Das Material hat eine Porosität von ca. 44 % seines Gesaratvolumens. Bei einem Dampfdruck von 1 bis 6 bar ist die Menge des durch diesen Film fließenden Brennstoffes annähernd proportional dem Druck. Ein solches Material wird zum Zeitpunkt der Priorität von der Celanese Plastics Company, 86 Morris Avenue, Summit, N.J., U.S.A., unter dem Handelsnamen "Celgard R 2500" verkauft.
    [0038] Die Verstellhülse 38 weist eine Filmkontaktseite 66 auf. Diese Filmkontaktseite 66 kann alle Arten von relativ dazu vorstehenden und rückspringenden Teilen 122, 68 aufweisen (Fig. 4, 5). Vorteilhafterweise weist sie eine Mehrzahl von radialen Rillen 68 auf. Sechs Rillen werden bevorzugt verwendet, angeordnet in Sternform mit einem Umkreisdurchmesser von 1,3 mm, doch liegt es im Rahmen der Erfindung, eine andere Anzahl und andere Durchmesser zu wählen. Beispielsweise können 4 (Fig. 4), 5 oder 8 Rillen vorgesehen werden. Die Rillen 68 werden vorzugsweise in einem einzigen Prägevorgang, nämlich mittels eines Prägewerkzeuges, das entsprechend radial angeordnete, vorspringende Partien mit V-förmigem Querschnitt, welche die gewünschte Gestalt aufweisen (beispielsweise Sternform), hergestellt.
    [0039] Wie Fig. 5 im vergrößerten Maßstab zeigt, kann die Tiefe 1 der Nuten 68 0,09 mm sein, die Öffnung eine Breite k von 0,14 mm und die Wurzel eine Breite m von
    [0040] 0,03 mm haben. Die aufgeworfenen Randbereiche 122, die an die Kanten der Nuten 68 anschließen, sind bei Verwendung von Messing etwas rauh, da die Struktur von Messing (mit etwa 2 % Blei für gute Zerspanbarkeit) beim Wegstauchen etwas aufbricht, d.h., das Korngefüge gestört wird. Die resultierende aöhe ist etwa 0,01 mm.
    [0041] Der Nutenstern kann aber auch mittels eines Prägewerkzeuges geprägt werden, das mindestens eine Schneide aufweist, wobei das Prägewerkzeug zwischen den einzelnen Prägevorgängen in einem definierten Winkel um seine Achse verdreht wird, bis die gewünschte Anzahl Nuten geformt ist. Selbstverständlich können auch andere Herstellungsmethoden, z.B. Ätzen, Sandstrahlen, Elektroerosion od.dgl. verwendet werden.
    [0042] Die Tiefe und der Durchmesser der Dosierkammer 64 wird mit der Flexibilitat der elastisch deformierbaren mikroporösen Folie 54 so abgestimmt, daß die gewünschte Gasraenge durchtreten kann. Beispielsweise kann die Tiefe der Dosierkammer mit der Filmkontaktfläche 66 so abgestimmt sein, daß beim Anstieg des Gasdruckes im Tank zufolge Temperaturerhöhung der Film 54 dadurch gegen die Kontaktfläche 66 gedrückt wird, wodurch eine steigende Anzahl von Poren des Filmes daran gehindert wird, am Durchtritt von Brennstoff zur Brennerspitze 28 mitzuwirken. Dies wird weiters beeinflußt durch die thermische Expansion des Filmes. Als Resultat davon steigt die Flammenhöhe in einem kleineren Ausmaß als der αasdruck und die Menge des durch die Poren fließenden Brennstoffes sonst bewirkt hätten. Wenn das Material der Dosierscheibe 54 eine Dicke von 25 um hat, die Tiefe der Dosierkammer 64 auf beispielsweise 0,08 bis 0,12 mm eingestellt ist, die Dosierkammer einen Durchmesser von 1,5 bis 1,9 mm aufweist und der Sterndurchmesser 1,3 mm beträgt, erreicht die Flammenhöhe bei 25°C etwa 25 mm. Die angegebenen Dimensionen betreffen eine Qualität des "Celgard R 2500", dessen Porosität einen gemessenen Wert von 7,5
    [0043] Gurley-Sekunden beim Durchführen der ASTM-Testraethode D-726, Modell B, ergibt. Die Veränderung der Tiefe der Kammer 64 erlaubt die Regelung der Flammenhöhe durch die Anzahl der am Brennstofffluß aktiv teilnehmenden Poren. Der mikroporöse Film 54 ist zufolge seiner geringen Dicke und seiner thermoplastischen Natur flexibel. Demgemäß weicht der Film 54 in Richtung der Kontaktfläche 66 unter dem Durchflußdruck aus und Teile von ihm liegen an der Kontaktflache 66 an. Wenn die Temperatur und damit der Druck steigt und das Ventil offen ist, bewirkt die Elastizität des Films 54, daß dieser zu einem zunehmend großen Teil an der Kontaktfläche 66 anliegt, ohne daß dabei die Streckgrenze des Materials überschritten wird. Aus diesem Grund wird ein Teil der Poren verschlossen, wahrend zumindest die Vertiefungen 68 der Kontaktfläche 66 dem Brennstoff erlauben, zur Brennerspitze 28 zu fließen. Bei geringeren Temperaturen, nach Rückkehr zum normalen Druck, heben die durch den Druckanstieg zum Anliegen gebrachten Teile des Films 54 von der Kontaktfläche 66 ab, wodurch die Menge des durch den Film fließenden Brennstoffes mit der ursprünglichen Menge übereinstimmt, da keine irreversiblen Veränderungen der Porosität oder Streckungen stattgefunden haben.
    [0044] In einem typischen Feuerzeug wird ein "Celgard R 2500" - Film mit einem Gurley-Wert von 7,5 verwendet und innerhalb einer Vertiefung in einer Fassung montiert, die eine ringförmige, plane Kleramschulter mit einem Durchmesser von 3,2 mm und einem inneren Durchmesser von 1 ,85 mm, der gleichzeitig den Durchmesser der zylindrischen Seitenwände der Dosierkammer 64 bildet, aufweist. In dieser Anordnung wird eine Kleramscheibe mit einem äußeren Durchmesser von 3 mm gegen die Klemmschulter 58 gepreßt und festgehalten. Wenn die Dosierkammer auf eine Tiefe von 0,1 mm eingestellt ist, liefert die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Flammenhöhe von 25 mm (Normalflamme) bei einer Umgebungstemperatur von 25°C, wobei ca. 1 mg Brennstoff pro Sekunde verbraucht wird. Eine Veränderung der Tiefe der Dosierkammer führt zu einer proportionalen Änderung der Flammenhöhe, sodaß innerhalb der beim Betrieb normalerweise auftretenden Temperaturen (von ca. 15°C bis ca. 50°C) die Flammenhöhe zwischen 10 und 70 mm regulierbar ist.
    [0045] Die Flammenhöhe wird durch Drehen des Einstellringes 36 reguliert. Dadurch wird die Verstellhülse 38 auf verschiedene Stellungen gebracht, soweit es der Begrenzungsspalt 70 erlaubt. Eine solche Bewegung erfolgt durch die Schraubverbindung zwischen der Hülse 38 und der Fassung 52 und wird durch den Begrenzungsring 40 einerseits und durch eine Anschlagfläche 42a der Fassung 52 andererseits begrenzt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein Teil des Gewindes 53 auf der Hülse 38 nicht vorhanden, um so die Schraubbarkeit sicherzustellen. Es ist auch ein
    [0046] Freiraum 72 vorgesehen, um die Bewegung der Hülse 38 zu ermöglichen.
    [0047] Alternativ dazu kann die Begrenzung für die maximale Flammenhöhe durch einen Drehbegrenzer des Ringes 36 mittels einer Nut 40a und einer Anschlagnase 36a, wie in Fig. 2 dargestellt, vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform ist der Einstellring 36 mit der Verstellhülse einstückig ausgebildet. Die Nase 36a kann als Teil des Ringes 36 gegossen werden oder sie kann nach dem Zusammenbau durch Verlagerung eines Teiles des Materials des Ringes 36 hergestellt werden. Die Vertiefung 40a ist kreisringförmig und vorzugsweise von einer Länge, die die Verdrehung des Einstellringes und der Hülse 36 auf ca. 1/3 einer Drehung oder etwa 120° beschränkt, wenn die Ganghöhe des Gewindes 53 so ausgelegt ist, daß die gewünschte maximale und minimale Tiefe der Dosierkammer 64 beim Verdrehen des Ringes 36 im erlaubten Bereich erreicht wird. Die Bezeichnung "mikroporös" bedeutet hier eine Porosität mit einem bestimmten Porenquerschnitt und einer Porenlänge durch die gesamte Dicke eines Films passenden Materials, die sicherstellt, daß eine dünne Schicht oder ein Film von flüssigem Brennstoff an der stromaufwärts gelegenen Seite des mikroporösen Films 54 gebildet wird, wenn sich beim Betrieb in aufrechter Lage im Raum zwischen dem flüssigen Brennstoffvorrat und der stromaufwärts gelegenen Seite des mikroporösen Films 54 gasförmiger Brennstoff befindet.
    [0048] Während des Betriebes des Feuerzeuges fließt der Brennstoff aus dem flüssigen Brennstoffilm durch die Poren und beginnt während des Durchflusses zu verdampfen. Beim Erreichen der stromabwärts gelegenen Seite des mikroporösen Filmes auf dem Weg zum Brenner verdampft etwaig flüssig verbliebender Brennstoff unvermittelt und wird gasförmig. Die Theorie hinter diesem Phänomen wird in einem Artikel von W. Schneider mit dem Titel "Vapor Flow Through a Porous Membrane - A Throttling Process with Condensation and Evaporation", ACTA MECHANICA, 47, 15-25 Copyright by Springer - Verlag 1983, erläutert. Die Offenbarung dieses Artikels wird ausdrücklich zum Bestandteil dieser Anmeldung gemacht.
    [0049] Wie für den Fachmann ersichtlich, haben Feuerzeuge gemäß der Erfindung keinen Docht und kein Ansaugrohr. Die Feuerzeuge können in geneigter Lage (beispielsweise um ein Pfeife anzuzünden) bedient werden, wobei die Flamme nur unwesentlich größer wird, auch wenn der flüssige Brennstoff die Brennstofföffnung 62 und den mikroporösen Film direkt berührt. Dies trifft auch zu, wenn die Brennerspitze 28 eine Lage unterhalb des Spiegels des flüssigen Brennstoffes im Reservoir einnimmt.
    [0050] Ein ruhiges und gleichmäßiges Brennen der Flamme in der normalen vertikalen Position beim Eetrieb wird durch eine Anordnung der Flammenhöheregulierungseinrichtung 10 erreicht, die einen direkten Kontakt des mikroporösen Films 54 mit dem flüssigen Erennstoff verhindert. Wenn das Feuerzeug von einer Undefinierten, beispielsweise horizontalen Position, in der es getragen wird, in eine vertikale Position zur Zündung gebracht wird, läuft der flüssige Erennstoff mit Ausnahme einer Restmenge, die von Oberflächenkräften zurückgehalten wird, zurück in den Frennstoffbehälter. Darüberhinaus wird die Flamme nach dem Zünden besonders schnell stabilisiert, wenn die Fassung 52 des Dosierteiles 18 so in den Flüssiggastank ragt, daß die Größe des Vorsprunges ungefähr mit dem Niveau der Klemmschulter 58 korrespondiert, wodurch die Dosierscheibe 54 in etwa in der Ebene der Decke des Brennstofftanks 14 des Feuerzeugkörpers 12 zu liegen kommt.
    [0051] Es ist schließlich möglich, die Filmkontaktseite 66 flach, wie in Fig. 2 gezeigt, auszubilden oder auf ihr jede Kombination und Anordnung von Vorsprüngen und Vertiefungen vorzusehen.
    [0052] Die Herstellungskosten einer Vorrichtung gemäß der Erfindung werden durch die Tatsache, daß keine großen Bauteile benötigt werden, die hohe Materialkosten bedingen, wesentlich reduziert. Ebenso werden die Kosten für die mechanische Herstellung der Bauteile reduziert, da es nicht notwendig ist, große Mengen von Material zu entfernen. Es ist ebensowenig notwendig, Arbeit mit erhöhter Genauigkeit an schlecht zugänglichen Orten, beispielsweise in tiefen Sacklöchern durchzuführen. Darüberhinaus ist der Zusammenbau vereinfacht und kann mit relativ einfachen Vorrichtungen durchgeführt werden, da die verwendeten kleinen Teile, wie beispielsweise die Kleramscheibe 56 und der mikroporöse Film 54, in sehr seichten Vertiefungen angeordnet sind. Dadurch wird beispielsweise die Vormontage der Membran mittels Ultraschall, wie es beispielsweise in der FR-PS 2 313 638 beschrieben ist, überflüssig.
    [0053] Zusatzlich zu all dem verhindern die relativ kleinen Abmessungen der Bauteile das Auftreten großer thermischer Expansionen oder thermischer Spannungen, die die Stabilität der Flamraenhöhe sowohl zufolge des Alterns als auch zufolge des möglichen Leckwerdens von Dichtstellen beeinträchtigen. Diesen Effekt kann man weiter verbessern, indem man die Materialien passend aussucht, beispielsweise Materialien mit vergleichbarem thermischen ixpansionskoeffizienten für alle Bauteile.
    [0054] Die üblicherweise auftretenden Herstellungsinkonsistenzen und Schwankungen, die zu wesentlichen Unterschieden der Flammenhöhe innerhalb einer Produktuionsserie führen, können bei Verwendung des erfindungsgemäßen
    [0055] Feuerzeuges ökonomisch verbessert werden. Die Einfachheit der benötigten Bauteile erleichtert das Einhalten eines hohen Qualitätsstandards. Die Anordnung der kleinen Teile in leicht zugänglichen seichten Vertiefungen reduziert die Gefahr der fehlerhaften Zusammensetzung. Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft die
    [0056] Vermeidung der Änderung der Flammenhöhe im Zuge der Alterung, was bei bekannten Feuerzeugen auch ohne daß sie verwendet werden, geschieht. Durch Verwendung einer mikroporösen, einachsig verstreckten Polypropylenfolie, vorzugsweise von "Celgrad R 2500" ohne Verwendung einer fibrösen Schichte oder eines Dochtes kann eine sehr hohe Alterungsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden.
    [0057] Die einachsig verstreckte Polypropylenfolie ist in der nicht gestreckten Richtung deformierbar, sodaß die Menge des Durchflusses unbeabsichtigt verändert werden könnte. Daher ist es bevorzugt, daß der Durchmesser der Ventilbohrung 48 klein ist (beispielsweise 0,4 mm auf ihrer stromaufwärts gelegenen Seite), so daß der mikroporose Film 54 davor bewahrt wird, zufolge des Brennstoffdruckes in das Loch 48 gepreßt zu werden.
    [0058] Bei der Herstellung von Feuerzeugen, wie nicht nachfüllbaren Taschenfeuerzeugen, ist die Füllmenge des Flüssiggases auf etwa 80 % des Tankvolumens begrenzt. Während der Füllprozedur liegt die Umgebungstemperatur bei 20 bis 25°C. Die Beschränkung auf 80 % ist aus Sicherheitsgründen notwendig, da während des späteren Lagerns oder während der Benutzung des Feuerzeuges, im Falle des Auftretens wesentlich höherer Umgebungstemperaturen, wie 60ºC, das Flüssiggas zum explosionsartigen Brechen des Tankes führen kann.
    [0059] Die Tatsache, daß etwa 20 % der Tankkapazität von der Gasphase erfüllt sein müssen, wird bei den Feuerzeugen gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dazu benutzt, daß die Dosierscheibe und die Bauteile, die dem Einklemmen der Dosierscheibe dienen, nicht mit dem flüssigen Brennstoff in Kontakt kommen, wenn das Feuerzeug in vertikaler Lage verwendet wird.
    [0060] Es ist klar ersichtlich, daß die Erfindung, wie sie beschrieben wurde, die oben angeführten Ziele erreicht, weiters ist klar, daß eine Anzahl von Modifikationen und Ausführungsformen dem Fachmann offenstehen und es ist beabsichtigt, daß die Patentansprüche alle diese Modifikationen und Ausführungsformen als in den Bereich der Erfindung fallend erfassen. Beispielsweise kann die Dosierkammer und die Brennstoffweiterleitung gemäß Fig. 1 mit einem Flammenhöhenbegrenzer gemäß Fig. 2 kombiniert werden. Es ist auch, trotz der durch die Verdampfung des Brennstoffes, der durch die Membran zur Brennerspitze gelangt, im wesentlichen unbeeinflußten Energiebilanz des erfindungsgemäßen Feuerzeuges möglich und jedermann überlassen, Materialien zu verwenden, ohne auf ihre thermischen Wärraeleiteigenschaften zu achten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Verdampfungsenergie am Flüssigkeitsspiegel im Tank auftritt. Der Verdampfungs- und Kondensationsvorgang an der Membran erfolgt adiabatisch.
    [0061] D.h., daß Kunststoff oder Metall für jede der Komponenten verwendet werden kann, solange die wärme der Flamme selbst nicht stört. Andere, ähnliche Kombinationen und Alternativen können ergriffen werden, ohne den Bereich meiner Erfindung zu verlassen.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche:
    1. Ein Brennstoff verbrennendes Feuerzeug mit regulierbarer Flamraenhohe mit: einem Brenner; einem Tank für flüssiges Flüssiggas; einem Ventil zwischen dem Tank und dem Brenner; einem Film mit im wesentlichen senkrecht zu seiner Oberfläche verlaufenden Mikroporen, wobei eine Vielzahl der Mikroporen offen ist um den Durchgang des Brennstoffes zu ermöglichen, wobei der Film zwischen dem Ventil und dem Tank so angeordnet ist, daß der gesamte zum Brenner strömende Brennstoff durch die offenen Mikroporen strömen muß; Brennstoffleitungen, um den durch den Film und durch das Ventil zum Brenner strömenden Brennstoff zu leiten; und einer Kontrollvorrichtung, uπ die Vielzahl der den Durchgang des Brennstoffes erlaubenden Mikroporen seiektiv zu erhöhen oder vermindern zu können, wodurch die Menge des durch den Film fließenden Brennstoffes erhöht oder vermindert wird, um eine Flamme der gewünschten Höhe zu ergeben.
    2. Feuerzeug nach Anspruch 1 , wobei der Film bei geschlossenem Ventil eine Ruhelage und bei geöffnetem Ventil eine deformierte, seine Streckgrenze nicht überschreitende, Lage einnimmt und die Kontrollvorrichtung benachbart zum Film vorgesehen ist, um in Kontakt in zunehmendem oder abnehmendem Ausmaß mit ihm zu kommen.
    3. Ein Brennstoff verbrennendes Feuerzeug mit regulierbarer Flamraenhohe mit: einem Brenner; einem Tank für flüssiges Flüssiggas; einem Ventil zwischen dem Tank und dem Brenner; einem Film mit im wesentlichen senkrecht zu seiner Oberfläche verlaufenden Mikroporen, wobei eine Vielzahl der Mikroporen offen ist um den Durchgang des Brennstoffes zu ermöglichen, wobei der Film zwischen dem Ventil und dem Tank so angeordnet ist, daß der gesamte zum Brenner strömende Brennstoff durch die offenen Mikroporen strömen muß;
    Brennstoffleitungen, um den durch den Film und durch das Ventil zum Brenner strömenden Brennstoff zu leiten; und einer Kontrollvorrichtung, die zwischen Stellungen, die einem erhöhten oder vermindertem Kontakt mit dem Film entsprechen, beweglich ist, um so selektiv den Durchgang des Brennstoffes durch den Film und damit die Menge des dem Brenner zugeführten Brennstoffes zu kontrollieren, um eine Flamme der gewünschten Höhe zu erhalten.
    4. Feuerzeug nach Anspruch 3, wobei der Brennstoffvorrat einen ersten flüssigen Teil, einen gasförmigen Teil und einen zweiten flüssigen Teil, der auf der stromaufwärts gelegenen Oberflache des mikroporösen Films gebildet wird, wenn das Feuerzeug in aufrechter Position benutzt (Öffnen des Ventils) wird, umfaßt.
    5. Feuerzeug nach Anspruch 4, wobei der Brennstoff, der den zweiten flüssigen Teil bildet, die Form eines dünnen Flüssigkeitsfilms aufweist.
    6. Feuerzeug nach Anspruch 5, wobei der Brennstoff des Flüssigkeitsfilms, den mikroporösen Film durchquert und im wesentlichen vollständig verdampft ist, wenn er auf der stromabwärts gelegenen Seite des mikroporösen Films die Brennstoffweiterleitung erreicht.
    7. Feuerzeug nach Anspruch 6, wobei die Kontrollvorrichtung aus einer Kammer mit regelbarer Tiefe besteht und wobei das stromaufwärts gelegene Ende dieser Kammer durch den mikroporösen Film definiert wird und das gegenüberliegende Ende der Kammer Maßnahmen betreffend die Gestaltung der Oberfläche und die Brennstoffweiterleitung aufweist und die Tiefe der Kammer zwischen vorgegebenem Minimum und Maximum regelbar ist.
    8. Feuerzeug nach Anspruch 7, wobei die Tiefe der Kammer einen maximalen Abstand über den der mikroporöse Film über seine Streckgrenze hinaus verformt würde, nicht überschreitet und einen minimalen Abstand jenseits dessen der mikroporöse Film irreversibel komprimiert wäre, nicht unterschreitet.
    9. Ein Brennstoff verbrennendes Feuerzeug mit regulierbarer Flammenhöhe mit: einem Brenner; einem Tank für flüssiges Flüssiggas; einem Ventil zwischen dem Tank und dem Brenner; einem Film mit im wesentlichen senkrecht zu seiner Oberfläche verlaufenden Mikroporen, wobei eine Vielzahl der Mikroporen offen ist um den Durchgang des Brennstoffes zu ermöglichen, wobei der Film zwischen dem Ventil und dem Tank so angeordnet ist, daß der gesamte zum Brenner strömende Brennstoff durch die offenen Mikroporen strömen muß;
    Brennstoffleitungen, um den durch den Film und durch das Ventil zum Brenner strömende Brennstoff zu leiten; und einer Kammer, die stromabwärts des mikroporösen Films angeordnet ist, deren stromaufwärts gelegenes Ende durch den mikroporösen Film definiert wird, deren stromabwärts gelegenes Ende Maßnahmen, betreffend die Gestaltung der Oberfläche und die Brennstoffweiterleitung aufweist, wobei die Tiefe der Kammer zwischen einem vorgegebenen Minimum und vorgegebenen Maximum regelbar ist und wobei der mikroporöse Film mit der gestalteten Oberfläche in Kontakt treten kann, wobei die maximale Tiefe der geringsten Kontaktfläche zwischen dem mikroporösen Film und der gestalteten Oberfläche sowie der maximalen Flammenhöhe, die minimale Tiefe der größten Kontaktfläche sowie der minimalen Flammenhöhe entspricht.
    10. Feuerzeug nach Anspruch 9, wobei die Brennstoffleitung aus einer zentral angeordneten Öffnung, die von der gestalteten Oberfläche zum Ventil führt, besteht und die Gestaltung der Oberfläche auch eine oder mehrere Rillen, die strahlenartig von der im Zentrum angeordneten Öffnung ausgehen, umfaßt, um eine vorbestimmte minimale Flammenhöhe sicherzustellen.
    11. Feuerzeug nach Anspruch 10, wobei die Rillen einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweisen.
    12. Feuerzeug nach Anspruch 9, wobei die Erennstoffleitung einen Punkt der außerhalb des Bereiches der maximalen Kontakt fläche zwischen dem mikroporösen Film und der gestalteten Oberfläche liegt, mit dem Ventil verbindet, um den Erennstoff, der die Poren des Films passiert hat, weiterzuleiten.
    13. Feuerzeug nach Anspruch 12, wobei die gestaltete Oberfläche eine oder mehrere Rillen, die strahlenartig vom Zentrum der Oberfläche ausgehen, aufweiset, un eine vorbestimmte minimale Flammhöhe sicherzustellen.
    14. Feuerzeug nach Anspruch 13, wobei die Rillen einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweisen.
    15. Feuerzeug nach Anspruch 9, wobei die Mikroporen des Filmes schlitzartigen Querschnitt von ca. 0,04 zu 0,4 Mikrometer aufweisen.
    16. Feuerzeug nach Anspruch 9, wobei der verwendete Erennstoff Butan oder Isobutan ist.
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    EP0220244A1|1987-05-06|
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    BR8606652A|1987-08-04|
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    1986-11-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR JP |
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    1986-12-15| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986902764 Country of ref document: EP |
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    1989-07-15| WWR| Wipo information: refused in national office|Ref document number: 1986902764 Country of ref document: EP |
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    优先权:
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    US728,075||1985-04-29||
    US06/728,075|US4680007A|1985-04-29|1985-04-29|Lighter with adjustable flame|BR8606652A| BR8606652A|1985-04-29|1986-04-29|Isqueiro|
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