DE1782088B1

DE1782088B1 - Gasfeuerzeug mit einer brenneranordnung

Info

Publication number: DE1782088B1
Application number: DE19681782088
Authority: DE
Inventors: Peter Rabe
Original assignee: Heinrich Maltner GmbH
Current assignee: Heinrich Maltner GmbH
Priority date: 1968-07-17
Filing date: 1968-07-17
Publication date: 1971-10-14
Also published as: FR2013088A1; GB1281032A; US3589851A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasfeuerzeug Körper in einem Hohlzylinder aus synthetischem mit einer Brenneranordnung, die in Strömungsrich- Kautschuk untergebracht ist, der zur Flammenvertung hintereinander eine mit Flüssiggas gespeiste Stellung axial belastet wird und dabei den einheit-Drosselvorrichtung, eine Verdampfungsvorrichtung liehen Körper radial zusammenpreßt. Der Hohl- und einen Brenner aufweist, wobei erne Wärmeisola- 5 zylinder isoliert den Körper gegen Wärme. Die Zution zwischen der Drosselvorrichtung und der frei leitung zum Körper ist aber wärmeleitend über Meliegenden Oberfläche des Feuerzeugs vorgesehen ist. tallteile mit der freiliegenden Feuerzeugoberfläche

Die hier betrachteten Brenneranordnungen, die verbunden.

normalerweise auch noch ein Ventil aufweisen, wer- In allen vorgenannten Fällen bereitet es — vor

den unmittelbar aus der flüssigen Phase des im Tank ίο allem bei tieferen Temperaturen, z. B. unterhalb befindlichen Brennstoffes gespeist. Solche »Flüssig- 1O⁰C—große Schwierigkeiten, eine ruhig brennende gasbrenner« haben im Gegensatz zu aus der öster- Flamme konstanter Höhe zu erzielen. Vielmehr reichischen Patentschrift 252 636 und der deutschen zuckt, pulsiert oder zittert die Flamme. Auslegeschrift 1102461 bekannten Brenneranord- Sodann ist es aus dem Buch von Bosnjakovic

nungen, die aus der Gasphase gespeist werden müssen, 15 »Technische Thermodynamik« bekannt, ein Rohr, in den Vorteil, daß der Tank keinen Füllstoff, wie z. B. dem eine Drosselung stattfindet, gegen Wärme-Filz, enthalten muß. austausch zu isolieren.

Die französische Patentschrift 1114 577 zeigt ein Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei

Gasfeuerzeug mit Flüssiggasbrenner, bei dem in einem Gasfeuerzeug mit Flüssigkeitsbrenner Mittel einem Metallgehäuse, das einen gelochten Boden zur 20 anzugeben, um auch bei tieferen Temperaturen eine Einführung eines Dochts hat, übereinander drei ruhiger brennende Flamme zu erzielen. Drosselkörper aus gleichartigem porösem Material Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebeangeordnet und jeweils von einem korrespondieren- nen Gasfeuerzeug erfindungsgemäß dadurch gelöst, den Gummiring umgeben sind. Diese Anordnung daß die Wärmeisolation die gesamte Drosselvorrichkann mit Hilfe einer einen Ventilsitz tragenden Platte 25 tung und deren Zuleitung, nicht aber die Verdampaxial zusammengedrückt werden, um die Flammen- fungsvorurichtung, von der frei liegenden Oberfläche höhe zu verstellen. Betrachtet man den obersten der des Feuerzeugs isoliert.

Drosselkörper als »Verdampfungsvorrichtung«, so ist Bei dieser Konstruktion besteht keine wärme-

dieser, wie die übrigen Drosselkörper, durch die leitende Brücke zwischen der Feuerzeugoberfläche, Gummiringe wärmeisoliert. Andererseits ist die Unter- 30 insbesondere dem von der Flammenstrahlung beseite des untersten Drosselkörpers und die Zuleitung troffenen Oberflächenteil, und der Drosselvorrichtung zur Drosselvorrichtung über das Gehäuse wärme- bzw. deren Zuleitung. Eine solche wärmeleitende leitend mit der frei liegenden Oberfläche des Feuer- Brücke hat in den bekannten Fällen zur Folge, daß zeugs verbunden. .. dem Flüssiggas teilweise bereits während des Durch-

Die österreichische Patentschrift 249 427 zeigt eine 35 gangs durch die Drosselvorrichtung bzw. deren Zu-Brenneranordnung, bei der ein Docht durch den leitung so viel Wärme zugeführt wird, daß eine Teil-Boden eines Metallgehäuses geführt und in einem verdampfung erfolgt. Die dabei entstehenden Gaszentrischen Loch einer Gummischeibe gefaßt ist, die Wäschen behindern die Strömung der Flüssigkeit und unter Zwischenlage einer porösen Schicht von einer können sogar wegen der Volumenvergrößerung die einen Ventilsitz tragenden Scheibe zusammengepreßt 40 Flüssigkeit partiell völlig verdrängen. Das führt zu werden kann, um die Flammenhöhe einzustellen. Gasversorgungsstockungen und damit zu Änderungen Auch bei dieser Konstruktion ist der Zuführungs- der Flammenhöhe. Beim Erfindungsvorschlag wird docht über das Metallgehäuse wärmeleitend mit der dagegen die Wärmezufuhr zur gesamten Drosselvorfreiliegenden Oberfläche des Feuerzeugs verbunden. richtung und deren Zuleitung durch die Wärmeisola-Aus der französischen Patentschrift 1481942 ist 45 tion unterbunden oder stark behindert. Infolgedessen es bekannt, einer Drosselvorrichtung in der Form ist sichergestellt, daß die Verdampfung erst in der eines zusammenpreßbaren Ringes aus porösem, nach- dafür vorgesehenen Verdampfungsvorrichtung stattgiebigem Material eine Verdampfungsvorrichtung in findet, zu der die Wärmeisolation die Wärmezufuhr der Form eines Ringspaltes nachzuschalten, der nicht verhindert, und somit eine ruhige Flamme entdurch profilierte Metallwände begrenzt ist. Auch bei 50 steht.

dieser Konstruktion besteht eine Wärmeleitbrücke Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der

zwischen Drosselvorrichtung und Feuerzeugober- wärmeisolierten Drosselvorrichtung bei einem Kunstfläche, stofftank. Während nämlich ein Metalltank eine rela-Eine solche Wärmeleitbrücke findet sich auch bei tiv große wärmeabstrahlende Oberfläche hat, so daß der deutschen Auslegeschrift 1114 352, gemäß der 55 die auf die Außenseite der Brenneranordnung aufein poröses nachgiebiges Material in einem Ringbe- treffende Strahlungswärme zu einem merklichen Teil reich zwecks Drosselung des Flüssiggases zusammen- an die Umgebung abgeführt werden kann, ist eine gedrückt wird, während in einem innerhalb des solche Wärmeabfuhr von der Brenneranordnung bei Ringbereiches befindlichen, weniger stark zusammen- einem Kunststofftank nicht möglich. Infolgedessen ergepreßten Teil die Verdampfung stattfinden soll. 60 wärmt sich die Brenneranordnung stark, so daß nur Die USA.-Patentschrift 2 764 008 und die britische bei entsprechender Wärmeisolation die Gasblasen-Patentschrift 1118 351 zeigen einheitliche Konstruk- bildung in der Drosselvorrichtung verhindert werden tionen für Drosselung und Verdampfung, die in kann.

Metallteilen gehalten sind, welche mit der Feuerzeug- Zweckmäßigerweise ist die Drosselvorrichtung in

Oberfläche in wärmeleitender Verbindung stehen. 65 bekannter Weise durch einen Körper aus wärmeiso-

Aus der deutschen Patentschrift 944 277 ergibt sich lierendem, porösem Material gebildet, außerdem eine Konstruktion, bei der ein einheit- An einer solchen bewährten Drosselvorrichtung

licher, der Verdampfung und Drosselung dienender braucht also nichts geändert zu werden.

Eine besonders einfache Isolation ergibt sich, wenn der poröse Drosselkörper wenigstens mit einem Teil seiner Oberfläche unmittelbar an einem Wärmeisolationskörper anliegt. Am günstigsten ist es natürlich, wenn der Drosselkörper ringsum — bis auf die Zutritts- und Abflußöffnung für das Flüssiggas — von Wärmeisolationsmaterial umgeben ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Drosselkörper am Boden eines Gehäuses aus Wärmehang ist es empfehlenswert, wenn die Verdampfungsvorrichtung aus einem porösen Material guter Wärmeleitfähigkeit von mindestens 10, vorzugsweise über 50 kcal/m.h.⁰ C, besteht. In einem solchen porösen Material erfolgt die Verdampfung unter guter Wärmezufuhr in einer Vielzahl von Parallelpfaden, so daß am Austritt des Verdampfungskörpers unabhängig von den Verhältnissen in jedem einzelnen Parallelpfad zu jedem Zeitpunkt eine etwa gleichmäßige

isolationsmaterial angeordnet. Dieses Gehäuse kann io Gasmenge zur Verfügung steht.

beispielsweise auf ein übliches metallisches Gehäuse, Die Erfindung wird nachstehen an Hand zweier in

der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele

näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Feuer-

das in einen Tank eingeschraubt wird, aufgesetzt sein. Das Gehäuse kann aber auch Bestandteil eines Kunststofftanks sein, so daß in dieses Gehäuse nur noch

die einzelnen Teile der Brenneranordnung ohne das 15 zeugs mit einer Brenneranordnung,

sonst übliche Metallgehäuse eingesetzt werden müssen. In diesem Zusammenhang empfiehlt sich eine Konstruktion, bei der der aus porösem, nachgiebigem Material bestehende Drosselkörper auf dem durchbrochenen Boden des wärmeisolierenden Gehäuses angeordnet und unter Zwischenlage eines wärmeisolierenden, am Gehäuseinnenumfang anliegenden Dichtringes von einem verschraubbaren Stellglied axial und/oder radial zusammenpreßbar ist. Dieser Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Brenneranordnung und

Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2 durch ein anderes Ausführungsbeispiel.

Das Feuerzeug der F i g. 1 besitzt einen Tank 1, der von einer Metallhülse 2 umgeben ist. Ein Aufsatz 3 trägt eine Drucktaste 4, bei deren Betätigung die Zündkappe 5 hochgeht und gleichzeitig ein Zündrädchen zur Erzeugung eines Zündfunkens gedreht

die Doppelfunktion des Dichtens und der Kraftüber- 25 wird. In den Tank ist oben eine Brenneranordnung 6 tragung erfüllende Ring ist der einzige erforderliche eingeschraubt, die später noch genauer beschrieben Dichtring in der Brenneranordnung. Das Gewinde
zum Einsetzen des Stellgliedes kann einen größeren

Durchmesser haben, so daß keine Hinterschneidunwird. Im Boden befindet sich ein Stutzen 7 mit einem Füllventil.

In F i g. 2 ist eine Brenneranordnung in ihrer gen auftreten und das Kunststoffgehäuse leicht zu- 30 Schließstellung gezeigt. Der Pfeil 8 deutet die von sammen mit dem Tank gespritzt werden kann. der Verschlußkappe 5 ausgeübte Schließkraft an. In

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß die Drosselvorrichtung in bekannter Weise mit einer den Drosselwiderstand in Abhängigein Gewinde 9 des Tanks 1 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 10 ein unten durch einen Kunststoff-Gehäuseteil 11 verlängertes Metallgehäuse 12 einge-

keit von der Temperatur regelnden Kompensations- 35 setzt. In ein Gewinde 13 dieses Gehäuses 12 ist ein

einrichtung versehen ist. Bekanntlich steigt bei höherer Umgebungstemperatur der Tankinnendruck, und es ergibt sich eine höhere Flamme. Die bekannten, in der Brenneranordnung eingebauten Kompensa-Drossel-Stellglied 14 eingeschraubt, das außen mittels einer Verzahnung 15 ein Handrädchen 16 trägt, das durch eine elastische Scheibe 17 gegen Abfallen gesichert ist. Im Innern des Stellgliedes 14 befindet sich

tionsvorrichtungen, die beispielsweise aus einem me- 40 ein rohrartiger Brenner 18, der gegen die Kraft einer tallischen Halteglied und einem Kunststoff-Drossel- Feder 19 in einem Teleskopglied 20 verschiebbar ist. glied bestehen, sollen in Abhängigkeit von der Temperatur den Drosselwiderstand ändern und dadurch

die Flammenhöhe konstant halten. Da aber die Kom-

Das Teleskopglied drückt unten auf eine Ventilscheibe 21, die in der Schließstellung auf einem Ventilsitz 22 aufliegt. Eine Druckfeder 23 unterstützt das pensationseinrichtung nicht nur von der Umgebungs- ₄₅ Abheben der Ventilscheibe 21. Die Funktion eines temperatur, sondern außerdem von der Temperatur solchen Brenners ist bekannt.

der Brenneranordnung bzw. der Drossel beeinflußt Der Ventilsitz 22 ist an einem Einsatz 24 ausge-

wird, ergab sich oftmals eine völlig unzureichende bildet, der in einer Aussparung 25 an der Unterseite Kompensation. Wenn dagegen erfindungsgemäß dafür einen scheibenförmigen, porösen Verdampfungskörgesorgt ist, daß die Drosseltemperatur den jeweiligen ₅₀ per 26 aus gut wärmeleitendem Material trägt, der

Ausgangswert, der der Tank-Flüssiggastemperatur und damit der Umgebungstemperatur entspricht, weitgehend beibehält, ist auch eine bessere Kompensation möglich.

an seiner Umfangfläche wärmeleitend mit dem Einsatz 24 verbunden ist. Die Austrittsstirnseite 27 des Verdampfungskörpers 26 hat eine im wesentlichen frei liegende Oberfläche. Ihr steht eine leicht konische

So sehr erfindungsgemäß darauf geachtet werden 55 Wand 28 des Einsatzes gegenüber, die zu einem mitti-

soll, die Drosselvorrichtung gegen Wärmezufuhr zu isolieren, so sehr ist es günstig, die nachgeschaltete Verdampfungsvorrichtung wenigstens mit Teilen der Feuerzeugoberfläche wärmeleitend zu verbinden.

gen Austrittskanal 29 führt.

Der untere Gehäuseteil 11 besteht aus wärmeisolierendem Kunststoff und ist mit Hilfe eines Gewindes 37 auf das Metallgehäuse 12 aufgeschraubt. Um

Dann ergeben sich völlig klare Verhältnisse. Eine g₀ dieses Gewinde dicht zu machen, kann es mit einem

Verdampfung in der Drossel ist mit Sicherheit verhindert, wird aber in der Verdampfungsvorrichtung bewußt gefördert. Auf diese Weise kann der winzigen Brenneranordnung die hohe Verdampfungswärme von rund 100 cal/g nachgeliefert werden und es wird mit Sicherheit vermieden, daß die Verdampfungsvorrichtung »einfriert«, wenn die Tank-Flüssiggastemperatur unter 10° C sinkt. In diesem Zusammenunter Luftabschluß aushärtenden Dichtmittel, ausgefüllt werden. Ferner besitzt der Gehäuseteil 11 einen Boden 38, in welchem sich die Eintrittsbohrung 34 befindet.

Die Unterseite des Einsatzes 24 drückt auf einen elastischen Dichtungsring 36. Im Innern des Ringes 36 sowie zwischen Ring und Boden 38 des Gehäuseteils 11 befindet sich ein Drosselkörper 30, der in

vorliegendem Fall aus drei Teilen 31, 32 und 33 besteht, die unterschiedliche Porosität haben können. Das Material kann beispielsweise ein poröses, gummielastisch vernetztes Polyurethan sein. Der Drosselkörper 30 ist im wesentlichen ringsum von wärmeisolierendem Material umgeben, nämlich dem Boden 38 des Gehäuseteils 11 und dem elastischen Dichtring 36. Eine Wärmeübertragung vom metallischen Einsatz 24 und vom gut wärmeleitenden Verdampfungskörper 26 kann einfach durch Zwischenlage ίο einer porösen Isolierschicht 39, z. B. aus Vliespapier, verhindert werden. Dies ist jedoch in der Praxis nur selten notwendig, da eine beginnende Verdampfung am Ende des Drosselkörpers keine wesentliche Störung mehr verursacht und — wenn der Drosselkörper selbst aus einem schlecht wärmeleitenden Material besteht — der Wärmeeinfluß auf diese Zone beschränkt ist.

Wird das Stellglied 14 mittels des Handrädchens 16 nach unten verschraubt, so wird die Dichtung 36 nach unten gedrückt und nach innen verformt, so daß der gesamte Drosselkörper 30 radial bzw. axial zusammengedrückt wird. Hierdurch läßt sich der Drosselwiederstand und damit die Höhe der Flamme einstellen.

An die als Zuleitung dienende Öffnung 34 setzt ein Pfropfen 35 aus porösem Material an, durch welches Flüssiggas aus dem unteren Teil des Tanks bis an den Drosselkörper 30 geführt werden kann. Auch diese Zuleitung ist vom Gehäuse 12 durch den unteren Kunststoff-Gehäuseteil 11 wärmeisoliert, so daß auch dort keine wesentliche Gefahr einer Gasblasenbildung besteht.

Umgekehrt wird die Verdampfung im Verdampfungskörper 26 durch Zufuhr von Wärme unterstützt, welche durch Flammenstrahlung auf die Teile 14, 16 übertragen und dann über den Einsatz 24 auf den gut leitenden Verdampfungskörper 26 überführt wird. Das dann austretende Gas ergibt eine sehr gleichmäßige Flamme auch bei niedriger Umgebungstemperatur.

Bei dieser Drosselvorrichtung ist auch eine gute Temperaturkompensation zu erwarten. Setzt man voraus, daß das Material des Ringes 36 und des Drosselkörpers 30 die stärkste Volumenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur erfährt, während die Temperaturausdehnung der Metallteile 12, 14₃ 24, und des Kunststoff-Gehäuseteils 11 demgegenüber vernachlässigbar sind, so ergibt sich eine einwandfreie Temperaturkompensation in Abhängigkeit von der Temperatur des Tankinhalts, also auch dem im Tank herrschenden Druck. Denn der Drosselwiderstand des Drosselkörpers 30, der beim Zünden der Flamme vorhanden war, ändert sich nur unwesentlich, weil das Material des Ringes 36 wärmeisolierend wirkt, vom Tank-Flüssiggas gekühlt wird und daher auch selbst kaum eine Temperaturerhöhung unter dem Einfluß der über die Metallteile 12, 14, 24, zugeführten Wärme erfährt. Wenn in einem anderen Fall der Tankinhalt eine erheblich höhere Temperatür hat, so ist das vom Tank-Flüssiggas benetzte Volumen des Ringes 36 und des Drosselkörpers 30 angewachsen und der Drosselwiderstand entsprechend gestiegen. Dieser Drosselwiderstand bleibt dann auch nach dem Zünden der Flamme unverändert. g₅

Das Ausführungsbeispiel der F i g. 3 benutzt im wesentlichen die gleichen Teile wie in Fig. 2. Es werden daher auch die gleichen Bezugszeichen benutzt. Jedoch ist diesmal der Tank 41 aus Kunststoff geformt, wobei außerdem das gesamte die Brenneranordnung aufnehmende Gehäuse 42 mit seinem Gewinde 43 aus Kunststoff ausgebildet und als Stutzen am Tank 41 angeformt ist. Hierbei kann auch die Dichtung 10 entfallen. Der Dichtring 36 verhindert ein Austreten des Brennstoffes unter Umgehung des Ventils 21, 22. Da der Kunststoff des Tanks 41 schlecht wärmeleitend ist und auch der Dichtring 36 sowie der Drosselkörper 30 schlechte Wärmeleiter sind, wirkt sich eine Beheizung der Metallteile 14, 16 durch die Flammenstrahlung nicht auf den Drosselkörper 30 aus. Umgekehrt erhält aber der Verdampfungskörper 26 über das Stellglied 14 eine ausreichende Wärmemenge von der der Flammenstrahlung ausgesetzten Oberseite dieses Stellgliedes.

Claims

Patentansprüche:

1. Gasfeuerzeug mit einer Brenneranordnung* die in Strömungsrichtung hintereinander eine mit Flüssiggas gespeiste Drosselvorrichtung, eine Verdampfungsvorrichtung und einen Brenner aufweist, wobei eine Wärmeisolation zwischen der Drosselvorrichtung und der frei liegenden Oberfläche des Feuerzeugs vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolation (11, 36; 41, 36) die gesamte Drosselvorrichtung (30) und deren Zuleitung (34), nicht aber die Verdampfungsvorrichtung (26), von der frei liegenden Oberfläche des Feuerzeugs isoliert.

2. Gasfeuerzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung der wärmeisolierten Drosselvorrichtung (30) bei einem Kunststofftank (41).

3. Gasfeuerzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung durch einen Körper (30) aus wärmeisolierendem, porösem Material gebildet ist.

4. Gasfeuerzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Drosselkörper (30) wenigstens mit einem Teil seiner Oberfläche unmittelbar an einem Wärmeisolationskörper (11, 36; 41, 36) anliegt.

5. Gasfeuerzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (30) am Boden (38) eines Gehäuses (11, 42) aus Wärmeisolationsmaterial angeordnet ist.

6. Gasfeuerzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (42) Bestandteil eines Kunststofftanks (41) ist.

7. Gasfeuerzeug nach einem der Anspruches bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus porösem, nachgiebigem Material bestehende Drosselkörper (30) auf dem durchbrochenen Boden (38) des wärmeisolierenden Gehäuses (11, 42) angeordnet und unter Zwischenlage eines wärmeisolierenden, am Gehäuseinnenumfang anliegenden Dichtringes (36) von einem verschraubbaren Stellglied (14) axial und/oder radial zusammenpreßbar ist.

8. Gasfeuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (30) mit einer den Drosselwiderstand in Abhängigkeit von der Temperatur regelnden Kompensationseinrichtung versehen ist.

9. Gasfeuerzeug nach einem der Ansprüche 1

bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschaltete Verdampfungsvorrichtung (26) wenigstens mit Teilen der Feuerzeugoberrläche wärmeleitend verbunden ist.

K). Gasfeuerzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungsvorrichtung (26) durch einen Körper aus einem porösen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit von mindestens K), vorzugsweise über 50 kcal'm.h. C, «ebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 542/97

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