В этой серии материалов редакция FURFUR разбирает на составные элементы окружающие всех нас предметы и подробно рассматривает, из чего они сделаны - от артефактов, ставших легендарными, до обычных кроссовок или велосипедных втулок.
В первом материале этой своеобразной рубрики мы попытались заглянуть внутрь хорошо знакомой всем зажигалки Zippo.
Зажигалка Zippo
Эта зажигалка - самый главный и известный всем продукт американской компании из штата Пенсильвания Zippo Manufacturing Company, основанной в 1932 году предпринимателем Джорджем Грантом Блейсделлом - сами зажигалки марка начала продавать с 1933 года. Zippo отличаются в первую очередь особым способом обработки металла, из которого они сделаны - чаще всего это латунные, медные и хромо-никелевые сплавы, а также статусом настоящего мужского артефакта, которыми они успели стать, пройдя вместе с солдатами несколько войн и побывав в числе любимых атрибутов многих известных людей. В 2007 году Zippo Manufacturing Company отметили свой 75-летний юбилей, к моменту которого, по их подсчетам, было произведено более 450 миллионов зажигалок Zippo.
Основные элементы
1. Кремень. 2. Внешняя часть корпуса. 3. Колесико. 4. Фитиль. 5. Заклепки. 6. Внутренняя часть корпуса. 7. Фиксирующая пружина. 8. Ватный наполнитель внутреннего корпуса. 9. Фиксатор положения крышки. 10. Прокладка. 11. Нижний крепеж пружины. 12. Верхний крепеж пружины
Ватный наполнитель занимает практически все пространство внутренней части корпуса - в эту полость заливают горючее, полностью пропитывающее вату. Сверху его касается фитиль, а снизу закрепляется прокладкой из войлока (кстати, в шестидесятых такую прокладку часто делали в ярком красном цвете). Она закрывает полость для горючего снизу и удерживается пружиной и двумя крепежами. Расположение колесика и фиксатора хорошо видно на самом верхнем изображении. Внутренняя часть корпуса помещается во внешнюю - и зажигалка, наконец, приобретает знакомый всем вид.
Кроме этого, в зажигалках используются различные типы поджига - кремнёвый, пьезоэлектрический и др.
Бензиновые зажигалки появились в начале 20 века и по началу были не слишком надежными. Бензиновые зажигалки «Zippo » появились в 1932 году и имеют культовый статус благодаря своей надежности и примечательной истории.
Австрийская зажигалка 1920-х годов, послужившая прототипом для создания зажигалок фирмы Zippo
Газовые зажигалки были изобретены позже бензиновых и были радостно встречены курильщиками, так как они не давали едкого бензинового запаха и могли быть использованы даже для прикуривания сигар.
Устройство зажигания
Газовая зажигалка с пирофорным «кремнём» (сплав церия - мишметалл).
Принцип действия основан на самовозгорании пирофорных сплавов (ферроцерия) при истирании; воспламенении проволокой, раскалённой электрическим током, прикосновении раскалённым предметом; пьезоэлектрическом разряде; каталитическом поджиге паров органических веществ.
Горючее
В газовых зажигалках в качестве горючего используется сжиженный пропан либо сжиженный бутан , который после прохождения через редуктор испаряется, образуя легко воспламеняющуюся смесь газа и воздуха.
В бензиновых зажигалках горят пары бензина .
Температура горения
В зависимости от типа горючего пламя зажигалки может достигать следующих температурных величин:
- пропан -бутан - от 800 до 1970 °С;
- бензин - 1300-1400 °С;
Редуктор
Дизайн
Дизайн зажигалки напрямую зависит от её назначения. Карманные зажигалки имеют небольшие размеры, их легко переносить. Оформление совершенно любое, но ограничены размеры. Настольные зажигалки довольно редки. Такие зажигалки достаточно массивны и не предназначены для переноски. Дизайн таких зажигалок может быть любым. Существуют также специальные каминные зажигалки, при большой длине они имеют небольшую ширину и толщину, и даже зажигалки от известных брендов. Не так давно появились сенсорные зажигалки, в которых зажигание газа происходит без механических воздействий, а путем воздействия на сенсорный датчик. В последнее время все большую популярность набирают так называемые брендированные, или рекламные зажигалки. Они представляют собой обычную карманную зажигалку, на которую наносят необходимую информацию. Информация как правило несет рекламный характер. Широко используются крупными сетями магазинов и заведениями класса HoReCa . Зажигалки с информацией используются также и для промо-акций . Информация, как правило, наносится на недорогие пластмассовые зажигалки с помощью шелкотрафаретной или тампонной печати.
Кухонная зажигалка
Многие зажигалки для кухонных плит имеют удлинённый носик (чтобы можно было зажечь им духовку) и бывают нескольких видов.
Тип зажигания
Газовые
Обычная зажигалка с ёмкостью для газа, удлиненным носиком и пьезоэлектрическим поджигом. Зажигалка также подходит для разжигания костров и каминов. Газовые зажигалки бывают обычными и турбо.
Электрические
Были распространены в советское время, такая зажигалка включается в розетку. Зажигалка привязана не только к дому но и к электричеству. В случае отсутствия электроэнергии в доме, зажечь газовую плиту такой зажигалкой невозможно. Имеет самый мощный искровой эффект, пока кнопка нажата. Принцип действия основан на циклическом замыкании и размыкании электроцепи искрообразующим стержнем, под воздействием электромагнитного поля. Железосодержащий стержень замыкает цепь, включает электромагнит, который втягивает в себя стержень и, тем самым размыкает цепь, стержень под действием пружины возвращается в исходное положение и процесс повторяется. Образующаяся электрическая дуга поджигает газ. Достоинства подобных зажигалок: надёжное и быстрое зажигание газа, простота и долговечность конструкции. Недостатки: зависимость от внешней питающей цепи, высокий уровень радиопомех, опасность электротравматизма.
На батарейках
Рассчитана на работу от одной или нескольких батареек. Представляет собой импульсный преобразователь с повышающим трансформатором. Даёт множество слабых искр, пока нажата кнопка.
Пьезо
Не нуждается в источниках энергии или других расходных материалах. Имеет в своей конструкции пьезоэлектрик . Даёт несколько мощных искр по ходу кнопки в одну и в другую сторону.
Запрет сувенирных зажигалок
В ЕС и ряде штатов США приняты либо готовятся к принятию законодательные акты, воспрещающие оборот сувенирных зажигалок, выполненных в виде предметов, не являющихся зажигалками (животных, героев мультфильмов, фонарей, фотоаппаратов и др.), которые могут быть ошибочно принятыми детьми за игрушки, и привести в их руках к травмам, ожогам и пожарам .
История
Первая зажигалка, огниво Дёберейнера , была изобретена Иоганном Вольфгангом Дёберейнером в 1823 году. Она производилась до 1880 года.
Первая зажигалка с «кремнём» была создана после изобретения бароном Карлом фон Ауэрбахом ферроцериевого сплава в 1906 году в Австрии. Именно этот сплав является основой для изготовления «кремней» для зажигалок. Тогда кремнёвая зажигалка и обрела конструкцию, практически без изменений дошедшую до наших дней: специально зазубренное колёсико высекает искру из «кремня», а искра поджигает пропитанный бензином фитиль или газ, выходящий из клапана.
Развитие зажигалок было ускорено во время Первой мировой войны. Солдаты использовали спички, чтобы видеть дорогу в темноте, но интенсивная вспышка при зажигании выдавала их местоположение. Необходимость в огне без большой вспышки способствовала индустрии зажигалок. К концу войны зажигалки были массово производимым продуктом. Лидером производства кремнёвых зажигалок в то время была родина ферроцерия, Австрия, а также Германия. Чуть позже зажигалки стали массово выпускаться по всему миру.
Во время Второй мировой войны зажигалки «Zippo», производимые в США и распространенные среди американских военнослужащих, стали стандартом надёжности и функциональности среди жидкостных зажигалок.
См. также
- Колесцовый замок - изобретение Леонардо да Винчи , с механизмом, аналогичным зажигалке.
Ссылки
- Русскоязычная онлайн-энциклопедия зажигалок (рус.) . Архивировано
- Сайт английского коллекционера о редких и винтажных зажигалках (англ.) . Архивировано из первоисточника 24 февраля 2012. Проверено 21 августа 2010.
Изобретение относится к зажигалке, а именно к зажигаемой части на конце фитиля зажигалки. Конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки содержит емкость для горючего спирта, фитиль, выполненный из стеклянных волокон, для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части, площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля, на которой сгорает горючий спирт, составляет 30-170 мм. Окружность зажигаемой части фитиля составляет от 6 до 20 мм. Наружный диаметр зажигаемой части фитиля составляет от 2 до 5 мм. Длина, на которую зажигаемая часть фитиля выступает от держателя, составляет от 3,0 до 7,0 мм. Изобретение позволяет достичь оптимального горения. 3 с. и 8 з.п. ф-лы, 19 ил.
Изобретение касается конструкции зажигаемой части на конце фитиля зажигалки, как например, зажигалки для зажигания сигарет, в которой горючий спирт, содержащийся в емкости для горючего, втягивается по фитилю посредством капиллярного действия и сгорает на конце фитиля. Конкретнее, это изобретение касается формы выполнения зажигаемой части зажигалки, как например, зажигалки для зажигания сигарет, в которой используется горючая жидкость, содержащая спирт в качестве основного компонента и пригодная для достижения оптимального горения. В зажигалке, типа зажигалки для сигарет в качестве горючего обычно используют спирт, например, этиловый спирт, моторный бензин, например, бензин из нефти, или сжиженный горючий газ, например, бутан, пропан и т.п. Характеристики, удобство в применении и конструктивные особенности зажигалок различаются в зависимости от вида используемого горючего. Например, в случае использования моторного бензина, который является смесью углеводородов бензинового ряда с разной температурой кипения, в начале использования зажигалки испаряются, в основном, компоненты бензина с более низкой температурой кипения, при этом состав бензина изменяется в сторону летучих компонентов с более высокими температурами кипения. Таким образом, во время горения происходит изменение состава горючего, остающегося в зажигалке, что приводит к изменению в длине пламени. Это же происходит и в случае с газолином. Кроме того, так как бензин и газолин обладают высокой испаряемостью, то зажигалка, в которой в качестве горючей жидкости используется бензин или газолин, должна иметь закрытую конструкцию для предотвращения испарения горючей жидкости из резервуара для горючего и/или с фитиля. В случае недостаточной герметичности закрытой конструкции происходит быстрая потеря горючей жидкости, так что требуется часто доливать ее. Кроме того, некоторые люди не выносят специфического запаха бензина и газолина. В случае использования сжиженного горючего газа давление газа в интервале рабочих температур зажигалки является высоким, и поэтому емкость для горючего должна выдерживать высокие давления. Кроме того, длина пламени изменяется в соответствии с изменением давления газа, которое в значительной степени изменяется логарифмически с изменением температуры. При использовании газовой зажигалки проблемой является большое изменение длины пламени с изменением температуры. Для решения этой проблемы система подачи горючего в зажигалке должна быть снабжена специальным средством корректирования температуры, что усложняет конструкцию зажигалки и увеличивает ее стоимость. Спиртовое горючее содержит, в основном, одновалентный низший спирт, как например, этиловый спирт, метиловый спирт, пропиловый спирт и т.п. и при нормальных температурах представляет собой жидкость со сравнительно низким давлением пара. В соответствии с этим спиртовая зажигалка не нуждается в емкости для горючего, способной выдерживать высокие давления, а часть зажигалки для хранения горючего и/или фитиль должны быть закрыты лишь в такой степени, чтобы можно было предотвращать испарение спиртового горючего. Таким образом, спиртовая зажигалка может быть проще по конструкции и может изготавливаться при меньшей стоимости. В спиртовой зажигалке спиртовое горючее подается из емкости для горючего к месту сгорания по фитилю, который состоит из пористого материала с открытыми порами или из пучка тонких волокон. Посредством капиллярного действия спиртовое горючее втягивается с нижнего конца фитиля и подается к его верхнему концу по открытым порам или очень узким пространствам между волокнами. Конкретнее, фитиль образуют скручиванием волокон, собиранием стеклянных волокон в пучок, обертыванием пучка стеклянных волокон хлопчатобумажной пряжей и прикреплением хлопчатобумажной пряжи к пучку стеклянных волокон путем наматывания тонкой металлической проволоки вокруг хлопчатобумажной пряжи. Известна конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки, содержащая емкость для горючего спирта, фитиль, выполненный или из стеклянных или из керамических волокон, для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части (см. FR 2692653, МПК F 23 Q 2/02. 1993). Недостатком указанной зажигалки является отсутствие оптимального горения. Поскольку структура фитиля связана с характеристиками горения в зажигалке, поэтому предпочитается образовывать фитиль из стеклянных волокон или керамических волокон. В зажигалке с таким фитилем начальная длина пламени непосредственно после воспламенения горючего, изменение длины пламени, максимальная длина пламени и т.п. изменяются в зависимости от материала, размеров и формы фитиля, и соответственно этому фитиль должен быть выполнен с обеспечением желаемых характеристик зажигалки. Таким образом, в спиртовой зажигалке, как например, в зажигалке для зажигания сигарет горючее при его зажигании начинает гореть с пламенем на поверхности фитиля. Длину пламени в это время принимают за начальную длину пламени. Затем происходит нагрев фитиля из-за горения и увеличивается количество горючего, испаряющегося с поверхности фитиля, в результате чего увеличивается длина пламени. Однако, во время горения повышение температуры на поверхности фитиля достигает предела и прекращается. Кроме того, пламя достигает предельной длины. По мере того, как сгорает и расходуется горючее на поверхности фитиля, горючее внутри фитиля поднимается к его поверхности. Горючее, находящееся в емкости для горючего, втягивается вверх через нижний конец фитиля. Когда расход горючего на поверхности фитиля уравновешивает его поступление изнутри фитиля и из емкости с горючим, горение продолжается при равновесном состоянии со стабилизировавшимся пламенем. И наоборот, когда расход горючего на поверхности фитиля превышает его поступление изнутри фитиля, длина пламени становится короче, чем начальная длина пламени, и стабилизируется на уровне в соответствии с поступлением горючего либо пламя охлаждается. Согласно вышеизложенному, задачей настоящего изобретения является создание конструкции зажигаемой части спиртовой зажигалки, которая подходит для достижения оптимального горения. В случае зажигалки для сигарет предпочитается, чтобы длина пламени первоначально равнялась, по меньшей мере, около 20 мм и увеличивалась до около 25 мм за 10 с или около этого. Кроме того, предпочитается, чтобы предельная длина пламени, т.е. длина пламени, когда фитиль нагрет до равновесной температуры, составляла самое большее около 60-70 мм /около 50-70 мм согласно назначению зажигалки. Для того чтобы удовлетворять этим требованиям, фитиль должен иметь способность втягивать горючую жидкость и удерживать ее и должен быть термостойким. Кроме того, фитиль должен быть таким, чтобы могли быть достигнуты вышеназванные условия горения. Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки, снабженная фитилем для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта, находящегося в емкости для горючего, вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части, фитиль образован из стеклянных волокон, а площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля, на которой сгорает горючий спирт, составляет 30-170 мм 2 . В случае, когда зажигалка выполнена в виде зажигалки для сигарет, предпочитается, что площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля составляет 30-100 мм 2 . Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки, снабженная фитилем для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта, находящегося в емкости для горючего, вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части, фитиль образован из керамических волокон, площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля, на которой сгорает горючий спирт, составляет 40-170 мм 2 . В случае, когда зажигалка выполнена в виде зажигалки для сигарет, предпочитается, что площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля составляет 40-100 мм 2 . При этой конструкции зажигаемой части зажигалки характеристики горения можно поддерживать в оптимальном состоянии, когда длина пламени первоначально составляет около 20 мм, увеличивается до около 25 мм за около 10 с и в предельном состоянии сохраняется равной около 60 мм благодаря тому, что зажигаемый конец фитиля, на котором сгорает горючий спирт, обнажен на площади поверхности 30-170 мм 2 (30-100 мм 2 в случае с зажигалкой для зажигания сигарет) при изготовлении фитиля из стеклянных волокон и что зажигаемый конец фитиля, на котором сгорает горючий спирт, обнажен на площади поверхности 40-170 мм 2 (40-100 мм 2 в случае с зажигалкой для зажигания сигарет) при изготовлении фитиля из керамических волокон. Когда зажигалка выполнена в виде зажигалки для сигарет, то особенно предпочтительно, чтобы общие размеры такой зажигалки были как можно меньше, а поэтому ограничивают размеры и форму структуры - зажигаемого конца фитиля. Следовательно, определяя окружность, наружный диаметр и/или размер выступающей части зажигаемого конца фитиля таким образом, чтобы площадь поверхности зажигаемого конца фитиля находилась в вышеназванных пределах, можно уменьшить зажигалку для сигарет и изготавливать ее с меньшей стоимостью, при этом достигая оптимальных характеристик горения. Целесообразно, чтобы окружность зажигаемой части фитиля была в пределах 6-20 мм, ее наружный диаметр - в пределах 2-5 мм и длина, на которую зажигаемая часть фитиля выступает от держателя, составляет 3,0-7 мм. При таком выполнении может быть получена зажигаемая часть зажигалки, которая пригодна для практического применения. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки, снабженная фитилем для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта, находящегося в емкости для горючего, вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части, причем зажигаемая часть фитиля, на которой сгорает горючий спирт, обнажена на площади поверхности, которая определяется так, чтобы длина пламени непосредственно после зажигания не была короче заданной величины, увеличивалась до заданной величины в течение заданного периода времени после зажигания и в равновесном состоянии поддерживалась равной предельной длине пламени, не превышающей заданную длину пламени. При таком выполнении можно легко получить зажигалку, обладающую отличными характеристиками горения. Фитиль, применяемый при настоящем изобретении, может быть образован из пучка стеклянных волокон, из материала, получаемого путем формования смеси керамических волокон и небольшого количества связующего вещества в пластинку толщиной около 3-5 мм и сушки ее, или из материала, получаемого путем добавления небольшого количества связующего вещества и воды к керамическим волокнам, экструзией получаемой вязкой жидкости в круглый или прямоугольный стержень с использованием экструдера, сушкой и отверждением стержня. Из такого материала изготавливают фитиль, который может быть использован в зажигалке для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта, находящегося в емкости для горючего, вверх от одного конца фитиля к его другому концу и для сгорания горючего спирта на другом конце фитиля. Площадь поверхности обнаженного зажигаемого конца фитиля определяется так, чтобы длина пламени непосредственно после зажигания была короче заданной величины, увеличивалась до заданной величины в течение заданного периода времени после зажигания и в равновесном состоянии поддерживалась равной предельной длине пламени, не превышающей заданную длину пламени. Указанный один конец (впитывающий конец) и указанный другой конец (зажигаемый конец) фитиля могут быть как из одного и того же материала, так и из разных материалов. В качестве горючего спирта может применяться, например, смесь одновалентного низшего спирта, как например, этилового спирта, метилового спирта, пропилового спирта и т.п. с насыщенным углеводородом, как например, гексаном, гептаном и т.п. для окрашивания пламени. На фиг. 1 - схематическое изображение в разрезе зажигалки для зажигания сигарет согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, на фиг. 2 - схематическое изображение в разрезе зажигалки для зажигания сигарет согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, на фиг. 3 - вид в разрезе основного образца зажигалки, используемого в эксперименте, на фиг. 4 - график, показывающий зависимость между площадью поверхности обнаженной части фитиля и начальной длиной пламени для фитилей из стеклянных волокон, на фиг. 5 - график, показывающий зависимость между площадью поверхности обнаженной части фитиля и временем, необходимым для достижения пламенем длины 25 мм, для фитилей из стеклянных волокон, на фиг. 6 - график, показывающий зависимость между площадью поверхности обнаженной части фитиля и предельной длиной пламени для фитилей из стеклянных волокон, на фиг. 7 - график, показывающий зависимость между площадью поверхности обнаженной части фитиля и начальной длиной пламени для фитилей из керамических волокон, на фиг. 8 - график, показывающий зависимость между площадью поверхности обнаженной части фитиля и временем, необходимым для достижения пламенем длины 25 мм, для фитилей из керамических волокон, на фиг. 9 - график, показывающий зависимость между площадью поверхности обнаженной части фитиля и предельной длиной пламени для фитилей из керамических волокон, на фиг.10 - 19 - виды, показывающие оптимальный диапазон зависимости между площадью поверхности обнаженной части фитиля и различными размерами фитиля, в котором может быть достигнут хороший режим горения, для различных материалов фитиля и его формы поперечного сечения в случае, когда фитиль используется в зажигалке для зажигания сигарет. Ниже описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Первый вариант
На фиг.1 в разрезе показана одноразовая зажигалка сигарет согласно первому варианту осуществления изобретения. Зажигалка 1 содержит емкость для горючего 2 в виде трубчатого элемента, закрытого с одного конца. Внутреннее пространство емкости 2 заполнено волокнами (наполнителем) 3. Верхняя крышка 4 неподвижно установлена на верхнем конце емкости для горючего 2. Таким образом, образуется часть 5 для хранения горючего, которая содержит горючую жидкость и не может повторно заполняться ею. Например, емкость для горючего 2 выполнена из полипропилена и имеет внутренний объем 5 см 3 . Волокна 3 представляют собой полипропиленовые волокна толщиной в 6 денье, спрессованные в емкости для горючего 2 до плотности 0,1 г/см 3 . Волокна 3 пропитаны 4 г горючей жидкости, которая является смесью из 95 вес.% этилового спирта и 5 вес.% н-гексана. Фитиль 6, удерживаемый держателем 7 (опорная часть), через верхнюю крышку 4 вертикально пропущен в емкость для горючего 2. Фитиль 6 содержит зажигаемую часть 61 и впитывающую часть 62, которые выполнены из разных материалов и соединены друг с другом с помощью держателя фитиля 7 так, что нижний конец зажигаемой части 61 соприкасается с верхним концом впитывающей части 62. Держатель фитиля 7 выполнен в виде цилиндрического металлического элемента. Нижний конец впитывающей части 62 фитиля 6 соприкасается с волокнами 3 в емкости для горючего 2 и посредством капиллярного действия втягивает вверх горючую жидкость, пропитывающую волокна 3. При зажигании части зажигаемой части 61, обнаженной над держателем фитиля 7, горючая жидкость горит с пламенем. Зажигаемая часть 61 фитиля 6 образована собиранием в пучок стеклянных волокон наподобие стержня. Например, каждое из стеклянных волокон имеет толщину 6 мкм. Стеклянные волокна собраны в стержень толщиной 4 мм, длиной 10 мм и плотностью 150 мг/см 3 . Зажигаемая часть 61 выступает вверх на 5 мм от верхнего конца держателя фитиля 7. Обнаженная часть зажигаемой части 61 фитиля 6, выступающая вверх от держателя 1, имеет площадь поперечного сечения 12,6 мм 2 и площадь поверхности 75,4 мм 2 . Впитывающая часть 62 фитиля 6 образована собиранием в пучок и склеиванием полиакрилонитрильных волокон и выполнена подобно стержню, имеющему расширенную головку 62а. Для образования фитиля 6 вставляют расширенную головку 62а в держатель фитиля 7 в соприкосновение с нижним концом зажигаемой части 61, уплотняют нижний конец держателя в этом состоянии и соединяют зажигаемую часть 61 и впитывающую часть 62 с получением цельного фитиля 6. Впитывающая часть 62, например, имеет расширенную головку 62а с наружным диаметром 3,4 мм и длиной 3 мм и стержень с наружным диаметром 3,0 мм и длиной 37 мм. Толщина полиакрилонитрильных волокон, образующих впитывающую часть, составляет 3 денье, а пористость впитывающей части 62-60%. Держатель фитиля 7 с винтовой резьбой на своей наружной поверхности ввинчен в снабженное резьбой отверстие в верхней крышке 4 при использовании уплотнительного кольца 8, посаженного на нижнюю поверхность снабженного резьбой отверстия. На верхней крышке 4 напротив верхнего конца зажигаемой части 61 фитиля 6 установлен механизм зажигания 10. Этот механизм зажигания 10 состоит из держателя 11, прикрепленного к верхней крышке 4, кремня 12, который помещен в держатель 11 с возможностью перемещения вверх и вниз, и колесика с насечкой 13, установленного наверху держателя 11. Кремень 12 под действием пружины 14 прижат к колесику с насечкой 13, при вращении которого направляются искры к фитилю 6. На верхнем конце емкости для горючего 2 над верхней крышкой 4 на оси 17 шарнирно установлен колпачок 16, предназначенный для закрывания зажигаемой части 61 фитиля 6 и открытой части держателя фитиля 7 и способный поворачиваться вокруг оси 17 между положением открывания и положением закрывания, в котором он закрывает зажигаемую часть 61 фитиля и открытую часть держателя фитиля 7 для предотвращения испарения горючей жидкости. Колпачок 16 снабжен внутренним колпачком 16а, который плотно садится на держатель фитиля 7 и герметично охватывает фитиль 6. На держатель фитиля 7 надето уплотнительное кольцо 19, которое соприкасается с внутренней поверхностью внутреннего колпачка 16а для более плотного охватывания им фитиля 6. На верхней поверхности верхней крышки 4 расположена лицевая пластина 18. Через верхнюю крышку 4 вдоль внутренней поверхности держателя 7 проходит вентиляционное отверстие 20, сообщающее внутреннее пространство емкости для горючего 2 с атмосферой. Вентиляционное отверстие 20 открывается в атмосферу, находясь внутри пространства, ограниченного внутренним колпачком 16. Диаметр вентиляционного отверстия 20 по существу составляет 1,0 мм. В зажигалке 1 согласно этому варианту осуществления изобретения зажигали зажигаемую часть 61 фитиля 6 и поддерживали горение в течение 2 минут. Непосредственно после зажигания длина пламени равнялась 28 мм. Она постепенно увеличивалась до 45 мм в течение около 30 с после зажигания и в дальнейшем сохранялась равной 45 мм. Таким образом, зажигалка 1 согласно этому варианту осуществления, как оказалось, могла обеспечивать оптимальный режим горения. Второй вариант
На фиг. 2 показана зажигалка для сигарет 1 согласно второму варианту осуществления изобретения, которая отличается от зажигалки в первом варианте лишь структурой фитиля 6, как это можно видеть на фиг.2. Во втором варианте осуществления изобретения фитиль 6 снабжен зажигаемой частью 63, образованной из керамических волокон вместо стеклянных волокон. Зажигаемая часть 63 образована добавлением небольшого количества органического связующего вещества к керамическим волокнам, которые изготовлены из керамических материалов, содержащих глинозем и кремнезем в качестве главных компонентов, и которые имеют диаметр 2,8 мкм, формованием смеси керамических волокон и связующего вещества в пластинку толщиной около 3 мм и разрезанием пластинки на куски шириной 4 мм и длиной 10 мм. Объемная плотность волокон в этой зажигаемой части 63 составляет 200 мг/см 3 . От верхнего конца держателя фитиля 7 зажигаемая часть 63 выступает вверх на 5 мм. Обнаженная часть зажигаемой части 63 фитиля 6, выступающая вверх от держателя 7, имеет площадь поперечного сечения 12,6 мм 2 и площадь поверхности 82 мм 2 . Кроме зажигаемой части фитиля 6, другие элементы аналогичны элементам в первом варианте осуществления изобретения, и элементы, аналогичные элементам на фиг.1, обозначены одинаковыми позициями и не будут описываться. В зажигалке 1 согласно этому варианту осуществления изобретения зажигали зажигаемую часть 63 фитиля 6 и поддерживали горение в течение 2 минут. Непосредственно после зажигания длина пламени была 30 мм. Она постепенно увеличилась до 50 мм в течение около 30 с после зажигания и в дальнейшем сохранялась равной 45 мм. Таким образом, зажигалка согласно этому варианту осуществления изобретения, как оказалось, могла обеспечивать оптимальный режим горения. Зажигалки согласно настоящему изобретению, включая и зажигалки согласно первому и второму вариантам его осуществления, в основном, содержат емкость для помещения горючего спирта, главным компонентом которого является спирт, фитиль для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта, находящегося в емкости, вверх от одного конца, вставленного в емкость, к другому концу и для сгорания горючего спирта на этом другом конце и опору (держатель фитиля), которая удерживает фитиль за его другой конец, выступающий от опоры, и отличается тем, что наружный диаметр зажигаемого конца (указанного другого конца) фитиля составляет от 2 до 5 мм, длина, на которую зажигаемый конец фитиля выступает от опоры, - от 3,0 до 7,0 мм и площадь поверхности зажигаемого конца фитиля, выступающего от опоры, от 30 до 170 мм 2 /30-100 мм 2 в случае зажигалки для зажигания сигарет/, когда фитиль выполнен из стеклянных волокон, и от 40 до 170 мм 2 /40-100 мм 2 в случае зажигалки для сигарет/, когда фитиль выполнен из керамических волокон. Эти пределы установлены с целью удовлетворения требований о том, что длина пламени составляла, по меньшей мере, около 20 мм непосредственно после зажигания, увеличивалась до около 25 мм в течение 5-10 с после зажигания и сохранялась на уровне предельной длины пламени не больше чем 65 мм. Эти величины определяли при различных экспериментах с использованием образца, показанного на фиг.3. Как показано на фиг.3, сосуд 35, используемый в качестве емкости для горючего, заполнен наполнителем 34, который пропитан горючим спиртом. В сосуд 35 в соприкосновение с наполнителем 34 вставлена впитывающая часть 32 фитиля 30. На верхнюю часть сосуда 35 навинчена верхняя крышка 36. В центре верхней крышки 36 установлен зажим 38, который удерживает верхний конец впитывающей части 32. На зажиме 38 надета деталь для удерживания фитиля, которая используется в качестве держателя фитиля и удерживает зажигаемую часть 31 фитиля 30, так чтобы нижний конец зажигаемой части 31 был соединен с верхним концом впитывающей части 12 фитиля. В первом варианте осуществления изобретения зажигаемая часть 31 фитиля 30 выполнена из стеклянных волокон, а во втором варианте - из керамических волокон. Диаметр волокон и пористость зажигаемой части 31 выбирают соответствующим образом так, чтобы горючая жидкость могла поставляться по впитывающей части 32 из полиакрилонитрильных волокон в большем количестве, чем то, которое расходуется при сгорании на зажигаемой части фитиля. Хотя использовали стекловолокнистые фитили, которые были выполнены из стеклянных волокон толщиной 6 мкм при объемной плотности 150 мг/см 3 , возможно применение стекловолокнистых фитилей с несколько другими размерами при условии, что горючая жидкость может поставляться к поверхности фитиля в большем количестве, чем то, которое расходуется при сгорании на зажигаемой части фитиля. Аналогично этому, хотя и использовали керамиковолокнистые фитили, которые были выполнены из керамических волокон толщиной 2,8 мкм при объемной плотности 2000 мг/см 3 , возможно применение керамиковолокнистых фитилей с несколько другими размерами при условии, что горючая жидкость может поставляться к поверхности фитиля в большем количестве, чем то, которое расходуется при сгорании на зажигаемой части фитиля. Кроме того, хотя эксперименты проводили с использованием определенных стеклянных и керамических волокон, результаты этих экспериментов могут быть применены к другим материалам при условии, что они эквивалентны применявшимся стеклянным и керамическим волокнам в отношении термостойкости и впитывающей и диспергирующей способности. Изготавливали разные по размеру (наружному диаметру и длине) сжигаемые части фитилей, состоящие из стеклянных и керамических волокон, а также держатели фитилей 37 для соответствующих зажигаемых частей. Затем проводили испытание на горение, изменяя длину, на которую зажигаемая часть фитиля выступает от держателя 37, и площадь поверхности обнаженной части фитиля. Результаты показаны на фиг.4-5. Использовали горючую жидкость, применявшуюся в первом варианте осуществления изобретения. На фиг.4-6 показаны зависимости между начальной длиной пламени и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части фитиля и между предельной длиной пламени и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части при наружном диаметре фитиля из стеклянных волокон 1-5 мм и длине выступающей части 1, 3, 5, 7 и 9 мм. На фиг.7-9 показаны зависимости между начальной длиной пламени и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части, между временем, в течение которого длина пламени увеличивается до 25 мм, и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части и между предельной длиной пламени и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части при толщине фитиля из керамических волокон 3 мм, его ширине 1-5 мм и длине выступающей части 1, 3, 5, 7 и 9 мм. Площадь поверхности фитилей выражена величинами, полученными вычислением площадей боковой и торцевой поверхностей на основании размеров обнаженной части фитилей без учета микроскопических неровностей поверхности. На фиг. 4, где показана зависимость между площадью поверхности фитиля и начальной длиной пламени для фитилей из стеклянных волокон, можно видеть, что площадь поверхности зажигаемой части должна быть не меньше чем 30 мм 2 , для того чтобы получить начальную длину пламени не короче чем 20 мм. Начальная длина пламени составляет около 35 мм и около 40 мм при площади поверхности соответственно 100 мм 2 и 170 мм 2 . Эти значения начальной длины пламени подходят для зажигалки. Как можно видеть на фиг.5, на которой показана зависимость между временем, которое требуется для увеличения длины пламени до 25 мм, и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части для фитилей из стеклянных волокон, площадь поверхности зажигаемой части должна быть не меньше чем 30 мм 2 , для того чтобы время, которое требуется для увеличения длины пламени до 25 мм, поддерживалось равным не более чем около 10 с. Как можно видеть на фиг.6, на которой показана зависимость между предельной длиной пламени и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части для фитилей из стеклянных волокон, предельная длина пламени составляет 65 мм, когда площадь поверхности равна 170 мм 2 , при этом площадь поверхности может быть не больше чем 170 мм 2 , для того чтобы предельная длина пламени поддерживалась равной не больше чем 60-70 мм. Когда зажигалка выполнена в виде зажигалки для сигарет, у которой предельная длина пламени должна быть не больше чем 50-60 мм, площадь поверхности должна быть не больше чем 100 мм 2 . Кроме того, как можно видеть на фиг.7, на которой показана зависимость между площадью поверхности фитиля и начальной длиной пламени для фитилей из керамических волокон, площадь поверхности зажигаемой части должна быть не меньше чем 40 мм 2 , для того чтобы получить начальную длину пламени не короче чем 20 мм. При площади поверхности 170 мм 2 начальная длина пламени составляет около 45 мм, что считается верхним допустимым пределом для начальной длины пламени в зажигалке. При площади поверхности 100 мм 2 начальная длина пламени составляет около 35 мм, что считается верхним допустимым пределом для начальной длины пламени в зажигалке для сигарет. Как можно видеть на фиг.8, на которой показана зависимость между временем, которое требуется для увеличения длины пламени до 25 мм, и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части для фитилей из керамических волокон, площадь поверхности зажигаемой части должна быть не меньше чем 40 мм 2 , для того чтобы время, которое требуется для увеличения длины пламени до 25 мм, поддерживалось равным не более чем около 10 с. Как можно видеть на фиг.9, на которой показана зависимость между предельной длиной пламени и площадью поверхности обнаженной части зажигаемой части для фитилей из керамических волокон, предельная длина пламени составляет 65 мм, когда площадь поверхности равна 170 мм 2 , при этом площадь поверхности может быть не больше чем 170 мм 2 , для того чтобы предельная длина пламени поддерживалась равной не больше чем 60-70 мм. Когда зажигалка выполнена в виде зажигалки для зажигания сигарет, у которой предельная длина пламени должна быть не больше чем 50-60 мм, площадь поверхности должна быть не больше чем 100 мм 2 . Как можно понять из вышеизложенных результатов экспериментов, ограничивая в вышеописанных пределах площадь поверхности и форму зажигаемой части фитиля, можно сделать оптимальной конструкцию зажигаемой части спиртовой зажигалки с целью достижения хорошего режима горения, благодаря чему облегчается конструирование зажигаемой части зажигалки. На фиг. 10-19 показаны оптимальные интервалы площади поверхности фитиля зажигалок для зажигания сигарет по отношению к наружным размерам фитиля в случаях, когда фитиль выполнен из пучка стеклянных волокон, имеющего круглое поперечное сечение, из керамических волокон в виде стержня с круглым поперечным сечением и из керамических волокон в виде стержня с прямоугольным поперечным сечением. Оптимальные интервалы определены с учетом ряда размеров, механической прочности и механической применимости фитиля к зажигалке для сигарет в дополнение к размерам фитиля, которые определяют характеристики зажигалки на основании результатов вышеуказанных экспериментов. На практике необходимо с учетом формы зажигалки и т.п. определять пространство для установки фитиля и размер, на который фитиль выступает от опоры, при этом общая форма фитиля может быть определена в соответствии с площадью поверхности, необходимой для достижения желаемых характеристик горения. Таким образом, можно легко и эффективно определять общую форму и размеры фитиля.
Формула изобретения
1. Конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки, содержащая емкость для горючего спирта, фитиль, выполненный из стеклянных волокон, для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части, отличающаяся тем, что площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля, на которой сгорает горючий спирт, составляет 30-170 мм 2 . 2. Конструкция зажигаемой части по п. 1, отличающаяся тем, что зажигалка выполнена в виде зажигалки для сигарет, а площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля составляет 30-100 мм 2 . 3. Конструкция зажигаемой части по п. 1, отличающаяся тем, что зажигалка выполнена в виде зажигалки для сигарет, а площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля составляет 40-100 мм 2 . 4. Конструкция зажигаемой части по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что окружность зажигаемой части фитиля составляет от 6 до 20 мм. 5. Конструкция зажигаемой части по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что наружный диаметр зажигаемой части фитиля составляет от 2 до 5 мм. 6. Конструкция зажигаемой части по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что длина, на которую зажигаемая часть фитиля выступает от держателя, составляет от 3,0 до 7,0 мм. 7. Конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки, содержащая емкость для горючего спирта, фитиль, выполненный из керамических волокон, для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части, отличающаяся тем, что площадь поверхности обнаженной зажигаемой части фитиля, на которой сгорает горючий спирт, составляет 40-170 мм 2 . 8. Конструкция зажигаемой части по п. 7, отличающаяся тем, что окружность зажигаемой части фитиля составляет от 6 до 20 мм. 9. Конструкция зажигаемой части по п. 7, отличающаяся тем, что наружный диаметр зажигаемой части фитиля составляет от 2 до 5 мм. 10. Конструкция зажигаемой части по п. 7, отличающаяся тем, что длина, на которую зажигаемая часть фитиля выступает от держателя, составляет от 3,0 до 7,0 мм. 11. Конструкция зажигаемой части спиртовой зажигалки, содержащая емкость для горючего спирта, фитиль для втягивания посредством капиллярного действия горючего спирта вверх от впитывающей части фитиля к зажигаемой его части и для сгорания горючего спирта на зажигаемой части, отличающаяся тем, что зажигаемая часть фитиля, на которой сгорает горючий спирт, обнажена на площади поверхности, которая определена таким образом, чтобы длина пламени непосредственно после зажигания не была короче заданной величины, увеличивалась до заданной величины в течение заданного периода времени после зажигания и в равновесном состоянии поддерживалась равной предельной длине пламени, не превышающей заданную длину пламени.
Изобретение относится к зажигалке, а именно к зажигаемой части на конце фитиля зажигалки
Зажигалка - это устройство для получения огня для использования в различных бытовых нужд. Зажигалки могут быть газовыми или бензиновыми и имеют свои особенности и предназначения. Чаще всего в зажигалках используется две системы поджига - это кремнёвый и пьезоэлектрический.
Бензиновые зажигалки. Зажигалки этого вида практически одинаковы по устройству. Устройство бензиновой зажигалки состоит: ёмкость для бензина, фитиль, зубчатое колёсико, кремний. В бензиновые зажигалках механизм поджигания действует благодаря трению колесика с зубцами о кремень. Ёмкость бензиновой зажигалки заполнена специальной ватой, которая при заправке зажигалки полностью пропитывается бензином. Работают такие зажигалки на специальном, очищенном бензине. Долговечность и высокая надежность, являются плюсом бензиновых зажигалок. Такие зажигалки при правильном использовании прослужат долго и никогда не подведут. Конечно, бензиновые зажигалки являются довольно дорогими. Есть и ещё ряд минусов, так как не многим нравится запах бензина, который обязательно будет сопровождать каждое прикуривание. А уж если вы раскуриваете сигару или трубку, то бензиновая зажигалка не подойдёт вообще, так как табак в сигаре и трубке перенимает другие запахи и перебивается ими. К тому же бензиновая зажигалка нуждается в довольно частой дозаправке. Бензин к таким зажигалкам тоже довольно дорогой. А, не имея большого опыта, Вы можете залить бензином кремень, и зажигалка на некоторое время выйдет из строя.Такие зажигалку заправляют только специальным и очищенным бензином. Такие зажигалки обычно надёжны и долговечны, но далеко не всех устраивает запах бензина и то, что бензин быстро испаряется.
Газовые зажигалки. Газовые зажигалки работаю на газе. В газовых зажигалках в качестве горючего используется сжиженный пропан (C3H8) или сжиженный бутан (C4H10), который после прохождения через редуктор испаряется, образуя легко воспламеняющуюся смесь газа и воздуха. Существует 3 вида газовых зажигалок с различными системами поджигания: кремнёвая, пьезо, и электронная система зажигания. Кремниевые зажигалки по устройству схожи с бензиновыми, только вместо ёмкости для бензина у них баллончик с газом. В пьезо зажигалках для поджига газа используется пьезоэлемент. При срабатывании пьезоэлемента образуется искра, которая воспламеняет газ поступающий из емкости зажигалки. Пьезоэлемент практически ни когда не выходит из строя. Принцип работы зажигалок с электронной схемой воспламенения похож на принцип работы пьезо зажигалок, только в них установлена специальная батарейка.
Газовые зажигалки по конструкции делятся на кремневые и пьезовые зажигалки.
В кремневых зажигалках, выполненных из пластика, газ поступает при нажатии рычажка под колесиком, а в металлических – при открытии крышки.
Пьезовые зажигалки, в свою очередь, подразделяют на обычные и турбо. В обычных пьезовых зажигалках огонь зажигается с помощью электрического заряда. Отличие от обычных в том, что газ в них подается под давлением - и огонь не гаснет от ветра.
Чаще всего в зажигалках находится сжиженный бутан высокой очистки, смесь сжиженного бутана и пропана, что на порядок дешевле, или изобутан.
Чистый пропан использовался только в зажигалках старого образца. От него отказались, так как этот газ взрывоопасен. Температура кипения пропана наступает при -20 градусах по Цельсию, что может привести к взрыву. Температура кипения бутана составляет +10. Бутановые зажигалки могут только при воздействии прямых солнечных лучей.
Следует заметить, что зажигалки, выпущенные на просторах СНГ, рассчитаны на смесь пропана и бутана. Они могут работать даже на смеси невысокой очистки. Импортные зажигалки могут работать только на бутане или изобутане тройной очистки. В основном это дорогие и популярные модели зажигалок, которые некачественный газ может просто испортить. Некоторые фирменные зажигалки работают только на сжиженном изобутане.
Смесь пропан-бутан имеет большее давление, чем чистый бутан и меньшую степень очистки. Такая смесь не подходит и для пьезовых зажигалок.
Еще недавно зажигалки выпускались в дешевых одноразовых вариантах. Сейчас такие виды зажигалок большая редкость. В основном производятся многоразовые зажигалки кремниевого или пьезового типа.
Чем заправлять зажигалку?
Повторная заправка зажигалки актуальна только в том случае, если это дорогая модель. Стоимость газового баллончика гораздо выше стоимости обычной многоразовой зажигалки.
Чтобы зажигалку необходимо приобрести баллончик сжиженного бутана или изобутана тройной очистки.
Как правильно заправлять зажигалку?
1. Перевернуть зажигалку клапаном заправки вверх. У большинства моделей он находится снизу.
2. Вставить шток баллончика в клапан, надавить и удерживать в течение 10 секунд. При этом баллончик должен находиться штоком вниз. При правильной заправке газ не должен выходить.
3. После заправки необходимо подождать несколько секунд.
4. Чтобы избавиться от лишнего воздуха, нужно выставить клапан уровня горения на минимум. Этот клапан у большинства зажигалок находится рядом с клапаном заправки. При этом зажигалка может не загореться, так как сначала будет выходить скопившийся в ней воздух.
5. Отрегулировать уровень горения. На этом этапе возможно большое пламя, которое выжжет скопившуюся грязь.
Баллончика газа обычно хватает до 30 заправок, но это зависит от объема самого баллончика и объема зажигалки.