Зажигалки: История, устройство и типы

Введение

Ручное устройство, используемое для получения пламени.

Зажигалка – это портативное устройство, создающее контролируемое пламя и предназначенное для поджигания различных воспламеняющихся материалов, таких как сигареты, бутановый газ, фейерверки, свечи или костры. Обычно зажигалка состоит из металлического или пластикового корпуса, заполненного горючей жидкостью, сжатым горючим газом и, реже, горючим твердым веществом – например, веревкой в траншейной зажигалке, – устройства для воспламенения и средства для тушения пламени или регулирования его интенсивности, позволяющего пользователю погасить его дыханием. В качестве альтернативы, зажигалка может использовать электричество для создания электрической дуги, в которой плазма служит источником воспламенения, или нагревательный элемент, нагревающий материал до температуры воспламенения. Этот принцип впервые был официально применен Фридрихом Вильгельмом Шиндлером для зажигания сигар, а сейчас чаще встречается в автомобильных прикуривателях для поджигания различных материалов. Различные виды топлива для зажигалок обладают разными характеристиками, что является определяющим фактором при создании и выборе различных типов зажигалок.

История

Первые зажигалки были переделанными пистолетами с кремневым замком, использующими порох. В 1662 году турецкий путешественник Евлия Челеби посетил Вену в составе османской дипломатической миссии и восхитился зажигалками, которые там изготавливали: «В небольшом ящике заключены трут, сталь, сера и смолистое дерево. При ударе, подобно колесу огнестрельного оружия, дерево воспламеняется. Это полезно для солдат в походах». Одна из первых зажигалок была изобретена немецким химиком Иоганном Вольфгангом Дёберейнером в 1823 году и часто называлась лампой Дёберейнера. Эта зажигалка работала за счет пропускания горючего водорода, производимого внутри зажигалки химической реакцией, через платиновый металлический катализатор, который, в свою очередь, воспламенял газ и выделял большое количество тепла и света. Разработка ферроцерия (часто ошибочно принимаемого за кремень) Карлом Ауэром фон Вельсбахом в 1903 году сделала возможным создание современных зажигалок. При высечении он производит большую искру, которая отвечает за воспламенение топлива многих зажигалок, и достаточно дешев для использования в одноразовых изделиях. Используя ферроцерий Карла Ауэра фон Вельсбаха, такие компании, как Ronson, смогли разработать практичные и удобные в использовании зажигалки. В 1910 году Ronson выпустила первую Pist O Liter, а в 1913 году компания разработала свою первую зажигалку, названную "Wonderlite", выполненную в стиле вечной спички. Во время Первой мировой войны солдаты начали изготавливать зажигалки из пустых гильз. В то время один из солдат придумал вставлять колпачок с отверстиями, чтобы сделать зажигалку более ветроустойчивой. Зажигалка Zippo и компания были изобретены и основаны Джорджем Грантом Блейсделлом в 1932 году. Zippo была известна своей надежностью, «пожизненной гарантией» и позиционированием как «ветрозащищенной». Большинство ранних Zippo использовали нафту в качестве топлива. В 1950-х годах предпочтительным топливом стал бутан, поскольку он позволяет контролировать пламя и имеет менее выраженный запах. Это также привело к использованию пьезоэлектрической искры, которая заменила необходимость в кремнёвом колесе в некоторых зажигалках и применялась во многих зажигалках Ronson. К концу XX века большая часть зажигалок в мире производилась во Франции, Соединенных Штатах, Китае и Таиланде.

The first lighters were converted flintlock pistols that used gunpowder. In 1662 the Turkish traveller Evliya Çelebi visited Vienna as a member of an Ottoman diplomatic mission and admired the lighters being manufactured there: "Enclosed in a kind of tiny box are tinder, a steel, sulphur and resinous wood. When struck just like a firearm wheel the wood bursts into flame. This is useful for soldiers on campaign." One of the first lighters was invented by a German chemist named Johann Wolfgang Döbereiner in 1823 and was often called Döbereiner's lamp. This lighter worked by passing flammable hydrogen gas, produced within the lighter by a chemical reaction, over a platinum metal catalyst which in turn caused it to ignite and give off a great amount of heat and light. The development of ferrocerium (often misidentified as flint) by Carl Auer von Welsbach in 1903 has made modern lighters possible. When scratched, it produces a large spark which is responsible for lighting the fuel of many lighters, and is suitably inexpensive for use in disposable items. Using Carl Auer von Welsbach's flint, companies like Ronson were able to develop practical and easy to use lighters. In 1910, Ronson released the first Pist O Liter, and in 1913, the company developed its first lighter, called the "Wonderlite", which was a permanent match style of lighter. During WWI soldiers started to create lighters out of empty cartridge cases. During that time one of the soldiers came up with a means to insert a chimney cap with holes in it to make it more windproof. The Zippo lighter and company were invented and founded by George Grant Blaisdell in 1932. The Zippo was noted for its reliability, "Life Time Warranty" and marketing as "Wind Proof". Most early Zippos used naphtha as a fuel source. In the 1950s, there was a switch in the fuel of choice from naphtha to butane, as butane allows for a controllable flame and has less odour. This also led to the use of piezoelectric spark, which replaced the need for a flint wheel in some lighters and was used in many Ronson lighters. Around the end of the 20th century most of the world's lighters were produced in France, the United States, China, and Thailand.

Операция

Ранние зажигалки в основном работали на "зажигательной жидкости" – нафте, пропитывая ею тканевый фитиль и волокнистый наполнитель для поглощения жидкости и предотвращения ее утечки. Фитиль закрыт кожухом, чтобы предотвратить испарение летучей жидкости; кожух открывается для работы с зажигалкой и гасит пламя при закрытии после использования. Более поздние модели используют сжиженный бутановый газ в качестве топлива, с клапанным отверстием, которое позволяет газу выходить с контролируемой скоростью при использовании зажигалки. В старых зажигалках обычно использовалась искра, возникающая при ударе металла о кремень. Позже было внедрено пьезозажигание: пьезоэлектрический кристалл сжимается при нажатии кнопки, генерируя электрическую искру. В нафтовых зажигалках жидкость достаточно летучая, и воспламеняющиеся пары образуются сразу после открытия кожуха зажигалки. Бутановые зажигалки сочетают ударный механизм с открытием клапана для подачи газа. Искра воспламеняет газ, создавая пламя, которое горит до тех пор, пока кожух не будет закрыт (в нафтовых зажигалках) или клапан не будет отпущен (в бутановых). Пламя обычно окружено металлическим корпусом с воздушными отверстиями, предназначенным для смешивания топлива и воздуха и снижения чувствительности зажигалки к ветру. В бутановых зажигалках струя газа смешивает воздух и газ, используя принцип Бернулли, что требует воздушных отверстий меньшего размера, расположенных дальше от пламени. Специализированные "ветрозащитные" бутановые зажигалки производятся для сложных условий, таких как использование на судах, на большой высоте и во влажном климате. Некоторые модели также могут использоваться для перерезания синтетических веревок. Такие зажигалки часто намного горячее обычных (с "мягким пламенем") и могут гореть при температуре выше. Ветрозащищенность достигается не за счет более высокого давления топлива; ветрозащитные зажигалки используют то же топливо (бутан), что и стандартные, и, следовательно, развивают то же давление паров. Вместо этого, в ветрозащитных зажигалках топливо смешивается с воздухом и эта смесь проходит через каталитическую спираль. Электрическая искра создает первоначальное пламя, а затем спираль нагревается до температуры, достаточной для воспламенения топливно-воздушной смеси при контакте.

Earlier lighters mostly burned "lighter fluid", naphtha, saturating a cloth wick and fibre packing to absorb the fluid and prevent it from leaking. The wick is covered by an enclosed top to prevent the volatile liquid from evaporating, which is opened to operate the lighter, and extinguishes the flame when closed after use. Later lighters use liquefied butane gas as fuel, with a valved orifice that allows gas to escape at a controlled rate when the lighter is used. Older lighters were usually ignited by a spark created by striking metal against a lighter flint. Later piezo ignition was introduced: a piezoelectric crystal is compressed on pressing a button, generating an electric spark. In naphtha lighters, the liquid is sufficiently volatile, and flammable vapour is present as soon as the top of the lighter is opened. Butane lighters combine the striking action with the opening of the valve to release gas. The spark ignites the flammable gas causing a flame to come out of the lighter which continues until either the top is closed (naphtha type), or the valve is released (butane type). A metal enclosure with air holes, designed to allow mixing of fuel and air while making the lighter less sensitive to wind, usually surrounds the flame. The gas jet in butane lighters mixes air and gas by using Bernoulli's principle, requiring air holes in that are much smaller and further from the flame. Specialized "windproof" butane lighters are manufactured for demanding conditions such as shipboard, high altitude, and wet climates. Some dedicated models double as synthetic rope cutters. Such lighters are often far hotter than normal lighters (those that use a "soft flame") and can burn in excess of The windproof capabilities are not achieved from higher pressure fuel; windproof lighters use the same fuel (butane) as standard lighters, and therefore develop the same vapour pressure. Instead, windproof lighters mix the fuel with air and pass the butane–air mixture through a catalytic coil. An electric spark starts the initial flame, and soon the coil is hot enough to cause the fuel–air mixture to burn on contact.

Реактивная зажигалка

В отличие от зажигалок, работающих на нефти или стандартном бутане (будь то перезаправляемые или одноразовые), которые сгорают не полностью и поэтому создают копотящий, оранжевый "защитный" огонь, турбозажигалки производят синее пламя, которое в некоторых случаях почти невидимо и неизменно горит при значительно более высокой температуре. Искра в таких зажигалках почти всегда возникает благодаря электрической дуге (как показано ниже), однако некоторые турбозажигалки горят с неполным сгоранием. К недостаткам турбозажигалок относятся характерный "ревущий" звук при работе, а также повышенный расход топлива.

Электрическая дуговая зажигалка

В арковых зажигалках искра создает плазменный канал между электродами, который затем поддерживается пониженным напряжением. Далее эта дуга применяется к воспламеняемому веществу для воспламенения.

Автомобильная зажигалка

Некоторые транспортные средства оснащены электрической зажигалкой, расположенной на приборной панели или в углублении между передними сиденьями. Её электрический нагревательный элемент нагревается за несколько секунд после включения.

Зажигалка

Не следует путать с понятием "спички", как, например, спичечные головки или "вечная спичка" (см. ниже), этот тип зажигалки состоит из куска медленного фитиля, помещенного в держатель, с механизмом для поджига и тушения фитиля. Хотя тлеющего фитиля обычно недостаточно для самостоятельного разведения огня без дополнительного растопки, его вполне хватает, чтобы зажечь сигарету. Главное преимущество этой конструкции проявляется в ветреную погоду, когда ветер раздувает тление фитиля, а не гасит его.

Постоянная совпадение

Типичной формой зажигалки является постоянная спичка или вечная спичка, состоящая из металлической оболочки, заполненной нефтяным топливом, и отдельного резьбового металлического стержня, выполняющего роль кресала и фитиля. Эта "металлическая спичка" хранится вкрученной в топливный отсек – оболочку. Насыщенный топливом стержень откручивается для извлечения и счищается о кремень на боковой стороне корпуса, чтобы создать искру. Его скрытый фитиль загорается, напоминая обычную спичку. Пламя гасится выдуванием, после чего "спичка" вкручивается обратно в оболочку, где она поглощает топливо для следующего использования. Преимущество перед другими зажигалками, работающими на нефти, заключается в том, что топливный отсек герметично закрывается резиновым уплотнительным кольцом, что замедляет или предотвращает испарение топлива.

Зажигалка без пламени

Безпламенная зажигалка — безопасная альтернатива традиционным зажигалкам. В безпламенной зажигалке используется закрытый нагревательный элемент, который накаляется, поэтому устройство не создает открытого пламени. Типичными безпламенными нагревательными элементами являются электрически нагреваемая проволока или искусственный уголь. Безпламенные зажигалки предназначены для использования в любых условиях, где запрещено открытое пламя, обычные зажигалки или спички. Безпламенные зажигалки применяются во многих местах, таких как тюрьмы и следственные изоляторы, объекты нефтегазовой промышленности, психиатрические больницы, дома престарелых, аэропорты и ночные клубы/рестораны. Многие рекламируемые как безпламенные зажигалки на самом деле таковыми не являются, а пламя просто невидимо (например, ветрозащитные зажигалки). Если кусок бумаги легко воспламеняется, то, скорее всего, это не настоящая безпламенная зажигалка и она может быть небезопасна в опасных средах, где курение разрешено только в специально отведенных безопасных зонах. Безпламенная зажигалка была изобретена братьями Дугласом и Дэвидом Хаммондами в Великобритании в 1966 году под названием "Ciglow".

Каталитическая зажигалка

Каталитические зажигалки используют метанол или метилированный спирт в качестве топлива и тонкую платиновую проволоку, которая нагревается при наличии горючих паров и производит пламя.

Стандарты ISO

Международный стандарт EN ISO 9994:2002 и европейский стандарт EN 13869:2002 являются двумя основными нормативными документами. Стандарт ISO устанавливает нефункциональные требования к качеству, надежности и безопасности зажигалок, а также соответствующие процедуры испытаний. Например, зажигалка должна воспламеняться только при намеренном действии пользователя, двух или более независимых действиях пользователя, или при приложении усилия, равного или превышающего 15 Ньютонов. Стандарт также определяет другие характеристики безопасности, такие как максимальная высота пламени, устойчивость к высоким температурам, ударам и повреждениям при длительном горении. Однако стандарт не содержит требований к защите от детей. Европейский стандарт EN 13869:2002 устанавливает требования к защите от детей и определяет как "новинки" зажигалки, имитирующие предметы, обычно привлекательные для детей младше 51 месяца, или оснащенные развлекательными звуковыми или анимированными эффектами. Во многих юрисдикциях, включая ЕС, запрещена продажа "новинок" и незащищенных от детей зажигалок. Примеры средств защиты от детей включают использование гладкого или экранированного кремня. Многие люди удаляют эти средства защиты, облегчая тем самым зажигание зажигалки. В 2005 году было выпущено четвертое издание стандарта ISO (ISO9994:2005). Основным изменением по сравнению со стандартом 2004 года стало включение требований к знакам безопасности.