專利名稱：焰色反應(yīng)物載體和制造焰色反應(yīng)件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焰色反應(yīng)物載體，它承載有焰色反應(yīng)物，用于使燃?xì)庥镁呃缦銦煷蚧饳C(jī)、點(diǎn)火器、火炬或類似物的火焰成為彩色，本發(fā)明也涉及制造焰色反應(yīng)件的方法，該焰色反應(yīng)件包括焰色反應(yīng)物承體和承載于其上的焰色反應(yīng)物。
為制出明顯的燃?xì)饣鹧婊蚋纳苹鹧娴耐庥^，已經(jīng)提出利用焰色反應(yīng)使香煙打火機(jī)或類似物的燃?xì)饣鹧孀兂刹噬?。例如在日本專利公開文獻(xiàn)No.7(1995)-72615中公開的，焰色反應(yīng)物通過由線圈狀熱阻絲材料形成的載體而被固定在燃?xì)饣鹧嬷醒嫔磻?yīng)使燃?xì)饣鹧孀兂刹噬?。還有其它的焰色反應(yīng)物載體，己知的一種是由線材形成，它的中間部分繞成環(huán)形，焰色反應(yīng)物固定在環(huán)形部分上。
因?yàn)橛奢d體攜帶的焰色反應(yīng)物隨打火機(jī)或類似物的反復(fù)使用而揮發(fā)或消耗掉，因此基本的要求是由載體所承載的焰色反應(yīng)物的量應(yīng)盡可能大。
然而，隨著載體上所具有的焰色反應(yīng)物的增加，載體的尺寸必須增大，進(jìn)而使焰色反應(yīng)件的總體尺寸增加，隨著焰色反應(yīng)件尺寸的增加，焰色反應(yīng)件對氣流的阻力增加，氣流受到攏動，使火焰形狀不穩(wěn)定，從這一觀點(diǎn)出發(fā)，焰色反應(yīng)件最好盡可能地小。
因此，焰色反應(yīng)件應(yīng)載有必要的焰色反應(yīng)物的量并且尺寸上應(yīng)盡可能的小。然而在常規(guī)的焰色反應(yīng)件中，焰色反應(yīng)物載體由纏繞圓形截面的熱阻絲材料或使其形成的環(huán)狀而形成，為了增加載于其上的焰色反應(yīng)物的量，線圈部分或圓環(huán)的直徑或節(jié)距必須增加，這樣使焰色反應(yīng)件的總體尺寸增加，產(chǎn)生上述問題。
例如，對于香煙打火機(jī)而言，從穩(wěn)定焰色反應(yīng)的彩焰和有利于彩焰的產(chǎn)生的觀點(diǎn)出發(fā)，焰色反應(yīng)件最好橫向懸掛于氣體燃燒器中，該焰色反應(yīng)件包括以線圈狀熱阻絲件形式的焰色反應(yīng)物載體和攜帶于載體上的焰色反應(yīng)物。在焰色反應(yīng)點(diǎn)火器中用的主空氣混合型燃燒器具有內(nèi)徑為6mm的燃燒管，燃?xì)饬鬟^燃燒管的流量通常設(shè)置在約35cc/min。在這種情況下，攜帶有焰色反應(yīng)物的載體部分的外徑不應(yīng)超過的1.3mm，否則火焰形狀不穩(wěn)定。
另外，用于香煙打火機(jī)一千次點(diǎn)火的必要的焰色反應(yīng)物的量約為10mg，考慮留有余量約為15mg。當(dāng)載體線材直徑和線材纏繞節(jié)距的設(shè)定使焰色反應(yīng)件有足夠強(qiáng)度以保證在載體上攜帶這么多的焰色反應(yīng)物時(shí)，焰色反應(yīng)件的外徑就太大了以致影響燃?xì)饣鹧?。另一方面，如果為避免對火焰產(chǎn)生不利影響而將線圈部分直徑減小的話，載體所承載的焰色反應(yīng)物的量就減少，焰色反應(yīng)件的壽命縮短，這樣在點(diǎn)火器的壽期之前就將焰色反應(yīng)物用盡，就不再有彩焰效果。
再者，為了使焰色反應(yīng)件盡可能小而不用擔(dān)心在點(diǎn)火器壽期前就將焰色反應(yīng)物用盡，就必須精確控制在載體上的焰色反應(yīng)物的量，將合適的焰色反應(yīng)物的量均勻地敷設(shè)在載體上。
通常，通過涂敷或浸漬而將粘性溶液狀的焰色反應(yīng)物成分施加到載體上，并通過烘烤使它固定在載體上，然而這種方法很難控制施加到載體上的焰色反應(yīng)物的量，該方法需要一定技巧，并且很難向載體上施加均勻的焰色反應(yīng)物的量。
另外，在向載體施加粘性溶液時(shí)，溶液會污染工作環(huán)境，還有由于液體組分的蒸發(fā)，溶液的粘性會隨時(shí)間變化，這樣會引起施加到載體上的溶液量變化，因此為了使載體上具有均量的焰色反應(yīng)物，必須嚴(yán)格控制溶液的粘度。
基于以上觀察和描述，本發(fā)明的主要目的是提供一種焰色反應(yīng)物載體，它能承載足夠量的焰色反應(yīng)物，同時(shí)又能減少焰色反應(yīng)件的總體尺寸。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造焰色反應(yīng)件的方法，它能容易地在載體上敷設(shè)均量的焰色反應(yīng)物。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種焰色反應(yīng)物載體，它具有線圈狀或環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分，其上承載有焰色反應(yīng)物，其改進(jìn)在于所述的焰色反應(yīng)物保持部分由纏繞扁平截面的熱阻絲材料形成。
可通過將圓形線材原料滾壓成扁平狀再纏繞所得的扁平線材而形成焰色反應(yīng)物保持部分，也可通過纏繞現(xiàn)有的扁平截面條狀材料而形成焰色反應(yīng)物保持部分。
焰色反應(yīng)物保持部分的纏繞可使線材的平直邊與保持部分繞其纏繞的中心線相平行，也可使線材的平直邊與中心線相垂直，或者使線材的平直邊與中心線成一定角度。
焰色反應(yīng)物最好熔結(jié)到焰色反應(yīng)物保持部分上。
當(dāng)保持部分由扁平線材形成時(shí)，對于給定的截面積而言，扁平線材保持部分的表面積大于由圓形線材制成的保持部分的表面積。由于同焰色反應(yīng)物的接觸面積增加，使焰色反應(yīng)物的承載量增加，這樣纏繞節(jié)距可以稍大，焰色反應(yīng)件的總體尺寸可以較小。另外，由于焰色反應(yīng)件在相對小的尺寸下能承載足夠量的焰色反應(yīng)物，所以可長時(shí)間使燃?xì)饣鹧嬗裳嫔磻?yīng)變成彩焰，而同時(shí)保持火焰具有較好形狀。還有由于焰色反應(yīng)物與燃?xì)饣鹧娴慕佑|面積增大，使著色時(shí)間變短。
對于焰色反應(yīng)物保持部分是由纏繞扁平線材形成使線材平直邊平行于中心線的焰色反應(yīng)件而言，與用圓形線材繞成的焰色反應(yīng)物保持部分相比，給定外徑的保持部分的內(nèi)徑更大。因此焰色反應(yīng)件能承載更多的焰色反應(yīng)物。另外，對于焰色反應(yīng)物保持部分是由纏繞扁平線材形成使線材平直邊垂直于中心線或與中心線成某一角度的焰色反應(yīng)件而言，保持部分從外周至內(nèi)周能使焰色反應(yīng)物與其的接觸面積較大，因此即使由于消耗而使焰色反應(yīng)物減少，剩余的反應(yīng)物仍可被保持部分很好的支撐，同時(shí)焰色反應(yīng)物同火焰的接觸面積較大，這樣縮短了著色時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種制造焰色反應(yīng)件的方法，焰色反應(yīng)件包括焰色反應(yīng)件載體和焰色反應(yīng)物，載體具有線圈狀或環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分，該部分由熱阻絲材料形成，焰色反應(yīng)物承載在焰色反應(yīng)物保持部分上，其特征在于該方法包括以下步驟將所述焰色反應(yīng)物的粉末成份模壓成預(yù)定形狀的模壓體，在模壓體固定到焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分旁邊時(shí)，加熱模壓體，將模壓體熔結(jié)在焰色反應(yīng)物保持部分上。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種制造焰色反應(yīng)件的方法，焰色反應(yīng)件包括焰色反應(yīng)物載體和玻璃質(zhì)焰色反應(yīng)物；載體具有線圈狀或環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分，該部分由熱阻絲材料形成，玻璃質(zhì)焰色反應(yīng)物承載于焰色反應(yīng)物支持部分上，其特征在于該方法包括以下步驟將所述焰色反應(yīng)物的玻璃質(zhì)粉末成份熔化；將熔化的玻璃質(zhì)粉末成份模壓成預(yù)定形狀的模壓體，例如管狀，珠狀、棒狀、球狀或類似形狀，在模壓體固定到焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分旁邊時(shí)，加熱模壓體，將模壓體熔結(jié)在焰色反應(yīng)物保持部分上。
在本發(fā)明第二和第三個(gè)方面的方法中，模壓體最好為環(huán)狀或管狀，在保持部分插入該環(huán)式管的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。模壓體也可為隧道形，在該隧道狀物放在保持部分上的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。模壓體還可以是棒狀，在該棒插入保持部分的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。
還可以在模壓體熔結(jié)到保持部分上之前先燒結(jié)模壓體并使其強(qiáng)度增強(qiáng)。
焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分最好由扁平線材形成，就如上面結(jié)合本發(fā)明第一方面的焰色反應(yīng)件所述的那樣。
根據(jù)本發(fā)明第二和第三方面的方法，可以通過干法將焰色反應(yīng)物施加到焰色反應(yīng)物載體的保持部分上，這比傳統(tǒng)的濕法有優(yōu)越性，即與濕法相比，本方法使施加到焰色反應(yīng)物載體上的焰色反應(yīng)物的量更均勻，而且簡化了將焰色反應(yīng)物施加到焰色反應(yīng)物載體上的步驟。因此根據(jù)本發(fā)明的方法，提高了工作效率，改善了工作環(huán)境。也就是說，不必進(jìn)行使用焰色反應(yīng)物成份的粘性溶液這一步驟了，該步驟需要技巧性和大的勞動量，同時(shí)也不必進(jìn)行控制溶液粘度這一步驟了，該步驟中由于液體組分的蒸發(fā)，粘度在變化。另外，通過簡單地將模壓體放在保持部分上或插進(jìn)保持部分中并將其熔結(jié)在保持部分上就可將焰色反應(yīng)物施加到焰色反應(yīng)物載體上，這樣提高了焰色反應(yīng)件的生產(chǎn)率，可使備焰色反應(yīng)件上的焰色反應(yīng)物的量一致，也可使向各焰色反應(yīng)物載體施加焰色反應(yīng)物的工沉一致。因此產(chǎn)品具有更高的可靠性。
另外當(dāng)焰色反應(yīng)物是玻璃質(zhì)的時(shí)候，通過將焰色反應(yīng)物的粉末成份模壓成預(yù)定形狀的模壓體，燒結(jié)模壓體并將模壓體熔結(jié)到焰色反應(yīng)物保持部分上。這些步驟將焰色反應(yīng)物施加到保持部分上，或者通過使焰色反應(yīng)物的玻璃質(zhì)粉末成份熔化，將熔化了的玻璃質(zhì)粉末成份模壓成予定形狀的模壓體，加熱模壓體、使模壓體熔結(jié)到焰色反應(yīng)物保持部分上，這些步驟將焰色反應(yīng)物施加到保持部分上，由于玻璃化過程使模壓體增強(qiáng)，可防止將其置于保持部分上時(shí)，模壓體斷裂或破碎。


圖1是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的焰色反應(yīng)物載體的正視圖。
圖2是焰色反應(yīng)物載體的局部斷面圖。
圖3是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的焰色反應(yīng)物載體的正視圖。
圖4是該焰色反應(yīng)物載體的局部斷面圖。
圖5是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的焰色反應(yīng)物載體的正視圖。
圖6是該焰色反應(yīng)物載體的局部斷面圖。
圖7是焰色反應(yīng)物載體上具有的焰色反應(yīng)物的量與焰色反應(yīng)件壽期之間的關(guān)系曲線。
圖8是裝有焰色反應(yīng)件的香煙打火機(jī)的斷面圖，該焰色反應(yīng)件使用本發(fā)明的焰色反應(yīng)物載體。
圖9是打火機(jī)重要部位的放大斷面圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的焰色反應(yīng)物載體的正視圖。
圖11A到11C闡述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法，制造焰色反應(yīng)件的步驟。
圖12A到12C是圖11A中所顯示的模壓體之變形物的透視圖。
圖13A到13C闡述根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的方法，制造焰色反應(yīng)件的步驟。
圖14A到14F是圖13A中所顯示的模壓體之變形物的透視圖。
在圖1和圖2中，本發(fā)明第一實(shí)施例的焰色反應(yīng)物載體2由熱阻絲材料例如鎳鉻合金絲構(gòu)成，它包括繞圈狀的焰色反應(yīng)物保持部分3A和位于該保持部分3A的相對端處的線狀固定部分4。形成焰色反應(yīng)物保持部分3A的熱阻絲材料為扁平斷面，它以一定直徑、一定間距繞成圈狀并使其長邊與焰色反應(yīng)物保持部分3A的繞圖的中心線S平行(圖2)。形成固定部分4的熱阻絲可以是圓形或扁平斷面。
另外，形成焰色反應(yīng)物保持部分3A的線材的扁平形狀可根據(jù)線材原料的直徑和類似量自由設(shè)計(jì)，較好的扁平度(寬度或長邊尺寸與厚度或短邊尺寸的比)約為2至5。當(dāng)將圓截面的線材原料滾壓成扁平狀時(shí)，滾壓后線材的寬度與線材原料的直徑相比最好為1.5到2.5。
例如，焰色反應(yīng)物保持部分3A可以這樣形成將0.2mm直徑的鎳鉻合金線材滾壓成厚度為0.07mm寬度為0.38mm的扁平線材，并將扁平線材繞中心線S纏繞成外徑為11mm，內(nèi)徑為0.96mm的線圈，使扁平線材的平直表面(長邊)與中心線S平行。
用這種方法制成的焰色反應(yīng)物保持部分3A與用圓形線材原料繞成的具有相同外徑的線圈相比，其內(nèi)徑更大。具體地說，當(dāng)將0.15mm直徑的圓形線材繞成外徑為1.0mm、內(nèi)徑為0.7mm的線圈時(shí)，線圈內(nèi)面積為0.38mm2。相比之下，當(dāng)將0.15mm直徑的圓形線材滾壓成厚度為0.07mm、寬度為0.28mm的扁平線材，再將該線材繞成外徑為1.0mm的線圈時(shí)，線圈的內(nèi)徑是0.86mm，內(nèi)面積是0.58mm2，該線圈的內(nèi)容積是圓形線材纏繞線圈的1.53倍。
焰色反應(yīng)物5由焰色反應(yīng)物載體2的焰色反應(yīng)物保持部分3A固定。例如可以通過將低熔點(diǎn)的玻璃質(zhì)材料熔化到焰色反應(yīng)物保持部分3A上而使焰色反應(yīng)物保持部分3A上具有焰色反應(yīng)物5。對于藍(lán)綠火焰的焰色反應(yīng)物，焰色反應(yīng)物5例如可包含與低熔點(diǎn)玻璃原料混合的CuO、B2O3和Al2O3。具體地說就是將70∶20∶10的CuO、B2O3和Al2O3成份與30％的低熔點(diǎn)玻璃原料混合，然后向混合物中加入粘合劑(涂復(fù)尺寸Washing size)，形成粘性流體狀的涂敷溶液。將涂敷溶液涂抹至焰色反應(yīng)物載體2的焰色反應(yīng)物保持部分3A上，在900℃下烘烤10分鐘，這樣就有17mg的焰色反應(yīng)物5熔結(jié)在載體2上，由此制得焰色反應(yīng)件1。
當(dāng)將這樣獲得的焰色反應(yīng)件1裝到圖8和9所示的香煙打火機(jī)10的燃燒器18(燃?xì)鈿に贋?5cc/min)中時(shí)，就制成了一個(gè)可以點(diǎn)火一千次以上的、火焰為綠色的綠焰點(diǎn)火器。
當(dāng)用焰色反應(yīng)物產(chǎn)生紅色火焰時(shí)，焰色反應(yīng)物5可包括與30％的低熔點(diǎn)玻璃原料相混合的組分比為40∶50∶10的Li2CO3、SiO2和Al2O3。當(dāng)用焰色反應(yīng)物產(chǎn)生桔黃色火焰時(shí)，焰色反應(yīng)物5可包括與30％的低熔點(diǎn)玻璃原料相混合的組分比為67∶33的Na2O3和SiO2?？捎蒙鲜龇椒▽⑦@些焰色反應(yīng)物涂抹到焰色反應(yīng)物載體2的焰色反應(yīng)物保持部分3A上并將其熔結(jié)在載體2上。
圖3和4顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的焰色反應(yīng)物載體2。正如在第一個(gè)實(shí)施例中所述的，在該實(shí)施例中的焰色反應(yīng)物載體2由熱阻絲材料制成，它包括繞圈狀的焰色反應(yīng)物保持部分3B和位于該保持部分3A的相對端處的線狀固定部分4。形成焰色反應(yīng)物保持部分3B的熱阻絲材料為扁平斷面，它以一定直徑，一定間距繞成線圈，并使其截面長邊與中心線S垂直。
例如，焰色反應(yīng)物保持部分3B這樣形成將0.2mm直徑的鎳鉻合金線材滾壓成厚度為0.07mm，寬度為0.38mm的扁平線材，并將扁平線材繞中心線S纏繞成外徑為1.1mm、內(nèi)徑為0.34mm、節(jié)距為0.85mm的線圈，使扁平線材的平直表面(長邊)與中心線S垂直。
用與上述相同的辦法將焰色反應(yīng)物成份的粘性溶液涂抹到焰色反應(yīng)物載體2的焰色反應(yīng)物保持部分2B上并熔結(jié)于其上，這樣就有約19mg的焰色反應(yīng)物5熔結(jié)在載體2上，由此制得焰色反應(yīng)件1。
當(dāng)將這樣制得的焰色反應(yīng)件1裝入打火機(jī)10的燃燒器18中時(shí)，就制成了一個(gè)可以點(diǎn)火一千次以上的、在小于兩秒鐘內(nèi)使火焰變成彩色的點(diǎn)火器。
用這種方法制得的焰色反應(yīng)物保持部分3B與用圓形線材原料繞成的具有相同外徑的線圈相比盡管內(nèi)徑小一些，但可熔結(jié)焰色反應(yīng)物5的面積較大。具體地說，直徑為0.15mm的圓形線材周長是0.47mm，而將直徑是0.15mm的圓形線材滾壓成厚度為0.07mm、寬度為0.28mm的扁平線材的周長是0.64mm，是圓形線材的1.36倍。當(dāng)將圓形線材和扁平線材繞成外徑為1.0mm的線圈時(shí)，扁平線材繞圈的內(nèi)徑是0.44mm，小于圓形線材繞圈的內(nèi)徑。但扁平線材繞圈的表面積大于圓形線材的表面積，因此能承載更多的焰色反應(yīng)物。另外，在扁平線材的焰色反應(yīng)物支持部分3B中，焰色反應(yīng)物接觸與火焰直接觸表面積增大了，這對呈現(xiàn)色彩有好處。
圖5和6顯示根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的焰色反應(yīng)物載體2。正如在第一和第二實(shí)施例中所述的，該實(shí)施例中的焰色反應(yīng)物載體2由熱阻絲材料制成，它包括繞圈狀的焰色反應(yīng)物保持部分3C和位于該保持部分3C的相對端處的線狀固定部分4。形成焰色反應(yīng)物保持部分3C的熱阻絲材料為扁平斷面。它以一定直徑，一定節(jié)距繞成線圈，并使其截面長邊與中心線S成某一角度。
例如，焰色反應(yīng)物保持部分3C這樣形成將0.2mm直徑的鎳鉻合金線材滾壓成厚度為0.07mm寬度為0.3gmm的扁平線材，并將扁平線材繞中心線S纏繞成外徑為0.9mm內(nèi)徑為0.36mm，節(jié)距為0.85mm的線圈，使扁平線材的平直表面(長邊)與中心線S成45°角。
用與上述相同的辦法將含有焰色反應(yīng)物成份的涂敷溶液涂抹到焰色反應(yīng)物載體2的焰色反應(yīng)物保持部分2e上并熔結(jié)于其上，這樣就有15mg的焰色反應(yīng)物5熔結(jié)在載體2上，由此制得焰色反應(yīng)件1。當(dāng)將這樣制得的焰色反應(yīng)件1裝入打火機(jī)10的燃燒器18中時(shí)，就制成了一個(gè)可以個(gè)點(diǎn)火一千次以上的，在小于兩秒鐘內(nèi)使火焰變成彩色的點(diǎn)火器。而且該焰色反應(yīng)物載體2直徑較小，因此基本上不影響火焰形狀。
盡管在上述第一至第三實(shí)施例中的焰色反應(yīng)物載體2都有固定部分4，但焰色反應(yīng)物載體2并不必需有這樣的固定部分。在這種情況下，可形成連續(xù)長度的線圈，然后切成予定長度的單個(gè)焰色反應(yīng)物載體2。焰色反應(yīng)物可置于切割前連續(xù)長度的線圈上，也可置于單個(gè)的焰色反應(yīng)物載體2上。
由本發(fā)明的扁平線材制成的焰色反應(yīng)物載體上所承載2的焰色反應(yīng)物的量和圓形線材制成的焰色反應(yīng)物載體上所承載的焰色反應(yīng)物的量己經(jīng)測出，結(jié)果示于表1。
將直徑為0.2mm的鎳鉻合金線材滾壓成厚度為0.07mm寬度為0.38mm的扁平線材，將扁平線材以0.8mm的節(jié)距繞中心線S纏繞，使扁平線材的平直表面(長邊)如圖1所示與中心線S平行(以下稱之為平行纏繞)。這樣制得外徑為0.7mm、0.9mm、1.1mm和1.3mm的線圈。
另外，將同樣尺寸的扁平線材以0.8mm的節(jié)距繞中心線S纏繞，使扁平線材的平直表面(長邊)如圖3所示與中心線S垂直(以下稱之為垂直纏繞)。用這種方法制得外徑為0.9mm、1.1mm和1.3mm的線圈。
再者，將同樣尺寸的扁平線材以0.8mm的節(jié)距繞中心線S纏繞，使扁平線材的平直表面(長邊)如圖5所示與中心線S呈一個(gè)角度(以下稱之為傾斜纏繞)。用這種方法制得外徑為0.9mm、1.1mm和13mm的線圈。
還有，將直徑為0.15mm的圓形線材以0.8mm的節(jié)距纏繞，制得外徑為0.7mm、0.9mm、1.1mm和1.3mm的線圈。
將以前提到的綠焰反應(yīng)物的粘性涂敷溶液涂抹到所制得的各焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分(6.4mm長)上，并在高于焰色反應(yīng)物熔點(diǎn)的溫度下加熱，使焰色反應(yīng)物熔結(jié)到保持部分上。
表1
如表1所示，由焰色反應(yīng)物載體2所承載的焰色反應(yīng)物的量隨保持部分外徑的增加而增加。然而在相同外徑的情況下，由扁平線材制成的焰色反應(yīng)物載體比由圓形線材制成的焰色反應(yīng)物載體能承載更多的焰色反應(yīng)物。而且，垂直纏繞和傾斜纏繞的焰色反應(yīng)物載體能承載較多的焰色反應(yīng)物。
焰色反應(yīng)物載體所承載的焰色反應(yīng)物的量與焰色反應(yīng)件的壽期(焰色反應(yīng)件能保持彩焰的時(shí)間)之間的關(guān)系已經(jīng)查明，結(jié)果示于圖7。將由承載著焰色反應(yīng)物的上述焰色反應(yīng)物載體制成的焰色反應(yīng)件安裝到圖8、圖9所示的香煙打火機(jī)的燃燒器上(以后將敘述)，并點(diǎn)燃打火機(jī)，這樣測出的焰色反應(yīng)持續(xù)的時(shí)間即是焰色反應(yīng)件的壽期。
如圖7所示，焰色反應(yīng)件的壽期基本上正比于由焰色反應(yīng)物載體所攜帶的焰色反應(yīng)物的量。隨著焰著反應(yīng)物載體所攜帶的焰色反應(yīng)物的量的增加，焰色反應(yīng)件的壽期增加。對于普通香煙打火機(jī)而言，當(dāng)焰色反應(yīng)物載體2攜帶10mg(最好為15mg)的焰色反應(yīng)物時(shí)，焰色反應(yīng)件的壽期約是20分鐘，在正常使用情況下，這一時(shí)間足夠保證能有1000次點(diǎn)火的彩焰。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，平行纏繞的直徑為1.1mm的焰色反應(yīng)物載體能攜帶16.9mg的焰色反應(yīng)物，垂直纏繞和傾斜纏繞的直徑為0.9mm的焰色反應(yīng)物載體能攜帶14mg以上的焰色反應(yīng)物，因此它們都滿足上述條件。
另一方面，隨著焰色反應(yīng)件外徑的增加，焰色反應(yīng)件對氣流的阻力也增加，這樣氣流受到擾動，使燃?xì)饣鹧娴男螤畈环€(wěn)定。因此，應(yīng)將焰色反應(yīng)件的外徑限制到大約13mm，最好是使其外徑盡可能地小。1.1mm的外徑就能攜帶足夠的焰色反應(yīng)物的量。
接下來將上述焰色反應(yīng)件樣品安裝到圖8圖9(以后將描述)所示的香煙打火機(jī)的燃燒器上，并點(diǎn)燃打火機(jī)。之后測量打火機(jī)點(diǎn)火后各樣品由焰色反應(yīng)而產(chǎn)生彩焰之前的時(shí)間。結(jié)果示于表2。表2中的各數(shù)值均為五次測量的平均值。焰色反應(yīng)點(diǎn)火器最好是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)彩焰。焰色反應(yīng)件的熱容越小，其溫升越快，出現(xiàn)彩焰的時(shí)間就越短。而且焰色反應(yīng)物與火焰接觸的面積越大，出現(xiàn)彩焰的時(shí)間也越短。
表2
從表2中看出，有這樣一種趨勢，即隨著焰色反應(yīng)物載體的外徑減小，彩焰出現(xiàn)的時(shí)間變短。對于平行纏繞的焰色反應(yīng)物載體，其彩焰出現(xiàn)的時(shí)間通常比圓形線材焰色反應(yīng)物載體的時(shí)間長，該時(shí)間量與承載于其上的焰色反應(yīng)物量的增加相對應(yīng)。然而對于垂直纏繞和傾斜纏繞的焰色反應(yīng)物載體，彩焰出現(xiàn)的時(shí)間比圓形線材焰色反應(yīng)物載體的時(shí)間短，盡管前者的焰色反應(yīng)物載體攜帶的焰色反應(yīng)物量大于后者的焰色反應(yīng)物載體所攜帶的量。
下面將參照圖8和9描述氣體打火機(jī)的一個(gè)例子，打火機(jī)中裝有由焰色反應(yīng)物載體2構(gòu)成的焰色反應(yīng)件1。
氣體打火機(jī)10具有儲存燃料氣的儲氣本體11，儲氣本體11由合成樹脂模壓制成，底蓋11a與其相接。高壓燃?xì)饫绠惗⊥榫蛢Υ嬖趦獗倔w11中。側(cè)壁部11b從儲氣本體11的頂沿四周向上延伸。裝有閥門機(jī)構(gòu)12的閥殼32安裝在儲氣本體11的頂部。閥門機(jī)構(gòu)12具有噴嘴13，儲氣本體11中的燃?xì)馔ㄟ^此噴嘴噴出。燃燒管18安裝在噴嘴13之上，通過噴嘴13噴出的燃?xì)庠谌紵苤腥紵Ｔ谌紵?8中，燃?xì)庠谥骺諝馕胄蛢?nèi)燃系統(tǒng)中燃燒，主空氣吸入到該系統(tǒng)中并與燃?xì)庠谠撓到y(tǒng)中相混合。
壓電元件14布置在閥門機(jī)構(gòu)12的側(cè)面，用于打開閥門機(jī)構(gòu)12使燃?xì)庾⑷氩⒉僮鲏弘娫?4使燃?xì)恻c(diǎn)火的控制件15布置在壓電元件14的頂部。壓電元件14、控制件15和燃燒管18固定在內(nèi)殼16中，內(nèi)殼16安裝在儲氣本體11中。用于蓋上和打開燃燒管18及控制件15的擺動蓋17安裝在儲氣本體11上。即擺動件17a與蓋17相固定，通過銷釘21樞接在儲氣本體11上。用于限定蓋17的打開和關(guān)閉位置的推壓件22布置在擺動件17a的下面并受向上的推力使其與擺動件17a的底表面或外表面相對接頂住。
閥門機(jī)構(gòu)12根據(jù)噴嘴13的向上運(yùn)動使燃?xì)馀欧磐ǖ来蜷_并使燃?xì)馔ㄟ^噴嘴13注入。即執(zhí)行桿19在其中間部分被支撐用于擺動運(yùn)動，桿19的一端與噴嘴13相連?？刂萍?5上的一個(gè)推桿15a根據(jù)控制件15的壓力推動執(zhí)行桿19的另一端，這樣執(zhí)行桿19使噴嘴13向上運(yùn)動將燃?xì)馔ㄟ^噴嘴13排出。將具有預(yù)定直徑(例如50μm)開口的噴嘴板20(圖9)安裝在噴嘴13的頂部，噴嘴13的頂端部裝入燃燒管18的下端，這樣使燃?xì)庖愿吡魉僮⑷肴紵?8。
閥門機(jī)構(gòu)12還具有氣流調(diào)節(jié)過濾器23，它保證燃?xì)獾淖⑷肓髁炕旧虾愣ǘ浑S溫度變化。調(diào)節(jié)過濾器23由緊固件24固定到閥門機(jī)構(gòu)12的底部。儲氣本體中的液態(tài)燃?xì)庀蛏贤ㄟ^多孔油芯33向上流動，從過濾器的外周流向過濾器的中心并在此處蒸發(fā)。過濾器23由微孔型聚合物泡沫材料制成，它具有通過孔隙相互連通的開式孔和隨溫度變化膨脹與收縮的閉式孔，這樣它可以根據(jù)溫度變化壓縮或膨脹氣體通道以便自動調(diào)節(jié)燃?xì)獾牧髁俊?br> 圖9中清楚地顯示，燃燒管18包括基件25和固定在基體25上并由此向上延伸的燃燒管道26。燃?xì)馔ǖ劳ㄟ^基件25在縱向上延伸，噴嘴13的上端部裝在基件25的下端部內(nèi)。在基件25上高于噴嘴13上端部的地方有一對徑向相對的主空氣孔25a。旋流板27和金屬篩網(wǎng)件28安裝在基件25的頂部。旋流板27是通過在金屬盤上開孔而形成，用于產(chǎn)生湍流氣流，促進(jìn)燃?xì)馀c主空氣的混合。金屬篩網(wǎng)件28由金屬篩網(wǎng)盤形成，用于防止火焰回流。
控制件15可上下運(yùn)動，與壓電元件14相連的放電極29位于控制件15的側(cè)面，該電極伸入到燃燒管道26內(nèi)。放電極29由沿燃燒管18側(cè)面延伸的固定件30所固定。
燃燒管18的基件25在主空氣孔25a之上的位置與內(nèi)殼16相連，因此它連同燃燒管道26一道由內(nèi)殼16固定。將由極29和固定件30裝到燃燒管18內(nèi)，蓋31安裝在固定件31上用于固定燃燒管18。這些元件的組件與壓電元件14和控制件15由內(nèi)殼16組裝到一起。之后將該組件裝入儲氣本體11中，在此簡化了打火機(jī)的組裝步驟。
將上述具有焰色反應(yīng)物載體2的焰色反應(yīng)件1安裝在燃燒管18中靠近燃燒管道26的上端外。通過將焰色反應(yīng)件1的固定部分4固定到環(huán)形件6上而將焰色反應(yīng)件安裝在與燃燒管道26具有相同直徑的環(huán)形件6的徑向上。載有焰色反應(yīng)件1的環(huán)形件6布置在燃燒管道26的頂部，一蓋板件34套在環(huán)形件6和燃燒管道26的上端部。由此將環(huán)形件6固定在燃燒管道26上并將焰色反應(yīng)件1支撐在環(huán)形管道26的頂部。
當(dāng)按壓控制件15時(shí)，控制件15上的推桿15a使執(zhí)行桿19向上移動噴嘴13，以使燃?xì)馔ㄟ^噴嘴13排出。當(dāng)燃?xì)庥蓢娮?3注入時(shí)，主空氣在燃?xì)饬鳟a(chǎn)生的真空下從主氣孔25a吸入并與燃?xì)庀嗷旌稀Ｈ缓罂諝庖蝗細(xì)饣旌衔锿ㄟ^防倒流的篩網(wǎng)件28并由旋流板27攪動，之后順燃燒管道26向上流。
隨著控制件15的進(jìn)一步控壓，壓電元件14動作將高電壓施加給電極29，從而從電極29處產(chǎn)生火花并將空氣—燃?xì)饣旌衔稂c(diǎn)燃?；鹧鍲的一部分在燃燒管道26內(nèi)靠近其頂部處燃燒?；鹧鍲高溫部分的位置取決于主空氣—燃料比率和空氣—燃?xì)饣旌衔锏牧魉佟Ｑ嫔磻?yīng)件1最好位于高溫部分。
火焰F掠過焰色反應(yīng)件1燃燒，焰色反應(yīng)件1與火焰F高溫部分接觸，并由焰色反應(yīng)使火焰F變成彩色。
焰色反應(yīng)件載體2可具有圖10所示的環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分3D。
也就是說，焰色反應(yīng)物保特部分3D由約一至五圈的環(huán)形扁平線材形成，其固定部分4與環(huán)形的中心線S垂直。焰色反應(yīng)物保持部分3D可以是前面提到的任一種形式平行纏繞、垂直纏繞和傾斜纏繞。
下面將參照圖11A至11C描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制造包含有焰色反應(yīng)件載體102和焰色反應(yīng)物103的焰色反應(yīng)件101的方法。
焰色反應(yīng)件101由熱阻絲材料形成，如圖11C所示，焰色反應(yīng)物103承載在焰色反應(yīng)物載體102的線圈狀的焰色反應(yīng)物保持部分102a上。
如圖11A所示，首先制備一焰色反應(yīng)物載體102和焰色反應(yīng)物成分的模壓體104。焰色反應(yīng)物載體102由熱阻絲材料例如鎳鉻合金絲形成，它包括繞圈狀的焰色反應(yīng)物保持部分102a和位于該保持部分102a的相對端處的線狀固定部分102b。模壓體104是通過將焰色反應(yīng)物103的粉末狀混合物模壓成環(huán)狀而制得(以后會描述)。
然后將焰色反應(yīng)物載體102插入環(huán)狀模壓體104的中心開口中，使模壓體104被保持部分102a所固定。在這種狀態(tài)下，將模壓體104加熱到高于焰色反應(yīng)成份熔點(diǎn)的溫度，這樣模壓體104熔化，熔化后的混合物通過線絲之間的縫流進(jìn)保持部分102a的內(nèi)空間。然后熔化的混合物被固化并被熔結(jié)在保持部分102a上。用這種方法形成圖11C所示的焰色反應(yīng)件101。
例如，焰色反應(yīng)物載體102的保持部分102a這樣形成將直徑為0.15mm的鎳鉻合金線材纏繞成外徑為1.1mm，內(nèi)徑為0.8mm，節(jié)距為0.3mm，長度為6.4mm的線圈。
焰色反應(yīng)物104的粉末混合物可包含低熔點(diǎn)玻璃材料。例如，用于藍(lán)綠焰的焰色反應(yīng)物，粉末混合物可包含與低熔點(diǎn)玻璃原料相混合的CuO、B2O3、Al2O3(作為焰色反應(yīng)成份)，具體地說就是將70∶20∶10的CuO、B2O3和Al2O3混合物與30％的低熔點(diǎn)玻璃原料相混合。將混合物充入模中，壓成環(huán)狀模壓體104。例如模壓體104可以是外徑為4.0mm、內(nèi)徑為1.2mm、厚度為2.0mm、重量為15mg。
當(dāng)要將模壓體104熔結(jié)在保持部分102a上時(shí)，將模壓體加熱至900℃，保持10分鐘。
模壓體104可具有除環(huán)形外的其它形狀，如圖12A到12C所示。
圖12A顯示的模壓體104A為管狀或套狀。將焰色反應(yīng)物載體102的保持部分102a插入模壓體104A中并將模壓體104A加熱。圖12B顯示的模壓體104B為隧道狀。將模壓體104B放在焰色反應(yīng)物載體102的保持部分102a上并加熱。圖12C顯示的模壓體104c為棒狀。將模壓體104C插入焰色反應(yīng)物載體102的保持部分102a中并加熱。
當(dāng)用焰色反應(yīng)物產(chǎn)生紅色火焰時(shí)，焰色反應(yīng)物可包括與30％的低熔點(diǎn)玻璃原料相混合的組分比為40∶50∶10的Li2CO3、SiO2和Al2O3。當(dāng)用焰色反應(yīng)物產(chǎn)生桔黃色火焰時(shí)，焰色反應(yīng)物可包括與30％的低熔點(diǎn)玻璃原料相混合的組分比為67∶33的Na2CO3和SiO2。
下面將參照圖13A至13C描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的制造焰色反應(yīng)件的方法。
在該實(shí)施例中，所制造的焰色反應(yīng)件105包括球狀焰色反應(yīng)物107，如圖13C所示，該反應(yīng)物由焰色反應(yīng)物載體106的環(huán)狀焰色反應(yīng)物保持部分106a所攜帶，載體106由熱阻絲材料形成。
如圖13A所示，首先制備一焰色反應(yīng)物載體106和焰色反應(yīng)物成分的模壓體108。焰色反應(yīng)物載體106由熱阻絲材例如鎳鉻合金絲形成，它包括環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分106a和位于該保持部分106a的相對端處的線狀固定部分106b，焰色反應(yīng)物保持部分106a由纏繞成1至5個(gè)環(huán)的線材形成。模壓體108為基本上與上一實(shí)施例中所用的相同的環(huán)狀。焰色反應(yīng)物107的成份也與上一實(shí)施例中所用的相同。
然后將焰色反應(yīng)物載體106插入環(huán)狀模壓體108的中心開口中使模壓體108被保持部分106a所支承。在這種狀態(tài)下，將模壓體108加熱至高于焰色反應(yīng)成分熔點(diǎn)的溫度，這樣模壓體108熔化，熔化后的混合物在表面張力作用下形成環(huán)繞保持部分106a的球。而后熔化后的混合物球被固化并熔結(jié)在保持部分106a上。用這種方法，形成圖13C所示的焰色反應(yīng)件105。
例如，焰色反應(yīng)物載體106的保持部分106a這樣形成將直徑為0.15mm的鎳鉻合金線材纏繞兩次成外徑為1.1mm、內(nèi)徑為0.8mm的環(huán)形。
將與上一實(shí)施例中所用相同的藍(lán)綠焰色反應(yīng)物的粉末混合物充入模中，壓成環(huán)狀模壓體108。例如模壓件可以是外徑為3.1mm、內(nèi)徑為1.2mm、厚度為1.5mm、重量為10mg。
當(dāng)要將模壓體108熔結(jié)在保持部分106a上時(shí)，將模壓體加熱至900℃、保持10分鐘。
模壓體108可具有除環(huán)狀外的其它形狀，如圖14A至14F所示。圖14A至14D所示的模壓體108A至108D的形狀是每個(gè)模壓體至少有一部分能插進(jìn)焰色反應(yīng)物載體106的環(huán)形保持部分106a中。將各模壓體106A至106D的至少一部分插入保持部分106a中時(shí)將模壓體106A至106D加熱。圖14E和14F所示的模壓體108E和108F的形狀是使焰色反應(yīng)物載體106的固定部分106b能插入模壓體中，在固定部分106b插入其中時(shí)，將模壓體加熱。
前面實(shí)施例中的模壓體在用于焰色反應(yīng)物載體上之前可經(jīng)過燒結(jié)。
也就是說，通過壓制粉末狀焰色反應(yīng)物成份而制得的模壓體可以燒結(jié)，該過程通過加熱至低于成份中所含的玻璃原料熔點(diǎn)(例如750℃)的溫度(例如500℃)并持續(xù)一預(yù)定時(shí)間(例如30分鐘)而成。燒結(jié)后的模壓件可利用上述相同的方法而熔結(jié)在保持部分上。
通過燒結(jié)處理，使模壓體強(qiáng)度增加，可防止將模壓體置于保持部分上時(shí)使其斷裂或破碎。例如，將保持部分插入模壓體或?qū)⒛后w插入保持部分中。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的制造焰色反應(yīng)件的方法，在該實(shí)施例中，將焰色反應(yīng)物的玻璃成份熔化并將熔化的成份模壓成預(yù)定形狀例如管狀、珠狀、棒狀、球狀或類似形狀，再將模壓體熔結(jié)在焰色反應(yīng)物載體上。
例如，將焰色反應(yīng)物成份熔化并模壓成外徑為0.3mm、內(nèi)徑為1.2mm的玻璃管。將玻璃管切成長度為2.0mm的環(huán)狀模壓體。而后將焰色反應(yīng)物載體的保持部分插入模壓體中并將模壓體加熱至900℃保持10分鐘。由此將模壓體熔結(jié)在保持部分上。
除此之外，還可將焰色反應(yīng)物的粉末狀成份熔化并模壓成直徑為0.7mm的圓形玻璃棒體。將玻璃棒切成6.0mm的模壓體。將模壓體插進(jìn)線圈狀保持部分(直徑為0.15mm的線材、內(nèi)徑為0.8mm、節(jié)距為0.3mm、長度為6.4mm)中并加熱至900℃保持10分鐘，由此將模壓體熔結(jié)在保持部分上。
本發(fā)明的方法也可適用于上面結(jié)合圖1至10所描述的焰色反應(yīng)物載體上，那些載體具有由扁平線材所形成的保持部分。
權(quán)利要求
1.一種焰色反應(yīng)物載體，它具有線圈狀或環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分，其上承載有焰色反應(yīng)物，其特征在于所述的焰色反應(yīng)物保持部分由纏繞扁平截面的熱阻絲材料形成。
2.如權(quán)利要求1所述的焰色反應(yīng)物載體，其中所述的焰色反應(yīng)物保持部分是這樣形成的纏繞線材使線材的平直邊平行于焰色反應(yīng)物保持部分所纏繞的中心線。
3.如權(quán)利要求1所述的焰色反應(yīng)物載體，其中所述的焰色反應(yīng)物保持部分是這樣形成的纏繞線材使線材的平直邊與焰色反應(yīng)物保持部分所纏繞的中心線。
4.如權(quán)利要求1所述的焰色反應(yīng)物載體，其中所述的焰色反應(yīng)物保持部分是這樣形成的纏繞線材使線材的平直邊垂直于焰色反應(yīng)物保持部分所纏繞的中心線成某一角度。
5.如權(quán)利要求1所述的焰色反應(yīng)物載體，其中焰色反應(yīng)物熔結(jié)在焰色反應(yīng)物保持部分上。
6.一種制造用于燃?xì)庥镁叩难嫔磻?yīng)件的方法，焰色反應(yīng)件包括焰色反應(yīng)件載體和焰色反應(yīng)物，載體具有線圈狀或環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分，該部分由熱阻絲材料形成，焰色反應(yīng)物就承載于保持部分上，其特征在于該方法包括以下步驟將所述焰色反應(yīng)物的粉末成份模壓成預(yù)定形狀的模壓體。在模壓體固定到焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分固定時(shí)，加熱模壓體，將模壓體熔結(jié)在焰色反應(yīng)物保持部分上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中模壓體為環(huán)形或管形，在保持部分插入模壓體的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中模壓體為隧道形，在模壓體放在保持部分上的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中模壓體為棒形，在該棒插入保持部分的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中在模壓體熔結(jié)到保持部分上之前先將其燒結(jié)。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其中焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分由扁平線材形成。
12.一種制造用于燃?xì)庥镁叩难嫔鈶?yīng)件的方法，焰色反應(yīng)件包括焰色反應(yīng)件載體和玻璃質(zhì)焰色反應(yīng)物，載體具有線圈狀或環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分，該部分由熱阻絲材料形成，玻璃質(zhì)焰色反應(yīng)物就承載于保持部分上，其特征在于該方法包括以下步驟將所述焰色反應(yīng)物的玻璃質(zhì)粉末成份熔化，將熔化的玻璃質(zhì)粉末成份模壓成預(yù)定形狀的模壓體，例如管狀、珠狀、棒狀、球狀或類似形狀，將模壓體固定到焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分旁邊時(shí)，加熱模壓體，將模壓體熔結(jié)在焰色反應(yīng)物保持部分上。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中模壓體為環(huán)形式管形，在保持部分插入模壓體的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中模壓體為隧道形，在模壓體放在保持部分上的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中模壓體為棒形，在該棒插入保持部分的狀態(tài)下，使模壓體熔結(jié)在保持部分上。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在模壓體熔結(jié)到保持部分上之前先將模壓體燒結(jié)。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分由扁平線材形成。
全文摘要
一種用于燃?xì)庥镁叩难嫔磻?yīng)物載體,它具有線圈狀或環(huán)狀的焰色反應(yīng)物保持部分和承載于其上的焰色反應(yīng)物。當(dāng)制造這樣的焰色反應(yīng)件時(shí),將焰色反應(yīng)物的粉末成分模壓成預(yù)定形狀的模壓體。在模壓體固定到焰色反應(yīng)物保持部分旁邊時(shí),將模壓體加熱使其熔結(jié)在焰色反應(yīng)物保持部分上。焰色反應(yīng)物載體的焰色反應(yīng)物保持部分由扁平線材形成。
文檔編號F23Q2/30GK1182856SQ97121490
公開日1998年5月27日 申請日期1997年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月24日
發(fā)明者三英雄, 関正人, 芹澤宜之 申請人:株式會社東海