CN1149350C - 焰色反应物载体和制造焰色反应件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于燃气用具的焰色反应物载体，它具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分和承载于其上的焰色反应物。当制造这样的焰色反应件时，将焰色反应物的粉末成份模压成预定形状的模压体。在模压体固定到焰色反应物保持部分旁边时，将模压体加热使其熔结在焰色反应物保持部分上。焰色反应物载体的焰色反应物保持部分由扁平线材形成。
Description
本发明涉及焰色反应物载体，它承载有焰色反应物，用于使燃气用具例如香烟打火机、点火器、火炬或类似物的火焰成为彩色，本发明也涉及制造焰色反应件的方法，该焰色反应件包括焰色反应物承体和承载于其上的焰色反应物。
为制出明显的燃气火焰或改善火焰的外观，已经提出利用焰色反应使香烟打火机或类似物的燃气火焰变成彩色。例如在日本专利公开文献No.7(1995)-72615中公开的，焰色反应物通过由线圈状热阻丝材料形成的载体而被固定在燃气火焰中焰色反应使燃气火焰变成彩色。还有其它的焰色反应物载体，已知的一种是由线材形成，它的中间部分绕成环形，焰色反应物固定在环形部分上。
因为由载体携带的焰色反应物随打火机或类似物的反复使用而挥发或消耗掉，因此基本的要求是由载体所承载的焰色反应物的量应尽可能大。
然而，随着载体上所具有的焰色反应物的增加，载体的尺寸必须增大，进而使焰色反应件的总体尺寸增加，随着焰色反应件尺寸的增加，焰色反应件对气流的阻力增加，气流受到拢动，使火焰形状不稳定，从这一观点出发，焰色反应件最好尽可能地小。
因此，焰色反应件应载有必要的焰色反应物的量并且尺寸上应尽可能的小。然而在常规的焰色反应件中，焰色反应物载体由缠绕圆形截面的热阻丝材料或使其形成的环状而形成，为了增加载于其上的焰色反应物的量，线圈部分或圆环的直径或节距必须增加，这样使焰色反应件的总体尺寸增加，产生上述问题。
例如，对于香烟打火机而言，从稳定焰色反应的彩焰和有利于彩焰的产生的观点出发，焰色反应件最好横向悬挂于气体燃烧器中，该焰色反应件包括以线圈状热阻丝件形式的焰色反应物载体和携带于载体上的焰色反应物。在焰色反应点火器中用的主空气混合型燃烧器具有内径为6mm的燃烧管，燃气流过燃烧管的流量通常设置在约35cc/min。在这种情况下，携带有焰色反应物的载体部分的外径不应超过的1.3mm，否则火焰形状不稳定。
另外，用于香烟打火机一千次点火的必要的焰色反应物的量约为10mg，考虑留有余量约为15mg。当载体线材直径和线材缠绕节距的设定使焰色反应件有足够强度以保证在载体上携带这么多的焰色反应物时，焰色反应件的外径就太大了以致影响燃气火焰。另一方面，如果为避免对火焰产生不利影响而将线圈部分直径减小的话，载体所承载的焰色反应物的量就减少，焰色反应件的寿命缩短，这样在点火器的寿期之前就将焰色反应物用尽，就不再有彩焰效果。
再者，为了使焰色反应件尽可能小而不用担心在点火器寿期前就将焰色反应物用尽，就必须精确控制在载体上的焰色反应物的量，将合适的焰色反应物的量均匀地敷设在载体上。
通常，通过涂敷或浸渍而将粘性溶液状的焰色反应物成分施加到载体上，并通过烘烤使它固定在载体上，然而这种方法很难控制施加到载体上的焰色反应物的量，该方法需要一定技巧，并且很难向载体上施加均匀的焰色反应物的量。
另外，在向载体施加粘性溶液时，溶液会污染工作环境，还有由于液体组分的蒸发，溶液的粘性会随时间变化，这样会引起施加到载体上的溶液量变化，因此为了使载体上具有均量的焰色反应物，必须严格控制溶液的粘度。
基于以上观察和描述，本发明的主要目的是提供一种焰色反应物载体，它能承载足够量的焰色反应物，同时又能减少焰色反应件的总体尺寸。
本发明的另一目的是提供一种制造焰色反应件的方法，它能容易地在载体上敷设均量的焰色反应物。
根据本发明的第一方面，提供一种焰色反应物载体，它具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分，其上承载有焰色反应物，其改进在于：
所述的焰色反应物保持部分由缠绕扁平截面的热阻丝材料形成。
可通过将圆形线材原料滚压成扁平状再缠绕所得的扁平线材而形成焰色反应物保持部分，也可通过缠绕现有的扁平截面条状材料而形成焰色反应物保持部分。
焰色反应物保持部分的缠绕可使线材的平直边与保持部分绕其缠绕的中心线相平行，也可使线材的平直边与中心线相垂直，或者使线材的平直边与中心线成一定角度。
焰色反应物最好熔结到焰色反应物保持部分上。
当保持部分由扁平线材形成时，对于给定的截面积而言，扁平线材保持部分的表面积大于由圆形线材制成的保持部分的表面积。由于同焰色反应物的接触面积增加，使焰色反应物的承载量增加，这样缠绕节距可以稍大，焰色反应件的总体尺寸可以较小。另外，由于焰色反应件在相对小的尺寸下能承载足够量的焰色反应物，所以可长时间使燃气火焰由焰色反应变成彩焰，而同时保持火焰具有较好形状。还有由于焰色反应物与燃气火焰的接触面积增大，使着色时间变短。
对于焰色反应物保持部分是由缠绕扁平线材形成使线材平直边平行于中心线的焰色反应件而言，与用圆形线材绕成的焰色反应物保持部分相比，给定外径的保持部分的内径更大。因此焰色反应件能承载更多的焰色反应物。另外，对于焰色反应物保持部分是由缠绕扁平线材形成使线材平直边垂直于中心线或与中心线成某一角度的焰色反应件而言，保持部分从外周至内周能使焰色反应物与其的接触面积较大，因此即使由于消耗而使焰色反应物减少，剩余的反应物仍可被保持部分很好的支撑，同时焰色反应物同火焰的接触面积较大，这样缩短了着色时间。
根据本发明的第二个方面，提供一种制造焰色反应件的方法，焰色反应件包括焰色反应件载体和焰色反应物，载体具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分，该部分由热阻丝材料形成，焰色反应物承载在焰色反应物保持部分上，其特征在于该方法包括以下步骤：
将所述焰色反应物的粉末成份模压成预定形状的模压体，
在模压体固定到焰色反应物载体的焰色反应物保持部分旁边时，加热模压体，
将模压体熔结在焰色反应物保持部分上。
根据本发明的第三个方面，提供一种制造焰色反应件的方法，焰色反应件包括焰色反应物载体和玻璃质焰色反应物；载体具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分，该部分由热阻丝材料形成，玻璃质焰色反应物承载于焰色反应物支持部分上，其特征在于该方法包括以下步骤：
将所述焰色反应物的玻璃质粉末成份熔化；
将熔化的玻璃质粉末成份模压成预定形状的模压体，例如管状，珠状、棒状、球状或类似形状，
在模压体固定到焰色反应物载体的焰色反应物保持部分旁边时，加热模压体，
将模压体熔结在焰色反应物保持部分上。
在本发明第二和第三个方面的方法中，模压体最好为环状或管状，在保持部分插入该环式管的状态下，使模压体熔结在保持部分上。模压体也可为隧道形，在该隧道状物放在保持部分上的状态下，使模压体熔结在保持部分上。模压体还可以是棒状，在该棒插入保持部分的状态下，使模压体熔结在保持部分上。
还可以在模压体熔结到保持部分上之前先烧结模压体并使其强度增强。
焰色反应物载体的焰色反应物保持部分最好由扁平线材形成，就如上面结合本发明第一方面的焰色反应件所述的那样。
根据本发明第二和第三方面的方法，可以通过干法将焰色反应物施加到焰色反应物载体的保持部分上，这比传统的湿法有优越性，即与湿法相比，本方法使施加到焰色反应物载体上的焰色反应物的量更均匀，而且简化了将焰色反应物施加到焰色反应物载体上的步骤。因此根据本发明的方法，提高了工作效率，改善了工作环境。也就是说，不必进行使用焰色反应物成份的粘性溶液这一步骤了，该步骤需要支巧性和大的劳动量，同时也不必进行控制溶液粘度这一步骤了，该步骤中由于液体组分的蒸发，粘度在变化。另外，通过简单地将模压体放在保持部分上或插进保持部分中并将其熔结在保持部分上就可将焰色反应物施加到焰色反应物载体上，这样提高了焰色反应件的生产率，可使各焰色反应件上的焰色反应物的量一致，也可使向各焰色反应物载体施加焰色反应物的工沉一致。因此产品具有更高的可靠性。
另外当焰色反应物是玻璃质的时候，通过将焰色反应物的粉末成份模压成预定形状的模压体，烧结模压体并将模压体熔结到焰色反应物保持部分上。这些步骤将焰色反应物施加到保持部分上，或者通过使焰色反应物的玻璃质粉末成份熔化，将熔化了的玻璃质粉末成份模压成予定形状的模压体，加热模压体、使模压体熔结到焰色反应物保持部分上，这些步骤将焰色反应物施加到保持部分上，由于玻璃化过程使模压体增强，可防止将其置于保持部分上时，模压体断裂或破碎。
图1是本发明第一个实施例的焰色反应物载体的正视图。
图2是焰色反应物载体的局部断面图。
图3是本发明第二个实施例的焰色反应物载体的正视图。
图4是该焰色反应物载体的局部断面图。
图5是本发明第三个实施例的焰色反应物载体的正视图。
图6是该焰色反应物载体的局部断面图。
图7是焰色反应物载体上具有的焰色反应物的量与焰色反应件寿期之间的关系曲线。
图8是装有焰色反应件的香烟打火机的断面图，该焰色反应件使用本发明的焰色反应物载体。
图9是打火机重要部位的放大断面图。
图10是根据本发明第四个实施例的焰色反应物载体的正视图。
图11A到11C阐述根据本发明的一个实施例的方法，制造焰色反应件的步骤。
图12A到12C是图11A中所显示的模压体之变形物的透视图。
图13A到13C阐述根据本发明的另一实施例的方法，制造焰色反应件的步骤。
图14A到14F是图13A中所显示的模压体之变形物的透视图。
在图1和图2中，本发明第一实施例的焰色反应物载体2由热阻丝材料例如镍铬合金丝构成，它包括绕圈状的焰色反应物保持部分3A和位于该保持部分3A的相对端处的线状固定部分4。形成焰色反应物保持部分3A的热阻丝材料为扁平断面，它以一定直径、一定间距绕成圈状并使其长边与焰色反应物保持部分3A的绕圈的中心线S平行(图2)。形成固定部分4的热阻丝可以是圆形或扁平断面。
另外，形成焰色反应物保持部分3A的线材的扁平形状可根据线材原料的直径和类似量自由设计，较好的扁平度(宽度或长边尺寸与厚度或短边尺寸的比)约为2至5。当将圆截面的线材原料滚压成扁平状时，滚压后线材的宽度与线材原料的直径相比最好为1.5到2.5。
例如，焰色反应物保持部分3A可以这样形成：将0.2mm直径的镍铬合金线材滚压成厚度为0.07mm宽度为0.38mm的扁平线材，并将扁平线材绕中心线S缠绕成外径为1.1mm，内径为0.96mm的线圈，使扁平线材的平直表面(长边)与中心线S平行。
用这种方法制成的焰色反应物保持部分3A与用圆形线材原料绕成的具有相同外径的线圈相比，其内径更大。具体地说，当将0.15mm直径的圆形线材绕成外径为1.0mm、内径为0.7mm的线圈时，线圈内面积为0.38mm2。相比之下，当将0.15mm直径的圆形线材滚压成厚度为0.07mm、宽度为0.28mm的扁平线材，再将该线材绕成外径为1.0mm的线圈时，线圈的内径是0.86mm，内面积是0.58mm2，该线圈的内容积是圆形线材缠绕线圈的1.53倍。
焰色反应物5由焰色反应物载体2的焰色反应物保持部分3A固定。例如可以通过将低熔点的玻璃质材料熔化到焰色反应物保持部分3A上而使焰色反应物保持部分3A上具有焰色反应物5。对于蓝绿火焰的焰色反应物，焰色反应物5例如可包含与低熔点玻璃原料混合的CuO、B2O3和Al2O3。具体地说就是将70∶20∶10的CuO、B2O3和Al2O3成份与30％的低熔点玻璃原料混合，然后向混合物中加入粘合剂(涂复尺寸Washing size)，形成粘性流体状的涂敷溶液。将涂敷溶液涂抹至焰色反应物载体2的焰色反应物保持部分3A上，在900℃下烘烤10分钟，这样就有17mg的焰色反应物5熔结在载体2上，由此制得焰色反应件1。
当将这样获得的焰色反应件1装到图8和9所示的香烟打火机10的燃烧器18(燃气流速为35cc/min)中时，就制成了一个可以点火一千次以上的、火焰为绿色的绿焰点火器。
当用焰色反应物产生红色火焰时，焰色反应物5可包括与30％的低熔点玻璃原料相混合的组分比为40∶50∶10的Li2CO3、SiO2和Al2O3。当用焰色反应物产生桔黄色火焰时，焰色反应物5可包括与30％的低熔点玻璃原料相混合的组分比为67∶33的Na2O3和SiO2。可用上述方法将这些焰色反应物涂抹到焰色反应物载体2的焰色反应物保持部分3A上并将其熔结在载体2上。
图3和4显示根据本发明第二实施例的焰色反应物载体2。正如在第一个实施例中所述的，在该实施例中的焰色反应物载体2由热阻丝材料制成，它包括绕圈状的焰色反应物保持部分3B和位于该保持部分3A的相对端处的线状固定部分4。形成焰色反应物保持部分3B的热阻丝材料为扁平断面，它以一定直径，一定间距绕成线圈，并使其截面长边与中心线S垂直。
例如，焰色反应物保持部分3B这样形成：将0.2mm直径的镍铬合金线材滚压成厚度为0.07mm，宽度为0.38mm的扁平线材，并将扁平线材绕中心线S缠绕成外径为1.1mm、内径为0.34mm、节距为0.85mm的线圈，使扁平线材的平直表面(长边)与中心线S垂直。
用与上述相同的办法将焰色反应物成份的粘性溶液涂抹到焰色反应物载体2的焰色反应物保持部分2B上并熔结于其上，这样就有约19mg的焰色反应物5熔结在载体2上，由此制得焰色反应件1。
当将这样制得的焰色反应件1装入打火机10的燃烧器18中时，就制成了一个可以点火一千次以上的、在小于两秒钟内使火焰变成彩色的点火器。
用这种方法制得的焰色反应物保持部分3B与用圆形线材原料绕成的具有相同外径的线圈相比尽管内径小一些，但可熔结焰色反应物5的面积较大。具体地说，直径为0.15mm的圆形线材周长是0.47mm，而将直径是0.15mm的圆形线材滚压成厚度为0.07mm、宽度为0.28mm的扁平线材的周长是0.64mm，是圆形线材的1.36倍。当将圆形线材和扁平线材绕成外径为1.0mm的线圈时，扁平线材绕圈的内径是0.44mm，小于圆形线材绕圈的内径。但扁平线材绕圈的表面积大于圆形线材的表面积，因此能承载更多的焰色反应物。另外，在扁平线材的焰色反应物支持部分3B中，焰色反应物接触与火焰直接触表面积增大了，这对呈现色彩有好处。
图5和6显示根据本发明第三个实施例的焰色反应物载体2。正如在第一和第二实施例中所述的，该实施例中的焰色反应物载体2由热阻丝材料制成，它包括绕圈状的焰色反应物保持部分3C和位于该保持部分3C的相对端处的线状固定部分4。形成焰色反应物保持部分3C的热阻丝材料为扁平断面。它以一定直径，一定节距绕成线圈，并使其截面长边与中心线S成某一角度。
例如，焰色反应物保持部分3C这样形成：将0.2mm直径的镍铬合金线材滚压成厚度为0.07mm宽度为0.38mm的扁平线材，并将扁平线材绕中心线S缠绕成外径为0.9mm内径为0.36mm，节距为0.85mm的线圈，使扁平线材的平直表面(长边)与中心线S成45°角。
用与上述相同的办法将含有焰色反应物成份的涂敷溶液涂抹到焰色反应物载体2的焰色反应物保持部分2e上并熔结于其上，这样就有15mg的焰色反应物5熔结在载体2上，由此制得焰色反应件1。当将这样制得的焰色反应件1装入打火机10的燃烧器18中时，就制成了一个可以个点火一千次以上的，在小于两秒钟内使火焰变成彩色的点火器。而且该焰色反应物载体2直径较小，因此基本上不影响火焰形状。
尽管在上述第一至第三实施例中的焰色反应物载体2都有固定部分4，但焰色反应物载体2并不必需有这样的固定部分。在这种情况下，可形成连续长度的线圈，然后切成予定长度的单个焰色反应物载体2。焰色反应物可置于切割前连续长度的线圈上，也可置于单个的焰色反应物载体2上。
由本发明的扁平线材制成的焰色反应物载体上所承载2的焰色反应物的量和圆形线材制成的焰色反应物载体上所承载的焰色反应物的量已经测出，结果示于表1。
将直径为0.2mm的镍铬合金线材滚压成厚度为0.07mm宽度为0.38mm的扁平线材，将扁平线材以0.8mm的节距绕中心线S缠绕，使扁平线材的平直表面(长边)如图1所示与中心线S平行(以下称之为平行缠绕)。这样制得外径为0.7mm、0.9mm、1.1mm和1.3mm的线圈。
另外，将同样尺寸的扁平线材以0.8mm的节距绕中心线S缠绕，使扁平线材的平直表面(长边)如图3所示与中心线S垂直(以下称之为垂直缠绕)。用这种方法制得外径为0.9mm、1.1mm和1.3mm的线圈。
再者，将同样尺寸的扁平线材以0.8mm的节距绕中心线S缠绕，使扁平线材的平直表面(长边)如图5所示与中心线S呈一个角度(以下称之为倾斜缠绕)。用这种方法制得外径为0.9mm、1.1mm和1.3mm的线圈。
还有，将直径为0.15mm的圆形线材以0.8mm的节距缠绕，制得外径为0.7mm、0.9mm、1.1mm和1.3mm的线圈。
将以前提到的绿焰反应物的粘性涂敷溶液涂抹到所制得的各焰色反应物载体的焰色反应物保持部分(6.4mm长)上，并在高于焰色反应物熔点的温度下加热，使焰色反应物熔结到保持部分上。
表1
| 外径 | 反应物量(mg) | |||
| 圆形材料 | 平行缠绕 | 垂直缠绕 | 倾斜缠绕 | |
| φ0.7mm | 6.5 | 7.1 | - | - |
| φ0.9mm | 11.2 | 12.5 | 14.5 | 14.8 |
| φ1.1mm | 15.3 | 16.9 | 18.6 | 18.6 |
| φ1.3mm | 19.0 | 22.7 | 24.8 | 25.0 |
如表1所示，由焰色反应物载体2所承载的焰色反应物的量随保持部分外径的增加而增加。然而在相同外径的情况下，由扁平线材制成的焰色反应物载体比由圆形线材制成的焰色反应物载体能承载更多的焰色反应物。而且，垂直缠绕和倾斜缠绕的焰色反应物载体能承载较多的焰色反应物。
焰色反应物载体所承载的焰色反应物的量与焰色反应件的寿期(焰色反应件能保持彩焰的时间)之间的关系已经查明，结果示于图7。将由承载着焰色反应物的上述焰色反应物载体制成的焰色反应件安装到图8、图9所示的香烟打火机的燃烧器上(以后将叙述)，并点燃打火机，这样测出的焰色反应持续的时间即是焰色反应件的寿期。
如图7所示，焰色反应件的寿期基本上正比于由焰色反应物载体所携带的焰色反应物的量。随着焰着反应物载体所携带的焰色反应物的量的增加，焰色反应件的寿期增加。对于普通香烟打火机而言，当焰色反应物载体2携带10mg(最好为15mg)的焰色反应物时，焰色反应件的寿期约是20分钟，正常使用情况下，这一时间足够保证能有1000次点火的彩焰。从这一观点出发，平行缠绕的直径为1.1mm的焰色反应物载体能携带16.9mg的焰色反应物，垂直缠绕和倾斜缠绕的直径为0.9mm的焰色反应物载体能携带14mg以上的焰色反应物，因此它们都满足上述条件。
另一方面，随着焰色反应件外径的增加，焰色反应件对气流的阻力也增加，这样气流受到扰动，使燃气火焰的形状不稳定。因此，应将焰色反应件的外径限制到大约1.3mm，最好是使其外径尽可能地小。1.1mm的外径就能携带足够的焰色反应物的量。
接下来将上述焰色反应件样品安装到图8图9(以后将描述)所示的香烟打火机的燃烧器上，并点燃打火机。之后测量打火机点火后各样品由焰色反应而产生彩焰之前的时间。结果示于表2。表2中的各数值均为五次测量的平均值。焰色反应点火器最好是在尽可能短的时间内出现彩焰。焰色反应件的热容越小，其温升越快，出现彩焰的时间就越短。而且焰色反应物与火焰接触的面积越大，出现彩焰的时间也越短。
表2
| 外径 | 彩焰初始时间(秒) | |||
| 圆形材料 | 平行缠绕 | 垂直缠绕 | 倾斜缠绕 | |
| φ0.7mm | 1.59 | 1.57 | - | - |
| φ0.9mm | 1.77 | 2.02 | 1.55 | 1.59 |
| φ1.1mm | 2.33 | 2.27 | 1.72 | 1.80 |
| φ1.3mm | 2.72 | 3.01 | 2.08 | 2.21 |
从表2中看出，有这样一种趋势，即随着焰色反应物载体的外径减小，彩焰出现的时间变短。对于平行缠绕的焰色反应物载体，其彩焰出现的时间通常比圆形线材焰色反应物载体的时间长，该时间量与承载于其上的焰色反应物量的增加相对应。然而对于垂直缠绕和倾斜缠绕的焰色反应物载体，彩焰出现的时间比圆形线材焰色反应物载体的时间短，尽管前者的焰色反应物载体携带的焰色反应物量大于后者的焰色反应物载体所携带的量。
下面将参照图8和9描述气体打火机的一个例子，打火机中装有由焰色反应物载体2构成的焰色反应件1。
气体打火机10具有储存燃料气的储气本体11 ，储气本体11由合成树脂模压制成，底盖11a与其相接。高压燃气例如异丁烷就储存在储气本体11中。侧壁部11b从储气本体11的顶沿四周向上延伸。装有阀门机构12的阀壳32安装在储气本体11的顶部。阀门机构12具有喷嘴13，储气本体11中的燃气通过此喷嘴喷出。燃烧管18安装在喷嘴13之上，通过喷嘴13喷出的燃气在燃烧管中燃烧。在燃烧管18中，燃气在主空气吸入型内燃系统中燃烧，主空气吸入到该系统中并与燃气在该系统中相混合。
压电元件14布置在阀门机构12的侧面，用于打开阀门机构12使燃气注入并操作压电元件14使燃气点火的控制件15布置在压电元件14的顶部。压电元件14、控制件15和燃烧管18固定在内壳16中，内壳16安装在储气本体11中。用于盖上和打开燃烧管18及控制件15的摆动盖17安装在储气本体11上。即摆动件17a与盖17相固定，通过销钉21枢接在储气本体11上。用于限定盖17的打开和关闭位置的推压件22布置在摆动件17a的下面并受向上的推力使其与摆动件17a的底表面或外表面相对接顶住。
阀门机构12根据喷嘴13的向上运动使燃气排放通道打开并使燃气通过喷嘴13注入。即执行杆19在其中间部分被支撑用于摆动运动，杆19的一端与喷嘴13相连。控制件15上的一个推杆15a根据控制件15的压力推动执行杆19的另一端，这样执行杆19使喷嘴13向上运动将燃气通过喷嘴13排出。将具有预定直径(例如50μm)开口的喷嘴极20(图9)安装在喷嘴13的顶部，喷嘴13的顶端部装入燃烧管18的下端，这样使燃气以高流速注入燃烧管18。
阀门机构12还具有气流调节过滤器23，它保证燃气的注入流量基本上恒定而不随温度变化。调节过滤器23由紧固件24固定到阀门机构12的底部。储气本体中的液态燃气句上通过多孔油芯33向上流动，从过滤器的外周流向过滤器的中心并在此处蒸发。过滤器23由微孔型聚合物泡沫材料制成，它具有通过孔隙相互连通的开式孔和随温度变化膨胀与收缩的闭式孔，这样它可以根据温度变化压缩或膨胀气体通道以便自动调节燃气的流量。
图9中清楚地显示，燃烧管18包括基件25和固定在基体25上并由此向上延伸的燃烧管道26。燃气通道通过基件25在纵向上延伸，喷嘴13的上端部装在基件25的下端部内。在基件25上高于喷嘴13上端部的地方有一对径向相对的主空气孔25a。旋流板27和金属筛网件28安装在基件25的顶部。旋流板27是通过在金属盘上开孔而形成，用于产生湍流气流，促进燃气与主空气的混合。金属筛网件28由金属筛网盘形成，用于防止火焰回流。
控制件15可上下运动，与压电元件14相连的放电极29位于控制件15的侧面，该电极伸入到燃烧管道26内。放电极29由沿燃烧管18侧面延伸的固定件30所固定。
燃烧管18的基件25在主空气孔25a之上的位置与内壳16相连，因此它连同燃烧管道26一道由内壳16固定。将由极29和固定件30装到燃烧管18内，盖31安装在固定件31上用于固定燃烧管18。这些元件的组件与压电元件14和控制件15由内壳16组装到一起。之后将该组件装入储气本体11中，在此简化了打火机的组装步骤。
将上述具有焰色反应物载体2的焰色反应件1安装在燃烧管18中靠近燃烧管道26的上端外。通过将焰色反应件1的固定部分4固定到环形件6上而将焰色反应件安装在与燃烧管道26具有相同直径的环形件6的径向上。载有焰色反应件1的环形件6布置在燃烧管道26的顶部，一盖板件34套在环形件6和燃烧管道26的上端部。由此将环形件6固定在燃烧管道26上并将焰色反应件1支撑在环形管道26的顶部。
当按压控制件15时，控制件15上的推杆15a使执行杆19向上移动喷嘴13，以使燃气通过喷嘴13排出。当燃气由喷嘴13注入时，主空气在燃气流产生的真空下从主气孔25a吸入并与燃气相混合。然后空气-燃气混合物通过防倒流的筛网件28并由旋流极27搅动，之后顺燃烧管道26向上流。
随着控制件15的进一步控压，压电元件14动作将高电压施加给电极29，从而从电极29处产生火花并将空气-燃气混合物点燃。火焰F的一部分在燃烧管道26内靠近其顶部处燃烧。火焰F高温部分的位置取决于主空气-燃料比率和空气-燃气混合物的流速。焰色反应件1最好位于高温部分。
火焰F掠过焰色反应件1燃烧，焰色反应件1与火焰F高温部分接触，并由焰色反应使火焰F变成彩色。
焰色反应件载体2可具有图10所示的环状的焰色反应物保持部分3D。
也就是说，焰色反应物保持部分3D由约一至五圈的环形扁平线材形成，其固定部分4与环形的中心线S垂直。焰色反应物保持部分3D可以是前面提到的任一种形式：平行缠绕、垂直缠绕和倾斜缠绕。
下面将参照图11A至11C描述根据本发明的一个实施例制造包含有焰色反应件载体102和焰色反应物103的焰色反应件101的方法。
焰色反应件101由热阻丝材料形成，如图11C所示，焰色反应物103承载在焰色反应物载体102的线圈状的焰色反应物保持部分102a上。
如图11A所示，首先制备一焰色反应物载体102和焰色反应物成分的模压体104。焰色反应物载体102由热阻丝材料例如镍铬合金丝形成，它包括绕圈状的焰色反应物保持部分102a和位于该保持部分102a的相对端处的线状固定部分102b。模压体104是通过将焰色反应物103的粉末状混合物模压成环状而制得(以后会描述)。
然后将焰色反应物载体102插入环状模压体104的中心开口中，使模压体104被保持部分102a所固定。在这种状态下，将模压体104加热到高于焰色反应成份熔点的温度，这样模压体104熔化，熔化后的混合物通过线丝之间的缝流进保持部分102a的内空间。然后熔化的混合物被固化并被熔结在保持部分102a上。用这种方法形成图11C所示的焰色反应件101。
例如，焰色反应物载体102的保持部分102a这样形成：将直径为0.15mm的镍铬合金线材缠绕成外径为1.1mm，内径为0.8mm，节距为0.3mm，长度为6.4mm的线圈。
焰色反应物104的粉末混合物可包含低熔点玻璃材料。例如，用于蓝绿焰的焰色反应物，粉末混合物可包含与低熔点玻璃原料相混合的CuO、B2O3、Al2O3(作为焰色反应成份)，具体地说就是将70∶20∶10的CuO、B2O3和Al2O3混合物与30％的低熔点玻璃原料相混合。将混合物充入模中，压成环状模压体104。例如模压体104可以是外径为4.0mm、内径为1.2mm、厚度为2.0mm、重量为15mg。
当要将模压体104熔结在保持部分102a上时，将模压体加热至900℃，保持10分钟。
模压体104可具有除环形外的其它形状，如图12A到12C所示。
图12A显示的模压体104A为管状或套状。将焰色反应物载体102的保持部分102a插入模压体104A中并将模压体104A加热。图12B显示的模压体104B为隧道状。将模压体104B放在焰色反应物载体102的保持部分102a上并加热。图12C显示的模压体104c为棒状。将模压体104C插入焰色反应物载体102的保持部分102a中并加热。
当用焰色反应物产生红色火焰时，焰色反应物可包括与30％的低熔点玻璃原料相混合的组分比为40∶50∶10的Li2CO3、SiO2和Al2O3。当用焰色反应物产生桔黄色火焰时，焰色反应物可包括与30％的低熔点玻璃原料相混合的组分比为67∶33的Na2CO3和SiO2。
下面将参照图13A至13C描述根据本发明另一实施例的制造焰色反应件的方法。
在该实施例中，所制造的焰色反应件105包括球状焰色反应物107，如图13C所示，该反应物由焰色反应物载体106的环状焰色反应物保持部分106a所携带，载体106由热阻丝材料形成。
如图13A所示，首先制备一焰色反应物载体106和焰色反应物成分的模压体108。焰色反应物载体106由热阻丝材例如镍铬合金丝形成，它包括环状的焰色反应物保持部分106a和位于该保持部分106a的相对端处的线状固定部分106b，焰色反应物保持部分106a由缠绕成1至5个环的线材形成。模压体108为基本上与上一实施例中所用的相同的环状。焰色反应物107的成份也与上一实施例中所用的相同。
然后将焰色反应物载体106插入环状模压体108的中心开口中使模压体108被保持部分106a所支承。在这种状态下，将模压体108加热至高于焰色反应成分熔点的温度，这样模压体108熔化，熔化后的混合物在表面张力作用下形成环绕保持部分106a的球。而后熔化后的混合物球被固化并熔结在保持部分106a上。用这种方法，形成图13C所示的焰色反应件105。
例如，焰色反应物载体106的保持部分106a这样形成：将直径为0.15mm的镍铬合金线材缠绕两次成外径为1.1mm、内径为0.8mm的环形。
将与上一实施例中所用相同的蓝绿焰色反应物的粉末混合物充入模中，压成环状模压体108。例如模压件可以是外径为3.1mm、内径为1.2mm、厚度为1.5mm、重量为10mg。
当要将模压体108熔结在保持部分106a上时，将模压体加热至900℃、保持10分钟。
模压体108可具有除环状外的其它形状，如图14A至14F所示。图14A至14D所示的模压体108A至108D的形状是：每个模压体至少有一部分能插进焰色反应物载体106的环形保持部分106a中。将各模压体106A至106D的至少一部分插入保持部分106a中时将模压体106A至106D加热。图14E和14F所示的模压体108E和108F的形状是使焰色反应物载体106的固定部分106b能插入模压体中，在固定部分106b插入其中时，将模压体加热。
前面实施例中的模压体在用于焰色反应物载体上之前可经过烧结。
也就是说，通过压制粉末状焰色反应物成份而制得的模压体可以烧结，该过程通过加热至低于成份中所含的玻璃原料熔点(例如750℃)的温度(例如500℃)并持续一预定时间(例如30分钟)而成。烧结后的模压件可利用上述相同的方法而熔结在保持部分上。
通过烧结处理，使模压体强度增加，可防止将模压体置于保持部分上时使其断裂或破碎。例如，将保持部分插入模压体或将模压体插入保持部分中。
下面将描述根据本发明又一实施例的制造焰色反应件的方法，
在该实施例中，将焰色反应物的玻璃成份熔化并将熔化的成份模压成预定形状例如管状、珠状、棒状、球状或类似形状，再将模压体熔结在焰色反应物载体上。
例如，将焰色反应物成份熔化并模压成外径为0.3mm、内径为1.2mm的玻璃管。将玻璃管切成长度为2.0mm的环状模压体。而后将焰色反应物载体的保持部分插入模压体中并将模压体加热至900℃保持10分钟。由此将模压体熔结在保持部分上。
除此之外，还可将焰色反应物的粉末状成份熔化并模压成直径为0.7mm的圆形玻璃棒体。将玻璃棒切成6.0mm的模压体。将模压体插进线圈状保持部分(直径为0.15mm的线材、内径为0.8mm、节距为0.3mm、长度为6.4mm)中并加热至900℃保持10分钟，由此将模压体熔结在保持部分上。
本发明的方法也可适用于上面结合图1至10所描述的焰色反应物载体上，那些载体具有由扁平线材所形成的保持部分。
Claims (16)
1、一种焰色反应物载体，它具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分，其上承载有焰色反应物，其特征在于：
所述的焰色反应物保持部分由缠绕扁平截面的热阻丝材料形成；
其中所述的焰色反应物保持部分是这样形成的：缠绕线材使线材的平直边平行于焰色反应物保持部分所缠绕的中心线。
2、一种焰色反应物载体，它具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分，其上承载有焰色反应物，其特征在于：
所述的焰色反应物保持部分由缠绕扁平截面的热阻丝材料形成；
其中所述的焰色反应物保持部分是通过缠绕线材以使线材的平直边与焰色反应物保持部分所缠绕的中心线垂直而形成的。
3、如权利要求1所述的焰色反应物载体，其中焰色反应物熔结在焰色反应物保持部分上。
4.如权利要求2所述的焰色反应物载体，其中焰色反应物熔结在焰色反应物保持部分上。
5、一种制造用于燃气用具的焰色反应件的方法，焰色反应件包括焰色反应件载体和焰色反应物，载体具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分，该部分由热阻丝材料形成，焰色反应物就承载于保持部分上，其特征在于该方法包括以下步骤：
将所述焰色反应物的粉末成份模压成预定形状的模压体。
在模压体固定到焰色反应物载体的焰色反应物保持部分固定时，加热模压体，
将模压体熔结在焰色反应物保持部分上。
6、如权利要求5所述的方法，其中模压体为环形或管形，在保持部分插入模压体的状态下，使模压体熔结在保持部分上。
7、如权利要求5所述的方法，其中模压体为隧道形，在模压体放在保持部分上的状态下，使模压体熔结在保持部分上。
8、如权利要求5所述的方法，其中模压体为棒形，在该棒插入保持部分的状态下，使模压体熔结在保持部分上。
9、如权利要求5所述的方法，其中在模压体熔结到保持部分上之前先将其烧结。
10、如权利要求5所述的方法，其中焰色反应物载体的焰色反应物保持部分由扁平线材形成。
11、一种制造用于燃气用具的焰色扳应件的方法，焰色反应件包括焰色反应件载体和玻璃质焰色反应物，载体具有线圈状或环状的焰色反应物保持部分，该部分由热阻丝材料形成，玻璃质焰色反应物就承载于保持部分上，其特征在于该方法包括以下步骤：
将所述焰色反应物的玻璃质粉末成份熔化，
将熔化的玻璃质粉末成份模压成预定形状的模压体，例如管状、珠状、棒状、球状或类似形状，
将模压体固定到焰色反应物载体的焰色反应物保持部分旁边时，加热模压体，
将模压体熔结在焰色反应物保持部分上。
12、如权利要求11所述的方法，其中模压体为环形式管形，在保持部分插入模压体的状态下，使模压体熔结在保持部分上。
13、如权利要求11所述的方法，其中模压体为隧道形，在模压体放在保持部分上的状态下，使模压体熔结在保持部分上。
14、如权利要求11所述的方法，其中模压体为棒形，在该棒插入保持部分的状态下，使模压体熔结在保持部分上。
15、如权利要求11所述的方法，其中在模压体熔结到保持部分上之前先将模压体烧结。
16、如权利要求11所述的方法，其中焰色反应物载体的焰色反应物保持部分由扁平线材形成。
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| US6013903A (en) | 2000-01-11 |
| CN1182856A (zh) | 1998-05-27 |
| EP0831274A3 (en) | 2002-03-20 |
| EP0831274A2 (en) | 1998-03-25 |
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