DE19542792C2

DE19542792C2 - Flammenreaktionsteil für Gasverbrennungsvorrichtungen und ein Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE19542792C2
Application number: DE19542792A
Authority: DE
Inventors: Hideo Mifune; Masato Seki; Jun Kashiwagi; Satoshi Komiyama
Original assignee: Tokai Corp
Current assignee: Tokai Corp
Priority date: 1994-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2015-11-17
Also published as: GB9523373D0; GB2295225B; CA2162972C; US5743724A; DE19542792A1; CA2162972A1; GB2295225A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flammenreaktionsteil sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Flammenreaktionsteils für Gasver brennungsvorrichtungen nach dem Oberbegriff des ersten Vorrichtungs anspruches und des ersten Verfahrensanspruches.

Es ist bekannt, in Verbrennungsvorrichtungen wie Kerzen, Feuerzeuge und Fackeln die Verbrennungsflamme mit Flammenreaktionsmaterialien zu färben. Das Färben von Verbrennungsflammen ist wirkungsvoll, um den ästhetischen und dekorativen Wert der Verbrennungsflammen zu steigern. Ebenso ist es wirkungsvoll, für die Sicherheit eine Farbe auf farblose Verbrennungsflammen zu übertragen, insofern daß sie identifiziert werden können. Wenn Flammenreaktionsmaterialien, beispielsweise Salze von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und dergleichen, in einer Flamme erhitzt werden, die durch einen Brenner erzeugt wird, wird die Flamme mit einer Farbe, die für die betrachteten Metalle eigen ist, gefärbt.

Aus der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 60 (1985) - 86761 ist ein Feuerzeug bekannt, welches ein Flammenreaktionsteil mit einem Draht aufweist, der mit Metallsalzen beschichtet ist. Aus der ungeprüften, japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 4 (1992) - 129657 ist ein Feuerzeug bekannt, welches einen Träger umfaßt, auf dem Litiumcarbonatteilchen aufgeschmolzen sind. Der Träger ist bei der Flammöffnung eines Feuerzeuges angeordnet, sodaß die Flamme durch das Flammenreaktionsmaterial gefärbt wird. Aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 64 (1989) - 149970 ist ein Flammenreaktionsteil für ein Feuerzeug bekannt, welches aus einem aus mehreren Adern gewonnen Draht als Träger oder einem spiralförmigen Draht als Träger und einem auf den Träger aufgeschichteten Flammenreaktionsmaterial besteht. Schließlich ist aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 64 (1989) - 212779 ein Flammenreaktionsteil für ein Feuerzeug bekannt, welches einen bendelförmigen Draht als Träger und ein Flammenreaktionsmaterial aufweist, welches auf dem Träger in ein Lösungsmittel mit dem Flammenreaktionsmaterial und . . . . des Flammenreaktionsmaterials an den Träger gefertigt ist. An diesen Flammenreaktionsteilen ist gemeinsam, daß das Flammenreaktionsmaterial bei fertiggestelltem Flammenreaktionsteil freiliegt und nicht genügend fest mit dem Träger verbunden werden kann. Einige Flammenreaktionsmaterialien sind chemisch instabil. Wenn die bekannten Flammenreaktionsteile daher für eine lange Zeit stehengelassen werden, kann die gewünschte Flammenreaktion nicht mehr erhalten werden. Einige Flammenreaktionsmaterialien haben auch keine ausreichende Hitzebeständigkeit, sodaß das Flammenreaktionsmaterial wegen der schnellen Erhitzungs- und Abkühlungszyklen beim Anzünden und Auslöschen der Flammenvorrichtung rissig werden. Die rissig gewordenen Anteile lösen sich von dem Substrat, so daß können verschiedene Anteile der Flamme nicht gefärbt werden können. Ein weiteres Problem besteht darin, daß das Flammenreaktionsmaterial schnell verbraucht wird, so daß es nicht wiederholt oder für eine lange Zeit benutzt werden kann.

Aus der GB 2115134 A ist Flammenreaktionsteil für einen Gasbrenner bekannt, das ein Flammenreaktionsmaterial enthält, welches durch eine Flammenreaktion eine Gasflamme färbt. Das Flammenreaktionsmittel ist ein Salz eines Metall. Auch dieses bekannte Flammenreaktionsteil hat die obengenannten Nachteile.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Flammenreaktionsteil zum Färben einer Flamme für Gasverbrennungsvorrichtungen bereitzustellen, welches gute Farbbildungseigenschaften und eine gute Stabilität hat sowie insbesondere eine beständige Färbung der Flamme ermöglicht und eine gute Hitzestabilität in bezug auf wiederholte Verbrennung und eine lange Lebensdauer in einer Gasverbrennungsvorrichtung hat, ferner soll ein Verfahren zur Herstellung des Flammenreaktionsteiles für Gasverbrennungsvorrichtungen angegeben werden.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patantansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das Flammenreaktionsteil für Gasverbrennungsvorrichtung entsprechend der Erfindung hat stabile chemische Eigenschaften und ist nicht für nachteilige Feuchtigkeitseffekte oder dergleichen anffällig. Folglich kann das erste Flammenreaktionsteil für Gasverbrennungsvorrichtungen entsprechend der Erfindung ständig die Flammenreaktion durchlaufen, kann stabile Farbbildung vorweisen und hat eine gute Stabilität. Das Flammenreaktionsteil für Gasver brennungsvorrichtung entsprechend der Erfindung hat ferner eine hohe Hit zebeständigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit. Auch eine hohe Schmelzverbindungsfestigkeit mit dem Substrat und eine gute Stabilität können erhalten werden. Ebenso kann wegen des geringen Schmelzpunktes die Farbbildung mit dem Flammenreaktionsteil leicht erhalten werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Flammenreaktionsteil mit den einfachen Schritten hergestellt werden. Auch nimmt die geschmolzene Glasverbindung die Form einer sphärischen Gestalt wegen ihrer Oberflächenspannung an und kann mit dem Substrat tauglich schmelzverbunden sein.

Das Flammenreaktionsmittel wird aus einem Oxid oder einem Salz eines Metalles, wie ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall gebildet, welches geeignet ist, eine Flammenreaktion zu durchlaufen. Beispielsweise wird in Fällen, in denen eine blaugrüne Gasflamme erhalten werden soll, CuO als das Flammenreaktionsmittel verwendet. In Fällen, in denen eine karmesinrote Gasflamme erhalten werden soll, wird Li₂CO₃ als das Flammenreaktionsmittel verwendet. In Fällen, in denen die Flammenfarbe von einer orangen Farbe bis zu einer Karmesinfarbe variieren soll, wird ein Gemisch aus ZrO₂ und Li₂CO₃ als Flammenreaktionsmittel verwendet. Verschiedene andere Flammenfarben können durch Auswählen eines Oxides oder eines Salzes von einem Metallelement entsprechend der gewünschten Flammenfarbe erhalten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1A, 1B, und 1C Vorderansichten, die Schritte zur Her stellung einer Ausführungsform des Flammen reaktionsteiles für Gasverbrennungsvorrichtungen ent sprechend der Erfindung zeigen;

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht, die einen Gasanzünder zeigt, der als eine Gasverbrennungsvorrichtung dient, welche mit der Ausführungsform des Flammenreaktions teiles entsprechend der Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht, welche ein Hauptteil des Gasanzünders gezeigt in Fig. 2 zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen Mi schungsverhältnissen in einem Dreistoffmaterial, das in Beispiel 1 verwendet wird, und einem Verglasungs bereich des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Mi schungsverhältnissen in den Dreistoffmaterialien, die in Beispiel 1 verwendet werden, und einer Druckfe stigkeit des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen in dem Dreistoffmaterial, wel ches in Beispiel 1 verwendet wird, und den Farbbil dungseigenschaften des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen des Dreistoffmaterials, welches in Beispiel 1 verwendet wird, und die Haltbarkeit des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 8 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Mi schungsverhältnis des Dreistoffmaterials, welches in Beispiel 1 verwendet wird, und den Ergebnissen eines Daueranzündtestes zeigt, der an dem Dreistoffmaterial durchgeführt wird;

Fig. 9 ein Diagramm, welches einen geeigneten Vermischungs bereich in dem Dreistoffmaterial, welches in Beispiel 1 verwendet wird, zeigt;

Fig. 10 ein Diagramm, welches einen optimalen Vermischungs bereich im Dreistoffmaterial, welches im Beispiel 1 verwendet wird, zeigt;

Fig. 11 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem Mischungsverhältnis einer Glasmasse bezüglich des Dreistoffmaterials, welches im Beispiel 1 verwendet wird, und einer Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmaterials zeigt;

Fig. 12 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Mi schungsverhältnis der Glasmasse in bezug auf das Dreistoffmaterial, welches in Beispiel 1 verwendet wird, und einer Zeitspanne, die vom Anzünden bis zur Farbbildung mit dem Flammenreaktionsmaterial genommen wird, zeigt;

Fig. 13 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Mi schungsverhältnis der Glasmasse in bezug auf das Dreistoffmaterial, welches in Beispiel 1 verwendet wird, und einer wiederholten Farbbildungsstabilität des Flammenreaktionsmaterials zeigt;

Fig. 14 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen Mi schungsverhältnissen in einem Dreistoffmaterial, wel ches in Beispiel 2 verwendet wird, und einem Vergla sungsbereich des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 15 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen des Dreistoffmaterials, welche in Beispiel 2 verwendet werden, und einer Druckfe stigkeit des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 16 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen in dem Dreistoffmaterial, wel ches in Beispiel 2 verwendet wird, und den Farbbil dungseigenschaften des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 17 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Verbindungsverhältnissen in dem Dreistoffmaterial, welches in Beispiel 2 verwendet wird, und die Stabi lität des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 18 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen des Dreistoffmaterials, welches in Beispiel 2 verwendet wird, und den Ergebnissen des Daueranzündtestes, der an dem Dreistoffmaterial durchgeführt wird, zeigt;

Fig. 19 ein Diagramm, welches einen geeigneten Vermischungs bereich in dem Dreistoffmaterial, welches in Beispiel 2 verwendet wird, zeigt;

Fig. 20 ein Diagramm, welches einen optimalen Vermischungs bereich in dem Dreistoffmaterial, welches im Beispiel 2 verwendet wird, zeigt;

Fig. 21 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem Mischungsverhältnis einer Glasmasse mit Bezug auf das Dreistoffmaterial, welches in Beispiel 2 verwendet wird, und einer Druckfestigkeit des Flammenreak tionsmaterials zeigt;

Fig. 22 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Mi schungsverhältnis der Glasmasse mit Bezug auf das Dreistoffmaterial, welches in Beispiel 2 verwendet wird, und einer Zeitspanne, die vom Anzünden bis zur Farbbildung mit dem Flammenreaktionsmaterial genommen wird, zeigt;

Fig. 23 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Mi schungsverhältnis der Glasmasse mit Bezug auf das Dreistoffmaterial, welches im Beispiel 2 verwendet wird, und einer wiederholten Farbbildungsstabilität des Flammenreaktionsmaterials zeigt;

Fig. 24 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen Mi schungsverhältnissen in einem Dreistoffmaterial, wel ches in Beispiel 3 verwendet wird, und einen Vergla sungsbereich des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 25 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Vermischungsmaterial in dem Dreistoffmaterial, wel ches im Beispiel 3 verwendet wird, und einer Druckfe stigkeit des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 26 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen des Dreistoffmaterials, welches im Beispiel 3 verwendet wird, und den Farbbildungsei genschaften des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 27 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen in dem Dreistoffmaterial, wel ches im Beispiel 3 verwendet wird, und der Stabilität des Dreistoffmaterials zeigt;

Fig. 28 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen des Dreistoffmaterials, welches im Beispiel 3 verwendet wird, und den Ergebnissen ei nes Daueranzündtestes, der an dem Dreistoffmaterial durchgeführt wird, zeigt;

Fig. 29 ein Diagramm, welches einen geeigneten Vermischungs bereich in dem Dreistoffmaterial, welches im Beispiel 3 verwendet wird, zeigt; und

Fig. 30 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Mi schungsverhältnissen in dem Dreistoffmaterial, wel ches in Beispiel 3 verwendet wird, und einer Farbbil dungswechselzone des Dreistoffmaterials zeigt.

In der unten beschriebenen Ausführungsform werden Flammen reaktionsteile für einen Gasanzünder verwendet, der als Gas verbrennungsvorrichtung dient. Fig. 1A, 1B und 1C sind Vorderansichten, welche die Schritte zur Herstellung einer Ausführungsform des Flammenreaktionsteiles für Gasverbren nungsvorrichtungen entsprechend der Erfindung zeigen. Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht, welche einen Gasanzünder zeigt, der mit der Ausführungsform des Flammenreaktionsteiles entsprechend der Erfindung ausgestattet ist. Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, welche ein Hauptteil des Gasan zünders, der in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt.

Wie in Fig. 1C dargestellt ist, umfaßt ein Flammenreaktions teil 1 ein Substrat 2, welches aus einem hitzebeständigen Ma terial, wie ein Nickelchromlegierungsdraht (hierin auf den Nichromdraht bezogen) und ein glassphärisch gestaltetes Flam menreaktionsmaterial 3, welches aus einer Glasverbindung ge bildet ist, die mit dem Substrat 2 schmelzverbunden worden ist.

Wie in Fig. 1A dargestellt, hat das Substrat 2 einen ge wickelten Teil 2a, welcher durch zweimaliges Wickeln des mittleren Teils des Nichromdrahtes gebildet wird und lineare Montierungsteile 2b, 2b, welche von den gegenüberliegenden Enden des gewickelten Teils 2a weggehen. Beispielsweise ist der Durchmesser des Nichromdrahtes 0.15 mm und der Wick lungsdurchmesser (der Wicklungsaußendurchmesser) des ge wickelten Teiles 2a ist ungefähr 1.0 mm.

Das Flammenreaktionsteil 3 wird schmelzverbunden mit dem ge wickelten Teil 2a des Substrates 2. Besonders werden Flam menreaktionsteil, welches aus einem Oxid oder einem Salz ei nes Metalles gebildet wird, welches dafür geeignet ist, eine Flammenreaktion zu durchlaufen und ein Schmelzmaterial, wel ches dafür geeignet ist, vermischt und verschmolzen zu sein mit dem Flammenreaktionsmittel und zu Glas geworden ist, mit einander vermischt. Das resultierende Gemisch wird dann ver arbeitet, um ein viskoses flüssigartiges Materialgemisch 3' zu erhalten. Wie in Fig. 1B dargestellt wird, wird das vis kose flüssigartige Materialgemisch 3' auf den gewickelten Teil 2a des Substrates 2a aufgetragen und auf eine Temperatur nicht weniger als dem Schmelzpunkt des Materialgemisches 3' erhitzt. Auf diese Weise wird, wie in Fig. 1C dargestellt wird, das Flammenreaktionsmaterial 3, welches die resultie rende geschmolzene Glasverbindung umfaßt und die Form einer Sphäre wegen ihrer Oberflächenspannung annimmt mit dem Sub strat 2 schmelzverbunden.

Die Elemente, die unten aufgelistet sind, sind als Metallele mente der Flammenreaktionsmittel, welche dafür geeignet sind, Flammenreaktionen zu durchlaufen, bekannt, welche die Flam menfarben, die unten aufgelistet sind, vorweisen.
Karmin. . .Li, Tiefrot. . .Rb, Karmesin. . .Sr, Orangerot. . .Ca, Gelb. . .Na, Gelbgrün. . .Tl, Grüngelb. . .Ba, Mo, Blaugrün. . .Cu, Blau. . .Ga, Hellblau. . .As, Sb, Sn, Pb, PO₄, Indigo. . .In, Blauviolett. . .Cs, Violett. . .K

Oxide oder Salze der oben aufgezählten Metallelemente werden als die Flammenreaktionsmittel verwendet.

Die Schmelzmaterialien werden aus einem Gemisch von einem Oxid oder einem Salz, welches anders ist als das Flam menreaktionsmittel und einem niedrig schmelzenden Glasmate rial gebildet. Alternativ kann das Schmelzmaterial aus nur dem Oxid oder dem Salz ohne dem niedrig schmelzenden Glasma terial, welches hinzugemischt wird, gebildet werden. Als eine andere Alternative kann das Schmelzmaterial aus nur dem nied rig schmelzenden Glasmaterial gebildet werden. Ein Stoff wird als das Oxid oder das Salz, welche andere als das Flammenre aktionsmittel sind, ausgewählt, welches die Eigenschaften des Steigerns der Farbbildungseigenschaften des Flammenreaktions mittels, die Eigenschaften zum Verbessern der Hitzebeständig keitsfestigkeit und dergleichen hat Beispielsweise wird min destens eines von B₂O₃, Al₂O₃, SiO₂ und ZrO₂ als das Oxid oder das Salz, welches anders als das Flammenreaktionsmittel ist, verwendet. Mischungsbeispiele der Schmelzmaterialien werden später in Beispielen 1, 2, 3 und 4 beschrieben.

Das niedrig schmelzende Glasmaterial, welches oben beschrie ben ist, wird aus pulverartigen Glasmassen für das Haftvermö gen ausgewählt, welches nicht ungünstig die Flammenreaktion beeinflußt und welches einen niedrigen Schmelzpunkt hat. Bei spiele für die Verbindungen der Glasmassen werden in der fol genden Tabelle 1 aufgelistet.

Tabelle 1

Die niedrig schmelzenden Glasmaterialien (hierin als die Glasmasse bezeichnet), die in Tabelle 1 oben selber aufge listet sind, durchlaufen schwache Flammenreaktionen. Die Nr. 1 Glasmasse bildet eine helle violette Flammenfarbe, die Nr. 2 Glasmasse bildet eine helle orange Flammenfarbe, und die Nr. 3 Glasmasse bildet eine orange Flammenfarbe. In Fällen wo die Flammenfarbe, die durch die Glasmasse gebildet wird, nicht die gewünschte Flammenfarbe, die durch das Flammenreak tionsmittel gebildet wird, blockiert, wird die Glasmasse mit dem Flammenreaktionsmaterial 3 vermischt, um die Festigkeit des Flammenreaktionsmaterials 3 zu steigern und um die prak tische Funktion des Flammenreaktionsteiles 1 zu verbessern. In Fällen, wo die Flammenfarbe, die durch die Glasmasse ge bildet wird, die gewünschte Flammenfarbe die durch das Flam menreaktionsmittel gebildet wird, blockiert, wird eine ge eignete Glasmasse, die eine unterscheidende Verbindung hat, ausgewählt. In Fällen, wo solch eine geeignete Verbindung ei ner Glasmasse nicht zusammengestellt werden kann, wird keine Glasmasse mit dem Flammenreaktionsmaterial 3 vermischt und das Flammenreaktionsmaterial 3 wird nur durch das oben er wähnte Flammenreaktionsmittel und das oben erwähnte Oxid oder das Salz, welche andere als das Flammenreaktionsmittel sind, gebildet.

Eine Glasmasse, die einen vergleichsweise hohen Schmelzpunkt wie die Nr. 3 Glasmasse hat, hat die Eigenschaften, daß sie dauerhaft das Flammenreaktionsmaterial 3 mit dem Substrat 2 schmelzverbindet.

In einem Verfahren zur Herstellung des Flammenreaktionsteiles 1 werden das Pulver des Flammenreaktionsmittels und das Pul ver des Schmelzmaterials miteinander vermischt und ein Binde mittel wird zu dem Pulvergemisch hinzugefügt, um ein viskoses Materialgemisch 3' zu erhalten. Ein festgelegter Betrag an viskose Materialgemisch 3' wird auf den gewickelten Teil 2a des Substrates 2 aufgetragen, bei normalen Temperaturen ge trocknet und danach erhitzt und z. B. bei 300°C für 15 Minuten gehalten. Durch den Heizschritt wird das Bindemittel besei tigt. Als weiteres wird das Materialgemisch 3' erhitzt und bei einer Temperatur nicht weniger als sein Schmelzpunkt, z. B. bei 800°C für 30 Minuten gebrannt. In dem Brennungs schritt wird das Materialgemisch 3', welches auf den gewic kelten Teil 2a aufgetragen worden ist, geschmolzen und wird zu Glas und nimmt die Form einer Sphäre wegen der Oberflä chenspannung an, die das gewickelte Teil 2a und das Gebiet innerhalb des gewickelten Teiles 2a bedeckt. Das Materialge misch 3', welches somit gebrannt worden ist, wird gekühlt und verfestigt sich. Auf diese Art wird das glassphärischartige Flammenreaktionsmaterial 3 mit dem Substrat 2 schmelzverbun den.

Der Aufbau des Gasanzünders, in welchem das Flammenreaktions teil 1 verwendet wird, wird im Anschluß mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschrieben werden.

Ein Gasanzünder 10 ist mit einem Tankkörper 11 ausgestattet, welcher Brenngas speichert und in dem unteren Teil des Gasan zünders 10 angeordnet ist. Der Tankkörper 11 ist durch Formen eines Kunstharzes erschaffen worden. Ein Bodendeckel 11a ist an das Bodenteil des Tankkörpers 11 angepaßt und ein Hochdruckbrenngas, wie Butangas wird in dem Tankkörper 11 ge speichert. Eine Seitenwand 11b ist integral an der oberen Umfangsoberfläche des Tankkörpers 11 geformt. Ein Ventilme chanismus 12, welcher mit einer Düse 13 zum Ausstoßen des Brenngases ausgestattet ist, wird in einem Ventilgehäuse 32 untergebracht. Das Ventilgehäuse 32, in welchem der Ventilme chanismus 12 untergebracht ist, wird in ein oberes Ende des Tankkörpers 11 eingepaßt. Ein Verbrennungszylinder 18, in welchem das Brenngas, welches von der Düse 13 eingespritzt worden ist, verbrannt wird, ist über der Düse 13 angeordnet. Der Verbrennungszylinder 18 ist vom eingebauten Verbrennungs typ, in welchem die Primärluft in das Brenngas gemischt wird, so daß das Brenngas bei hohen Temperaturen perfekt brennen kann. Als ein Ergebnis, wird eine farblose (oder hellblaue) Verbrennungsflamme hergestellt und gute Flammenreaktionsef fekte können erhalten werden.

Eine piezoelektrische Einheit 14 ist entlang einer Seite des Ventilmechanismuses 12 angeordnet. Ein Funktionsteil 15 ist am oberen Ende der piezoelektrischen Einheit 14 angeordnet. Das Funktionsteil 15 betreibt den Ventilmechanismus 12, um das Brenngas von der Düse 13 einzuspritzen und betreibt die piezoelektrische Einheit 14, um das Brenngas anzuzünden, wel ches von der Düse 13 eingespritzt worden ist. Die piezoelek trische Einheit 14, das Funktionsteil 15, und der Verbren nungszylinder 18 werden durch ein Innengehäuse 16 gestützt und mit dem Tankkörper 11 verbunden.

Ein ansteigender-abfallender Typ von Deckel 17 öffnet und schließt den oberen Teil des Verbrennungszylinders 18 und das Gebiet oberhalb des Funktionsteiles 15. Ein Hebelteil 17a wird durch den Deckel 17 gesichert und schwenkbar an dem Tankkörper 11 durch einen Stift 21 gehalten. Ein aufwärts stoßendes Teil 22 wird so aufwärts getrieben, daß es in Kon takt mit einem der zwei Oberflächen des Hebelteils 17a kommen kann, um den Deckel 17 in der geöffneten Position oder der geschlossenen Position zu halten.

In dem Ventilmechanismus 12 wird ein Brenngas plus Pfad durch eine Aufwärtsbewegung der Düse 13 geöffnet und das Brenngas wird von einem oberen Ende der Düse 13 eingeschweißt. Ein L- geformter Einrückhebel 19 ist so angeordnet, daß sein eines Ende mit der Düse 13 angekuppelt werden kann. Der Einrückhe bel 19 wird gelenkig gelagert durch einen Hebeldrehpunkt, der an einem Zwischenteil des Einrückhebels 19 angeordnet ist. Ein Funktionsteil an dem anderen Ende des Einrückhebels 19 kommt mit einem Hebeldrückteil 15a des Funktionsteiles 15 in Kontakt und wird dadurch gedreht. Auf diese Weise löst der Einrückhebel 19 aus und hört das Einspritzen des Brenngases von der Düse 13 auf. Ein Düsenboden 20, welcher in Fig. 3 gezeigt wird und ein Loch hat, welches einen festgelegten Durchmesser (z. B. 50 µm) hat, wird an dem oberen Ende der Düse 13 angeordnet. Der Düsenboden 20 wird in dem Boden des Verbrennungszylinders 18 eingepaßt und das Brenngas wird schnell in den Verbrennungszylinder 18 eingespritzt.

Ebenso wird der Ventilmechanismus 12 mit einer Gasdurchfluß geschwindigkeit ausgestattet, die durch Filter 23 eingestellt wird, welcher so einstellt, daß der Betrag des Brenngases eingespritzt wird ungefährt bei einem festgelegten Wert ge halten werden kann, auch wenn die Temperatur wechselt. Die Gasdurchflußgeschwindigkeit, die durch Filter 23 eingestellt wird, wird in einem Druckstadium am Boden des Ventilmechanis muses 12 durch einen bolzenartigen Rahmen 24 angeordnet. Das flüssige Brenngas, welches sich durch den porösen Kern 32 be wegt hat, fließt radial von der Außenperipherie der Gasdurch flußgeschwindigkeit, die durch den Filter 23 eingestellt wird, zu dem Zentrum der Gasdurchflußgeschwindigkeit, die durch den Filter 23 eingestellt wird und wird somit bedampft. Die Gasdurchflußgeschwindigkeit, die durch den Filter 23 ein gestellt wird, wird durch ein Mikrozellenpolymer kaum gebil det, eher offene Zellen umfaßt, welche eine die andere durch Mikroporen einen Kontaktpunkt informiert und somit einen Gas durchflußweg ausstellt und geschlossene Zellen, welche sich mit einem Temperaturwechsel ausziehen oder zusammenziehen und dadurch den Gasdurchflußweg komprimieren oder vergrößern. Die Gasdurchflußgeschwindigkeit, die durch Filter 23 eingestellt wird, hat die Wirkung des automatischen Einstellens der Gasdurchflußgeschwindigkeit in bezug auf einen Temperaturwechsel.

Wie auch in Fig. 3 dargestellt wird, umfaßt der Verbren nungszylinder 18 ein Basisteil 25, welches an der Basis des Verbrennungszylinders 18 angeordnet ist und ein Verbrennungs rohr 26, welches durch das Basisteil 25 gesichert wird und sich aufwärts ausdehnt. Das Basisteil 25 hat einen Gasdurch flußweg, welcher sich durch den Zentrumsteil des Basisteiles 25 ausdehnt. Das Bodenende des Basisteiles 25 ist auf das obere Ende der Düse 13 angepaßt. Ein radial ausgedehntes Pri märluftloch 25a öffnet auf gegenüberliegenden Seiten des Ba sisteiles 25 und an einer Position über dem Bodenende des Ba sisteiles 25.

Eine Wirbelströmungsplatte 27 und ein Metallgitterteil 28 sind auf dem oberen Ende des Basisteiles 25 plaziert. Die Wirbelströmungsplatte 27 ist aus einer Metallscheibe gebil det, die Öffnungen hat. Die Wirbelströmungsplatte stellt einen turbulenten Durchfluß des Brenngasflusses her und stei gert dadurch das Vermischen des Brenngases mit der Primär luft. Das Metallgitterteil 28 wird aus kreisförmigem Drahtge webe gebildet und verhindert einen Rückfluß der Flamme.

Das Funktionsteil 15 wird durch das Zugehörigsein zu der pie zoelektrischen Einheit gestützt insofern, daß das Funktions teil 15 abwärts gleiten kann. Eine elektrische Entladungs elektrode 29, welche mit der piezoelektrischen Einheit 14 verbunden ist, wird entlang einer Seite des Funktionsteiles 15 angeordnet. Die elektrische Entladungselektrode 29 wird durch einen Elektrodenhalter 30 gehalten, welcher sich ent lang der Seitenwand des Verbrennungsrohres 26 ausdehnt, so daß ein Ende der elektrischen Entladungselektrode 29 zu dem Gebiet innerhalb des Verbrennungsrohres 26 schaut. Ein Außen peripherieteil des Basisteiles 25 des Verbrennungszylinders 18, dessen Teil über dem Primärluftloch 25a angeordnet ist, wird durch das Innengehäuse 16 eingefaßt und gestützt. Das Basisteil 25 wird somit zusammen mit dem Verbrennungsrohr 26 gestützt. Der Verbrennungszylinder 18 ist mit der elektri schen Entladungselektrode 29 und dem Elektrodenhalter 30 ver einigt und ein Deckel 31 ist an der Außenseite des Elektro denhalters 30 angeordnet. Der Verbrennungszylinder 18 ist auf diese Weise gesichert. Diese Teile sind mit der piezoelektri schen Einheit 14 und dem Funktionsteil 15 durch das Innenge häuse 16 zusammengesetzt. Die Zusammensetzung ist durch den Tankkörper 11 zusammengesetzt. Deshalb kann die zusammenset zende Arbeit einfach gehalten werden.

Das Flammenreaktionsteil 1 ist in der Nähe des oberen Endes des Verbrennungsrohres 26 des Verbrennungszylinders 18 ange ordnet. Die Anschlußteile 2b, 2b, die sich von den gegensei tigen Enden des gewickelten Teiles 2a des Flammenreaktions teiles 1 ausdehnen, sind durch ein ringförmiges Teil 6 gesi chert, welches die gleiche Gestalt wie die Gestalt des Ver brennungsrohres 26 hat und das Katalysatorteil 1 ist radial in dem ringförmigen Teil 6 angeordnet. Das ringförmige Teil 6 ist an dem oberen Ende des Verbrennungsrohres 26 angeordnet und eine Abdeckung ist auf die Außenperipherie des ringförmi gen Teiles 6 und die Außenperipherie des Verbrennungsrohres 26 aufgesetzt. Auf diese Weise ist das Flammenreaktionsteil 1 an der Öffnung des Feuerauslasses an dem oberen Ende des Ver brennungsrohres 26 angeordnet.

In dem Gasanzünder 10, der in der Weise wie oben beschrieben, konstruiert ist, veranlaßt das Hebeldruckstück 15a des Funk tionsteiles 15 den Einrückhebel 19 sich zu drehen, wenn die Abdeckung 17 geöffnet wird und das Funktionsteil 15 herunter gedrückt wird. Die Düse 13 wird somit durch den Einrückhebel 19 nach oben bewegt. Als sein Ergebnis wird das Brenngas von der Düse 13 eingespritzt. Die Primärluft wird durch das Pri märluftloch 25a eingeführt, welches sich durch die Seitenwand des Basisteiles 25 des Verbrennungszylinders 18 öffnet durch die Wirkungen eines negativen Druckes, welcher durch die Durchflußschnelligkeit der Durchflußgeschwindigkeit des Brenngases hergestellt wird, welche von der Düse 13 einge spritzt wird. Die Primärluft, die von dem Primärluftloch 5 eingeführt worden ist, wird mit dem eingespritzten Brenngas vermischt. Primärluft und das Brenngas laufen durch das Me tallgitterteil 28, um einen Rückfluß der Flamme zu verhindern und danach werden sie durch die Wirbelströmungsplatte 27 auf gerührt und miteinander vermischt. Das resultierende ge mischte Gas fließt aufwärts in das Verbrennungsrohr 26.

Wenn das Funktionsteil 15 noch weiter heruntergedrückt wird, wird die piezoelektrische Einheit 14 durch das Funktionsteil 15 eingeschaltet. Auf diese Weise wird eine Hochspannung für elektrische Entladung auf die elektrische Entladungselektrode 29 angewendet, eine Entladung wird veranlaßt, aufzutreten, und das gemischte Gas wird gezündet. Als sein Ergebnis brennt das luftgemischte Gas, bewegt sich aufwärts, durchläuft das Flammenreaktionsteil 1 und läuft von dem Verbrennungszylinder 18 zu der Außenseite. Das gemischte Gas, welches sich von dem Verbrennungszylinder 18 nach oben bewegt, wird mit Zweitluft an dem oberen Ende des Verbrennungszylinders vermischt und durchläuft eine perfekte Verbrennung.

Zu dieser Zeit tritt die Verbrennung des gemischten Gases we gen der Beziehung zwischen der Verbrennungsgeschwindigkeit des gemischten Gases und der Aufwärtsdurchflußgeschwindigkeit des gemischten Gases so auf, daß obwohl das gemischte Gas in der Innenzone des oberen Endes des Verbrennungszylinders 18 verbrannt wird, das gemischte Gas zusammen mit einem nicht brennenden Gasdurchfluß in dieser Zone vorhanden ist. Ebenso, obwohl die Temperatur der Zone in der Nähe des Flammenreak tionsteiles 1 wegen der Hitze der Verbrennung ansteigt, wird diese Zone eine unvollkommene Verbrennungszone, welche eine reduzierende Atmosphäre hat. Wenn das gemischte Gas an dem oberen Ende des Verbrennungszylinders 18 ankommt, wird der Verbrennungsgasdurchfluß in der Außenluft verteilt und zur gleichen Zeit wird die Zweitluft in das gemischte Gas ver mischt. Deshalb wird in diesem Augenblick das gemischte Gas perfekt verbrannt, die Temperatur steigt scharf von der Tem peratur der Zone innerhalb des oberen Endes des Verbrennungs zylinders 18 an und die Verbrennung wird weitergeführt.

Das Flammenreaktionsmaterial 3 des Flammenreaktionsteiles 1 umfaßt die Glasverbindung, welche das Material beinhaltet, das einen niedrigen Schmelzpunkt hat, der innerhalb des Be reiches von ungefähr 600°C bis ungefähr 1200°C fällt. Deshalb wird, wenn das Gas gezündet wird, in dem Anzünder 10 das Flammenreaktionsmaterial 3 geschmolzen, während die Tempera tur steigt. Wie oben beschrieben, enthält das Flammenreak tionsmaterial 3 das Oxid oder das Salz des Metalles, welches als das Flammenreaktionsmittel dient und das Oxid oder das Salz, welches die Glasverbindung bildet. Die Tätigkeit der Moleküle wird aktiv, während die Temperatur steigt, das Flam menreaktionsmittel wird durch die reduzierende Atmosphäre der Gasflamme reduziert und die Metallatome werden somit losge löst und gestreut. Die gestreuten Metallatome werden aufwärts zusammen mit dem Gasdurchfluß bewegt in die perfekte Verbren nungsflamme getragen und auf eine hohe Temperatur in der per fekten Verbrennungsflamme erhitzt. Als ein Ergebnis werden die Metallatome angeregt, ein Linienspektrum zu produzieren, das eine Wellenlänge inhärent zu dem Metall hat und dadurch eine Farbe bildet. Auf diese Weise wird die Gasflamme ge färbt.

Vom Gesichtspunkt der Vermeidung des Brechens oder derglei chen sollte das Flammenreaktionsteil 1 bevorzugt an einer Po sition weiter innerhalb von dem oberen Ende des Verbrennungszylinders 18 angeordnet werden. Das Flammenreak tionsteil 1 sollte an einer Position in der Zone angeordnet werden. Das Flammenreaktionsteil 1 sollte an einer Position in der Zone angeordnet werden, welche die reduzierende Atmo sphäre wird und in welcher die Temperatur schnell steigt ent sprechend der Temperaturverteilung der Gasflamme.

Die Erfindung wird weiter dargestellt werden durch die fol genden nicht begrenzbaren Beispiele.

Beispiel 1

Das Flammenreaktionsteil 1, welches in diesem Beispiel ver wendet wird, wurde gebildet, um eine blaugrüne Farbe zu bil den. Das Metallelement in dem Flammenreaktionsmaterial 3 des Flammenreaktionsteiles 1 war geeignet, eine Flammenreaktion zu durchlaufen und war Cu und Kupferoxid CuO wurde als das Flammenreaktionsmittel verwendet. Als ein Teil des geschmol zenen Materials zum Bilden einer stabilen Glasverbindung, die das Flammenreaktionsmittel enthält (z. B. das Metalloxid) wurde Boroxid B₂O₃ und Aluminiumoxid Al₂O₃, welche nicht die Flammenfarbe, die durch Kupfer gebildet wird, blockieren, ausgewählt. Diese Bestandteile wurden zusammen vermischt in Verhältnisse, die innerhalb eines festgelegten Bereiches (welcher später beschrieben wird) fallen und ein CuO-B₂O₃- Al₂O₃ Dreistoffmaterial wurde dadurch erhalten.

Auch wurde als ein Teil des Schmelzmaterials zum Erhalten der Glasverbindung ein niedrig schmelzendes Glasmaterial hinzuge fügt. Die Nr. 2 Glasmasse, die in der Tabelle 1 oben aufgeli stet ist, welche die Verbindung von SiO₂-ZnO-B₂O₃ und einen Schmelzpunkt von 750°C hat, wurde als das niedrig schmelzende Glasmaterial ausgewählt. Die Glasmasse wurde in einem Ver hältnis von 30 Gew.-% bezüglich des Dreistoffmaterials hin zugefügt. Eine 5%ige wässrige Lösung eines Poly vinylalkohols, der als ein Bindemittel dient, wurde zu dem resultierenden gemischten Pulver hinzugefügt. Das so erhal tene Gemisch wurde durchgeknetet und ein viskoses flüssigar tiges Materialgemisch wurde dadurch erhalten. Ein festge legter Betrag an viskosem flüssigartigem Materialgemisch wurde dann auf das gewünschte Teil 2a des Substrates 2 aufge tragen. Das Materialgemisch, welches auf das gewickelte Teil 2a des Substrates 2 aufgetragen worden ist, wurde bei norma len Temperaturen getrocknet, in einen Heizofen gelegt und bei einer Temperatur von 300°C 15 Minuten gehalten. Auf diese Weise wurde das Bindemittel thermisch zerlegt und entfernt. Danach wurde die Temperatur noch weiter gesteigert und das Materialgemisch wurde erhitzt und bei 800°C für 30 Minuten gebrannt. Der Schmelzpunkt des Materialgemischs war ungefähr 750°C und deshalb wurde das Materialgemisch geschmolzen als es auf die Temperatur über seinen Schmelzpunkt erhitzt worden ist. Das Materialgemisch, welches somit geschmolzen worden ist, nahm die Form einer Sphäre wegen seiner Oberflächenspan nung an. Nachdem es gekühlt worden ist, bildete das Material gemisch eine Glasverbindung und das Flammenreaktionsmaterial 3 wurde dadurch mit dem Substrat 2 schmelzverbunden.

Besonders als das Flammenreaktionsteil 1 in den tatsächlichen Gasanzünder 10 eingebaut werden sollte, wurden 0,3 g and CuO, 0,28 g an B₂O₃ und 0,12 g an Al₂O₃ miteinander vermischt und 0.4 g an SiO₂-ZnO-B₂O₃ Glasmasse, die oben beschrieben wurde, wurde mit dem resultierenden Gemisch vermischt. Danaach 1,5 g der 5%igen wässrigen Lösung des Polyvinylalkohols wurde zu dem gemischten Pulver hinzugefügt, das somit erhalten worden ist und das resultierende Gemisch wurde aufgerührt, um das viskoseflüssigartige Materialgemisch zu bilden. Das visko seflüssigartige Materialgemisch wurde auf das gewundene Teil 2a des Substrates 2 angewendet wie in Fig. 1a gezeigt. Das viskoseflüssigartige Materialgemisch, welches auf das gewun dene Teil 2a angewendet worden ist, wurde bei normalen Tempe raturen getrocknet und dann wurde der Polyvinylalkohol her ausgebrannt und durch Erhitzen des Materialgemischs auf 300° C für 15 Minuten beseitigt. Das Materialgemisch wurde dann bei 800°C für 30 Minuten gebrannt und wurde dadurch mit dem Substrat 2 schmelzverbunden.

Die Mischungsverhältnisse, die oben beschrieben wurden, waren typische Beispiele für geeignete Bedingungen. In ver schiedenen Experimenten, die durchgeführt wurden, wurden die Mischungsverhältnisse in dem CuO-B₂O₃-Al₂O₃ Dreistoffmaterial unterschiedlich gewechselt und verschiedene Proben des Flam menreaktionsteiles 1 wurden dadurch erhalten. Jede der Proben des Flammenreaktionsteiles 1 wurde in dem Gasanzünder 10, der in der Fig. 2 gezeigt ist, eingebaut und die Eigenschaften des Flammenreaktionsteiles 1 wurden bestimmt. Die unten be schriebenen Ergebnisse wurden erhalten. Von den zu erhalten den Ergebnissen wurde ein ungefährer Bereich der Mischungs verhältnisse herausgefunden. Die Eigenschaften, die für das Flammenreaktionsteil 1 erforderlich sind, um in den Gasanzün der 10 eingespannt zu werden, beinhalten solche Eigenschaften wie die Farbbildung der Gasflamme sollte schnell nach dem An zünden des Gases auftreten und das Flammenreaktionsteil 1 sollte eine Festigkeit und Stabilität haben, die thermischen Wechseln während wiederholter Anzündabläufe geeignet sind, standzuhalten. Die unten beschriebenen Tests wurden durchge führt, um solche Eigenschaften zu bestimmen.

1. Verglasungstest

Der Verglasungstest wurde durchgeführt, um zu untersuchen, ob das Flammenreaktionsmaterial 3 bei niedrigen Temperaturen leicht zu Glas werden könnte oder nicht.

Im speziellen wurden die Mischungsverhältnisse in dem oben beschriebenen Dreistoffmaterial unterschiedlich verändert und 30% der oben erwähnten Nr. 2 Glasmasse wurden mit jeder der Dreistoffmaterialien vermischt. Das Bindemittel wurde dann hinzugefügt und viskose flüssigartiges Materialgemisch wurden dadurch erhalten. Jedes des viskose flüssigartigen Material gemisches wurde dann auf das Substrat 2 aufgetragen, bei Nor maltemperatur getrocknet und bei 300°C für 15 Minuten in ei nem Heizofen wärmebehandelt. Danach wurde das Materialgemisch bei 800°C für 30 Minuten gebrannt und das Flammenreaktionsma terial 2 wurde dadurch mit dem Substrat 2 schmelzverbunden. Auf diese Weise wurden verschiedene Proben des Flammenreakti onsteiles 1 erhalten. Zur gleichen Zeit wurde das Stadium des Schmelzverbindens von dem Flammenreaktionsmaterial 3 mit dem Substrat 2 visuell beurteilt. Die Ergebnisse, die in Fig. 4 gezeigt sind, wurden erhalten. In Fällen, wo das Flammenreak tionsmaterial 3 in einer sphärischen Gestalt mit dem Substrat 2 schmelzverbunden wurde, wurde geurteilt, daß das Flammenre aktionsmaterial 3 perfekt zu Glas geworden ist. In Fällen, wo das Flammenreaktionsmaterial 3 in einem festen Stadium war, wurde geurteilt, daß das Flammenreaktionsmaterial 3 annähernd zu Glas geworden ist.

In Fig. 4 und solche, die derjenige folgen, welche die Mi schungsverhältnisse zeigen, sind die Mischungsverhältnisse der Stoffe, die an dem Scheitelpunkt angezeigt werden, ausge druckt, so daß die gegenüberliegende Seiten 0% darstellt und der Scheitel 100% darstellt. Die Linien parallel zu den ge genüberliegenden Seiten stellen die Gradeinteilung in Inter vallen von 10% dar.

2. Druckfestigkeitstest

Der Druckfestigkeitstest wurde durchgeführt, um zu untersu chen, ob die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmaterials 2, welches mit dem Substrat 2 schmelzverbunden worden ist, hoch oder nicht hoch war. Im speziellen wurde jede Probe des Flam menreaktionsteiles 1, welches durch den oben erwähnten Ver glasungstest vorbereitet worden war, in einen Drucktest ge setzt und eine Belastung wurde auf das Flammenreaktionsmate rial 3 der Probe in Richtung des Druckes angewendet. Die Be lastung wurde immer ein bißchen mehr vergrößert und der Bela stungswert bei welchem das Flammenreaktionsmaterial gebrochen ist, wurde herausgeschrieben und als die Druckfestigkeit ge nommen. Die Ergebnisse, die in Fig. 5 gezeigt sind, wurden erhalten. Um das Flammenreaktionsmaterial 3 zufriedenstellend in einem Gasanzünder zu benutzen, ist es hinreichend, daß die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmaterials 3 mindestens 5 kg ist, bevor es einem Stabilitätstest unterworfen wird, wel cher später beschrieben wird. Die Druckfestigkeit des Flam menreaktionsmaterials 3 sollte bevorzugt mindestens 10 kg sein, bevor es dem Stabilitätstest unterworfen wird. Bei spiele für die gemessenen Werte der Druckfestigkeiten sind unten gezeigt.
CuO: 20%, B₂O₃: 70%, Al₂O₃: 10% . . . 15,3 kg
CuO: 10%, B₂O₃: 90%, Al₂O₃: 0% . . . 8,9 kg
CuO: 30%, B₂O₃: 20%, Al₂O₃: 50% . . . 3,6 kg

3. Farbbildungstest

Der Farbbildungstest wurde durchgeführt, um zu untersuchen, ob eine ursprünglich gewünschte Farbe gebildet oder nicht ge bildet worden ist. Besonders wurde jede Probe des Flammenre aktionsteiles 1, welches durch den oben erwähnten Vergla sungstest vorbereitet worden war, in den Gasanzünder 10 ein gespannt. Das Gas wurde in dem Gasanzünder 10 angezündet und der Grad der Farbbildung wurde visuell beurteilt. Die Ergeb nisse, die in Fig. 6 gezeigt sind, wurden erhalten. Die Zone, in welcher die Farbe tiefklar gebildet worden ist, war die optimale Zone. Gute Resultate wurden in der Zone erhal ten, in welcher die Farbe normal gebildet worden ist. Die Zone, in welcher die Farbe hell gebildet worden ist (oder sehr hell), war genauso hinreichend anwendbar.

4. Stabilitätstest

In dem Haltbarkeitstest wurde der Anzündablauf wiederholt und es wurde untersucht, ob die Probe mindestens der Anzahl der Anzündabläufe, die für den Gasanzünder erforderlich sind, standhalten konnte oder nicht. Im speziellen wurde die Probe in den Gasanzünder 10 eingespannt. Die Anzahl der An zündabläufe während welcher die Farbe zumindest normal gebil det worden ist, wurde gezählt. Die Ergebnisse, die in Fig. 7 gezeigt sind, wurden erhalten.

5. Daueranzündtest

In dem Daueranzündtest wurde das Gas für eine lange Zeit durchgehend verbrannt und es wurde untersucht, ob die Flam menfarbe wechselte oder nicht wechselte. Besonders wurde die Probe in den Gasanzünder 10 eingespannt und das Gas wurde durchgehend für 30 Sekunden verbrannt. Während dieser Zeit wurde visuell untersucht, ob die Flammenfarbe wechselte oder nicht wechselte. Die Ergebnisse, die in Fig. 8 gezeigt sind, wurden erhalten.

6. Feuchtigkeitsabsorptionstest

Der Feuchtigkeitsabsorptionstest wurde durchgeführt, um zu untersuchen, ob eine Verschlechterung der Probe aufgrund der Feuchtigkeitsabsorption auftrat oder nicht, wenn die Probe in der Atmosphäre stehengelassen wurde. Besonders wurde die Probe für 24 Stunden in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 50°C und einer Feuchtigkeit von 80% stehengelassen und Verschlechterung der Probe wurde untersucht. Was die Proben betrifft, die das zu Glas gewordene Flammenreaktionsmaterial 3 haben, wurden keine Ungewöhnlichkeiten gefunden.

Von den Ergebnissen der verschiedenen Tests, die oben be schrieben sind, wurde herausgefunden, daß in der Verglasungs zone eine hohe Druckfestigkeit erhalten werden kann. Genauso wurde herausgefunden, daß die gute Farbbildungszone und die hohe Stabilitätszone ungefährt mit der Verglasungszone und der hohen Druckfestigkeitszone zusammenfallen. Diese Zonen sind so, daß CuO mindestens mit einem bestimmten Betrag ent halten ist, der Betrag an vermischtem B₂O₃ hoch ist und der Betrag an vermischtem Al₂O₃ vergleichsweise klein ist. Fig. 9 zeigt den Verbindungsbereich, welcher als ein Ganzes ge eignet ist und den Verbindungsbereich, welcher als ein Ganzes optimal ist.

Wenn der optimale Bereich, der in Fig. 9 gezeigt ist, annä hernd dargestellt wird, wird der Bereich, der in Fig. 10 ge zeigt ist, erhalten, welcher durch einen Punkt A (CuO: 10%, B₂O₃: 90%, Al₂O₃: 0%), einen Punkt B (CuO: 10%, B₂O₃: 70 %, Al₂O₃: 20%), einen Punkt C (CuO: 20%, B₂O₃: 50%, Al₂O₃: 30%), einen Punkt D (CuO: 50%, B₂O₃: 20%, Al₂O₃: 30%), einen Punkt E (CuO: 65%, B₂O₃: 20% Al₂O₃: 15%), einen Punkt F (CuO: 65%, B₂O₃: 25%, Al₂O₃: 10%), und einen Punkt G (CuO: 50%, B₂O₃: 50%, Al₂O₃: 0%) eingefaßt ist. In dem oben erwähnten CuO-B₂O₃-Al₂O₃ Dreistoffmaterial sollten die Mischungsverhältnisse von CuO, B₂O₃ und Al₂O₃ bevorzugt in nerhalb des Bereiches, der in Fig. 10 gezeigt ist, fallen.

Ein Test wurde als weiteres durchgeführt, um die Effekte des Mischungsverhältnisses der Glasmasse in bezug auf das oben erwähnte Dreistoffmaterial zu untersuchen. In diesem Test wurde als ein Beispiel für die optimale Verbindung des Drei stoffmaterials die Verbindung von CuO: 20%, B₂O₃: 70%, und Al₂O₃: 10% verwendet. Diese Verwendung fällt mit einem Punkt P₁, der in Fig. 9 gezeigt ist, zusammen. Die Nr. 2 niedrig schmelzende Glasmasse, die in Tabelle 1 oben aufgelistet ist, wurde zu dem Dreistoffmaterial in verschiedenen Mischungsver hältnissen von 0% bis 100% hinzugefügt. Die Proben des Flammenreaktionsteiles 1 wurden in selbiger Weise vorbereitet wie in der des oben erwähnten Verglasungstestes und die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmaterials 3 von jeder Probe wurde gemessen. Die Ergebnisse, die in Fig. 11 gezeigt sind, wurden erhalten. Genauso wurde jede Probe in den Gasan zünder 10 eingespannt, der Stabilitätstest für 600 An zündabläufe wurde durchgeführt und dann die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmaterials 3 von jeder Probe gemessen. Die Ergebnisse, die so erhalten wurden, sind ebenfalls in Fig. 11 gezeigt.

Was das Mischungsverhältnis der Glasmasse betrifft, ist in der Zone, in welcher das Mischungsverhältnis der niedrig schmelzenden Glasmasse bezüglich des Dreistoffmaterials weni ger als 5% ist, ist die Druckfestigkeit des Flammenreakti onsmaterials 3 bevor es dem Haltbarkeitstest unterworfen wird, gering. Genauso ist in der Zone, in welcher das Mi schungsverhältnis der niedrig schmelzenden Glasmasse bezüg lich des Dreistoffmaterials weniger als 20% ist, sinkt die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmaterials 3 stark, nach dem es dem Stabilitätstest unterworfen worden ist. Weiterhin wechselt in Fällen, wo das Verbindungsverhältnis der niedrig schmelzenden Glasmasse bezüglich des Dreistoffmaterials höher als 40% ist, die gebildete Flammenfarbe von einem Grün zu einer Grün + Orangefarbe. In Fällen, wo das Verbindungsver hältnis niedrig schmelzender Glasmasse bezüglich des Drei stoffmaterials höher als 60% ist, wechselt die gebildete Flammenfarbe zu einem Orange. Deshalb kann, so daß wie die blaugrüne Farbe, welche die Flammenreaktionsfarbe von Cu ist, erhalten wird, das Mischungsverhältnis niedrig schmelzender Glasmasse bezüglich des Dreistoffmaterials werden begrenzt auf höchstens 40%. Das oben erwähnte Flammenfarbenwechsel phänomen tritt auf, weil die Flammenfarbe, die durch die Nr. 2 Glasmasse gebildet wird, ein helles Orange ist und, wenn der Betrag des vermischten Dreistoffmaterials ansteigt, die Effekte der Flammenbildung, die durch die Glasmasse gebildet werden, größer werden. Genauso enthält die Nr. 2 Glasmasse einen großen Betrag an B₂O₃. Die Flammenreaktionsfarbe von B₂O₃ selber ist ein helles Grün. Sogar wenn die hellgrüne Flammenreaktionsfarbe in die grüne Flammenfarbe, die durch Kupfer gebildet wird, gemischt wird, treten keine ungünstigen Effekte in der grünen Flammenfarbe auf. Ebenso hat B₂O₃ den Effekt der Farbbildungshilfe und deshalb sollte der Betrag an B₂O₃ bevorzugt so hoch wie möglich sein. Sogar wenn CuO das als die Basis für die grüne Farbbildung dient, in einem klei nen Betrag enthalten ist, kann die grüne Flammenfarbe ge eignet gebildet werden. Deshalb kann in Fällen, wo der Betrag an B₂O₃ groß ist, die Farbbildung stabil sein.

Die Erfinder haben ebenfalls Experimente durchgeführt, in welchen der Betrag des oben erwähnten Dreistoffmaterials auf 0.01 g festgesetzt wurde und das Mischungsverhältnis der Glasmasse bezüglich des Dreistoffmaterials wurde unterschied lich geändert. Jede der Proben des Flammenreaktionsteiles 1, die auf diese Art erhalten wurden, wurden in den Gasanzünder 10 eingespannt und die Zeitspanne, die von dem Anzünden bis zur Farbbildung der Gasflamme genommen wurde, wurde gemessen. Die Ergebnisse, die in Fig. 12 gezeigt sind, wurden erhal ten. Wie in Fig. 12 dargestellt, wird in Fällen, wo das Mi schungsverhältnis der Glasmasse bezüglich des Dreistoffmate rials 40% oder höher ist, die Zeitspanne, die von dem Anzün den bis zur Farbbildung genommen wird, lang.

Auch wurden in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, ver schiedene Proben des Flammenreaktionsteiles 1 durch Wechseln der Mischungsverhältnisse der Glasmasse bezüglich 0.01 g des Dreistoffmaterials vorbereitet. Jede der Proben des Flammen reaktionsteiles 1, die auf diese Weise erhalten wurden, wurde in den Gasanzünder 10 eingespannt und die Mehrfach-Farbbil dungsstabilität, z. B. das Stabilitätsleben bezüglich der An zahl der Male an Farbbildungen durch Anzündabläufe wurde un tersucht. Die Ergebnisse, die in Fig. 13 gezeigt sind, wur den erhalten. Wie in Fig. 13, dargestellt, sinkt in dem Glasmassenmischungsbereich von 0% bis 40%, in welchem die blaugrüne Flammenfarbe mit Cu erhalten wurde, die Mehrfach- Farbbildungsstabilität, wenn das Mischungsverhältnis der Glasmasse niedriger wird.

Von den oben beschrieben Ergebnissen sollte die Glasmasse, die die SiO₂-ZnO-B₂O₃ Verbindung hat, bevorzugt in einem Ver hältnis vermischt werden, welches innerhalb des Bereiches von 20% bis 40 Gew.-% bezüglich des CuO-B₂O₃-Al₂O₃ Dreistoffma terials fällt.

In diesem Beispiel wurde die oben erwähnte Nr. 2 Glasmasse verwendet, weil sie bessere Stabilität aufweist bezüglich des Dreistoffmaterials als die Glasmassen, die die anderen Ver bindungen haben. Es ist oft aufgetreten, daß, was die anderen Flammenreaktionsmittel oder verschiedene andere Schmelzmate rialien betrifft, die anderen Glasmassen bevorzugt sind.

Beispiel 2

Das Flammenreaktionsteil 1, welches in diesem Beispiel ver wendet wird, wurde gebildet, um eine karmesinrote Farbe zu bilden. Das Metallelement in dem Flammenreaktionsmaterial 3 des Flammenreaktionsteiles 1 war geeignet, eine Flammenreak tion zu durchlaufen und war Li. Als Flammenreaktionsmittel könnte Lithiumoxid Li₂O benutzt werden. Li₂O-Pulver weist eine Schwierigkeit in der Verarbeitung des Pulvers auf. Des halb wurde in diesem Beispiel Lithiumcarbonat Li₂O₃ als das Flammenreaktionsmittel verwendet. Als ein Teil des Schmelzma terials wurde zur Bildung einer stabilen Glasverbindung, die das Flammenreaktionsmittel enthält (z. B. das Metallsalz) Si liziumoxid SiO₂ und Alluminiumoxid Al₂O₃, welche nicht die Flammenfarbe, die durch Li gebildet wird blockierten ausge wählt. Diese Bestandteile wurden miteinander in Verhältnissen vermischt, die innerhalb eines festgelegten Bereiches fallen (welcher später beschrieben wird und ein Li₂CO₃-SiO₂-Al₂O₃ Dreistoffmaterial wurde dadurch erhalten. Genauso wurde als ein Teil des Schmelzmaterials zum Erhalten einer Glasverbin dung ein niedrig schmelzendes Glasmaterial hinzugefügt. Die Nr. 2 Glasmasse, die in Tabelle 1 oben aufgelistet ist, wel che die Verbindung von SiO₂-ZnO-B₂O₃ hat, wurde als das nied rig schmelzende Glasmaterial ausgewählt. Die Glasmasse wurde in einem Verhältnis von 30 Gew.-% bezüglich des Dreistoffma terials hinzugefügt. Eine 5% wässrige Lösung eines Polyvi nylalkohols der als ein Bindemittel dient, wurde zu dem re sultierenden gemischten Pulver hinzugefügt. Das Gemisch, das so erhalten wurde, wurde geknetet und ein viskoses flüssigar tiges gemischtes Material wurde dadurch vorbereitet. Ein festgelegter Betrag an viskosem flüssigartigem Materialge misch wurde dann auf das gewindete Teil 2a desselbigen Sub strates wie das in Beispiel 1 verwendet wurde, angewendet. Danach wurde das Materialgemisch bei derselben Wärmebehand lung wie die in Beispiel 1 gebrannt und das Flammenreaktions material 3 wurde dadurch in eine sphärische Gestalt mit dem Substrat 2 schmelzverbunden.

Wenn Li₂CO₃ bei einer Temperatur von 1500°C oder höher stark erhitzt wird, wird es thermisch zersetzt in Li₂O und CO₂. Li₂CO₃ wird nicht bis zur thermischen Zersetzungstemperatur während der Schritte zur Herstellung des Flammenreaktionstei les 1 erhitzt. Deshalb wird Li₂CO₃ nicht zersetzt und das Flammenreaktionsmaterial 3 kann als die Glasverbindung mit dem Substrat 2 schmelzverbunden werden. Besonders wurden, als das Flammenreaktionsteil 1 eingebaut wird in den oben erwähn ten Gasanzünder 10, 0,28 g an Li₂CO₃, 0,35 g an SiO₂, und 0.07 g an Al₂O₃ zusammen vermischt und 0,4 g an der Nr. 2 Glasmasse, die oben beschrieben wurde, wurde mit dem resul tierenden Gemisch vermischt. Danach wurde 1.5 g an der 5 %igen wässrigen Lösung des Polyvinylalkohols, der als Binde mittel dient, zu dem gemischten Pulver hinzugefügt, welches somit erhalten worden ist und das resultierende Gemisch wurde aufgerührt, um das viskose flüssigartige Materialgemisch zu bilden. Das viskose flüssigartige Materialgemisch wurde auf das gewundene Teil 2a des Substrates 2, das in Fig. 1a ge zeigt ist, angewendet, welches aus dem Nichromdraht gebildet wurde. Danach wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 das viskose flüssigartige Materialgemisch, welches auf das gewundene Teil 2a angewendet worden ist, bei Normaltemperatu ren getrocknet und dann einer Wärmebehandlung bei 300°C für 15 Minuten und eine Wärmebehandlung bei 800°C für 30 Minuten unterworfen.

Was das karmesinrote Flammenreaktionsmaterial 3 betrifft, wurden die Tests in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, um einen geeigneten Bereich für die Mischungs verhältnisse des Dreistoffmaterials zu bestimmen. Was den Verglasungsbereich betrifft, wurden die Ergebnisse des Testes, die in Fig. 14 gezeigt sind, erhalten. Was die Druckfestigkeit betrifft, wurden die Ergebnisse, die in Fig. 15 gezeigt sind, erhalten. Was den Farbbildungsbereich be trifft, wurden die Ergebnisse des Testes, die in Fig. 16 ge zeigt wurden, erhalten. Was den Stabilitätstest für 600 An zündabläufe betrifft, wurden die Ergebnisse, die in Fig. 17 gezeigt sind, erhalten. Was den 30 Sekunden Daueranzündtest betrifft, wurden die Ergebnisse, die in Fig. 18 gezeigt sind, erhalten. Fig. 19 zeigt den Bereich der Verbindungen, welcher als ein Ganzes geeignet ist und im Bereich der Ver bindung, welcher als ein Ganzes optimal ist. Ebenso waren die Feuchtigkeitswiderstandseigenschaften in der Verglasungszone gut.

Aus den Ergebnissen der verschiedenen oben beschriebenen Tests wurde herausgefunden, daß in der Verglasungszone und in der annähernden Verglasungszone eine Hochdruckfestigkeit er halten werden kann. Diese Zonen sind so, daß Li₂CO₃ und SiO₂ zu einem bestimmten Gehalt mindestens enthalten sind und der Betrag an vermischtem Al₂O₃ ist vergleichsweise klein. Ge nauso wurde es herausgefunden, daß die gute Farbbildungszone näherungsweise mit der hohen Färbungsstabiltätszone zusammen fällt und daß diese Zone, die Zone ist, in welcher Li₂CO₃ mindestens mit einem bestimmten Betrag (ungefähr 10%) ent halten ist. Fig. 19 zeigt im Bereich der Verbindung, welcher als ein Ganzes optimal ist.

Wenn der optimale Bereich, der in Fig. 19 gezeigt ist, unge fähr vorgewiesen wird, wird der Bereich, der in Fig. 20 ge zeigt ist, erhalten, welcher eingezäunt ist durch einen Punkt A (Li₂CO₃: 25%, SiO₂: 75%, Al₂O₃: 0%), einen Punkt B (Li₂CO₃: 30%, SiO₂: 40%, Al₂O₃: 30%9, einen Punkt C (Li₂CO₃: 40%, SiO₂: 20%, Al₂O₃: 40%), einen Punkt D (Li₂CO₃: 55%, SiO₂: 20%, Al₂O₃: 25%) und einen Punkt E (Li₂CO₃: 60%, SiO₂: 40%, Al₂O₃: 0%). In dem oben erwähnten Li₂CO₃-SiO₂-Al₂O₃ Dreistoffmaterial sollten die Mischungsver hältnisse an Li₂CO₃, SiO₂ und Al₂O_3-bevorzugt innerhalb des Bereiches, der in Fig. 20 gezeigt ist, fallen.

Ein Test wurde als weiteres ausgeführt, um die Effekte des Mischungsverhältnisses der Glasmasse bezüglich des oben er wähnten Dreistoffmaterials zu untersuchen. In diesem Test wurde als ein Beispiel der optimalen Verbindung des Drei stoffmaterials die Verbindung von Li₂CO₃: 40%, SiO₂: 50% und Al₂O₃: 10% verwendet. Diese Verbindung fiel mit einem Punkt P₂, der in Fig. 19 gezeigt ist, zusammen. Die Nr. 2 niedrig schmelzender Glasmasse, die in Tabelle 1 aufgelistet ist, welche die SiO₂-ZnO-B₂O₃ Verbindung hatte, wurde dem Dreistoffmaterial in verschiedenen Mischungsverhältnissen von 0 bis 100% beigefügt. Die Proben des Flammenreaktionsteiles 1 wurden hergestellt, wie in dem oben erwähnten Verglasungs test und die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmaterials 3 einer jeden Probe wurde gemessen. Die Ergebnisse, die in Fig. 21 gezeigt sind, wurden erhalten. Genauso wurde jede Probe in den Gasanzünder 10 eingespannt, der Stabilitätstest für 600 Anzündabläufe wurde durchgeführt, und dann wurde die Druckfe stigkeit des Flammenreaktionsmateriales 3 von jeder Probe ge messen. Die Ergebnisse, die so erhalten wurden, werden in Fig. 21 gezeigt. Was das Mischungsverhältnis der Glasmasse betrifft, ist in der Zone in welcher das Mischungsverhältnis der gering geschmolzenen Glasmasse bezüglich des Drei stoffmateriales weniger als 5% ist, die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmateriales 3, bevor es dem Stabilitätstest unterworfen wird, niedrig. Ebenso nimmt in der Zone, in wel cher das Mischungsverhältnis der gering geschmolzenen Glas masse bezüglich des Dreistoffmateriales weniger als 10% ist, die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmateriales 2, nachdem es dem Haltbarkeitstest unterworfen worden ist, stark ab. In weitern Fällen, wo das Mischungsverhältnis der niedrig schmelzenden Glasmasse bezüglich des Dreistoffmateriales hö her als 60% ist, wechselt die gebildete Flammenfarbe, von einer karmesinroten Farbe zu einer karmesinroten + orangen Farben. Deshalb wird, so daß eine solche karmesinrote Farbe, welche die Flammenreaktionsfarbe von Li ist, erhalten werden kann, das Mischungsverhältnis der niedrig schmelzenden Glas masse bezüglich des Dreistoffmateriales auf höchstens 60% begrenzt.

Das Flammenfarbenveränderungsphenomen, das oben beschrieben wird, tritt auf, weil die Flammenfarbe, die durch die Nr. 2 Glasmasse gebildet wird, ein helles Orange ist und wenn der Betrag an dem vermischten Dreistoffmaterial anwächst, werden die Effekte der Flammenfarbe, die durch die Glasmasse gebil det werden, größer werden. Ebenso wie in Fig. 21 dargestellt ist, wächst die Festigkeit des Flammenreaktions-materiales 3, wenn das Mischungsverhältnis der Nr. 2 Glasmasse höher wird. Deshalb sollte die Glasmasse bevorzugt dem Flammenreaktions material 3 hinzugefügt werden. Wenn das Mischungsverhältnis der Nr. 2 Glasmasse angewachsen ist, (auf 60% oder höher) wird der Betrag an B₂O₃, das eine hellgrüne Flammenreaktion durchläuft, größer und bewirkt die Bildung der ursprünglich gewünschten karmesinroten Farbe. In Fällen, wo die Nr. 2 Glasmasse, in einem Verhältnis von 30% zu der Verbindung, die durch Punkt P₂, gezeigt in Fig. 19, dargestellt wird, zu gefügt wird, wird die Gesamtverbindung, durch Li₂CO₃: 28% (karmesinrot) SiO₂: 38% (hell-orange), Al₂O₃: 7% (orange), ZnO: 19,5% (farblos), B₂O₃: 7,5% (hellgrün) dargestellt. In solchen Fällen, haben SiO₂, Al₂O₃ und ZnO geringe ungünstige Effekte auf die Bildung der karmesinroten Farbe. Deshalb sollte, obwohl das Hinzufügen der Glasmasse notwendig ist, um die Festigkeit des Flammenreaktionsmateriales 3 zu erhöhen, das Mischungsverhältnis der Glasmasse geeeignet ausgewählt werden, so daß die Bildung der karmesinroten Farbe nicht un günstig durch B₂O₃ beeinflußt werden kann. In Fällen, wo das Mischungsverhältnis innerhalb des oben erwähnten Bereiches.

Diese Verbindung fiel mit einem Punkt P₂, der in Fig. 19 ge zeigt ist, zusammen. Die Nr. 2 niedrig schmelzender Glas masse, die in Tabelle 1 aufgelistet ist, welche die SiO₂-ZnO- B₂O₃ Verbindung hatte, wurde dem Dreistoffmaterial in ver schiedenen Mischungsverhältnissen von 0 bis 100% beigefügt. Die Proben des Flammenreaktionsteiles 1 wurden hergestellt, wie in dem oben erwähnten Verglasungstest und die Druckfe stigkeit des Flammenreaktionsmaterials 3 einer jeden Probe wurde gemessen. Die Ergebnisse, die in Fig. 21 gezeigt sind, wurden erhalten. Genauso wurde jede Probe in den Gasanzünder 10 eingespannt, der Stabilitätstest für 600 Anzündabläufe wurde durchgeführt, und dann wurde die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmateriales 3 von jeder Probe gemessen. Die Ergebnisse, die so erhalten wurden, werden in Fig. 21 ge zeigt. Was das Vermischungsverhältnis der Glasmasse betrifft, ist in der Zone in welcher das Mischungsverhältnis der gering geschmolzenen Glasmasse bezüglich des Dreistoffmateriales we niger als 5% ist, die Druckfestigkeit des Flammenreaktions materiales 3, bevor es dem Stabilitätstest unterworfen wird, niedrig. Ebenso nimmt in der Zone, in welcher das Mischungs verhältnis der gering geschmolzenen Glasmasse bezüglich des Dreistoffmateriales weniger als 10% ist, die Druckfestigkeit des Flammenreaktionsmateriales 2, nachdem es dem Haltbar keitstest unterworfen worden ist, stark ab. In weitern Fäl len, wo das Mischungsverhältnis der niedrig schmelzenden Glasmasse bezüglich des Dreistoffmateriales höher als 60% ist, wechselt die gebildete Flammenfarbe, von einer karmesin roten Farbe zu einer karmesinroten + orangen Farben. Deshalb wird, so daß eine solche karmesinrote Farbe, welche die Flam menreaktionsfarbe von Li ist, erhalten werden kann, das Mi schungsverhältnis der niedrig schmelzenden Glasmasse bezüg lich des Dreistoffmateriales auf höchstens 60% begrenzt.

Das Flammenfarbenveränderungsphenomen, das oben beschrieben wird, tritt auf, weil die Flammenfarbe, die durch die Nr. 2 Glasmasse gebildet wird, ein helles Orange ist und wenn der Betrag an dem vermischten Dreistoffmaterial anwächst, werden die Effekte der Flammenfarbe, die durch die Glasmasse gebil det werden, größer werden. Ebenso wie in Fig. 21 dargestellt ist, wächst die Festigkeit des Flammenreaktions-materiales 3, wenn das Mischungsverhältnis der Nr. 2 Glasmasse höher wird. Deshalb sollte die Glasmasse bevorzugt dem Flammenreaktions material 3 hinzugefügt werden. Wenn das Mischungsverhältnis der Nr. 2 Glasmasse angewachsen ist, (auf 60% oder höher) wird der Betrag an B₂O₃, das eine hellgrüne Flammenreaktion durchläuft, größer und bewirkt die Bildung der ursprünglich gewünschten karmesinroten Farbe. In Fällen, wo die Nr. 2 Glasmasse, in einem Verhältnis von 30% zu der Verbindung, die durch Punkt P₂, gezeigt in Fig. 19, dargestellt wird, zu gefügt wird, wird die Gesamtverbindung, durch Li₂CO₃: 28% (karmesinrot) SiO₂: 38% (hell-orange), Al₂O₃: 7% (orange), ZnO: 19,5% (farblos), B₂O₃: 7,5% (hellgrün) dargestellt. In solchen Fällen, haben SiO₂, Al₂O₃ und ZnO geringe ungünstige Effekte auf die Bildung der karmesinroten Farbe. Deshalb sollte, obwohl das Hinzufügen der Glasmasse notwendig ist, um die Festigkeit des Flammenreaktionsmateriales 3 zu erhöhen, das Mischungsverhältnis der Glasmasse geeignet ausgewählt werden, so daß die Bildung der karmesinroten Farbe nicht un günstig durch B₂O₃ beeinflußt werden kann. In Fällen, wo das Mischungsver-hältnis innerhalb des oben erwähnten Bereiches der Verbindung fällt, kann das Flammenreaktionsmaterial 3, welches die karmesinrote Farbe bildet, geeignet hergestellt werden. Die Erfinder haben auch die Experimente durchgeführt, in welchen der Betrag des oben erwähnten Dreistoffmateriales auf 0.01 g gesetzt worden ist und das Mischungsverhältnis der Glasmasse bezüglich des Dreistoffmateriales unterschiedlich verändert worden ist. Jede der Proben des Flammenreaktions teiles 1, die auf diese Weise erhalten wurden, wurden in den Gasanzünder 10 eingespannt und die Zeitspanne, die von Anzün dung bis zur Farbbildung der Gasflamme genommen wurde, wurde gemessen. Die in Fig. 22 gezeigten Ergebnisse wurden erhal ten. Wie in Fig. 22 dargestellt, wird die Zeitspanne, die von der Anzündung bis zur Farbbildung genommen wurde, länger, wenn das Mischungsverhältnis der Glasmasse bezüglich des Dreistoffmateriales höher wird. Das Mischungsverhältnis der Glasmasse bezüglich des Dreistoffmateriales sollte höchstens 60% sein und sollte bevorzugt höchstens 50% sein.

Ebenso wurden in der gleichen Weise wie der oben beschriebe nen verschiedene Proben des Flammenreaktionsteiles 1 durch Verändern des Mischungsverhältnisses der Glasmasse bezüglich 0.01 g des Dreistoffmateriales hergestellt. Jede der Proben des Flammenreaktionsteiles 1, die auf diese Weise erhalten wurden, wurden in den Gasanzünder 10 eingespannt und die wie derholte Farbbildungsstabilität, z. B. die Stabilitätsdauer bezüglich der Anzahl der Male an Farbbildungen durch Gasan zündungsabläufe wurde untersucht. Die Ergebnisse, die in Fig. 23 gezeigt sind, wurden erhalten. Wie in Fig. 23 dargestellt, nimmt in dem Glasmassenvermischungsbereich von 0% bis 60%, in welchem die karmesinrote Farbe mit Li erhalten worden ist, die Mehrfach-Farbbildungsstabilität ab, wenn das Mischungs verhältnis der Glasmasse niedriger wird.

Von den oben beschriebenen Ergebnissen sollte die Glasmasse, die die SiO₂-ZnO-B₂O₃ Verbindung hat, bevorzugt in einem Ver hältnis gemischt werden, welches innerhalb des Bereiches von 10% bis 60 Gew.-% bezüglich des Li₂CO₃-SiO₂-Al₂O₃ Dreistoff materiales fällt und sollte noch mehr bevorzugt in einem Ver hältnis vermischt werden, welches in den Bereich von 20% bis 50 Gew.-% bezüglich des Li₂CO₃-SiO₂-Al₂O₃ Dreistoffmateriales fällt.

Ein Test wurde noch als weiteres durchgeführt, in welchem die Verbindung von Li₂CO₃: 40%, SiO₂: 50%, und Al₂O₃: 10% als das Dreistoffmaterial in derselben Weise - wie oben beschrie ben - verwendet wurde und jede der Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 niedrig schmelzender Glasmassen, die in Tabelle 1 aufgelistet sind, wurde zu dem Dreistoffmaterial in verschiedenen Mi schungsverhältnissen von 0% bis 100% hinzugefügt. Die Ef fekte der Mischungsverhältnisse der Glasmassen auf die Flam menfarbe wurden gemessen. Die in Tabelle 2 gezeigten Ergeb nisse wurden erhalten.

Wie in Tabelle 2 gezeigt, hatten die Mischungsverhältnisse der Nr. 1, Nr. 2, und Nr. 3 Glasmassen die Effekte, die unten beschrieben werden auf die Bildung der karmesinroten Farbe durch das Li₂CO₃ Flammenreaktionsmittel. Besonders was die Nr. 1 Glasmasse betrifft (die eine hellviolette Flammenreak tion durchläuft) wechselte die Flammenfarbe auf karmesinrot bis rosa Farbe, mit einem Mischungsverhältnis von 10%, wech selte auf rosa mit einem Mischungsverhältnis von 60% und wechselte auf eine Rosa + Hellviolettfarbe mit einem Mi schungsverhältnis von 80%. Was die Nr. 2 Glasmasse betrifft (die eine hell-orange Flammenreaktion durchläuft), war die Flammenfarbe eine karmesinrote Farbe mit einem Mischungsver hältnis von bis zu 60% und wechselte zu einer karmesinroten + orangen Farbe mit einem Mischungsverhältnis von 80%. Was die Nr. 3 Glasmasse betrifft (die eine orange Flammenreaktion durchläuft) wechselte die Flammenfarbe zu einer karmesinroten + orange Farbe mit einem Mischungsverhältnis von 5% und wechselte zu einem Orange mit einem Mischungsverhältnis von 20%.

Von den oben beschriebenen Ergebnisse bezüglich des oben er wähnten Dreistoffmateriales, sollte die Nr. 2 Glasmasse be vorzugt ausgewählt werden, welche es ermöglicht, die karme sinrote Flammenfarbe zu erhalten, sogar wenn das Mischungs verhältnis der Glasmasse auf bis zu 60% angewachsen ist. Durch das Hinzufügen der Glasmasse kann die Festigkeit und die Stabilität des Flammenreaktionsmaterials (3) erhöht wer den. Es ist oft aufgetreten, daß die anderen Glasmassen be vorzugt werden, abhängig von den verwendeten Glasverbren nungsvorrichtungen.

Beispiel 3

Wie in Beispiel 2 wurde das Flammenreaktionsteil 1, das in diesem Beispiel verwendet wird zur grundsätzlichen Bildung einer karmesinroten Farbe gebildet. Mit dem Flammenreaktionsteil 1, das in diesem Beispiel verwendet wird, konnte die Flammenfarbe von einem Orange auf die karmesinrote Farbe entsprechend der Mischungsverhältnisse verändert werden. Die Verbindung, die in diesem Beispiel verwendet wird, ist die gleiche wie die in Beispiel 2, außer daß SiO₂, daß als ein Teil des Schmelzmateriales in Beispiel 2 verwendet wird durch Zirkonoxid ZrO₂ ersetzt wurde.

Besonders in diesem Beispiel war das Metallelement, welches dafür geeignet ist, eine Flammenreaktion zu durchlaufen Li. Als ein primäres Flammenreaktionsmittel wurde Lithium carbo nat LI₂CO₃ verwendet. Ebenso wurde als ein Hilfsflammenreak tionsmittel Zirkon ZrO₂ gebraucht. Als ein Anteil des Schmelzmateriales zur Bildung einer Glasverbindung wurde Alu miniumoxid Al₂O₃ und Zirkonoxid ZrO₂ ausgewählt. Diese Be standteile wurden miteinander vermischt in Verhältnisse, wel che innerhalb eines festgelegten Bereiches fallen (welcher später beschrieben wird) und ein Li₂CO₃ Dreistoffmaterial wurde dadurch erhalten. Auch wurde als ein niedrig schmelzen des Glasmaterial, welches als das geschmolzene Material dient, die Nr. 2 Glasmasse, wie in Beispiel 2, ausgewählt.

Das Flammenreaktionsmaterial 3, welches in diesem Beispiel verwendet wird, bildete eine mehr karmesinrote Farbe als in Beispiel 2. Ebenso wurde in der Zone, in welcher das Mi schungsverhältnis von Li₂CO₃ reduziert wurde eine orange Flammenfarbe ursprünglich gebildet und danach zu einem Karme sin nach dem Durchlauf einer festgesetzten Anzahl an Malen des Gebrauches, wie später beschrieben wird, sich veränderte. Besonders wurden, als das Flammenreaktionsteil 1 um in den oben erwähnten Gasanzünder 10 eingebaut zu werden 0.56 g and Li₂CO₃, 0,07 and ZrO₂, und 0.07 g and Al₂O₃ miteinander ver mischt und 0.4 g an Nr. 2 Glasmasse, wie oben beschrieben wird, wurde mit dem resultierenden Gemisch vermsicht. Auch wurde 1.5 g an der 5%igen wässrigen Lösung des Polyvenylalko hols, welcher als Bindemittel dient, hinzugefügt zu dem ge mischten Pulver, welches somit erhalten worden ist und das resultierende Gemisch wurde aufgerührt, um das viskose flüs sigart Mischmaterial zu erhalten. Das viskose flüssigartige Mischmaterial wurde auf den gewickelten Teil 2a des Sub strates 2, das in Fig. 1a gezeigt ist, aufgetragen. Danach wurde in der gleichen Art, wie in Beispiel 1 das viskose flüssigartige Gemisch, welches auf das gewickelte Teil 2a aufgetragen worden ist, bei Normaltemperaturen getrocknet und einer Heizbehandlung von 300° Celsius für 15 Minuten und eine Heizbehandlung von 800° Celsius für 30 Minuten unterworfen.

Was das karmesinrote Flammenreaktionsmaterial 3 betrifft, wurden die Tests in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, um einen geeigneten Bereich der Mischungsver hältnisse des Dreistoffmateriales zu bestimmen. Was den Ver glasungsbereich betrifft, wurden die Ergebnisse des Testes, die in Fig. 24 gezeigt sind, erhalten. Was die Druckfestig keit betrifft, wurden die Ergebnisse des Testes, die in Fig. 25 gezeigt sind, erhalten. Was den Farbbildungsbereich be trifft, wurden die Ergebnisse des Testes, die in Fig. 26 ge zeigt sind, erhalten. Was den Stabilitätstest über 600 An zündungsabläufe betrifft, wurden die Ergebnisse, die in Fig. 27 gezeigt sind, erhalten. Was den 30-Sekunden-Daueranzünd test betrifft, wurden die Ergebnisse, die in Fig. 28 gezeigt sind, erhalten. Fig. 29 zeigt im Bereich der Verbindung, wel cher als ein Ganzes geeignet ist, und den Bereich der Verbin dung, welcher als ein Ganzes optimal ist. Fig. 30 zeigt, wie der normale Farbbildungsbereich sich ausweitet mit einem An steigen der Anzahl von Anzündungsabläufen, die mit einem Wechsel der Flammenfarbe von Orange auf ein Karmesin verbun den sind. Näherungsweise wurden dieselben Effekte des Mischungsverhältnisses der Glasmasse, wie die in Beispiel 1, erhalten. Aus diesen Ergebnissen sollte typischerweise die Verbindung von Li₂CO₃: 80%, ZrO₂: 10% und AL₂O₃ 10% bevor zugt verwendet werden. Diese Verbindung fällt mit einem Punkt P₃, der in Fig. 29 gezeigt ist, zusammen. Dieser Verbindung sollte die Nr. 2 niedrig schmelzender Glasmasse bevorzugt in einem Verhältnis von 30% hinzugefügt werden und das karmesinrote Flammenreaktionsmaterial sollte dadurch erhalten werden.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurde das Flammenreaktionsteil 1 gebildet, um eine blaugrüne Flammenfarbe wie in Beispiel 1 zu bilden. In diesem Beispiel wurde keine Glasmasse als das Schmelzmate rial hinzugefügt. Kupferoxid CuO wurde als das Flammenreakti onsmittel verwendet. Fluoroxid B₂O₃ und Aluminiumoxid Al₂O₃ wurden als das Schmelzmaterial zur Bildung einer stabilen Glasverbindung, das Flammenreaktions-mittel enthält, ausgewählt. Diese Bestandteile wurden miteinander vermischt in Verhältnissen welche innerhalb eines festgelegten Bereiches fallen und ein Cuo-B₂O₃-Al₂O₃ Dreistoffmaterial wurde dadurch erhalten. Diesselbige Behandlung wie die in Beispiel 1 wurde durchgeführt und das Flammenreaktionsteil 1 wurde dadurch erhalten.

Gute Ergebnisse wurden mit dem Mischmaterial, welches die Verbindung von CuO: 20%, B₂O₃: 70% und Al₂O₃: 10% hat, erhalten.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wurde das Flammenreaktionsteil 1 gebildet, um eine karmesinrote Flammenfarbe wie in Beispiel 2 zu bil den. In diesem Beispiel wird nur die Glasmasse als das ge schmolzene Material verwendet. Lithiumkarbonat Li₂CO₃ wurde als das Flammenreaktionsmittel verwendet. Die Nr. 2 Glas masse, welche die SiO₂-ZnO-B₂O₃-Verbindung hat, wurde als das geschmolzene Material zur Bildung einer Glasverbindung in ei nem Verhältnis von z. B. 30% hinzugefügt. Ein Mischmaterial wurde somit erhalten. Diesselbige Behandlung wie die in den vorherigen Beispielen wurde durchgeführt, und das Flammenreaktionsteil 1 wurde dadurch erhalten.

Das Flammenreaktionsmaterial dieses Beispieles wurde nähe rungsweise verglast, hatte eine Druckfestigkeit von 6.8 kg und bildete die Flammenfarbe normal. Ebenso wurde keine Ver änderung der Flammenfarbe bei einem Stabilitätstest von 600 Anzündabläufen und den Daueranzündtest beobachtet. Somit wur den gute Ergebnisse erhalten.

In jedem der Beispiele 1-5 wurde das Substrat 2 aus dem Drahtmaterial gebildet, welches das gewickelte Teil 2a hat. Alternativ kann ein Substrat, welches eine generell gewic kelte Gestalt oder eine stabförmige Gestalt hat, verwendet werden. Ebenso kann das Substrat durch Formen eines kerami schen Materials gebildet werden. Somit können verschiedene Substrattypen verwendet werden.

Genauso kann anstelle des Flammenreaktionsteiles, welches durch Schmelzverbinden des Flammenreaktionsmateriales zu dem Substrat gebildet wird, das Flammenreaktionsteil durch Bren nen des Flammenreaktionsteiles in bekannter Gestalt gebildet werden. Das Flammenreaktionsmaterial kann in einem Halter an gepaßt werden. Der Halter kann an dem Teil angeordnet sein, welches in Kontakt mit der Gasflamme kommt, und die Gasflamme kann dadurch gefärbt werden.

Claims

1. Flammenreaktionsteil für Gasverbrennungsvorrichtungen, welches ein Flammenreaktionsmaterial umfaßt, welches durch eine Gasflamme erhitzt werden soll, eine Flammenreaktion durchläuft und die Gasflamme durch die Flammenreaktion färbt, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammen reaktionsmaterial eine Glasmaterial umfaßt, welche dadurch gebildet ist, daß ein Flammenreaktionsmaterial und ein Schmelzmaterial vermischt und dann zusammengeschmolzen werden.

2. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenreaktionsmaterial aus einem Oxyd oder einem Salz eines Metalles, das geeignet ist, die Flammenreaktion zu durchlaufen, bildet ist.

3. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzmaterial aus einem Gemisch eines Oxydes oder eines Salz, welches ein anderes als in dem Flammenreaktionsmaterial ist, und eines niedrig schmelzenden Glasmaterials gebildet ist.

4. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzmaterial nur aus einem Oxyd oder einem Salz, welches ein anderes als in dem Flammenreaktionsmaterial ist, gebildet ist.

5. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzmaterial nur aus einem niedrig schmelzenden Glasmaterial gebildet ist.

6. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzmaterial mindestens einen Stoff ausgewählt aus der Gruppe, die aus B₂O₃, Al₂O₃, SiO₂ und ZrO₂ besteht, enthält.

7. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenreaktionsmaterial aus CuO gebildet ist, und daß das Schmelzmaterial B₂O₃ und ein niedrig schmelzendes Glasmaterial beinhaltet.

8. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenreaktionsmaterial aus Li₂CO₃ gebildet ist, und daß das Schmelzmaterial SiO₂ und ein niedrig schmelzendes Glasmaterial beinhaltet.

9. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Schmelzmaterial zusätzlich Al₂O₃ beinhaltet.

10. Flammenreaktionsteil nach einem der Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das niedrig schmelzende Glasmaterial aus SiO₂, B₂O₃ und ZnO₂ gebildet ist.

11. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrig schmelzende Glasmaterial in einem Verhältnis enthalten ist, welches innerhalb des Bereiches von 20% bis 40 Gew.-% bezüglich des CuO-B₂O₃-Al₂O₃ Dreistoffmateriales fällt.

12. Flammenreaktionsmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungsverhältnisse von CuO, B₂O₃ und Al₂O₃ in einem Bereich gewählt sind, der durch einen Punkt A (CuO: 10%, B₂O₃: 90%, Al₂O₃: 0%), einen Punkt B (CuO: 10%, B₂O₃: 70%, Al₂O₃: 20%), einen Punkt C (CuO: 20%, B₂O₃: 50%, Al₂O₃: 30%), einen Punkt D (CuO: 50%, B₂O₃: 20%, Al₂O₃: 30%), einen Punkt E (CuO: 65%, B₂O₃: 20%, Al₂O₃: 15%), einen Punkt F (CuO: 65%, B₂O₃: 25%, Al₂O₃: 10%) und einen Punkt G (CuO: 50%, B₂O₃: 50%, Al₂O₃: 0%), wie es in der begleitenden Fig. 10 dargestellt wird, umgeben wird.

13. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das niedrig schmelzende Glasmaterial aus 10% an SiO₂, 25% an B₂O₃ und 65% an ZnO zusammengesetzt wird.

14. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrig schmelzende Glasmaterial in einem Verhältnis enthalten ist, das innerhalb des Bereiches von 10% bis Gew.-% bezüglich des Li₂CO₃-SiO₂-Al₂O₃ Dreistoffmateriales fällt.

15. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungsverhältnisse von Li₂CO₃, SiO₂, und Al₂O₃ in einem Bereich gewählt sind, der durch einen Punkt A (Li₂CO₃: 25%, SiO₂: 75%, Al₂O₃: 0%), einen Punkt B (Li₂CO₃: 30%, SiO₂: 40%, Al₂O₃: 30%), einem Punkt C (Li₂CO₃: 40%, SiO₂: 20%, Al₂O₃: 40%), einem Punkt D (Li₂CO₃: 55%, SiO₂: 20%, Al₂O₃: 25%) und einem Punkt E (Li₂CO₃: 60%, SiO₂: 40%, Al₂O₃: 0%) umgeben wird.

16. Flammenreaktionsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenreaktionsmaterial mit einem Sub strat schmelzverbunden wird.

17. Flammenreaktionsteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrate ein Drahtmaterial, vorzugsweise ein Nickel-Chrom-Drahtmaterial, ist.

18. Verfahren zur Herstellung eines Flammenreaktionsteiles für Gasverbrennungsvorrichtungen gekennzeichnet durch:

a) miteinander Vermischen eines Flammenreaktionsmaterials und mit eines Schmelzmaterials,
b) Verarbeiten der resultierenden Mischung, um ein viskoses flüssigartiges Mischmaterial zu erhalten,
c) Auftragen des viskosen flüssigartigen Mischmaterials auf ein Substrat, und
d) Erhitzen des gemischten Materiales, welches auf das Substrat aufgetragen worden ist auf eine Temperatur, die mindestens gleich dem Schmelzpunkt Mischmateriales ist, wobei ein Flammreaktionsmaterial gebildet wird, das das resultierende Glasmaterial aufweist, das mit dem Substrat schmelzverbunden ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenreaktionsmaterial aus einem Oxyd oder einem Salz eines Metalles, das geeignet ist, die Flammenreaktion zu durchlaufen, bildet ist.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenreaktionsmaterial aus CuO gebildet ist, und daß das Schmelzmaterial B₂O₃ und ein niedrig schmelzendes Glasmaterial beinhaltet.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenreaktionsmaterial aus Li₂CO₃ gebildet ist, und daß das Schmelzmaterial SiO₂ und ein niedrig schmelzendes Glasmaterial beinhaltet.

22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (ii) Wasser oder ein Gemisch aus einer Bindemittelverbindung und Wasser als Bindemittel verwendet wird.

23. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt (iv) eine Vorheizbehandlung zur Beseitung des Bindemittels durchgeführt wird.