Požární píst - Fire piston
Oheň píst , někdy nazýván oheň stříkačka nebo slam tyč oheň startér , je zařízení starověké jihovýchodní asijské původu, který se používá pro Kindle Fire. Využívá princip ohřevu plynu (v tomto případě vzduchu) rychlou a adiabatickou kompresí k zapálení kousku troudu , který se poté použije k nastavení světla na zapálení.
Popis a použití
Požární píst se skládá z dutého válce utěsněného na jednom konci a otevřeného na druhém. Velikosti se pohybují v délce od 3 do 6 palců (7,5 až 15 cm) s otvorem o průměru přibližně 0,25 palce (6–7 mm) až po 10 až 14 palců (25 až 35 cm) s vrtáním asi 0,5 palce (14 mm) ) v průměru. Do válce je nasazen píst se vzduchotěsným kruhovým těsněním . K vytvoření vzduchotěsného, ale kluzkého těsnění se používá řetězec ucpaný vodou nebo gumovým těsněním namazaným tukem. Na konci pístu je vytvořena malá dutina, do které lze vložit troudu, aniž by byla při dalších operacích rozdrcena. Píst lze zcela vyjmout z válce pro instalaci nebo vyjmutí trouby.
Píst (nebo válec) má na konci držadlo, které na něj umožňuje pevné uchopení, nebo dostatečně velký povrch, aby na něj prudce udeřilo, aniž by působilo bolest, zatímco válec (nebo píst) je vyztužen nebo naražen na tvrdý povrch. Stlačení vzduchu při rychlém vtlačení pístu do válce způsobí, že vnitřní teplota prudce stoupne na více než 400 ° F (260 ° C), což je teplota samovznícení trouby. To je dost horké na to, aby se troud v čele pístu zapálil viditelným zábleskem, který je vidět, pokud je válec vyroben z průsvitného nebo průhledného materiálu. Píst se poté rychle vytáhne, než nyní hořící troud vyčerpá dostupný kyslík uvnitř válce. Doutnající troubu lze poté vyjmout z čela pístu a přenést na větší hnízdo materiálu zapalovače. Žhavý se pak rozprostřela nebo foukané na intenzivně pro vytvoření plamene, kdy různé stupně větší třísky mohou být přidány do zabudován do totální ohně.
Starověké a moderní verze požárních pístů byly vyrobeny ze dřeva , rohů zvířat , paroží , bambusu nebo kovu. Požární písty se dnes běžně vyrábějí ze dřeva, kovu nebo plastu. Byly k dispozici návrhy „ udělej si sám“ pomocí dřevěných hmoždinek, PVC a měděných trubek a gumových O-kroužků, abyste mohli stavět verze, jejichž cena je nižší než 2 USD za kus.
Princip činnosti
Rychlá komprese plynu zvyšuje jeho tlak a teplotu současně. Pokud je tato komprese prováděna příliš pomalu, teplo se rozptýlí do okolí, když se s nimi plyn vrací do tepelné rovnováhy. Pokud je komprese provedena dostatečně rychle, pak není čas na dosažení tepelné rovnováhy. Absolutní teplota plynu může náhle mnohem vyšší, než je jeho okolí, rostoucí z původního pokojové teploty plynu na horké dost teploty nastavené troud vystoupit. Vzduch ve válci působí jak jako zdroj tepla, tak jako okysličovadlo paliva troudů.
Stejný princip se používá u vznětového motoru k zapálení paliva ve válci, což eliminuje potřebu zapalovací svíčky, jak se používá v benzínovém motoru . Princip činnosti je bližší motoru s horkými žárovkami , což byl raný předchůdce nafty, protože palivo (troud) je stlačeno plynem, zatímco u nafty je palivo vstřikováno, když je plyn již stlačen a při vysoké teplotě .
Požární písty mají kompresní poměr asi 25 ku 1. To je srovnatelné s asi 20: 1 u moderního dieselového motoru a mezi 7: 1 a 11,5: 1 u benzínového motoru. Požární píst je záměrně zúžen tak, aby lidská síla mohla vyvinout dostatečnou sílu na stlačení vzduchu ve válci v jeho plném rozsahu. Aby se dosáhlo vysokého kompresního poměru, musí být konečný stlačený objem trouby a vzduchu malý vzhledem k délce trubky pístu. Tyto dva faktory dohromady znamenají, že pomocí ohnivého pístu lze zapálit jen malé množství troudů, ale to může stačit k zapálení jiného troudu a následně k zapálení většího ohně.
Sindery, které se vznítí při velmi nízké teplotě, fungují nejlépe. Snadno hořlavé materiály, jako je uhelná tkanina nebo amadou, dobře fungují jako zapalovač a mohou také obsahovat žhavé uhlíky. Naproti tomu bavlněná vlákna se vznítí při 235 ° C a budou jasně blikat, ale nedrží žhavé uhlíky. Jasný záblesk světla je někdy dostačující pro demonstrační účely, ale nezačne trvalý oheň.
Konstrukce ručně ovládaného čerpadla, jako je běžné čerpadlo pro jízdní kola , je velmi podobná, kromě toho, že čerpadlo má také ventily a hadici pro dodávku stlačeného vzduchu jako výstupu. V případě čerpadla je ohřev stlačeného vzduchu nežádoucím vedlejším účinkem . U požárních pístů i čerpadel musí být mechanismus a maziva zvoleny tak, aby odolávaly vysokým špičkovým teplotám a tlakům.
Dějiny
Jihovýchodní Asie a Madagaskar
Požární písty vynalezli jihovýchodní Asiaté (pravděpodobně Austronesianové ). Jejich použití bylo většinou soustředěno v austroneských oblastech, zejména na Malajském poloostrově , Filipínách , Borneu , Sumatře , Jávě , na některých ostrovech východně od Javy včetně Floresu a na Madagaskaru . Nacházejí se také v Barmě , Thajsku a Laosu v jihovýchodní Asii , stejně jako v částech Yunnanu a v Japonsku .
Požární písty v jihovýchodní Asii byly různě konstruovány z bambusu, dřeva, kovu, slonoviny, kostí a rohů. Hlavní trubka byla typicky dlouhá přibližně 8,3 cm a průměr 1,3 cm s průměrem otvoru 0,75 cm. Konec trubice se obvykle rozšířil do malé dutiny sloužící k držení troudu. Použitý troud byl typicky získáván z listových základen palem a ratanových vinic a byl obvykle uložen v troubové krabici nesené spolu s pístem. Byly hlášeny být známý jako lek phai tok v thajštině ; a gobek api v malajštině (doslova „ malta na oheň a palička ).
Starověk požární pístu v jihovýchodní Asii není znám, ale rozhodně to pre-datoval Austronesian kolonizaci z Madagaskaru (c. 100-500 nl). Byl to jeden z prvních definitivních důkazů spojujících Madagaskar s původem z jihovýchodní Asie.
Při konstrukci pístových měchů s bambusem v jihovýchodní Asii byly také použity principy, kterými se řídí požární písty . Tyto pístové měchy mohly pumpovat dostatečné množství vzduchu do pece k produkci teplot dostatečně vysokých k roztavení kovu, což vedlo k nezávislému vývoji sofistikované metalurgie bronzu a železa v jihovýchodní Asii počínaje kolem roku 1500 před naším letopočtem. Zejména ve vývoji bronzových gongů (např. Z kultury Dong Son ), které byly poté vyváženy do starověkých námořních obchodních sítí jihovýchodní Asie. Tyto pístové měchy se dostaly až na Madagaskar před kontaktem s Evropou. Číňané také brzy přijali technologii bambusových pístových měchů, která zcela nahradila původní čínskou technologii měchů z kůže.
Zda byly evropské požární písty ovlivněny požárními písty z jihovýchodní Asie, bylo předmětem debaty. Ale Balfour (1908) a Fox (1969) přesvědčivě prokázali, že evropské požární písty byly nezávisle objeveny pomocí vzduchových děl. Fox se však snaží tvrdit, že požární písty jihovýchodní Asie byly zavedeny z Evropy, ale to ostatní učenci odmítají jako nepřesvědčivé. Přítomnost odvozené technologie pístových měchů a existence požárních pístů i v izolovaných a široce oddělených kulturách, jako jsou Kachin v severní Barmě a Igorot z vysočiny Luzon , dává definitivně najevo, že požární písty z jihovýchodní Asie existovaly dlouho před evropskými verzemi .
Navzdory nezávislému vynálezu evropských ohnivých pístů to byly jihovýchodní asijské ohnivé písty, které inspirovaly Rudolfa Diesela při jeho výrobě vznětového motoru kolem roku 1892, nikoli evropské verze (které byly do konce 19. století do značné míry nahrazeny zápalkami). Diesel byl žákem vynálezce Carla von Linde . Nápad na spalovací motor získal poté, co byl svědkem toho, jak si Linde zapálil cigaretu s ohnivým pístem. Tento požární píst získala Linde z jihovýchodní Asie během přednášky v Penangu .
Evropa
První známý dokumentovány požár píst na Západě byl vyroben v roce 1745 opatem Agostino Ruffo Verona, Itálie, který dělal pár vzduchových zbraní pro krále Portugalska, John V. . Zatímco Ruffo testoval těsnost vzduchového čerpadla zbraně ucpáním jeho výstupu kouskem dřeva, všiml si, že poté, co pumpu natlakoval, bylo dřevo spáleno. Následně zjistil, že pumpa zapálila troud. Ruffo vyrobil zařízení pro další studium tohoto jevu, ale jeho vynález nebyl propagován.
Je zaznamenáno, že první ohnivý píst měl širší debut před vědci v roce 1802 a byl patentován v roce 1807 současně v Anglii i ve Francii. Požární písty, nebo se jim tehdy říkalo „stříkačky“, se v některých částech Evropy na počátku devatenáctého století těšilo krátké popularitě, dokud nebyly vytlačeny třecím zápasem vynalezeným v roce 1826.
V USA byly popisy publikovány po mnoho let.
Viz také
- Luthang , filipínská bambusová dětská hračka využívající stejný princip a konstrukci
- Dieselový motor
- Požární útočník
- Podsvícení
Reference
Bibliografie
- Arbor Scientific, Nástroje, které učí, Požární stříkačka P1-2020; http://www.arborsci.com/Data_Sheets/P1-2020_DS.pdf
- Balfour, Henry (1907) „The fire piston,“ Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution , pp. 565–598.
- Fox, Robert (červenec 1969) „The Fire Piston and its Origins in Europe“, Technology and Culture , 10 (3): 355–370.
- Jamison, The Remarkable Firepiston Woodsmoke (1994) Menasha Ridge Press, Birmingham AL ISBN 0-89732-151-0
- Jamison, Richard s Melem Deweesem, „Pozoruhodný ohnivý píst“ v: Richard a Linda Jamisonovi, Primitive Skills and Crafts: Průvodce outdoorem po úkrytech, nástrojích, zbraních, sledování, přežití a dalších (New York, New York: Skyhorse Publishing , 2007), s. 163–176.
- Rowlands, John J. The Cache Lake Country (1947); WW Norton and Company, Inc., New York, NY