ЛАМПА С ФИТИЛЬНОЙ ГОРЕЛКОЙ Российский патент 2006 года по МПК F21L17/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к светотехнике, а именно к неэлектрическим осветительным устройствам, в частности к лампам с фитильной горелкой, в которых тепловая энергия сжигаемого жидкого топлива преобразуется в световое излучение.

Уровень техники

Общеизвестны устройства для освещения, в которых для получения светового излучения сжигается жидкое топливо: это открытые светильники - лампады, керосиновые и масляные лампы с фитильной горелкой, калильные лампы и другие.

Отдельную группу названных устройств составляют лампы с фитильной горелкой, керосиновые или масляные. [Сидоров М.А. От лучины до электричества. М., ГИТТЛ, 1953 г., стр.13-18]. Отличительными признаками таких ламп являются наличие:

- топливной емкости;

- горелки, обеспечивающей подачу топлива из емкости в зону горения за счет капиллярных сил по фитилю;

- лампового стекла, создающего тягу и защищающего зону горения топлива от ветра.

Общим недостатком фитильных ламп является высокая пожароопасность, обусловленная возможностью вытекания топлива из емкости в нештатных ситуациях.

Наиболее близким к заявляемому устройству является керосиновая лампа, выпускаемая рядом предприятий России [Лампы керосиновые и горелки к ним. Технические условия ТУ 205 РСФСР 681-17-91. Руководство по эксплуатации].

Устройство-прототип включает топливную емкость, горелку и защитное стекло, устанавливаемое в горелку.

Топливная емкость лампы-прототипа выполнена из листового металла в виде двух штампованных деталей, соединенных закаткой с подворотом кромок; для уплотнения емкости в закатной шов помещается герметик. В верхней части емкости находится горловина с отбортовкой внутрь емкости, на которой сформирована внутренняя резьба.

Горелка лампы-прототипа состоит из:

- корпуса, соединяемого с топливной емкостью при помощи наружной резьбы;

- фитильной трубки, закрепленной в корпусе;

- фитиля, установленного в фитильной трубке с зазором и с возможностью осевого перемещения;

- отражательного колпачка, прикрепленного к корпусу, экранирующего корпус от теплового излучения пламени и формирующего поток воздуха, поступающего в зону горения;

- короны с упругими лепестками, прикрепленной к корпусу и фиксирующей защитное стекло;

- механизма перемещения фитиля в виде зубчатых колес, взаимодействующих с фитилем остриями зубцов через прорези в фитильной трубке.

Наиболее существенным недостатком лампы-прототипа является высокая пожароопасность. При случайном опрокидывании или падении лампы топливо из емкости может свободно вытекать через зазор между фитилем и фитильной трубкой, через прорези в фитильной трубке и через резьбу, соединяющую горелку с топливной емкостью. При нарушении герметика в закатном шве топливной емкости, например при деформации емкости, возможно просачивание топлива и через шов.

Возможность вытекания и просачивания топлива создает определенные неудобства в пользовании устройством. Заправленная, в т.ч. неработающая лампа, должна всегда находиться в вертикальном положении, что затрудняет ее транспортировку. Кроме того, пары топлива через зазоры и неплотности могут попадать в помещение и создавать посторонний запах, в т.ч. при неработающей лампе, особенно при использовании в качестве топлива керосина.

Ситуация с пожарооопасностью и с посторонними запахами усугубляется при повышенных температурах в помещениях и длительном горении лампы, т.к. горелка устройства-прототипа не обеспечивает необходимого теплоодвода из зоны горения, в результате чего температура топлива постепенно повышается.

Сущность изобретения

Техническим результатом изобретения является: увеличение степени безопасности при хранении и использовании устройства, расширении его функциональных возможностей и повышение удобства пользования за счет упрощения условий эксплуатации, транспортировки и хранения, уменьшения посторонних запахов и снижения удельного расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что в лампе с фитильной горелкой, состоящей из топливной емкости и горелки, включающей корпус, фитильную трубку, фитиль, механизм перемещения и фиксации фитиля, отражательный колпачок и корону с закрепленным в ней с возможностью извлечения защитным стеклом:

- топливная емкость выполнена цельной из одной заготовки;

- неподвижные и подвижные соединения между топливной емкостью, корпусом горелки, фитильной трубкой и передаточными элементами механизма перемещения фитиля выполнены герметичными;

- фитильная трубка выполнена из материала с низкой теплопроводностью и снабжена заглушкой, герметично закрывающей в нерабочем положении ее наружный конец;

- внутренний конец фитильной трубки размещен по возможности ближе ко дну топливной емкости;

- площадь поперечного сечения канала фитильной трубки составляет от 10% до 80% площади поперечного сечения нестесненного фитиля;

- исполнительный элемент механизма перемещения и фиксации фитиля выполнен в виде тонкостенной оболочки, длина которой в осевом направлении больше наименьшего диаметра канала фитильной трубки, размещенной внутри фитильной трубки с возможностью осевого перемещения, ограниченного таким образом, что расстояние от верхней кромки оболочки до наружного конца фитильной трубки составляет более наименьшего диаметра канала фитильной трубки.

Топливная емкость лампы может быть выполнена в виде сосуда с выступающей наружу горловиной, на которой размещена наружная резьба.

Топливная емкость может быть выполнена из стекла или пластмассы, не поддерживающей горение, в частности из полиэтилена низкого давления или полиэтилентерефталата.

Корпус горелки лампы может быть выполнен в виде колпачка с отверстием, в которое через уплотнительный элемент установлена фитильная трубка, при этом на внутренней боковой поверхности колпачка выполнена резьба, а на внутренней поверхности его торца размещен уплотнительный элемент, взаимодействующий с кромкой горловины топливной емкости.

Корпус горелки лампы может быть выполнен из пластмассы, не поддерживающей горение, при этом фитильная трубка установлена в отверстие корпуса с натягом, а уплотнительный элемент, взаимодействующий с кромкой горловины топливной емкости, выполнен заодно с корпусом в виде клинообразного кольцевого выступа.

Корпус горелки лампы может быть выполнен заодно с короной или установлен в корону с натягом.

К корпусу горелки лампы может быть непосредственно прикреплена корона в виде перевернутого колпачка, боковые стенки и часть дна которого разделены с зазорами на отдельные лепестки, а отражательный колпачок, содержащий отверстие для выхода фитильной трубки и отверстия для прохода воздуха, упруго защемлен между лепестками короны.

Фитильная трубка горелки лампы может быть выполнена из стекла или спеченной оксидной керамики и иметь цилиндрическую форму.

Исполнительная часть механизма перемещения и фиксации фитиля может быть связана с приводной частью механизма по меньшей мере одним передаточным элементом, выходящим наружу или внутрь топливной емкости.

Приводная часть механизма перемещения и фиксации фитиля может быть расположена внутри топливной емкости и выполнена в виде кинематической пары, включающей винт и гайку, при этом один из элементов кинематической пары связан с движущей частью механизма, расположенной вне топливной емкости через магнитную муфту.

Приводная часть механизма перемещения и фиксации фитиля может быть расположена вне топливной емкости и выполнена в виде кинематической пары, включающей зубчатое колесо и зубчатую рейку или кривошип и кулису.

Защитное стекло лампы может иметь форму полого цилиндра и быть выполнено из отходов трубок отработанных люминесцентных газоразрядных ламп, подвергнутых демеркуризации и удалению люминофора.

Горелка лампы может содержать вторую корону, установленную в перевернутом положении по отношению к первой и скрепленной с ней по меньшей мере двумя стойками.

Сведения, обосновывающие достижение технического результата

Основные признаки заявляемого устройства:

- цельная, изготовленная из одной порции материала (заготовки) топливная емкость;

- герметичность всех неподвижных и подвижных соединений между элементами конструкции, разделяющих внутренний и наружный объемы устройства;

- низкая теплопроводность материала фитильной трубки;

- расположение нижнего конца фитильной трубки по возможности ближе к дну топливной емкости;

- стеснение (натяг) фитиля при установке в фитильную трубку;

- исполнительная часть механизма перемещения фитиля в виде тонкостенной цилиндрической оболочки, расположенного внутри фитильной трубки.

Бесшовная конструкция топливной емкости, выполненной тем или иным способом из одной порции материала (заготовки), безусловно и в любом случае повышает надежность емкости против просачивания из нее топлива и его паров.

Герметичность всех соединений, разделяющих внутренний и наружный объемы лампы, также исключает проникновение топлива и его паров из емкости наружу по любому из возможный путей, кроме канала фитильной трубки.

Низкая теплопроводность материала фитильной трубки необходима в первую очередь для ограничения теплового потока из зоны горения к уплотнительным элементам корпуса горелки и фитильной трубки, герметичность которых может ухудшаться при перегреве. Кроме того, в этом случае температура рабочего конца фитильной трубки при горении топлива за счет малого теплоотвода устанавливается на более высоком уровне, что способствует более полному испарению топлива, улучшает процесс горения, снижает расход топлива и токсичность продуктов горения.

Одной из особенностей заявляемой горелки (с "горячим" рабочим концом) состоит в том, что фитиль в отличие от горелки-прототипа, как правило, не должен выступать за срез фитильной трубки. Топливо в заявляемом устройстве по сравнению с известным испаряется гораздо быстрее, и выступающий за срез трубки конец фитиля при установившемся режиме горения лампы становится практически сухим. Без охлаждения испаряющимся топливом сухой участок фитиля обугливается и сгорает, т.е. фитиль сам стремится занять оптимальное положение на уровне или чуть ниже среза фитильной трубки. Это обстоятельство, с одной стороны, несколько сужает возможности устройства в части увеличения при необходимости расхода топлива и требует более точной регулировки положения фитиля, с другой стороны, облегчает полную герметизацию лампы в нерабочем положении, т.к. фитиль не мешает герметично перекрывать тем или иным способом канал фитильной трубки снаружи, например заглушкой в виде крышечки с уплотнительной прокладкой или эластичного колпачка.

Расположение нижнего конца фитильной трубки по возможности ближе ко дну топливной емкости дополнительно повышает безопасность устройства по принципу действия чернильницы - "непроливайки". Оптимально фитильная трубка должна упираться через фитиль в дно топливной емкости (при этом расстояние от конца трубки до дна равно толщине смятого фитиля), реально необходимо некоторое пространство (8-10 мм) для перемещения приводных элементов подъема фитиля.

Установка фитиля в фитильную трубку со стеснением позволяет, с одной стороны, резко ограничить вытекание топлива через канал трубки в нештатных ситуациях, т.к. гидродинамическое сопротивление трубки, плотно заполненной волокнистой массой, очень велико; с другой стороны, стеснение фитиля заметно усиливает капиллярный эффект за счет уменьшения сечения капиллярных каналов. Последнее обстоятельство дополнительно расширяет эксплуатационные возможности горелки: увеличиваются движущая сила и скорость подъема топлива по фитилю, что позволяет уменьшить сечение фитильной трубки и увеличить ее высоту. Возможность уменьшения сечения и увеличение высоты фитильной трубки позволяют дополнительно уменьшить тепловые нагрузки на уплотнения корпуса горелки и фитильной трубки, уменьшить при работе лампы разогрев топлива в топливной емкости, т.е. повышают безопасность устройства. Помимо этого расширяются возможности по выбору эстетичных форм топливной емкости, горелки и стекла.

Пределы степени стеснения фитиля (отношение площадей сечения фитиля до и после установки в фитильную трубку) устанавливались экспериментально. Почти нестесненный фитиль (при отношении указанных площадей 0,8-0,9) плохо задерживает топливо от вытекания и стремится самопроизвольно сползти вниз по фитильной трубке при работе лампы. Слишком сильно зажатый фитиль (при отношении площадей 0,07-0,10) плохо поддается регулировке по положению, хотя имеет очень хорошие капиллярные свойства. Заявленные пределы соотношения площадей сечения фитиля и канала фитильной трубки таким образом являются оптимальными с точки зрения достижения технического результата.

Стесненное состояние фитиля позволяет удерживать его внутри фитильной трубки и без дополнительной фиксации, поэтому простейшие, в т.ч. одноразовые, варианты конструкции заявляемого устройства с цилиндрической формой фитильной трубки позволяют обойтись вообще без механизма перемещения и фиксации фитиля. В этом случае предварительная регулировка фитиля может производиться на неработающей лампе вручную при движении вниз путем вытягивания, а при движении вверх либо путем вкручивания, проталкивания и вытягивания, либо путем перепродевания фитиля через фитильную трубку.

Для регулировки пламени лампы на ходу необходимо использовать тот или иной механизм, состоящий из движущих элементов (рукоятка, маховичок), приводных элементов (зубчатых, винтовых, кривошипно-кулисных), передаточных элементов (тяг, торсионов, муфт), связывающих движущие и приводные элементы с исполнительным элементом (непосредственно перемещающим фитиль).

Исполнительным элементом механизма перемещения фитиля в заявляемом устройстве является тонкостенная оболочка (разрезная трубка), расположенная внутри фитильной трубки с возможностью осевого перемещения. Указанная оболочка охватывает фитиль более плотно, чем фитильная трубка, т.к. имеет меньший диаметр; это позволяет преодолевать трение фитиля по трубке при его перемещении. Несмотря на то что оболочка устанавливается в фитильной трубке с некоторым зазором, за пределами оболочки фитиль расправляется и опять плотно прилегает к стенкам фитильной трубки, препятствуя свободному вытеканию топлива.

Необходимым условием работы исполнительной части механизма перемещения и фиксации фитиля является сохранение некоторого расстояния между верхними кромками фитильной трубки и находящейся внутри оболочки. Указанный промежуток должен быть тем больше, чем менее плотно уложен фитиль и чем выше теплопроводность материала фитильной трубки. Заявителем экспериментально установлено, что в любом случае указанный промежуток не должен быть меньше наименьшего размера сечения (диаметра) канала фитильной трубки, иначе происходит заметное просачивание топлива в перевернутом положении лампы и перегрев верхней части оболочки механизма перемещения при работе лампы.

Длина оболочки для перемещения фитиля может выбираться в широких пределах в зависимости от принятой плотности укладки фитиля, выбранных материалов и шероховатости поверхностей оболочки и канала фитильной трубки. Заявителем экспериментально установлено, что оболочка с длиной менее диаметра канала фитильной трубки работает с заметным проскальзываем фитиля при движении вниз, поэтому после нескольких движений вверх-вниз фитиль оказывается в более высоком положении по сравнению с первоначальным и не убирается вниз до среза фитильной трубки, а это, как было показано выше, негативно влияет на процесс горения. Чем больше шероховатость поверхности канала фитильной трубки и меньше шероховатость поверхности оболочки, контактирующей с фитилем, тем этот эффект резче выражен. Чем длиннее оболочка, тем положение фитиля регулируется ровнее и точнее, т.е. максимальная длина оболочки ограничена лишь глубиной топливной емкости и соображениями экономии материала.

Предложенная конструкция исполнительной части механизма перемещения и фиксации фитиля может использоваться для предварительного (на неработающей лампе) регулирования положения фитиля и без каких-либо приводных элементов, при этом изменение положения фитиля достигается перемещением оболочки вместе с фитилем за выступающие из фитильной трубки элементы оболочки.

Дополнительные признаки заявляемого устройства

Выполнение топливной емкости в виде сосуда с выступающей наружу горловиной облегчает ее формование из одной порции материала (заготовки), т.е. способствует достижению технического результата.

Для изготовления топливной емкости может служить любой материал, поддающийся формованию, не пропускающий топливо и его пары и не изменяющийся под их воздействием (металлы, стекло, пластические массы). Выбор материала в основном диктуется экономическими соображениями.

Емкость может быть выполнена из листового металла, в т.ч. малоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, латуни, нейзильбера, нержавеющей стали и пр., путем вытяжки заготовки с последующей фасонной раскаткой, однако многооперационная технология делает такую емкость достаточно дорогостоящей.

Возможно изготовление металлической топливной емкости литьевым способом из сплавов типа цинк-алюминий, силумина, чугуна и бронзы, но при этом затруднительно получить тонкостенное изделие небольшой массы и стоимости.

Для недорогих ламп, в т.ч. одноразовых, предпочтительнее использование формованного стекла или пластмассы. Лампы со стеклянной топливной емкостью широко применяются, однако они выпускаются под стандартную горелку-прототип с наружной резьбой на корпусе горелки и соответственно внутренней резьбой на горловине топливной емкости. Поскольку получение внутренней резьбы на формованном стекле затруднительно, емкость таких ламп выполняется с гладкой горловиной, в которой закрепляется металлическая переходная втулка с внутренней резьбой, т.е. емкость является составной в отличие от заявляемой.

Топливные емкости из пластических масс, не поддерживающей горение, в частности из полиэтилена низкого давления (ПЭНД) или полиэтилентерефталата (ПЭТ), наиболее технологичны. Эти материалы имеют температуру размягчения 120°С (ПЭНД) и выше 200°С (ПЭТ), хорошо формуются выдуванием. Имеется серийное оборудование для массового производства различных флаконов и бутылок для напитков, парфюмерии и пр. из этих материалов.

Исполнение корпуса горелки в виде колпачка с внутренней резьбой в различных вариантах приспособлено под емкость с наружной резьбой на горловине. Предпочтительный тип резьбы - применяемый в ПЭТ-бутылках для расфасовки газированных напитков (трапецеидальная, диаметр 27 мм) и наиболее широко распространенный. Это дает возможность использовать в качестве корпуса горелки стандарные металлические или полиэтиленовые винтовые пробки, в т.ч. бывшие в употреблении, а в качестве топливной емкости - подходящие флаконы, в т.ч. б/у. Один из вариантов - расфасовка топлива при продаже непосредственно в ПЭТ-флаконы требуемой формы, основным ограничением является глубина флакона не более 150 мм, связанная с возможностью подъема топлива по фитилю.

Простейший (одноразовый) вариант исполнения горелки - стандартная винтовая пластиковая пробка с прикрепленной сверху короной в виде перевернутого многолепесткового колпачка, внутрь которого упруго смонтирован отражательный колпачок. Такая конструкция предполагает либо нерегулируемый фитиль (лампа-свеча), либо фитиль, регулируемый на неработающей лампе вручную непосредственно исполнительной частью механизма (оболочки внутри фитильной трубки), либо привод, размещенный внутри топливной емкости, т.к. конструктивно разместить какой-либо привод внутри горелки такого типа затруднительно.

Если необходимо получить пламя плоской формы, как в лампе-прототипе, то фитильная трубка горелки должна иметь сечение в форме прямоугольника, овала или эллипса. Материалом для изготовления такого типа фитильных трубок в заявляемом устройстве могут быть высоколегированные нержавеющие стали с теплопроводностью 12-15 Вт/м·К. Материалы с теплопроводностью более 60 Вт/м·К (углеродистые стали, латунь, нейзильбер и пр.) не позволяют надежно загерметизировать соединение фитильной трубки с корпусом горелки за исключением припайки или приварки к металлическому корпусу, но в этом случае происходит излишний разогрев нижней части корпуса горелки и "смазывается" зона испарения топлива в трубке.

Более полно реализовать преимущества заявляемого устройства позволяет фитильная трубка из стекла, фарфора, высокоглиноземистой и другой спеченной керамики с теплопроводностью 0,8-3,5 Вт/м·К. Изделия такого рода с некруглой формой сечения канала сложны в технологии, особенно в части обеспечения постоянства размеров сечения по длине, поэтому предпочтительно использовать трубки цилиндрической формы.

Необходимо отметить еще одну особенность заявляемого устройства: внутри топливной емкости всегда существует незначительное (менее 5 Па) остаточное давление, которое несколько подгоняет пары топлива в зону горения. В результате этого эффекта факел пламени плоской формы стремится потерять устойчивость и перекрутиться, а длинный узкий факел горит более устойчиво. За счет хорошего испарения топлива становится целесообразно добиваться увеличения площади факела не за счет ширины, а за счет длины; это позволяет уменьшить поперечное сечение зоны горения и соответственно уменьшить диаметр горячей зоны защитного стекла, в т.ч. применять стекло цилиндрической формы без уширения в зоне горения.

Эксперименты показали, что при диаметре канала фитильной трубки 6-7 мм и максимальной высоте факела в зоне горения 30-40 мм устойчиво (без перегрева и растрескивания) работает защитное стекло цилиндрической формы диаметром 38, 32, 27 и 25 мм и высотой для защиты от ветра не менее 4-х диаметров. Указанные диаметры стеклянной трубки широко применяются в производстве люминесцентных газоразрядных ламп (модельный ряд ЛБ/ЛД 80, 40, 30 и 25 Вт соответственно). Отслужившие лампы подвергаются вакуумному отжигу для удаления ртути (демеркуризации), после чего обеззараженные стеклянные трубки разбиваются и выбрасываются. Поскольку люминофор, находящийся на внутренних поверхностях трубок после демеркуризации, безвреден и легко удалаяется, целесообразно использовать эти трубки для изготовления защитных стекол заявляемой лампы.

Стекло цилиндрической формы позволяет легко трансформировать лампу в фонарь, для этого к короне горелки посредством дополнительных стоек может прикрепляться вторая корона, располагающаяся по отношению к первой в перевернутом положении. Защитное стекло при этом оказывается упруго защемленным лепестками обеих корон сверху и снизу. Ко второй короне может быть прикреплена ручка для переноски лампы-фонаря и защитная шляпка, рассеивающая горячие продукты сгорания топлива и предохраняющая руку при переноске работающего устройства. Защитное стекло в таком варианте конструкции вставляется либо сверху через вторую корону при снятых ручке и защитной шляпке, либо сбоку через стойки. Отметим отличие такого конструктивного решения от известного, в котором стойки, связывающие верхний фиксатор защитного стекла с нижним, неподвижно прикреплены к топливной емкости, что не позволяет произвольно менять емкость.

Конкретные исполнения приводной части механизма перемещения и фиксации фитиля выбираются в зависимости от назначения и ценового класса устройства. Общим является необходимая глубина регулирования положения фитиля, она составляет 8-10 мм от крайнего нижнего положения, когда пламя затухает, до крайнего верхнего, когда пламя имеет максимальную интенсивность без заметного обгорания фитиля. По мере деструкции рабочего конца фитиля его необходимо подтягивать пинцетом или пальцами немного выше, приводная часть механизма при этом должна находиться в крайнем верхнем положении.

В походных вариантах устройства, там где требуется максимальная защищенность от вытекания топлива при транспортировке, желательно применять механизм с передаточным элементом, выходящим внутрь топливной емкости. Самой надежной, но и самой дорогостоящей является конструкция с винтовым приводом через магнитную муфту, которая обеспечивает передачу движения через стенку топливной емкости или корпуса горелки без нарушения сплошности. Варианты с зубчато-реечным и кривошипно-кулисным приводом через тягу, выходящую внутрь емкости, несколько менее надежны, т.к. необходимо уплотнять подвижные элементы привода либо в корпусе горелки, либо в стенке топливной емкости.

В случае выведения передаточного элемента привода наружу за рабочий срез фитильной трубки внутренний объем лампы герметизирован также хорошо, как и в варианте с магнитной муфтой, но несколько труднее уплотняется срез фитильной трубки в походном положении. В любом из вариантов обеспечивается достижение технического результата, различаются лишь уровень сложности устройства и затраты на его производство.

Изложенное иллюстрируется фиг.1-6, но не ограничивается ими.

Перечень чертежей

На фиг.1 показан общий вид лампы с горелкой из металла и непосредственным регулированием фитиля, фронтальный вид, совмещенный с местными разрезами; на фиг.2 - ламповая горелка с пластмассовым корпусом, запрессованным в металлическую корону, и кривошипно-кулисным механизмом регулировки фитиля с выводом передаточного элемента механизма внутрь топливной емкости, фронтальный вид, совмещенный с местным разрезом и вынесенными сечениями; на фиг.3 - горелочный узел лампы с пластмассовым корпусом горелки, накладной короной и винтовым механизмом регулирования фитиля, фронтальный вид, совмещенный с местным разрезом; на фиг.4 - горелка с зубчато-реечным механизмом регулировки фитиля и выводом передаточного элемента механизма наружу топливной емкости, фронтальный вид, совмещенный с местным разрезом; на фиг.5 - лампа-фонарь с двухсторонним удержанием стекла, фронтальный вид; на фиг.6 - фотография примеров ламп-светильников с топливными емкостями из различных материалов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Устройство, изображенное на фиг.1, содержит топливную емкость 1, корпус горелки 2, фитильную трубку 3, фитиль 4, исполнительный элемент (оболочку) механизма перемещения фитиля 5, отражательный колпачок 6, корону 7, защитное стекло 8, заглушку фитильной трубки 9, приводной элемент механизма перемещения фитиля 10, герметизирующую прокладку 11 между горловиной топливной емкости 1 корпусом горелки 2, герметизирующую втулку 12 между корпусом горелки 2 и фитильной трубкой 3. Корона горелки 7 закреплена на корпусе 2 неподвижно и содержит отверстия 13 для подвода воздуха и упругие лепестки 14, удерживающие защитное стекло. Отражательный колпачок 6 неподвижно установлен в корону 7 и содержит отверстия для подвода воздуха 15. Исполнительный элемент механизма перемещения фитиля 5 выполнен в виде цилиндрической тонкостенной оболочки, размещенной внутри фитильной трубки 3 с возможностью осевого перемещения и связанной с приводным элементом 10 передаточной тягой 16. Перемещение оболочки 5 вверх ограничено изгибом тяги 16, вниз - дном топливной емкости 1. Расстояние от нижнего среза фитильной трубки 3 до дна топливной емкости 1 составляет 1-1,5 наружных диаметра фитильной трубки 3.

Устройство функционирует следующим образом. Перед началом работы в фитильную трубку 3 вставляется оболочка 5 с тягой 16 и приводом 10, затем через трубку 3 и оболочку 5 продевается фитиль 4. После этого в топливную емкость 1 заливается топливо 17, корпус горелки 2 плотно навинчивается на горловину емкости 1, емкость несколько раз переворачивается и встряхивается для пропитки фитиля 4 топливом. Затем лампа устанавливается горелкой вверх, к верхнему срезу фитиля 4 подносится источник пламени, и начинается горение топлива, после чего сразу же устанавливается защитное стекло. Непосредственно после розжига лампа 30-50 секунд горит с постепенным нарастанием пламени, за это время происходит разогрев защитного стекла и фитильной трубки. Чтобы потушить лампу, нужно либо снять стекло и задуть пламя сбоку, либо сильно подуть сверху вниз внутрь стекла. После остывания фитильной трубки 3 в течение 3-5 минут на ее срез надевается заглушка 9 и лампа переводится в транспортное положение.

Устройство, изображенное на фиг.2, содержит элементы, аналогичные устройству на фиг.1, обозначенные теми же номерами позиций. Корпус горелки лампы 2 выполнен из пластмассы и запрессован в корону 7. Лепестковая часть короны 14 может быть выполнена либо в виде отдельной детали, как показано на фиг.2 сплошными линиями, либо заодно с короной, показано пунктиром. Фитильная трубка 3 установлена в корпус 2 неподвижно со значительным натягом, обеспечивающим герметичность соединения и препятствующим перемещению трубки 3 относительно корпуса 2 во время регулировки фитиля.

Привод регулирования фитиля включает тягу 18 с хвостовиком 19, неподвижно соединенным с тягой 16. Тяга 16 выполнена заодно с кулисой 20 и поддерживающим кольцом 21 и размещена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 2. Подвижное соединение тяги 16 и корпуса 2 выполнено с небольшим натягом, обеспечивающим герметичность соединения. В пазу кулисы 20 с возможностью поворота размещен кривошип 22, выполненный заодно с рукояткой 23.

Устройство функционирует следующим образом. Для изменения положения фитиля необходимо повернуть рукоятку 23, при этом кривошип 22 воздействует на кулису 20, при этом перемещаются тяги 16 и 18, оболочка 5 и фитиль (не фиг.2 не показан).

Устройство, изображенное на фиг.3, содержит элементы, аналогичные устройству на фиг.1 и 2, обозначенные теми же номерами позиций. Корпус горелки лампы 2 выполнен из пластмассы, к нему плавкой заклепки 24 неподвижно присоединен лепестковый колпачок 7 короны. Отражательный колпачок 6 упруго защемлен между лепестками короны 7.

Привод регулирования фитиля включает магнитную муфту, состоящую из постоянных магнитов 25 и 26, смонтированных попарно в наружной полумуфте 27 и внутренней полумуфте 28. Наружная полумуфта 27 размещена на топливной емкости 1 с возможностью вращения. Внутренняя полумуфта 28 состоит из двух кронштейнов, прикрепленных с возможностью поворота посредством осей 33 к гайке 30. В нерабочем положении кронштейны 28 внутренней полумуфты имеют возможность располагаться вдоль оси, при этом имеется возможность ввести их внутрь топливной емкости 1 через горловину. Гайка 30 размещена с возможностью вращения на разрезной втулке 29, от осевого перемещения гайку 30 удерживает выступ втулки 29 и стопорное кольцо 32. Разрезная втулка 29 размещена неподвижно на фитильной трубке 3, в разрезы втулки 29 выведены резьбовые шлицы полого винта 31, неподвижно связанного посредством лепестков 34 с тягой 16 и оболочкой 5.

Устройство работает следующим образом. После завинчивания корпуса 2 на горловину топливной емкости устанавливается наружная полумуфта 27 магнитной муфты, затем устройство переворачивается, при этом магниты 25 и 26 притягиваются друг к другу и магнитная муфта готова к работе. При поворачивании наружной полумуфты 27 гайка 30 приходит во вращение и перемещает винт 31 вместе с тягой 16 и оболочкой 5, которая двигает фитиль (на фиг.3 не показан).

Устройство, изображенное на фиг.4, содержит элементы, аналогичные устройству на фиг.1-3, обозначенные теми же номерами позиций. Корпус горелки лампы 2 выполнен из пластмассы, установлен с натягом в цельнометаллическую корону 7.

Привод регулирования фитиля включает исполнительный элемент (оболочку) 5, связанную тягами 16, выходящими наружу топливной емкости, с зубчатой рейкой 35, выполненной заодно с поддерживающими кольцами 36 и размещенной с возможностью осевого перемещения. Зубчатая рейка 35 находится в зацеплении с зубчатым колесом 38, насаженным на вал 37, имеющий возможность вращения. Зубчатое колесо 38 заключено в щеки 39, препятствующие повороту рейки 35 вокруг оси фитильной трубки 3.

При повороте колеса 38 посредством расположенного снаружи короны 7 маховичка (на фиг.4 не показан) сборка "рейка 35 - тяги 16 - оболочка 5" перемещается и передвигает фитиль (на фиг.4 не показан).

Устройство, изображенное на фиг.5, в дополнение к обозначенным на фиг.1-4 элементам содержит вторую (верхнюю) корону 40, неподвижно прикрепленную к короне 7 посредством стоек 41 через сварные точки 45. К верхней короне 40 посредством замков 43 прикреплена с возможностью отсоединения крышка 42 с транспортным кольцом 44. Защитное стекло 8 размещено между коронами 7 и 40 с возможностью осевого перемещения, ограниченного вниз дном короны 7 и вверх крышкой 42.

Для того чтобы заменить стекло 8, необходимо снять крышку 42, опустить стекло, установить крышку 42 назад. Для розжига лампы стекло 8 необходимо приподнять до упора в крышку 42, при этом открывается доступ к фитилю 4, после зажигания стекло необходимо опустить до упора вниз.

Примеры

На фиг.6 представлены фото опытных образцов ламп с различными вариантами топливной емкости и горелочного узла.

Поз.1-1. Топливная емкость из полиэтилена низкого давления (б/у флакон из-под моющего средства) объемом 300 мл, высотой 80 мм. Горелка с пластмассовым корпусом, запрессованным в металлическую сборную корону. Стеклянная фитильная трубка наружным диаметром 8 мм, внутренним диаметром 6 мм. Хлопчатобумажный фитиль из пряжи №10×12×8, линейная плотность 9600 tex, диаметр нестесненного фитиля около 12 мм (отношение площадей сечения канала фитильной трубки и фитиля 25%). Защитное стекло диаметром 38/36 мм длиной 150 мм (из отходов газоразрядной лампы ЛД/ЛБ-80). Время горения с полной заправки при пламени высотой 25-30 мм 35-40 часов.

Поз.1-2. Стеклянная топливная емкость (б/у пузырек из-под чернил) объемом 100 мл, высотой 50 мм. Горелка с пластмассовым корпусом и накладной короной, фарфоровая фитильная трубка. Стекло диаметром 32 мм, длиной 130 мм. Время горения около 12 часов.

Поз.1-3. Топливная емкость из полиэтилентерефталата (б/у флакон из-под столового уксуса) объемом 350 мл, высотой 150 мм. Горелка с пластмассовым корпусом и накладной сборной короной. Стекло диаметром 30 мм, длиной 120 мм. Время горения более 40 часов, в конце горения устойчивое пламя высотой не более 20 мм, предельная высота флакона.

Все устройства, показанные на фиг.6, успешно прошли тестирование на длительное (24 часа и более) горение, падение с высоты, воздействие вибраций и ударов, хранение в произвольном положении.

В результате изобретения создано безопасное при хранении и эксплуатации устройство, удобное в пользовании и с малым расходом топлива.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к лампам с фитильной горелкой, в которых энергия сгорания жидкого топлива преобразуется в световое излучение. Устройство содержит цельноформованную топливную емкость, на горловину которой навинчивается горелка с короной, лепестки которой удерживают защитное стекло. При работе лампы топливо поднимается по фитилю, заключенному в фитильную трубку. Регулировка фитиля производится посредством оболочки, связанной тягой с рукояткой. Воздух в зону горения подается через отверстия короны и отверстия отражательного колпачка. Для ограничения вытекания топлива из емкости и просачивания паров топлива в помещение фитиль установлен в трубку со значительным стеснением, предусмотрены заглушка и уплотнительные прокладки, нижний срез фитильной трубки максимально приближен ко дну емкости. Технический результат - повышение удобства использования, снижение расхода топлива. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Лампа с фитильной горелкой, состоящая из топливной емкости и горелки, включающей корпус, фитильную трубку, фитиль, механизм перемещения и фиксации фитиля, отражательный колпачок и корону с закрепленным в ней с возможностью извлечения защитным стеклом, отличающаяся тем, что топливная емкость выполнена цельной из одной заготовки; неподвижные и подвижные соединения между топливной емкостью, корпусом горелки, фитильной трубкой и передаточными элементами механизма перемещения фитиля выполнены герметичными; фитильная трубка выполнена из материала с низкой теплопроводностью и снабжена заглушкой, герметично закрывающей в нерабочем положении ее наружный конец; внутренний конец фитильной трубки размещен по возможности ближе ко дну топливной емкости; площадь поперечного сечения канала фитильной трубки составляет от 10 до 80% от площади поперечного сечения нестесненного фитиля; исполнительный элемент механизма перемещения и фиксации фитиля выполнен в виде тонкостенной оболочки, длина которой в осевом направлении больше наименьшего диаметра канала фитильной трубки, размещенной внутри фитильной трубки с возможностью осевого перемещения, ограниченного таким образом, что расстояние от верхней кромки оболочки до наружного конца фитильной трубки составляет более наименьшего диаметра канала фитильной трубки.2. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что топливная емкость выполнена в виде сосуда с выступающей наружу горловиной, на которой размещена наружная резьба.3. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что топливная емкость выполнена из стекла или пластмассы, не поддерживающей горение, в частности из полиэтилена низкого давления или полиэтилентерефталата.4. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что корпус горелки выполнен в виде колпачка с отверстием, в которое через уплотнительный элемент установлена фитильная трубка, при этом на внутренней боковой поверхности колпачка выполнена резьба, а на внутренней поверхности его торца размещен уплотнительный элемент, взаимодействующий с кромкой горловины топливной емкости.5. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что корпус горелки выполнен из пластмассы, не поддерживающей горение, при этом фитильная трубка установлена в отверстие корпуса с натягом, а уплотнительный элемент, взаимодействующий с кромкой горловины топливной емкости, выполнен заодно с корпусом в виде клинообразного кольцевого выступа.6. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что корпус горелки выполнен заодно с короной или установлен в корону с натягом.7. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что к корпусу горелки прикреплена корона в виде перевернутого колпачка, боковые стенки и часть дна которого разделены с зазорами на отдельные лепестки, а отражательный колпачок, содержащий отверстие для выхода фитильной трубки и отверстия для прохода воздуха, упруго защемлен между лепестками короны.8. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что фитильная трубка выполнена из стекла или спеченной оксидной керамики и имеет цилиндрическую форму.9. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что исполнительная часть механизма перемещения и фиксации фитиля связана с приводной частью механизма по меньшей мере одним передаточным элементом, выходящим внутрь топливной емкости.10. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что исполнительная часть механизма перемещения и фиксации фитиля связана с приводной частью механизма по меньшей мере одним передаточным элементом, выходящим наружу топливной емкости.11. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что приводная часть механизма перемещения и фиксации фитиля расположена внутри топливной емкости и выполнена в виде кинематической пары, включающей винт и гайку, при этом один из элементов кинематической пары связан с движущей частью механизма, расположенной вне топливной емкости, через магнитную муфту.12. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что приводная часть механизма перемещения и фиксации фитиля расположена вне топливной емкости и выполнена в виде кинематической пары, включающей зубчатое колесо и зубчатую рейку.13. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что приводная часть механизма перемещения и фиксации фитиля расположена вне топливной емкости и выполнена в виде кинематической пары, включающей кривошип и кулису.14. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что защитное стекло имеет форму полого цилиндра.15. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что защитное стекло выполнено из отходов трубок отработанных люминесцентных газоразрядных ламп, подвергнутых демеркуризации и удалению люминофора.16. Лампа с фитильной горелкой по п.1, отличающаяся тем, что ее горелка содержит вторую корону, установленную в перевернутом положении по отношению к первой короне и неподвижно скрепленной с ней по меньшей мере двумя стойками.