Керосиновая лампа (также известная в некоторых странах как парафиновая лампа ) — это тип осветительного устройства, в котором в качестве топлива используется керосин . Керосиновые лампы имеют фитиль или колпак в качестве источника света, защищенный стеклянным дымоходом или колпаком; лампы можно использовать на столе, а для портативного освещения можно использовать ручные фонарики . Как и масляные лампы , они полезны для освещения без электричества, например, в регионах без сельской электрификации , в электрифицированных районах во время перебоев в подаче электроэнергии , в кемпингах и на лодках . Существует три типа керосиновых ламп: с плоским фитилем, с центральной тягой (трубчатый круглый фитиль) и плафонная лампа. Керосиновые фонари, предназначенные для портативного использования, имеют плоский фитиль и выпускаются в вариантах с глухим пламенем, горячим дутьем и холодным дутьем.
Керосиновые лампы под давлением используют газовую колбу ; среди других производителей они известны как лампы Petromax , Tilley или Coleman . Они производят больше света на единицу топлива, чем лампы фитильного типа, но более сложны и дороги по конструкции и более сложны в эксплуатации. Ручной насос нагнетает воздух, который вытесняет жидкое топливо из резервуара в газовую камеру. Пар из камеры горит, нагревая мантию до раскаленного состояния, а также обеспечивая тепло.
Керосиновые лампы широко используются для освещения сельских районов Африки и Азии, где электроэнергия не распределяется или стоит слишком дорого. По состоянию на 2005 год керосин и другие методы освещения на основе топлива потребляют около 77 миллиардов литров (20 миллиардов галлонов США) топлива в год, что эквивалентно 8,0 миллионам гигаджоулей (1,3 миллиона баррелей нефтяного эквивалента) в день. [1] [2] Это сопоставимо с годовым потреблением реактивного топлива в США, составляющим 76 миллиардов литров (20 миллиардов галлонов США) в год. [3] [ неправильный синтез? ]
В 1813 году Джон Тилли изобрел гидропневматическую паяльную трубку. [4] В 1818 году Уильям Генри Тилли, газовый монтажник, производил газовые лампы в Сток-Ньюингтоне . [5]
В 1846 году Авраам Пинео Геснер изобрел заменитель китового жира для освещения, перегнанный из угля. Позже керосин, изготовленный из нефти, стал популярным топливом для освещения. Современные и наиболее популярные версии парафиновой лампы были позже построены польским изобретателем и фармацевтом Игнацием Лукасевичем во Львове в 1853 году. [6] [7] [8] [9] Это было значительное улучшение по сравнению с лампами, предназначенными для сжигания овощей или спермы. масло.
В 1914 году компания Coleman Company представила лампу давления Coleman Lantern . [10] [11] [12]
В 1919 году компания Tilley High-Pressure Gas Company начала использовать керосин в качестве топлива для ламп. [13]
Лампа с плоским фитилем — это простой тип керосиновой лампы, в которой горит керосин, проходящий через фитиль за счет капиллярного действия . Если лампа этого типа сломается, она может легко вызвать пожар. Лампа с плоским фитилем имеет топливный бак (фонарь), к которому прикреплена горелка лампы. Четыре зубца, прикрепленные к топливному баку, удерживают стеклянный дымоход, который предотвращает затухание пламени и усиливает тепловую тягу . Стеклянному дымоходу необходимо «горло» или небольшое сужение, чтобы создать необходимую тягу для полного сгорания топлива; сквозняк переносит больше воздуха (кислорода) мимо пламени, помогая создать бездымный свет, который ярче, чем могло бы дать открытое пламя.
Дымоход используется для более важных задач. Держатель мантии/фитиля имеет отверстия по внешним краям. Когда фонарь зажжен и подключен дымоход, термическая тяга втягивает воздух через эти отверстия и проходит через верхнюю часть мантии, как дымоход в вашем доме. Это оказывает охлаждающий эффект и предохраняет мантию от перегрева. Без правильно установленного дымохода существует определенное состояние безопасности. Это еще более важно, если вы используете лампы Аладдина. У них также более тонкий дымоход, обеспечивающий более быстрый поток воздуха. Эту информацию следует соблюдать независимо от типа используемого фонаря.
Горелка лампы имеет плоский фитиль, обычно сделанный из хлопка . Нижняя часть фитиля опускается в источник и впитывает керосин; верхняя часть фитиля выступает из трубки фитиля горелки лампы, которая включает в себя механизм регулировки фитиля. Регулируя, насколько фитиль выступает над трубкой фитиля, можно контролировать пламя. Трубка фитиля окружает фитиль и обеспечивает поступление необходимого количества воздуха в горелку лампы. Регулировка обычно осуществляется с помощью небольшой ручки, управляющей криком, который представляет собой зубчатую металлическую звездочку , упирающуюся в фитиль. Если фитиль слишком высок и выходит за пределы конуса горелки в верхней части трубки фитиля, лампа будет выделять дым и копоть (несгоревший уголь). Когда лампа зажжена, керосин, впитанный в фитиль, горит и дает чистое, яркое, желтое пламя . По мере сгорания керосина капиллярное действие фитиля вытягивает больше керосина из топливного бака. Во всех керосиновых лампах с плоским фитилем используется конструкция горелки с мертвым пламенем, при которой в пламя подается холодный воздух снизу, а горячий воздух выходит сверху.
Этот тип фонаря очень широко использовался на железных дорогах как в передней, так и в задней части поездов, а также для ручных сигналов, благодаря своей надежности. В то время, когда за пределами крупных городов в ночное время было мало конкурирующих источников света, ограниченная яркость этих ламп была адекватной, и их можно было увидеть на достаточном расстоянии, чтобы служить предупреждением или сигналом.
Лампа с центральной тягой, или лампа Арганда , работает так же, как лампа с плоским фитилем. Горелка оснащена высоким стеклянным дымоходом высотой около 12 дюймов (300 мм) или выше, чтобы обеспечить мощную тягу, необходимую этой лампе для правильного горения. В горелке используется фитиль, обычно изготовленный из хлопка , который представляет собой широкий плоский фитиль, свернутый в трубку, швы которой затем сшиваются, образуя полный фитиль. Трубчатый фитиль затем монтируется в «носитель», который представляет собой зубчатую рейку, которая входит в шестерни механизма подъема фитиля горелки и позволяет поднимать и опускать фитиль. Фитиль проходит между внутренней и внешней трубками фитиля; внутренняя фитильная трубка (центральная вытяжная трубка) обеспечивает «центральную тягу» или тягу, которая подает воздух к рассекателю пламени. Когда лампа зажигается, центральная вытяжная труба подает воздух в пламегаситель, который распределяет пламя в огненное кольцо и позволяет лампе гореть чисто.
Разновидностью лампы с «центральной тягой» является плафон. Мантия представляет собой тканевую сетку примерно грушевидной формы, надеваемую на горелку. Мантия обычно содержит торий или другие соли редкоземельных элементов ; при первом использовании ткань сгорает, а соли редкоземельных элементов превращаются в оксиды, оставляя очень хрупкую структуру, которая накаляется (ярко светится) под воздействием тепла пламени горелки. Мантийные лампы значительно ярче, чем лампы с плоским или круглым фитилем, дают более белый свет и выделяют больше тепла . Мантийные лампы обычно используют топливо быстрее, чем лампы с плоским фитилем, но медленнее, чем лампы с круглым фитилем с центральной тягой, поскольку они зависят от небольшого пламени, нагревающего мантию, а не от того, что весь свет исходит от самого пламени.
Мантийные лампы почти всегда достаточно яркие, чтобы использовать абажур, а нескольких мантийных ламп может быть достаточно, чтобы обогреть небольшое здание в холодную погоду. Мантийные лампы из-за более высокой температуры , при которой они работают, не производят сильного запаха, за исключением случаев, когда они впервые зажигаются или гаснут. Как и лампы с плоским и круглым фитилем, их яркость можно регулировать; однако следует соблюдать осторожность, поскольку при слишком высокой установке дымоход лампы и плафон могут покрыться черными участками сажи. Лампа, установленная слишком высоко, безвредно сожжет сажу, если ее быстро выключить, но если ее не поймать достаточно быстро, сама сажа может воспламениться, что может привести к состоянию «вышедшей из-под контроля лампы».
Все плафонные лампы без давления основаны на лампе Argand, усовершенствованной за счет корзинчатого плафона Clamond . Эти лампы были популярны с 1882 года и вскоре после Второй мировой войны, когда электрификация сельской местности сделала их устаревшими. Aladdin Lamps на сегодняшний день является единственным производителем ламп такого стиля. [14] Даже они сейчас продают электрические светильники, подходящие к лампам старого образца.
В маяках для навигации кораблей использовались большие стационарные керосиновые лампы под давлением , более яркие и с меньшим расходом топлива, чем использовавшиеся раньше масляные лампы. [15] Ранняя версия газовой плафонной лампы, керосин испарялся с помощью вторичной горелки, которая создавала давление в баке с керосином, снабжавшем центральную тягу. Как и все газовые плафоны, единственное назначение горелки — удерживать пламя, нагревающее пламя, которое в 4-5 раз ярче самого фитиля. Coleman Lantern является прямым потомком лампы этого типа.
Керосиновый фонарь, также известный как «сарайный фонарь» или «ураганный фонарь», представляет собой лампу с плоским фитилем, предназначенную для портативного использования и использования на открытом воздухе. Они изготавливаются из спаянных или гофрированных штампованных листов листового металла, причем наиболее распространенным материалом является луженая листовая сталь, за которой следуют латунь и медь. Существует три типа: мертвое пламя, горячее дутье и холодное дутье. Конструкции как с горячим, так и с холодным дутьем называются трубчатыми фонарями и более безопасны, чем лампы с мертвым пламенем, поскольку опрокидывание трубчатого фонаря перекрывает подачу кислорода к горелке и пламя гаснет в течение нескольких секунд. [16]
Самые ранние портативные керосиновые фонари «стеклянный шар» 1850-х и 1860-х годов относились к типу ламп с мертвым пламенем, то есть у них был открытый фитиль, но поток воздуха к пламени строго контролировался при движении вверх с помощью комбинации вентиляционных отверстий. в нижней части горелки и дымоход с открытым верхом. Это позволило устранить поперечные сквозняки и, таким образом, значительно уменьшить или даже устранить мерцание, которое может возникнуть при открытом пламени.
Более поздние фонари, такие как лампы с горячим и холодным дутьем, пошли еще дальше в этом контроле воздушного потока, частично или полностью заключая фитиль в «дефлектор» или «конус горелки», а затем направляя воздух, подаваемый для горения, в фитиля и в то же время предварительно нагревая воздух для горения.
Конструкция с горячим дутьем, также известная как «трубчатый фонарь» из-за металлических трубок, использованных в ее конструкции, была изобретена Джоном Х. Ирвином и запатентована 4 мая 1869 года . [17] Как отмечается в патенте, «новый способ изготовления фонаря, при котором ветер вместо того, чтобы воздействовать на пламя таким образом, чтобы погасить его, служит для поддержки или поддержания и предотвращения его затухания». Это усовершенствование по существу перенаправляет ветер, который обычно имеет тенденцию гасить пламя незащищенного фонаря с тухлым пламенем, вместо этого перенаправляется, замедляется, предварительно нагревается и подается в горелку, чтобы фактически поддерживать и способствовать горению топлива.
Позже Ирвин усовершенствовал эту конструкцию, изобрел и запатентовал свою конструкцию с холодным обдувом 6 мая 1873 года . [18] Эта конструкция похожа на его более раннюю конструкцию «горячего дутья», за исключением того, что обедненные кислородом побочные продукты горячего сгорания перенаправляются и не допускаются от рециркуляции обратно в горелку за счет изменения конструкции всасываемых продуктов, так что только богатые кислородом, свежие воздух втягивается из атмосферы в лампу («входные отверстия для свежего воздуха вынесены из восходящего потока продуктов сгорания, и тем самым предотвращается попадание этих продуктов в [воздухозаборник]» [ 18] ). Основное преимущество этой конструкции по сравнению с более ранней конструкцией с «горячим дутьем» заключалось в максимальном увеличении количества кислорода, доступного для сгорания, за счет обеспечения подачи в горелку только свежего воздуха, тем самым увеличивая яркость и стабильность пламени. [Примечание 1]
Загрязнение лампового топлива даже небольшим количеством бензина приводит к более низкой температуре вспышки и более высокому давлению паров топлива, что приводит к потенциально опасным последствиям. Пары пролитого топлива могут воспламениться; пары, попавшие в ловушку над жидким топливом, могут привести к избыточному давлению и возгоранию. Керосиновые лампы до сих пор широко используются в местах без электрического освещения; Стоимость и опасность горючего освещения продолжают вызывать обеспокоенность во многих странах. [19]
Всемирная организация здравоохранения считает керосин загрязняющим топливом и рекомендует «правительствам и практикам немедленно прекратить пропаганду его использования в домашних условиях». [20] Керосиновый дым содержит высокий уровень вредных твердых частиц , а использование керосина в домашних условиях связано с более высоким риском рака, респираторных инфекций, астмы, туберкулеза, катаракты и неблагоприятных исходов беременности. [21]
Лампы с плоским фитилем имеют самую низкую светоотдачу, лампы с круглым фитилем с центральной тягой имеют в 3–4 раза большую мощность, чем лампы с плоским фитилем, а лампы под давлением имеют еще более высокую мощность; диапазон от 8 до 100 люмен . Керосиновая лампа, дающая 37 люмен в течение 4 часов в день, потребляет около 3 литров (6,3 американских пт; 5,3 имп. пт) керосина в месяц. [22]
12,57 люмен = 1 CP
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )