Устройство пьезозажигалки – Сайт о зажигалках — Устройство пьезозажигалки

Пьезоэлемент: применение и принцип работы

Содержание:

  1. Физические свойства пьезоэлемента
  2. Принцип работы
  3. Применение

Среди множества диэлектрических материалов встречаются и такие, которые обладают так называемым пьезоэффектом. На их поверхности могут возникать электрические заряды под влиянием деформации. Существует и обратный эффект, когда диэлектрики начинают деформироваться под действием внешнего электрического поля. Пьезоэлемент сам по себе не может считаться источником электроэнергии. Он всего лишь преобразует механическую энергию в электрическую, с очень низким КПД. Однако, благодаря своим качествам, пьезоэлементы широко используются в технике, в первую очередь, как источники электрических разрядов.


Физические свойства пьезоэлемента

Пьезоэлектрические материалы по своей сути довольно простые и характеризуются всего лишь двумя физическими величинами – диэлектрической проницаемостью и пьезоэлектрическим модулем. От первой величины зависит емкость пьезоэлемента, а от пьезоэлектрического модуля – электрический заряд, образующийся на электродах, после того как к ним была приложена какая-то сила.

В пьезокерамике для описания процесса применяется три модуля в зависимости от расположения силы, действующей по отношению к полярности оси пьезоэлемента.

Наиболее выраженный эффект проявляется в модуле d33, в котором первая цифра индекса означает направление полярной оси вдоль оси Z традиционной системы координат, а вторая указывает на направление действующей силы вдоль этой же оси. За счет этого пьезоэлемент с величиной модуля d33 существенно превышает значение комбинаций с другими направлениями.

Прямой пьезоэффект модуля измеряется в единицах кулон/ньютон (К/Н). Именно эта величина характеризует материал, из которого он изготовлен. Независимо от приложенной силы и размеров самого элемента, при воздействии силы в 1 ньютон, на электродах будет образовываться один и тот же заряд.

Для определения напряжения на электродах существует формула: U = q/C, в которой в свою очередь q = F d33. Из данной формулы видно, что в отличие от заряда, напряжение будет зависеть от размеров пьезоэлемента, поскольку емкость С связана с площадью электродов и расстоянием между ними. Если в качестве примера взять емкость обычной зажигалки, равной 40 пикофарадам (пф), то приложенная сила в 1 Н даст напряжение 6 В. Соответственно, если сила увеличится до 1000 Н (100 кг), то полученное напряжение составит уже 6 кВ.


Принцип работы

Действие пьезоэлемента наиболее четко просматривается на примере зажигалки нажимного действия. При нажатии на клавишу, зажигалка выдает целую серию искр, что свидетельствует о наиболее удачном использовании пьезогенератора в данной конструкции. Чтобы представить себе принцип работы, рекомендуется рассмотреть схему упрощенной модели этого устройства. Она выполнена в виде опоры с рычагом, создающим большое усилие, воздействующее на пьезоэлемент.

Сами элементы представляют собой сплошные цилиндрические конструкции, на торцах которых расположены электроды. Они соприкасаются друг с другом, поэтому на них воздействует одинаковая сила. Ориентация каждого пьезоэлемента между собой выполнена таким образом, чтобы электроды соприкасающихся поверхностей имели один заряд, например, положительный, а противоположные концы – заряд с другим знаком. Порядок подключения необходимо обязательно соблюдать, особенно при изготовлении подобного устройства своими руками.

Под действием рычага электроды замыкаются, и возникает электрическое параллельное соединение каждого пьезоэлемента между собой. От точки соприкосновения выводится токовод с закругленным наконечником, расположенным от металлической основы на определенном расстоянии. Во время нажатия на рычаг воздушный промежуток между основой и наконечником пробивается электрической искрой. Теперь уже понятно, как работает такая зажигалка. При дальнейшем нажатии усилие возрастает, что приводит к появлению второй и последующей искр. Это будет происходить до тех пор, пока пьезоэлементы не разрушатся полностью.


Применение

Любой пьезоэлемент можно использовать в современных технических устройствах разного назначения. Они применяются в качестве кварцевых резонаторов, миниатюрных трансформаторов, пьезоэлектрических детонаторах, генераторах частоты с высокой стабильностью и во многих других местах. Каждый прибор устроен таким образом, что в нем может использоваться не только кристаллический кварц, но и элементы из поляризованной пьезокерамики.

Однако пьезоэлемент не ограничивается одними лишь зажигалками. В настоящее время ведутся работы по решению задачи, как сделать использование этих материалов более продуктивным. Данный принцип достаточно давно применяется на танцевальных площадках и стоянках автомобилей, где под давлением происходит превращение механической энергии в электрическую.

В перспективе возможно устройство более мощных энергодобывающих систем. В настоящее время разрабатываются генераторы, обладающие небольшими размерами, основой которых служит нитрид алюминия, успешно заменивший традиционный цирконат-титанат свинца. Данное устройство по своей сути является беспроводным температурным датчиком, способным накапливать энергию от различных вибраций и передавать полученные данные через установленные промежутки времени.

В настоящее время преобразователи на базе пьезоэлементов устанавливаются на реактивные самолеты. Данное техническое решение дает возможность экономии до 30% топливных ресурсов, используя колебания крыльев и самого фюзеляжа. Созданы экспериментальные светофоры, работающие от аккумуляторов, заряжающихся от колебаний воздуха, вызванных городским шумом.

В будущем эти разработки позволят ликвидировать дефицит мощностей. С помощью пьезоэлементов станет возможно получать электричество в результате движения автомобилей по специально оборудованным трассам. Даже десять километров такой пьезодороги выдадут около 5 МВт/час. Тротуары для пешеходов также внесут свой вклад в добычу электроэнергии. Данное направление очень интересное и перспективное, привлекающее внимание ученых многих стран.

electric-220.ru

источник огня: Принцип работы пьезозажигалки


Принцип работы пьезозажигалки

Пьезоэлемент в любой зажигалке представляет собой очень маленький кристалл кварца, который наделенный пьезоэлектрическими свойствами. Когда к кристаллу прилагается напряжение(нажатие), кристаллическая решетка деформируется и меняются размеры кристалла. Это называется прямым пьезоэффектом. И, наоборот, при растяжении или сжатии кристалла кварца на его поверхности образуется напряжение. Этот явление называется обратным пьезоэффектом. Слабый удар по кристаллу кварца, разположенному в зажигалке, порождает напряжение даже в несколько сотен вольт. Так и происходит электрический пробой, и между электродами проскакивает искра. Газ загорается.

Опыты с пьезоэлектричеством проводили давно, в числе других ученых этим занимались и очень знаменитые братья Кюри. Но зажигалки с пьезоэлементом пустили уже на конвейер только лишь в середине XX века. Первой компанией, которая взяла на вооружение эту технологию, стала компания Ronson. Теперь пьезозажигалки — обычные, с турбонаддувом, со светодиодными фонариками — есть в линейках многих, многих производителей.
В зависимости от типа горючего пламя зажигалки может достигать следующих температурных величин:

1. пропан-бутан — от 800 до 1970 °С;
2. бензин — 1300—1400 °С;
Дизайн зажигалки напрямую зависит от её назначения. Карманные зажигалки имеют небольшие размеры, их легко переносить. Оформление совершенно любое, но ограничены размеры. Настольные зажигалки довольно редки. Такие зажигалки достаточно массивны и не предназначены для переноски. Дизайн таких зажигалок может быть любым. Существуют также специальные каминные зажигалки, при большой длине они имеют небольшую ширину и толщину, и даже зажигалки от известных брендов. Не так давно появились сенсорные зажигалки, в которых зажигание газа происходит без механических воздействий, а путем воздействия на сенсорный датчик

Пьезозажигалки с турбонаддувом

Если обычную кремневую зажигалку зажечь на ветру — целая проблема, а пьезозажигалки с турбонаддувом выручают  в  лютую непогоду. В них газ резко набирает скорость, проходя через микроскопические отверствие в турбине,и, затягивает через боковые отверстия, воздух и поступает в формирователь пламени вверху этой турбины под очень высоким напором. В результате пламя получается очень мощным и от дуновения ветра никак не затухает.

Какая зажигалка прослужит дольше: кремневая или пьезовая?

Пьезозажигалки, как правило, живут намного дольше чем зажигалки механические. Секрет этого долголетия заключается в отсутствии трения элементов. Однако, важно то что с пьезоэлементом если что-то случилось,то починить его вам не удастся. Никакая зачистка ему не поможет, помните что «самодеятельность» убьет зажигалку уже окончательно. Заметим, однако, что выход из строя пьезоэлемента — явление очень редкое.

Производители зажигалок, чаще всего делают пьезозажигалки заправляемыми. Купив одну зажигалку, можно пользоваться ей очень длительное время. Так что, однако если вы хотите выбрать зажигалку в подарок, лучше обратить внимание на оригинальные газовые пьезозажигалки,ведь их сейчас очень большой выбор.

Кроме того, пьезозажигалкам не грозит утечка газа, что с кремневыми случается, к сожалению, нередко.

Окончательный же выбор — пьезозажигалка или старая-добрая зажигалка механическая — зависит исключительно от личных предпочтений.
Зажигалки не рекомендуется длительно хранить без газа и эксплуатации. Зажигалки необходимо оберегать от попадания на них влаги, грязи и пыли. Не рекомендуется дотрагиваться до рассекателя или турбины, так как это может вывести зажигалку из строя.

zapalyka.blogspot.com

Как работает пьезоэлемент в зажигалке, пьезоэлектрический генератор

Многие, кто пользуются газовыми плитами, знают про такую удобную в
хозяйстве вещь. Пьезозажигалка, висящая рядом с плитой, заменяет сотни

коробков спичек.

Открывая газ, мы подносим носик с контактами к горелке и
нажимаем на кнопку. Раздается треск электрической искры и газ
загорается ровным синим пламенем. Но что же внутри зажигалки? Разберем
и посмотрим

Внутри пластмассового корпуса уложены провода и блок
пьезоэлемента. В данной модели в качестве электродов разрядника торчат
зачищенные жилы одножильного медного провода. Основной элемент – блок
пьезоэлемента:

Он увеличивает и передает на пьезоэлемент давление с кнопки. Как
и в классическом рычаге мы проигрываем в перемещении но выигрываем в
силе. Чем выше приложенная к пьезокристаллу сила (до предела прочности)
тем выше его поляризация.
Рассмотрим сам пьезоэлемент:

Конструктивно он выполнен в полиэтиленовом корпусе виде двух
цилиндров пьезоэлектрика, соединенных параллельно, середина является
одним полюсом и выводится к разряднику проводом, второй электрод –
корпус, те площадки, на который давит рычаг.

Для того что бы равномерно распределить нагрузку на торец пьезоэлектрика устанавливаются стальные диски.

Как можно использовать пьезозажигалку не по назначению?

Во первых ее можно использовать как источник высокого напряжения в опытах по электростатике (напряжение около 15000 вольт).

Во вторых щелчок такой пьезозажигалкой по электронике (а энергия
искры у нее больше чем в маломощный карманных газовых пьезозажигалках)
наверняка выведет ее из строя, причем внешних следов никаких не
останется, всё будет выглядеть как электрический пробой. Так можно
например вывести из строя мобильный телефон начальника, щелкнув по
разъему датакабеля.

Физические свойства пьезоэлемента

Пьезоэлектрические материалы по своей сути довольно простые и характеризуются всего лишь двумя физическими величинами – диэлектрической проницаемостью и пьезоэлектрическим модулем. От первой величины зависит емкость пьезоэлемента, а от пьезоэлектрического модуля – электрический заряд, образующийся на электродах, после того как к ним была приложена какая-то сила.

В пьезокерамике для описания процесса применяется три модуля в зависимости от расположения силы, действующей по отношению к полярности оси пьезоэлемента.

Наиболее выраженный эффект проявляется в модуле d33, в котором первая цифра индекса означает направление полярной оси вдоль оси Z традиционной системы координат, а вторая указывает на направление действующей силы вдоль этой же оси. За счет этого пьезоэлемент с величиной модуля d33 существенно превышает значение комбинаций с другими направлениями.

Прямой пьезоэффект модуля измеряется в единицах кулон/ньютон (К/Н). Именно эта величина характеризует материал, из которого он изготовлен. Независимо от приложенной силы и размеров самого элемента, при воздействии силы в 1 ньютон, на электродах будет образовываться один и тот же заряд.

Для определения напряжения на электродах существует формула: U = q/C, в которой в свою очередь q = F d33. Из данной формулы видно, что в отличие от заряда, напряжение будет зависеть от размеров пьезоэлемента, поскольку емкость С связана с площадью электродов и расстоянием между ними. Если в качестве примера взять емкость обычной зажигалки, равной 40 пикофарадам (пф), то приложенная сила в 1 Н даст напряжение 6 В. Соответственно, если сила увеличится до 1000 Н (100 кг), то полученное напряжение составит уже 6 кВ.

Принцип работы

Действие пьезоэлемента наиболее четко просматривается на примере зажигалки нажимного действия. При нажатии на клавишу, зажигалка выдает целую серию искр, что свидетельствует о наиболее удачном использовании пьезогенератора в данной конструкции. Чтобы представить себе принцип работы, рекомендуется рассмотреть схему упрощенной модели этого устройства. Она выполнена в виде опоры с рычагом, создающим большое усилие, воздействующее на пьезоэлемент.

Сами элементы представляют собой сплошные цилиндрические конструкции, на торцах которых расположены электроды. Они соприкасаются друг с другом, поэтому на них воздействует одинаковая сила. Ориентация каждого пьезоэлемента между собой выполнена таким образом, чтобы электроды соприкасающихся поверхностей имели один заряд, например, положительный, а противоположные концы – заряд с другим знаком. Порядок подключения необходимо обязательно соблюдать, особенно при изготовлении подобного устройства своими руками.

Под действием рычага электроды замыкаются, и возникает электрическое параллельное соединение каждого пьезоэлемента между собой. От точки соприкосновения выводится токовод с закругленным наконечником, расположенным от металлической основы на определенном расстоянии. Во время нажатия на рычаг воздушный промежуток между основой и наконечником пробивается электрической искрой. Теперь уже понятно, как работает такая зажигалка. При дальнейшем нажатии усилие возрастает, что приводит к появлению второй и последующей искр. Это будет происходить до тех пор, пока пьезоэлементы не разрушатся полностью.

Применение

Любой пьезоэлемент можно использовать в современных технических устройствах разного назначения. Они применяются в качестве кварцевых резонаторов, миниатюрных трансформаторов, пьезоэлектрических детонаторах, генераторах частоты с высокой стабильностью и во многих других местах. Каждый прибор устроен таким образом, что в нем может использоваться не только кристаллический кварц, но и элементы из поляризованной пьезокерамики.

Однако пьезоэлемент не ограничивается одними лишь зажигалками. В настоящее время ведутся работы по решению задачи, как сделать использование этих материалов более продуктивным. Данный принцип достаточно давно применяется на танцевальных площадках и стоянках автомобилей, где под давлением происходит превращение механической энергии в электрическую.

В перспективе возможно устройство более мощных энергодобывающих систем. В настоящее время разрабатываются генераторы, обладающие небольшими размерами, основой которых служит нитрид алюминия, успешно заменивший традиционный цирконат-титанат свинца. Данное устройство по своей сути является беспроводным температурным датчиком, способным накапливать энергию от различных вибраций и передавать полученные данные через установленные промежутки времени.

В настоящее время преобразователи на базе пьезоэлементов устанавливаются на реактивные самолеты. Данное техническое решение дает возможность экономии до 30% топливных ресурсов, используя колебания крыльев и самого фюзеляжа. Созданы экспериментальные светофоры, работающие от аккумуляторов, заряжающихся от колебаний воздуха, вызванных городским шумом.

В будущем эти разработки позволят ликвидировать дефицит мощностей. С помощью пьезоэлементов станет возможно получать электричество в результате движения автомобилей по специально оборудованным трассам. Даже десять километров такой пьезодороги выдадут около 5 МВт/час. Тротуары для пешеходов также внесут свой вклад в добычу электроэнергии. Данное направление очень интересное и перспективное, привлекающее внимание ученых многих стран.

Пьезогенераторы — новые источники электроэнергии. Фантазии или реальность?

Тонкая пьезоэлектрическая пленка на оконном стекле, поглощающая шум улицы и преобразующая его в энергию для зарядки телефона. Пешеходы на тротуарах, эскалаторах метро, которые заряжают через пьезо преобразователи аккумуляторы автономного освещения. Плотные потоки автомобилей на оживленных трассах, вырабатывающие мегаватты электроэнергии, которой хватает для целых городов и поселков.

Фантастика? К сожалению, пока да, и таковой может остаться. Есть большая вероятность, что скоро закончится ажиотаж вокруг сенсационных сообщений о чудесных перспективах генераторов энергии на пьезоэлементах. А мы будем опять мечтать о безопасной, возобновляемой и, что греха таить, дешевой электрической энергии, полученной с привлечением других явлений. Ведь список физических эффектов замечательно велик.

Явление пьезоэлектричества было открыто братьями Джексоном и Пьером Кюри в 1880 году и с тех пор получило широкое распространение в радиотехнике и измерительной технике. Заключается оно в том, что усилие, приложенное к образцу пьезоэлектрического материала, приводит к появлению на электродах разности потенциалов. Эффект обратим, т.е. наблюдается и обратное явление: прикладывая к электродам напряжение, образец деформируется.

В зависимости от направления преобразования энергии пьезоэлектрики делятся на генераторы (прямое преобразование) и двигатели (обратное). Термин “пьезогенераторы” характеризует не эффективность превращения, а только направление преобразования энергии.

Именно первым явлением, связанным с генерацией электричества при механическом воздействии, заинтересовались в последние годы инженера и изобретатели. Как из рога изобилия, посыпались сообщения о возможностях получения электрической энергии, утилизируя уличный шум, движение волн и ветра, нагрузки от перемещения людей и машин.

Сегодня известно несколько примеров практического использования подобной энергии. На станции метро «Марунучи» в Токио установлены пьезогенераторы в зале для приобретения билетов. Скопления пассажиров хватает для управления турникетами.

В Лондоне, в элитной дискотеке, пьезогенераторы питают несколько ламп, которые стимулируют танцующих и …продажу прохладительных напитков. Стали обыденными пьезоэлектрические зажигалки. Сейчас любой курильщик носит в кармане собственную «электростанцию».

Сравнительно недавно взорвало мировую общественность сообщение об испытаниях систем получения энергии от движущегося автотранспорта. Израильские ученые из небольшой фирмы Innowattech подсчитали, что 1 километр автобана может генерировать электрическую мощность до 5 МВт. Они не только выполнили расчеты, но и вскрыли несколько десятков метров полотна автострады и смонтировали под ним свои пьезогенераторы. Казалось, что наконец наступил прорыв в области альтернативной энергетики. Но в этом возникают серьезные сомнения.

Рассмотрим подробней физику процессов, происходящих в пьезоэлектрике. Для знакомства с принципами генерации энергии пьезоэлектрическими материалами достаточно понимания нескольких базовых механизмов. При механическом воздействии на пьезоэлемент происходит смещение атомов в несимметричной кристаллической решетке материала. Это смещение приводит к возникновению электрического поля, которое индуцирует (наводит) заряды на электродах пьезоэлемента.

В отличие от обычного конденсатора, обкладки которого могут сохранять заряды достаточно долго, индуцированные заряды пьезоэлемента сохраняются только до тех пор, пока действует механическая нагрузка. Именно в это время можно получить от элемента энергию. После снятия нагрузки индуцированные заряды исчезают. По сути, пьезоэлемент является источником тока ничтожной величины, с очень высоким внутренним сопротивлением.

Поскольку специалисты компании Innowattech так и не сочли нужным поделиться с широкой общественностью результатами своего эксперимента, попробуем сами сделать грубые численные прикидки эффективности работы пьезоэлектриков в качестве источника энергии. В качестве объекта для расчетов возьмем обычную бытовую пьезозажигалку – единственное изделие, получившее сейчас широкое распространение.

Из обилия технических характеристик пьезоматериалов нам понадобятся всего несколько. Это значение пьезоэлектрического модуля, которое для распространенных (а иных пока промышленность не выпускает) пьезоэлектриков составляет от 200 до 500 пикокулон (10 в минус 12 степени) на ньютон, и характеризует эффективность генерации заряда под воздействием силы.

Эта характеристика не зависит от размеров пьезоэлемента, а полностью определяется свойствами материала. Поэтому пытаться делать более мощные преобразователи за счет увеличения геометрических размеров бессмысленно. Емкость обкладок пьезоэлемента зажигалок известна и составляет около 40 пикофарад.

Рычажная система передачи усилия на пьезоэлемент создает нагрузку приблизительно 1000 ньютонов. Зазор, в котором проскакивает искра — 5 мм. Диэлектрическую прочность воздуха принимаем 1 кВ/мм. При таких исходных данных зажигалка генерирует искры мощностью от 0,9 до 2,2 мегаватта!

Но не стоит пугаться. Длительность разряда составляет всего 0,08 наносекунды, отсюда такие огромные значения мощности. Подсчет же суммарной энергии, генерируемой зажигалкой, дает значение всего 600 микроджоулей. При этом КПД зажигалки, с учетом того, что механическое усилие через рычажную систему полностью передается пьезоэлектрику, составляет всего … 0,12%.

Предлагаемые в разных проектах схемы извлечения энергии близки к режимам работы зажигалок. Отдельные пьезоэлементы генерируют высокое напряжение, которое пробивает разрядный промежуток, и ток поступает на выпрямитель, а затем в накопительное устройство, например, ионистор. Дальнейшее преобразование энергии стандартно и интереса не представляет.

От зажигалок перейдем к задаче получения энергии в промышленных масштабах. Пусть будут использованы наиболее эффективные элементы, генерирующие 10 милливатт на элемент. Собранные в кластеры (группы) по 100-200 элементов, они помещаются под полотно дороги. Тогда для получения заявленной величины мощности порядка 1 МВт на километр дороги потребуется всего… 100 миллионов отдельных элементов с индивидуальными схемами съема энергии. Остается еще задача ее суммирования, преобразования и передачи потребителю. При этом токи элементов, учитывая изменяющуюся нагрузку на дорожное полотно, будут лежать в диапазоне нано или даже пикоампер.

Знакомясь с подобными проектами получения энергии от пьезоэффекта, невольно напрашивается аналогия с гидроэлектростанцией, в которой турбины работают от влаги утренней росы, бережно собранной с окрестных полей.

А как же с экспериментом израильской компании? Отчет о результатах «вредительства» на полотне автострады так и не появился. А ведь впереди выполнение контракта на получении энергии с автострады Венеция – Триест, который заключила фирма Innowattech.

По этому поводу есть одна версия: это компания типа «стартап», т.е. с высоким риском инвестиционного капитала. Получив более чем скромные предварительные результаты исследователей, ее основатели решили оправдать затраченные деньги инвесторов и провернули великолепный маркетинговый ход – провели эффектное испытание с участием прессы. И весь мир заговорил о маленькой компании. И в этом шуме потерялся основной вопрос: где же мегаватты дешевой энергии?

Подводя итоги, можно сделать только один вывод: пьезоэлементы никогда не станут альтернативными источниками электроэнергии в промышленных масштабах. Круг их применений ограничится маломощными (микромощными) источниками питания и датчиками. А жаль, такая красивая была идея!

Пьезоэлектрический генератор электрической мощности

Ажиотаж в мире в отношении создания пьезоэлектрических источников энергии до недавнего времени не отличался высоким уровнем изобретательских предложений. Например, учёные Израиля предлагают монтировать пьезоэлементы в дорожном полотне и использовать энергию проезжающих машин. В Японии пол одного из залов метро покрыт пьезоэлементами. Эти и подобные им проекты генераторов напряжения не выдерживают никакой критики с экономической точки зрения. Причина в следующем.
За один щелчок электрозажигалки, который длится примерно 0,1 наносекунды, выделяется мощность более 2 мегаватт. То есть мощность за секунду равна 0,2 ватта. Если бы можно было сделать 1000 щелчков в секунду, то получили бы мощность 200 ватт. Мощность большая, но как сделать 1000 щелчков в секунду. Это невозможно, но вот прижать пьезоэлемент к гладкому вращающемуся колесу 20 и более тысяч раз можно, возбуждая в нём ультразвуковые колебания.
Это хотя бы доказывает ниже приведенный рисунок (рис.1). Тридцать ватт отбираемой от пьезоэлемента мощности (ватт на грамм пьезоэлемента) в непрерывном режиме при напряжении 300В было достаточно, чтобы питать люминесцентную лампу. Для этого энергия вращающегося колеса преобразовывается в изгибные ультразвуковые колебания камертона выполненного на одном из концов пакета Ланжевена, и затем, за счёт пьезоэффекта, в электрические колебания высокой частоты.

То есть, с помощью пьезоэлементов можно создавать не только электрические генераторы напряжения, но и генераторы мощности.
Идея использовать пьезоэлектрический мотор в качестве генератора мощности (рис.2) долго обходилась без должного внимания. Причина в том, что, согласно этой идее, один тип колебаний принудительно должен возбуждаться в одной из частей пьезоэлемента. Эту часть назовём возбудителем. Для этого, помимо механического воздействия, используется отдельный источник питания. Второй тип колебаний должен генерироваться в другой части пьезоэлемента, за счёт принудительного вращения ротора. Эту часть пьезоэлемента назовём генератором.

Испытания опытных образцов подтвердили возможность получения энергии в генераторе. Но мощность генератора должна быть в несколько раз больше мощности отбираемой от источника питания возбудителя. Иначе в таком генераторе нет смысла. Вот как раз это долго и не получалось.
Лишь только относительно недавно Вячеслав Лавриненко, изобретатель пьезоэлектрического мотора, пенсионер, работая у себя дома после тщательной подборки материалов пьезоэлемента и контактных пар смог получить полезную мощность на нагрузке в несколько раз больше, мощности, отбираемой от дополнительного источника питания. Появилась возможность часть мощности генератора направить в возбудитель и убрать дополнительный источник. Эту задачу он решал двумя способами.
По первому способу измерял амплитуду и фазу на входе возбудителя и с помощь реактивных элементов подгоняли под такую же амплитуду и фазу напряжение на выходе генератора. То есть, как и в обычных электрических генераторах выполнялись условия баланса амплитуды и фазы. Когда эти условия были выполнены, выход замыкался с входом.
По второму способу напряжение с генератора преобразовывалось в постоянное напряжение, которым питался усилитель мощности и маломощный генератор переменного напряжения. По мере того, как удалось устойчиво получать полезную мощность в пределах 0,2 Ватта на грамм пьезоэлемента, Лавриненко обнаруживает интересный эффект, соизмеримый в физике с открытием, который он сформулировал так:

В двух, совмещённых в одном теле, резонаторах взаимно перпендикулярных акустических колебаний, с частотами резонанса смещёнными друг относительно друга для создания сдвига фаз между колебаниями при их возбуждении спонтанно генерируются взаимно поперечные колебания на частоте между упомянутыми резонансными частотами при фрикционном взаимодействии тела с другим телом, например, с вращающимся колесом.
То есть, при фрикционном взаимодействии упомянутых тел существует положительная обратная связь. Появление случайных колебаний образуют эллипс, размеры которого увеличиваются при вращении колеса. Подобным образом в электрическом усилителе напряжения, охваченной положительной обратной связью спонтанно возбуждаются электрические колебания, и энергия источника постоянного напряжения преобразуется в переменное напряжение. Зависимость этого напряжения от скорости вращения имеет вид, показанный на рис.3.

Обнаруженный эффект значительно упрощает идею создания пьезоэлектрических генераторов мощности, причем мощность в 5 ватт на грамм пьезоэлемента становится вполне реальной. Будут ли они иметь преимущества перед электромагнитными генераторами можно будет сказать только со временем, по мере их изучения, хотя о некоторых из них можно говорить уже сейчас.
Отсутствие меди и обмоток – это надёжность в условиях повышенной влажности. Отсутствие тяжёлых металлов (меди и сплавов железа) – это высокие удельные параметры. Получаемый на выходе высокочастотный сигнал, легко трансформируется под любую нагрузку. А главное преимущество, что для любых частот вращения колеса не требуется редуктор. Достаточно лишь правильно рассчитать диаметр колеса.
При невозможности применения солнечных батарей, пьезоэлектрические генераторы мощности, используя энергию, мускул или ветра, могут их заменить, например, для зарядки аккумуляторов ноутбуков, планшетов и пр. Хотя актуальность направления очевидна, для его развития требуется достаточная финансовая поддержка, которой, как и у многих проектов наших стран, пока нет.

Пьезогенераторы. Устройство и работа. Особенности и применение

С развитием технологий человечество начинает расходовать все меньше энергии понапрасну. Появились солнечные панели, ветровые электростанции, солнечные концентраторы, пьезогенераторы, суперконденсаторы и иные устройства, которые помогают людям получать альтернативную энергию и сохранять ее. Большинство из этих устройств уже используются в повседневной жизни.

Но наука не стоит на месте, в скором времени можно будет получать энергию с помощью повседневных и малозначительных движений. Это можно будет сделать при помощи пьезогенераторов. Ее вполне хватит, чтобы быстро зарядить телефон или плеер. Могут появиться и такие пьезогенераторы, которые будут подзаряжать, к примеру, наручные часы при помощи возбуждения, которое передается сердцебиением.

Устройство

В последние годы было создано несколько опытных образцов пьезогенераторов для различного применения. Они могут быть объединены в два различных класса, которые отличаются по типу колебаний, продольных и поперечных.

Пьезогенератор, работающий по продольной схеме колебаний. В данном устройстве одиночный пьезоэлемент монтируется в подкладку обуви, он позволяет генерировать определенную мощность энергии при быстром передвижении, к примеру, при беге человека. Данное устройство изобретено в техническом университете Луизианы и был выполнен в виде специального спирального пластинчатого пьезоэлемента.

На данный момент обеспечить надежность и долговечность подобного устройства затруднительно в виду хрупкости пьезокерамического материала. Однако данная идея может оказаться продуктивной при использовании гибких пьезополимерных пластин. Но подобные материалы на данный момент находятся на стадии исследований.

Не менее перспективны пьезогенераторы, работающие на изгибных колебаниях. Они также могут отличаться своей конфигурацией и конструктивным исполнением.

Для источников питания сравнительно большой мощности созданы опытные образцы макропьезогенераторов самых разных конструкций. К самым продвинутым разработкам подобного класса устройств можно отнести экспериментальную систему накопителей энергии, созданную на основе пьезогенераторов, которые вмонтированы в настил пола у билетных терминалов на входе в станции метро Marunouchi (Токио).

Известно устройство взрывного пьезогенератора, который включает:

  • Устройство инициирования:
  • Генератор ударной волны:
  • Пьезоэлектрический преобразователь, выполненный из набора пьезопластин, соединенных параллельно:
  • Электроды, которые нанесены на противоположные грани пьезопластин, расположены перпендикулярно выходной поверхности генератора ударной волны:
  • Блок пьезопластин размещен в цилиндрический объем, у которого торцевая часть совпадает с поверхностью генератора ударной волны:
  • Генератор ударной волны выглядит как аксиально симметричная конструкция, она выполнена из слоя взрывчатого вещества, конического алюминиевого лайнера и конической алюминиевой крышки.
Принцип действия

Пьезоэффект, который применяется в пьезогенераторах, заключается в том, что в устройстве имеется специальный диэлектрик, к которому прикладываются механические напряжения. В результате диэлектрик на двух разных концах создает разницу потенциалов. В итоге, создавая давление на подобный пьезоэлемент, можно на выходе получить электрическое напряжение определенной величины.

Пьезоэффект также может вызывать и обратное преобразование, то есть обеспечить превращение электрической энергии в механическую, к примеру, для создания звуковых излучателей. По типу применяемого соотношения между вектором поляризации пьезоэлемента и направлением механических колебаний пьезогенераторы можно разделить на классы с поперечным и продольным направлением механического воздействия.

Если рассматривать физику процессов, которые происходят в пьезоэлектрике, подробней, то все выглядит довольно просто. Для этого нужно только понимать принципы генерации энергии пьезоэлектрическими материалами:

  • При механическом воздействии на пьезоэлемент наблюдается смещение атомов в его материале, то есть в несимметричной кристаллической решетке.
  • Данное смещение приводит к появлению электрического поля, которое приводит к индукции зарядов на электродах пьезоэлемента.

В отличие от стандартного конденсатора, обкладки которого способны сохранять заряды весьма долго, индуцированные заряды пьезогенератора сохраняются до момента, пока не перестает действовать механическая нагрузка. Именно в течение данного периода от элемента можно получать энергию. Как только нагрузка снимается, индуцированные заряды исчезают.

Явление пьезоэлектричества открыто братьями Пьером и Джексоном Кюри в 1880 году, с того времени оно широкое распространение в измерительной технике и радиотехнике. Термин «пьезогенераторы» характеризует лишь направление преобразования энергии, а не эффективность превращения. Именно с явлением, связанным с генерацией электричества в случае механического воздействия, заинтересовались инженера и изобретатели в последние годы.

Начали появляться сообщения о возможностях получения электрической энергии при помощи воздействия разной механической энергии:

  • Движение волн и ветра.
  • Воздействие уличного шума.
  • Нагрузки от перемещения машин и людей.
  • Сердцебиение и так далее.

На основе всех этих вариантов стали придумываться различные изобретения. Многие из них уже нашли применение, а некоторые на данный момент находятся в планах, так как технологии не достигли требуемого уровня.

Применения и особенности

На текущий момент известно несколько вариантов практического применения пьезогенераторов в:

  • Пьезозажигалках с целью высокого напряжения на специальном разряднике от движения пальца. Сегодня любой курильщик может носить в кармане собственную «электростанцию».
  • Качестве чувствительного элемента в приемных элементах сонаров, микрофонах, головках звукоснимателя электрофонов, гидрофонах.
  • Контактном пьезоэлектрическом взрывателе, к примеру, к выстрелам гранатомета РПГ-7.
  • Датчиках в виде чувствительного к силе элемента, к примеру, датчиках давления газов и жидкостей, силоизмерительных датчиках и так далее.

Обратный пьезоэлектрический эффект может применяться в:

  • Пьезокерамических излучателях звука, к примеру, музыкальные открытки, всевозможные оповещатели, которые используются в самых разных бытовых устройствах от стандартных наручных часов до техники на кухне.
  • Системах сверхточного позиционирования, к примеру, позиционер перемещения головки винчестера, в сканирующем туннельном микроскопе в системе позиционирования иглы.
  • Излучателях гидролокаторов (сонарах).
  • Ультразвуковых излучателях для ультразвуковой гидроочистки (промышленные ультразвуковые ванны, ультразвуковые стиральные машины).
  • Пьезоэлектрических двигателях.
  • Струйных принтерах для подачи чернил.
  • Адаптивной оптике с целью изгиба отражающей поверхности деформируемого зеркала.

Обратный и прямой эффект пьезогенераторов одновременно используются в:

  • Датчиках на специальных поверхностных акустических волнах.
  • Ультразвуковых линиях задержки специальных электронной аппаратуры.
  • Приборах на эффекте специальных поверхностных акустических волн.
  • Пьезотрансформаторах с целью изменения напряжения высокой частоты.
  • Кварцевых резонаторах, применяемых в качестве эталона частоты.

Большинство из применяемых пьезогенераторов вырабатывают небольшой ток. Отдельные пьезоэлементы могут генерировать высокое напряжение, которое пробивает разрядный промежуток, затем ток поступает на выпрямитель, после чего в накопительное устройство, к примеру, ионистор.

Достоинства и недостатки

Среди преимуществ пьезогенераторов можно выделить:

  • Длительный срок службы.
  • Небольшие габариты.
  • Мобильность.
  • Отсутствие отходов, а также загрязнения окружающей среды.
  • Независимость от погодных и природных условий.
  • Не требует выделения дополнительных площадей.
  • Широкая применяемость пьезогенераторов в самых разных устройствах.
  • Отличное решение в качестве источника электрических зарядов, контроля изоляции, источника высокого напряжения с целью воспламенения и многих других. В некоторых случаях применение пьезогенераторов целесообразно в качестве микромощных источников питания. Максимальное напряжение, которое могут выдавать пьезогенераторы, в большинстве случаев не превышает 1,6 В, чего вполне хватает для небольших источников света, мобильных плееров или мобильных коммуникационных аппаратов.

Среди недостатков пьезогенераторов можно выделить:

  • Небольшой ток. Пьезогенератор является преобразователем, но не источником электроэнергии.
  • Выработка электрического заряда только в момент механического воздействие. Ток идет краткосрочный, что требует внедрение в ряд устройств дополнительных элементов. В результате конструкция усложняется, а значит, утрачивает свою надежность.
  • На текущий момент времени пьезогенераторы не могут использоваться для питания мощных устройств.
Перспективы
  • Развитие технологий в ближайшем будущем позволит использовать пьезогенераторы мощности в случае невозможности применения солнечных батарей. Они смогут эффективно заменить их, для этого потребуется энергия ветра, моря или мускул. Вырабатываемой энергии вполне будет хватать для зарядки аккумуляторов планшетов, ноутбуков и возможно для питания целого дома.
  • Сегодня проводятся опыты по созданию систем с пьезогенераторами, которые могли бы получать энергию от движущегося автотранспорта. По подсчетам ученых километр автобана способен генерировать электрическую мощность, равную 5 МВт. Однако на текущий момент прорыв в этой области альтернативной энергетики останавливает недостаточное развитие технологий.
  • В обозримом будущем будет возможно подзаряжать плеер, мобильный телефон или иное устройство, просто положив его в карман. А сердцебиение человека сможет стать источником тока, к примеру, для портативного датчика артериального давления. Подобные революционные перспективы открываются благодаря созданию плоских миниатюрных «наногенераторов», которые могут при тряске, сгибании или сжатии вырабатывать то же напряжение, что и стандартная батарейка АА.

kabel-house.ru

Зажигалка для газовой плиты с пьезой и на батарейках, конструкция

Для безопасного пользования кухонной бытовой техникой была изобретена зажигалка для газовой плиты, имеющая индивидуальную схему внутреннего механизма. Она является эффективным приспособлением, делится на несколько видов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Стоит учитывать несколько нюансов при использовании всех вариантов. При желании можно самостоятельно изготовить приспособление, достаточно просто запастись простыми запчастями и схемами спайки.

Виды

Любая зажигалка для газовой плиты характеризуется практичностью. В отличие от спичек, не оставляет следов копоти на посуде, сразу воспламеняет выпущенный газ. Существует несколько видов устройств для розжига плит, которые отличаются источником питания и способом работы:

  • газовые – дают открытое пламя;
  • электрические – создают искру для воспламенения газа, работают от сети;
  • пьезозажигалка – формирует искру, которая возникает благодаря наличию пьезокристалла;
  • электронные работают по тому же принципу, что электрические и пьезозажигалки, но источником питания являются батарейки.

Каждый из предложенных вариантов имеет такие особенности устройства:

  • удобный корпус;
  • наличие кнопки запуска;
  • удлиненная часть (носик), на конце которой формируется искра.

Такая конструкция позволяет без травм для пальцев поджигать конфорку, на которой готовится еда.

Газовая

Газовая зажигалка представляет собой устройство, внутри которого расположен баллончик, а на выходе емкости – механизм с кремнием. В результате «запуска» механизма открывается клапан с газом, который поджигается с помощью искры, выбитой кремнием. Благодаря такому устройству, приспособление является практически универсальным. Его можно использовать для зажигания не только конфорок газовой плиты, но и любых горючих материалов. Баллончик с газом можно заполнить самостоятельно, но это нужно делать осторожно, потому что емкость может взорваться.

Минусы устройства – нужно держать зажигалку вдали от огня, так как температурное воздействие может вызвать воспламенение. Часто выскакивает кремний или выходит из строя система розжига. Устройство достаточно хрупкое.

Электрическая

Электрозажигалки представляют собой устройства, которые функционируют от сети с напряжением в 220 В. Зажигание осуществляется благодаря выбиванию электрической искры при нажатии кнопки. Преимуществом приборов является низкая стоимость, продолжительный срок работы и простота использования.

Недостатки:

  • работает только от сети;
  • наличие провода;
  • использование электрического устройства грозит поражением током;
  • чтобы использовать электрозажигалку, нужно иметь розетку возле плиты.

Нежелательно использовать такой вариант, если в доме есть дети, так как придется постоянно отключать устройство от сети для безопасности.

Пьезозажигалка

Пьезозажигалка работает по простому принципу. При нажатии кнопки осуществляется сжатие пьезокристалла, который выбивает искру и формирует электрический разряд в виде дуги. При взаимодействии полученной искры с газом производится розжиг конфорки.

Пьезозажилки имеют массу преимуществ:

  • безопасные в использовании;
  • не требуют подзарядки, заправки и наличия внешнего источника питания;
  • устройство имеет удобный и оригинальный дизайн;
  • продолжительный срок эксплуатации;
  • нет температурного ограничения.

Есть несколько минусов прибора: невозможность ремонта, также нужно время, чтобы привыкнуть к устройству. К тому же он подходит только для газовых конфорок.

На батарейках

Электронные зажигалки для газовой плиты на батарейках работают за счет выбивания искры и ее взаимодействия с газом. Приспособление имеет свои плюсы и минусы:

  • отличается простотой и удобством эксплуатации, но корпус стоит беречь от попадания влаги, жира, остатков пищи. Это выведет механизм из работы;
  • безопасное управление, но с ограниченными функциями – нельзя поджечь камин, печь или свечу, только газ;
  • источник питания, а именно батарейки, доступны в продаже, но требуют регулярной замены.

Газовая зажигалка обычно имеет яркий дизайн, который отличается практичностью.

 

На что обратить внимание при выборе

Зажигалка для газовой плиты должна в первую очередь отвечать правилам безопасности. Но, стоит обращать внимание и на такой фактор, как качество исполнения.

При выборе хорошей зажигалки для плиты с газовыми конфорками стоит учесть несколько факторов:

  • качество корпуса и его материал;
  • фирму-производителя;
  • внешний вид устройства, какое изделие больше подходит по типу обустройства кухни;
  • наличие или отсутствие розетки возле печи;
  • удобство эксплуатации: жесткость нажатия кнопки, ее размещение, эстетичность;
  • размер устройства, большой прибор будет привлекать слишком много внимания.

Некоторые виды приспособления, такие как пьезозажигалки, не поддаются ремонту. Кремниевые сложно восстановить. Дополнительно стоит обратить внимание на цвет и оформление корпуса прибора, чтобы устройство точно вписывалось в дизайн помещения.

Как сделать своими руками

Существует весьма широкий ассортимент зажигалок, но сделать «помощника» для розжига плиты можно и самостоятельно. Принцип изготовления некоторых вариантов можно изучить по схеме. Чтобы изготовить приспособление используют подручные материалы. Можно использовать запчасти от старой электроники. Главная задача зажигалок для плит – это создание высокочастотного напряжения, которое спровоцирует формирование разряда в виде электрической дуги.

Схема высоковольтного приспособления требует наличия таких деталей, как:

  • аккумулятор и зарядное устройство к нему. Требуемая мощность 18490/1400 мАч;
  • трансформатор из галогенной лампы с мощностью 50 Вт, провод 0,5 мм;
  • транзистор типа IRFZ44;
  • паяльник;
  • корпус, кнопка и другие мелкие элементы;

Изготовление устройства выполняется пошагово:

  1. Параллельно к плате зарядки подсоединяется аккумулятор, который имеет два индикатора для определения уровня заряда устройства.
  2. С помощью проводов с сечением 0,5 мм, последовательно соединяется плата зарядного устройства и резистор.
  3. Сам резистор параллельно коммутируется с трансформатором, проводники соединяются с контактами.
  4. К трансформатору припаивают кнопку для розжига, а уже к ней последовательно подсоединяют клавишу, отвечающую за подключение подзарядки.
  5. Цепь смыкается благодаря припаиванию элемента контроля подзарядки к плате зарядки.
  6. Далее схема аккуратно помещается в заготовленный корпус.

Таким образом, осуществляется и переделка электронной зажигалки для газовых плит. Вместо батареек в схему добавляется аккумулятор.

Если правильно спаять, то устройство будет обладать следующими преимуществами:

  • большой срок эксплуатации в сравнении с покупными устройствами;
  • несомненное качество прибора;
  • легко чинится своими руками;
  • заменяемые детали.

Очень легко создать устройство для розжига газовой плиты на основе аккумуляторной батарейки своими руками, когда рядом нет спичек:

  1. нужно вырезать из фольги полоску;
  2. замкнуть ее на контактах пальчиковой батарейки;
  3. центр полоски создаст искру или загорится от возникновения большого напряжения

Благодаря продуманной схеме, можно создать функциональное устройство для запуска конфорок плиты.

Инструменты

Подготовка зарядки

Выбираем преобразователь IRFZ44

Разделяем трансформатор паяльником

Делаем первичную обмотку (8 оборотов)

Создаем вторичную обмотку

Делаем изоляцию

Защита изолентой

Проверяем все ли работает

Все элементы помещаем в корпус

Правила безопасности при использовании

Зажигалки для плиты должны использоваться с учетом правил безопасности. Для этого нужно:

  • следить за целостностью корпуса и кнопки, независимо от вида устройства. Особенно нужно учитывать это правило при работе с электрической зажигалкой, так как устройство может ударить током;
  • в момент зажигания конфорки с помощью электрической «помощницы», нужно избегать любого контакта провода с огнем. Если это случится, то может возникнуть короткое замыкание;
  • нельзя несколько раз подряд нажимать на кнопку запуска, так как устройство может перегреться и обжечь руки;
  • опасно класть приспособление близко к горящей конфорке, так как оно может взорваться. Термическая граница особенно важна для газовых устройств;
  • если производилась доработка купленного устройства или зажигалка изготавливалась самостоятельно, то постоянно нужно следить за целостностью проводов в области спайки. Это позволит избежать появления короткого замыкания;
  • чтобы не перегреть систему устройства, нужно периодически чистить носик корпуса от грязи, жира и нагара;
  • хранить приспособление для розжига следует в недоступных местах для детей;
  • электрическую зажигалку рекомендуется выключать из сети, если планируется долгосрочное отсутствие хозяина дома.

Если соблюдать простые правила использования электрозажигалок, то никаких травм и порчи кухонного имущества не произойдет. В этом и заключается основа пожарной безопасности в доме.

Провода и корпус должны быть целыми

Не нажимайте кнопку несколько раз подряд

Держите дальше от детей

Чистите носик прибора

Видео

Фото

posuda-gid.ru

Зажигалка для газовой плиты. Виды и работа. Особенности

Зажигалка для газовой плиты представлена в большом ассортименте приспособлений. Они конструктивно отличаются, но их объединяет простота и практичность использования. По принципу действия различают электрические, газовые, электронные и зажигалки с пьезоэлементом. Весь механизм облачен в изящный пластмассовый корпус, железный конец имеет вытянутую форму, в виде стержня.

Конструктивные особенности и принцип действия
Электрическая зажигалка для газовой плиты

Основана на замыкании цепи кнопкой на корпусе, электрическая искра между электродами (проволокой) воспламеняет газ конфорки плиты. Она исполнена в виде портативного прибора, работающего от сети.

Достоинства
  • Несложная конструкция.
  • Нет необходимости в подзарядке.
  • Долговечная в эксплуатации.
  • Исключает ожог пользователя открытым огнем газовой горелки.
  • При увеличении влажности на кухне, не отсыреет.
  • Электрический разряд распространяется в четком направлении.
  • Экономичная.
  • Эстетичный дизайн.
Недостатки
  • Поражение напряжением пользователя, при невыполнении техники безопасности.
  • При неосторожной эксплуатации может произойти короткое замыкание с металлическими конструкциями газовой плиты.
  • Поражение током, при нарушении целостности изоляции провода.
  • Рядом с газовой плитой необходима розетка для подключения.
  • При отсутствии электроэнергии зажигалка для плиты не работает. Этот недостаток не критичный, при наличии портативного электрогенератора.
Газовая зажигалка

Зажигалка для газовой плиты этого типа работает по принципу подачи газа и пьезоэффекта. Прибор выполнен в изящном корпусе, работает от встроенной емкости с газом. При нажатии кнопки на корпусе, сжимается пьезоэлемент, происходит возбуждение напряжения электрического тока и газ вступает в контакт с искрой.

Достоинства
  • Невысокая стоимость.
  • Простота в использовании.
  • Уровень объема газа в емкости визуально просматривается, имеется возможность дозаправки.
  • Прибор мобильный, эргономичный.
  • При эксплуатации исключает попадание открытого огня на участки кожи рук пользователя.
  • Энергонезависимый.
  • Многофункциональный, можно использовать как зажигалку для розжига газовой плиты, камина, мангала, свечи, костра.
Недостатки
  • Срок службы ограничен объемом емкости с газом (если без дозаправки).
  • Ограниченный срок службы пьезоэлемента (определенное количество включений).
Электронная зажигалка для газовой плиты

Электронная зажигалка (импульсная) функционирует по принципу взаимодействия дуги Тесла (плазмы) с огнем газовой горелки. Механизм включения осуществляется кнопкой. В наконечнике находятся элементы, выдающие дугу. Устройство работает на батарейке или аккумуляторе. Заряд аккумулятора прибора производится через порт USB который имеется на корпусе для подключения.

Достоинства
  • Надежная и современная.
  • Имеет эстетичный и изящный дизайн.
  • Безопасная в использовании.
  • Энергонезависимая, простая в эксплуатации.
Недостатки

Попадание влаги и жира на наконечник конструкции нарушают функциональные свойства прибора.

Зажигалка с пьезоэлементом

Устройство выполнено по дизайну, аналогично предыдущим, в изолирующем корпусе, с вытянутым наконечником. Запальное устройство приводится в действие, при давлении кнопкой на пьезокристалл.

Достоинства
  • Невысокая цена прибора.
  • Энергонезависимая, простая в использовании.
  • Легкая, мобильная, эргономичная.
  • Безопасная в эксплуатации.
Недостатки

Ограниченный срок службы.

Некоторые модели зажигалок

Зажигалка для газовой плиты востребована, предназначена для бытового использования. Удобная и практичная, безопасная при эксплуатации и розжиге духового шкафа.

Современные газовые плиты изготовлены с встроенным электрическим поджигом, который часто выходит из строя, практически не поддается ремонту (из-за отсутствия запасных частей). Потребителю проще приобрести дополнительно прибор для розжига питы — зажигалку.

Надежную и эффективную зажигалку выбирают исходя из технических характеристик изделия, эстетического оформления:
  • Изящная пьезозажигалка марки Tefal K00511 пользуется спросом. Разработка конструкции французская, страна — производитель Италия, выполнена из пластика и нержавеющей стали, срок гарантии, в зависимости от производителя, до двух лет. Надежно функционирует без кремния, батареек, зарядного устройства. Конструкцией предусмотрено приспособление для крепления. Подходит для любого вида газовых плит, колонок и духовых шкафов. Цена достаточно высокая из-за популярности бренда.
  • Irit IR-9066 — пьезозажигалка отечественного производителя, страна бренда — Китай. Конструкция легкая, предусмотрен регулятор уровня пламени, блокировка кнопки поджига, дозаправка газом. Изготовлена из пластика и металла. Цена изделия не высокая, доступна всем слоям населения.
  • Пьезозажигалка бытовая, марки Wisen 47052 WB-4 работает по пьезоэлектрическому типу для розжига газовой плиты. Имеет небольшие размеры, мобильная и легкая. Цена изделия невысокая.
  • Газовый вариант зажигалки марки Polaris PGL4001 — для розжига плит, каминов, духовых шкафов. Конструкцией предусмотрены предохранитель, регулятор пламени, возможность дозаправки. Производитель КНР, выполнена в пластиковом корпусе, имеет небольшую стоимость.
  • Зажигалка для газовой плиты отечественной разработки Nova Home Флэкси, страна — производитель Китай, имеет блокировку управления, смотровое окно уровня газа, клапан для дополнительной заправки. Подвижная трубка для поджига газа принимает необходимую конфигурацию.
  • Электрическая зажигалка для плит ЭЗБ-1, страна — производитель Россия, бюджетная.
  • Зажигалка ENERGY JZDD-23-Y с газом на пьезоэлементе, работает без кремния, элементов питания, электричества. Зажигалка зарекомендовала себя, как безопасная для розжига газа в газовых колонках, духовых шкафах.
Особенности принятия решения о покупке

Предложения рынка постоянно меняются, одни поставщики прекращают деятельность, другие — начинают производство, совершенствуют конструкции, меняют дизайн.

Критерием удачной покупки не является цена товара. Значительно облегчает проблему поиска, четко поставленная цель приобретения и пределы характеристик модели.

На выбор влияют следующие факторы:
  • Технические свойства продукции.
  • Диапазон цен (лучшему товару должна соответствовать “лучшая” (наименьшая) цена).
  • Наличие товара у продавца и сроки доставки со склада.
  • Возможность и условия ремонта.
  • Условия оплаты, существующие акции и скидки в случае покупки.
  • Бренд производителя.

В процесс принятия решения о покупке зажигалки той или иной модели, приобретатель вносит личные мотивы и предпочтения, в зависимости от возраста, образования, бытовых условий, уровня дохода.

Похожие темы:

tehpribory.ru

BRIG :: Устройство зажигалок

ПЬЕЗО ЗАЖИГАЛКИ

В пьезо зажигалках для осуществления поджога используется пьезоэлемент. Пьезоэлемент - это механизм в котором образуется искра от удара в пьезопластинку. Под действием удара в пьезопластинку возникает деформация пьезопластинки, на поверхности которой образуется электрический заряд, который мы видим в виде искры при нажатии кнопки зажигания на пьезо зажигалке.

СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОМ

Амплитуда колебаний диска сильно увеличена для наглядности.

Воспламенение происходит путем срабатывания этого пьезоэлемента и возникновения искры между проводом пьезоэлемента и рассекателем на конце верхнего клапана зажигалки. Рассекатель образует газо-воздушную смесь, которая и обеспечивает зажигание. Ни в коем случает нельзя самим прикасаться к рассекателю потому, что зажигалка может выйти из строя. Такие зажигалки с пьезоэлементом очень долговечны.

 

ПЬЕЗО ЗАЖИГАЛКИ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ФУНКЦИЯМИ

В последние годы все чаще в продаже появляются пьезо зажигалки с дополнительными функциями. В зажигалки встраивают различные устройства, которые могут понадобится в различных ситуациях в быту. Если раньше в продаже имелись только зажигалки с открывалкой для пива в бутылках, то сейчас с легкостью можно преобрести зажигалки: с часами, с фонариком, с термометром, с компасом,с шариковой ручкой,с духами, и с другими дополнительными и полезными функциями. Самыми распрастранёнными в данный момент являются пьезо зажигалки с фонариком. Зажигалки пьезо с фонариком могут использоваться в быту и как зажигалка и как фонарик. Такая зажигалка может пригодиться всегда, в мало освещенном помещении или на улице. Дома такая зажигалка тоже очень пригодна для использования, а возможность многократно заправлять газ позволит зажигалке прослужить долго. У нас вы можете купить зажигалки оптом со следующими дополнительными функциями: зажигалки с фонариком, зажигалки с ручкой, зажигалки с мигалкой, зажигалки с турбированным пламенем.

ПЬЕЗО ЗАЖИГАЛКИ В НАШЕМ КАТАЛОГЕ

BRIG ПЬЕЗО

BRIG ПЬЕЗО С ФОНАРИКОМ

ПЛАМЯ ПЬЕЗО ЗАЖИГАЛКИ

Газ, в обычных газовых пьезо зажигалках, выходит с верхнего клапана через рассекатель с небольшой скоростью и на выходе перемешивается с воздухом.

ПРИМЕЧАНИЕ

1. Зажигалки, в которых закончился газ, лучше не использовать.

2. Предохраняйте зажигалку от грязи, воды и пыли.

3. До рассекателя или турбины лучше не прикасаться, это может испортить зажигалку.

consul-net.ru

Зажигалка — Википедия

Бензиновая зажигалка марки «Zippo» образца 2005 года выпуска

Зажига́лка — устройство для получения огня. Зажигалка в зависимости от конструкции и используемого топлива может быть газовой, бензиновой или электрической.

Бензиновая зажигалка марки Ronson Современная одноразовая газовая зажигалка

Первая газовая зажигалка, огниво Дёберейнера, была изобретена Иоганном Вольфгангом Дёберейнером в 1823 году. В ней химически получаемый водород каталитически поджигался на платине. Несмотря на взрывоопасность водорода и использование едкой кислоты, она производилась до 1880 года.

Также существовали механические огнива, сделанные на основе оружейных кремневых замков. На основе этих идей в 1867 году компания Cartier получила патент на зажигалку.[1] Однако значительный размер классического огнива на основе кремня и железа не позволял сделать малогабаритную зажигалку. Ситуация кардинально изменилась в 1903 году, с открытием ферроцерия бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом. Этот сплав, заменив железо в кресале, позволил заменить неудобный минерал кремень на обычную сталь. И сегодня мишметаллы являются основой для изготовления кресальных камней для зажигалок. Тогда кремнёвая зажигалка и обрела конструкцию, практически без изменений дошедшую до наших дней: зазубренное стальное колёсико высекает искру из ферроцериевого кресала, а искра поджигает пропитанный бензином фитиль либо выходящий из клапана газ.

Австрийская зажигалка 1920-х годов

Развитие зажигалок было ускорено во время Первой мировой войны. Солдаты использовали спички, чтобы видеть дорогу в темноте, но интенсивная вспышка при зажигании выдавала их местоположение. Необходимость в огне без большой вспышки способствовала развитию индустрии зажигалок. К концу войны зажигалки были массово производимым продуктом. Лидером производства подобных зажигалок в то время была родина ферроцерия, Австрия, а также Германия. Чуть позже зажигалки стали массово выпускаться по всему миру.

В 1947 году компания S.T.DuPont представила на международной выставке в Париже первую в мире газовую зажигалку современной конструкции. В 1970-х появились современные одноразовые газовые зажигалки «Cricket» и Bic. В 1980-х стали выпускать зажигалки, с высоким давлением паров на выходе редуктора, т. е. турбо-зажигалки. Они давали острое направленное пламя, которое трудно было погасить ветром.

Топливные зажигалки[править | править код]

Газовая кремнёвая зажигалка с поджигом от огнива. Слева колесико кремня из закаленной стали, справа кусочек кресала из мишметалла. Газовая пьезозажигалка. Виден узел с пьезоэлементом, выдающим высокое напряжение при сжатии.

Большинство зажигалок работает по принципу поджига специального легковоспламеняющегося топлива, заправленного в зажигалку. Горящее топливо служит источником огня для пользователя зажигалки.

Горючее[править | править код]

В качестве топлива чаще всего используются легко испаряющиеся жидкие углеводороды, чаще всего бензин для так называемых бензиновых зажигалок и сжиженные углеводородные газы для газовых зажигалок. Принципиальная разница между ними в том что топливо газовых зажигалок испаряется очень быстро и потому содержится в герметичных контейнерах под небольшим давлением, образованным парами испаряющегося газа. А бензин испаряется относительно медленно и потому не требует герметичной емкости.

В газовых зажигалках в качестве горючего используются сжиженная смесь пропана и бутана, которая после прохождения через редуктор испаряется, образуя легковоспламеняющуюся смесь газа и воздуха.

В бензиновых зажигалках горят пары бензина.

В зависимости от типа горючего температура пламени зажигалки может достигать следующих величин:

Подача топлива[править | править код]

В газовых зажигалках для дозированной подачи газа из емкости в зону горения используется газовый редуктор, обычно выполненный в виде пористого пластикового стержня. В нём происходит постепенное снижение давления газа. Различают зажигалки с низким давлением паров газа на выходе редуктора и так называемые турбозажигалки с высоким давлением паров. Турбозажигалки дают плотный направленный поток газа, сбить пламя с которого ветром гораздо труднее.

В бензиновых зажигалках используется сменный фитиль в виде хлопкового жгутика.

Поджиг[править | править код]

Для первичного поджига топлива зажигалки используются несколько принципов:

Электрические зажигалки[править | править код]

Существуют зажигалки без топлива, создающие требуемые температуры пропусканием тока через проволоку или длительным электрическим разрядом (искровым или дуговым).

Первоначально такие зажигалки были стационарными, работая от электрической розетки. Были распространены во второй половине XX века, в том числе в СССР. Принцип действия основан на искровом разряде, возникающем на контактах при коммутации индуктивной нагрузки. Цикличность действия обеспечивалась пружиной и электромагнитом. Контакт под действием пружины замыкал цепь, включая электромагнит, который размыкал контакт и обесточивал электромагнит; затем процесс повторялся. Образующаяся серия искр позволяла поджечь газ в бытовом газовом оборудовании. Достоинством подобных зажигалок было надёжное и быстрое зажигание газа, простота и долговечность конструкции, отсутствие обслуживания. Недостатки: зависимость от наличия электричества, высокий уровень радиопомех, опасность электротравматизма.

В XXI веке начали появляться карманные зажигалки, работающие от аккумулятора. В дуговых зажигалках миниатюрная электронная схема генерирует высокое напряжение, достаточное для пробоя воздуха между электродами с мощностью, достаточной для поддержания миниатюрной электрической дуги. Представляет собой импульсный преобразователь с повышающим электромагнитным или пьезоэлектрическим трансформатором.

В проволочных зажигалках кусочек нихромовой проволоки раскаляется до красного каления током от батареи, аналогично автомобильному прикуривателю. Температура нагревательного элемента и особенности конструкции таких зажигалок затрудняют поджиг паров огнеопасных газов и огнеопасных конструкционных материалов типа красок, дерева или пластика. Потому они получили название беспламенных зажигалок и распространены в местах, где ограничено применение открытого огня.

Стационарная беспламенная электрическая зажигалка Кухонная газовая зажигалка

Дизайн зажигалки напрямую зависит от её назначения. Наибольшее распространение получили карманные и кухонные зажигалки. Иногда встречаются стационарные зажигалки.

Кухонные зажигалки предназначены для розжига бытовых газовых приборов и каминов. Такие зажигалки имеют удлинённый носик, чтобы можно было подобраться к горелкам.

Карманные зажигалки имеют небольшие размеры, их легко переносить. Оформление совершенно любое, но ограничены размеры. Настольные зажигалки довольно редки. Такие зажигалки достаточно массивны и не предназначены для переноски. Дизайн таких зажигалок может быть любым. Существуют также специальные каминные зажигалки, при большой длине они имеют небольшую ширину и толщину, и даже зажигалки от известных брендов. Не так давно появились сенсорные зажигалки, в которых зажигание газа происходит без механических воздействий, а путём воздействия на сенсорный датчик.

Стационарные зажигалки обычно предназначены для баров и курительных комнат — их труднее украсть. Иногда они становятся элементом интерьера. Существуют стационарные беспламенные зажигалки для курительных комнат опасных производств, домов престарелых.

Реклама[править | править код]

В последнее время всё большую популярность набирают так называемые рекламные зажигалки. Они представляют собой обычную карманную зажигалку с информацией, как правило, рекламного характера, наносимой с помощью шелкотрафаретной или тампонной печати. Широко используются крупными сетями магазинов и гостинично-ресторанными компаниями для рекламы услуг и продвижения товаров.

Запрет сувенирных зажигалок[править | править код]

В ЕС и ряде штатов США приняты либо готовятся к принятию законодательные акты, воспрещающие оборот сувенирных зажигалок, выполненных в виде предметов, не являющихся зажигалками (животных, героев мультфильмов, фонарей, фотоаппаратов и др.), которые могут быть ошибочно принятыми детьми за игрушки, и привести в их руках к травмам, ожогам и пожарам[2][3][4][5].

Существуют международные и национальные требования к зажигалкам, направленные на безопасность обращения с ними. Международный стандарт ISO 9994:2005(E) «Lighters — Safety specification» («Зажигалки — требования безопасности»), где описаны технические требования к зажигалкам и методы тестирования. Например, для получения пламени оговариваются минимум двукратное действие пользователя с усилием не ниже 15 Ньютонов. Также оговариваются максимальная высота пламени, устойчивость к падению и непрерывному горению, стойкость к температурам окружающей среды, требования к предупреждающим символам и т. п..[6]

Некоторые региональные стандарты, например, европейский EN 13869:2002, оговаривают ограничения дизайна зажигалок чтобы они не были привлекательными для детей несознательного возраста. Например, выполненных в виде предметов, не являющихся зажигалками (животных, героев мультфильмов, фонарей, фотоаппаратов и др.), которые могут быть ошибочно принятыми детьми за игрушки, и привести в их руках к травмам, ожогам и пожарам[2][3][4][5].

ru.wikipedia.org

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о