基于機械傳動及電流點火的打火裝置的研究

李　慶,童　志,羅　強,武　玲,胡鐵毅（武漢科技大學　理學院,　武漢430081）

基于機械傳動及電流點火的打火裝置的研究

李慶,童志,羅強,武玲,胡鐵毅
（武漢科技大學理學院,武漢430081）

本文闡述了這款基于機械傳動及電流點火的新型打火裝置的具體實施辦法，為了探究本款裝置的可行性及實用性，設計實驗探究了電壓及燃質尺寸對該打火裝置燃燒成功率及燃燒時間的影響。根據(jù)實驗結果得出了本裝置的最優(yōu)配置，使得本打火裝置取代現(xiàn)有的打火裝置成為可能。

機械傳動; 電流點火; 新型打火裝置; 燃燒成功率; 燃燒時間

0　引言

筆者曾設計出一款基于機械傳動及電流點火的打火裝置，為探究該款新型的點火裝置的可行性及實用性，本文通過兩個定量驗證性實驗討論了鋁箔紙尺寸及電源電壓對裝置燃燒成功率及燃燒時間的影響。這一開創(chuàng)性的工作將會對以后優(yōu)化裝置產生指導性的作用。

1　實驗原理

鋁箔紙是由鋁箔襯紙與鋁箔裱糊粘合而成的紙。當鋁箔紙連入電路后，上層鋁箔與電池形成閉合回路，由于鋁箔電阻較低，整個電路電流較大，在鋁箔紙中間折痕處熱量堆積點燃下方襯紙，以此達到點火的目的。本裝置利用此原理進行打火。并通過下列傳動關系來實現(xiàn)紙帶的運送。

用實驗探究此裝置的燃燒成功率及燃燒時間，主要考慮兩個方面：

第一是鋁箔紙的尺寸，第二是電壓對其影響。

可得，當增大電壓時，電路積聚熱量增加使其燃燒成功率顯著提高。

2　具體實施方法

2.1裝置材料及方法

本裝置選用5號電池一對作為能源，鋁箔紙作為燃料。打火裝置的整體結構采用AS料，打火槽用鋼來加固。具體結構在下面進行說明：

如圖1所示，5中引出的鋁箔紙經過1，2與3的引導，通過人力使2轉動，在轉動2的時候，根據(jù)齒輪轉動將活動門7打開。同時，2的轉動帶動鋁箔紙使其從活動門7中引出，當錫紙條的一端接觸到電池的負極壁4，停止轉動2，7隨即關閉切斷鋁箔紙，鋁箔紙的另一端接觸活動門7上的導體從而形成回路，點燃鋁箔紙。

2.2具體實驗方法及結果

對于本裝置的點火端，首先采用一節(jié)五號電池（1.5V）作為電源，并對不同尺寸且中部有一條折痕的錫紙進行測試，以此得出最佳點火尺寸的鋁箔紙。隨后，將不同范圍的電壓加到該鋁箔紙兩端，以此探究電壓對點火成功率的影響。

將不同尺寸的鋁箔紙接入上述電路進行測試，測試范圍包括5S內點燃成功率，平均式樣燃燒時間，每組實驗數(shù)據(jù)是基于50次實驗統(tǒng)計。實驗數(shù)據(jù)如下表1：

表1　電壓為1.5V時，不同尺寸的鋁箔紙的5S內燃燒成功率及燃燒時間

根據(jù)實驗結果觀察，采用長5cm，寬2mm的鋁箔紙不論在一次燃燒成功率還是燃燒時間上都能滿足使用需求，故本裝置采用的燃料是長5cm，寬2mm的錫紙帶。

現(xiàn)探究電壓對燃燒成功率的影響，為保證整個電路的安全性，接入電壓最高為4.5V。實驗數(shù)據(jù)如下表2，每組實驗數(shù)據(jù)基于50次實驗統(tǒng)計。

表2　電壓為不同電壓時，長35mm寬2mm的鋁箔紙的燃燒成功率的探究

3　結論

根據(jù)上述實驗發(fā)現(xiàn)，當時用長35mm，寬2mm的鋁箔紙，4.5V電源時，本打火裝置的燃燒成功率及燃燒時間都能滿足人們的需要，將本裝置運用到一些需要明火點火的方面，如灶臺生火。

[1]馮巖.短路電流產生的熱效應及力效應[Z].2014(05).

[2]蘇猛.機械工程基礎[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2010.

[3]郭仁生.機械設計基礎[S].清華大學出版社出版,2006.