مصباح الكيروسين

مصباح الفتيل المسطح هو نوع بسيط من مصابيح الكيروسين ، يحرق الكيروسين الذي يُسحب عبر فتيل بفعل الخاصية الشعرية . إذا انكسر هذا النوع من المصابيح، فإنه قد يتسبب بسهولة في نشوب حريق. يحتوي مصباح الفتيل المسطح على خزان وقود مُلحق به موقد المصباح. تُثبّت أربعة أذرع على خزان الوقود، تحمل مدخنة زجاجية تعمل على منع انطفاء اللهب وتعزيز السحب الحراري . تحتاج المدخنة الزجاجية إلى "حلق"، أو تضييق طفيف، لتوفير السحب المناسب لاحتراق الوقود بالكامل؛ يحمل هذا السحب كمية أكبر من الهواء (الأكسجين) حول اللهب، مما يساعد على إنتاج ضوء خالٍ من الدخان، وهو أكثر سطوعًا من اللهب المكشوف.

تُستخدم المدخنة لغرضٍ أكثر أهمية. يحتوي حامل الفتيل على فتحاتٍ حول حوافه الخارجية. عند إضاءة الفانوس وتركيب المدخنة، يسحب تيار الهواء الناتج عن الحرارة الهواء عبر هذه الفتحات ويمر فوق الفتيل، تمامًا كما في مدخنة المنزل. يُسهم ذلك في تبريد الفتيل ومنع ارتفاع درجة حرارته. يُشكل عدم تركيب المدخنة بشكلٍ صحيح خطرًا حقيقيًا على السلامة. تزداد أهمية ذلك عند استخدام مصابيح علاء الدين، حيث تتميز هذه المصابيح بمدخنةٍ أرقّ لتسهيل تدفق الهواء. يجب الالتزام بهذه المعلومات بغض النظر عن نوع الفانوس المستخدم.

يحتوي موقد المصباح على فتيل مسطح، مصنوع عادةً من القطن . يغمر الجزء السفلي من الفتيل في خزان الوقود ويمتص الكيروسين؛ بينما يمتد الجزء العلوي منه خارج أنبوب الفتيل الخاص بالموقد، والذي يتضمن آلية لضبط طول الفتيل. يتحكم ضبط طول الفتيل الممتد فوق أنبوب الفتيل في اللهب. يحيط أنبوب الفتيل بالفتيل ويضمن وصول الكمية المناسبة من الهواء إلى موقد المصباح. يتم الضبط عادةً بواسطة مقبض صغير يُشغّل ترسًا معدنيًا مسننًا يرتكز على الفتيل. إذا كان الفتيل مرتفعًا جدًا، وامتد خارج مخروط الموقد في أعلى أنبوب الفتيل، فسينتج المصباح دخانًا وسخامًا (كربون غير محترق). عند إشعال المصباح، يحترق الكيروسين الذي امتصه الفتيل، مُنتجًا لهبًا أصفرًا صافيًا ساطعًا. أثناء احتراق الكيروسين، تسحب الخاصية الشعرية في الفتيل المزيد من الكيروسين من خزان الوقود . تستخدم جميع مصابيح الكيروسين ذات الفتيلة المسطحة تصميم الموقد ذي اللهب الميت، حيث يتم تغذية اللهب بالهواء البارد من الأسفل، ويخرج الهواء الساخن من الأعلى.

كان هذا النوع من المصابيح شائع الاستخدام في السكك الحديدية، سواء في مقدمة القطارات أو مؤخرتها أو للإشارات اليدوية، وذلك لموثوقيته. في ذلك الوقت، حيث كانت مصادر الإضاءة المنافسة قليلة ليلاً خارج المدن الكبرى، كان سطوع هذه المصابيح المحدود كافياً، ويمكن رؤيتها من مسافة كافية لتكون بمثابة تحذير أو إشارة.

يُعدّ مصباح السحب المركزي امتدادًا لمبادئ مصباح أرجاند الذي يعود تاريخه إلى عام 1780. وهو يستخدم أيضًا فتيلًا أنبوبيًا دائريًا، ويحتوي على مدخل للهواء أسفل اللهب إلى المدخنة الزجاجية. ولأن زيت الحوت المستخدم في مصباح أرجاند يتميز بلزوجة عالية، كان من الضروري وضع خزان الزيت أعلى من مستوى اللهب نفسه للسماح للزيت بالتدفق بفعل ضغط الجاذبية . أما الكيروسين، فلزوجته أقل بكثير، ويمكن نقله عبر الفتيل بفعل الخاصية الشعرية . وهذا ما مكّن من وضع خزان الزيت أسفل اللهب. صُنعت خزانات الزيت بأنبوب مجوف في المنتصف ينقل الهواء من أسفل الخزان إلى اللهب. ^{[ 14 ]} يُوضع الفتيل الأنبوبي المنسوج (أو الفتيل المسطح الملفوف على شكل أنبوب، ثم تُخاط أطرافه لتشكيل الفتيل الكامل) حول هذا الأنبوب. يُثبّت الفتيل الأنبوبي في حامل، وهو عبارة عن مسنّن يُعشّق مع تروس آلية رفع الفتيل في الموقد، مما يسمح برفع الفتيل وخفضه. يتحرك الفتيل بين أنبوبي الفتيل الداخلي والخارجي؛ حيث يُوفّر أنبوب الفتيل الداخلي (أنبوب السحب المركزي) تيار الهواء اللازم لموزّع اللهب. عند إشعال المصباح، يُزوّد ​​أنبوب السحب المركزي موزع اللهب بالهواء، مما يُساعد على انتشار اللهب على شكل حلقة نارية، ويُمكّن المصباح من الاحتراق بشكل كامل.

في عام 1865، ابتكرت شركة وايلد آند ويسل، ومقرها برلين، مصباح كوسموس برينر. ^{[ 15 ]} استخدم هذا المصباح فتيلًا مسطحًا مطويًا من الأسفل ومُطوى تدريجيًا من الأعلى. سمح هذا التصميم بتدفق الهواء في مركز اللهب، تمامًا كما هو الحال في مواقد السحب المركزي. إلا أن مدخل الهواء هنا يقع فوق خزان الزيت وتحت الموقد نفسه، مما يُغني عن الحاجة إلى أنبوب مجوف على امتداد ارتفاع الخزان. هذا يُسهّل استخدام خزانات زيت من السيراميك أو الزجاج. في حين أن مصباح كوسموس برينر لا يستخدم موزعًا للهب، فإن مصابيح الكيروسين الأخرى ذات السحب الجانبي تستخدمه، مثل مصباحي إيديال برينر وماتادور برينر من شركة إيريش آند غريتز.

في عام 1865، طُرح مصباح دوبلكس في الأسواق. كان هذا المصباح من أنواع مصابيح الكيروسين الشائعة جدًا في بريطانيا العظمى. يحتوي على فتلتين مسطحتين داخل مدخنة زجاجية واحدة، ويمكن تعديل كل فتلة باستخدام مقبض رفع خاص بها.

يُعدّ مصباح الغلاف نوعًا مُعدّلًا من مصابيح "التيار المركزي". يتكون الغلاف من شبكة قماشية على شكل كمثرى تقريبًا، تُوضع فوق الموقد. يحتوي الغلاف عادةً على الثوريوم أو أملاح أخرى من العناصر الأرضية النادرة ؛ عند الاستخدام الأول، يحترق القماش، وتتحول أملاح العناصر الأرضية النادرة إلى أكاسيد، تاركةً بنية هشة للغاية، تتوهج (تشعّ بشدة) عند تعرضها لحرارة لهب الموقد. تتميز مصابيح الغلاف بإضاءة أقوى بكثير من مصابيح الفتيل المسطح أو الدائري، وتُنتج ضوءًا أكثر بياضًا، وتُولّد حرارة أكبر . تستهلك مصابيح الغلاف الوقود عادةً بشكل أسرع من مصابيح الفتيل المسطح، ولكن أبطأ من مصابيح التيار المركزي ذات الفتيل الدائري، لأنها تعتمد على لهب صغير يُسخّن الغلاف، بدلًا من أن ينبعث الضوء بالكامل من اللهب نفسه.

تتميز مصابيح الوشاح بسطوعها الكافي الذي يُتيح استخدام غطاء المصباح، وقد يكفي عدد قليل منها لتدفئة مبنى صغير في الطقس البارد. ونظرًا لارتفاع درجة حرارة تشغيلها، لا تُصدر مصابيح الوشاح رائحة تُذكر، إلا عند إشعالها أو إطفائها. ومثل مصابيح الفتيلة المسطحة والمستديرة، يُمكن تعديل سطوعها؛ إلا أنه يجب توخي الحذر، فإذا تم ضبط السطوع على مستوى عالٍ جدًا، فقد تتغطى مدخنة المصباح ووشاحه ببقع سوداء من السخام. سيحرق المصباح السخام الناتج عن ضبط السخام على مستوى عالٍ جدًا دون أي ضرر إذا تم خفضه بسرعة، ولكن إذا لم يتم الانتباه إليه في الوقت المناسب، فقد يشتعل السخام نفسه، مما قد يؤدي إلى حالة "انفجار المصباح".

جميع مصابيح الوشاح غير المضغوطة مبنية على أساس مصباح أرجاند الذي طُوّر بواسطة وشاح كلاموند ذي السلة . شاعت هذه المصابيح من عام ١٨٨٢ حتى ما بعد الحرب العالمية الثانية بقليل، حين أدى انتشار الكهرباء في المناطق الريفية إلى جعلها قديمة الطراز. شركة علاء الدين للمصابيح هي المُصنِّع الوحيد لهذا النوع من المصابيح حتى اليوم. ^{[ ١٦ ]} بل إنها تُسوِّق الآن تجهيزات كهربائية تُناسب المصابيح القديمة.

استُخدمت مصابيح الكيروسين الكبيرة الثابتة المضغوطة في منارات السفن للملاحة، وكانت أكثر سطوعًا وأقل استهلاكًا للوقود من مصابيح الزيت المستخدمة سابقًا. [ ^{17 ] في} النسخة الأولى من مصباح الغاز ، كان الكيروسين يُبخر بواسطة موقد ثانوي، يضغط خزان الكيروسين الذي يزود التيار المركزي. وكما هو الحال في جميع مصابيح الغاز، فإن الغرض الوحيد من الموقد هو الحفاظ على اللهب الذي يُسخن الغلاف، الذي يكون سطوعه أعلى من سطوع الفتيل نفسه بمقدار 4-5 مرات. ويُعد فانوس كولمان الوريث المباشر لهذا النوع من المصابيح.

فانوس الكيروسين، المعروف أيضًا باسم "فانوس الحظيرة" أو "فانوس الإعصار"، هو مصباح ذو فتيل مسطح مصمم للاستخدام المحمول والخارجي. يُصنع من صفائح معدنية ملحومة أو مكبوسة، ويُعد الفولاذ المطلي بالقصدير أكثر المواد شيوعًا، يليه النحاس الأصفر والنحاس الأحمر. يوجد ثلاثة أنواع: ذو اللهب الصامت، وذو اللهب الساخن، وذو اللهب البارد. يُطلق على كل من تصميمي اللهب الساخن والبارد اسم الفوانيس الأنبوبية، وهما أكثر أمانًا من مصابيح اللهب الصامت، حيث أن انقلاب الفانوس الأنبوبي يقطع تدفق الأكسجين إلى الموقد، مما يؤدي إلى إطفاء اللهب في غضون ثوانٍ. ^{[ 18 ]}

كانت فوانيس الكيروسين المحمولة الأولى، ذات الشكل الكروي الزجاجي، والتي ظهرت في خمسينيات وستينيات القرن التاسع عشر، من النوع ذي اللهب الثابت، أي أنها كانت تحتوي على فتيل مكشوف، ولكن تدفق الهواء إلى اللهب كان يُتحكم فيه بدقة في حركة صاعدة بواسطة فتحات تهوية في أسفل الموقد ومدخنة مفتوحة من الأعلى. وقد أدى ذلك إلى إزالة تيارات الهواء الجانبية، وبالتالي تقليل أو حتى منع الوميض الذي قد يحدث مع اللهب المكشوف.

وقد طورت الفوانيس اللاحقة، مثل فوانيس النفخ الساخن والنفخ البارد، التحكم في تدفق الهواء إلى أبعد من ذلك من خلال تغليف الفتيل جزئيًا أو كليًا في "مُشتت" أو "مخروط موقد" ثم توجيه الهواء المراد تزويده للاحتراق عند الفتيل مع تسخين الهواء مسبقًا للاحتراق في نفس الوقت.

اخترع جون إتش. إيروين تصميم النفخ الساخن، المعروف أيضًا باسم "الفانوس الأنبوبي" نظرًا لاستخدام الأنابيب المعدنية في بنائه، وحصل على براءة اختراع في 4 مايو 1869. [ ^{19 ] وكما} ورد في براءة الاختراع، فإن "الطريقة المبتكرة لبناء فانوس حيث تعمل الرياح، بدلًا من إطفاء اللهب، على دعمه والحفاظ عليه ومنع انطفائه". وقد أدى هذا التحسين أساسًا إلى إعادة توجيه الرياح التي قد تؤدي عادةً إلى إطفاء لهب الفانوس غير المحمي، حيث يتم إبطاؤها وتسخينها مسبقًا وتزويدها للموقد لدعم احتراق الوقود وتعزيزه.

لاحقًا، طوّر إيروين هذا التصميم باختراعه وتسجيل براءة اختراعه لتصميم "النفخ البارد" في 6 مايو 1873. [ ^{20 ] يشبه} هذا التصميم تصميمه السابق "النفخ الساخن"، باستثناء أنه يُعاد توجيه نواتج الاحتراق الساخنة منخفضة الأكسجين ويُمنع من إعادة تدويرها إلى الموقد عن طريق إعادة تصميم مدخل النواتج، بحيث يُسحب فقط هواء نقي غني بالأكسجين من الغلاف الجوي إلى المصباح ("تُوضع مداخل الهواء النقي بعيدًا عن تيار نواتج الاحتراق الصاعد، وبالتالي تُمنع هذه النواتج من دخول [مدخل الهواء]" ^{[ 20 ]} ). تتمثل الفائدة الرئيسية لهذا التصميم مقارنةً بتصميم "النفخ الساخن" السابق في زيادة كمية الأكسجين المتاحة للاحتراق إلى أقصى حد من خلال ضمان تزويد الموقد بالهواء النقي فقط، مما يزيد من سطوع اللهب واستقراره. ^{[ ملاحظة 1 ]}

يؤدي تلوث وقود المصابيح، ولو بكمية ضئيلة من البنزين، إلى انخفاض درجة اشتعاله وارتفاع ضغط بخاره، مما قد يُسبب عواقب وخيمة. قد تشتعل الأبخرة المتصاعدة من الوقود المنسكب، كما أن تراكم البخار فوق الوقود السائل قد يؤدي إلى زيادة الضغط ونشوب الحرائق. لا تزال مصابيح الكيروسين تُستخدم على نطاق واسع في المناطق التي تفتقر إلى الإضاءة الكهربائية؛ وتُشكل تكلفة ومخاطر الإضاءة الناتجة عن الاحتراق مصدر قلق مستمر في العديد من البلدان. ^{​​[ 21 ]}

تعتبر منظمة الصحة العالمية الكيروسين وقودًا ملوثًا، وتوصي الحكومات والممارسين الصحيين بالتوقف فورًا عن تشجيع استخدامه المنزلي. ^{[ 22 ] : X} يحتوي دخان الكيروسين على مستويات عالية من الجسيمات الضارة ، ويرتبط استخدامه المنزلي بزيادة مخاطر الإصابة بالسرطان، والتهابات الجهاز التنفسي، والربو، والسل، وإعتام عدسة العين ، ومضاعفات الحمل. ^{[ 22 ] : 49}