Tulimäntä , jota joskus kutsutaan lyömäkiveksi tai sytyttimeksi , on laite, jota on käytetty muinaisista ajoista lähtien tulen sytyttämiseen. Sen toiminta perustuu kaasun (tässä tapauksessa ilman) lämmittämisen periaatteeseen nopean adiabaattisen puristuksen ansiosta tinderin palan sytyttämiseksi , jota sitten käytetään sytytysmateriaalin sytyttämiseen.
Pumpun sytytin koostuu ontosta sylinteristä, joka on toiselta puolelta hermeettisesti suljettu ja toiselta puolelta avoin. Kokovalikoima:
Mäntä asennetaan sylinteriin ilmatiiviillä O-rengastiivisteellä, joka on asennettu sylinterin sisään. Kumitiivisteitä tai rasvaa käytetään tiiviin mutta liukuvan tiivisteen luomiseen. Männän päässä on pieni ontelo, johon tinder on sijoitettu, joka ei murskaudu myöhempien toimintojen aikana. Mäntä voidaan irrottaa kokonaan sylinteristä tinderin asettamista tai poistamista varten.
Männän (tai sylinterin) päässä on kahva, jotta siihen voidaan kiinnittää jäykkä puristin, tai riittävän suuri pinta-ala, jotta siihen voidaan lyödä terävästi ja kivuttomasti, kun taas sylinterin (tai männän) tulee osua kovaan pintaan. Ilman puristaminen männän nopean etenemisen aikana sylinteriin saa sylinterin lämpötilan nousemaan nopeasti 400 °F:iin (260 °C), tinderin itsesyttymislämpötilaan. Tämä on tarpeeksi korkea lämpötila, jotta männän pinnalla tai sisällä oleva tinder syttyy tuleen ja välähdys (sytytys) voidaan nähdä, jos sylinteri on valmistettu läpikuultavasta tai läpinäkyvästä materiaalista. Mäntä vetäytyy sitten nopeasti sisään, ennen kuin sylinterin sisällä oleva happi käytetään tinderin polttamiseen. Seuraavaksi kytevä tinder poistetaan männän päästä ja siirretään suureen materiaalipinoon sytyttämistä varten. Kytevää materiaalia puhalletaan intensiivisesti, kunnes liekki leimahtaa, sytytyksen eri vaiheissa sytytysmateriaalia heitetään ylös, kunnes tuli leimahtaa täydellä voimalla [1] [2] .
Vanhoja ja moderneja lyömäsovittimien malleja voidaan valmistaa puusta , eläinten sarvista , bambusta tai lyijystä . Nykyään piikivi ja teräs valmistetaan useimmiten puusta, metallista tai muovista. Kotitekoinen pumpun sytytin voidaan valmistaa käyttämällä puista tappia, PVC- tai kupariputkia ja kumista O -rengasta alle 2,00 dollarilla.
Kun kaasua puristetaan nopeasti, sen paine ja lämpötila kohoavat samanaikaisesti . Jos tämä puristus on liian hidas, lämpöä haihtuu ympäristöön, kun kaasu palaa tasapainoon ympäröivän ilman kanssa. Jos puristus on riittävän nopea, lämpötasapainoa ei tapahdu. Kaasun termodynaaminen lämpötila voi yhtäkkiä nousta useita kertoja ympäristön lämpötilaa korkeammaksi noustaen kaasun alkuperäisestä huoneenlämpötilasta lämpötilaan , joka riittää sytyttämään tinderin. Sylinterissä oleva ilma toimii lämmönlähteenä ja kytevän palavan materiaalin hapettimena .
Dieselmoottorin sylinterissä polttoaineseos sytytetään samalla periaatteella , mikä ei vaadi sytytystulpan käyttöä kuin bensiinimoottorissa . Toimintaperiaate on samanlainen kuin dieselmoottorin aikaisemmalla esiasteella öljymoottorilla, jossa polttoaine (tinder) puristetaan kaasulla, kun taas dieselmoottorissa polttoaineen ruiskutus tapahtuu painekaasulla ja korkeassa lämpötilassa.
Pumpun käynnistimen puristussuhde on 25:1. Tämä on verrattavissa nykyaikaisen dieselmoottorin suhteeseen 20:1 ja bensiinimoottorin suhteeseen 7:1 - 11,5:1. Iskukivi on erityisesti tehty riittävän kapeaksi, henkilö ilman apua voi kehittää tarpeeksi voimaa puristaakseen sylinterissä olevan ilman mahdollisimman paljon. Korkean puristussuhteen saavuttamiseksi tinderin ja ilman lopullisen puristetun tilavuuden on oltava pieni suhteessa mäntäputken pituuteen. Nämä kaksi tekijää tarkoittavat, että törmäyskivessä voidaan sytyttää vain pieni määrä tinderiä, mutta se voi riittää sytyttämään muun sytytysmateriaalin ja puolestaan sytyttämään suuremman tulipalon.
Tinder, joka syttyy erittäin alhaisessa lämpötilassa, toimii parhaiten. Syttyvät materiaalit, kuten hiiltynyt kangas tai tinder , toimivat yhtä hyvin kuin tinder ja voivat tukea kytemistä . Sitä vastoin puuvillakuitu syttyy 235 °C:ssa ja palaa kirkkaasti, mutta ei kestä kytemistä. Kirkas sytytys soveltuu esittelytarkoituksiin, mutta ei sovellu pysyvän tulipalon sytyttämiseen.
Käsipyörän pumpun rakenne on hyvin samanlainen, paitsi että pumpussa on venttiilit ja letku paineilman syöttämiseksi . Pumpun tapauksessa paineilman lämpeneminen olisi ei-toivottu sivuvaikutus, ja rakenne ja voiteluaineet on valittava niin, että vältetään erittäin korkeita lämpötiloja.
Tulimäntää on käytetty vuosisatojen ajan tulipalojen sytyttämiseen Kaakkois - Aasiassa ja Tyynenmeren saarilla . Sieltä on löydetty kulttuureja, jotka käyttävät puhallusputkea aseena , ja on oletettu, että se on saattanut olla piikivi- ja terässuunnittelun prototyyppi. Pumpun sytyttimen käytöstä on näyttöä Myanmarissa , Malaijin niemimaalla , Indokiinassa , Borneolla (Kalimantanilla) , Sumatralla , Javalla , Sulawesilla , Filippiineillä , Madagaskarilla ja Etelä-Intiassa [3] .
Lännessä ensimmäisen lyömäkiven ja piikiven valmisti vuonna 1745 Veronan apotti Agostino Ruffo , joka valmisti João Vkuninkaallepneumaattisia aseitaparin Myöhemmin hän huomasi, että tinder oli syttymässä tuleen pumpussa. Ruffo teki laitteen tämän ilmiön tutkimiseksi edelleen. Vuonna 1876 julkaistussa The New York Timesin artikkelissa väitettiin, että moderni lyömäsovitin keksittiin itsenäisesti lännessä ilma-aseella kokeilun kautta sen sijaan, että se olisi kopioitu aasialaisesta mallista.
On rekisteröity, että ensimmäistä kertaa pumpputoiminen piikivi esiteltiin tutkijoille vuonna 1802 ja patentoitiin samanaikaisesti Englannissa ja Ranskassa vuonna 1807 . Tulimäntä tai, kuten sitä silloin kutsuttiin, "sytytinmäntä" oli suosittu kotitaloustyökalu kaikkialla Euroopassa 1800- luvun alussa , kunnes tulitikkuja keksittiin vuonna 1844 .
Ehkä se oli pumppukäyttöinen piikivi, joka inspiroi Rudolf Dieseliä luomaan dieselmoottorinsa vuonna 1892 .
Yhdysvalloissa pumpun sytyttimien kuvauksia on julkaistu useita kertoja vuosien varrella.