अग्नि पिस्टन

अग्नि पिस्टन, जिसे कभी-कभी अग्नि शृंखला या स्लैम छड़ी या अग्नि प्रवर्तक यंत्र कहा जाता है, प्राचीन दक्षिण पूर्व एशियाई मूल का एक उपकरण है जिसका उपयोग आग जलाने के लिए किया जाता है। यह ईंधन के एक टुकड़े को प्रज्वलित करने के लिए तीव्र और रुद्धोष्म संपीड़न द्वारा गैस के ताप (इस मामले में हवा) के सिद्धांत का उपयोग करता है,जिसका उपयोग तब जलने के लिए प्रकाश सेट करने के लिए किया जाता है।

विवरण और उपयोग
एक अग्नि पिस्टन में एक खोखला सिलेंडर होता है जो एक जो एक सिरे पर बंद होता है और दूसरे सिरे पर खुला होता है। आकार की सीमा 3 से 6 इंच (7.5 से 15 सेमी) की लंबाई के साथ 0.25 इंच (6–7 मिमी) व्यास के बोर के साथ, 10 से 14 इंच (25 से 35 सेमी) के बीच लगभग 0.5 इंच (14 मिमी) के बोर के साथ होता है। सिलेंडर में एयरटाइट वृत्तीय सील (यांत्रिक) के साथ एक पिस्टन लगाया जाता है। पानी से लुब्रिकेटेड एक धागा संकुलन या ग्रीस के साथ लुब्रिकेटेड रबर गैस्केट का उपयोग एयर-टाइट लेकिन फिसलन वाली सील बनाने के लिए किया जाता है। पिस्टन के अंत में एक छोटी गुहा बनाई जाती है जहां ईंधन को बाद के संचालन के दौरान कुचले बिना डाला जा सकता है। ईंधन को लगाने या निकालने के लिए पिस्टन को सिलेंडर से पूरी तरह से निकाला जा सकता है।

पिस्टन (या सिलेंडर) के अंत में एक हैंडल होता है जिससे उस पर एक मजबूत पकड़ बनाई जा सकती है, या बिना दर्द पैदा किए उस पर तेजी से वार करने के लिए एक बड़ा पर्याप्त सतह क्षेत्र होता है, जबकि सिलेंडर (या पिस्टन) को मजबूती से बांधा जाता है या किसी कठोर सतह पर पटक दिया जाता है। जब पिस्टन को जल्दी से सिलेंडर में धकेला जाता है तो हवा का संपीड़न आंतरिक तापमान को 400 °F (260 °C) से अधिक तेजी से ईंधन का स्वत: प्रज्वलन तापमान बढ़ जाता है। यह पिस्टन के सिरे में ईंधन  के लिए एक दृश्य चमक के साथ प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त गर्म है, जिसे देखा जा सकता है, अगर सिलेंडर पारभासी या पारदर्शी सामग्री से बना है। पिस्टन को जल्दी से वापस ले लिया जाता है, इससे पहले कि अब जलने वाला ईंधन सिलेंडर के अंदर उपलब्ध ऑक्सीजन को कम कर देता है। सुलगने वाले ईंधन को पिस्टन के चेहरे से हटाया जा सकता है और ईंधन सामग्री के एक बड़े घोंसले में स्थानांतरित किया जा सकता है। इसके बाद अंगारे को आग की लपटें पैदा करने के लिए पंखे से उड़ाया जाता है या जोर से उड़ाया जाता है, जिस समय बड़े पैमाने पर जलने के विभिन्न चरणों को पूर्ण पैमाने पर आग में निर्मित होने तक जोड़ा जा सकता है।

अग्नि पिस्टन के प्राचीन और आधुनिक संस्करण लकड़ी, जानवरों के सींग, सींग, बांस या धातु से बनाए गए हैं। आज अग्नि पिस्टन आमतौर पर लकड़ी, धातु या प्लास्टिक से बने होते हैं। यह अपने आप करो डिजाइन लकड़ी के दहेज, पीवीसी और तांबे के पाइप, और रबर ओ-रिंग का उपयोग करके $2 यूएसडी से कम लागत वाले संस्करणों का निर्माण करने के लिए उपलब्ध हो गए हैं।.

संचालन का सिद्धांत
किसी गैस का तेजी से संपीडन उसके दबाव और तापमान को एक ही समय में बढ़ा देता है। यदि यह संपीड़न बहुत धीरे-धीरे किया जाता है तो गर्मी आसपास के इलाकों में फैल जाएगी क्योंकि गैस उनके साथ थर्मल संतुलन में लौट आती है। यदि संपीड़न काफी जल्दी किया जाता है, तो ऊष्मीय संतुलन हासिल करने का कोई समय नहीं है। गैस का पूर्ण तापमान अचानक उसके आस-पास की तुलना में बहुत अधिक हो सकता है, गैस के मूल कमरे के तापमान से ईंधन  को सेट करने के लिए पर्याप्त गर्म तापमान तक बढ़ जाता है। सिलेंडर में हवा गर्मी के स्रोत के रूप में और  ईंधन  ईंधन के लिए ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करती है।

डीजल इंजन में सिलेंडर में ईंधन को प्रज्वलित करने के लिए उसी सिद्धांत का उपयोग किया जाता है, जिससे पेट्रोल इंजन में उत्साह अवरोधक की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। संचालन का सिद्धांत गर्म बल्ब इंजन के करीब है, डीजल के लिए एक प्रारंभिक  पूर्ववर्ती है, क्योंकि ईंधन को गैस से संपीड़ित किया जाता है, जबकि डीजल में ईंधन तब लगाया जाता है जब गैस पहले से ही संपीड़ित होती है और उच्च तापमान पर होती है।

अग्नि पिस्टन का संपीड़न अनुपात लगभग 25 से 1 होता है। इसकी तुलना आधुनिक डीजल इंजन के लिए लगभग 20:1 और गैसोलीन इंजन के लिए 7:1 और 11.5:1 के बीच होती है। अग्नि पिस्टन को जानबूझकर संकरा बनाया जाता है ताकि बिना सहायता वाली मानव शक्ति सिलेंडर में हवा को पूरी तरह से संपीड़ित करने के लिए पर्याप्त बल लगा सके। एक उच्च संपीड़न अनुपात प्राप्त करने के लिए, ईंधन  और हवा की अंतिम संपीड़ित मात्रा पिस्टन नली की लंबाई के सापेक्ष छोटी होनी चाहिए। इन दो कारकों का एक साथ मतलब है कि अग्नि पिस्टन द्वारा केवल थोड़ी मात्रा में ईंधन को जलाया जा सकता है, लेकिन यह अन्य ईंधन को जलाने के लिए पर्याप्त हो सकता है, और बदले में एक बड़ी आग को प्रज्वलित कर सकता है।

बहुत कम तापमान पर प्रज्वलित ईंधन सबसे अच्छा काम करते हैं। आसानी से जलने वाली सामग्री जैसे कि चार कपड़ा या अमादौ ईंधन के रूप में अच्छी तरह से काम करते हैं और अंगारे को भी पकड़ सकते हैं। इसके विपरीत कपास के रेशे पर प्रज्वलित होते हैं 455 °F और चमकेगा, परन्तु अंगारे को नही रोकेगा॥ प्रकाश की तेज चमक कभी-कभी प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए पर्याप्त होती है लेकिन इससे लगातार आग नहीं लगेगी।

एक हाथ से चलने वाले पंप का निर्माण, जैसे कि एक साधारण साइकिल पम्प, बहुत समान है सिवाय इसके कि पंप में वाल्व और एक नली भी होती है जो संपीड़ित हवा को एक उत्पादन के रूप में वितरित करती है। पंप के मामले में, संपीड़ित हवा का ताप एक अवांछित दुष्प्रभाव है। अग्नि पिस्टन और पंप दोनों में उच्च शिखर तापमान और दबावों का विरोध करने के लिए तंत्र और स्नेहक को चुना जाना चाहिए।

दक्षिण पूर्व एशिया और मेडागास्कर
अग्नि पिस्टन का आविष्कार दक्षिण पूर्व एशियाई शायद ऑस्ट्रोनेशियाई लोगों के द्वारा किया गया था। उनका उपयोग ज्यादातर ऑस्ट्रोनेशियन क्षेत्रों में केंद्रित था, विशेष रूप से मलय प्रायद्वीप, फिलीपींस, बोर्नियो, सुमात्रा, जावा, फ्लोरेस सहित जावा के पूर्व के कुछ द्वीपों और मेडागास्कर में। वे बर्मा, थाईलैंड और मुख्यभूमि दक्षिण पूर्व एशिया के लाओस, साथ ही युन्नान के कुछ हिस्सों और जापान में भी पाए जाते हैं।

दक्षिण पूर्व एशिया में अग्नि पिस्टन विभिन्न प्रकार से बांस, लकड़ी, धातु, हाथी दांत, हड्डी और सींग से बने होते थे। मुख्य नली आमतौर पर लगभग 3.25 इंच (8.3 सेमी) लंबी और 0.5 इंच (1.3 सेमी) व्यास की होती है, जिसमें बोर का आकार लगभग 0.375 इंच (0.95 सेमी) होता है। नली का अंत आमतौर पर ईंधन रखने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक छोटी सी गुहा में निकल जाता है। इस्तेमाल किया जाने वाला ईंधन आमतौर पर ताड़ के पेड़ों और रतन लताओं के पत्तों के आधार से प्राप्त किया जाता था और आमतौर पर पिस्टन के साथ रखे ईंधन के बॉक्स में संग्रहीत किया जाता था। उन्हें थाई भाषा में लेक फाई टोक के रूप में और मलय भाषा में गोबेक आपी शाब्दिक रूप से आग मोर्टार और मूसल भाषा के रूप मे जाना जाता था। दक्षिण पूर्व एशिया में अग्नि पिस्टन की प्राचीनता अज्ञात है, लेकिन यह निश्चित रूप से मेडागास्कर के ऑस्ट्रोनेशियन उपनिवेशीकरण (सी। 100-500 ईस्वी) से पूर्व-दिनांकित है। यह मेडागास्कर को दक्षिण पूर्व एशियाई मूल के साथ जोड़ने वाले शुरुआती निश्चित प्रमाणों में से एक था।

अग्नि पिस्टन को नियंत्रित करने वाले सिद्धांतों का उपयोग बांस के साथ दक्षिण पूर्व एशियाई धौंकनी बनाने के लिए भी किया जाता था। ये पिस्टन धौंकनी धातु को पिघलाने के लिए पर्याप्त उच्च तापमान का उत्पादन करने के लिए एक भट्टी में पर्याप्त हवा पंप कर सकते थे जिसके कारण लगभग 1500 ईसा पूर्व दक्षिण पूर्व एशिया में परिष्कृत कांस्य और लौह धातु विज्ञान का स्वतंत्र विकास हुआ। विशेष रूप से कांस्य घडि़यालों के विकास में (जैसे घंटा सोन संस्कृति से) जिन्हें तब दक्षिण पूर्व एशिया के प्राचीन समुद्री व्यापार नेटवर्क में निर्यात किया जाता था। यूरोपीय संपर्क से पहले ये पिस्टन-धौंकनी मेडागास्कर तक पहुंच गई थी। बाँस की पिस्टन-धौंकनी तकनीक को भी चीनियों ने जल्दी ही अपनाया, स्वदेशी चीनी चमड़े की धौंकनी तकनीक को पूरी तरह से बदल दिया। क्या यूरोपीय अग्नि पिस्टन दक्षिण पूर्व एशियाई अग्नि  पिस्टन से प्रभावित थे, यह बहस का विषय था। लेकिन बालफोर (1908) और फॉक्स (1969) ने दृढ़ता से प्रदर्शित किया है कि यूरोपीय अग्नि  पिस्टन स्वतंत्र रूप से एयर गन के माध्यम से खोजे गए थे। फॉक्स, हालांकि, यह तर्क देने की कोशिश करता है कि दक्षिण पूर्व एशियाई अग्नि पिस्टन यूरोप से लाए गए थे, लेकिन इसे अन्य विद्वानों द्वारा असंबद्ध के रूप में खारिज कर दिया गया है। व्युत्पन्न पिस्टन-धौंकनी तकनीक की उपस्थिति और पृथक और व्यापक रूप से अलग-अलग संस्कृतियों में भी आग पिस्टन का अस्तित्व, जैसे उत्तरी बर्मा के काचिन लोग और हाइलैंड लुजोन के इगोरोट लोग, यह निश्चित रूप से ज्ञात करते हैं कि दक्षिणपूर्व एशियाई अग्नि पिस्टन पहले अस्तित्व में थे यूरोपीय संस्करण। यूरोपीय अग्नि पिस्टन के स्वतंत्र आविष्कार के बावजूद, यह दक्षिण पूर्व एशियाई अग्नि  पिस्टन थे जिन्होंने 1892 के आसपास डीजल इंजन के निर्माण में रुडोल्फ डीजल को प्रेरित किया था, न कि यूरोपीय संस्करण (जो 19वीं शताब्दी के अंत तक बड़े पैमाने पर माचिस से बदल दिए गए थे)। डीजल आविष्कारक कार्ल वॉन लिंडे का छात्र था। उन्होंने आंतरिक दहन इंजन का विचार तब प्राप्त किया जब उन्होंने लिंडे को अग्नि  पिस्टन के साथ एक सिगरेट जलाते हुए देखा। पेनांग में एक व्याख्यान के दौरान इस अग्नि  पिस्टन को दक्षिण पूर्व एशिया से लिंडे द्वारा अधिग्रहित किया गया था।

यूरोप
पश्चिम में पहला ज्ञात प्रलेखित अग्नि पिस्टन 1745 में वेरोना, इटली के मठाधीश एगोस्टिनो रफ़ो द्वारा बनाया गया था, जो पुर्तगाल के राजा, पुर्तगाल के जॉन वी के लिए हवाई तोपों की एक जोड़ी बना रहे थे। जब रफ़ो लकड़ी के टुकड़े के साथ इसके आउटलेट को प्लग करके लीक के लिए बंदूक के वायु पंप का परीक्षण कर रहा था, उसने देखा कि, पंप पर दबाव डालने के बाद, लकड़ी झुलस गई थी। इसके बाद, उन्होंने पाया कि  ईंधन  को पंप द्वारा प्रज्वलित किया गया था। Ruffo ने घटना का और अध्ययन करने के लिए एक उपकरण बनाया, लेकिन उनका आविष्कार लोकप्रिय नहीं हुआ।

यह दर्ज है कि पहले अग्नि पिस्टन ने 1802 में वैज्ञानिकों के सामने अपनी व्यापक शुरुआत की, In 1802, a worker in St. Etienne, France, who had long been making improvements to air rifles, noticed that (1) when the gun was fired in the dark, it emitted a bright light, and (2) if there was lint present in the gun when the gun was pressurized, the lint would become scorched or even ignite. Word of these observations reached Messrs. Eynard, Haèz, and Gensoul, who confirmed them and publicized them. Joseph Mollet (1756–1829), a professor of physics in Lyon, learned of these facts and investigated them. In 1804, he presented his findings to the Academy of Lyon. See: In 1803, Marc-Auguste Pictet (1752–1825), a Swiss scientist and journalist who publicized the findings of British science, communicated Mollet's observations to Alexander Tilloch, editor of the Philosophical Magazine. William Nicholson, editor of Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts, claimed that the emission of light during the firing of an air gun had been noticed earlier in England by a "Mr. Fletcher", who had demonstrated the effect to Nicholson and his colleagues. The production of light during the discharge of an air gun was investigated by John Hart of England and found to be due to contamination; likewise, the French chemist Louis Jacques Thénard investigated the production of light during the compression of gases, and found that contamination was also responsible. और 1807 में इंग्लैंड और फ्रांस दोनों में एक साथ पेटेंट कराया गया था। In 1806, a "Colonel Grobert", who probably was Jacques François Louis Grobert (1757-181?), a colonel in the French artillery, conceived a fire piston (briquet pneumatique, pneumatic lighter), but he had it fabricated by a professional maker of scientific instruments in Paris, "Dumotier" (variously spelled Dumoutier, Du Moutier, and Dumotiez). See: In 1807, Robert Lorentz of Hammersmith, England, obtained a British patent for a fire piston on behalf of Grobert. यूएस में, विवरण कई वर्षों से प्रकाशित किए गए हैं।
 * Mollet, J., Mémoire sur deux faits nouveaux, l'inflammation des matières combustibles et l'apparition d'une vive lumière obtainue par la seule compression de l'air; lu dans la séance publique de l'Académie de Lyon le 27 mars 1804 [Memoir on two new facts, the ignition of combustible materials and the appearance of a bright light obtained only by the compression of air; read in the public session of the Academy of Lyon on the 27th of March 1804] (Lyon, France: Ballancre père et fils, 1811).  In 1804, Mollet suggested that his findings could be used to make a fire piston.  From p. 13:  "Ce procédé nouveau assure tellement la réussite de l'expérience, que l'appareil qu'on vient de décrire pourrait être considéré comme une espece de briquet."  (This new procedure so assures the success of the experiment that the apparatus that was just described could be considered as a type of lighter.)  Mollet appended (pp. 30–31) the names of several inventors who had made fire pistons:  Mr. Dumotiez (or Dumotier) of Paris; Mr. Dubois, a foundry worker from Lyon; and Mr. Thibaudier, another resident of Lyon.
 * Dhombres (1811) "Rapport sur un mémoire de M. Mollet, relatif à la production de la lumière et de chaleur par l'effet de compression" [Report on a memoir by Mr. Mollet, regarding the production of light and heat by the effect of compression], Notice des Travaux de l'Académie du Gard pendant l'année 1811, part 1, pp. 175–182.
 * (Pictet) (1803) (Letter from Prof. Pictet to Mr. Tilloch), Philosophical Magazine, 14 : 363–364.
 * (Editorial staff) (1803) "Flash from an air-gun," Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts, 4 : 280.
 * Hart, John (1823) "On light produced by the discharge of an air-gun," The Quarterly Journal of Science, Literature and Art, 15 : 64–66.
 * Thénard, Louis Jacques (1830) "Observations sur la lumière qui jaillit de l'air et de l'oxigène par compression" (Observations of the light that springs from air and oxygen as a result of compression), Annales de chimie et de physique, 2nd series, 44 : 181–188.
 * Grobert (April 1806) "Moyen de produire des inflammations par l'air comprimé" (Means of producing ignitions by compressed air), L'Esprit des journaux, françois et étranger, 4 : 139–145.
 * Morelot, Simon, Histoire naturelle appliquée à la Chimie [Natural history applied to chemistry] (Paris, France: F. Schoell and H. Nicolle, 1809), vol. 1, p. 94.  From page 94, footnote 1: " (1)  Inventé par le colonel Grobert, exécuté par M. Dumotier. "  ((1) Invented by Colonel Grobert, executed by Mr. Dumotier.)
 * Krehl, Peter O. K., History of Shock Waves, Explosions, and Impacts (Berlin, Germany: Springer Verlag, 2009), p. 273.
 * (Staff) (1807) "Specification of the Patent granted to Richard Lorentz, … for certain inventions (communicated to him by Foreigners residing abroad) of different Machines or Instruments, one of which will produce instantaneous Light, and the other instantaneous Fire. Dated February 5, 1807." The Repertory of Arts, Manufactures, and Agriculture, 2nd series, 11 :  250–253. अग्नि  पिस्टन, या अग्नि  सीरिंज, जैसा कि उन्हें तब कहा जाता था, ने उन्नीसवीं शताब्दी की शुरुआत में यूरोप के कुछ हिस्सों में लोकप्रियता की एक संक्षिप्त अवधि का आनंद लिया, जब तक कि 1826 में आविष्कार किए गए घर्षण मैच द्वारा विस्थापित नहीं किया गया।

यह भी देखें

 * धारकों, एक फिलिपिनो बांस बच्चों की खिलौना बंदूक उसी सिद्धांत और निर्माण का उपयोग कर रही है
 * डीजल इंजन
 * आग लगाने वाला
 * आग जलाना

ग्रन्थसूची

 * Arbor Scientific, Tools That Teach, Fire Syringe P1-2020; http://www.arborsci.com/Data_Sheets/P1-2020_DS.pdf
 * Balfour, Henry (1907) "The fire piston," Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution, pp. 565–598.
 * Fox, Robert (July 1969) "The Fire Piston and Its Origins in Europe", Technology and Culture, 10 (3) : 355–370.
 * Jamison, The Remarkable Firepiston Woodsmoke (1994) Menasha Ridge Press, Birmingham AL ISBN 0-89732-151-0
 * Jamison, Richard with Mel Deweese, "The remarkable fire piston" in: Richard and Linda Jamison, Primitive Skills and Crafts:  An outdoorsman's guide to shelters, tools, weapons, tracking, survival, and more (New York, New York:  Skyhorse Publishing, 2007), pp. 163–176.
 * Rowlands, John J. The Cache Lake Country (1947) ; W. W. Norton and Company, Inc., New York, NY

बाहरी कड़ियाँ

 * The Firepiston: Ancient Firemaking Machine
 * YouTube Instructions on Making Fire Piston
 * University of Bristol, School of Chemistry: The Fire Piston
 * A collection of antique fire syringes
 * An equation describing the change in temperature during compression
 * Photographs of a fire syringe
 * The Naked Scientists - How a fire piston works